JPH07171862A - モールド金型及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

モールド金型及び半導体装置の製造方法

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JPH07171862A
JPH07171862A JP31961293A JP31961293A JPH07171862A JP H07171862 A JPH07171862 A JP H07171862A JP 31961293 A JP31961293 A JP 31961293A JP 31961293 A JP31961293 A JP 31961293A JP H07171862 A JPH07171862 A JP H07171862A
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mold
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cavities
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JP31961293A
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Chitoshi Ando
千利 安藤
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Fujitsu Ltd
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体装置等の樹脂封止を行う際
に用いるモールド金型に関し、樹脂注入条件に係わらず
キャビティ内の空気残留に伴う樹脂未充填部分の発生を
防止することを目的とする。 【構成】それぞれキャビティ4,4’を有する上金型1
と下金型2とからなるモールド金型であり、該上金型1
または下金型2の少なくとも一方に、外部から前記キャ
ビティ4,4’内に封止用の樹脂を供給するための通路
となるゲート3を備えると共に、該ゲート3の対向部近
傍の上金型1または下金型2の少なくとも一方にキャビ
ティ4,4’内の空気を外部に排出すためのエアーベン
ト5を有し、前記上金型1及び下金型2のぞれぞれのキ
ャビティ4,4’の内面には、前記エアーベント5に連
結される樹脂が浸入できない大きさの微小溝6,6’を
有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の樹脂封
止を行うためのモールド金型、及びこれを用いる半導体
装置の製造方法に関する。半導体装置の樹脂封止は、ス
テージ上に半導体素子を搭載するリードフレームを、樹
脂充填用のキャビティを有する上下の金型間に位置させ
た状態で、ゲートより樹脂をキャビティ内に注入するこ
とによって行う。
【0002】近年の大容量化に伴う端子数の増加等によ
って、樹脂注入の制御が困難になる傾向にあるが、この
ような半導体装置の樹脂封止においても、金型のキャビ
ティ内に空気溜まりによる樹脂の未充填部を発生させな
いことが求められている。
【0003】
【従来の技術】従来のモールド金型及び半導体装置の製
造方法を図5により説明する。図5は、従来の樹脂封止
工程を説明するための図で、半導体素子を実装したリー
ドフレームを挟持した状態のモールド金型断面図であ
る。樹脂封止用のモールド金型は、上金型31及び下金
型32からなり、それぞれ上下の金型31,32には樹
脂が充填されるキャビティ34,34’が設けられてい
る。また、上金型31の一部には樹脂をキャビティ3
4,34’内に注入するためのゲート33が形成される
と共に、空気溜まりを防止するためキャビティ34,3
4’内の空気を外部に排出するためのエアーベント35
が備えられている。
【0004】尚、図では示されていないが、モールド金
型は複数の半導体装置に対応するように、複数のキャビ
ティを有しており、この複数のキャビティのゲートには
樹脂供給用に共通の通路が接続されており、樹脂は複数
のキャビティに同時に注入されるようになっている。こ
のようなモールド金型を用いて行う従来の半導体装置の
樹脂封止工程を説明する。
【0005】まず、図示しないが、上下の金型31,3
2を開いた状態として複数の半導体装置の樹脂封止を同
時に行うために、複数のステージ39及びこれに対応す
るリード端子が連結され、それぞれのステージ39に半
導体素子40が搭載された状態のリードフレーム37を
上下の金型31,32間に搬送する。その後、半導体素
子40がキャビティ34,34’の中央部に位置し、リ
ードフレーム37の端部を挟持するように上下の金型3
1,32を閉める。図5はこの状態を示している。
【0006】次に、ゲート33より溶融する樹脂を注入
することによって、キャビティ34,34’内に樹脂を
充填する。この際にキャビティ34,34’内に空気が
残留することによる樹脂の未充填を防止するために、空
気を外部に排出するためのエアーベント35がゲート3
3の反対側に設けられている。以上のように、キャビテ
ィ34,34’内への樹脂の充填が終了し、樹脂を冷却
固化させた後、上下の金型31,32を開いて半導体素
子40とその周辺部が封止されたリードフレーム37を
金型より取り出す。
