JPH10256287A - 半導体装置およびその樹脂封止方法並びに樹脂封止装置 - Google Patents

半導体装置およびその樹脂封止方法並びに樹脂封止装置

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JPH10256287A
JPH10256287A JP6260597A JP6260597A JPH10256287A JP H10256287 A JPH10256287 A JP H10256287A JP 6260597 A JP6260597 A JP 6260597A JP 6260597 A JP6260597 A JP 6260597A JP H10256287 A JPH10256287 A JP H10256287A
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JP
Japan
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resin
cavity
sealing
gate
sealing resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP6260597A
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English (en)
Inventor
Itaru Matsuo
至 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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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】 【課題】 樹脂封止型の半導体装置製造において、封止
樹脂の未充填やボイドの発生等の成形不良を防止すると
共に、金型や被樹脂封止体に悪影響を与えずに封止樹脂
の注入時間を短縮できる樹脂封止装置および樹脂封止方
法を提供する。 【解決手段】 キャビティ3への封止樹脂の注入口5a
であるゲート5の開口面積を大きくすると共に、ゲート
5を開閉自在に構成し、流速センサー7および圧力セン
サー9の少なくともいずれか一方からの信号に基づき、
ゲート5の開口面積を変化させて封止樹脂4の流入速度
を各キャビティ3毎に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば樹脂封止
型の半導体装置を製造する際に用いられる樹脂封止装置
および樹脂封止方法ならびにこれを用いて製造した半導
体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の樹脂封止型の半導体装置を
形成するための樹脂封止装置を示す図である。図におい
て、1は半導体樹脂封止用の上金型、2は下金型、3は
樹脂封止により形成される成型体の外形を型どるキャビ
ティで、3aは上金型1に設けられた上キャビティ、3
bは下金型2に設けられた下キャビティ、4はキャビテ
ィ3に注入される封止樹脂、5aは上キャビティ3aに
設けられた封止樹脂の注入口で、上キャビティ3aの深
さd1 より小さい開口部(高さd2 )を有する。8は注
入口5aを介してキャビティ3に封止樹脂4を注入する
ランナー、11は上金型1と下金型2により型締めされ
ている半導体素子10を搭載したリードフレーム、12
は半導体素子10に形成された電極とリードフレーム1
1を電気的に接続する金線、13は半導体素子10を保
持するリードフレーム11の一部であるダイパッドであ
る。
【0003】次に動作について説明する。図5に示すよ
うに、半導体素子10が搭載されたリードフレーム11
が下金型2の上に配置された後、上金型1が下降、また
は下金型2が上昇して上金型1と下金型2の間にリード
フレーム11が形締めされ、上キャビティ3aと下キャ
ビティ3bの中に半導体素子10が固定される。その
後、ゲル状態の封止樹脂4が、ランナー8から上キャビ
ティ3aに設けられた上キャビティ3aの深さd1 より
小さい開口部(高さd2 )を有する注入口5aを介し
て、上キャビティ3aおよび下キャビティ3bに注入さ
れ、上キャビティ3aおよび下キャビティ3b内が充填
された時点で注入を終え、封止樹脂4が硬化後注入口5
a付近の不要な封止樹脂4を機械的に分離することによ
り、樹脂封止型半導体パッケージが形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体樹脂封止
装置は以上のように構成されており、注入口5aの開口
部が上キャビティ3aの深さより小さいため、注入口5
a周辺で樹脂詰まりが生じて上キャビティ3aおよび下
キャビティ3bに封止樹脂4が充填されなかったり、エ
アを巻き込んでボイドを発生させるなどの成形不良が生
じる。また、封止樹脂4の注入時間短縮のために、封止
樹脂4の注入速度を高めた場合、開口部が小さい注入口
5aから注入される封止樹脂4の圧力のため、注入口5
a部分が摩耗したり、半導体素子10とリードフレーム
11を接続している金線12が変形したり、半導体素子
10を搭載しているダイパッド13がシフトするなどの
