JPS62169428A - 封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製品の孔を固体充填物を用いて塞ぐ方法であっ
て、特に、絶縁型半導体装置の製造におけるモールド時
に生じた孔を塞ぐ技術に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置のパフケージング技術として、量産性に優れ
たトランスファレジンモールド（モールド）技術が多用
されている。モールド技術については、工業調査会発行
「電子材料Ｊ　１９８１年１１月号、昭和５６年１１月
１日発行、Ｐ４２〜Ｐ４６に記載されている。この文献
には、以下に記載するような内容が論じられている。す
なわち、ヘッダの主面にチップ（半導体素子）が固定さ
れるとともに、このヘッダ主面側がレジンからなるパン
ケージで封止され、かつこのパッケージの一端から３本
のリードが突出した、いわゆるＴＯ−２２０型の半導体
装置は、その実装時、取付板に絶縁的に固定する場合、
ヘッダの裏面にマイカ等の絶縁板を介在させたり、ある
いは取付に利用する取付孔に絶縁管を挿入する等の煩わ
しい作業が必要となる。そこで、このように絶縁状態で
半導体装置を実装する半導体装置にあっては、放電を起
こすヘッダ裏面や取付孔内周部分をも絶縁性の樹脂（レ
ジン）で被覆した、いわゆる絶縁型半導体装置が開発さ
れている。なお、この絶縁型半導体装置におけるヘッダ
裏面側のレジン厚みは、所望絶縁破壊電圧を維持するこ
とを限度として放熱性を良好とするために、できる限り
薄いことが望ましく、前記文献にも記載されているよう
に、その厚さはたとえば、０．３５〜０．４５ｍｍ程度
となっている。

また、本出願人の提案した絶縁型半導体装置の製造技術
として、特願昭５９−１２５１６４号がある。Ｉｆ！！
縁型半縁体半導体装置製造時、すなわち、パッケージ形
成のモールド時、ヘッダは裏面をもレジンで被う必要が
あることから、ヘッダはモールド型の一部で支持されて
モールド型のキャビティの底から浮き、この状態でモー
ルドが行われる。

この結果、前記ヘッダの支持された部分がパッケージか
ら露出してしまい、高い耐絶縁破壊電圧特性が必要な製
品群（耐絶縁破壊電圧が１５００〜２０００Ｖと高いテ
レビの水平偏向用トランジスタ等）には、この種の絶縁
型半導体装置の構造は適用し難いと考えられる。そこで
、この提案技術は、絶縁型半導体装置の製造においてモ
ールド型のキャビティ底からヘッダを浮かせる結果体じ
てしまったパンケージにおけるヘッダの露出部分くすな
わち、パンケージに生じた孔）を、絶縁性のレジンで被
い、耐絶縁破壊電圧を向上させるものである。

〔発明が解決しよ−）とする問題点〕

前記上−ルト“時！に生じた孔を、絶縁性の樹脂で塞ぐ
技術は、前述のように耐絶縁破壊電圧を向上させること
から、絶縁型半導体装置構造として好ましい。ところで
、前記モールド時に生じた孔を絶縁性樹脂で塞ぐ方法に
ついて検討したところ、つぎのような問題が生じること
が本発明者によってあきらかにされた。

以下は、公知とされた技術ではないが、本発明者によっ
て検討された技術であり、その概要および問題点は次の
とおりである。

前記モールド時に生じた孔内に液体からなる樹脂を、公
知のディスペンサーあるいはオイラー等で注入した場合
、前記孔径が、たとえば、１ｍｍ前後と極めて小さいこ
とから、その充填量も極めで少なく、充填がし難く充填
量がばらつき易い。

このため、封止効果が不安定となり易い。また、前記孔
が小さいため、樹脂が前記孔以外に付着し易くなり外観
的に好ましくない。さらに、前記孔が小さいため、高い
作業精度が要求され作業時間が多く掛かる。

