JPH0745652A - 樹脂封止型半導体装置の製造装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、トランスファモールド法を用いたモ
ールド装置およびそのモールド方法において、リードフ
レームのダイパッドの位置の移動に起因する、歩留まり
の低下を抑制できるようにすることを最も主要な特徴と
する。 【構成】たとえば、リードフレーム１２を型締めする上
金型２１ａおよび下金型２１ｂの、キャビティ部２２に
対向する部位に電磁石２７ａ，２７ｂをそれぞれ設置す
る。そして、電磁石２７ａ，２７ｂを励磁させてリード
フレーム１２に磁力を付与し、この磁力によりリードフ
レーム１２の位置を固定する。この状態で、キャビティ
部２２への樹脂２３の充填を行うことで、充填される樹
脂２３の粘度や速度によってダイパッド１２ａの位置が
移動されるのを防止する構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば樹脂封止型
半導体装置の製造に用いられる樹脂封止型半導体装置の
製造装置およびその製造方法に関するもので、特にトラ
ンスファモールド法を用いたモールド装置に使用される
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置をパッケージングする
技術としては、トランスファモールド法が良く知られて
いる。これは、たとえば図３に示すように、半導体チッ
プ１が搭載されたリードフレーム２を上金型３と下金型
４とで型締めし、その上下の金型３，４を約１７５℃〜
１８５℃で加熱することによってタブレット状の樹脂を
溶融するとともに、この溶融された樹脂をプランジャ５
によりランナ部６を経てゲート部７から上下の金型３，
４内のキャビティ部８に充填するものであった。

【０００３】この場合、半導体チップ１が搭載されたリ
ードフレーム２は、ダイパット２ａ上にダイボンドされ
た半導体チップ１の、その電極パッドとリード線とがボ
ンディングワイヤ９を介して電気的に接続された構成と
なっている。

【０００４】しかしながら、上記したトランスファモー
ルド法においては、封止用の樹脂の粘度や充填の速度に
よって、リードフレーム２が変形されてダイパット２ａ
の位置が移動されるという欠点があった。

【０００５】図４は、上金型３および下金型４によって
形成されるキャビティ部８の周辺を取り出して示すもの
である。このように、ダイパット２ａの位置が移動され
ると、チップ１の上下の樹脂の厚さの不均一により、ソ
リの発生や表面実装時の樹脂クラックが発生しやすくな
る。

【０００６】また、樹脂よりボンディングワイヤ９が突
出してパッケージの外に飛び出すなど、モールド工程で
の製品の歩留りが低下する。これらの問題は、パッケー
ジ厚が薄型化する傾向にある近年において、より顕著な
ものとなってくる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、封止用の樹脂の粘度や充填の速度によって
リードフレームが変形され、モールド工程での製品の歩
留りが低下するなどの問題があった。

【０００８】そこで、この発明は、封止用の樹脂の粘度
や充填の速度によるリードフレームの変形を抑制でき、
製品の歩留りを向上することが可能な樹脂封止型半導体
装置の製造装置およびその製造方法を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の樹脂封止型半導体装置の製造装置にあ
っては、磁性体からなるリードフレーム上に搭載された
半導体チップを封止用樹脂によりモールドするものにお
いて、前記リードフレームを型締めし、そのリードフレ
ームを含む前記半導体チップの周辺に空間を形成する金
型と、この金型によって形成された前記空間内に磁界を
生じさせ、その空間内における前記リードフレームの位
置を固定する固定部材と、この固定部材により前記リー
ドフレームの位置を固定した状態で、前記金型により形
成された前記空間内に封止用樹脂を充填する充填機構と
から構成されている。

【００１０】また、この発明の樹脂封止型半導体装置の
製造方法にあっては、磁性体からなるリードフレーム上
に搭載された半導体チップを封止用樹脂によりモールド
する場合において、前記リードフレームの上下を金型に
より型締めして、そのリードフレームを含む前記半導体
チップの周辺に空間を形成し、この空間内に固定部材か
らの磁界を生じさせ、その空間内における前記リードフ
レームの位置を固定し、この状態で、前記金型により形
成された前記空間内に充填機構からの封止用樹脂を充填
することによって、樹脂パッケージを形成するようにな
っている。