問題があった。
【0005】さらに、注入口5aの開口部が固定である
ので、上キャビティ3aおよび下キャビティ3b内に封
止樹脂4が充填され硬化した後に注入口5a付近の不要
な封止樹脂4を機械的に分割するため、分割面に機械的
損傷を与えるなどの問題があった。また、封止樹脂4は
一箇所の貯留槽から複数のキャビティ3に供給されるた
め、個々のキャビティ3において封止樹脂4の流入速度
や封止樹脂4による圧力制御ができず、樹脂封止4の充
填状態にばらつきが生じるなどの問題があった。
【0006】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、封止樹脂の未充填やボイドの発
生、および封止樹脂硬化後の分割による機械的損傷等の
成形不良を防止すると共に、金型や被樹脂封止体に悪影
響を与えずに封止樹脂の注入時間を短縮できる樹脂封止
装置および樹脂封止方法を提供することを目的とする。
また、封止樹脂の注入時間を短縮しかつ封止品質を向上
させることにより、生産性および信頼性が高い半導体装
置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる樹脂封
止装置は、非成型体が装着され、封止樹脂により充填さ
れるキャビティを有する金型と、キャビティの少なくと
も一つ以上の面全体に設けられた封止樹脂の注入口と、
注入口付近に設けられた流速センサー、および上記キャ
ビティ内に設けられた圧力センサーの内の少なくともい
ずれか一方と、流速センサーおよび圧力センサーの内の
少なくともいずれか一方の検知値に基づいて開閉が制御
されるゲートを備えたものである。また、ゲートの先端
部は、平面形状に形成されているものである。また、流
速センサーおよび圧力センサーの内の少なくともいずれ
か一方と、流速センサーおよび圧力センサーの内の少な
くともいずれか一方の検知値に基づいて開閉が制御され
るゲートは、一つの金型内のすべてのキャビティに各別
に設けられているものである。
【0008】また、この発明に係わる樹脂封止方法は、
非成型体を封止樹脂の注入口に開閉自在なゲートを有す
る金型のキャビティに装着する工程と、注入口付近に設
けられた流速センサー、およびキャビティ内に設けられ
た圧力センサーの内の少なくともいずれか一方の検知値
に基づいてゲートを開閉しながらキャビティ内に封止樹
脂を注入する工程と、キャビティ内に封止樹脂を充填し
た後、封止樹脂が硬化する前に上記ゲートを閉じる工程
を含むものである。また、この発明に係わる半導体装置
は、半導体素子と、半導体素子を搭載するリードフレー
ムと、リードフレームと装着するキャビティに設けられ
た流速センサーおよび圧力センサーの内の少なくともい
ずれか一方の検知値に基づいて、キャビティの注入口に
設けられたゲートを開閉することにより樹脂注入速度が
所定の値になるよう調整する機構を有する樹脂封止装置
を用いてリードフレームに搭載された半導体素子を包含
し半導体パッケージを構成する封止樹脂を備えたもので
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態である樹
脂封止装置およびこれを用いて形成した半導体装置を図
について説明する。図1および図2は本発明の実施の形
態1による樹脂封止型の半導体装置を形成するための樹
脂封止装置を示す断面図である。図において、1は半導
体樹脂封止用の上金型、2は下金型、3は樹脂封止によ
り形成される成型体の外形を型どるキャビティで、3a
は上金型1に設けられた上キャビティ、3bは下金型2
に設けられた下キャビティである。4は封止樹脂、5は
上キャビティ3aのいずれか一つの側面に設けられたキ
ャビティ3への封止樹脂4の注入口5aに設けられた開
閉自在なゲートで、設置される面と同じ面積の開口面積
を有すると共に、開閉することにより封止樹脂4の注入
口5aの面積を変化させることができる。
【0010】6はゲート5の先端に設けられた平坦部、
7はゲート5の先端等注入口付近に設けられ、ゲート5
を通過する封止樹脂4の流速をセンシングする流速セン
サー、8はゲート5を介してキャビティ3に封止樹脂4
を注入するランナー、9はキャビティ3内の圧力をセン
シングする圧力センサー、10は半導体素子、11は上
金型1と下金型2により型締めされている半導体素子1
0を搭載したリードフレーム、12は半導体素子10に
形成された電極とリードフレーム11を電気的に接続す
る金線、13は半導体素子10を保持するリードフレー
ム11の一部であるダイパッドである。
【0011】次に、本実施の形態による樹脂封止装置を
用いた半導体装置の樹脂封止工程について説明する。ま
ず、樹脂封止される半導体素子10が搭載されたリード
フレーム11を上金型1と下金型2により型締めした
後、ゲート5を上キャビティ3aの一つの側面と同じ面
積の開口面積を有するように開口させ、ランナー8から
ゲート5を介してキャビティ3内に封止樹脂4の注入を
開始する。次に、ゲート5に設けられた流速センサー7
により封止樹脂4の流入速度をセンシング、あるいはキ
ャビティ3内に設けられた圧力センサー9によりキャビ
ティ3内圧をセンシングし、その値が予め決められた流
入速度あるいは圧力になるように、ゲート5を開閉させ