本発明の目的は製品の孔を再現性良くかつ高能率で封止
できる封止方法を提供することにある。

本発明の他の目的は耐絶縁破壊電圧が高い絶縁型半導体
装置を再現性良くかつ高能率で製造することができる封
止方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の絶縁型半導体装置の製造におけるモ
ールド時にパンケージに生じた孔の封止方法にあっては
、パッケージの主面の孔内に球体からなる絶縁性樹脂（
樹脂充填物）を挿入した後、この樹脂充填物を局所的な
ホントジェット加熱によって溶融し、前記孔全域を溶け
た樹脂で封止させる。その後、パッケージを反転させ、
他面の孔内に前記同様に球体からなる樹脂充填物を挿入
するとともに、この樹脂充填物を局所加熱によって溶融
し、孔全域を溶けた樹脂で封止させる。また、再度前記
樹脂のベーキングを行い、硬化した樹脂（硬化充填物）
でモールド時にパッケージに生じた孔の封止を行う。

（作用〕 上記した手段によれば、モールド時にパフケージに生じ
た孔に充填される絶縁性の樹脂は、球体と固体であるこ
とから前記孔に挿入し易く充填作業の作業性の向上が達
成できる。また、本発明によれば、前記孔に固体の樹脂
充填物を挿入することから、孔の周囲を汚すこともない
。さらに、本発明によれば、前記樹脂充填物を一定の大
きさにしておけば、前記孔に充填される樹脂量は常に一
定となり、充＠量のばらつきに起因する封止不良は起き
なくなり、耐絶縁破壊電圧が高くかつ安定した絶縁型半
導体装置の提供が達成できる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による絶縁型半導体装置の製
造における封止方法を示す断面図、第２図は同じく製造
された絶縁型半導体装置を示す平面図、第３図は同じく
側面図、第４図は同じくパンケージの一面の孔に樹脂充
填物を挿入した状態を示す断面図、第５図は同じく前記
樹脂充填物を溶融硬化させた状態を示す断面図、第６図
は同じくパッケージの他面の孔に樹脂充填物を挿入した
状態を示す断面図、第７図は同じく前記樹脂充填物を溶
融硬化させた状態を示す断面図、第８図は同じくベーキ
ング後の状態を示す断面図、第９図は本発明によって製
造された絶縁型半導体装置の実装状態を示す断面図、第
１０図は同じく絶縁性樹脂で塞がれた孔部分を示す断面
図である。

本実施例によって製造された絶縁型半導体装置（絶縁型
パワートランジスタ）は、第２図および第３図に示され
るように、絶縁性レジンからなるパッケージｌと、この
パッケージ１の一端面から突出する３本のり一部２と、
からなっている。また、パッケージ１にはネジ挿入孔３
が設けられている。

一方、前記中央のリード２は下方に一段折れ曲がり、幅
広のヘッダ４に連結されている。このヘッダ４のリード
２との連結側はチップ（半導体素子）５を固定するチッ
プ取付領域６となっていて、チップ５が、半田７を介し
て固定されている。また、前記挿入孔３に対応するヘッ
ダ４部分は前記挿入孔３に同心円的となる前記挿入孔３
よりも直径の大きなネジ挿入孔形成用空間８となってい
る。

また、前記中央のり一部２の両側のり一部２のパンケー
ジ１内に延在している内端部分には、前記チップ５の図
示しない電極に一端が電気的に接続されたワイヤ９の他
端が電気的に固定されている。また、前記パッケージ１
は前記ヘッダ４のチップ５を固定した主面側と、裏面側
を被った構造となっている。なお、パッケージｌを形成
する際のモールド時、ヘッダ４はモールド型のキャビテ
ィ底から浮いた状態でモールドされる。この結果、ヘッ
ダ４を浮かせかつヘッダ４を所定高さに規定するモール
ド金型の一部が存在した個所は、モールド後はパッケー
ジ１の上下面に孔１０となって残留する。そこで、この
絶縁型半導体装置では、この孔１０は絶縁性の樹脂から
なる硬化充填物１１で塞がれている。