【００１１】

【作用】この発明は、上記した手段により、空間に対す
るリードフレームの相対的位置を維持できるようになる
ため、封止用の樹脂の粘度や充填の速度によるリードフ
レームの変形量を小さくすることが可能となるものであ
る。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の第１の実施例にかかる
モールド装置の概略構成を示すものである。

【００１３】すなわち、このモールド装置は、半導体チ
ップ１１が搭載されたリードフレーム１２を型締めする
上下の金型２１ａ，２１ｂ、この金型２１ａ，２１ｂに
より形成されるキャビティ部（空間）２２内に樹脂２３
を充填するための、プランジャ２４、ランナ部２５、お
よびゲート部２６などを有して構成されている。

【００１４】そして、上記金型２１ａ，２１ｂの、たと
えばキャビティ部２２に対向するそれぞれの部位には電
磁石２７ａ，２７ｂが設置されており、これら電磁石２
７ａ，２７ｂは各々の配線２８ａ，２８ｂを介して励磁
されるようになっている。

【００１５】また、この場合、半導体チップ１１が搭載
されるリードフレーム１２は、磁性体、つまり鉄系の金
属からなり、ダイパット１２ａ上にダイボンドされた半
導体チップ１１の、その電極パッドとリード線とがボン
ディングワイヤ１３を介して電気的に接続されるように
なっている。

【００１６】しかして、本実施例装置を用いたモールド
工程においては、まず、ダイパット１２ａ上に半導体チ
ップ１１がダイボンドされて、その電極パッドとリード
線とがボンディングワイヤ１３を介して電気的に接続さ
れることにより半導体チップ１１が搭載されたリードフ
レーム１２の上下が、上金型２１ａおよび下金型２１ｂ
によって型締めされる。

【００１７】そして、各配線２８ａ，２８ｂを介して、
それぞれの電磁石２７ａ，２７ｂが励磁される。する
と、これら電磁石２７ａ，２７ｂからの等価な磁力によ
って、たとえばリードフレーム１２が上方向および下方
向に互いに引かれる、または上方向および下方向より互
いに押されることにより、リードフレーム１２のキャビ
ティ部２２に対する相対的な位置が維持される。

【００１８】すなわち、上，下方向からの磁界により、
リードフレーム１２のキャビティ部２２内における位置
が固定されることになる。この状態において、上下の金
型２１ａ，２１ｂが約１７５℃〜１８５℃で加熱される
ことによりタブレット状の樹脂が溶融され、この溶融さ
れた樹脂２３がプランジャ２４によりランナ部２５を経
てゲート部２６からキャビティ部２２内に充填される。

【００１９】これにより、半導体チップ１１が搭載され
たリードフレーム１２の上下が、樹脂２３によりパッケ
ージングされる。この場合、リードフレーム１２のキャ
ビティ部２２内における位置が固定された状態で、樹脂
２３によるモールドが行われることになる。

【００２０】そこで、キャビティ部２２内の樹脂２３が
充分に硬化した時点で、金型２１ａ，２１ｂ内より硬化
物（パッケージングされた製品）を取り出し、その側面
をカットしてリードフレーム１２の変形量（モールド前
のダイパッド１２ａの位置を「０」とし、どれだけの距
離を移動したか）を調べた。

【００２１】以下に、硬化物として、たとえばＱＦＰ
（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）１６０ｐｉｎ
タイプの樹脂封止型半導体装置（ダイパッド１２ａのサ
イズを１５．５ｍｍ、パッケージの厚さを３．６ｍｍと
した）を評価した場合の結果について示す。

【００２２】まず、磁界をかけずに樹脂モールドを行っ
た場合の、リードフレーム１２の変形量は、ダイパット
１２ａの移動距離にして約２５０μｍであった。これに
対し、磁界をかけた状態で樹脂モールドを行った本実施
例の場合の、リードフレーム１２の変形量は、ダイパッ
ド１２ａの移動距離にしてわずか２０μｍ程度であっ
た。

