JPH1016010A - 樹脂封止金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の樹脂封止金型において、上下ゲー
トからランナ１２かけて成形されるゲート残りがキャビ
ティ４で成形される樹脂外郭体より容易に確実に分離で
きるようにする。 【解決手段】樹脂注入後に、上ゲート１０および下ゲー
ト１１を塞ぐとともに刃先を溜まり部４ａの内壁近くま
で食い込ませるシャッタピンを設け、樹脂封止された樹
脂外郭体とゲート残りの間に切欠き効果のある鋭くて深
い切溝を形成し、この切溝から破断させ分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂封止金型に関
し、特に、リードフレームに搭載された半導体チップを
樹脂封止する樹脂封止金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の樹脂封止金型は、集積回
路が形成された半導体チップを基板であるリードフレー
ムに搭載し樹脂封止して半導体チップを樹脂材で固め外
部からの機械的な力や衝撃に耐えるようにパッケージ体
に成形する金型である。

【０００３】図４（ａ）〜（ｃ）は従来の一例における
樹脂封止金型を説明するための金型の断面図（ａ）およ
び上型の窪みと下型の窪みとでなるキャビティの斜視図
（ｃ）ならびに下型に載置されたリードフレームの部分
平面図（ｂ）である。この樹脂封止金型は、図４に示す
ように、リードフレーム１６に搭載された半導体チップ
１９を覆う窪み８とこの窪み８に溶融樹脂を注入する上
ゲート１０とが形成される上型６と、上型６の窪み８と
でキャビティを形成する窪み９とこの窪み９に溶融樹脂
を注＋する下ゲート１１とが形成される下型７と備えて
いる。すなわち、下型７と上型６とにそれぞれ樹脂注入
口であるゲートが設けられている。

【０００４】また、この上ゲート１０および下ゲート１
１は、樹脂タブレットが溶融され液状の樹脂が流れる流
路であるランナ１２と連なっている。さらに、上ゲート
１０および下ゲートとゲート付近のランナ１２の部分の
位置は、リードフレーム１０が存在しないリードフレー
ム１０の開口部１７に配置されている。これは、溶融樹
脂の流量抵抗を小さくするためである。

【０００５】なお、上型６の窪み８には半導体チップ１
９が収納されているのに対し下型７の窪み９には流量抵
抗となるものが無く下ゲート１１から入り込む樹脂量が
多くなる。そこで、溶融樹脂の注入速度の差が生じボイ
ドの発生やあるいは半導体チップ１９の傾きや浮きなお
の問題を生ずる恐れがあるので、例えば、上型６の上ゲ
ート１０付近のランナ１２の部分を大きく抉り溜まり部
４ａなどを形成し、この溜まり部４ａにより上ゲート１
０から窪み８に入り込む樹脂を多くし上下ゲートからの
樹脂の注入速度差を無くし対処していた。

【０００６】図５は樹脂封止後の半導体チップの樹脂外
郭体の仕上げを説明するための仕上げ金型の断面図であ
る。上述した樹脂封止金型で樹脂封止された半導体装置
は、図５に示すように、樹脂封止金型のキャビティ４で
成形された樹脂外郭体１７に上下ゲート付近のランナで
成形されたゲート残り１８が連結された状態になる。こ
のゲート残りを除去するのに仕上げ金型のポンチ１５に
よってゲート残り１８を叩き、ゲートで成形されたＶ字
状にくびれた部分を破断し除去していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たパッケージの樹脂充填を上下均等にす２ゲート方式の
金型は樹脂封入性を向上させるものの、ゲート残り１８
が樹脂外郭体１７との境界（くびれた部分）における形
状がばらつくことが多々ある。このため、樹脂封止され
た中にはポンチによる破断時に十分な切欠き効果が得ら
れず、しばしば、ゲート残り１８と境界との途中で折れ
ゲート残り１８の一部が樹脂外郭体１７パッケージ側に
残留する。そのため、このゲート残り１８の一部を除去
するのに多大の工数を浪費し、このゲート残りが仕上げ
金型に落下し金型を破損させたり仕上工程で障害となっ
た。また、境界より破断樹脂外郭体側が破断しパッケー
ジに致命的な欠陥をもたらすという問題もあった。さら
に、この樹脂外郭体の大きさは半導体装置の種類によっ
て変り、種類毎に仕上げ金型を準備しなければならなか
った。