ることにより封止樹脂3の注入口5aの面積を変化させ
て制御する。
【0012】例えば、流速センサー7の検知値に基づ
き、封止樹脂4の流入速度が遅い場合にはゲート5の開
口面積を小さくし、封止樹脂4の流入速度が速い場合に
はゲート5の開口面積を大きくする。または、圧力セン
サー9の検知値に基づき、キャビティ3内の封止樹脂4
による圧力が不足している場合にはゲート5の開口面積
を大きくし、キャビティ3内の封止樹脂4による圧力が
過大な場合にはゲート5の開口面積を小さくする。
【0013】次に封止樹脂4の注入が完了した時点で、
図2に示すように、ゲート5を閉じて、封止樹脂4が硬
化する前に、ランナー8部とキャビティ3内の封止樹脂
4を分離させる。このとき、キャビティ3内に設けた圧
力センサー9を、ゲート5が閉じるタイミングを検出す
るためのセンサーとして用いてもよい。すなわち、キャ
ビティ3内での圧力センサーの検知値が、予め測定した
封止樹脂4の注入の完了時の圧力に達した時点から所定
時間後にゲート5を閉じるように設定する。その後、キ
ャビティ3内の封止樹脂4の硬化により樹脂封止工程が
完了する。
【0014】なお、流速センサー7と圧力センサー9は
少なくともいずれか一方が設置されていればよい。ま
た、ゲート5は下キャビティ3bのいずれかの側面に設
けてもよい。また、一つの金型内にある複数のキャビテ
ィ3においては、それぞれに開閉自在なゲート5、およ
び流速センサー7および圧力センサー9の内の少なくと
もいずれか一方を設け、個々の流速センサー7あるいは
圧力センサー9の検知値に基づき、ゲート5の開閉を各
別に制御できるよう構成する。
【0015】この発明によれば、キャビティ3への封止
樹脂の注入口5aであるゲート5の開口面積を大きくす
ると共に、ゲート5を開閉自在に構成し、注入口5a付
近に設けられた流速センサー7およびキャビティ3内に
設けられた圧力センサー9の少なくともいずれか一方の
検知値に基づき、ゲート5の開口面積を変化させて封止
樹脂4の流入速度を各キャビティ3毎に制御することに
より、一つの金型内にある複数のキャビティ3における
封止樹脂4の充填状態のばらつきや、封止樹脂4の未充
填やボイドの発生等の成形不良を防止できると共に、封
止樹脂4の流入圧力によるゲート5の摩耗、半導体素子
10とリードフレーム11を接続している金線12の変
形、および半導体素子10を搭載しているダイパッド1
3のシフトを生じさせずに封止樹脂4の注入時間を短縮
できる。
【0016】また、ゲート5の先端に平坦部6を形成す
ることにより、ゲート5先端部の摩耗を抑制することが
できる。また、ゲート5は開閉自在に構成されているた
め、封止樹脂4の注入が完了した時点でゲート5を閉じ
て、封止樹脂4が硬化する前にランナー8部とキャビテ
ィ3内の封止樹脂4を分離することができ、分離面に機
械的損傷を与えない。さらに、圧力センサー9の検知値
に基づきゲートを閉じることにより、キャビティ3内へ
の封止樹脂4の注入完了後かつ封止樹脂4の硬化前に確
実にランナー8部とキャビティ3内の封止樹脂4を分離
することができる。
【0017】実施の形態2.実施の形態1では、キャビ
ティ3内への封止樹脂4の注入口5aとなるゲート5
を、上キャビティ3aあるいは下キャビティ3bのいず
れか一つの側面に設けたが、図3に示すように、ゲート
を上キャビティ3aおよび下キャビティ3bの両方に設
けることにより、封止樹脂4の未充填やボイドの発生防
止および封止樹脂4の注入時間短縮において一層の効果
が得られる。図において、14は下キャビティ3bに設
けられた開閉自在なゲートで、先端に平坦部15を有す
る。その他の構成は実施の形態1と同様であるので説明
を省略する。
【0018】実施の形態3.実施の形態1では、キャビ
ティ3内への封止樹脂4の注入口5aとなるゲート5
を、上キャビティ3aあるいは下キャビティ3bのいず
れか一つの側面に設けたが、図4に示すように、ゲート
を上キャビティ3aの上面(天井部)に設けても、実施
の形態1と同様の効果が得られる。図において、16お
よび18は上キャビティ3aに設けられた開閉自在なゲ
ートで、先端に各々平坦部17および19を有する。流
速センサー7はゲート16と18のいずれか一方に設け
られる。その他の構成は実施の形態1と同様であるので
説明を省略する。また、ゲート16および18は下キャ
ビティ3bの下面(底部)、または上キャビティaの上
面および下キャビティ3bの下面の両方に側面に設けて
もよい。
【0019】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被成
型体を形成するキャビティへの封止樹脂の注入口である
ゲートの開口面積を大きくすると共に、ゲートを開閉自
在に構成し、注入口付近に設けられた流速センサーおよ
びキャビティ内に設けられた圧力センサーの少なくとも
いずれか一方の検知値に基づき、ゲートの開口面積を変
化させて封止樹脂の流入速度を各キャビティ毎に制御す
ることにより、一つの金型内にある複数のキャビティに
おける封止樹脂の充填状態のばらつきや、封止樹脂の未
充填やボイドの発生、封止樹脂硬化後の分割による機械
的損傷等の成形不良を防止できると共に、封止樹脂の流
入圧力により金型や被樹脂封止体に悪影響を与えずに封