【００２３】この結果、半導体チップ１１の上下におけ
る樹脂２３の厚さの不均一に起因する、ソリの発生や表
面実装時の樹脂クラックの発生を軽減することが可能と
なる。

【００２４】次に、ダイパッドがパッケージより露出す
る構造の半導体装置をモールドする装置の概要について
説明する。図２は、この発明の第２の実施例にかかるモ
ールド装置の概略構成を示すものである。

【００２５】すなわち、このモールド装置は、半導体チ
ップ３１が搭載されたリードフレーム３２を型締めする
上下の金型４１ａ，４１ｂ、この金型４１ａ，４１ｂに
より形成されるキャビティ部（空間）４２内に樹脂４３
を充填するための、プランジャ４４、ランナ部４５、お
よびゲート部４６などを有して構成されている。

【００２６】そして、上記した金型４１ａ，４１ｂの一
方（この場合は、下金型４１ｂ）の、たとえばキャビテ
ィ部４２に対向する部位には電磁石４７が設置されてお
り、この電磁石４７は配線４８を介して励磁されるよう
になっている。

【００２７】また、この場合、半導体チップ３１が搭載
されるリードフレーム３２は、磁性体、つまり鉄系の金
属からなり、ダイパット３２ａ上にダイボンドされた半
導体チップ３１の表面において、フレーム３２の一端
（リード線）が接着層３３を介して接着されるととも
に、その電極パッドとリード線とがボンディングワイヤ
３４を介して電気的に接続されるようになっている。

【００２８】なお、キャビティ部４２を形成する下金型
４１ｂによりダイパッド３２ａの裏面が当接される、つ
まり下金型４１ｂはダイパッド３２ａに対応する深さを
有して構成されるものである。

【００２９】しかして、本実施例装置を用いたモールド
工程においては、まず、ダイパット３２ａ上に半導体チ
ップ３１がダイボンドされ、その半導体チップ３１の表
面にフレーム３２上のリード線が接着層３３を介して接
着されるとともに、半導体チップ３１の電極パッドと上
記リード線とがボンディングワイヤ３４を介して電気的
に接続されることにより半導体チップ３１が搭載された
リードフレーム３２の上下が、上金型４１ａおよび下金
型４１ｂによって型締めされる。

【００３０】そして、配線４８を介して電磁石４７が励
磁される。すると、この電磁石４７からの磁力によっ
て、たとえばリードフレーム３２のダイパッド３２ａが
吸着されることにより、リードフレーム３２のキャビテ
ィ部４２に対する相対的な位置が維持される。

【００３１】すなわち、下方向からの磁界により、リー
ドフレーム３２のキャビティ部４２内における位置が固
定されることになる。この状態において、上下の金型４
１ａ，４１ｂが約１７５℃〜１８５℃で加熱されること
によりタブレット状の樹脂が溶融され、この溶融された
樹脂４３がプランジャ４４によりランナ部４５を経てゲ
ート部４６からキャビティ部４２内に充填される。

【００３２】これにより、半導体チップ３１が搭載され
たリードフレーム３２は、ダイパッド３２ａの下側が露
出する状態で、樹脂４３によりパッケージングされる。
この場合、リードフレーム３２のキャビティ部４２内に
おける位置が固定された状態で、樹脂４３によるモール
ドが行われることになる。

【００３３】そこで、キャビティ部４２内の樹脂４３が
充分に硬化した時点で、金型４１ａ，４１ｂ内より硬化
物（パッケージングされた製品）を取り出し、その断面
を観察してリードフレーム３２の変形量（モールド前の
ダイパッド３２ａと下金型４１ｂとの接触を「０」と
し、どれだけの距離を移動したか）を調べた。