【0007】そして、リードフレーム37の不要部を切
断して固片化すると共に、リード端子を所定形状に整形
することによって、半導体装置を完成させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置(I
Cパッケージ)は薄型化し、これに反して半導体素子は
大容量化に伴って大型化する傾向にある。また、リード
端子数の増加によりそのピッチも狭くなっている。従っ
て、半導体素子を封止する樹脂の専有率が低くなると共
に、ピッチの狭いリード端子間の樹脂の流れが複雑にな
ることによって、樹脂封止における樹脂注入の制御が困
難になっている。
【0009】そのため、ゲートの設置位置及び樹脂注入
圧力、樹脂速度等の条件を設定しても、空気溜まりがで
きることによる未充填部の発生は増加している。図5に
示すように、上金型31に樹脂注入用のゲート33を設
けているような場合、矢印で示すように、ゲート注入直
後ピッチの狭いリード端子間を通って充填される下金型
32のキャビティ34’内では樹脂の流れが遅くなり、
その結果、上金型31のキャビティ34内において半導
体素子40の上部を通過した樹脂が、ゲート33の反対
側より回り込んでくる。
【0010】樹脂の占有率が十分に大きくリード端子間
のピッチが広い場合には、樹脂注入条件を考慮すること
によってゲート33の対向部にあるエアーベント35付
近において、上下のキャビティ34,34’を通過する
樹脂が合流させることができるため、内部の空気がエア
ーベント35より排出されるが、図5に矢印で示すよう
な樹脂の流れになった場合には、上金型31と下金型3
2の間にあるエアーベント35からは完全に空気が排出
されず、下金型32のキャビティ34’において、樹脂
が合流する部分で樹脂が閉じ込められることになり、そ
の部分に樹脂の未充填部が発生する。
【0011】本発明は、上記課題を解決して、金型にお
けるキャビティ内での樹脂の速度等に関係なく、空気が
キャビティ内の樹脂充填部分に閉じ込められることをな
くすことによって、樹脂の未充填の発生を防止すること
を目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のモールド金型は、それぞれキャビティ4,
4’を有する上金型1と下金型2とからなり、該上金型
1または下金型2の少なくとも一方に、外部から前記キ
ャビティ4,4’内に封止用の樹脂を供給するための通
路となるゲート3を備えると共に、該ゲート3の対向部
近傍の上金型1または下金型2の少なくとも一方にキャ
ビティ4,4’内の空気を外部に排出するためのエアー
ベント5を有し、前記上金型1及び下金型2のそれぞれ
のキャビティ4,4’の内面には、前記エアーベントに
連結される樹脂が浸入できない大きさの微小溝6,6’
を有することを特徴としている。
【0013】
【作用】上記本発明のモールド金型及びこれを用いる半
導体装置の製造方法によれば、ピッチの狭いリード端子
等の影響によって、金型のキャビティ4,4’内におい
て樹脂がどのような流れ方をしても、金型のキャビティ
4,4’内に形成される微小溝6,6’からエアーベン
ト5,5’を介して空気が外部に排出されるため、空気
溜まりによる樹脂の未充填部が発生することがない。
【0014】
【実施例】以下に、本発明のモールド金型及び半導体装
置の製造方法における実施例を説明する。図1,図2
は、本発明の第一実施例を説明すための図であり、図1
はリードフレーム、及び上下の金型を開いた状態の斜視
図、図2はリードフレームを挟持するように上下の金型
を閉じた状態の断面図である。
【0015】図1に示すリードフーム7は一般的なもの
であり、金属製の薄板をプレス或いはエッチングによっ
て複数のリード端子8やステージ9を有するよう所定形
状に形成されたものであり、ステージ9上には半導体素
子10が搭載され、図示していないが半導体素子10の
電極とリード端子8とはワイヤボンディングによって接
続されている。
【0016】尚、図は半導体装置1個に対応する部分の
みを示しているが、実際には複数が連結された状態にな
っている。このようなリードフレーム7を上下の金型間
に挟持した後、樹脂封止を行うのであるが、その前に本
発明に係るモールド金型の構造について説明する。図1
に示すように、本実施例のモールド金型は、上金型1と
下金型2とからなっており、それぞれの金型1,2には
キャビティ4,4’が形成され、上金型1にはキャビテ
ィ4,4’内に樹脂を供給するための通路となるゲート
3が形成されている。ゲート3は必ずしも上金型1に形
成する必要はなく、品種によっては下金型2に形成され
ることもある。
【0017】これら上下の金型1,2のキャビティ4,
4’内面には、本発明の特徴となる複数の微小溝6,
6’が形成されている。この微小溝6,6’は、キャビ
ティ4,4’内に充填される樹脂が浸入しない大きさで
あり、空気を外部に排出するためのエアーベント5,
5’にそれぞれ連結されている。通常、半導体装置の封
止に用いれる樹脂には、数μmのフィラーが混入されて
いるため、このフィラーの大きさよりも小さい溝とする
ことによって、樹脂の浸入のない微小溝を実現すること
ができる。尚、図における各部分は理解が容易となるよ
うに示してあり、その大小関係は実際のものとは異な
る。
【0018】微小溝6,6’は、モールド金型の成形時
