WO2007077909A1

WO2007077909A1 - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: WO2007077909A1
Application number: PCT/JP2006/326183
Authority: WO
Inventors: Bunshi Kuratomi; Fukumi Shimizu; Takafumi Nishita
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2008-06-28
Also published as: TW200741905A; US20090160084A1; JPWO2007077909A1; KR20080080555A; CN101351875A

Abstract

　キャビティ部１２ａにゲート口およびエアベント部が形成されていない上金型と、キャビティ部１５ａのコーナの１箇所にゲート口１５ｆが形成され、エアベント部が形成されていない下金型との間にリードフレームを装着し、上金型と下金型とを中圧のクランプ圧力で締めてキャビティ部１２ａ，１５ａにより形成される型内を減圧した後、その型内にモールド樹脂を流入する。一旦、上金型と下金型とを低圧のクランプ圧力で締めてキャビティ部１２ａ，１５ａにより形成される型内にモールド樹脂を流入しながら、残存エアを排気した後、上金型と下金型とを高圧のクランプ圧力で締めてキャビティ部１２ａ，１５ａにより形成される型内に充填されたモールド樹脂を成形する。

Description

明細書

半導体装置の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、トランスファモールド方式によつて半導体装置を榭脂封止する方法に適用して有効な技術に関するものである。背景技術

[0002] 例えば溶融樹脂の注入時に、上型キヤビティブロックの接触面とリードフレーム上面との全域に隙間を形成し、キヤビティ内に溶融樹脂に低圧をカゝけて溶融榭脂を移動充填し、上記隙間から排気して予備型締めを行い、その後に上型キヤビティブロックの接触面とリードフレーム上面との全域の隙間をなくし、溶融樹脂の移送圧力を上げて溶融榭脂を加圧して封止する技術が開示されている (例えば特許文献 1参照)。

[0003] また、被成形品をクランプするクランプ面圧を、キヤビティカもエアを排出可能とし、キヤビティカゝら榭脂が漏出することを阻止するクランプ圧力に設定し、このクランプ圧力によって被成形品をクランプした状態で、キヤビティ内に樹脂が充填されるまで型締めしてキヤビティ内からエアを排出し、クランプ圧面を、キヤビティ内に充填された榭脂を成形する際の成形圧力によってキヤビティカも榭脂が漏出しない閉鎖圧に設定した後、榭脂に成形圧をかけて榭脂モールドする技術が開示されている（例えば特許文献 2参照)。

[0004] また、型開きした状態で、上型と下型の間に被成形品と榭脂を供給し、榭脂モールド領域をエアシールして真空排気した後、上型と下型とを型締めして被成形品を榭脂モールドするモールド方法が開示されて、る（例えば特許文献 3参照)。

[0005] また、キヤビティの外周部に設けられキヤビティ内の空気を外界と通気させるエアべントと、このエアベントに連通するように設けられた吸引用通路と、吸引用通路に設けられ金型外部に通じる吸引口とを有する榭脂封止用金型が開示されている (例えば特許文献 4参照)。

[0006] また、モールド金型は、基板をクランプし、榭脂充填部より封止榭脂をキヤビティ凹部へ榭脂圧を印カロしながら送出すると共に、エア吸引手段により半導体チップと基板との隙間部分のエアを基板排気孔より吸引して隙間部分を榭脂封止する榭脂封止装置が開示されている (例えば特許文献 5参照)。

[0007] また、被成形品をモールド金型でクランプして榭脂充填する際に、トランスファ圧力を徐々に上昇させるとともに、トランスファ圧力の圧力増に従って被成形品に対する型締め力を徐々に上昇させて榭脂充填し、キュア時にはキュア開始時から所定時間経過した後、トランスファ圧力を徐々に緩和するとともに、トランスファ圧力に従って被成形品に対する型締め力を徐々に緩和させてキュアする榭脂モールド方法が開示されて、る（例えば特許文献 6参照)。

特許文献 1：特開 2000— 100845号公報（段落 [0033]〜 [0042]、図 3〜図 7) 特許文献 2 :特開 2005— 88395号公報（段落 [0019]〜[0024]、図 2〜図 4) 特許文献 3：特開 2005— 53143号公報 (段落 [0018]〜 [0020]、図 1〜図 3) 特許文献 4:特開平 7— 88901号公報 (段落 [0012]〜[0014]、図 1)

特許文献 5：特開 2001— 267345号公報（段落 [0021]〜 [0027]、図 4) 特許文献 6 :特開平 5— 147063号公報 (段落 [0010]〜[0011]、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] トランスファモールド方式では、一般にモールド金型からのモールド榭脂（例えばェポキシレジン）の離型性を良くするために、モールド榭脂にはワックスが添加されて!ヽる。しかし、抜き回数が増すに従いこのワックスがキヤビティの表面に付着してモールド金型の熱により酸ィ匕し、この酸ィ匕したワックスに起因してモールド榭脂のモールド金型からの離型性が悪くなるという問題がある。そこで、モールド榭脂を用いた 1000〜

1500ショットのモールドを行った後、クリーニング榭脂（例えばメラミン系榭脂）を用いた 5〜6ショットのクリーニングを行、、モールド金型に付着して!/、るモールド榭脂を除去している。クリーニング榭脂は、酸ィ匕したワックスに起因してモールド金型に付着したモールド樹脂を強制的に剥ぎ取る性質を有している。

[0009] しかし、このクリーニングを実施しても、モールド金型力ゝらのモールド榭脂の離型性が充分に回復しないことから、上記クリーニングを行った後、さらにモールド金型からのモールド榭脂の離型性を向上させることのできる榭脂（例えばワックス系レジン;以下、単に離型用榭脂と記す）を用いた 2〜3ショットのモールドを行い、モールド金型力ものモールド榭脂の離型性向上を図っている。

[0010] ところで、モールド榭脂をモールド金型へ注入する際、モールド金型の流路部およびキヤビティ部内にトラップして、るエアがモールド榭脂内に巻き込まれな、ように、各キヤビティ部の中央またはコーナにエアベント部（エアの逃げ通路）が設けられている。エアベント部の寸法はパッケージ仕様によって異なる力例えば QFP (Quad F1 at Package)では、幅 0. 5〜lmm程度、深さ 30〜45 μ mのエアベント部が 3箇所のコーナ部に設けられている。

[0011] し力しながら、この狭いエアベント部には前述した離型用榭脂が付着した状態となりやすぐ離型用榭脂が付着した状態でモールドを行うと、エアが除去できずにモールド榭脂内に巻き込まれて、モールド榭脂に未充填不良が発生する。そこで、手作業によりエアベント部に付着した離型用榭脂の除去を行っているが、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去には多大な時間が必要となる。例えばマトリックスフレームをモールドするモールド金型には 100〜300個のエアベント部が備わっているため、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去に 1回当り 2時間程度を要する。

[0012] 減圧モールドにより、キヤビティ部内のエアをキヤビティ部外へ強制的に排気する手段があるが、ほとんどのモールド金型ではエアの吸引にはエアベント部を利用している。このため、エアベント部が詰まった場合はキヤビティ部内が減圧できず、キヤビティ部外へのエアの排気ができなくなるので、モールド榭脂の未充填不良を解消する有効な手段とはなりにくい。

[0013] また、モールド金型の上金型と下金型との全域に 30〜40 μ mの隙間を形成した状態でモールド樹脂に低圧をかけてモールド樹脂をキヤビティ部内に充填し、上記隙間から排気した後に上金型と下金型との全域の隙間をなくして封止する方式がある力モールド榭脂は溶融榭脂であるため、隙間力もモールド榭脂が漏れる、または排気されるエアがモールド榭脂内に巻き込まれてパッケージの内部および外部にボイドが発生するなどの問題が生じる。

[0014] また、減圧モールドを行うには、減圧箇所以外力ものエアの侵入を防止するために、モールド金型にシーリング用の溝をカ卩ェし、加工した箇所に耐熱用 o(ォー）リングを設置する必要がある。しかし、リードフレーム面の外側にシーリング用の oリングを組み付けるスペースが必要となるため、モールド金型が大型となり、これに伴いモールドプレスも大型となる。さらに、 oリングは通常シリコン系ゴムからなるため、強度が弱ぐ oリングとシーリング用の溝との間に異物（例えばモールド後のレジン屑等）を挟み込んだ場合は oリングが破損し、その箇所力もエアが侵入して減圧量が低下する。よって oリングの管理が必要となる。

