JP2023061300A - モールド金型、および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂収容空洞に残留した樹脂カルの縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能なモールド金型と、当該モールド金型を用いた半導体装置の製造方法とを提供する。【解決手段】 モールド金型Ａ１０は、第１金型１０および第２金型２０を備える。第１金型１０と第２金型２０とが第１方向ｚに突き合わされると、成形空洞と、当該成形空洞につながる樹脂収容空洞３２とが第１金型１０および第２金型２０によって形成される。第１金型１０には、第１方向ｚに凹む第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２につながっている。第２凹部１３は、第１凹部１２につながっている。第２凹部１３は、第２方向ｘにおいて第１凹部１２を間に挟んで樹脂収容空洞３２とは反対側に位置する。第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２は、第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１よりも大きい。【選択図】 図５

Description

本開示は、半導体装置の封止樹脂の形成に用いられるモールド金型と、当該モールド金型を用いた半導体装置の製造方法に関する。

特許文献１には、半導体装置の封止樹脂の形成に用いられるモールド金型の一例が開示されている。当該モールド金型によれば、上金型と下金型が突き合わされると、封止樹脂が形成されるキャビティ空間と、当該キャビティ空間につながる皿部とが当該上金型および当該下金型とによって形成される。皿部には、ポットが接続される。ポットにはプランジャおよび溶融樹脂が収容されている。プランジャを移動させると、溶融樹脂は皿部を経てキャビティ空間に圧送される。その後、キャビティ空間に充填された溶融樹脂を熱硬化させることによって、封止樹脂の形成がなされる。

上金型と下金型を突き合わせた際、上金型の突合せ面と下金型の突合せ面との間には、僅かな隙間が形成される。その隙間は、皿部の周縁につながっている。したがって、溶融樹脂をキャビティ空間に圧送する際、皿部の周縁から隙間に向けて溶融樹脂が漏れ出すことがある。その状態で溶融樹脂を熱硬化させると、皿部に残留した溶融樹脂が樹脂カルとなる。あわせて、皿部の周縁から隙間に漏れ出した溶融樹脂が樹脂カルの縁に形成されたバリとなる。バリは比較的薄いため、樹脂カルから分断されやすい。したがって、樹脂カルから分断されたバリが上金型および下金型に付着することとなり、上金型および下金型からのバリの除去が不十分であると、その後の封止樹脂の形成の際、キャビティ空間に到達する溶融樹脂にバリが混入することがある。溶融樹脂に混入したバリは、半導体素子に損傷を与えることが懸念される。したがって、溶融樹脂へのバリの混入を防止するための対策が望まれる。

特開平１１－２６４８５号公報

本開示は上記事情に鑑み、樹脂収容空洞に残留した樹脂カルの縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能なモールド金型と、当該モールド金型を用いた半導体装置の製造方法とを提供することをその課題とする。

本開示の第１の側面によって提供されるモールド金型は、第１金型と、第１方向に前記第１金型に突き合わされる第２金型と、を備え、前記第１金型と前記第２金型とが突き合わされると、成形空洞と、前記成形空洞に通じる樹脂収容空洞と、が前記第１金型および前記第２金型によって形成され、前記第１金型には、前記第１方向に凹む第１凹部および第２凹部が設けられており、前記第１凹部は、前記樹脂収容空洞につながっており、前記第２凹部は、前記第１凹部につながっており、前記第２凹部は、前記第１方向に対して直交する第２方向において前記第１凹部を間に挟んで前記樹脂収容空洞とは反対側に位置しており、前記第２凹部の前記第１方向の寸法は、前記第１凹部の前記第１方向の寸法よりも大きい。

本開示の第２の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、支持部材に半導体素子を搭載する工程と、前記支持部材の一部と、前記半導体素子と、を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、前記封止樹脂を形成する工程では、本開示の第１の側面によって提供されるモールド金型が用いられ、前記封止樹脂を形成する工程は、第１工程と、前記第１工程よりも後である第２工程と、前記第２工程よりも後である第３工程と、を含み、前記第１工程では、前記支持部材の一部と、前記半導体素子と、を前記成形空洞に収容させ、前記第２工程では、前記樹脂収容空洞に収容された溶融樹脂を前記成形空洞に向けて圧送させ、前記第３工程では、前記成形空洞に充填された前記溶融樹脂を熱硬化させる。

本開示にかかるモールド金型と、当該モールド金型を用いた半導体装置の製造方法とによれば、樹脂収容空洞に残留した樹脂カルの縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能となる。

本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

図１は、本開示の第１実施形態にかかるモールド金型の平面図であり、第１金型を透過している。 図２は、図１に示すモールド金型を構成する第１金型の底面図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、図２の部分拡大図である。 図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿う部分拡大断面図である。 図６は、図１に示すモールド金型を用いた半導体装置の製造工程を説明する平面図である。 図７は、図１に示すモールド金型を用いた半導体装置の製造工程を説明する平面図である。 図８は、図１に示すモールド金型を用いた半導体装置の製造工程を説明する平面図である。 図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。 図１０は、図１に示すモールド金型を用いた半導体装置の製造工程を説明する断面図であり、図９に対応している。 図１１は、図１０に示す工程が完了した際のモールド金型の部分拡大断面図である。 図１２は、図１に示すモールド金型を用いた半導体装置の製造工程を説明する断面図であり、図９に対応している。 図１３は、図１２に示す工程が完了した際のモールド金型の部分拡大断面図である。 図１４は、本開示の第２実施形態にかかるモールド金型の部分拡大断面図である。 図１５は、本開示の第３実施形態にかかるモールド金型の部分拡大断面図である。 図１６は、本開示の第４実施形態にかかるモールド金型の部分拡大断面図である。