【０００８】また、他の２ゲート方式の樹脂封止金型と
して、例えば、特開昭６１一２４２４１号公報に開示さ
れいる金型がある。この樹脂封止金型は、上下ゲートの
開口度を変える上下シャッタを設け、この上下のシャッ
タの絞りにより上下の窪みに注入する樹脂の注入量を調
整し樹脂封入性を改善している。この金型におけるゲー
ト残りについて考慮してみる。

【０００９】いま、仮に、キャビティに樹脂注入後に上
下ゲートをシャッタにより閉じる動作ができるとして樹
脂封止したとすると、ゲート残りと樹脂外郭体との間の
くびれ部分は梯形状となる。何となれば、互に衝突し合
う上下シャッタの先端は破損しないように平坦部をもた
せてあるから、上下シャッタを閉じても、注入し終った
樹脂がシャッタに残り、シャッタに挟まれた状態で成形
されるからである。このようにゲート残りと樹脂外郭体
の境界部が長くなると、全く切欠き効果が期待できず同
様の問題が起きる。

【００１０】従って、本発明の目的は、樹脂封止によっ
て成形される樹脂外郭体と樹脂ばりであるゲート残りと
の境界で破断し易く額実にゲート残りを除去できる樹脂
封止金型を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、リード
フレームに搭載された半導体チップを覆う窪みとこの窪
みに溶融樹脂を注入する第１のゲートとが形成される上
型と、この上型の該窪みとで樹脂外郭体を成形するキャ
ビティを形成する窪みとこの窪みに前記溶融樹脂を注入
する第２のゲートとが形成される下型と備える樹脂封止
金型において、前記第１のゲートおよび前記第２のゲー
トより前記溶融樹脂を前記キャビティに充填した後に前
記第１のゲートおよび前記第２のゲートの間に停留する
前記溶融樹脂を上昇する先端部により断ち切るとともに
前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを閉じかつ内
側の面で前記キャビティの内壁の一部となるシャッタ部
材を備える樹脂封止金型である。また、下降された前記
シャッタ部材の背面が前記下型のゲート付近の該溶融樹
脂の流路面との間に段差がなく滑かに連なっていること
が望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。

【００１３】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施
の形態における樹脂封止金型の断面図（ａ）および拡大
して示す断面図（ｂ）である。本発明は、上ゲートと下
ゲートとの間に停留する溶融樹脂を断ち切ると同時に樹
脂外郭体とゲート残りの間に深い切溝を形成すれば、こ
の切溝が大きな切欠き効果が得られるという知見を得て
なされたものである。すなわち、本発明の樹脂封止金型
は、図１に示すように、キャビティ４に溶融樹脂を充填
した後に上下ゲート間に停留する溶融樹脂を上昇する先
端部により断ち切るとともに上下ゲートを閉じかつ内側
面１ａでキャビティ４の内壁の一部となるシャッタピン
１を設けたことである。

【００１４】また、シャッタピン１の上下は油圧駆動よ
る上下機構２でなされている。そして、シャッタピン１
の上限位置は、シャッタピン１の鋭利な先端が溜まり部
４ａの壁面に当らない程度の位置に留めることが望まし
い。このことは後述するが、シャッタピン１の先端が溜
まり部４ａの壁面に近ければ近い程切溝が深くなり切欠
き効果大きく破断し易くなが、壁面への衝突による刃先
の破損を避けるためである。さらに、シャッタピン１が
上限の位置にあるときは、シャッタピン１の内側面１ａ
はキャビティ４の内壁の一部となるようにキャビティ４
の抜きテーパと一致させる。

【００１５】図２（ａ）および（ｂ）は図１の樹脂封止
金型による樹脂封止動作を説明するための樹脂封止金型
の断面図である。次に、図１の樹脂封止金型による樹脂
封止動作を説明する。まず、半導体チップを搭載したリ
ードフレーム１６を下型７の上に載置し型閉めを行な
う。そして、図２（ａ）に示すように、プランジャ１２
ａにより溶融したエポキシ樹脂を矢印Ａで示す方向に押
し出される。押し出された溶融樹脂は、矢印Ｂのように
ランナ１２を通ってシャッタピン１が下降し開いている
下ゲート１１から下型７の窪み９に注入される。また、
溶融樹脂の一部は、矢印Ｃで示すようにリードフレーム
１６の開口部１７を通り溜まり部４ａを経て上ゲート１
０から窪み８に注入される。このとき、下降したシャッ
タピン１の背面１ｂは、溶融樹脂の流れを乱さないよう
にランナ１２から下ゲートに向って立ち上る面と連なり
段差のない滑かな面に形成されていることが望ましい。