【００３４】この結果、磁界をかけずに樹脂モールドを
行った場合のリードフレーム３２の変形量が、ダイパッ
ト３２ａの移動距離にして約５０μｍであったのに対
し、磁界をかけた状態で樹脂モールドを行った本実施例
の場合のリードフレーム３２の変形量は「０」、つまり
ダイパッド３２ａは移動せず、よってダイパッド３２ａ
と下金型４１ｂとの間に樹脂４３が侵入することもなか
った。

【００３５】上記したように、キャビティ部に対するリ
ードフレームの相対的位置を維持できるようにしてい
る。すなわち、金型により型締めされたリードフレーム
に対して、金型より磁界をかけることで、その位置を固
定するようにしている。これにより、リードフレームの
位置が固定された状態で、半導体チップをモールドでき
るようになるため、封止用の樹脂の粘度や充填の速度に
よるリードフレームの変形量を小さくすることが可能と
なる。したがって、半導体チップの上下における樹脂の
厚さの不均一に起因する、ソリの発生や表面実装時の樹
脂クラックの発生、および樹脂よりボンディングワイヤ
が突出してパッケージの外に飛び出すといった、モール
ド工程での製品の歩留りの低下を防止できるものであ
る。

【００３６】また、パッケージの薄型化にともなう信頼
性をも容易に向上することができるものである。なお、
上記実施例においては、金型の一部に電磁石を配置した
場合について説明したが、これに限らず、たとえば金型
の全体を電磁石で構成することも可能である。

【００３７】また、電磁石に変えて永久磁石を使用する
こともできる。その他、この発明の要旨を変えない範囲
において、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、封止用の樹脂の粘度や充填の速度によるリードフレ
ームの変形を抑制でき、製品の歩留りを向上することが
可能な樹脂封止型半導体装置の製造装置およびその製造
方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例にかかるモールド装置
の概略を示す構成図。

【図２】この発明の第２の実施例にかかるモールド装置
の概略を示す構成図。

【図３】従来技術とその問題点を説明するために示すモ
ールド装置の構成図。

【図４】同じく、ダイパットの位置の移動を説明するた
めに示す図。

【符号の説明】

１１，３１…半導体チップ、１２，３２…リードフレー
ム、１２ａ，３２ａ…ダイパッド、２１ａ，４１ａ…上
金型、２１ｂ，４１ｂ…下金型、２２，４２…キャビテ
ィ部、２３，４３…樹脂、２４，４４…プランジャ、２
５，４５…ランナ部、２６，４６…ゲート部、２７ａ，
２７ｂ，４７…電磁石。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体からなるリードフレーム上に搭載
   された半導体チップを封止用樹脂によりモールドする装
   置において、 前記リードフレームを型締めし、そのリードフレームを
   含む前記半導体チップの周辺に空間を形成する金型と、 この金型によって形成された前記空間内に磁界を生じさ
   せ、その空間内における前記リードフレームの位置を固
   定する固定部材と、 この固定部材により前記リードフレームの位置を固定し
   た状態で、前記金型により形成された前記空間内に封止
   用樹脂を充填する充填機構とを具備したことを特徴とす
   る樹脂封止型半導体装置の製造装置。
2. 【請求項２】 前記金型は上金型と下金型とからなり、
   この上下の金型により前記リードフレームを型締めする
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装
   置の製造装置。
3. 【請求項３】 前記固定部材は、前記金型の上金型およ
   び下金型の一部に設けられることを特徴とする請求項２
   に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
4. 【請求項４】 前記固定部材は、前記金型の上金型また
   は下金型の一部に設けられることを特徴とする請求項２
   に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
5. 【請求項５】 磁性体からなるリードフレーム上に搭載
   された半導体チップを封止用樹脂によりモールドする方
   法において、 前記リードフレームの上下を金型により型締めして、そ
   のリードフレームを含む前記半導体チップの周辺に空間
   を形成し、 この空間内に固定部材からの磁界を生じさせ、その空間
   内における前記リードフレームの位置を固定し、 この状態で、前記金型により形成された前記空間内に充
   填機構からの封止用樹脂を充填することによって、樹脂
   パッケージを形成することを特徴とする樹脂封止型半導
   体装置の製造方法。