[0015] 本発明の目的は、半導体チップ封止用モールド金型のクリーニング時間の短縮を図ることのできる技術を提供することにある。

[0016] 本発明の他の目的は、モールド榭脂の未充填不良を防止することにより、半導体製品の製造歩留まりを向上させることのできる技術を提供することにある。

[0017] 本発明の前記ならびにその他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明らかになるであろう。

課題を解決するための手段

[0018] 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、次のとおりである。

本発明による半導体装置の製造方法は、キヤビティ部にゲート口およびエアベント部が形成されてヽな、上金型と、キヤビティ部のコーナの 1箇所にゲート口が形成され、エアベント部が形成されていない下金型との間に半導体チップがボンディングされたリードフレームを装着し、上金型と下金型とを中圧のクランプ圧力で締めて上金型のキヤビティ部と下金型のキヤビティ部とで形成される型内を減圧する工程、上金型と下金型とを中圧のクランプ圧力で締めた状態で、上金型のキヤビティ部と下金型のキヤビティ部とで形成される型内の減圧を止めて、その型内に前記半導体チップを封止するモールド榭脂を流入する工程、上金型と下金型とを低圧のクランプ圧力で締めて、上金型のキヤビティ部と下金型のキヤビティ部とで形成される型内にモールド榭脂を流入しながら、その型内の残存エアを排出する工程、上金型と下金型とを高圧のクランプ圧力で締めて、上金型のキヤビティ部と下金型のキヤビティ部とで形成される型内のモールド榭脂を成形する工程とを有する。

[0019] 本発明による半導体装置の製造方法は、キヤビティ部にゲート口およびエアベント部が形成されてヽな、上金型と、キヤビティ部のコーナの 1箇所にゲート口が形成され、エアベント部が形成されていない下金型との間に、単位フレームのパッケージ領域の第 1の角部に設けられたゲート部と、第 1の角部と対称の位置にある第 2の角に設けられ、ベントが形成されたフローキヤビティ部とを有する半導体チップがボンディングされたリードフレームを、上金型のゲート口とリードフレームのゲート部とを対応させて装着する工程、上金型と下金型とを締めることにより形成される榭脂流入経路およびゲート口を経由してポット部力キヤビティ部により形成される型内に半導体チップを封止するモールド榭脂を流入し、フローキヤビティ部に形成されたベントからキヤビティ部により形成される型内のエアを排気する工程とを有する。

発明の効果

[0020] 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簡単に説明すれば以下のとおりである。

[0021] モールド金型の上金型および下金型にエアベント部を形成しないことにより、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去が不要となり、モールド金型のクリーニング時間を短縮することができる。また、エアベント部を形成しないことにより、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去の見逃しによるキヤビティ内の減圧の不具合、あるいはエアベント部に付着した離型用榭脂の突発的な剥がれによる異物の発生とその異物の付着に起因したモールド榭脂の未充填不良がなくなり、半導体製品の製造歩留まりが向上する。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本実施の形態 1によるリードフレームの外形の一例を示す平面図である。

[図 2]本実施の形態 1による半導体装置の製造方法の一例を示すフロー図である。

[図 3]図 2のモールド工程をリードフレームによって詳細に説明するための説明図であり、（a)は榭脂流入処理前のリードフレーム、（b)は、榭脂流入処理後のリードフレーム、（c)はゲートブレイク処理後にアンロード処理されるリードフレームである。

[図 4]本実施の形態 1によるモールド金型の概略構成例を示す平面図であり、 (a)は上金型の平面図、（b)は下金型の平面図である。

[図 5]図 4のモールド金型において、 A— A，間の断面構成例を示す図であり、 (a)は上金型の断面図、（b)は下金型の断面図である。

[図 6]図 4のモールド金型のキヤビティ部の拡大平面図であり、 (a)は上金型の平面図、（b)は下金型の平面図である。

圆 7]本実施の形態 1によるモールド金型の減圧部の概略構成例を示す断面図である。

[図 8]本実施の形態 1によるエア排気処理および榭脂流入処理における動作シーケンスの一例であり、（a)は下金型のピン持ち上げ用プランジャのプレス位置、（b)はリードフレームを挟むクランプ圧力、（c)は下金型のポット部力モールド榭脂を押し出すプランジャのトランスファ位置である。

圆 9]本実施の形態 1によるエア排気処理および榭脂流入処理を順次説明するモールド金型の概略構成例を示す図あり、 (a)は減圧部の上金型および下金型の断面図、（b)は榭脂流入部の上金型および下金型の断面図、（c)はリードフレーム設置部の上金型および下金型が重なった要部平面図である。

[図 10]図 9に続くエア排気処理および榭脂流入処理における図 9と同じ箇所のモールド金型の概略構成例を示す図である。

[図 11]図 10に続くエア排気処理および榭脂流入処理における図 9と同じ箇所のモールド金型の概略構成例を示す図である。

[図 12]図 11に続くエア排気処理および榭脂流入処理における図 9と同じ箇所のモールド金型の概略構成例を示す図である。

[図 13]図 12に続くエア排気処理および榭脂流入処理における図 9と同じ箇所のモールド金型の概略構成例を示す図である。

[図 14]図 13に続くエア排気処理および榭脂流入処理における図 9と同じ箇所のモールド金型の概略構成例を示す図である。

[図 15]本実施の形態 1によるエア排気処理および榭脂流入処理における動作シーケンスの他の例であり、（a)は下金型のピン持ち上げ用プランジャのプレス位置、（b)はリードフレームを挟むクランプ圧力、（c)は下金型のポット部力もモールド榭脂を押し出すプランジャのトランスファ位置である。

[図 16]半導体チップ上のパッドとリードフレームのリードとを接続するワイヤの流れの発生率を示すグラフ図である。

[図 17]モールド榭脂に形成されるボイドおよび未充填箇所の発生率を示すグラフ図である。

[図 18]本実施の形態 2によるリードフレームの外形の一例を示す平面図である。

[図 19]本実施の形態 2によるリードフレームに形成されたフローキヤビティ部の拡大平面図である。

[図 20]本実施の形態 2によるリードフレームに形成されたレジン溜め部の拡大図であり、（a)はレジン溜め部の拡大平面図、（b)はレジン溜め部に形成されたベントの拡大断面図である。

[図 21]本実施の形態 2によるリードフレームに形成されたフローキヤビティ部の第 1の変形例の拡大平面図である。

[図 22]本実施の形態 2によるリードフレームに形成されたフローキヤビティ部の第 2の変形例の拡大平面図である。

[図 23]本実施の形態 2によるモールド工程をリードフレームの一例によって説明するための説明図であり、 (a)はフレームのタブ上に半導体チップを搭載する前のリードフレーム、（b)は半導体チップを搭載した後にモールド榭脂封止されたリードフレームを示すものである。

[図 24]本実施の形態 2によるモールド工程をリードフレームの他の例によって説明するための説明図であり、 (a)はフレームのタブ上に半導体チップを搭載する前のリードフレーム、（b)は半導体チップを搭載した後にモールド榭脂封止されたリードフレームを示すものである。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

[0024] 本実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなぐ一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

[0025] また、本実施の形態において、要素の数等 (個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなぐ特定の数以上でも以下でも良い。さらに、本実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、本実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

[0026] また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。

[0027] また、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

[0028] (実施の形態 1)

図 1は、本実施の形態 1によるリードフレームにおいて、その外形の一例を示す平面図である。図 1に示すリードフレームは、例えば、 QFP向けのマトリックス型のリードフレームとなっており、リードフレームの長手方向（X軸方向）を列とし、この列の方向と直交する方向 (y軸方向）を行とすると、半導体製品 1つ分に該当する単位フレーム 1 が 6行 2列に配置された構成となっている。なお、本実施の形態 1におけるマトリックス型のリードフレームとは、行と列のそれぞれの中に単位フレーム 1を 2つ以上有するものである。また、本実施の形態 1においては、前述した X軸と y軸に直行し、リードフレームの厚さの方向を z軸方向として用いる。

