JPH1126485A - 樹脂パッケージ型半導体装置の成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の特性および外観体裁を損なうこ
となくバリ処理を行うことができる成形用金型装置を提
供する。 【解決手段】 内方側に延出するようにして複数の端子
リード１２，１３が打ち抜き形成されたリードフレーム
１の厚み対応して表面が段下げされているとともにこの
段下げ表面３２から凹入してキャビティ３０が形成され
た１の金型３と、この１の金型３のキャビティ３０に対
応してキャビティ２０が形成された他の金型２と、を備
えた成形用金型装置において、上記リードフレーム１を
挟持するようにして上記各金型２，３が型締めされた状
態においては、上記端子リード１２，１３の延出方向と
平行に延びるようにして、かつ上記各金型２，３のキャ
ビティ２０，３０によって規定されるキャビティ空間４
と連通する空気流路４０を形成するとともに、この空気
流路４０のキャビティ空間４側の高さをリードフレーム
１の厚みより小さく設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、たとえばＩＣ、
ＬＳＩ、ある種のゲートアレイなどの半導体装置の樹脂
パッケージを行うために用いられる成形用金型装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体電子部品の樹脂パッケ
ージングを行う場合には、１回の成形工程によって複数
個の電子部品の樹脂パッケージング作業を行わせること
により、生産効率の向上を図ることが望まれる。そこ
で、従来より、相互に近接離間させられる上下の金型に
半導体チップを搭載させたリードフレームを挟持するよ
うにして型締めし、各金型のキャビティによって規定さ
れる空間内に樹脂材料を注入して硬化させる金型装置が
用いられている。より具体的には、図９および図１０に
良く表れているように、リードフレーム１の厚み分だけ
表面が段下げされるとともにこの段下げ表面３２に凹入
するキャビティ３０が形成された下金型３と、この下金
型３に形成されたキャビティ３０に対応するキャビティ
２０が形成された上金型２とを備えた成形用金型装置１
Ａなどが用いられる。

【０００３】ところで、図１０および図１１に示したよ
うな樹脂パッケージ１５の側面から延出するようにして
２本の端子リード１２，１３が形成された樹脂パッケー
ジ型半導体装置の樹脂パッケージングを行う場合には、
図１２に良く表れているように、端子リード１２上に搭
載された半導体チップ１４が上記下金型３のキャビティ
３０に対応する部位に位置するようにして上記下金型３
の段下げ表面３２上に上記リードフレーム１を載置して
上記各金型２，３を型締めし、各金型２，３の各キャビ
ティ２０，３０によって規定されるキャビティ空間４内
に樹脂材料を注入することにより行われる。この樹脂材
料の注入作業は、図１２に示すように、上金型２に上下
方向に延びるようにして形成された円柱状貫通孔２１と
この円柱状貫通孔２１の形成位置に対応して形成された
下金型３の皿部３１とによって型締め状態において形成
されるプランジャポット４２内に固体樹脂材料４３を装
填して加熱溶融させ、樹脂材料４３が溶融した状態にお
いてプランジャ４４によって加圧することにより行われ
る。

【０００４】図１２に良く表れているように、型締め状
態においては、上記端子リード１２の延出方向と平行に
延びるようにして、かつ上記各金型２，３のキャビティ
２０，３０によって規定されるキャビティ空間４と連通
する空気流路４０が形成されるとともに、上記上金型２
に形成された凹溝２４によって空気抜き穴４１が形成さ
れている。このため、上記キャビティ空間４内に溶融樹
脂の注入が行われた場合には、上記空気流路４０および
空気抜き穴４１を介して上記キャビティ空間４内の空気
が外部に排出されるようになされており、上記キャビテ
ィ空間４内の隅々まで溶融樹脂を行き渡せることができ
る。すなわち、上記キャビティ空間４内の空気を排出さ
せることによって、成形が終了した半導体装置の樹脂パ
ッケージ１５内にボイドやピンホールが生成されてしま
うことが回避されるように工夫されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記空
気流路４０および空気抜き穴４１を形成するれば上記キ
ャビティ空間４内の空気を排出して良好に上記キャビテ
ィ空間４内に溶融樹脂を注入することができるが、外部
に放出される空気の流れに追従して溶融樹脂も外部に流
出しようとする。ところが、溶融樹脂は粘度が高い上に
硬化しつつあるために、上記空気抜き穴４１から外部に
流出することができず、結局、上記空気流路４０内にお
いて硬化してしまい、上記半導体装置の樹脂パッケージ
の側面から上記端子リード１２とともに延出するバリ５
として生成されてしまう。このようにして生成されたバ
リ５は、たとえば端子リード１２，１３を切断してリー
ドフレーム１から半導体装置を得る工程において上記端
子リード１２，１３の切断と同様にして切断処理するこ
とができるが、バリ５の厚みが大きいために、以下のよ
うな不具合が生じる。

