JPH0637129A - モールド金型、リードフレーム及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モールド金型とリードフレーム、及びそれら
を用いる樹脂モールド型半導体装置の製造方法に関し、
樹脂封止品質の均一化及び向上、封止樹脂の廃棄量の減
少、樹脂封止工程の簡略化等を図ることを目的とする。 【構成】 樹脂の成形を行うキャビティー５と、該キャ
ビティー５内に樹脂を導入するゲート４部と、該ゲート
４部に樹脂７を供給するランナー３と、該ランナー３及
びゲート４部を介しキャビティー５内に樹脂７を注入す
るポット２部とを有するモールド金型１であって、前記
ポット２部を、該金型１内に配置されるリードフレーム
６のフレーム部6F上に設けて構成したモールド金型１
と、前記モールド金型に用い、フレーム部の前記ポット
の直下部及びランナー接触部の全域若しくは一部に開孔
を形成したリードフレーム、及び上記モールド金型及び
リードフレームを用いる半導体装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改良されたモールド金型
とリードフレーム、及びそれらを用いる樹脂モールド型
半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】トランスファモールドに用いるモールド金
型には、当初、複数個のキャビティーを有する１台の金
型に対して１個のポット部を有するコンベンショナル方
式が用いられていた。図５はコンベンショナル方式のモ
ールド金型の模式平面図で、図中、51はモールド金型、
52はポット、53はランナー、54はゲート、55はキャビテ
ィー、56はリードフレームを示している。

【０００３】しかしこの方式では、量産化が進み、キャ
ビティー数が増して型が大型化するに伴って、ポット52
部からキャビティー55へ樹脂を供給するランナー53部が
著しく長大化するためにランナー53部内における樹脂の
熱硬化の進行によってワイヤフローやステージ変形等の
モールド障害を生ずるという問題や、長大化したランナ
ー53部への残留により樹脂の廃棄量が膨大化するという
問題が生じていた。

【０００４】そこで、ランナー部の長さを縮小して上記
問題を解消すべく開発されたのが、１台のモールド金型
に複数個のポット部を設けたモールド金型を用いるマル
チプランジャー方式であり、このマルチプランジャー方
式において、可能な限り樹脂の廃棄量を減少し、前記モ
ールド障害を防止し且つ均一なモールド品質が得られる
技術の開発が望まれている。

【０００５】

【従来の技術】図６は従来のマルチプランジャー方式の
トランスファモールドに用いたモールド金型における樹
脂注入状態を透視して示す要部模式平面図である。

【０００６】図において、61はモールド金型、62はポッ
ト、63はランナー、64はゲート、65はキャビティー、66
はリードフレーム（リード部の図示省略）、67は封止樹
脂を示す。

【０００７】従来のマルチプランジャー方式の樹脂モー
ルド工程においては、上記図６に示すようなモールド金
型61を用い、リードフレーム66をモールド金型61の下型
61A上に配置し上型（図示せず）によりクランプした
後、金型61におけるリードフレーム66から離れた位置に
設けられたポット62からランナー63及びゲート64を介し
キャビティー65内に樹脂67を注入し、所定時間キュアし
た後、金型61を開いて成形物を取り出していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしかかる従来のマ
ルチプランジャー方式の樹脂モールド工程においては、
上記のようにリードフレーム66上から離れた位置から樹
脂の注入がなされるために、以下の〜に示すような
問題を生じていた。

【０００９】 封止樹脂として熱硬化性樹脂を使用す
る場合には、ランナー63内で硬化が進行してしまってキ
ャビティー65内に注入される樹脂の粘度が上昇するため
に、ボンディングワイヤのワイヤフローやリードフレー
ムのステージ変形による断線やショート等のモールド障
害が発生する。

【００１０】 樹脂の注入経路がまだ長く、そのため
樹脂の廃棄量の減少が充分でない。 ポット62部をリードフレーム66の配置部と離れた位
置に設けるために、金型の単位面積当たりの取り数が少
ない。