に同時に作り込むか、エッチングによって形成する。エ
ッチングによる場合には、断面視がV形状となる。図1
の上金型1において、実際はキャビティ等は見えない状
態であるが、ゲート3、キャビティ4及びエアーベント
5を点線で示している。但し、キャビティ4内面の微小
溝6は省略している。
【0019】このような上下の金型1,2を、図2の断
面図に示すようにリードフレーム7を挟持する状態で閉
める。図2(a)はゲート3及びエアーベント5を結ぶ
線上を切断した断面図、図2(b)は図2(a)の直交
方向の断面図である。図2に示す状態において、ゲート
3から溶融する樹脂を注入してキャビティ4,4’内に
充填する。
【0020】本実施例のモールド金型を使用すれば、リ
ード端子数が多くそのピッチが短いようなリードフレー
ムであって、図2(a)に矢印で示すように樹脂の流れ
る速度が上下不均一になるような場合でも、最終的に樹
脂が合流する位置でキャビティ4’内に存在する空気
は、微小溝6’を介してエアーベント5’より外部に排
出される。
【0021】従って、キャビティ内に空気溜まりによる
樹脂の未充填部が発生することがなく、精度良く樹脂封
止を行うことができる。微小溝6,6’はキャビティ
4,4内に全体的に形成しているため、ゲートの位置等
で変わる樹脂の流れに関係なく、キャビティ内の空気を
確実に外部に排出することが可能である。
【0022】本実施例では、充填するする樹脂の圧力に
よって、キャビティ4,4’内の空気を微小溝6,6’
及びエアーベント5,5’を介して、外部に排出させて
いるが、真空ポンプ等でエアーベント5,5’から真空
引きすることによって、キャビティ4,4’内を真空状
態としながら樹脂を充填することでも、内部の空気溜ま
りをなくし、未充填部の発生を防止することができる。
【0023】また、エアーベントは確実に空気排出を行
うために上下の金型1,2に形成しているが、リード端
子間を介して微小溝を連通させれば一方の金型にのみ形
成してもよい。図3は、形状の異なる微小溝を有するモ
ールド金型を使用する第二実施例を説明するための断面
図であり、図2(b)の断面図と同一方向のものであ
る。
【0024】図3に示すように、本実施例のモールド金
型は、上下の金型11,12のキャビティ14,14’
内面に、表面側が狭く内部が広い微小溝16,16’を
備えている。この微小溝16,16’は、表面側の狭い
部分が樹脂を浸入させない程度の大きさに設定されてお
り、図示していないがエアーベントにそれぞれ連結され
ている。
【0025】本実施例のモールド金型によれば、微小溝
16,16’内部が広く形成されているため、半導体素
子10を搭載したリードフレーム7を上下の金型11,
12を挟持して樹脂をキャビティ14,14’内に充填
する場合に、より多くの空気をエアーベントへ送ること
ができ、更に確実にキャビティ14,14’内の空気を
排出することができる。
【0026】図4は、第三実施例を説明するための図で
あり、図4(a)は、上金型を省略する本実施例におけ
るモールド金型斜視図、図4(b)は、リードフレーム
を挟持するように上下の金型を閉じた状態の断面図であ
る。本実施例のモールド金型は、図4(a)(b)から
明らかなように、上下の金型21,22からなり、それ
ぞれ樹脂が充填されるキャビティ24,24’が、上金
型22に樹脂をキャビティ内に注入するためのゲート2
3、キャビティ内の空気を外部へ排出するためのエアー
ベント25が形成されている。
【0027】そして、上下の金型21,22のキャビテ
ィ24,24’内面には、均等な間隔で点在する複数の
微小穴26,26’が設けられている。複数の微小穴2
6,26’は、樹脂が浸入できない程度の大きさに設定
されている。図4(b)の状態において、ゲート23よ
り封止用の樹脂を注入する。上下の金型21,22にお
けるキャビティ24,24’に均一な速度で樹脂が充填
される場合には、エアーベント25付近で合流して、キ
ャビティ内の空気はエアーベント25より外部に排出さ
れ、樹脂の未充填は発生しない。
【0028】しかしながら、リードフレーム7のリード
端子数が多くそのピッチが狭いような場合、このリード
端子間を通過して樹脂が充填される下金型22のキャビ
ティ24’においては、樹脂の流れる速度が遅くなるた
め上金型21のキャビティ24からの回り込みが起こ
り、エアーベント25から空気を排出することができな
い。
【0029】この場合でも本実施例によれば、樹脂の合
流する位置にある封止には関係のない微小穴26’内に
キャビティ内の空気が閉じ込められ、半導体素子10の
樹脂封止には何の影響も及ぼさないため、精度良く樹脂
の充填を行うことが可能となる。本実施例における微小
穴26,26’は、第二実施例と同様、表面側を狭く内
部側を広くすることによって、より多くの空気を閉じ込
めることができる。
【0030】
【効果】以上説明した本発明によれば、半導体装置全体
における樹脂専有率の低下、及びピッチの狭いリード端
子等の影響によって、金型のゲートから注入される樹脂
がキャビティ内で不均一に流れたとしても、キャビティ
内に形成される微小溝あるいは微小穴によって、キャビ
ティ内の空気が外部に排出される、あるいは樹脂の充填
には関係のない部分に閉じ込められるため、空気溜まり
による樹脂の未充填部が発生することがなく、確実な樹
