JPH0758135A - 半導体装置の二重樹脂封止金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体チップ２２を樹脂封止する一次樹脂封止
金型と半導体チップ２２を樹脂封止した単一モールド体
の複数個を一括して樹脂封止する二次樹脂封止金型を備
える半導体装置の二重樹脂封止金型において、リードフ
レーム２０のリード部２１にプレス打抜きのかえり２６
があっても、かえり２６近傍の二次樹脂封止部に応力集
中によるクラックを発生すること無く二次樹脂封止出来
ることを図る。 【構成】一次樹脂封止金型のキャビティからはみ出すリ
ードフレーム２０のリード部２１に対応する位置に押圧
面４をもつＶ字形状の溝２を設け、一次樹脂封止時の樹
脂封止と同時に前記リード部２１の稜部に発生したかえ
り２６を型締め力で押圧面４により押しつぶし稜部の表
面に円滑な面取りを成形する。このように円滑な周囲面
が得られてから二次樹脂封止を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリードフレームに載置さ
れた半導体チップを樹脂封止する半導体装置の樹脂封止
金型に関し、特に、リードフレームに複数個並べ載置さ
れた個々の半導体チップを樹脂封止して単一モールド体
に成形し、さらに、これら複数の単一モールド体を一括
して樹脂封止する半導体装置の二重樹脂封止金型に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、フォトカプラのような対方向型半
導体装置は、それぞれの半導体チップを個々に一次樹脂
封止金型で単一モールド体に成形し、その後、これら樹
脂封止された複数の単一モールド体を並べて配置し二次
樹脂封止型で一括してモールドし、対方向型半導体装置
の樹脂外郭体を成形していた。

【０００３】図２（ａ）及び（ｂ）は従来の二重樹脂封
止金型の一例を説明するための一次樹脂封止を完了した
状態を示す部分平面図（ａ）及び一次樹脂封止金型の断
面部分図（ｂ）、図３（ａ）及び（ｂ）は二次樹脂封止
を完了した状態を示す部分平面図（ａ）及び二次樹脂封
止金型の断面部分図（ｂ）である。従来、この種の二重
樹脂封止金型は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すよう
に、リードフレーム２０に搭載された個々の半導体チッ
プ２２を樹脂封止する一次樹脂封止金型〔図２（ｂ）〕
と、一次樹脂封止で形成された複数の単一モールド体２
３を一括して樹脂封止する二次樹脂封止金型〔図３
（ｂ）〕とで構成されていた。

【０００４】一次樹脂封止金型の構造は、上型１１ａの
窪みと下型１１ｂの窪みとで閉鎖空間を形成するキャビ
テイ１４と、これらキャビティ１４に溶融樹脂を注入す
るゲートをもつクロスランナ１２とキャビティ１４間の
樹脂の注入経路であるサブランナ１３とがそれぞれの型
面に形成されている。一方、二次樹脂封止金型は、半導
体チップが樹脂封止されてなる単一モールド体２３の全
てを包合するキャビティ１７を成す窪みが下型１６ｂ及
び上型１６ａの面にそれぞれ形成され、下型１６ｂの面
には、キャビティ１７に注入すべき溶融樹脂を供給する
クロスランナ１５が設けられている。

【０００５】この二重樹脂封止金型による半導体装置の
樹脂封止方法を説明すると、まず、半導体チップ２２が
予じめ並べて搭載された帯状のリードフレーム２０を準
備し、図２（ｂ）に示すように、それぞれの半導体チッ
プ２２が対応するキャビティ１４に収納されるように下
型１１ｂに載置してから型締めし、上型１１ａと下型１
ｂとでリードフレーム２０を挟み固定する。次に、クロ
スランナ１２より溶融樹脂を供給し、クロスランナ１２
の最も近いキャビティ１４から順にサブランナ１３を経
て次々にキャビティ１２に溶融樹脂を注入する。そして
注入完了後、所定の硬化時間が経過してから、型開き
し、図２（ａ）に示すように、半導体チップ２２のそれ
ぞれが脂封止された単一モールド体２３をもつリードフ
レーム２０を一次樹脂封止金型より取外す。

【０００６】次に、一次樹脂封止型より取外したリード
フレーム２０には、ゲート樹脂ばりやリード部２１間に
はみ出す樹脂ばりが取付いた状態なので、これらを除去
する。そして、図３（ｂ）に示すように、複数の単一モ
ールド体２３をもつリードフレーム２０を下型１６ｂに
載置し、総べての単一モールド体２３がキャビティ１７
に収納されるように位置決めし型締めする。次に、クロ
スランナ１５に溶融樹脂を流しキャビティ１７に注入し
二次樹脂封止を完了する。そして、図３（ａ）に示すよ
うに、複数の単一モールド体２３を一体化して形成され
た樹脂外郭体２４を二次樹脂封止金型より取出す。