[0029] 各単位フレーム 1は、ダイボンディング工程によって半導体チップが搭載されるタブ 2と、タブ 2を囲むように設けられ、半導体チップ上のパッドとワイヤーボンディングェ程によって接続される多数のリード 3と、半導体チップを含む榭脂封止領域となるパッケージ領域 (キヤビティ部）の角部に設けられ、ノッケージ領域内にモールド榭脂を流入する際の入口の領域となるゲート部 4などを含んでいる。また、各単位フレーム 1 の間および各単位フレーム 1の周辺には、複数の孔 5やスリット 6などが設けられている力これらは、リードフレームの位置決めのためや、モールド榭脂の流入に伴うリードフレームの歪みを緩和するためのものである。そして、列方向に隣接する単位フレーム 1の間には、榭脂流入経路となるランナ部 7が設けられている。このランナ部 7は、複数の孔 8のパターンを有するものとなっている。

[0030] 図 2は、本実施の形態 1による半導体装置の製造方法において、その工程フローの一例を示すフロー図である。図 2においては、図 1で示したようなリードフレームを用いて、モールディング装置によるモールド工程と、切断装置による切断工程と、めっき装置によるめつき工程とを順に行なっている。

[0031] モールド工程には、ボンディングされたリードフレームを装置内に搬入し、所定の位置にセットするロード処理（S200)と、セットされたリードフレームに対して上金型および下金型を用いてモールド榭脂を流入する榭脂流入処理 (S201)と、榭脂流入処理によって残存したカル部力ランナ部のモールド榭脂を除去するゲートブレイク処理（ S202)と、ゲートブレイク処理後のリードフレームを所定の位置から取り外し、次の装置へ搬出するアンロード処理 (S203)などが含まれて、る。

[0032] 切断工程には、前述した榭脂流入処理 (S201)によって残存したゲート部のモールド榭脂を除去するゲートカット処理（S204)と、リードフレームのリード間を繋いでいるダムバーやこのダムバー周りに溜められた残存榭脂などを除去するダムカット処理

(S205)などが含まれている。めっき工程には、モールド榭脂の外側のリードとなり、インナーリードに繋がるリードとなるアウターリードに対して半田めつきなどを行うめつき処理（S206)などが含まれて、る。

[0033] 本願発明においては、リードフレームのモールド工程で上金型および下金型を用

V、て行う榭脂注入処理が主要な特徴となっており、その詳細および効果等にっ、ては以降の説明で明らかにする。

[0034] まず、本実施の形態 1によるモールド工程について、図 3〜図 5を用いて以下に説明する。図 3は、図 2のモールド工程をリードフレームによって詳細に説明するための説明図であり、（a)は榭脂流入処理前のリードフレーム、（b)は、榭脂流入処理後のリードフレーム、（c)は、ゲートブレイク処理後にアンロード処理されるリードフレームを示すものである。図 4は、モールド金型の概略構成例を示す平面図であり、（a)は上金型の平面図、（b)は下金型の平面図である。図 5は、図 4のモールド金型において、 A— A'間の断面構成例を示す図であり、（a)は上金型の断面図、（b)は下金型の断面図である。

[0035] 図 3 (a)では、フレーム本体 100のタブ上に半導体チップ 9がダイボンディングされ、この半導体チップ 9とフレーム本体 100のリード 3とがワイヤーボンディングされたリードフレームが示されている。このリードフレームは、図 1のリードフレームの 1行分を示したものであり、ゲート部 4とランナ部 7とを備えている。そして、このリードフレームに対して、上金型および下金型を用いてモールド榭脂を流入する。

[0036] そうすると、リードフレームは、図 3 (b)に示すように、半導体チップ 9およびリード 3の一部の領域となるインナーリードを含んだキヤビティ部のモールド榭脂 10aと、ゲート部 4の残存榭脂 10bと、ランナ部 7の残存榭脂 10cと、図示しないカル部などの残存榭脂を有した状態となる。この内、ランナ部 7の残存榭脂 10cは、リードフレームの片面だけに存在し、図 3 (a)に示すような榭脂除去用の孔 8の上部に形成される。

[0037] 次いで、ゲートブレイク処理として、榭脂除去用の孔 8に向けて、装置に備え付けられているェジェクタピンを突き出すことで、ランナ部 7の残存榭脂 10cから図示しないカル部の残存樹脂に至る部分を除去する。これによつて、図 3 (c)に示すように、リードフレームは、キヤビティ部のモールド榭脂 10aとゲート部 4の残存榭脂 10bとを有する状態となる。その後、この状態でモールド工程を終え、アンロード処理を行う。アンロード処理では、リードフレームを、両サイドにガイドを備えた搬送レールなどに載せ、切断工程が行われる切断装置に向けて搬送する。

[0038] 図 4 (a)に示す上金型は、例えば、 10行 4列のマトリックス型リードフレームを 2っ搭載可能な金型となっており、そのマトリックス型リードフレームの搭載エリア内に、凹形状の型となるキヤビティ部 12aとキヤビテイランナ部 12bとが設けられている。また、マトリックス型リードフレームの搭載エリアの外部には、モールド榭脂の供給源に対応するカル部 12cと、カル部 12c間を連結する連結ランナ 12dとが設けられている。さらに、連結ランナ 12dの両端にはキヤビティ部 12aを減圧するための減圧カル部 12eが設けられている。なお、その他の構成として、モールド榭脂を流入した後に上金型を突き放す際に必要なリターンピン駆動用の孔 13や、上金型と下金型とを位置合せするための凸状のゥエッジ 14などが設けられている。

[0039] 図 4 (b)に示す下金型は、前述した上金型に対応した構成となって!/、る。上金型と同様、マトリックス型リードフレームの搭載エリア内に、凹形状の型となるキヤビティ部 15aとキヤビテイランナ部 15bとを有し、 2行のリードフレームのキヤビテイランナ部 15b を繋ぐ流路としてブランチランナ部 15cが設けられている。また、下金型では、上金型のカル部 12cに対応するポット部 15dと、上金型の減圧カル部 12eに対応し、減圧開閉駆動ピンの持ち上げに用いられるピン持ち上げ部 15eとが設けられている。なお、その他の構成として、モールド榭脂を流入した後に下金型を突き放す際に必要なリターンピン駆動用の孔 16や、上金型と下金型を位置合せするための凹状のゥエッジ 1 7などが設けられている。

[0040] モールド榭脂を流入する処理は、このような上金型および下金型によってリードフレームを挟み込み、ポット部 15dにモールド榭脂を供給することで行われる。ポット部 15 dに供給されたモールド榭脂は、ブランチランナ部 15cを経由し、リードフレームの両面に位置するキヤビテイランナ部 12b, 15bを経てキヤビティ部 12a, 15aにより形成される型内に流し込まれる。

[0041] ここで、図 4 (a) , (b)のカル部 12cおよびポット部 15dからキヤビティ部 12a, 15aに至るまでの榭脂流入経路である A— A'間の断面構成は、例えば図 5 (a) , (b)のようになっている。なお、図 4における A—A'間の線は、説明の便宜上、キヤビテイランナ部 12b, 15bとブランチランナ部 15cとを通るものとする。

[0042] 図 5 (a)に示す上金型は、キヤビティ部 12aと、キヤビテイランナ部 12bと、カル部 12 cとを有し、さらに、キヤビティ部 12aに突出可能なように設けられたェジェクタピン 18a と、キヤビテイランナ部 12bに突出可能なように設けられたェジェクタピン 18bと、カル部 12cに突出可能なように設けられたェジクタピン 18cと、図 4 (a)の孔 13に対応するリターンピン 19とを有している。さらに、図示はしないが、減圧カル部 12eに突出可能なように設けられた減圧開閉駆動ピンを有して、る。 [0043] 図 5 (b)に示す下金型は、キヤビティ部 15aと、キヤビテイランナ部 15bと、ブランチランナ部 15cと、ポット部 15dと、ゲート口 15fとを有し、さらに、キヤビティ部 15aに突出可能なように設けられたェジェクタピン 20aと、キヤビテイランナ部 15bおよびブランチランナ部 15cに突出可能なように設けられたェジェクタピン 20bと、ポット部 15dにセットしたモールド榭脂を送り出すためのピストンとなるプランジャ 21と、図 4 (b)の孔 16に対応するリターンピン 22とを有している。さらに、図示はしないが、ピン持ち上げ部 15 eに、減圧開閉駆動ピンを押し上げるピン持ち上げ用プランジャを有している。