本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１～図５に基づき、本開示の第１実施形態にかかるモールド金型Ａ１０について説明する。モールド金型Ａ１０は、後述する半導体装置Ｂの封止樹脂８４を形成する際に用いられる。モールド金型Ａ１０は、第１金型１０および第２金型２０を備える。ここで、図１は、理解の便宜上、第１金型１０を透過して示している。図１においては、後述する樹脂収容空洞３２および第２凹部１３を想像線（二点鎖線）で示している。

モールド金型Ａ１０の説明においては、便宜上、第１金型１０に対して第２金型２０が突き合わされる方向を「第１方向ｚ」と呼ぶ。第１方向ｚに対して直交する方向を「第２方向ｘ」と呼ぶ。第１方向ｚおよび第２方向ｘの双方に対して直交する方向を「第３方向ｙ」と呼ぶ。

モールド金型Ａ１０においては、図３に示すように、第１金型１０と第２金型２０とが第１方向ｚに突き合わされる構成をとる。第１金型１０は、油圧などを動力源とする可動盤に取り付けられている。可動盤が第１方向ｚに動くと第１金型１０が第２金型２０に突き合わされる。

図３に示すように、第１金型１０と第２金型２０とが突き合わされると、複数の成形空洞３１と、複数の成形空洞３１に通じる樹脂収容空洞３２とが第１金型１０および第２金型２０によって形成される。モールド金型Ａ１０においては、複数の成形空洞３１は、図１および図２に示す４つの成形空洞３１と、図示を省略した４つの成形空洞３１とを含む。図示を省略した４つの成形空洞は、第３方向ｙにおいて樹脂収容空洞３２を間に挟んで図示された４つの成形空洞とは反対側に位置する。複数の成形空洞３１の数は、自在に設定可能である。

図１～図３に示すように、複数の成形空洞３１は、第１金型１０に設けられた複数の第１空洞３１１と、第２金型２０に設けられた複数の第２空洞３１２によって規定される。複数の第１空洞３１１、および複数の第２空洞３１２は、第１方向ｚに凹んでいる。複数の第２空洞３１２は、複数の第１空洞３１１に個別に対向している。

図２および図３に示すように、モールド金型Ａ１０においては、樹脂収容空洞３２は、第１金型１０に設けられた凹みにより規定される。図１および図３に示すように、第２金型２０には、複数のランナ３３が設けられている。複数のランナ３３は、第１方向ｚに凹み、かつ第３方向ｙに延びている。複数のランナ３３は、樹脂収容空洞３２につながっている。

図１および図３に示すように、第２金型２０には、複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５が設けられている。複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５は、第１方向ｚに凹んでいる。複数の第１ゲート３４は、複数のランナ３３と、図１に示す４つの第２空洞３１２のうち樹脂収容空洞３２から最も近くに位置する２つの第２空洞３１２とにつながっている。複数の第２ゲート３５の各々は、図１に示す４つの第２空洞３１２のうち第３方向ｙにおいて互いに隣り合う２つの第２空洞３１２を連結している。したがって、樹脂収容空洞３２は、複数のランナ３３、複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５を介して複数の成形空洞３１に通じている。モールド金型Ａ１０においては、複数の第１ゲート３４の各々の深さと、複数の第２ゲート３５の各々の深さは、複数のランナ３３の各々の深さよりも浅く設定されている。

図２および図３に示すように、第１金型１０は、第１方向ｚを向く第１突合せ面１１を有する。第１突合せ面１１は、第２金型２０に対向している。第１突合せ面１１は、平滑面である。

図４および図５に示すように、第１金型１０には、第１方向ｚに凹む第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１金型１０において、第１凹部１２、第２凹部１３、複数の第１空洞３１１、および樹脂収容空洞３２は、第１突合せ面１１から凹む構成をとる。第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２につながっている。第１方向ｚに沿って視て、第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２の周縁に沿って延びている。第２凹部１３は、第１凹部１２につながっている。第２凹部１３は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて、第１凹部１２を間に挟んで樹脂収容空洞３２とは反対側に位置する。第１方向ｚに沿って視て、第２凹部１３は、第１凹部１２の周縁に沿って延びている。

図５に示すように、第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２は、第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１よりも大きい。さらに、寸法ｈ２は、樹脂収容空洞３２の第１方向ｚの最大寸法よりも小さい。

図５に示すように、第１凹部１２は、第１方向ｚにおいて第１突合せ面１１と同じ側を向く第１面１２１を有する。第１面１２１は、平面をなす。図４および図５に示すように、第２凹部１３は、第２面１３１および第３面１３２を有する。第２面１３１は、第１面１２１につながっている。第２面１３１は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて第１面１２１から離れるほど、第１方向ｚにおいて第１面１２１から徐々に遠ざかる向きに傾斜している。第３面１３２は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて、第３面１３２を間に挟んで第１面１２１とは反対側に位置する。第３面１３２は、第１突合せ面１１につながっている。第３面１３２は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて第１面１２１から離れるほど、第１方向ｚにおいて第１面１２１に徐々に近づく向きに傾斜している。

図５に示すように、モールド金型Ａ１０においては、第２凹部１３の第２面１３１と、第２凹部１３の第３面１３２とは、平面をなす。第１凹部１２の第１面１２１と、第２面１３１とがなす角α１は、第１突合せ面１１と第３面１３２とがなす角α２と等しい。したがって、モールド金型Ａ１０においては、第１面１２１に対する第２面１３１の傾斜角は、第１突合せ面１１に対する第３面１３２の傾斜角と等しい。ここで、モールド金型Ａ１０においては、第１面１２１、第２面１３１および第３面１３２には、梨地処理が施されている。このため、第１面１２１と第２面１３１とがなす角α１は、第１面１２１および第２面１３１に梨地処理が施されていない場合の角度である。同様に、第１突合せ面１１と第３面１３２とがなす角α２は、第３面１３２に梨地処理が施されていない場合の角度である。

図４および図５に示すように、モールド金型Ａ１０においては、第２凹部１３は、第４面１３３を有する。第４面１３３は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて、第２凹部１３の第２面１３１と、第２凹部１３の第３面１３２との間に位置する。第４面１３３は、第２面１３１および第３面１３２を連結している。第４面１３３は、第１方向ｚに凹む曲面をなす。モールド金型Ａ１０においては、第４面１３３には、梨地処理が施されている。