【０００７】このように二重樹脂封止金型は、リードフ
レームに並べて搭載された個々の半導体チップを樹脂封
止してから、個々の単一モールド体の位置をリードフレ
ームで維持した状態で一括モールドすることによって、
相互の位置関係を崩すこと無く一体成形することが出来
るものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この二重樹脂封止され
た半導体装置は、リードフレームと封入樹脂の境界面が
二重になっているため、一次樹脂封止のみで済む通常の
樹脂封止型半導体装置に比べ耐湿性の面で優れている。
しかし、近年、半導体装置が搭載される機器の小型化・
軽量化に伴ない、この種の半導体装置も軽量薄形化が要
求され二次樹脂封止時における樹脂部の肉厚をより薄く
しなければならなくなった。

【０００９】図４（ａ）及び（ｂ）は従来の二重樹脂封
止型における問題点を説明するための樹脂外郭体の断面
図及びＢ一Ｂ断面図である。しかしながら、肉厚を薄く
することにより、図４に示すように、リードフレームに
おけるリード部２１の稜部の鋭角な角部でクラック２５
が発生し、このクラック２５が樹脂外郭体２４の表面に
達し、運用中にこのクラック２５より水分が浸入し、や
がては腐食し断線等の問題を引起す。このクラック２５
の発生原因は、リードフレームのプレス抜き加工のとき
に発生する稜部のかえり２６によることが判明してい
る。すなわち、このかえり２６がリード部２１の稜部に
残っていると、樹脂封止時後の樹脂の収縮によりこのか
えり２６に応力集中してクラック２５が発生するからで
ある。

【００１０】このクラックの発生を防止するために、特
開昭６０一２６１１６３号報及び特開昭６２一１８６５
５５号報に開示されているように、樹脂封止する前に予
じめかえりを機械的に除去したり、あるいはエッチング
により角部を面取りしたりして対策してきた。しかし、
いずれの方法もリードフレームの加工工程に一工程を増
やすことになり価格の上昇や工期の延長を招き、この種
の安価な半導体装置にとっては必ずしも得策とは言えな
い。

【００１１】従って、本発明の目的は、リードフレーム
のリード部にプレス打抜きのかえりがあっても、そのか
えりによる樹脂クラックを発生すること無く樹脂封止出
来る半導体装置の二重樹脂封止金型を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、帯状の
リードフレームに帯の幅方向に並べ載置される複数の単
一半導体チップのそれぞれを独立して包み収納する複数
の第１のキャビティを有する一次樹脂封止金型と、この
一次樹脂封止金型で樹脂封止し形成され前記リードフレ
ームに数珠状に連結された複数の単一モールド体列を包
み収納する第２のキャビティを有する二次樹脂封止金型
とを備える半導体装置の二重樹脂封止金型において、前
記一次樹脂封止金型の第１のキャビティよりはみ出す前
記リードフレームのリード部の表裏のいずれかの一面に
含まれる二つの稜部を押圧する二つの押圧部を設け、前
記一次樹脂封止金型の型締め時に前記稜部を前記押圧部
で押しつぶして面取りを形成する半導体装置の二重樹脂
封止金型である。

【００１３】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１４】図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の二重樹脂
封止装置の一実施例における一次樹脂封止金型の上型と
下型を示す部分平面図、図１（ｃ）及び（ｄ）は図１
（ａ）の上型と図１（ｂ）の下型とを動作順に示す断面
部分図である。この二重樹脂封止装置は、一次樹脂封止
金型のキャビティよりはみ出すリードフレームのリード
部の表裏のいずれかの一面に含まれる二つの稜部を押圧
する二つの押圧部を設け、型締め時にかえりのある前記
二つの稜部を前記二つの押圧部で同時に押しつぶして前
記稜部に面取りを施すことである。

【００１５】このプレス打抜きで生じるかえりを押しつ
ぶす押圧部をもつ一次樹脂封止金型は、例えば、図１
（ａ）及び（ｃ）に示すように、リードフレームのリー
ド部２１の同一面に含まれる二つの稜部に対向し互いに
逆向きの傾斜をもつ二つの押圧面４を有するＶ字状の溝
２を上型１ａに設ける構造である。そして、これら溝２
は、図１（ｂ）に示す下型１ｂに載置されるリードフレ
ーム２０のリード分２１のそれぞれに対応して設けられ
ている。また、これら二つの押圧面４は、型締め力の横
方向の分力が等しくなるとともに分力の方向が逆向きに
なるように、互いに傾斜方向が逆で等しい傾斜角度をも
っている。このことは分力の大きさの違いによるリード
部２１の横方向の変形及び位置ずれを防止している。