[0044] モールド榭脂を流入する際には、このような上金型および下金型によってリードフレームを挟み込み、ポット部 15dにモールド榭脂を供給することで行われる。ポット部 15 dに供給されたモールド榭脂は、プランジャ 21によって送り出され、ブランチランナ部 15cを経由し、リードフレームの両面に位置するキヤビテイランナ部 12b, 15bを経てキヤビティ部 12a, 15aにより形成される型内に流し込まれる。そして、流入したモールド榭脂を硬ィ匕させた後、ェジェクタピン 18a, 18b, 18c, 20a, 20bおよびリターンピン 19, 22によって上金型と下金型とリードフレームを乖離させると、リードフレームは、図 3 (b)に示すような状態となる。

[0045] 次に、本実施の形態 1による上金型および下金型の特徴的な形状について、図 6を用いて以下に説明する。図 6は、図 4のモールド金型のキヤビティ部の拡大平面図であり、（a)は上金型の平面図、（b)は下金型の平面図である。

[0046] 図 6 (a)に示す上金型のキヤビティ部 12aには、モールド榭脂を流入するゲート口およびエアの逃げ通路となるエアベント部が設けられていない。また、図 6 (b)に示す下金型のキヤビティ部 15aには、モールド榭脂を流入するゲート口 15fがキヤビティ部 1 5aのコーナの 1箇所に設けられて、るが、エアベント部は設けられて、な、。

[0047] 前述したように、従来のモールド金型の 1つのキヤビティ部には 1〜3箇所のエアべント部が設けられている。トランスファモールド方式では、複数回のモールドを行った後、クリーニング榭脂を用いたモールド金型のクリーニングと、モールド金型からのモ一ルド樹脂の離型性の向上を図るための離型用榭脂を用いたモールドとを順次行つているが、エアベント部は狭ぐこのエアベント部に離型用榭脂が付着した状態となりやすい。このため、手作業によりエアベント部に付着した離型用榭脂を除去している力エアベント部に付着した離型用榭脂の除去には多大な時間が必要となる。

[0048] しかし、図 6 (a) , (b)に示すように、本願発明によるモールド金型の上金型および下金型のキヤビティ部にはエアベント部が形成されていないので、エアベント部の離型用榭脂の除去が不要となり、モールド金型のクリーニング時間を短縮することができる。

[0049] ところで、エアの逃げ通路となるエアベント部を形成しないことにより、キヤビティ部 1 2a, 15aにより形成される型内に残存するエアはエアベント部を利用して排気することはできない。そこで、キヤビティ部 12a, 15aにより形成される型内にモールド榭脂を流入する前に、ゲート口 15fと、キヤビテイランナ部 12b, 15bと、連通ランナ 12dとを経由し、上金型の減圧カル部 12eおよび下金型のピン持ち上げ部 15eを用 V、てキヤビティ部 12a, 15aにより形成される型内を強制的に減圧することにより、その型内から排気する。

[0050] 次に、本実施の形態 1によるキヤビティ部からのエアの排気方法およびキヤビティ部へのモールド榭脂の流入方法について、図 7〜図 14を用いて以下に説明する。図 7 は、モールド金型の減圧部の概略構成例を示す断面図である。図 8は、エア排気処理および榭脂流入処理における動作シーケンスの一例であり、 (a)は下金型のプレス位置、（b)はリードフレームを挟むクランプ圧力、（c)は下金型のポット部からモールド榭脂を押し出すプランジャのトランスファ位置である。図 9〜図 14は、エア排気処理および榭脂流入処理を順次説明するモールド金型の概略構成例を示す図あり、 ( a)は減圧部の上金型および下金型の断面図、（b)は榭脂流入部の上金型および下金型の断面図、（c)はリードフレーム設置部の上金型および下金型が重なった要部平面図である。

[0051] 図 7に示す減圧部の上金型には、減圧カル部 12eに突き出ることが可能な減圧開閉駆動ピン 23と、減圧開閉駆動ピン 23に繋がるスプリング 24と、減圧開閉駆動ピン 23の側面に形成された凹部を経由して減圧カル部 12eからエアを吸引するエア吸引穴 25などが設けられて、る。エア吸引穴 25の他端は真空ポンプユニットに接続されている。また、減圧部の下金型には、ピン持ち上げ用プランジャ 26が設けられており、ブランジャホルダ 27および Oリング 28により保持されている。 [0052] キヤビティ 12a, 15aにより形成される型内からエアを排気する場合は、減圧開閉駆動ピン 23を減圧カル部 12eに突き出して、減圧カル部 12eとエア吸弓 |孔 25とを繋げる。これにより、キヤビティ部 12a, 15aにより形成される型内からエアが排気され、この排気されたエアはキヤビテイランナ部 12b, 15bと、連結ランナ 12dと、減圧カル部 12eなどを経由してエア吸引孔 25へと排気される。図 7には、キヤビティ 12a, 15aにより形成される型内からエアを排気する場合におけるモールド金型の状態を示している。キヤビティ 12a, 15aにより形成される型内にモールド榭脂を流入する場合は、ピン持ち上げ用プランジャ 26を上昇させることにより減圧開閉駆動ピン 23を持ち上げて、減圧カル部 12eとエア吸引穴 25とを遮断し、エアの排気を止める。

[0053] 次に、エア排気およびモールド榭脂流入の処理手順の一例について説明する。ここでは、キヤビティ部により形成される型内のエアが完全に排気できない場合を想定し、キヤビティ部により形成される型内を減圧した後、その型内へモールド榭脂を流入する中圧クランプ、キヤビティ部により形成される型内へモールド榭脂を注入しながら、その型内の残存エアを排気する低圧クランプ、およびキヤビティ部により形成される型内に充填したモールド榭脂を成形する高圧クランプの圧力の異なる 3段クランプを用いる方法を採用した。

[0054] [動作手順 1]まず、下金型の所定の位置にリードフレームを搭載する。この段階でのモールド金型の状態は図 9 (a) , (b) , (c)に示される。図 9 (a)は、減圧部の上金型および下金型の断面図であり、図 7に示した上金型と下金型とが離れた状態が示されている。また、図 9 (b)は、榭脂流入部の上金型および下金型の断面図であり、上金型に設けられたキヤビティ部 12aと、キヤビテイランナ部 12bと、カル部 12c、および下金型に設けられたキヤビティ部 15aと、ゲート口 15fと、モールド榭脂 29が投入されたポット部 15dと、ブランジャ部 21とが示されている。さらに、下金型にはリードフレームに搭載された半導体チップ 9が示されている。また、図 9 (c)は、リードフレーム設置部の上金型と下金型とが重なった平面図であり、上金型のキヤビティ部 12aと、キヤビティランナ部 12bと、カル部 12c、および下金型のキヤビティ部 15aと、キヤビテイランナ部 15bと、ポット部 15dが重なって示されている。

[0055] [動作手順 2]続いて、上金型の下面と下金型の上面とが突き当たるまで下金型を上昇させて、型締めをする。この時、上金型と下金型との間にリードフレームが挟みこまれており、この挟み込まれたリードフレームの外枠フレームの平坦性が良好であることから、リードフレームが上金型と下金型との間でのシールリングの役割を果たしている。そのため、従来の真空引きモールド方法のようにモールド金型全体を真空引きする必要がなぐモールディング装置の小型化を実現することができる。この段階でのモールド金型の状態は図 8のステップ 1および図 10 (a) , (b) , (c)に示される。図 1 0 (a) , (b) , (c)は図 9 (a) , (b) , (c)と同じ箇所を示している。

[0056] [動作手順 3]続いて、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内の減圧を開始する。この段階でのモールド金型の状態は図 8のステップ 2および図 11 (a) , (b) , (c) に示される。図 11 (a) , (b) , (c)は図 9 (a) , (b) , (c)と同じ箇所を示している。リードフレームを挟むクランプ圧力は、例えば 55〜155MPa程度の第 1の圧力に設定される（中圧クランプ)。