【００１１】 ゲート64に接するランナー63部がリー
ドフレーム66のフレーム部66F を横切る構造であるため
に、上記ランナー63部に対応する部分のリードフレーム
66を部分的に除去することが、リードフレーム66の変形
を防止する面からできない。そのため、樹脂成形を終わ
ったリードフレームをランナー内の樹脂から切り離すゲ
ートブレイクが行い難い。特に、ゲートが上型と下型の
両方に跨がる上下ゲートの場合は、リードフレームから
樹脂が離れ難くなってゲート部に余分な樹脂が残留し、
リードフレームからこの残留樹脂を除去するために、余
分な工程を設ける必要が生ずる。

【００１２】そこで本発明は、ランナー部の長さを極度
に短縮することによって、樹脂の廃棄量を大幅に減少さ
せると同時に、ランナー内での樹脂の熱硬化の進行を抑
えて樹脂注入の均一化を図ると共にワイヤフローやステ
ージ変形によるモールド障害の発生を防止し、且つ樹脂
封止を終わったリードフレームからの余分な樹脂の完全
な除去を容易にしてリードフレームの変形を防止すると
共に特別な残留樹脂除去工程を排除し、これらによっ
て、樹脂封止品質の均一化及び向上、封止樹脂の廃棄量
の減少、樹脂封止工程の簡略化等を図ることを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、樹脂
の成形を行うキャビティーと、該キャビティー内に樹脂
を導入するゲート部と、該ゲート部に樹脂を供給するラ
ンナーと、該ランナー及びゲート部を介しキャビティー
内に樹脂を注入するポット部とを有するモールド金型で
あって、前記ポット部が、該金型内に配置されるリード
フレームのフレーム部上に設けられてなる本発明による
モールド金型、若しくは前記本発明によるモールド金型
を用いて樹脂封止を行う工程を有する本発明による半導
体装置の製造方法によって達成される。

【００１４】また上記課題の解決は、前記モールド金型
による樹脂モールドに使用するリードフレームであっ
て、前記モールド金型のポット下部にフレーム部を有
し、該フレーム部の幅が前記モールド金型のポットの径
より大きく形成されてなる本発明による第１のリードフ
レーム、若しくは、前記第１のリードフレーム同様のフ
レーム部の幅を有し且つ該フレーム部の前記モールド金
型のポット直下の全域若しくは一部が選択的に除去され
てなる本発明による第２のリードフレーム、若しくは更
に前記第２のリードフレームのフレーム部の前記モール
ド金型のゲートにつながるランナー部に接する部分の全
域若しくは一部が選択的に除去されてなる本発明による
第３のリードフレームに半導体素子を搭載し、前記本発
明によるモールド金型を用いて樹脂モールドを行う本発
明による半導体装置の製造方法によっても達成される。

【００１５】

【作用】図１は本発明の原理説明図で、本発明に係るモ
ールド金型の樹脂注入状態を模式的に示す透視平面図で
ある。

【００１６】図において、１はモールド金型、２はポッ
ト、３はランナー、４はゲート、５はキャビティー、６
はリードフレーム（リードの図示省略）、７は封止樹脂
を示す。

【００１７】本発明に係るモールド金型においては、図
１に示すように、ポット２を金型１内にセットされるリ
ードフレーム６のフレーム部６Ｆ上に設ける。これによ
ってポット２からキャビティー５までの距離は大幅に短
縮され、ポット２の底部からキャビティー５へ樹脂７を
供給するランナー３の長さも大幅に短縮される。従っ
て、ランナー３内における樹脂の熱硬化の進行は防止さ
れて、樹脂粘度の上昇に起因するワイヤフローやステー
ジ変形は防止され、且つモールド型内に多数配設される
キャビティー間の樹脂封止の均一性が向上すると共に、
樹脂の廃棄量が大幅に減少する。

【００１８】また、本発明に係る第１のリードフレーム
６においては、モールド金型１にセットした際にフレー
ム部６Ｆがモールド金型のポット２の下部に位置し、且
つこのフレーム部６Ｆの幅がポット２の径ｄより大きく
形成される。これにより、モールド後、ポット２内に残
留する樹脂即ちカルをモールド金型から容易に除去する
ことが可能になる。