【０００６】すなわち、バリ５の厚みが大きいためにバ
リ５の切断をスムースに行うことができず、バリ５を切
断するというよりもむしろ上方からバリを押し切るよう
な恰好となってしまう。このため、バリ５の部分ばかり
でなく有用な樹脂パッケージ１５の部分まで削除されて
しまうことがあり、この場合には樹脂パッケージ１５に
樹脂カケが生じて半導体装置の外観が損なわれ、特に、
製品形状が小さい場合には外観上の不体裁さが顕著に表
れる。また、上述したように、バリ５を上方から押し切
るような恰好となるため、バリ処理時の衝撃が端子リー
ド１２に搭載された半導体チップ１４にも伝えられ半導
体チップ１４の特性が損なわれてしまうなどの不具合が
生じてしまう。

【０００７】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、半導体装置の特性および外観体裁
を損なうことなくバリ処理を行うことができる成形用金
型装置を提供することをその課題とする。

【０００８】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００９】すなわち、本願発明によれば、内方側に延
出するようにして複数の端子リードが打ち抜き形成され
たリードフレームの厚み対応して表面が段下げされてい
るとともにこの段下げ表面から凹入してキャビティが形
成された１の金型と、この１の金型のキャビティに対応
してキャビティが形成された他の金型と、を備えた成形
用金型装置であって、上記リードフレームを挟持するよ
うにして上記各金型が型締めされた状態においては、上
記端子リードの延出方向と平行に延びるようにして、か
つ上記各金型のキャビティによって規定されるキャビテ
ィ空間と連通する空気流路が形成されるとともに、この
空気流路のキャビティ空間側の高さが、リードフレーム
の厚みより小さく設定されていることを特徴とする、成
形用金型装置が提供される。

【００１０】好ましくは、上記各金型の少なくとも一方
には、上記リードフレームの厚みよりもその高さが低い
突起が形成されており、この突起によって上記空気流路
のキャビティ空間側の高さがリードフレームの厚みより
も小さくなるようになされている。

【００１１】上記構成によれば、従来の成形用金型装置
と同様に上記リードフレームを挟持した型締め状態にお
いて上記キャビティ空間と連通する空気流路が形成され
ているため、上記キャビティ空間内に溶融樹脂を注入し
た場合には、キャビティ空間内の空気が排出されるよう
になされている。このため、上記キャビティ空間内の隅
々まで溶融樹脂を行き渡せることができ、成形が終了し
た半導体装置の樹脂パッケージ内にボイドやピンホール
が生成されてしまうことが回避される。なお、上記空気
流路に排出された空気は、従来の成形用金型装置と同様
に外部と連通する空気抜き穴などによって外部に排出さ
れるように構成することができる。

【００１２】また、上記キャビティ空間内に注入された
樹脂の一部は、空気流路を介して排出される空気に追従
して上記キャビティ空間内から流出しようとするのであ
るが、上記空気流路のキャビティ空間側の高さがリード
フレームの厚みよりも小さく、すなわち従来の成形用金
型装置の空気流路の高さよりも小さく設定されているた
めに、キャビティ空間からの樹脂の流出量を低減するこ
とができる。言い換えれば、上記空気流路を介して空気
を優先的に排出することができ、より有効にキャビティ
空間内に溶融樹脂を行き渡らせることができる。