[0057] 上金型に設けられた減圧開閉駆動ピン 23は、減圧カル部 12eに突き出している。

減圧開閉駆動ピン 23を減圧カル部 12eに突き出すことにより、ゲート口 15f、キヤビテイランナ部 12b, 15b、ブランチランナ部 15c、連結ランナ 12d、減圧カル部 12e、そしてエア吸引穴 25を経由して、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内を減圧し、エアを排気する。モールド金型のシーリングには下金型に搭載したリードフレームを利用し、上金型と下金型とをクランプすることで、リードフレームと接する上金型のキヤビティ部 12aと下金型のキヤビティ部 15aとに隙間を空けずにキヤビティ部 12a, 15a により形成された型内を減圧することができる。型内の減圧は、例えば一 70〜一 100 kPa程度に設定される。この時、上金型と下金型との間のシールリングとしてリードフレームの外枠フレームを用いているために、従来のモールド金型全体を真空引きする方法と比較して本願のような減圧方法ではモールド金型内を十分に減圧するまでには至らないが、エアベントを用いたモールド方式のように、まったく上金型と下金型との間を減圧しない方式と比較すると、後の榭脂流入時のモールド金型内に残存するエアは非常に少なくなる。

[0058] [動作手順 4]キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内を減圧した後、その型内へモールド榭脂を流入する。この段階でのモールド金型の状態は図 8のステップ 3および図 12 (a) , (b) , (c)に示される。図 12 (a) , (b) , (c)は図 9 (a) , (b) , (c)と同じ箇所を示している。リードフレームを挟むクランプ圧力は、例えば 55〜155MPa程度の第 1の圧力に設定される (中圧クランプ)。

[0059] 減圧部のピン持ち上げ用プランジャ 26を上昇させることにより減圧開閉駆動ピン 23 を持ち上げて、その後、榭脂流入部のブランジャ 21を上昇させてポット部 15dに投入したモールド榭脂 29をカル部 12c、ブランチランナ部 15c、キヤビテイランナ部 12b, 15b、ゲート口 15fを通じて移送し、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内へ注入する。この時、モールド金型内は予め減圧してあるので、榭脂流入時には残存ェァによる榭脂巻き込みなどは起こりにくぐモールド榭脂 29のモールド金型内への流入はスムーズになる。

[0060] [動作手順 5]続いて、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内の残存エアを排気する。すでに述べたように本願においてはリードフレームの外枠フレームを上金型と下金型とのシールリングとして用いており、予めモールド金型内を減圧してあるが十分な減圧にまでなってヽな、ため、モールド金型内への榭脂流入に伴、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内のコーナ部分には少量のエアが残る可能性がある。この段階でのモールド金型の状態は図 8のステップ 4および図 13 (a) , (b) , (c) に示される。図 13 (a) , (b) , (c)は図 9 (a) , (b) , (c)と同じ箇所を示している。リードフレームを挟むクランプ圧力は、前記第 1の圧力よりも低い、例えば l〜55MPa程度の第 2の圧力に設定される (低圧クランプ)。

[0061] クランプ圧力を第 1の圧力よりも低い第 2の圧力とすることで、上金型の下面のリードフレーム押さえ面とリードフレームの上面との間に、例えば 2〜5 μ m程度の僅かな隙間を作り、その隙間からキヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内に残存するエアを排気する。ここでクランプ圧力を第 2の圧力に下げることにより、上金型と下金型との間に挟まれたリードフレームを挟む圧力は下がる力リードフレームはその自重で下金型の上面に残されたままになり、その結果上金型の下面のリードフレーム押さえ面とリードフレームの上面との間に上記隙間が形成されるようになる。排気される残存エアは、モールド金型内を予め減圧しているので、従来のエアベントを用いたモールド方式のモールド金型と比較すると少ない体積である。この時、減圧部においては減圧カル部 12eとエア吸引穴 25とが遮断されて、エアの排気は止められている。しかし、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内へは引き続いてモールド榭脂 29が流入されており、流入されるモールド榭脂 29の圧力により、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内に残存しているエアが外へ排気され、さらにキヤビティ部 12a, 15a により形成された型内にモールド榭脂 29が注入される。また、モールド金型内に残存するわずかのエアを排気するだけなので上金型と下金型との間に大きな隙間を開ける必要がなぐモールド榭脂がモールド金型力外に漏れ出すような隙間でな、ため、モールド榭脂はモールド金型からバリ状に漏れることはな、。

[0062] [動作手順 6]続いて、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内に充填したモールド榭脂 29を成形する。この段階でのモールド金型の状態は図 8のステップ 5および図 14 (a) , (b) , (c)に示される。図 14 (a) , (b) , (c)は図 9 (a) , (b) , (c)と同じ箇所を示している。リードフレームを挟むクランプ圧力は、前記第 1の圧力よりも高い、例えば 155MPa以上の第 3の圧力に設定される（高圧クランプ)。

[0063] クランプ圧力を第 3の圧力としてリードフレームを挟むことにより、リードフレームの外にモールド榭脂 29が漏れることなくキヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内に充填されたモールド榭脂 29を成形することができる。

[0064] [動作手順 7]続、て、モールド榭脂 29の硬化を所定時間行った後、減圧部のピン持ち上げ用プランジャ 26および榭脂流入部のプランジャ 21を所定の位置まで下降させ、リターンピン 19, 22およびェジェクタピン 18a, 18b, 18c, 20a, 20bを用いてモ一ルド榭脂により封止されたリードフレームおよび榭脂流路内の硬化したモールド榭脂を剥離する。

[0065] なお、上記動作手順 1〜7を行うモールド工程では、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内を減圧した後、その型内へモールド榭脂 29を流入する中圧クランプ、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内へモールド榭脂 29を流入しながら、その型内の残存エアを排気する低圧クランプ、およびキヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内に充填したモールド榭脂 29を成形する高圧クランプの 3つのクランプ圧力を用いたが、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内を減圧した後、キヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内にモールド榭脂 29を流入しながら、その型内の残存エアの排気を行う低圧クランプ、およびキヤビティ部 12a, 15aにより形成された型内に充填したモールド榭脂 29を成形する高圧クランプの圧力の異なる 2段クランプを用いることちでさる。

[0066] 図 15は、エア排気処理および榭脂流入処理における動作シーケンスの他の例であり、（a)は下金型のピン持ち上げ用プランジャ部のプレス位置、（b)はリードフレームを挟むクランプ圧力、（c)は下金型のポット部からモールド榭脂を押し出すプランジャのトランスファ位置が示されて、る。

[0067] キヤビティ部により形成された型内の減圧（図 15のステップ 2)およびキヤビティ部により形成された型内へのモールド榭脂の流入（図 15のステップ 3、 4)を行う際、例えば l〜55MPa以下の一定のクランプ圧力を加える (低圧クランプ)。キヤビティ部により形成された型内の減圧は、減圧部のエア吸引穴カゝらキヤビティ部により形成された型内のエアを強制的に排気して行う。この時も上金型と下金型との間のシールリングとしてリードフレームの外枠フレームを用いて、るために、従来のモールド金型全体を真空引きする方法と比較して本願のような減圧方法ではモールド金型内を十分に減圧するまでには至らないが、エアベントを用いたモールド方式のように、まったく上金型と下金型との間を減圧しない方式と比較すると、後の榭脂流入時のモールド金型内に残存するエアは非常に少なくなる。

[0068] キヤビティ部により形成された型内の減圧を所定時間行った後、その型内へモールド榭脂が流入されるが、低圧クランプを採用することにより、モールド榭脂の流入と同時にキヤビティ部により形成された型内に残存しているエアが外へ排気される。モールド金型内は予め減圧してあるので、榭脂流入時には残存エアによる榭脂巻き込みなどは起こりにくぐまた、榭脂流入に伴い低圧クランプ時にモールド金型力も排気される残存エアは、従来のエアベントを用いたモールド方式のモールド金型に比較すると少ない体積である。従って、上金型と下金型との隙間が小さいこともあり、モールド榭脂がモールド金型力外に漏れ出してノリ状に漏れることはない。