図３および図５に示すように、第２金型２０は、第１方向ｚを向く第２突合せ面２１を有する。第２突合せ面２１は、第１金型１０の第１突合せ面１１、第１凹部１２および第２凹部１３に対向している。図５に示すように、第２突合せ面２１から第１凹部１２の第１面１２１に至る第１方向ｚの距離Ｌ１は、第２突合せ面２１から第１突合せ面１１に至る第１方向ｚの距離Ｌ２よりも長い。

図５に示すように、第２突合せ面２１は、第１領域２１１および第２領域２１２を含む。第１領域２１１は、第１金型１０の第１突合せ面１１に対向している。第２領域２１２は、第１金型１０の第１凹部１２および第２凹部１３に対向している。第１領域２１１は、平滑面である。第２領域２１２には、梨地処理がなされている。したがって、第２領域２１２と、第１凹部１２の第１面１２１と、第２凹部１３の第２面１３１および第３面１３２の各々の表面粗さは、第１領域２１１の表面粗さよりも大きい。

図１および図３に示すように、第２金型２０は、第１方向ｚを向く支持面２２を有する。支持面２２は、第１方向ｚにおいて第２突合せ面２１を間に挟んで第１金型１０の第１突合せ面１１とは反対側に位置する。これにより、第２突合せ面２１と支持面２２との間は、段差をなす。当該段差の大きさは、後述する支持部材８１のフレーム８１１の厚さに等しい。支持面２２は、第２突合せ面２１に平行である。第２金型２０において、複数のランナ３３は、第２突合せ面２１から凹む構成をとる。第２金型２０において、複数の第２空洞３１２、複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５は、支持面２２から凹む構成をとる。

図１および図３に示すように、第２金型２０には、樹脂収容空洞３２につながるポット収容孔２３が設けられている。ポット収容孔２３は、第１方向ｚに延びている。第１方向ｚに沿って視て、ポット収容孔２３の孔縁は、樹脂収容空洞３２の周縁に囲まれている。

次に、図６～図１３に基づき、モールド金型Ａ１０を用いた半導体装置Ｂの製造方法の一例について説明する。半導体装置Ｂは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子を駆動するためのゲートドライバである。ここで、図８は、理解の便宜上、第１金型１０を透過して示している。図８においては、樹脂収容空洞３２を想像線で示している。図１０および図１２の各々の断面位置は、図９の断面位置と同一である。図１１および図１３の各々の断面位置は、図５の断面位置と同一である。

最初に、図６に示すように、支持部材８１に複数の半導体素子８２をダイボンディングにより搭載する。支持部材８１は、たとえばリードフレームである。支持部材８１は、フレーム８１１、複数のダイパッド８１２、複数の第１リード８１３、複数の第２リード８１４、複数の吊リード８１５、および複数のタイバー８１６を有する。これらのうち、フレーム８１１、および複数のタイバー８１６は、半導体装置Ｂを構成しない。

図６に示すように、複数の半導体素子８２は、コントローラである第１素子８２１と、ドライバである第２素子８２２と、インダクティブ型の絶縁素子である第３素子８２３とを含む。第３素子８２３によって、電気絶縁がなされた状態で第１素子８２１と第２素子８２２との電気信号の送受信を行うことができる。複数のダイパッド８１２は、第２方向ｘにおいて互いに離れて位置する第１ダイパッド８１２Ａおよび第２ダイパッド８１２Ｂを含む。第１素子８２１および第３素子８２３は、第１ダイパッド８１２Ａに搭載される。第２素子８２２は、第２ダイパッド８１２Ｂに搭載される。

次いで、図７に示すように、複数のワイヤ８３をワイヤボンディングにより形成する。これにより、第１素子８２１は、複数の第１リード８１３と、複数の吊リード８１５とに導通する。第２素子８２２は、複数の第２リード８１４と、複数の吊リード８１５とに導通する。第３素子８２３は、第１素子８２１および第２素子８２２に導通する。

次いで、図８～図１３に示すように、支持部材８１の一部と、複数の半導体素子８２とを覆う封止樹脂８４を形成する。封止樹脂８４の形成する工程では、モールド金型Ａ１０が用いられる。封止樹脂８４を形成する工程は、図８および図９に示す第１工程と、第１工程よりも後であり、かつ図１０に示す第２工程と、第２工程よりも後であり、かつ図１１に示す第３工程とを含む。

まず、図８および図９に示すように、支持部材８１の一部と、複数の半導体素子８２とが複数の成形空洞３１のいずれかに収容させる第１工程を行う。支持部材８１のフレーム８１１は、第２金型２０の支持面２２に搭載される。これにより、複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５は、フレーム８１１に塞がれた状態となる。さらに、第２金型２０のポット収容孔２３には、ポット４１が嵌め込まれる。ポット４１には、封止樹脂８４の材料となる樹脂タブレットが投入される。当該樹脂タブレットはポット４１で加熱され、溶融樹脂８５となる。その後、第１金型１０を第１方向ｚに移動させて第２金型２０に突き合わせることにより、第１工程が完了する。支持部材８１のうちフレーム８１１、および複数のタイバー８１６と、複数の第１リード８１３、複数の第２リード８１４、および複数の吊リード８１５の各々の一部とは、複数の樹脂収容空洞３２に収容されず、支持面２２と第１金型１０の第１突合せ面１１とに挟み込まれた状態となる。さらに、複数のランナ３３の各々の少なくとも一部は、樹脂収容空洞３２に塞がれた状態となる。

