JPH07214600A - 透明樹脂封止型半導体装置の成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】離型剤を用いずに、成形直後の樹脂パッケージ
に不当な反り変形を生じせしめることなく金型から容易
に離型できるようにした透明樹脂封止型半導体装置の成
形用金型を提供する。 【構成】測光素子の半導体チップ１，リードフレーム２
を透明樹脂パッケージ４で封止した半導体装置の成形用
金型で、該金型が内壁面を粗面化したキャビティブロッ
クの上型５，下型６と、端面を鏡面に仕上げて樹脂パッ
ケージの表面に半導体チップへの透光窓部４ａを成形す
るコア７とからなるものにおいて、上型に配したノック
アウトピン８とともに、コアにも離型用のノックアウト
ピン９を組み込み、離型の際にノックアウトピン８，９
の突出し操作に加えて、ノックアウトピン９とコアとの
間の細隙を通じて外部より取り込んだ空気をコアと樹脂
パッケージの透光窓部との間の密着面に引き入れて離型
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オートフォーカス用ホ
トＩＣなどの測光素子を対象とした透明樹脂封止型半導
体装置の樹脂パッケージの成形に用いるトランスファ成
形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、本発明の実施対象となる透明樹脂
封止型半導体装置してオートフォーカス用ホトＩＣのパ
ッケージ構造を図２（ａ),（ｂ）に示す。図において、
１は２組のホトセンサ部，量子化部，換算部を１チップ
に集積して作り込んだ半導体チップ、２は半導体チップ
１を搭載したリードフレーム、３はボンディングワイ
ヤ、４は透明樹脂パッケージであって、半導体チップ１
はリードフレーム２のダイパッド２ａにマウントされ、
かつ透明樹脂パッケージ４の表面には半導体チップ１の
ホトセンサ部と対向する箇所に平滑面を呈する受光用の
透光窓部４ａが形成され、該透光窓部４ａを除くパッケ
ージの残り表面域が梨地面４ｂを呈するように粗面化さ
れている。

【０００３】次に前記した透明樹脂パッケージ４の成形
に用いるトランスファ成形用金型の従来構造を図３に示
す。すなわち、成形用金型は上型５，下型６を組合わせ
たキャビティブロックと、透明樹脂パッケージ４の表面
一部に透光窓部４ａを成形するためのコア７，およびコ
ア７の左右両側に配して上型５に組み込んだノックアウ
トピン８とからなり、かつコア７の端面は鏡面７ａに仕
上げられ、さらに樹脂パッケージ４の梨地面４ｂに対応
してキャビティブロックである上型５，下型６の内壁面
が粗面５ａ，６ａになっている。

【０００４】そして、かかる成形用金型を用いて樹脂パ
ッケージ４をトランスファ成形する際には、まず図示の
ように金型内に半導体チップ１を含む素子組立体をイン
サートして金型を閉じ、この状態で金型内にエポキシ樹
脂などの透明樹脂を注入して図２に示した透明樹脂パッ
ケージ４を成形する。また、成形後は金型を開いた上で
ノックアウトピン８を突出し操作して成形品を金型より
離型して外部に取り出す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の成形用金型では成形品の取出しに際して次記のよう
な不具合が生じる。すなわち、前記した透明樹脂パッケ
ージ４の成形材料としては、高い透明度を確保するため
に補強材を添加しないエポキシ樹脂が用いられている。
しかして、補強材添加無しのエポキシ樹脂は成形直後の
高温（８０℃以上）状態ではキュアが十分に進んでな
く、強度が極端に低くなる性質を示す。一方、成形直後
の状態では、鏡面を呈しているコア７の端面と樹脂パッ
ケージ４の透光窓部４ａとが互いに密着し合って両者の
間が簡単に剥離できない状態となっている。そのため
に、図４で示すように成形後に金型を開き、ノックアウ
トピン８を突出し操作して樹脂パッケージ４を金型から
離型させようとすると、樹脂パッケージ４は透光窓部４
ａがコア７の端面と密着し合ったまま、その両側がノッ
クアウトピン８により押され、この結果として図示のよ
うに樹脂パッケージ４の全体が反って湾曲状に変形す
る。しかも、樹脂パッケージ４にこのような変形が生じ
ると、その内部応力で樹脂パッケージ自身にクラックが
生じたり、ボンディングワイヤ３が切断するなどのトラ
ブルが発生し、このことが製品の良品率低下を招く大き
な要因となっている。