[0069] その後、キヤビティ部により形成された型内に充填したモールド榭脂を成形する（図 15のステップ 5)。この際、例えば 155MPa以上の一定のクランプ圧力をカ卩えることにより（高圧クランプ）、リードフレームの外にモールド榭脂が漏れることなくモールド榭脂を成形することができる。

[0070] 図 16は、半導体チップ上のパッドとリードフレームのリードとを接続するワイヤの流れ特性を示すグラフ図であり、上金型および下金型にエアベント部を形成したモールド金型を用いてモールド榭脂を形成した場合、および上金型および下金型にエアべント部を形成しな、モールド金型を用いてモールド榭脂を形成した場合のワイヤ流れ特性を示している。なお、図 16の横軸はワイヤ流れ率を示し、横軸はそのワイヤ流れ率の発生率を示しており、ここでのワイヤ流れ率とは最大変位量をループ長さで除した値である。図から、エアベント部を形成しないモールド金型を用いた場合のワイヤ流れ率の発生率は、エアベント部を形成したモールド金型を用いた場合のワイヤ流れ率の発生率とほぼ同等であることが分かる。

[0071] 図 17は、モールド榭脂に形成されるボイドおよび未充填箇所の発生率を示すダラフ図であり、上金型および下金型にエアベント部を形成したモールド金型を用いてモ一ルド榭脂を形成した場合、および上金型および下金型にエアベント部を形成しな V、モールド金型を用いてモールド榭脂を形成した場合のボイドおよび未充填箇所の発生率を示している。なお、図 17の横軸はボイドの大きさおよび未充填箇所を示し、縦軸にそれぞれの大きさのボイドおよび未充填箇所の発生率を示しており、ここでの発生率とは発生数 Z検査総数である。図から、エアベント部を形成しないモールド金型を用いても、ボイドおよびモールド榭脂の未充填箇所はほとんど発生せず、これらの発生率はエアベント部を形成したモールド金型を用いた場合とほぼ同等であることが分かる。

[0072] このように、本実施の形態 1によれば、上金型および下金型にエアベント部を形成しないことにより、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去が不要となり、モールド金型のクリーニング時間を短縮することができる。また、エアベント部を形成しないことにより、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去の見逃しによるキヤビティ部により形成された型内の減圧の不具合、あるいはエアベント部に付着した離型用榭脂の突発的な剥がれによる異物の発生とその異物の付着に起因したモールド榭脂の未充填不良がなくなり、半導体製品の製造歩留まりが向上する。

[0073] さらに、キヤビティ部により形成された型内のエアを強制的に排気することにより、キャビティ部により形成された型内にモールド榭脂を注入する際のエアの巻き込みが無くなるので、 55MPa以下の低いクランプ圧力でリードフレームの押さえができて、モ一ルドプレスの小型化が可能となる。また、キヤビティ部により形成された型内を減圧する際のモールド金型のシーリングにリードフレームを利用することができるので、例えば設置されたリードフレームの外周部に Oリングを設ける等のシーリング機能を有する装備を付設する必要がなぐモールド金型が小型化できる。これによりモールドプレスの小型化が可能となる。また、 Oリングを設けないことにより、 Oリングの欠損等がな、ので、キヤビティ部の減圧を安定して行うことができる。

[0074] (実施の形態 2)

本実施の形態 2においては、前述した実施の形態 1と同様に、リードフレームのモ一ルド工程で上金型および下金型を用いて行う榭脂注入処理が主要な特徴となっており、上金型および下金型にエアベント部を形成しないモールド金型が用いられるが、キヤビティ部により形成された型内のエアの排気方法が前述した実施の形態 1と相違する。すなわち、本実施の形態 2では、既存のモールド金型に設けられているエアベント部に類似するベントをリードフレームに形成し、そのベントを通してキヤビティ部により形成された型内のエアを強制的に排気する。以下に、本実施の形態 2によるモ一ルド工程について詳細に説明する。

[0075] 図 18は、本実施の形態 2によるリードフレームにおいて、その外形の一例を示す平面図である。図 18に示すリードフレームは、例えば、前述した図 1に示した QFP向けのマトリックス型のリードフレームと同様な構成となっており、半導体製品 1つ分に該当する単位フレーム 51が 6行 2列に配置されている。なお、図 18には、リードフレームのうち 3行 2列のみを示している。また、各単位フレーム 51は、半導体チップが搭載されるタブ 52と、タブ 52を囲むように設けられた多数のリード 53と、パッケージ領域の角部に設けられ、パッケージ領域内にモールド榭脂を流入する際の入口の領域となる Y字形状の吊りを備えるゲート部 54と、単位フレーム 51の間および各単位フレーム 51の周辺に設けられた複数の孔 55やスリット 56と、列方向に隣接する単位フレーム 51の間に設けられた榭脂流入経路となるランナ部 57とが設けられている。ゲート部 5 4に形成された吊りは、モールド工程においてこの部分に残る残留榭脂を補強するために設けられている。すなわち、吊りを形成しないと、モールド金型から取り出した際に残留樹脂が垂れ下がり、その後の搬送、さらには切断工程やめつき工程において使用される装置にひつ力かるなどの不具合が生じる。

[0076] 前述した図 1に示したリードフレームと異なる点は、さらに、ゲート部 54が形成されたパッケージ領域の角部とパッケージ領域の中心を原点に対称の位置にある角部に、 Y字形状の吊りを備えるフローキヤビティ部 58が設けられている。このフローキヤビティ部 58の Y字形状の吊りの周囲には、 Y字を残して 3つの孔 59が形成されており、そのうち外側に位置する 2つの孔にそれぞれ繋がって所定の深さのベント 60が形成されている。ベント 60は X方向（または Y方向）と 45度の角度を成して、リードフレームの表面（半導体チップが搭載される側）に形成されている。フローキヤビティ部 58に形成された Y字形状の吊りは、ゲート部 54に形成された吊りと同様、モールド工程にお、てこの部分に残る残留榭脂を補強するために設けられて、る。

[0077] また、ゲート部 54およびフローキヤビティ部 58以外の 2箇所のパッケージ領域の角部には、キヤビティ部により形成された型内に注入されるモールド榭脂が外部へ漏れるのを防ぐために、レジン溜め部 61が設けられている。このレジン溜め部 61には孔 6 2が形成されており、さらにこの孔 62にパッケージ領域の中心の方向力も繋がる所定の深さのベント 63が形成されている。ベント 63は X方向（または Y方向）と 45度の角度を成して、リードフレームの表面に形成されている。

[0078] 図 19は、リードフレームに形成されたフローキヤビティ部 58の全体の拡大平面図である。フローキヤビティ部 58に形成された 2つのベント 60の深さは、例えばリードフレ一ムの板厚、ベント 60の加工精度およびモールド金型によるつぶし量（例えば 0. 01 mm)を基に決定され、例えばリードフレームの厚さの 50%程度とすることができる。例えばリードフレームの板厚が 0. 125mmである場合、ベントの深さは 0. 0625mm となる。ベント 60の幅は、所定の範囲内で任意に設定することが可能である。しかし、ノッケージ領域の 3箇所の角部からほぼ均一にエアが排気できるように、フローキヤビティ部 58に形成されるベント 60の断面積とレジン溜め部 61に形成されるベント 63 の断面積とをほぼ同じとすることが望ましい。依って、フローキヤビティ部 58に形成されるベント 60の幅はレジン溜め部 61に形成されるベント 63の断面積を考慮して設定される。例えば、後述する理由からレジン溜め部 61に形成するベント 63の幅を 0. 2 mmとした場合、フローキヤビティ部 58に形成される 2つのベント 60のそれぞれの幅（図中の符号 HZ2)は 0. 1mmとなる。以上のことから、本実施の形態 2によるリードフレームでは、フローキヤビティ部 58に形成されるベント 60の幅を 0. lmm、ベント 60 の深さを 0. 0625mmとした。

