JPS6266649A - 半導体装置の製造方法 - 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、プラスチック製中空パフケージに半導体素子
を収納した半導体装置の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体素子を気密封止する中空パッケージとしてセラミ
ック製、プラスチック製１１種々のものがある。セラミ
ック製のパッケージは、外部からの水分や汚染物質の浸
入がなく、信頼性が高いが、製造に手数を要するために
高価である。そこで、材料が安価で大量生産に適するプ
ラスチック製のパッケージが多く用いられるようになっ
てきた。

従来、このような分野の技術としては、特開昭５９−１
２９４４５号公報に記載されるものがあった。以下、そ
の構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の方法により製造された半導体装置の縦断
面図である。

この半導体装置は、リードフレーム１の素子搭載部１ａ
及びリード部１ｂと、素子搭載部１ｄ及びリード部１ｂ
とを固定するための熱可塑性樹脂からなるパッケージ本
体２と、パッケージ本体２の中空部（キャビティ）３内
に収納され素子搭載部ｌａ上に固着（グイポンディング
）された半導体素子４と、半導体素子４とリード部ｌｂ
間を接続するワイヤ５と、パッケージ本体２の上部に固
着された熱可塑性樹脂からなる蓋体６とで構成されてい
る。

この種の半導体装置の製造方法を第３図および第４図の
製造工程図を参照しつつ説明する。

先ず、第３図に示すように、上部金型７とゲート部８ａ
を有する下部金型８とでリードフレームｌを挟み、溶融
した熱可塑性樹脂をゲート部８ａから注入し、リードフ
レームｌの上下に一体的にパッケージ本体２をモールド
成形する。

次に、パッケージ本体２を金型７，８から取出し、第４
図に示すように、パッケージ本体２内の素子搭載部ｌａ
上に半導体素子４を固着し、その半導体素子４とリード
部５とをワイヤ５で接続する。その後、パッケージ本体
２上に蓋体６を載置し、これをヒータ等で加熱しておき
、超音波−ホーン等で蓋体６にａ音波振動を与える。す
ると、蓋体６とパッケージ本体２上部との接合面が激し
くぶつかり合い１発生する熱でその結合面が溶融して両
者が溶着し、第２図のような半導体装置が得られる。

この種の製造方法では、蓋体６の固定のために接着剤を
用いていないので、蓋体６の固定作業が簡単かつ迅速に
行える。さらに、超音波溶着の際に、予めパッケージ本
体２及び蓋体６を加熱して軟化させた後、超音波振動を
芋えるため、その振動がパッケージ本体２及び蓋体６の
塑性変形により吸収される。そのため、収納された半導
体素子４や、ワイーヤ５に損傷を与えることがなくなり
、信頼性の高い半導体装置が得られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の製造方法では次のような問題点が
あった。

パッケージ本体２をモールド成形する際、素子搭載部１
ａは下部金型８で直接支持されていないため、第３図に
示すように、樹脂注入時の圧力により上部金型７と素子
搭載部１ａとの間にすき間が生じ、そこに樹脂が入り込
む、樹脂が入り込むと、第４図に示すように、素子搭載
部ｌａ上にバリ１２が形成され、そのバリ１２のために
半導体素子４の固１　　　　　着が困難になる。そのた
め、バー月２を除去する工、：　　　　　程が必要とな
り、製造工程が煩雑になるという問題点があった。同様
に、リード部１ｂの内方端部上′：　　　　　にバリが
発生するおそれもあり、ワイヤ接続作業′１ １　　　　　の困難性と、そのパリ取り工程が必要にな
るとい□ １　　　　　う問題点があった。

′１ ：　　　　　本発明は、前記従来技術が持っていた問題
点と□ ：　　　　　して、パッケージ本体のモールド成形時に
おける□ ″素子搭載部やリード部とのパリの発生の点についニ ー　　　　て解決した半導体装置の製造方法を提供する
ものである。

′　　　　　（問題点を解決するための手段）□ □　　　　　本発明は、前記問題点を解決するために、
リーへ 、　　　　　ドフレームをプラスチック製の中空パッケ
ージで：□　　　　　固定し、そのパッケージ内に半導
体素子を収納し□　　　　　た半導体装置の製造方法に
おいて、リードフレームの上下からモールド金型を当て
がい、そのリードフレームにおけるリード部の上下に熱
可塑性樹脂からなる枠体を成形し、熱可塑性樹脂からな
る下部蓋体を前記リードフレームおよび枠体の下部に当
てがってその下部蓋体と枠体とを溶着する。