つぎに、前記モールド時に生じた孔１０を塞ぐ封止方法
について説明する。第１図はこの封止方法の概要を示す
ものである。モールドが終了した絶縁型半導体装置にあ
っては、パッケージ１の表裏面に孔１０が存在すること
から、たとえば、チップ５が固定されるヘッダ４の主面
側のパッケージｌ、すなわち、パッケージ１の主面の孔
１０に対し、二点鎖線で示されるように絶縁性の球体か
らなる樹脂充填物１２を入れ、その後、この樹脂充填物
１２を加熱して樹脂充填物１２を溶融させる。この溶融
によって溶けたレジンは孔１０の全域に亘って拡がり、
露出していたヘッダ４部分を被い孔１０を塞ぐようにな
る。その後、加熱を停止することによって孔１０を塞ぐ
レジンは硬化し、硬化充填物１１で孔１０を完全に塞ぐ
ようになる。

つぎに、第４図〜第８図を参照しながらパッケージ１の
表裏面の孔１０を塞ぐ封止方法について説明する。

最初に球体からなる樹脂充填物１２を用意しておく。こ
の樹脂充填物１２は粉末状絶縁性レジンの成形によって
形成されるとともに、いずれも均一な直径となっている
。また、この樹脂充填物１２は前記孔１０の直径よりも
小さく形成され、容易に孔１０内入るようになっている
。また、前記樹脂充填物１２は孔１０内で熔けて孔１０
内全域に拡がった際、耐絶縁破壊電圧に充分耐えるよう
に、たとえば最小０．３５〜０．４５ｍｍ程度の厚さと
なるようにその直径が設定される必要がある。しかし、
樹脂充填物１２の大きさは、少なくとも孔１０に入り易
いことと、溶けた隙孔１０から外に溢れ出ないようであ
ればよい。たとえば、前記孔１０が１．８ｍｍΦ〜２．
０ｍｍΦのとき樹脂充填物１２はｌ、５ｍｍΦ程度が適
当である。

このような樹脂充填物１２は、第４図に示されるように
、パンケージ１の主面（上面）側の孔１０に樹脂充填物
１２が入れられる。この際、多数の絶縁型半導体装置を
隙間なくトレー等の上に並べ、並んだ絶縁型半導体装置
上に樹脂充填物１２を流し込みかつトレーを振動させれ
ば、樹脂充填物１２が球体であることから、樹脂充填物
１２は各絶縁型半導体装置のパッケージ１上を転動し、
容易かつ確実に各孔１０内に入る。そこで、孔１０内に
入らない不要な樹脂充填物１２を除き、ホットジェット
加熱等の局所加熱によって、高熱に対して弱いチップ５
を加熱させることなく樹脂充填物１２を加熱して溶融さ
せる。樹脂充填物１２が溶融した後は加熱を停止する。

この結果、第５図に示されるように、溶けたレジンは孔
１０全域に拡がり、その後硬化し、硬化充填物１１で孔
底に露出していたヘッダ４部分を完全に被うこととなる
。

つぎに、第６図に示されるように、絶縁型半導体装置を
反転させ、ヘッダ４部分を露出させている孔１０に、前
記同様に樹脂充填物１２を入れ、かつ加熱して樹脂充填
物１２を溶かし、第７図に示されるように、他面の孔１
０をも硬化充填物１１で塞ぐ。

つぎに、数分〜数十分のベーキング処理を絶縁型半導体
装置に施こし、自然硬化状態にある硬化充填物１１をキ
ュアして、所望の特性を有する硬化充填物１１とし、孔
１０の封止作業を終了する。