【０００６】そこで、従来ではこのような離型に伴うト
ラブルの防止策として、あらかじめ金型の内面にシリコ
ーンオイルなどの離型剤を塗布しておくことが行われて
いる。しかしながら、金型のコア７の端面に離型剤を塗
布すると、成形品としての樹脂パッケージ４の透光窓部
４ａの表面に離型剤が異物として付着残留し、これが測
光素子としての特性に大きな悪影響を及ぼす。このため
に、成形後には離型剤を除去する工程が必要となるな
ど、離型剤を用いる方法はコスト面から必ずしも得策で
はない。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、離型剤を用いず
に、形成直後の樹脂パッケージに不当な反り変形を生じ
せしめることなく金型から容易に離型できるようにした
透明樹脂封止型半導体装置の成形用金型を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の成形用金型においては、端面を鏡面に仕上
げて樹脂パッケージに受光用の透光窓部を成形するコア
に、離型用のノックアウトピンを組み込んで構成するも
のとする。また、前記構成の成形用金型においては、コ
アに穿孔したピンガイド穴とノックアウトピンとの間に
エアベントとして機能する細隙を残存形成しておくのが
よく、さらにコア端面におけるノックアウトピンの周域
部分を粗面化するのが好ましい。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、成形後に金型を開いてキ
ャビティブロック，およびコアに組み込んだノックアウ
トピンを同時に突出し操作すると、成形後の状態で密着
し合っている鏡面状のコア端面と樹脂パッケージの透光
窓部の面との間がコアに組み込んだノックアウトピンの
押し出しによって切り離されので、これにより高温状態
にある樹脂パッケージは反りなどの変形を生じることな
く、原形を保ったまま金型から容易に離型するようにな
る。

【００１０】また、この場合にノックアウトピンとコア
との間に細隙を設けておくことにより、金型への成形樹
脂の注入の際には前記細隙がエアベントとして機能し、
金型キャビティ内に封じ込められている空気を排出して
ボイドなどの成形欠陥発生を防ぐほか、離型時にはノッ
クアウトピンの突出しに加えて、前記細隙を通じて外部
から取り込んだ空気が互いに密着し合っているコア端面
と樹脂パッケージの透光窓部との間に入り込んで両者間
の密着面に真空ポケットの生じるのを防ぐので、これに
より密着状態が消失して樹脂パッケージが容易に離型す
るようになる。さらに、コアに組み込んだノックアウト
ピンの位置を、樹脂パッケージの透光窓部の領域内で半
導体チップのホトセンサ部から外れた位置に位置決めし
た上で、その周域部分のコア端面を局部的に粗面化して
おくことにより、離型の際に先記細隙を通じて外部より
取り込んだ空気がノックアウトピン周域の粗面部分に形
成された微小な間隙を縫ってコアと樹脂パッケージとの
間の密着面に侵入し易くなり、これにより離型性がより
一層向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１（ａ),（ｂ）に
基づいて説明する。なお、（ａ）図は成形用金型を、
（ｂ）図は（ａ）図の金型を用いてトランスファ成形し
た透明樹脂封止型半導体装置（オートフォーカス用ホト
ＩＣ）の平面図を示すものであり、図中で図２，図３に
対応する同一部材には同じ符号が付してある。

【００１２】まず、図１（ａ）の成形用金型において、
その基本構造は図３に示した従来の金型と同じ構造であ
るが、樹脂パッケージの透光窓部を成形するコア７に対
して新たに離型用のノックアウトピン９が追加して組み
込まれている。このノックアウトピン９はコア７の左右
両側に配したノックアウトピン８と連係して突出し操作
されるものであり、その組み込み位置は図２示した半導
体チップ１の中央部、つまりチップ上で２箇所に振り分
けて作りこまれたホトセンサ部２ａ，２ｂから外れた箇
所に対向するように設定され、かつこの位置でコア７に
穿孔したピンガイド穴７ｂに挿入されている。

【００１３】また、ノックアウトピン９は、コア７に穿
孔したピンガイド穴７ｂとの間にエアベントとして機能
する細隙を残すようにピン太さを選定し、さらにコア７
の端面にはノックアウトピン９を取り巻く周域部分を５
μｍ程度の深さに粗面化し、図２で示すように樹脂パッ
ケージ４の透光窓部４ａの中央に符号４ｃで表す梨地面
を局部的に形成するようにしている。なお、符号４ｄは
ノックアウトピン９によって刻印されたピンマークを示
す。