次いで、図１０に示すように、樹脂収容空洞３２に収容された溶融樹脂８５を複数の成形空洞３１に向けて圧送させる第２工程を行う。ポット４１に収容されたプランジャ４２を樹脂収容空洞３２に向けて移動させることにより、溶融樹脂８５がポット４１から樹脂収容空洞３２に圧送される。これにより、溶融樹脂８５が樹脂収容空洞３２に収容される。この状態からさらにプランジャ４２を樹脂収容空洞３２に向けて移動させると、樹脂収容空洞３２に収容された溶融樹脂８５は、複数のランナ３３、複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５を介して複数の成形空洞３１に向けて圧送される。複数の成形空洞３１の全てに溶融樹脂８５が充填された後、プランジャ４２を停止させる。以上により、第２工程が完了する。

図１１は、第２工程が完了した際における樹脂収容空洞３２の周縁付近に位置する溶融樹脂８５の状態を示している。溶融樹脂８５は、樹脂収容空洞３２から第１金型１０の第１凹部１２を経て第１金型１０の第２凹部１３に漏れ出している。図１１に示すように、溶融樹脂８５には、エポキシ樹脂の他にフィラー８５１が含有されている。第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１は、フィラー８５１の最大粒径よりも小さい。

次いで、図１２に示すように、複数の成形空洞３１に充填された溶融樹脂８５を熱硬化させる第３工程を行う。これにより、複数の成形空洞３１の充填された溶融樹脂８５は、封止樹脂８４となる。さらに、樹脂収容空洞３２、複数のランナ３３、第１金型１０の第１凹部１２、および第１金型１０の第２凹部１３に残留した溶融樹脂８５は、熱硬化により樹脂カル８６となる。樹脂カル８６は、半導体装置Ｂの製造において廃棄対象となる残留物である。その後、第１金型１０を第１方向ｚに移動させて第２金型２０から離すことにより、第３工程が完了する。

図１３は、第３工程が完了した際における樹脂収容空洞３２の周縁付近に位置する樹脂カル８６の状態を示している。樹脂カル８６は、樹脂収容空洞３２に位置する主部８６１と、第１金型１０の第１凹部１２および第２凹部１３に位置する縁部８６２とを含む。縁部８６２は、主部８６１につながっている。縁部８６２は、バリよりも第１方向ｚの寸法が著しく大きい塊として存在する。

その後、モールド金型Ａ１０から支持部材８１、封止樹脂８４および樹脂カル８６を取り出した後、封止樹脂８４から樹脂カル８６を切り離す。さらに、封止樹脂８４の周縁に位置する残存樹脂を高圧水などで除去する。当該残存樹脂は、図１０に示す第２工程において複数の第１ゲート３４、および複数の第２ゲート３５に残留した溶融樹脂８５が熱硬化したものや、当該第２工程において複数の成形空洞３１から複数のタイバー８１６に向けて漏れ出した溶融樹脂８５が熱硬化したものである。第３工程を経ると、当該残存樹脂は、支持部材８１に付着した状態となる。

さらにその後、ダイシングにより個片化することによって、フレーム８１１や複数のタイバー８１６によって互いにつながっていた複数のダイパッド８１２と、複数の第１リード８１３と、複数の第２リード８１４と、複数の吊リード８１５とが、適宜分離される。この際、封止樹脂８４から露出した複数の第１リード８１３、複数の第２リード８１４、および複数の吊リード８１５の各々の部分をガルウィング状に曲げてもよい。以上の工程を経ることによって、半導体装置Ｂが得られる。

次に、モールド金型Ａ１０の作用効果について説明する。

モールド金型Ａ１０の第１金型１０には、第１方向ｚに凹む第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２につながっている。第２凹部１３は、第２方向ｘにおいて第１凹部１２を間に挟んで樹脂収容空洞３２とは反対側に位置する。第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２は、第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１よりも大きい（図５参照）。本構成をとることにより、半導体装置Ｂの製造工程のうち図１０に示す第２工程において、樹脂収容空洞３２に位置する溶融樹脂８５が、第１凹部１２を経て第２凹部１３に漏れ出す（図１１参照）。この際、第１凹部１２から第２凹部１３にかけて溶融樹脂８５の第２方向ｘに対する横断面積が急激に拡大する。これにより、溶融樹脂８５が持つ流れのエネルギーに損失が生じるため、溶融樹脂８５の圧力が減少するとともに、溶融樹脂８５の流速が著しく低下する。よって、第２凹部１３に漏れ出した溶融樹脂８５は、第２凹部１３において停止する。したがって、図１３に示す樹脂カル８６の縁部８６２は、バリよりも第１方向ｚの寸法が著しく大きい塊として存在するため、縁部８６２が樹脂カル８６の主部８６１から分断され難くなる。したがって、モールド金型Ａ１０によれば、樹脂収容空洞３２に残留した樹脂カル８６の縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能となる。

第２凹部１３は、第１凹部１２の第１面１２１につながる第２面１３１を有する。第２面１３１は、第２方向ｘにおいて第１面１２１から離れるほど、第１方向ｚにおいて第１面１２１から徐々に遠ざかる向きに傾斜している。本構成をとることにより、半導体装置Ｂの製造工程のうち図１２に示す第３工程において第１金型１０を第１方向ｚに移動させて第２金型２０から離す際、樹脂カル８６の縁部８６２を第１金型１０の第１凹部１２および第２凹部１３からより円滑に抜き出すことができる。したがって、縁部８６２の欠損を防止することができる。これは、第１金型１０を第２金型２０から離す際、第３面１３２が第１方向ｚに直立した場合と比較して、第３面１３２と縁部８６２との界面に発生するせん断応力のうち第１方向ｚの成分の大きさが小さくなるためである。

第２凹部１３は、第２方向ｘにおいて第２面１３１を間に挟んで第１凹部１２の第１面１２１とは反対側に位置する第３面１３２を有する。第３面１３２は、第２方向ｘにおいて第１面１２１から離れるほど、第１方向ｚにおいて第１面１２１に徐々に近づく向きに傾斜している。本構成をとることにより、溶融樹脂８５が持つ流れのエネルギーが比較的大きなものであっても、第３面１３２により流れのエネルギー損失を促すとともに、第２方向ｘにおける溶融樹脂８５の流れを規制することができる。これにより、溶融樹脂８５が第２凹部１３からさらに第２方向ｘの外方に漏れ出すことが抑止される。