脂封止を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を説明するための斜視図で
ある。
【図2】本発明の第一実施例を説明するための断面図で
ある。
【図3】本発明の第二実施例を説明するための断面図で
ある。
【図4】本発明の第三実施例を説明するための斜視図及
び断面図である。
【図5】従来の技術を説明するための断面図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれキャビティ(4,4’)を有す
    る上金型(1)と下金型(2)とからなり、 該上金型(1)または下金型(2)の少なくとも一方
    に、外部から前記キャビティ(4,4’)内に封止用の
    樹脂を供給するための通路となるゲート(3)を備える
    と共に、該ゲート(3)の対向部近傍の上金型(1)ま
    たは下金型(2)の少なくとも一方にキャビティ(4,
    4’)内の空気を外部に排出するためのエアーベント
    (5)を有し、 前記上金型(1)及び下金型(2)のそれぞれのキャビ
    ティ(4,4’)の内面には、前記エアーベントに連結
    される樹脂が浸入できない大きさの微小溝(6,6’)
    を有することを特徴とするモールド金型。
  2. 【請求項2】 それぞれキャビティ(24,24’)を
    有する上金型(21)と下金型(22)とからなり、 該上金型(21)または下金型(22)の少なくとも一
    方に、外部から前記キャビティ(24,24’)内に封
    止用の樹脂を供給するための通路となるゲート(23)
    を備え、 前記上金型(21)及び下金型(22)のそれぞれのキ
    ャビティ(24,24’)の内面には、樹脂が浸入でき
    ない大きさの微小穴(26,26’)が点在するように
    形成されていることを特徴とするモールド金型。
  3. 【請求項3】 前記微小溝(6,6’)または微小穴
    (26,26’)は、表面側が狭く、内部側が広く形成
    されていることを特徴とする請求項1及び2記載のモー
    ルド金型。
  4. 【請求項4】 金属薄板よりなり半導体素子搭載用のス
    テージ(9)、複数のリード端子(8)が形成されるリ
    ードフレーム(7)の前記ステージ(9)上に半導体素
    子(10)を搭載し、該半導体素子(10)の複数の電
    極と前記リード端子(8)とを電気的に接続した後、該
    半導体素子(10)と、リード端子(8)の一部をモー
    ルド樹脂にて封止し、前記リードフレーム(7)の不要
    部を切断すると共に、モールド樹脂外部に導出するリー
    ド端子(8)を整形する半導体装置の製造方法であり、 前記モールド樹脂封止工程において、請求項1記載のモ
    ールド金型の上金型(1)と下金型(2)との間に前記
    リードフレーム(7)を挟持させた後、前記ゲート
    (3)より溶融する樹脂を注入し、上金型(1)のキャ
    ビティ(4)を通過する樹脂と、下金型(2)のキャビ
    ティ(4’)を通過する樹脂とが合流する部分で、キャ
    ビティ内の空気を前記微小溝(6,6’)及びエアーベ
    ント(5,5’)を介して外部へ排出して、キャビティ
    (4,4’)内に樹脂を充填することを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 金属薄板よりなり半導体素子搭載用のス
    テージ(9)、複数のリード端子(8)が形成されるリ
    ードフレーム(7)の前記ステージ(9)上に半導体素
    子(10)を搭載し、該半導体素子(10)の複数の電
    極と前記リード端子(8)とを電気的に接続した後、該
    半導体素子(10)と、リード端子(8)の一部をモー
    ルド樹脂にて封止し、前記リードフレーム(7)の不要
    部を切断すると共に、モールド樹脂外部に導出するリー
    ド端子(8)を整形する半導体装置の製造方法であり、 前記モールド樹脂封止工程において、請求項2記載のモ
    ールド金型の上金型(21)と下金型(22)との間に
    前記リードフレーム(7)を挟持させた後、前記ゲート
    (23)より溶融する樹脂を注入し、上金型(21)の
    キャビティ(24)を通過する樹脂と、下金型(22)
    のキャビティ(24’)を通過する樹脂とが合流する部
    分で、キャビティ内の空気を前記微小穴(26,2
    6’)内に閉じ込める状態として、キャビティ(24,
    24’)内に樹脂を充填することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018214904A1 (de) 2017-10-25 2019-04-25 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

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DE102018214904A1 (de) 2017-10-25 2019-04-25 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
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