【００１３】さらに、たとえキャビティ空間内から溶融
樹脂が流出して上記空気流路内で硬化してバリが生成さ
れたとしても、上記空気流路のキャビティ空間側の高さ
がリードフレームの厚みよりも小さく設定されているた
めに、半導体装置の樹脂パッケージの側面から延出する
バリの基端側の厚みが従来のものと比べて小さいものと
なっている。したがって、このようなバリは、極めて容
易に切断あるいは除去することができ、しかもその処理
に際して上記樹脂パッケージの有用な部分が一緒に除去
されてしまうことはない。また、バリの厚みが小さく切
断容易であるために、バリ切断時の衝撃がリードフレー
ムに搭載された半導体チップに伝えられることもなく、
半導体チップの特性が損なわれることもない。

【００１４】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００１６】図１は、本願発明に係る成形用金型装置１
Ａの上金型２の一例を底面から見た斜視図、図２は、上
記成形用金型装置１Ａの下金型３の一例を表す斜視図、
図３は、上記各金型２，３によって半導体チップ１４が
搭載されたリードフレーム１を挟持しようとする状態の
断面図、図４は、図３のIV− IV 線に沿う断面図、図５
は、図３の要部拡大図である。なお、従来例に係る成形
用金型装置１Ａを説明するために参照した図面に表され
た部材および部位と同一のものには同一の符号を付して
ある。

【００１７】上記成形用金型装置１Ａの基本的な構成
は、従来既知の成形用金型装置と同様である。すなわ
ち、上記成形用金型装置１Ａは、上下の金型２，３を備
えて構成されており、たとえば上記下金型３が油圧力な
どによって可動する可動盤に取り付けられており、上記
可動盤とともに上記下金型３を上動させることにり上記
各金型２，３の型締めが行われるように構成されてい
る。なお、本実施形態においては、図２に良く表れてい
るようなリードフレーム１に形成された端子リード１２
上に搭載された半導体チップ１４の樹脂パッケージング
を行える成形用金型装置１Ａについて説明する。このた
め、まず、上記リードフレーム１について図２を参照し
ながら説明する。

【００１８】図２に示すように、上記リードフレーム１
は、幅方向の両側において長手方向に延びる１対のサイ
ドフレーム１０，１０を有し、これらのサイドフレーム
１０，１０間を架け渡すようにして上記リードフレーム
１の幅方向に延出するとともに、上記サイドフレーム１
０，１０とによって複数の長矩形領域を形成するクロス
フレーム１１が複数本延出形成されている。上記各長矩
形領域には、上記各サイドフレーム１０，１０から上記
クロスフレーム１１と同方向に互いに対向するようにし
て延出する一対の端子リード１２，１３がそれぞれ打ち
抜き形成されている。

【００１９】図１に示すように、上記上金型２は、全体
として直方体状とされており、その下面には、矩形開口
面を有するとともに、上方に凹入するようにして、たと
えば３個のキャビティ２０が形成されている。これらの
各キャビティ２０の開口面の一側縁の近傍には、突起２
５が形成されているとともに、これらの各突起２５のそ
れぞれの軸線上には、長手状に延びる凹溝２４が上記上
金型２の側面に達するようにして形成されており、凹溝
２４が形成された部位の反対側には、上下に貫通する円
柱状貫通孔２１が形成されている。

【００２０】上記突起２５は、上記各金型２，３を上記
リードフレーム１を挟持して型締めした場合に上記端子
リード１２とクロスフレーム１１の間に位置するように
して形成されており、キャビティ空間４側の高さが上記
リードフレーム１の厚みよりも小さく設定されている。
すなわち、上記突起２５によって、上下の金型２，３を
型締めしたときに形成される空気流路４０（詳細につい
ては後述する）の上下方向の高さをリードフレーム１の
厚みよりも小さくなるようになされている。

【００２１】図２に示すように、上記下金型３もまた、
全体として直方体状とされており、その上面が上記リー
ドフレーム１の厚みに対応して分だけ段下げされてい
る。この段下げ表面３２には、上記上金型２に形成され
たキャビティ２０に対応して下方に凹入する３個のキャ
ビティ３０が形成されているとともに、これらの各キャ
ビティ３０と連通するゲート溝３３が形成されている。
また、上記上金型２の上面の側部には、上記各ゲート溝
３３と連通するランナ溝３２が形成されており、これら
の各ランナ溝３２の基端側には、型締め状態において上
記上金型２に形成された円柱状貫通孔２１とによってプ
ランジャポット４２を形成する皿部３１が形成されてい
る。