第２金型２０の第２突合せ面２１から第１凹部１２の第１面１２１に至る第１方向ｚの距離Ｌ１は、第２突合せ面２１から第１金型１０の第１突合せ面１１に至る第１方向ｚの距離Ｌ２よりも長い（図５参照）。本構成をとることにより、樹脂カル８６の縁部８６２の第１方向ｚの最小寸法が、バリの場合と比較して十分な大きさのものとなる。

第２金型２０の第２突合せ面２１は、第１金型１０の第１突合せ面１１に対向する第１領域２１１と、第１凹部１２および第２凹部１３に対向する第２領域２１２とを含む。第２領域２１２と、第１凹部１２の第１面１２１と、第２凹部１３の第２面１３１および第３面１３２の各々の表面粗さは、第１領域２１１の表面粗さよりも大きい。本構成をとることにより、樹脂カル８６の縁部８６２を第１金型１０の第１凹部１２および第２凹部１３からさらに円滑に抜き出すことができる。あわせて、樹脂カル８６をモールド金型Ａ１０から取り出す際、第２突合せ面２１から樹脂カル８６が剥がれやすくなる。

第２金型２０には、第１方向ｚに延び、かつ樹脂収容空洞３２につながるポット収容孔２３が設けられている。第１方向ｚに沿って視て、ポット収容孔２３の孔縁は、樹脂収容空洞３２の周縁に囲まれている。本構成をとることにより、半導体装置Ｂの製造工程のうち図１０に示す第２工程において、第１方向ｚに沿って視てプランジャ４２が第１凹部１２から離れて位置する。これにより、樹脂収容空洞３２から第１凹部１２への溶融樹脂８５の流れの方向が第２方向ｘに規制されるため、第１凹部１２における溶融樹脂８５の流れが層流に近いものとなる。したがって、樹脂カル８６の縁部８６２のうち第１凹部１２に位置する部位における空隙の発生を抑制できる。

〔第２実施形態〕
図１４に基づき、本開示の第２実施形態にかかるモールド金型Ａ２０について説明する。本図において、先述したモールド金型Ａ１０と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１４の断面位置は、モールド金型Ａ１０を示す図５の断面位置と同一である。

モールド金型Ａ２０においては、第１金型１０の第２凹部１３の構成がモールド金型Ａ１０の当該構成と異なる。

図１４に示すように、第２凹部１３の第２面１３１と、第２凹部１３の第３面１３２とは、曲面をなし、かつ互いにつながっている。第２面１３１および第３面１３２は、第１金型１０の内方に凹んでいる。

第１凹部１２の第１面１２１と、第２面１３１とがなす角α１は、第１面１２１と図１４に示す接面Ｓ１とのなす角に相当する。接面Ｓ１は、第１面１２１と第２面１３１との境界において第２面１３１に接する平面である。接面Ｓ１の設定においては、第１面１２１および第２面１３１は、梨地処理がなされていないものと仮定する。第１金型１０の第１突合せ面１１と、第３面１３２とがなす角α２は、第１突合せ面１１と図１４に示す接面Ｓ２とのなす角に相当する。接面Ｓ２は、第１突合せ面１１と第３面１３２との境界において第３面１３２に接する平面である。接面Ｓ２の設定においては、第３面１３２は、梨地処理がなされていないものと仮定する。この場合において、第１面１２１と第２面１３１とがなす角α１は、第１突合せ面１１と第３面１３２とがなす角α２と等しい。

次に、モールド金型Ａ２０の作用効果について説明する。

モールド金型Ａ２０の第１金型１０には、第１方向ｚに凹む第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２につながっている。第２凹部１３は、第２方向ｘにおいて第１凹部１２を間に挟んで樹脂収容空洞３２とは反対側に位置する。第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２は、第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１よりも大きい（図１４参照）。したがって、モールド金型Ａ２０によっても、樹脂収容空洞３２に残留した樹脂カル８６の縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能となる。さらに、モールド金型Ａ２０がモールド金型Ａ１０と同様の構成を具備することによって、モールド金型Ａ２０においても当該構成にかかる作用効果を奏する。

〔第３実施形態〕
図１５に基づき、本開示の第３実施形態にかかるモールド金型Ａ３０について説明する。本図において、先述したモールド金型Ａ１０と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１５の断面位置は、モールド金型Ａ１０を示す図５の断面位置と同一である。

モールド金型Ａ３０においては、第２金型２０の構成がモールド金型Ａ１０の当該構成と異なる。

図１５に示すように、第２金型２０には、第１方向ｚに凹む第３凹部２４が設けられている。第２金型２０において、第３凹部２４は、第２突合せ面２１から凹む構成をとる。したがって、第２突合せ面２１は、第１金型１０の第２凹部１３には対向していない。第３凹部２４は、第２凹部１３に対向している。

図１５に示すように、第３凹部２４は、第５面２４１および第６面２４２を有する。第５面２４１は、第２突合せ面２１につながり、かつ第２凹部１３の第３面１３２に対向している。第５面２４１は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて樹脂収容空洞３２に近づくほど、第１方向ｚにおいて第２突合せ面２１から徐々に遠ざかる向きに傾斜している。第６面２４２は、第２突合せ面２１につながり、かつ第２凹部１３の第２面１３１に対向している。第６面２４２は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて、第５面２４１と樹脂収容空洞３２との間に位置する。第６面２４２は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて樹脂収容空洞３２に近づくほど、第１方向ｚにおいて第２突合せ面２１に徐々に近づく向きに傾斜している。第５面２４１および第６面２４２は、平面をなす。

