JP2810343B2 - 光半導体装置の樹脂封止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、リードフレーム上
の半導体チッブを樹脂により封止する光半導体装置の樹
脂封止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発光ダイオード（ＬＥＤ）やフォトトラ
ンジスタ等を用いて光信号と電気信号との間の信号変換
等を行う光半導体素子は、一般に、電極としてのリード
上に搭載した発光性または受光性の半導体チップを透明
樹脂で封止することにより形成されている。

【０００３】この種の光半導体素子の製造方法をＬＥＤ
素子を例に説明すると、不純物の導入により異なる導電
型の領域間にＰＮ接合面が形成された半導体チップをこ
れを搭載するアイランドと一体に形成され一方の電極を
構成する第１リードとこの第１リードに平行に延びる他
方の電極としての第２リードとが相互に形成された導体
金属から成るリードフレームをまず形成し、このリード
フレームの各アイランド上に半導体チップをそれぞれダ
イボンデイングにより電気的接続状態に搭載固定し、次
いで、半導体チップの上面に設けられた上面電極とこれ
と対向する第２リードの先端との間をワイヤボンディン
グにより電気的に接続することにより組立工程が実施さ
れる。

【０００４】リードフレーム上でのこのような組立工程
が完了したら、図５に示すように、半導体チッブ２１が
搭載されたリードフレーム２２を上金型２３及び下金型
２４との間に挟んで上下金型間に画成されるキャビティ
内に図示しないゲートを介して透光性の溶融樹脂を注入
し及びこれを硬化させることにより半導体チップ２１に
樹脂封止を施している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光の伝送や
変換等の機能を行わないｌＣ等の通常の半導体装置で
は、不透光性の溶融樹脂にその粘性等の性状を調整する
目的で各種のフィラーを混入して封止が実施されている
のだが、上述したように、素子の内部及び外部間で光に
よる伝送や変換等を行う光半導体素子では、所要の透光
性を確保するためにフィラーを混入せずに封止処理をし
なければならない。

【０００６】このため、樹脂封止の際に金型間に微小な
隙間が介在する場合、通常の不透明樹脂を使用するので
あれば樹脂に混入されたフィラーが微小な隙間を埋めま
たは絡み付くことにより樹脂のキャビティ外、例えば金
型間、等への樹脂の漏出はかなりの程度抑制できるのだ
が、透光性樹脂を使用する光半導体素子の場合には、上
述したように、樹脂にはフィラーを混入することができ
ないので金型間の微小な隙間を介した溶融樹脂の漏出が
不可避的に生じる。

【０００７】このため、樹脂封止工程を終えたリードフ
レームのリード部分には、広範囲に亘って、例えば、２
−３μｍ程度の肉厚の薄厚状の薄バリや比較的厚目の、
例えば、０．５−０．６ｍｍ程度の厚さの厚バリが形成
され、樹脂封止に続いて実施される樹脂バリの除去等の
工程に煩雑化を招いたり、製品の歩留まりを低下させた
りする不都合がある。特に、樹脂バリがリードフレーム
のダムバーより先端側のリード部分沿って長く付着した
場合は、その除去が一層困難になる。

【０００８】従って、本発明は比較的簡易な方法で樹脂
封止時の金型キャビティからの樹脂の漏出を抑え、以
て、半導体素子の製造工程の効率化を図ることを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の光半導体装置
の樹脂封止方法は、半導体チップに電気的に接続された
リード部とリード部を接続するダムバー部とを有するリ
ードフレームを上金型と下金型との間に挟持した状態で
上金型と下金型との間に画成されたキャビティ内に透明
樹脂を注入して成る光半導体装置の製造方法であって、
リードフレームのダムバーの端部を上金型と下金型との
間で押圧変形した後キャビティ内に透明樹脂を注入する
ことから成ることを特徴とする。

【００１０】このように構成することにより、上下金型
を型合せしてこれらの間に画成されたキャビティ内に漏
出が生じやすい透明樹脂を注入する場合であっても、両
金型間にダムバー５ｂを密着保持すると共に、その端部
はツブシブロックの溝内で変形されて溝を埋めることに
より、キャビティに注入された樹脂は両金型間の隙間に
漏出したとしても、ダムバー及びその端部のツブシブロ
ックの部分でリードの先端方向への漏出は効果的に阻止
される。