【００１９】更にまた、図示しないが本発明に係る第２
のリードフレームにおいては、前記第１のリードフレー
ムのフレーム部におけるポット直下の全域若しくは一部
を選択的に除去する。これにより、前記フレームの除去
部を下方から突き上げることで、リードフレーム上に付
着しているカル等の固着樹脂の除去が容易に行なえるよ
うになる。

【００２０】そしてまた、図示しないが本発明に係る第
３のリードフレームにおいては、前記第２のリードフレ
ームのフレーム部におけるモールド金型のゲートにつな
がるランナーに接する部分の全域若しくは一部を選択的
に除去する。これにより、前記ランナーに接するフレー
ムの除去部及び前記ポット直下のフレーム除去部を下方
から突き上げることで、リードフレーム上に付着したラ
ンナー残留樹脂及びカルをリードフレーム上から容易に
且つ完全に除去することが可能になる。

【００２１】上記のように、本発明に係る第２、第３の
リードフレームを用いることにより、モールド後にリー
ドフレームに付着している余分な樹脂を、下方からの突
き上げ操作のみで容易に且つ完全に除去することが可能
になる。従って、付着樹脂の除去のために特別な工程を
設ける必要はなく、樹脂封止工程が簡略化される。

【００２２】かくて、本発明に係るモールド金型及びリ
ードフレームを用いることにより、樹脂モールド型半導
体装置の封止歩留り及び信頼性の向上が図れると同時
に、封止樹脂の削減、封止工程の簡略化によるコストダ
ウンが図れる。

【００２３】

【実施例】以下本発明を、図示実施例により具体的に説
明する。図２は本発明に係るモールド金型の一実施例の
模式図で、(a) は透視平面図、(b) はＡ−Ａ′断面図、
図３は本発明に係るリードフレームの実施例の模式平面
図で、(a) は第１の実施例、(b) は第２の実施例、(c)
は第３の実施例、(d) は第４の実施例、図４(a) 〜(d)
は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例の工程
断面図である。全図を通じ同一対象物は同一符合で示
す。

【００２４】本発明に係るマルチプランジャー方式のモ
ールド金型は、図１に樹脂モールド時の透視平面図(a)
及びそのＡ−Ａ′断面図を模式的に示すように、例え
ば、モールド金型11に、従来同様、搭載配置されるリー
ドフレーム16のリード部に対応して複数のキャビティー
15が整列配設され、このキャビティー15列上に搭載配置
されるリードフレーム16の一方のフレーム部16F の直上
部に、このフレーム部16F に沿い且つ直に接して、この
フレーム部16F の幅ｗより小さい径ｄを有し、例えば、
各１個のキャビティー15内に封止樹脂17を注入する複数
のポット12部が形成され、この各々のポット12の底部と
対応するキャビティー15のゲート14間が短いランナー13
によって接続された構造を有している。そして、樹脂モ
ールドに際しては、モールド金型11の下型11Ａの前記キ
ャビティー15列上にリードフレーム16を搭載配置し、上
型11Ｂを下降させて上記リードフレーム16をモールド型
11内に挟み込んだ後、複数設けられている各ポット12に
封止樹脂のタブレットを挿入し、各ポット12内の樹脂を
同時に複数のプランジャーＰで押圧し、各ポット12内の
樹脂17をそれぞれランナー13及びゲート14を介してそれ
ぞれ対応するキャビティー15内に注入がなされる。な
お、17Ａは樹脂パッケージ、17Ｂはランナー残留樹脂、
17Ｃはポット残留樹脂即ちカルを示す。

【００２５】上記モールド金型を用いて樹脂封止を行う
際に用いられる本発明に係るリードフレームは、例えば
図３(a) に示す第１の実施例のように、フレーム部16Ｆ
の幅ｗが鎖線で示すポット12の径ｄより大きく形成され
ており、ポット12の直下部及びランナーの下部にはフレ
ームの除去部を設けていない前記モールド金型の実施例
に用いたのと同様の構造を有する。従って、このリード
フレーム16を用いた際には、ポット12で押圧された樹脂
はリードフレーム16のフレーム部16Ｆで受け止められ、
下型面には到達しない。そのため下型のポット12直下領
域の摩耗は回避され、型寿命が延長する。また、図２に
示したランナー残留樹脂17Ｂ及びカル17Ｃは総てリード
フレームのフレーム部16Ｆ上に付着しているので、この
フレーム部16Ｆを屈曲させることによりこれらの余分な
樹脂の除去は可能である。