図１５に示すように、第３凹部２４は、第７面２４３を有する。第７面２４３は、第２方向ｘおよび第３方向ｙのいずれかにおいて、第３凹部２４の第５面２４１と、第３凹部２４の第６面２４２との間に位置する。第７面２４３は、第５面２４１および第６面２４２を連結している。第７面２４３は、第１方向ｚに凹む曲面をなす。

図１５に示すように、モールド金型Ａ３０においては、第３凹部２４の第１方向ｚの寸法ｈ３の最大値は、第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２の最大値よりも小さい。これとは逆に、寸法ｈ３の最大値が寸法ｈ２の最大値よりも大きい構成や、寸法ｈ３の最大値が寸法ｈ２の最大値と等しい構成でもよい。

次に、モールド金型Ａ３０の作用効果について説明する。

モールド金型Ａ３０の第１金型１０には、第１方向ｚに凹む第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２につながっている。第２凹部１３は、第２方向ｘにおいて第１凹部１２を間に挟んで樹脂収容空洞３２とは反対側に位置する。第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２は、第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１よりも大きい（図１５参照）。したがって、モールド金型Ａ３０によっても、樹脂収容空洞３２に残留した樹脂カル８６の縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能となる。さらに、モールド金型Ａ３０がモールド金型Ａ１０と同様の構成を具備することによって、モールド金型Ａ３０においても当該構成にかかる作用効果を奏する。

モールド金型Ａ３０の第２金型２０には、第１方向ｚに凹む第３凹部２４が設けられている。第３凹部２４は、第１金型１０の第２凹部１３に対向している。本構成をとることにより、半導体装置Ｂの製造工程のうち図１０に示す第２工程において、樹脂収容空洞３２に位置する溶融樹脂８５が、第１凹部１２を経て第２凹部１３および第３凹部２４に漏れ出す。この際、第１凹部１２から第２凹部１３および第３凹部２４にかけて溶融樹脂８５の第２方向ｘに対する横断面積がモールド金型Ａ１０の場合よりもさらに急激に拡大する。これにより、溶融樹脂８５が持つ流れのエネルギーの損失がモールド金型Ａ１０における場合よりも大きくなるため、第２凹部１３および第３凹部２４に漏れ出した溶融樹脂８５の第２方向ｘの寸法を縮小することができる。

〔第４実施形態〕
図１６に基づき、本開示の第４実施形態にかかるモールド金型Ａ４０について説明する。本図において、先述したモールド金型Ａ１０と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１６の断面位置は、モールド金型Ａ１０を示す図５の断面位置と同一である。

モールド金型Ａ４０においては、第２金型２０の構成が先述したモールド金型Ａ３０の当該構成と異なる。

図１６に示すように、第２金型２０には、第１方向ｚに凹み、かつ第３凹部２４につながる第４凹部２５が設けられている。第２金型２０において、第４凹部２５は、第２突合せ面２１から凹む構成をとる。したがって、第２突合せ面２１は、第１金型１０の第１突合せ面１１にのみ対向している。第４凹部２５は、第１金型１０の第１凹部１２に対向している。第４凹部２５の第１方向ｚの寸法ｈ４は、第３凹部２４の第１方向ｚの寸法ｈ３よりも小さい。

図１６に示すように、第４凹部２５は、第１方向ｚにおいて第２突合せ面２１と同じ側を向く第８面２５１を有する。第８面２５１は、第３凹部２４の第６面２４２につながり、かつ第１凹部１２の第１面１２１に対向している。第８面２５１は、第２突合せ面２１に平行である。第８面２５１から第１面１２１に至る第１方向ｚの距離Ｌ３は、図５に示す第２突合せ面２１から第１面１２１に至る第１方向ｚの距離Ｌ１よりも長い。

図１６に示すように、モールド金型Ａ４０においては、樹脂収容空洞３２は、第１金型１０に設けられた凹みと、第２金型２０に設けられた凹みとにより規定される。これにより、樹脂収容空洞３２の体積は、モールド金型Ａ１０の樹脂収容空洞３２の体積よりも大きく設定することができる。第４凹部２５は、樹脂収容空洞３２につながっている。

次に、モールド金型Ａ４０の作用効果について説明する。

モールド金型Ａ４０の第１金型１０には、第１方向ｚに凹む第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１凹部１２は、樹脂収容空洞３２につながっている。第２凹部１３は、第２方向ｘにおいて第１凹部１２を間に挟んで樹脂収容空洞３２とは反対側に位置する。第２凹部１３の第１方向ｚの寸法ｈ２は、第１凹部１２の第１方向ｚの寸法ｈ１よりも大きい（図１６参照）。したがって、モールド金型Ａ４０によっても、樹脂収容空洞３２に残留した樹脂カル８６の縁に形成されるバリの発生を抑制することが可能となる。さらに、モールド金型Ａ４０がモールド金型Ａ１０と同様の構成を具備することによって、モールド金型Ａ４０においても当該構成にかかる作用効果を奏する。

モールド金型Ａ４０の第２金型２０には、第１方向ｚに凹む第３凹部２４および第４凹部２５が設けられている。第３凹部２４は、第１金型１０の第２凹部１３に対向している。第４凹部２５は、第３凹部２４につながり、かつ第１金型１０の第１凹部１２に対向している。第４凹部２５の第１方向ｚの寸法ｈ４は、第３凹部２４の第１方向ｚの寸法ｈ３よりも小さい（図１６参照）。これにより、第２凹部１３および第３凹部２４に漏れ出した溶融樹脂８５の第２方向ｘの寸法を縮小しつつ、図１３に示す樹脂カル８６の縁部８６２の第１方向ｚの最小寸法をより大きく確保できる。これにより、縁部８６２が樹脂カル８６の主部８６１からさらに分断され難くすることが可能となる。

本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本開示によって提供されるモールド金型と、当該モールド金型を用いた半導体装置の製造方法の技術的構成について、以下に付記する。