【００１４】かかる構成の成形用金型に成形材料（補強
材添加無しのエポキシ樹脂）を注入して図１（ｂ）に示
す半導体装置の透明樹脂パッケージ４をトランスファ成
形した後に、金型を開いてノックアウトピン８，９を同
時に突出し操作すると、ノックアウトピン８，９が樹脂
パッケージ４を押すとともに、特にノックアウトピン９
とコア７との間の細隙を通じて外部から取り込んだ空気
が互いに密着し合っている樹脂パッケージ４の透光窓部
４ａとコア７の鏡面７ａの間に入り込んで両者間の離脱
をを助勢する。しかも、この場合にノックアウトピン９
の周域部分で樹脂パッケージ４の透光窓部４ａの中央一
部に梨地面４ｃを形成するようにコア７の端面一部を局
部的のち粗面化しておくことで、その微小な凹凸面の間
の間隙を通して空気が密着面域により一層入り込み易く
なる。

【００１５】これにより、成形直後の高温状態でも、樹
脂パッケージ４に図５で述べたように反り変形が生じる
ことなく原形を保ったまま容易に金型から離型する。な
お、発明者等が行った実機テストによれば、金型のコア
に離型剤を塗布しておかなくても良好な離型性の確保で
きることが確認されている。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次記
の効果を奏する。 （１）透明樹脂パッケージに平滑な透光窓部を成形する
コアにノックアウトピンを組み込んだことにより、成形
直後にコアの鏡面とこれに密着し合っている樹脂パッケ
ージの透光窓部との離型が容易となり、離型の際に従来
問題となっていた樹脂パッケージの反り変形を防止でき
る。

【００１７】（２）また、コアに組み込んだノックアウ
トピンと本発明の請求項２，３に記した構成を併用する
ことにより、離型の際にノックアウトピンの突出し操作
に加えて、外部から取り込んだ空気を金型のコア端面と
樹脂パッケージの透光窓部との密着面に引き入れて離型
を助勢することができる。 （３）離型に伴う透明樹脂パッケージの反り変形を軽減
したことにより、樹脂パッケージにクラックが生じた
り、パッケージ内部でボンディングワイヤが切断するな
どのトラブル発生がなくなり、これにより製品の歩留
り，良品率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成図であり、（ａ）は成形用
金型の構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の成形用金型
を用いてトランスファ成形した透明樹脂封止型半導体装
置の平面図

【図２】本発明の実施対象となる透明樹脂封止型半導体
の構成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図

【図３】図２に示した透明樹脂封止型半導体装置の樹脂
パッケージの成形に用いる成形用金型の従来構造の断面
図

【図４】図３の成形用金型で成形した樹脂パッケージの
離型状態を表す図

【符号の説明】 １ 半導体チップ ２ リードフレーム ４ 透明樹脂パッケージ ４ａ 透光窓部 ４ｂ 梨地面 ５ 上型 ５ａ 粗面 ６ 下型 ６ａ 粗面 ７ コア ７ａ 鏡面 ７ｂ ピンガイド穴 ８ ノックアウトピン ９ ノックアウトピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測光素子などの半導体チップをリードフレ
   ームに搭載し、透明樹脂パッケージで封止した透明樹脂
   封止型半導体装置の成形用金型であり、該金型が内壁面
   を粗面化したキャビティブロックと、端面を鏡面に仕上
   げて樹脂パッケージの表面一部に半導体チップへの透光
   窓部を成形するコアとからなるものにおいて、前記コア
   に離型用のノックアウトピンを組み込んだことを特徴と
   する透明樹脂封止型半導体装置の成形用金型。
2. 【請求項２】請求項１記載の成形用金型において、コア
   に穿孔したピンガイド穴とノックアウトピンとの間にエ
   アベントとして機能する細隙を残存形成したことを特徴
   とする透明樹脂封止型半導体装置の成形用金型。
3. 【請求項３】請求項２記載の成形用金型において、コア
   端面におけるノックアウトピンの周域部分を粗面化した
   ことを特徴とする透明樹脂封止型半導体装置の成形用金
   型。