[0079] 図 20は、リードフレームに形成されたレジン溜め部 61の拡大図であり、（a)はレジン溜め部 61の全体の拡大平面図、（b)はレジン溜め部 61に形成されたベント 63の拡大断面図を示す。レジン溜め部 61のベント 63の深さは、前述したフローキヤビティ部 58のベント 60と同様に、例えばリードフレームの板厚、ベント 63の加工精度およびモ一ルド金型によるつぶし量 (例えば 0. 01mm)を基に決定され、例えばリードフレームの厚さの 50%程度とすることができる。し力し、ベント 63の幅は、前述したフローキャビティ部 58のベント 60と異なり、任意に設定することはできない。すなわち、レジン溜め部 61のベント 63は、キヤビティ部により形成された型内に注入されるモールド榭脂ではなぐ上記型内に残存するエアを押し出すことが目的である。そのため、レジン溜め部 61のベント 63の幅を広くしすぎると、モールド榭脂が押し出されてしまう。従つて、レジン溜め部 61のベント 63の幅（図中の符号 H2)は最大でも 0. 2mmとすることが望ましい。以上のことから、本実施の形態 2によるレジン溜め部 61に形成されるベント 63の幅を 0. 2mm、ベント 63の深さを 0. 0625mmとした。

[0080] 但し、フローキヤビティ部 58およびレジン溜め部 61のベント 60, 63をウエットエッチングにより形成する場合は、深さを一定とする断面形状が矩形のベント 60, 63を形成することは難しい。従って、 0. 0625mmの深さを目標にベント 60, 63は形成されるが、図 20 (b)に示すように、ベント 60, 63の深さは、実際には 0. 0625mmよりも深くなると考えられる。なお、前述したフローキヤビティ部 58およびレジン溜め部 61のべント 60, 63の幅および深さの設定基準は一例であって、これに限定されるものではない。例えば前述したフローキヤビティ部 58およびレジン溜め部 61のベント 60, 63 の幅および深さの設定基準にモールド榭脂に含まれるフイラの粒径を加えることができる。

[0081] 図 21は、フローキヤビティ部 58に形成されたベントの第 1の変形例である。前述した図 19では、フローキヤビティ部 58の Y字形状の吊りの周囲に形成された 3つの孔 5 9のうち、外側に位置する 2つの孔 59にそれぞれ繋がる 2つのベント 60を示したが、上記外側に位置する 2つの孔 59のいずれか一方の孔 59に繋がる 1つのベント 60aを X方向（または Y方向）と 45度の角度を成して形成してもよい。この場合、レジン溜め部 61に形成されるベント 63と断面積を同じとするため、ベント 60aの幅を 0. 2mm、ベント 60aの深さを 0. 0625mmとする。

[0082] 図 22は、フローキヤビティ部 58に形成されたベントの第 2の変形例である。前述した図 21では、フローキヤビティ部 58の Y字形状の吊りの周囲に形成された 3つの孔 5 9のうち外側に位置する 2つの孔 59のいずれか一方の孔 59に繋がる 1つのベント 60 aを示した力上記 3つの孔 59のいずれにも繋がらず、外側に位置する 2つの孔 59 の間を通る 1つのベント 60bを X方向（または Y方向）と 45度の角度を成して形成してもよい。この場合、レジン溜め部 61に形成されるベント 63と断面積を同じとするため、ベント 60bの幅を 0. 2mm、ベント 60bの深さを 0. 0625mmとする。

[0083] なお、本実施の形態 2では、パッケージ領域の 3箇所の角部力もエアを強制的に排気するとした力レジン溜め部 61にベントを形成しないで、フローキヤビティ部 58の 1 箇所力もエアを排気することもできる。また、本実施の形態 2では、フローキヤビティ部 58およびレジン溜め部 61に形成されるベント 60, 63はリードフレームの表面のみに形成したが、裏面のみ、または表面および裏面の両面に形成してもよい。

[0084] 次に、本実施の形態 2によるモールド工程について、図 23を用いて以下に説明する。図 23 (a)はタブ 52上に半導体チップを搭載する前のフレーム 101、（b)は半導体チップを搭載した後にモールド榭脂封止されたフレーム 101を示すものである。

[0085] 図 23 (a)に示すフレーム 101のタブ 52上に半導体チップをダイボンディングした後、この半導体チップとフレーム 101のリード 53とをワイヤーボンディングする。このフレーム 101は、図 18のリードフレームの 1単位フレーム 51を示したものであり、 Y字形状の吊りを備えるゲート部 54と、 Y字形状の吊りを備えるベント 60が形成された 1箇所のフローキヤビティ部 58と、ベント 63が形成された 2箇所のレジン溜め部 61とを有している。

[0086] そして、このフレーム 101に対して、上金型および下金型を用いてモールド榭脂を流入する。上金型および下金型には、例えば前述した図 4 (a)に示す上金型および図 4 (b)に示す下金型を用いる。すなわち、前述した図 6 (a)に示すように、上金型のキヤビティ部 12aには、モールド榭脂を流入するゲート口およびエアの逃げ道となるエアベント部が設けられていない。また、前述した図 6 (b)に示すように、下金型のキャビティ部 15aには、モールド榭脂を流入するゲート口がキヤビティ部 15aのコーナの 1箇所に設けられている力エアベント部は設けられていない。従って、上金型および下金型にはエアの逃げ通路となるエアベント部を形成しないことにより、キヤビティ部 12a, 15aにより形成される型内に残存するエアはエアベント部を利用して排気することはできない。し力し、リードフレームのフローキヤビティ部 58に形成されたベント 60およびレジン溜め部 61に形成されたベント 63を利用して、キヤビティ部 12a, 15a により形成される型内に残存するエアを排気することができる。

[0087] モールド榭脂を流入処理した後は、フレーム 101は半導体チップおよびリード 53の一部の領域となるインナーリードを含んだキヤビティ部のモールド榭脂 64aと、ゲート部 54の残存榭脂 64bと、フローキヤビティ部 58の残存榭脂 64cと、ランナ部 57の残存榭脂と、カル部などの残存樹脂とを有した状態となる。

[0088] 次いで、ゲートブレイク処理として、榭脂除去用の孔に向けて、装置に備え付けられているェジェクタピンを突き出すことで、ランナ部 57の残存樹脂からカル部の残存榭脂に至る部分を除去する。これによつて、図 23 (b)に示すように、フレーム 101は、キヤビティ部のモールド榭脂 64aとゲート部 54の残存榭脂 64bとフローキヤビティ部 5 8の残存榭脂 64cとを有する状態となる。その後、この状態でモールド工程を終え、ァンロード処理を行う。

[0089] このように、本実施の形態 2によれば、キヤビティ部により形成される型内に残存するエアは、フローキヤビティ部 58に形成されたベント 60およびレジン溜め部 61に形成されたベント 63を利用して排気することができるので、エアベント部が設けられていない上金型および下金型を用いることができる。これにより、前述した実施の形態 1と同様に、エアベント部の離型用榭脂の除去が不要となり、モールド金型のタリーニング時間を短縮することができる。また、エアベント部に付着した離型用榭脂の除去の見逃しによるキヤビティ部により形成された型内の減圧の不具合、あるいはエアベント部に付着した離型用榭脂の突発的な剥がれによる異物の発生とその異物の付着に起因したモールド榭脂の未充填不良がなくなり、半導体製品の製造歩留まりが向上する。

[0090] 図 24は、ゲート部 65およびフローキヤビティ部 66に十字形状の吊りを備えたフレーム 102を示す。図 24 (a)はタブ 67上に半導体チップを搭載する前のフレーム 102、 ( b)は半導体チップを搭載した後にモールド榭脂封止されたフレーム 102を示すものである。

[0091] このフレーム 102もリードフレームの 1単位フレームを示したものであり、十字形状の吊りを備えるゲート部 65と、十字形状の吊りを備えるベント 68が形成された 1箇所のフローキヤビティ部 66と、ベント 69が形成された 2箇所のレジン溜め部 70とを有している。従って、キヤビティ部にモールド榭脂を流入するゲート口およびエアの逃げ道となるエアベント部が設けられて、な、上金型 (前述した図 4 (a)および図 6 (a)参照）、およびキヤビティ部にモールド榭脂を流入するゲート口がキヤビティ部のコーナの 1箇所に設けられて、るが、エアベント部は設けられてヽな、下金型 (前述した図 4 (b)および図 6 (b)参照）を用いても、リードフレームのフローキヤビティ部 66に形成されたベント 68およびレジン溜め部 70に形成されたベント 69を利用して、キヤビティ部により形成される型内に残存するエアを排気することができる。これにより、前述した Y字形状の吊りを備えるリードフレームと同様の効果を得ることができる。