【００２６】第２の実施例においては、図３(b) に示す
ように、例えば、フレーム部16Ｆのポット12の直下領域
内に全域若しくは部分的なフレーム除去部例えば２〜３
mmφ程度の円形状開孔18が形成される。この除去部の大
きさは、ポット12の直下全域以下の大きさであればよ
く、また円形に限られるものではない。

【００２７】このようにすることにより、樹脂モールド
後にリードフレーム16のフレーム部16Ｆ上に付着してい
るランナー残留樹脂及びカルは、この円形状開孔18の下
面に表出している樹脂をピン等で突き上げることにより
容易に除去できる。

【００２８】第３の実施例においては、図３(c) に示す
ように、例えば、フレーム部16Ｆのポット12の直下領域
の一部及びランナー13（図２参照）に接する部分全域を
除去してゲート14（図２参照）近傍に到達する幅２〜３
mm程度のスリット状開孔19が形成される。

【００２９】このようにすると、樹脂モールド後にリー
ドフレーム16のフレーム部16Ｆ上のランナー残留樹脂及
びカル等の付着樹脂は、このスリット状開孔19の下面に
表出している樹脂をピン等で突き上げることによりゲー
ト部まで容易に且つほぼ完全に除去できる。

【００３０】第４の実施例においては、図３(d) に示す
ように、例えば、フレーム部16Ｆのポット12の直下領域
の一部（若しくは図示しない全域に）に円形状開孔18が
形成され、且つランナーに接する領域のゲートに最も近
い部分（図２参照）に、短い部分的スリット状開孔20を
形成する。

【００３１】この構造でも、上記円形状開孔18及び部分
的スリット状開孔20の下面に表出する樹脂をピン等で突
き上げることにより、フレーム部16Ｆ上の付着樹脂はゲ
ート部まで容易に且つ完全に除去できる。

【００３２】次に、本発明に係るモールド金型及びリー
ドフレームを用いた樹脂モールド型半導体装置の製造方
法を一実施例について図４を参照して述べる。 図４(a) 参照 本発明の方法により樹脂モールド型半導体装置を製造す
るに際しては、先ず、例えば図３(d) に示したように、
フレーム部のランナーに接するゲート近傍部に部分的ス
リット状開孔20を有し且つポット直下領域の一部に円形
状開孔18を有するリードフレーム16に通常通り半導体チ
ップを搭載し、ワイヤボンディングを行った後、このリ
ードフレーム16を本発明に係るモールド金型111 の下型
111A上に搭載し、このリードフレーム16を上型111Bによ
って挟み固定する。なお上記モールド金型111 は通常通
り上型111Bにキャビティー15B と上部ランナー13B が形
成され、また下型111Aに形成されたキャビティー15A の
ゲート14の近傍部にも下部ランナー15A が形成されてい
る。12はポットを示す。型の温度は、予め、例えば170
℃程度に昇温しておく。

【００３３】図４(b) 参照 次いでポット12内に所定重量の所定の熱硬化性樹脂のタ
ブレットを挿入し、プランジャーＰで押圧し、ポット12
内の樹脂17をランナー13A 、13B 及びゲート14を介して
キャビティー15（即ち15A 及び15B ）内に注入し、例え
ば 150分程度の所定時間キュアーする。

【００３４】図４(c) 参照 次いで、モールド金型111 を開き、リードフレーム16を
金型111 から取り外す。この際リードフレーム16には、
樹脂パッケージ17Ａの他に、上部ランナー残留樹脂17B
B、下部ランナー残留樹脂17BA及びカル17Ｃが固着して
いる。