次いでリードフレームにおける素子搭載部とに半導体素
子を固着すると共に、その半導体素子を前記リード部と
を接続し、その後、熱可塑性樹脂からなる上部蓋体を前
記枠体上部に溶着して前記半導体素子を封止するように
したものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように半導体装置の製造方法を
構成したので、枠体形成時において、モールド成形部分
のリードフレームが１下金型によって挾持されるため、
樹脂注入圧力によってリードフレーム上面とＬ部会型下
面との間にすき間が生じない、それによって素子ｉｔ部
やリード部上のパリの発生が阻止されるのである。した
がって、前記問題点を除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例により製造された半導体
装置の縦断面図である。

この半導体装置は、リードフレーム１０の素子搭載部１
０ａ及びその周囲に配設された複数本のリード部１０ｂ
と、リード部１０ｂを固定するためにその上下に形成さ
れた枠体１１と、枠体１１の下部に溶着されリード部１
０ａ及び素子搭載部１０ｂの下面を支持する下部蓋体１
２と、枠体１１の上部に形成されたキャビティ１３内に
収納された素子搭載部１０ａ上に固着された゛ト導体素
子１４と、半導体素子１４の電極とリード部ｔａｂの内
方端部との間に接続されたＡｎ等のワイヤ１５と、枠体
１１の上部に溶着された上部蓋体１６とで構成されてい
る。

ここで、枠体１１、下部着体１２及び上部蓋体１６は、
ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂で作られ
ている。

次に、このような半導体装置の製造方法を第５図〜第９
図の製造工程図を参照しつつ説明する。

（１）第１工程 第５図に示すように、Ｌ部金型２０及び下部金型２１を
用意する。Ｌ部金型２０にはその下面に角形の溝２０ａ
が形成され、さらにその溝２０ａの底面に、凸部２０ｂ
が全周に亘って形成されている。同様に、下部金型２１
には、その上面に角形の溝２１ａが形成され、さらにそ
の溝２１ａの底面に凸部２１ｂが全周に亘って形成され
ると共に、ゲート部２１ｃが形成されている。

上部金型２０と下部金型２１との間にリードフレー１・
ｌＯをセットし、そのＥ部金型２０及び下部金型２１と
で上下方向からリードフレーム１０を締め付ける。する
と、」二部金型２０の下面と下部金型２１の１−面とが
、リードフレーム１０のモールド成形以外の部分に圧接
される０次いで、溶融した熱可塑性樹脂をゲート部２１
ｃから注入すると、その樹脂が金型２０，２１の溝２０
ａ、２１ａ内と複数本のリード部１０ａ間の隙間内とに
充填される。

（２）第２工程 金型２０．２１内の樹脂が硬化した後、リードフレーム
ｌＯを金型２０，２１から取出す。すると、第６図（１
）の縦断面図および第６図（２）の乎面図で示されるよ
うに、リード部１０ｂの上下に枠体１１が形成されると
共に、複数本のリード部ｔａｂ間に樹脂部材が充填成形
される。さらに、枠体１１の上面および下面にはその全
周に亘って凹部１１ａが形成される。

ここで、枠体１１の形成時、リードフレーム１０が上部
金型２０及び下部金型２１で上下から押圧されるため、
素子搭載部１０ａ　ｈ面及びリード部１０ｂの内方端部
上面には注入樹脂が入り込まず、それによって従来のよ
うなパリも発生しない、なお、リード部ｔａｂの内方端
部間に流れ込んだ樹脂により、リード部１０ｂの内方端
部表面に厚さ５ル以下のフラッシャが形成される。これ
は界面活性剤を含む液体ホーニング等で簡単に除去でき
る。

（３）第３工程 第７図に示すように、枠体１１の下部に嵌合する形状に
下部蓋体１２を予め熱可塑性樹脂で作っておく、その際
、下部蓋体１２の上面性縁部附近にその全周に亘って凸
部！２ａも形成しておく。

下部蓋体１２を、その凸部１２ａが枠体１１の凹部１１
ａに入るようにその枠体１１の下部に嵌合し、その凸部
１２ａ及び凹部１１ａ附近を超音波や、加熱等により溶
着させる。すると、下部着体１２はその−Ｌ面でリード
フレームｌＯの下面を支持するような形で枠体１１の下
部に固着される。

（４）第４工程 第８図に示すように、素子搭載部１０ｂ上に半導体素子
１４を固着し、その半導体素子１４とリード部１０ａの
内方端部とをワイヤ１５で接続する。

（５）第５工程 ｆＪＳ９図に示すように、枠体１１の−Ｌ部とほぼ同じ
大きさを有する角形の上部蓋体ＩＢを予め熱可塑性樹脂
で作っておく、その際、上部蓋体ｌＢの下面外縁部附近
にその全周に亘って凸部１６ａも形成しておく。

Ｎ２等の雰囲気中において、−Ｌ部首体１６を、その凸
部１６ａが枠体１１の凹部１１ａに入るようにその枠体
１１の上面に載置し、その凸部１６ａ及び凹部１１ａ附
近を超音波や、加熱等により溶着させる。