[0092] 以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐ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、うまでもな!/、。

[0093] 例えば前記実施の形態 1において、図 6に示すように、キヤビティ部により形成された型内へモールド榭脂を流入するゲート口を下金型に設けた力上金型に設けても良ぐあるいは上金型と下金型の両面に設けてもよい。

産業上の利用可能性

[0094] 本発明の半導体装置の製造方法は、特に QFP、 L-QFP (Low profile- QFP)および T—QFP (Thin- QFP)仕様等のマトリックス型のリードフレームをトランスファモールド方式により榭脂封止する半導体装置の製造方法に対して広く適用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；

(a)複数の第 1のキヤビティ部と、前記第 1のキヤビティ部のコーナの 1箇所に設けられた第 1のゲート口とを備える第 1の金型と、複数の第 2のキヤビティ部を備える第 2の金型とを有するモールド金型を準備する工程、

(b)半導体チップがボンディングされたリードフレームを準備する工程、

(c)前記第 1の金型と前記第 2の金型との間に前記リードフレームを装着して前記第 1の金型と前記第 2の金型とを第 1のクランプ圧力で締めて、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される排気経路および前記第 1のゲート口を経由して前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内を減圧する工程、

(d)前記第 1の金型と前記第 2の金型とを前記第 1のクランプ圧力で締めた状態で、前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内の減圧を止めて、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される榭脂流入経路および前記第 1のゲート口を経由してポット部力前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキャビティ部とで形成される型内に、前記半導体チップを封止する榭脂を流入する工程

(e)前記工程 (d)の後、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを前記第 1のクランプ圧力よりも低い第 2のクランプ圧力で締めて、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される前記榭脂流入経路および前記ゲート口を経由して前記ポット部から前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内に前記榭脂を流入する工程、

(f)前記工程 (e)の後、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを前記第 1のクランプ圧力よりも高い第 3のクランプ圧力で締める工程。

[2] 請求項 1記載の半導体装置の製造方法において、前記工程 (e)では前記第 1のキャビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内の残存エアが排気されることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[3] 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法； (a)複数の第 1のキヤビティ部と、前記第 1のキヤビティ部のコーナの 1箇所に設けられた第 1のゲート口とを備える第 1の金型と、複数の第 2のキヤビティ部を備える第 2の金型とを有するモールド金型を準備する工程、

(c)前記第 1の金型と前記第 2の金型との間に前記リードフレームを装着して前記第 1の金型と前記第 2の金型とを第 2のクランプ圧力で締めて、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される排気経路および前記第 1のゲート口を経由して前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内を減圧する工程、

(d)前記第 1の金型と前記第 2の金型とを前記第 2のクランプ圧力で締めた状態で、前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内の減圧を止めて、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される榭脂流入経路および前記第 1のゲート口を経由してポット部力前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキャビティ部とで形成される型内に、前記半導体チップを封止する榭脂を流入する工程

(e)前記工程 (d)の後、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを前記第 2のクランプ圧力よりも高い第 3のクランプ圧力で締める工程。

[4] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1および第 2のキャビティ部には、前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内のエアを逃がすエアベント部が形成されて、な、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。

[5] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記第 2の金型に備わる前記第 2のキヤビティ部のコーナの 1箇所に、前記第 1の金型に備わる前記第 1のキヤビティ部のコーナに設けられた前記第 1のゲート口と対応する位置に第 2のゲート口が設けられて！/、ることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[6] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを前記第 2のクランプ圧力で締めた状態では、前記第 2の金型の下面のリードフレーム押え面と前記リードフレームの上面との間に隙間が形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[7] 請求項 6記載の半導体装置の製造方法において、前記隙間の距離が 2〜5 mであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[8] 請求項 1記載の半導体装置の製造方法において、前記リードフレームを挟む前記第 1のクランプ圧力は 55〜155MPaであることを特徴とする半導体装置の製造方法

[9] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記リードフレームを挟む前記第 2のクランプ圧力は l〜55MPaであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[10] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記リードフレームを挟む前記第 3のクランプ圧力は 155MPa以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[11] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される前記排気経路は減圧カル部に接続し、前記工程 (b)では、ピン持ち上げ用ブランジャにより前記減圧カル部に備わる減圧開閉駆動ピンを上下駆動させることにより、前記排気経路が開閉することを特徴とする半導体装置の製造方法。

[12] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される前記榭脂流入経路は前記ポット部に接続し、前記工程 (d)では、前記ポット部に投入された前記榭脂はブランジャにより前記榭脂流入経路へ押し出されることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[13] 請求項 1または 3記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される前記排気経路は、前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される前記榭脂流入経路の一部を利用することを特徴とする半導体装置の製造方法。

[14] 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；

(b)単位フレームのノッケージ領域の第 1の角部に設けられたゲート部と、前記第 1 の角部と前記パッケージ領域の中心を原点として対称の位置にある第 2の角に設けられ、第 1のベントが形成されたフローキヤビティ部とを有し、前記パッケージ領域の中央に半導体チップがボンディングされたリードフレームを準備する工程、

(c)前記第 1の金型の前記第 1のゲート口と前記リードフレームの前記ゲート部との位置を対応させて、前記第 1の金型と前記第 2の金型との間に前記リードフレームを装着する工程、

(d)前記第 1の金型と前記第 2の金型とを締めることにより形成される榭脂流入経路および前記第 1のゲート口を経由してポット部から前記第 1のキヤビティ部と前記第 2 のキヤビティ部とで形成される型内に前記半導体チップを封止する榭脂を流入し、前記リードフレームの前記フローキヤビティ部に形成された前記第 1のベントから前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内のエアを排気する工程

[15] 請求項 14記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1のベントの深さは前記リードフレームの板厚の 50%程度であることを特徴とする半導体装置の製造方法

[16] 請求項 14記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1のベントは前記リードフレームの表面のみに形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[17] 請求項 14記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1のベントは前記リードフレームの裏のみに形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[18] 請求項 14記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1のベントは前記リードフレームの表と裏の両面に形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[19] 請求項 14記載の半導体装置の製造方法において、さらに、前記リードフレームは、前記単位フレームの前記パッケージ領域の前記第 1および前記第 2の角部とは異なる他の角部に孔が形成され、前記孔に繋がる第 2のベントが形成されたレジン溜め部を有し、

前記 (d)工程において、前記リードフレームの前記フローキヤビティ部に形成された前記第 1のベントおよび前記リードフレームの前記レジン溜め部に形成された前記第

2のベントから前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内のエアを排気することを特徴とする半導体装置の製造方法。

[20] 請求項 19記載の半導体装置の製造方法において、前記フローキヤビティ部に形成される前記第 1のベントの断面積と、前記レジン溜め部に形成される前記第 2のベントの断面積とが同じであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[21] 請求項 19記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1および第 2のベントの深さは前記リードフレームの板厚の 50%程度であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[22] 請求項 19記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1および第 2のベントは前記リードフレームの表面のみに形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[23] 請求項 19記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1および第 2のベントは前記リードフレームの裏のみに形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[24] 請求項 19記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1および第 2のベントは前記リードフレームの表と裏の両面に形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[25] 請求項 14または 19記載の半導体装置の製造方法において、前記第 1および第 2 のキヤビティ部には、前記第 1のキヤビティ部と前記第 2のキヤビティ部とで形成される型内のエアを逃がすエアベント部が形成されていないことを特徴とする半導体装置の製造方法。

[26] 請求項 14または 19記載の半導体装置の製造方法において、前記第 2の金型に備わる前記第 2のキヤビティ部のコーナの 1箇所に、前記第 1の金型に備わる前記第 1 のキヤビティ部のコーナに設けられた前記第 1のゲート口と対応する位置に第 2のゲ一トロが設けられて!/ヽることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[27] 請求項 14または 19記載の半導体装置の製造方法において、前記リードフレームの前記パッケージ領域の前記第 1および第 2の角部に、吊りが形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[28] 請求項 27記載の半導体装置の製造方法において、前記吊りは Y字形状であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[29] 請求項 27記載の半導体装置の製造方法において、前記吊りは十字形状であることを特徴とする半導体装置の製造方法。