【００２２】図３に示すように、上記下金型３の段下げ
表面３２に載置するようにして上記各金型２，３を型締
めした場合には、上記各金型２，３に形成されたキャビ
ティ２０，３０によってキャビティ空間４が形成され、
このキャビティ空間４内には上記端子リード１２に搭載
された半導体チップ１４が収容配置されている。また、
図４および図５に良く表れているように、上記リードフ
レーム１の端子リード１２の基端部とこの端子リード１
２に隣接するクロスフレーム１１，１１との間の領域
は、上記各金型２，３の表面によって閉じられて上記キ
ャビティ空間４と連通する空気流路４０とされ、上記上
金型２に形成された凹溝２４が上記各金型２，３の外部
と連通する空気抜き穴４１とされる。上述したように、
上記上金型２には、上記空気流路４０が形成される部位
に対応して突起２５が形成されており、この突起２５に
よって上記空気流路４０のキャビティ空間４側の高さが
上記リードフレーム１の厚みよりも小さくなるようにな
されている。さらに、上記したように、上記上金型２に
形成された円柱状貫通孔２１と上記下金型３に形成され
た皿部３１とによって固体樹脂材料４３が装填されるプ
ランジャポット４２が形成され、このプランジャポット
４２がランナ溝３２およびゲート溝３３を介して上記各
キャビティ空間４と連通している。

【００２３】上記構成の成形用金型装置１Ａにおいて
は、上記リードフレーム１を挟持して型締めした状態に
おいて、上記プランジャポット４２内に、たとえば熱硬
化性樹脂であるエポキシ樹脂などの固体樹脂材料４３が
装填される。この固体樹脂材料４３は、加熱溶融される
とともに、プランジャ４４によって加圧されてランナ溝
３２およびゲート溝３３を通って上記キャビティ空間４
内に注入されていく。

【００２４】このようにして、上記キャビティ空間４内
に溶融樹脂が注入された場合には、キャビティ空間４内
の空気が上記空気流路４０および空気抜き穴４１を介し
て外部に排出される。このとき、外部に放出される空気
の流れに追従して上記キャビティ空間４内に注入された
溶融樹脂も上記空気流路４０に流出しようとするのであ
るが、上記空気流路４０の高さが上記リードフレーム１
の厚みよりも小さく設定されており、しかも上記溶融樹
脂の粘度が空気よりも大きいために、空気を優先的に排
出してより有効にキャビティ空間内に溶融樹脂を行き渡
らせることができる。すなわち、上記構成の成形用金型
装置１Ａにおいては、上記キャビティ空間４内の隅々ま
で溶融樹脂を行き渡せることができ、成形が終了した半
導体装置の樹脂パッケージ１５内にボイドやピンホール
が生成されてしまうことが回避されている。

【００２５】また、外部に放出される空気の流れに追従
して上記キャビティ空間４内に注入された溶融樹脂の一
部が上記空気流路４０に流出するのであるが、溶融樹脂
は粘度が高い上に硬化しつつあるために、上記空気抜き
穴４１から外部に流出することができず、結局、上記空
気流路４０内において硬化してしまう。このようにして
上記空気流路４０において硬化した樹脂は、図６および
図７に良く表れているように、上記半導体装置の樹脂パ
ッケージの側面から上記端子リード１２とともに延出す
るバリ５として生成されてしまう。

【００２６】上述したように、本願発明に係る成形用金
型装置１Ａは、上記上金型２に突起２５が形成されて上
記空気流路４０のキャビティ空間４側の高さが上記リー
ドフレーム１の厚みよりも小さくなるようになされてい
る。すなわち、上記空気流路４０に流出した樹脂によっ
て形成されたバリ５は、キャビティ空間４側の部位がリ
ードフレーム１よりも小さく、言い換えれば、従来の成
形用金型装置１Ａに形成されるバリ５に比べてキャビテ
ィ空間４側の部位の厚みが小さくなっている。したがっ
て、このようなバリ５は、極めて容易に切断あるいは除
去することができ、しかもその処理に際して上記樹脂パ
ッケージ１５の有用な部分が一緒に除去されてしまうこ
とはない。また、バリ５の厚みが小さく切断容易である
ために、バリ切断時の衝撃がリードフレーム１に搭載さ
れた半導体チップ１４に伝えられることもなく、半導体
チップ１４の特性が損なわれることもない。なお、上記
したバリ処理は、上記リードフレーム１から端子リード
１２，１３を切断して半導体装置を得る工程と同じ工程
において行うことができる。