［付記１］
第１金型と、
第１方向に前記第１金型に突き合わされる第２金型と、を備え、
前記第１金型と前記第２金型とが突き合わされると、成形空洞と、前記成形空洞に通じる樹脂収容空洞と、が前記第１金型および前記第２金型によって形成され、
前記第１金型には、前記第１方向に凹む第１凹部および第２凹部が設けられており、
前記第１凹部は、前記樹脂収容空洞につながっており、
前記第２凹部は、前記第１凹部につながっており、
前記第２凹部は、前記第１方向に対して直交する第２方向において前記第１凹部を間に挟んで前記樹脂収容空洞とは反対側に位置しており、
前記第２凹部の前記第１方向の寸法は、前記第１凹部の前記第１方向の寸法よりも大きい、モールド金型。
［付記２］
前記第２凹部の前記第１方向の寸法は、前記樹脂収容空洞の前記第１方向の最大寸法よりも小さい、付記１に記載のモールド金型。
［付記３］
前記第１凹部は、前記第１方向を向く第１面を有し、
前記第２凹部は、前記第１面につながる第２面と、前記第２方向において前記第２面を間に挟んで前記第１面とは反対側に位置する第３面と、を有し、
前記第２面は、前記第２方向において前記第１面から離れるほど、前記第１方向において前記第１面から徐々に遠ざかる向きに傾斜している、付記２に記載のモールド金型。
［付記４］
前記第３面は、前記第２方向において前記第１面から離れるほど、前記第１方向において前記第１面に徐々に近づく向きに傾斜している、付記３に記載のモールド金型。
［付記５］
前記第２面および前記第３面は、平面をなす、付記４に記載のモールド金型。
［付記６］
前記第２凹部は、前記第２方向において前記第２面と前記第３面との間に位置する第４面を有し、
前記第４面は、前記第２面および前記第３面を連結しており、
前記第４面は、前記第１方向に凹む曲面をなす、付記５に記載のモールド金型。
［付記７］
前記第２面および前記第３面は、曲面をなし、かつ互いにつながっている、付記４に記載のモールド金型。
［付記８］
前記第２面および前記第３面は、前記第１方向に凹んでいる、付記７に記載のモールド金型。
［付記９］
前記第１金型は、前記第１方向において前記第１面と同じ側を向き、かつ前記第３面につながる第１突合せ面を有し、
前記第２金型は、前記第１突合せ面、前記第１凹部および前記第２凹部に対向する第２突合せ面を有し、
前記第２突合せ面から前記第１面に至る前記第１方向の距離は、前記第２突合せ面から前記第１突合せ面に至る前記第１方向の距離よりも長い、付記４ないし８のいずれかに記載のモールド金型。
［付記１０］
前記第１面と前記第２面がなす角は、前記第１突合せ面と前記第３面とがなす角と等しい、付記９に記載のモールド金型。
［付記１１］
前記第２突合せ面は、前記第１突合せ面に対向する第１領域と、前記第１凹部および前記第２凹部に対向する第２領域と、を含み、
前記第２領域、前記第１面、前記第２面および前記第３面の各々の表面粗さは、前記第１領域の表面粗さよりも大きい、付記９または１０に記載のモールド金型。
［付記１２］
前記第２金型には、前記第１方向に凹む第３凹部が設けられており、
前記第３凹部は、前記第２凹部に対向している、付記１ないし８のいずれかに記載のモールド金型。
［付記１３］
前記第２金型には、前記第１方向に凹み、かつ前記第３凹部につながる第４凹部が設けられており、
前記第４凹部は、前記第１凹部に対向しており、
前記第４凹部の前記第１方向の寸法は、前記第３凹部の前記第１方向の寸法よりも小さい、付記１２に記載のモールド金型。
［付記１４］
前記第１方向に沿って視て、前記第１凹部は、前記樹脂収容空洞の周縁に沿って延びている、付記１ないし１３のいずれかに記載のモールド金型。
［付記１５］
前記第１方向に沿って視て、前記第２凹部は、前記第１凹部の周縁に沿って延びている、付記１ないし１４のいずれかに記載のモールド金型。
［付記１６］
前記第２金型には、前記第１方向に延び、かつ前記樹脂収容空洞につながるポット収容孔が設けられており、
前記第１方向に沿って視て、前記ポット収容孔の孔縁は、前記樹脂収容空洞の周縁に囲まれている、付記１ないし１５のいずれかに記載のモールド金型。
［付記１７］
支持部材に半導体素子を搭載する工程と、
前記支持部材の一部と、前記半導体素子と、を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、
前記封止樹脂を形成する工程では、付記１ないし１６のいずれかに記載のモールド金型が用いられ、
前記封止樹脂を形成する工程は、第１工程と、前記第１工程よりも後である第２工程と、前記第２工程よりも後である第３工程と、を含み、
前記第１工程では、前記支持部材の一部と、前記半導体素子と、を前記成形空洞に収容させ、
前記第２工程では、前記樹脂収容空洞に収容された溶融樹脂を前記成形空洞に向けて圧送させ、
前記第３工程では、前記成形空洞に充填された前記溶融樹脂を熱硬化させる、半導体装置の製造方法。
［付記１８］
前記溶融樹脂にはフィラーが含有されており、
前記第１凹部の前記第１方向の寸法は、前記フィラーの最大粒径よりも小さい、付記１７に記載の半導体装置の製造方法。

Ａ１０，Ａ２０，Ａ３０，Ａ４０：モールド金型
Ｂ：半導体装置
１０：第１金型
１１：第１突合せ面
１２：第１凹部
１２１：第１面
１３：第２凹部
１３１：第２面
１３２：第３面
１３３：第４面
２０：第２金型
２１：第２突合せ面
２１１：第１領域
２１２：第２領域
２２：支持面
２３：ポット収容孔
２４：第３凹部
２４１：第５面
２４２：第６面
２４３：第７面
２５：第４凹部
２５１：第８面
３１：成形空洞
３１１：第１空洞
３１２：第２空洞
３２：樹脂収容空洞
３３：ランナ
３４：第１ゲート
３５：第２ゲート
４１：ポット
４２：プランジャ
８１：支持部材
８１１：フレーム
８１２：ダイパッド
８１２Ａ：第１ダイパッド
８１２Ｂ：第２ダイパッド
８１３：第１リード
８１４：第２リード
８１５：吊リード
８１６：タイバー
８２：半導体素子
８２１：第１素子
８２２：第２素子
８２３：第３素子
８３：ワイヤ
８４：封止樹脂
８５：溶融樹脂
８５１：フィラー
８６：樹脂カル
８６１：主部
８６２：縁部
ｚ：第１方向
ｘ：第２方向
ｙ：第３方向