【００１１】請求項２の光半導体装置の樹脂封止方法
は、請求項１の方法において、ダムバーの変形を上金型
及び下金型の少なくとも一方の金型面にダムバーと直行
方向に延びる突起を介して行うことから成る。このよう
な突起の作用によりダムバーを変形させることにより溶
融樹脂のリード先端方向への漏出をより確実に防止でき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明方法の実施の形態を
図１乃至図４を参照しながら詳細に説明する。本発明の
樹脂封止方法は上型及び下型から成る金型を使用して実
施される。図１は樹脂封止を施したリードフレームを搭
載した金型をその上型を外した状態で示している。

【００１３】図１に示すように、下型１は、例えば、チ
ェイサーブロック２とこのチェイサーブロック２に収納
保持したキャビティブロック３とから成り、キャビティ
ブロック３の一端側は同様にチェイサーブロック１に収
納保持されたエンドブロック４に当接されている一方、
他端側は溶融樹脂を供給するための図示しないセンター
ブロックに当接されている。

【００１４】キャビティブロック３には、リードフレー
ム５のアイランドに搭載された半導体チップを樹脂封止
するために上型と協働してキャビテイを画成する下側凹
部６と、キャビティ内に樹脂を供給するためのランナー
７およびランナー７からの樹脂を下側凹部にゲート８が
それぞれ形成されている。下型１に載置されたリードフ
レーム５には光半導体装置の電極を構成するリード５ａ
と各リードを相互に接続するダムバー５ｂとが形成され
ている。ここで、ダムバー５ｂはリード５ａ上の樹脂封
止体側に近接したリード５ａ上の位置に直線状に延びそ
の端部は後述するツブシブロック９上に載置されてい
る。尚、このようなダムバー端部およびこれを載置する
ツブシブロックは図示しないセンターブロック側にも同
様に設けられている。

【００１５】図２は上型１０が下型１上に型合せされた
状態での図１の線Ａ−Ａに沿う拡大断面を示す。同図で
は、下型１の下側凹部６と上型１０の上側凹部１１との
間のキャビティにゲート８を介して溶融樹脂１３が注入
されるのだが、上型１０と下型１との間には型合せに際
してリードフレーム５が両金型１、１０間に押圧状に挟
持される。

【００１６】ダムバー５ｂが配置される部分の下型１に
は、上型１０との間にダムバー５ｂの厚さより微小量小
さな金型間隙を付与するように金型面が形成されてい
る。また、リード５ａの先端側が配置される部分の上下
金型１、１０には、ダムバー５ｂの厚さよりも微小量大
きな金型間隙を付与するように逃げ面１ａ、１０ａがそ
れぞれ設けられている。金型面をこのように構成するこ
とにより、型合せした状態でのキャビティ内への溶融樹
脂の注入に際して、キャビティ等からの漏出樹脂は上下
金型１、１０間に十分な圧力で挟持されたダムバー５ｂ
の部分でリード先端側、図２中右方、への漏出樹脂の拡
がりは防止される。

【００１７】ここで、封止樹脂として、例えばエポキシ
樹脂等の透明樹脂、を使用する場合、前述のように、透
明性の確保等から一般の不透明樹脂と異なりフィラーは
混入されないので、金型間の間隙等への漏出が問題とな
るのだが、本発明のような方法を採ることにより、樹脂
の漏出若しくはリード部へのバリ発生の問題を大幅に軽
減することができる。

【００１８】図３は、ダムバー５ｂの端部５ｃが配置さ
れた状態のツブシブロック９及びその近傍を示す。この
ツブシブッロック９は、図３（ａ）に平面を示すよう
に、下型１のキャビティブロック３内のエンドブロック
隣接箇所に設けられ、図３（ｂ）のエンドブロック側面
図に最良に示すように、ダムバー端部５ｃを受容する溝
９ａが設けられている。この溝９ａは、ダムバー端部５
ｃの断面寸法に対して微小量、例えば０．１ｍｍ、大き
な幅Ｗ及び微小量、例えば０．２ｍｍ、小さな深さＤに
形成されている。溝９ａをこのような寸法に設定するこ
とにより、上型１０を型合せしたときに、ダムバー端部
５ｃが上型１０により溝９ａ内で押圧力を受けて側方
向、即ち図３（ｂ）中左右方向、に拡がるように変形す
ることにより、上型１０により上方が覆われた溝９ａ内
を閉塞する。

【００１９】このため、上下金型１、１０を型合せして
これらの間に画成されたキャビティ内に樹脂を注入する
際に、両金型１、１０間にダムバー５ｂを密着保持する
と共に、その端部はツブシブロック９の溝９ａ内で変形
されて溝９ａを閉塞することにより、キャビティに注入
された樹脂は一部が両金型１、１０間の隙間に漏出した
としても、密着状に挟持されたダムバー５ｂ及びその端
部のツブシブロック９の閉塞された溝部分９ａにより、
リード５ａの先端方向への漏出の拡大は効果的に阻止さ
れる。