このような方法によって製造された絶縁型半導体装置は
、第９図に示されるように、取付板１３にネジ１４で固
定された場合、前記パフケージ１の孔１０部分が導電性
の取付板１３に対面しても、第１０図に示されるように
、孔１０内には絶縁体からなる硬化充填物１１が充填さ
れているため、孔ｌＯの孔底のヘッダ４部分と取付板１
３との間で放電は起きなくなる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明の絶縁型のパワートランジスタは、ヘッダ
の主面および裏面は絶縁性のパッケージで被われるとと
もに、パワートランジスタのモールド時−のヘッダの支
持によって生じてしまうヘッダの一部の露出部分は、絶
縁性の硬化充填物によって被覆されていることから、ヘ
ッダ部分における耐絶縁破壊電圧が向上するという効果
が得られる。

（２）本発明によれば、モールド時にパ・ノケージに生
じた孔の封止に際して、固体の樹脂充填物を前記孔に入
れることから、孔に入れ易くなり、充填作業の作業性の
向上が達成できるという効果が得られる。

（３）本発明によれば、前記孔に固体の樹脂充填物を挿
入することから、孔の周囲を汚すこともないという効果
が得られる。

（４）本発明によれば、前記樹脂充填物を一定の大きさ
にしておけば、前記孔に充填される樹脂量は常に一定と
なり、充填量のばらつきに起因する封止不良は起きなく
なり、耐絶縁破壊電圧が高くかつ安定した絶縁型半導体
装置を製造することができるという効果が得られる。

（５）上記（１１〜（４）により、再現性良く耐絶縁破
壊電圧の高い絶縁型半導体装置を安価に提供することが
できるという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、樹脂充填物」
２の形状は他の形状、たとえば、四角形、三角形１円柱
などでも前記実施例同様な効果が得られる。また、孔１
０内に複数の樹脂充填物１２を入れるようにしても前記
実施例同様な効果が得られる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である絶縁型半導体装置の
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえば、前記同様の構造をした集
積回路装置の製造技術などに適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果をＭ単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、本発明によれば、絶縁型半導体装置の製造に
おけるモールド時にパッケージに生じた孔を封止する際
、球体の樹脂充填物を前記孔に入れ、その後この樹脂充
填物を加熱して溶かし、孔を塞ぐことから、樹脂充填物
の孔への充填作業がし易く作業性が良好となるとともに
、孔の周囲を汚すこともない。また、前記樹脂充填物を
一定の大きさにしておけば、充填量は常に一定となり、
耐絶縁破壊電圧が高くかつ安定した封止が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による絶縁型半導体装置の製
造における封止方法を示す断面図、第２図は同しく製造
された絶縁型半導体装置を示す平面図、 第３図は同じく側面図、 第４図は同じくパッケージの一面の孔に樹脂充填物を挿
入した状態を示す断面図、 第５図は同じく前記樹脂充填物を溶融硬化させた状態を
示す断面図、 第６図は同じくパ・７ケージの他面の孔に樹Ｉｕ充填物
を挿入した状態を示す断面図、 第７図は同しく　ｎｉｉ記樹脂充填物を溶融硬化させた
状態を示す断面図、 第８図は同じくベーキング後の状態を示す断面図、 第９図は本発明によって製造された絶縁型半導体装置の
実装状態を示す断面図、 第１０図は同じく絶縁性樹脂で塞がれた孔部分を示す断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、製品の孔を充填物で塞ぐ方法であって、前記孔内に
   少なくとも一つの固体充填物を入れる工程と、前記充填
   物を溶融硬化させて前記孔を充填物で塞ぐ工程と、から
   なることを特徴とする封止方法。 ２、前記固体充填物は球体となっていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の封止方法。 ３、パッケージ形成時モールド型のキャビティの底から
   モールド型の一部でヘッダを浮かせてモールドを行い、
   前記モールド型の一部に基づいて生じた孔を絶縁性樹脂
   で塞ぐことによって絶縁型半導体装置を製造する封止方
   法であって、前記孔内に固体の樹脂充填物を少なくとも
   一つ入れる工程と、前記樹脂充填物を溶融硬化させて前
   記孔を硬化充填物で塞ぐ工程と、からなることを特徴と
   する封止方法。 ４、前記樹脂充填物は球体となっていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の封止方法。