【００１６】次に、窪み９と窪み８とでなるキャビティ
への樹脂充填が完了すると、プランジャ１２ａを作動さ
せる油圧源と同じ油圧源にてシャッタピン１が押し上げ
られる。そして、図２（ｂ）のように、押し上げられた
シャッタピン１はまず下ゲート１１を塞ぎ引き続き上ゲ
ート１０を塞ぐとともに溜まり部４ａの内壁に接触しな
い程度に近接した位置で止まる。シャッタピン１は上昇
完了後、そのままの状態で樹脂硬化が終わるまで保持さ
れる。このとき、樹脂のゲル化が進んでいないので、キ
ャビティで成形される樹脂外郭体の一部は板状のシャッ
タピン１の内側面１ａに倣って成形される。

【００１７】図３は樹脂封止後の樹脂体を示す図であ
る。ゲル化が進みキャビティ内の樹脂が硬化したら、シ
ャッタピン１は下降し、図２（ａ）に示すように、元の
位置に戻る。そして、型開きし樹脂封止された樹脂体を
取り出す。この金型から取り出された樹脂外郭体は、図
３に示すように、ゲート残り１８とキャビティで成形さ
れた樹脂外郭体１７との間にシャッタピンで食い込まれ
て形成された深く鋭い切溝１４がある。

【００１８】このような鋭く深い切溝１４が成形されれ
ば、切欠き効果が大きくなり、単に樹脂外郭体１７を挟
み保持し、ゲート残り１８を矢印の方向に軽く叩くだけ
て破断できる。また、従来のように、樹脂外郭体の大き
さ毎に必要としていた仕上げ金型も不要となり、ゲート
残りを分離するのに、樹脂外郭体の挟み保持する汎用の
治具とポンチとで済み、金型のコストが低減できるとい
う利点もある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、キャビテ
ィへ溶融樹脂を注入するゲートを塞ぐ突き上げられると
ともにゲート以降のランナ部で成形されるゲート残りと
キャビティで成形される樹脂外郭体との間の樹脂部分に
突き上げにより刃先を食い込ませるシャッタ部材を設け
ることによって、ゲート残りと樹脂外郭体の間に切欠き
効果のある鋭くて深い溝を形成できるので、より容易に
破断できゲート残りを確実に分離でき、多大の工数を浪
費することもなく仕上げることができるという効果があ
る。、また、確実に分離できることからパッケージ体の
欠けが皆無となり品質の歩留りの向上も図れるという効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における樹脂封止金型の
断面図（ａ）および拡大して示す断面図（ｂ）である。

【図２】図１の樹脂封止金型による樹脂封止動作を説明
するための樹脂封止金型の断面図である。

【図３】樹脂封止後の樹脂体を示す図である。

【図４】従来の一例における樹脂封止金型を説明するた
めの金型の断面図（ａ）および上型の窪みと下型の窪み
とでなるキャビティの斜視図（ｃ）ならびに下型に載置
されたリードフレームの部分平面図（ｂ）である。

【図５】樹脂封止後の半導体チップの樹脂外郭体の仕上
げを説明するための仕上げ金型の断面図である。

【符号の説明】

１ シャッタピン １ａ 内側面 １ｂ 背面 ２ 上下機構 ４ キャビティ ４ａ 溜まり部 ６ 上型 ７ 下型 ８，９ 窪み １０ 上ゲート １１ 下ゲート １２ ランナ １２ａ プランジャ １４ 切溝 １５ ポンチ １６ リードフレーム １７ 樹脂外郭体 １８ ゲート残り １９ 半導体チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレームに搭載された半導体チッ
   プを覆う窪みとこの窪みに溶融樹脂を注入する第１のゲ
   ートとが形成される上型と、この上型の該窪みとで樹脂
   外郭体を成形するキャビティを形成する窪みとこの窪み
   に前記溶融樹脂を注入する第２のゲートとが形成される
   下型と備える樹脂封止金型において、前記第１のゲート
   および前記第２のゲートより前記溶融樹脂を前記キャビ
   ティに充填した後に前記第１のゲートおよび前記第２の
   ゲートの間に停留する前記溶融樹脂を上昇する先端部に
   より断ち切るとともに前記第１のゲートおよび前記第２
   のゲートを閉じかつ内側の面で前記キャビティの内壁の
   一部となるシャッタ部材を備えることを特徴とする樹脂
   封止金型。
2. 【請求項２】 下降された前記シャッタ部材の背面が前
   記下型のゲート付近の該溶融樹脂の流路面との間に段差
   がなく滑かに連なっていることを特徴とする請求項１記
   載の樹脂封止金型。