【００２０】この場合、ダムバー５ｂのキャビティ側に
形成された樹脂バリは、比較的狭範囲であることから、
後工程でのダムバー５ｂの打ち抜き時にこれと共に容易
に打ち抜き除去することが可能である。これに対して、
通常キャビティ側よりもかなり長く形成される先端側
（反キャビティ側）のリード部分に広範囲に付着した脂
バリは、打ち抜きによってもその除去は困難であり、特
に、厚バリを含む場合にはウォータージェットによる除
去もほとんど不可能であるのだが、本発明の方法を用い
ることによりこのようなリード先端側の樹脂バリの形成
を効果的に防止することができる。

【００２１】図４は本発明の樹脂封止方法に使用される
ツブシブロックの他の形態を示す。この形態でのツブシ
ブロック９は、図４（ａ）に示すように、溝９ａにダム
バーと直行方向に延びる、即ち溝方向には突起の高さが
変化する、突起１２を設けたことを除けば上述したツブ
シブロックと同様に構成される。リードフレームの樹脂
封止に際しては、ダムバー５ｂの端部５ｃは、図４
（ａ）に示されるように、ツブシブロック９の溝９ａの
底面に設けた突起１２上に載置される。この状態で上型
１０を下型１に向けて下降させて型合せすることによ
り、図４（ｂ）に示すように、ダムバー端部５ｃは突起
１２上へ押圧されると共に突起１２を介して押圧変形を
受ける。このような押圧変形に際して、ダムバー５ｃは
溝９ａ内で側方向、即ち紙面の表裏方向、へも容易に変
形され、その結果上型１０により上方が閉塞されたツブ
シブロック９の溝９ａは変形されたダムバー端部５ｃに
より密着状に封止される。

【００２２】このようなツブシブロック９に設けた突起
１２の作用によるダムバー５ｃの変形による溝９ａのよ
り確実な密着封止により、これに続く上下金型１、１０
間のキャビティ内への樹脂注入に際して、両金型１、１
０間に挟持されたダムバー５ｂと共に端部５ｃの部分で
も溶融樹脂のリード先端方向への漏出をより良好に防止
できる。この場合、ダムバー５ｂに対するキャビティ側
にはある程度の樹脂バリが形成されることがあっても、
樹脂封止体とダムバー５ｃとの間の間隔は通常比較的短
く設定されるのでダムバー５ｃのリードフレームからの
打ち抜き時に容易に除去することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
半導体装置の樹脂封止方法によれば、上下金型を型合せ
してこれらの間に画成されたキャビティ内に樹脂を注入
する際に、両金型間にダムバーを密着保持すると共に、
その端部はツブシブロックの溝内で変形されて溝を埋め
ることにより、キャビティに注入された樹脂は両金型間
の隙間に漏出したとしても、ダムバー及びその端部のツ
ブシブロックの部分でリード５ａの先端方向への漏出は
効果的に阻止される。

【００２４】このため、ダムバーより先端側のリード部
に除去の困難な厚バリ等が形成されるおそれを大幅に減
少できるので、製品の歩留まりを向上させると共にバリ
とり作業もダムバーの除去と共にブレスによる打ち抜き
等で容易化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される下型を他の要素と共に示し
た平面図である。

【図２】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態における要部を示す平面図
及び断面図である。

【図４】本発明方法の他の例における要部を示す断面図
である。。

【図５】従来の樹脂封止の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 下型 ３ キャビティブロック ５ リードフレーム ５ａ リード ５ｂ ダムバー ５ｃ ダムバー先端 ６ 下側凹部 ８ ゲート ９ ツブシブロック ９ａ 溝 １０ 上型 １２ 突起

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前記半導体チップに電気的に接続されたリ
   ード部と前記リード部を接続するダムバー部とを有する
   リードフレームを上金型と下金型との間に挟持した状態
   で上金型と下金型との間に画成されたキャビティ内に透
   明樹脂を注入して成る光半導体装置の製造方法であっ
   て、前記リードフレームのダムバーの端部を上金型と下
   金型との間で押圧変形した後前記キャビティ内に透明樹
   脂を注入することから成ることを特徴とする光半導体装
   置の樹脂封止方法。
2. 【請求項２】前記ダムバーの変形は前記上金型及び前記
   下金型の少なくとも一方の金型面に前記ダムバーと直行
   方向に延びる突起を介して行う請求項１に記載の光半導
   体装置の樹脂封止方法。