【００２７】なお、上述した実施形態においては、上金
型２の表面に突起２５が形成されて空気流路４０のキャ
ビティ空間４側の高さがリードフレーム１の厚みよりも
小さくなるようになされていたが、図８に示すように、
上記突起２５を下金型３に形成して空気流路４０のキャ
ビティ空間４側の高さがリードフレーム１の厚みよりも
小さくなるようにしてもよい。もちろん、この場合にも
上記リードフレーム１を挟持して上記各金型２，３を型
締めした状態では、上記突起２５は、リードフレーム１
の端子リード１２とクロスフレーム１１の間に位置する
部位に形成される。このようにして上記突起２５を下金
型５Ｂの上述した部位に形成した場合には、図８および
図９に良く表れているように、上記突起２５が上記リー
ドフレーム１を下金型５Ｂの段下げ表面３２上に載置す
る際の位置決め部として作用する。すなわち、上述した
実施形態の効果に加えて、上記突起２５を下金型５Ｂの
所定部位に設けることによって、下金型５Ｂの段下げ表
面３２上にリードフレーム１を載置する際の位置決め作
業が容易となるといった効果を享受することができる。

【００２８】また、上記突起２５の形状は、上記実施形
態を説明するために参照した図面に描かれている形状に
は限定されず、様々に設計変更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る成形用金型装置の上金型の一例
を表す斜視図である。

【図２】上記成形用金型装置の下金型の一例を表す斜視
図である。

【図３】上記各金型によって半導体チップが搭載された
リードフレームを挟持しようとする状態の断面図であ
る。

【図４】図３のIV− IV 線に沿う断面図である。

【図５】図３の要部拡大図である。

【図６】樹脂パッケージングされた上記リードフレーム
を金型から取り外した状態の斜視図である。

【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図である。

【図８】上記下金型の変形例を表す斜視図である。

【図９】上記各金型によって上記リードフレームを挟持
しようとする状態の要部断面図である。

【図１０】成形用金型装置を用いた樹脂パッケージング
工程を表す斜視図である。

【図１１】従来例に係る成形用金型装置から樹脂パッケ
ージングされたリードフレームを取り外した状態の要部
断面斜視図である。

【図１２】図１０のXII −XII 線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ リードフレーム １Ａ 成形用金型装置 ２ 上金型 ３ 下金型 ４ キャビティ空間 １２ 端子リード（半導体チップが搭載された） １３ 端子リード ２０ キャビティ（上金型の） ３０ キャビティ（下金型の） ３２ 段下げ表面（下金型の） ４０ 空気流路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内方側に延出するようにして複数の端子
   リードが打ち抜き形成されたリードフレームの厚み対応
   して表面が段下げされているとともにこの段下げ表面か
   ら凹入してキャビティが形成された１の金型と、この１
   の金型のキャビティに対応してキャビティが形成された
   他の金型と、を備えた成形用金型装置であって、 上記リードフレームを挟持するようにして上記各金型が
   型締めされた状態においては、上記端子リードの延出方
   向と平行に延びるようにして、かつ上記各金型のキャビ
   ティによって規定されるキャビティ空間と連通する空気
   流路が形成されるとともに、この空気流路のキャビティ
   空間側の高さが、リードフレームの厚みより小さく設定
   されていることを特徴とする、成形用金型装置。
2. 【請求項２】 上記各金型の少なくとも一方には、上記
   リードフレームの厚みよりもその高さ低い突起が形成さ
   れており、この突起によって上記空気流路のキャビティ
   空間側の高さがリードフレームの厚みよりも小さくなる
   ようになされている、請求項１に記載の成形用金型装
   置。