【００３５】図４(d) 参照 次いで、リードフレーム16の円形状開孔18及び部分的ス
リット状開孔20を介しピン等により矢印21に示すように
それら開孔の底面に表出している樹脂を突き上げること
により、リードフレーム16に固着している上部ランナー
残留樹脂17BB、下部ランナー残留樹脂17BA及びカル17Ｃ
を剥離し、樹脂パッケージ17Ａから剪断して除去し、本
発明に係る樹脂モールド型半導体装置は完成する。

【００３６】この実施例に従ってQFP120ピン樹脂パッケ
ージのモールドに際しての廃棄樹脂量、ゲートブレイク
（ゲート部からの不要樹脂の除去）性等を調査した結果
を、従来例と比較して次表に示す。なおここで、樹脂の
キュアは 170℃、150 分とし、樹脂の使用量は、カルの
残留厚さが２ｍｍになる重量に調節した。

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、樹
脂モールド型半導体装置の製造に際して、リードフレー
ム上にポットを配置することにより、ランナーを短くで
きるために、廃棄樹脂量を減少できるばかりでなく、樹
脂モールド後のリードフレーム上からのカル及びランナ
ー部樹脂の完全除去が容易になる。そのためゲートブレ
イク性が向上し、ゲート削除工程を設けないでも次のリ
ード整形工程を即実施できるようになる。またランナー
が短くなったことで、ランナー内で樹脂の硬化が進まず
ワイヤフローやステージ変形等のモールド不良が防止さ
れると共に、封止品質も均一化される。従って本発明
は、樹脂モールド型半導体装置の歩留り及び信頼性の向
上、原価低減に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理説明図

【図２】 本発明に係るモールド金型の一実施例の模式
図

【図３】 本発明に係るリードフレームの実施例の模式
平面図

【図４】 本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施
例の工程断面図

【図５】 コンベンショナル方式のモールド金型の模式
平面図

【図６】 マルチプランジャー方式の従来のモールド金
型の要部模式平面図

【符号の説明】

１ モールド金型 ２ ポット ３ ランナー ４ ゲート ５ キャビティー ６ リードフレーム 11 モールド金型 11A 下型 11B 上型 12 ポット 13 ランナー 13A 下部ランナー 13B 上部ランナー 14 ゲート 15 キャビティー 15A 下部キャビティー 15B 上部キャビティー 16 リードフレーム 17 樹脂 17A 樹脂パッケージ 17B ランナー残留樹脂 17C カル 18 円形状開孔 19 スリット状開孔 20 部分スリット状開孔 21 突き上げ矢印 111 モールド金型 111A 下型 111B 上型

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂の成形を行うキャビティーと、該キ
   ャビティー内に樹脂を導入するゲート部と、該ゲート部
   に樹脂を供給するランナーと、該ランナー及びゲート部
   を介しキャビティー内に樹脂を注入するポット部とを有
   するモールド金型であって、前記ポット部が、該金型内
   に配置されるリードフレームのフレーム部上に設けられ
   てなることを特徴とするモールド金型。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモールド金型による樹脂
   モールドに使用するリードフレームであって、前記モー
   ルド金型のポットの下部にフレーム部を有し、該フレー
   ム部の幅が前記モールド金型のポットの径より大きく形
   成されてなることを特徴とするリードフレーム。
3. 【請求項３】 前記フレーム部における前記モールド金
   型のポット直下の全域若しくは一部が選択的に除去され
   てなることを特徴とする請求項２記載のリードフレー
   ム。
4. 【請求項４】 前記フレーム部における前記モールド金
   型のポット直下の全域若しくは一部、及び前記モールド
   金型のゲートにつながるランナーに接する全域若しくは
   一部が、選択的に除去されてなることを特徴とする請求
   項２記載のリードフレーム。
5. 【請求項５】 請求項１記載のモールド金型を用いて樹
   脂モールドを行う工程を有することを特徴とする半導体
   装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項２若しくは３若しくは４記載のリ
   ードフレームに半導体素子を搭載し、請求項１記載のモ
   ールド金型を用いて樹脂モールドを行うことを特徴とす
   る半導体装置の製造方法。