Claims (18)

1. 第１金型と、
   第１方向に前記第１金型に突き合わされる第２金型と、を備え、
   前記第１金型と前記第２金型とが突き合わされると、成形空洞と、前記成形空洞に通じる樹脂収容空洞と、が前記第１金型および前記第２金型によって形成され、
   前記第１金型には、前記第１方向に凹む第１凹部および第２凹部が設けられており、
   前記第１凹部は、前記樹脂収容空洞につながっており、
   前記第２凹部は、前記第１凹部につながっており、
   前記第２凹部は、前記第１方向に対して直交する第２方向において前記第１凹部を間に挟んで前記樹脂収容空洞とは反対側に位置しており、
   前記第２凹部の前記第１方向の寸法は、前記第１凹部の前記第１方向の寸法よりも大きい、モールド金型。
2. 前記第２凹部の前記第１方向の寸法は、前記樹脂収容空洞の前記第１方向の最大寸法よりも小さい、請求項１に記載のモールド金型。
3. 前記第１凹部は、前記第１方向を向く第１面を有し、
   前記第２凹部は、前記第１面につながる第２面と、前記第２方向において前記第２面を間に挟んで前記第１面とは反対側に位置する第３面と、を有し、
   前記第２面は、前記第２方向において前記第１面から離れるほど、前記第１方向において前記第１面から徐々に遠ざかる向きに傾斜している、請求項２に記載のモールド金型。
4. 前記第３面は、前記第２方向において前記第１面から離れるほど、前記第１方向において前記第１面に徐々に近づく向きに傾斜している、請求項３に記載のモールド金型。
5. 前記第２面および前記第３面は、平面をなす、請求項４に記載のモールド金型。
6. 前記第２凹部は、前記第２方向において前記第２面と前記第３面との間に位置する第４面を有し、
   前記第４面は、前記第２面および前記第３面を連結しており、
   前記第４面は、前記第１方向に凹む曲面をなす、請求項５に記載のモールド金型。
7. 前記第２面および前記第３面は、曲面をなし、かつ互いにつながっている、請求項４に記載のモールド金型。
8. 前記第２面および前記第３面は、前記第１金型の内方に凹んでいる、請求項７に記載のモールド金型。
9. 前記第１金型は、前記第１方向において前記第１面と同じ側を向き、かつ前記第３面につながる第１突合せ面を有し、
   前記第２金型は、前記第１突合せ面、前記第１凹部および前記第２凹部に対向する第２突合せ面を有し、
   前記第２突合せ面から前記第１面に至る前記第１方向の距離は、前記第２突合せ面から前記第１突合せ面に至る前記第１方向の距離よりも長い、請求項４ないし８のいずれかに記載のモールド金型。
10. 前記第１面と前記第２面がなす角は、前記第１突合せ面と前記第３面とがなす角と等しい、請求項９に記載のモールド金型。
11. 前記第２突合せ面は、前記第１突合せ面に対向する第１領域と、前記第１凹部および前記第２凹部に対向する第２領域と、を含み、
    前記第２領域、前記第１面、前記第２面および前記第３面の各々の表面粗さは、前記第１領域の表面粗さよりも大きい、請求項９または１０に記載のモールド金型。
12. 前記第２金型には、前記第１方向に凹む第３凹部が設けられており、
    前記第３凹部は、前記第２凹部に対向している、請求項１ないし８のいずれかに記載のモールド金型。
13. 前記第２金型には、前記第１方向に凹み、かつ前記第３凹部につながる第４凹部が設けられており、
    前記第４凹部は、前記第１凹部に対向しており、
    前記第４凹部の前記第１方向の寸法は、前記第３凹部の前記第１方向の寸法よりも小さい、請求項１２に記載のモールド金型。
14. 前記第１方向に沿って視て、前記第１凹部は、前記樹脂収容空洞の周縁に沿って延びている、請求項１ないし１３のいずれかに記載のモールド金型。
15. 前記第１方向に沿って視て、前記第２凹部は、前記第１凹部の周縁に沿って延びている、請求項１ないし１４のいずれかに記載のモールド金型。
16. 前記第２金型には、前記第１方向に延び、かつ前記樹脂収容空洞につながるポット収容孔が設けられており、
    前記第１方向に沿って視て、前記ポット収容孔の孔縁は、前記樹脂収容空洞の周縁に囲まれている、請求項１ないし１５のいずれかに記載のモールド金型。
17. 支持部材に半導体素子を搭載する工程と、
    前記支持部材の一部と、前記半導体素子と、を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、
    前記封止樹脂を形成する工程では、請求項１ないし１６のいずれかに記載のモールド金型が用いられ、
    前記封止樹脂を形成する工程は、第１工程と、前記第１工程よりも後である第２工程と、前記第２工程よりも後である第３工程と、を含み、
    前記第１工程では、前記支持部材の一部と、前記半導体素子と、を前記成形空洞に収容させ、
    前記第２工程では、前記樹脂収容空洞に収容された溶融樹脂を前記成形空洞に向けて圧送させ、
    前記第３工程では、前記成形空洞に充填された前記溶融樹脂を熱硬化させる、半導体装置の製造方法。
18. 前記溶融樹脂にはフィラーが含有されており、
    前記第１凹部の前記第１方向の寸法は、前記フィラーの最大粒径よりも小さい、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。

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