止樹脂の注入時間を短縮できる。
【0020】また、ゲートの先端に平坦部を形成するこ
とにより、ゲート先端部の摩耗を抑制しゲートを長寿命
化できる。また、封止樹脂の注入時間を短縮しかつ封止
品質を向上させることにより、高品質の樹脂封止型の半
導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す樹脂封止装置
の断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1を示す樹脂封止装置
の断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態2を示す樹脂封止装置
の断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態3を示す樹脂封止装置
の断面図である。
【図5】 従来のこの種樹脂封止装置を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 上金型、2 下金型、3 キャビティ、3a 上キ
ャビティ、3b 下キャビティ、4 封止樹脂、5 ゲ
ート、6 平坦部、7 流速センサー、8 ランナー、
9 圧力センサー、10 半導体素子、11 リードフ
レーム、12 金線、13 ダイパッド。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被成型体が装着され、封止樹脂により充
    填されるキャビティを有する金型と、 上記キャビティの少なくとも一つ以上の面全体に設けら
    れた上記封止樹脂の注入口と、 上記注入口付近に設けられた流速センサー、および上記
    キャビティ内に設けられた圧力センサーの内の少なくと
    もいずれか一方と、 上記流速センサーおよび上記圧力センサーの内の少なく
    ともいずれか一方の検知値に基づいて開閉が制御される
    ゲートを備えたことを特徴とする樹脂封止装置。
  2. 【請求項2】 ゲートの先端部は、平面形状に形成され
    ていることを特徴とする請求項1記載の樹脂封止装置。
  3. 【請求項3】 流速センサーおよび圧力センサーの内の
    少なくともいずれか一方と、上記流速センサーおよび上
    記圧力センサーの内の少なくともいずれか一方の検知値
    に基づいて開閉が制御されるゲートは、一つの金型内の
    すべてのキャビティに各別に設けられていることを特徴
    とする請求項1または請求項2記載の樹脂封止装置。
  4. 【請求項4】 被成型体を封止樹脂の注入口に開閉自在
    なゲートを有する金型のキャビティに装着する工程と、 上記注入口付近に設けられた流速センサー、および上記
    キャビティ内に設けられた圧力センサーの内の少なくと
    もいずれか一方の検知値に基づいてゲートを開閉しなが
    ら上記キャビティ内に上記封止樹脂を注入する工程と、 上記キャビティ内に上記封止樹脂を充填した後、上記封
    止樹脂が硬化する前に上記ゲートを閉じる工程を含むこ
    とを特徴とする樹脂封止方法。
  5. 【請求項5】 半導体素子と、 上記半導体素子を搭載するリードフレームと、 上記リードフレームと装着するキャビティに設けられた
    流速センサーおよび圧力センサーの内の少なくともいず
    れか一方の検知値に基づいて、上記キャビティの注入口
    に設けられたゲートを開閉することにより樹脂注入速度
    が所定の値になるよう調整する機構を有する樹脂封止装
    置を用いて上記リードフレームに搭載された半導体素子
    を包含し半導体パッケージを構成する封止樹脂を備えた
    ことを特徴と半導体装置。
JP6260597A 1997-03-17 1997-03-17 半導体装置およびその樹脂封止方法並びに樹脂封止装置 Pending JPH10256287A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144239B2 (en) * 2003-10-24 2006-12-05 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Molding apparatus with a molding flowability sensor for packaging semiconductor device
US10896825B2 (en) 2017-03-03 2021-01-19 Toshiba Memory Corporation Mold

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US7144239B2 (en) * 2003-10-24 2006-12-05 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Molding apparatus with a molding flowability sensor for packaging semiconductor device
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040817