すると、上部蓋体１６は枠体１１の上部に固着され、そ
れによってキャビティ１３内が気密封止される。

その後、枠体１１から外方へ突出するリード部１０ｂを
、リードフレームｌＯ自体から切り離し、メッキ処理や
、リード折曲げ加工等の処理を施せば、第１図のような
半導体装置が得られる。

この実施例では、枠体１１の形成時に素子搭載部１０ａ
の上面や、リード部１０ｂの内方端部上面にパリが発生
しないため、半導体素子１４の固着作業や、ワイヤ１５
の接続作業（ワイヤポンディング）が簡単、かつ的確に
行えるという利点を有する。

第１０図は本発明の第２の実施例を示すリードフレーム
ｌＯ及び枠体１１の部分平面図である。

前記第１実施例の第２工程において、リード部１０ｂの
内方端部上面にフラッシュが発生するが、これを防止す
るには次のようにすればよい。

枠体１１の内側に位置する複数本のリード部１０ｂにそ
れらを相互に連結するタイバ一部１０ｃを予め設けてお
けば、金型２０，２１への樹脂注入時に、その樹脂がタ
イバ一部１１ｃで阻止されるため、フラッシュの発生を
簡単に防止できる。その際。

リード部１０ｂの外側にもタイバ一部ｌｉｄを設けてお
けば、外方向へ樹脂の多量の漏れ出しを防止できる。そ
して、枠体１１の形成後、リード部ｆｏｂ間のタイバ一
部１０ｃ、１０ｄを切断すればよい。

第１１図は本発明の第３の実施例を示す半導体装置の縦
断面図である。

急激な温度変化によりキャビティ１３内の空気が膨張し
て樹脂部分にクラック′が入る可能性のある場合は、前
記第１実施例の第３工程において下部蓋体１２の下面に
ベント孔１ｊｂを設けておけば、クラックを防止できる
。

なお、一本発明は図示の実施例に限定されず種々の変形
が可能である０例えば、リードフレーム１０、枠体１１
．　ａ体１２．１８の形状は任意のものでよい、また、
枠体１１の凹部１１ａや、蓋体１２，１Ｂの凸部１２ａ
、ｌｅａは、それらの形状を逆にしたり、他の形状にし
たり、あるいはそれらを設けなくともよい、さらにまた
、上記実施例の第１１図以外の方法によれば、従来のも
のと比較して封止性もよく、耐湿性も向上するが、さら
に耐湿性を良くするために、ｌ：記実施例のキャビティ
１３内にシリコーンレジン等を注入してもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば。

リードフレームの上下からモールド金型を当てがって枠
体を形成するようにしたので、リードフレームへのモー
ルド時に生じる素子搭載部およびリード部上のパリの発
生を簡易的確に防止でき、これによって半導体装置の製
造効率を著しく向１させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例により作られた半導体装
置の縦断面図、第２図は従来の製造方法により作られた
半導体装置の縦断面図、第３図および第４図は第２図の
製造工程図、第５図、第６図（１）、（２）、第７図、
第８図および第９図は本発明の第１の実施例を示す第１
〜第５の製造工程図、第１Ｏ図は本発明の第２の実施例
を示すり−ドフレームおよび枠体の部分平面図、第１１
図は本発明の第３の実施例を示す半導体装置の縦断面図
である。 １０・・・・・・リードフレーム、ｌｏａ・・・・・・
素子搭載部、１０ｂ−・・・・・リード部、１０ｃ、１
０ｄ・・・・・・タイバ一部。 １１・・・・・・枠体、ｌｌａ・・・・・・凹部、１２
・・・・・・下部蓋体。 １２ａ・・・・・・凸部、１２ｂ・・・・・・ベント孔
、１３・・・・・・キャビティ、１４・・・・・・半導
体素子、１５・・・・・・ワイヤ、１６・・・・・・上
部蓋体、ｌｅａ・・・・・・凸部、　２０・・・・・・
上部金型、２１・・・・・・下部金型。 出願人代理人　　　柿　　本　　恭　　成第２図の製造
工程図 第４図 第１図の第１製遷工程図 第５園 第６図（１） 第１図の第２製造工程図 第６図（２） 第１図の第３製遷工程図 第７図 第１図の第４製造工程図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 素子搭載部および複数本のリード部を具えたリードフレ
   ームの上下からモールド金型を当てがい、該リード部の
   上下に熱可塑性樹脂からなる枠体を形成する工程と、 熱可塑性樹脂からなる下部蓋体を前記リードフレームお
   よび枠体の下部に当てがい、該下部蓋体を該枠体に溶着
   する工程と、 前記素子搭載部上に半導体素子を装着する工程と、 熱可塑性樹脂からなる上部蓋体を前記枠体の上側に溶着
   して前記半導体素子を封止する工程とを有することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。