【００１６】次に、この二重樹脂脂封止金型の動作につ
いて説明する。まず、図１（ｂ）に示すよに、下型１ｂ
の上に半導体チップ２２を搭載したリードフレーム２０
を載置し、窪み３ｂに半導体チップが入るように位置決
めする。そして、型締めを行なことにより、図１（ｃ）
及び（ｃ）に示すように、リードフレームのリード部２
１の稜部にあるかえり２６は上型１ａの溝２の押圧面４
の型締め力により押しつぶされ、稜部に突起物のない円
滑な面が形成される。次に、従来例で述べたと同じよう
に溶融樹脂をクロスランナ１２から流し、サブランナ１
３を経て順次キャビティに充填し一次樹脂封止を完了す
る。

【００１７】このように上型１ａ及び下型１ｂの窪み３
ａ，３ｂで形成されるキャビティよりはみ出すリード部
２１にかえりが無くなり、リード部の周囲は円滑な面を
もっているので、二次樹脂封止する際に、二次樹脂封止
金型のキャビティ内に収納されるリード部に披着する樹
脂部材は、収縮時に応力集中を受けることが無く、それ
によるクラックの発生も無くなる。

【００１８】なお、図面では、溝２はリード部２１の全
長に亘って形成されているが、必ずしも必要でなく二次
樹脂封止金型のキャビティに収納されるリード部の長さ
だけでも十分である。また、上型１ａ側に溝２が設けら
れているが、下型１ｂ側に設けても良い。このことはリ
ードフレームの表裏のいずれか側に半導体チップを搭載
するかで決められるものである。さらに、押圧面は平坦
な面でなくむしろ内側に湾曲した面の方が望ましい。こ
のことは、成形されるリード部の稜部に丸味を帯びさ
せ、樹脂封止時における樹脂の流動性及びリード部への
被着性をもより改善できる利点がある。

【００１９】一方、この押圧部は、図に示したように直
接型面に施す溝に限定することなく、Ｖ溝をもつブロッ
クを製作し、そのブロックを型に打込んで型に固定する
なり、あるいは交換可能のようにブロックを挿入し、型
の背面からブロックを吊りボルトで固定するようにして
も良い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、一次樹脂
封止金型のキャビティからはみ出すリードフレームのリ
ード部に対応し型締め時に前記リード部の稜部を押圧す
る押圧部材を設け、一次樹脂封止時に樹脂封止と同時に
前記リード部の稜部に発生したかえりをつぶして表面が
円滑な面取りに成形するによって、前記リード部の稜部
に被着する二次樹脂封止時の樹脂部材に応力集中を無く
し、クラックの発生を防止している。また、一次樹脂封
止の際に前記かえりを取る工程が同時に行なえるので、
新たにかえり除去工程を設ける必要がなくコストの上昇
を招くこともないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二重樹脂封止装置の一実施例における
一次樹脂封止金型の上型（ａ）と下型（ｂ）を示す部分
平面図及び上型と下型とを動作順に示す断面部分図であ
る。

【図２】従来の二重樹脂封止金型の一例を説明するため
の一次樹脂封止を完了した状態を示す部分平面図（ａ）
及び一次樹脂封止金型の断面部分図（ｂ）である。

【図３】二次樹脂封止を完了した状態を示す部分平面図
（ａ）及び二次樹脂封止金型の断面部分図（ｂ）であ
る。

【図４】従来の二重樹脂封止型における問題点を説明す
るための樹脂外郭体の断面図及びＢ一Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１１ａ，１６ａ 上型 １ｂ，１１ｂ，１６ｂ 下型 ２ 溝 ３ａ，３ｂ 窪み ４ 押圧面 ５ 逃げ １２，１５ クロスランナ １３ サブランナ １４，１７ キャビティ ２０ リードフレーム ２１ リード部 ２２ 半導体ップ ２３ 単一モールド体 ２４ 樹脂外郭体 ２６ かえり

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状のリードフレームに帯の幅方向に並
   べ載置される複数の単一半導体チップのそれぞれを独立
   して包み収納する複数の第１のキャビティを有する一次
   樹脂封止金型と、この一次樹脂封止金型で樹脂封止し形
   成され前記リードフレームに数珠状に連結された複数の
   単一モールド体列を包み収納する第２のキャビティを有
   する二次樹脂封止金型とを備える半導体装置の二重樹脂
   封止金型において、 前記一次樹脂封止金型の第１のキャビティよりはみ出す
   前記リードフレームのリード部の表裏のいずれかの一面
   に含まれる二つの稜部を押圧する二つの押圧部を設け、
   前記一次樹脂封止金型の型締め時に前記稜部を前記押圧
   部で押しつぶして面取りを形成することを特徴とする半
   導体装置の二重樹脂封止金型。
2. 【請求項２】 前記二つの押圧部の押圧面は互いに逆向
   きの傾斜であって、その傾斜角度が等角度であることを
   特徴とする請求項１記載の半導体装置の二重樹脂封止金
   型。