JPH05162175A - 樹脂封止用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止用金型装置に関し、空気逃げ溝に樹
脂が密着して残ることを防ぐことを目的とする。 【構成】 キャビティ１と空気逃げ溝２を有し、前記キ
ャビティ１は樹脂封止成形品を賦形するものであって、
互いに衝合する下型10と上型20の少なくとも一方に設け
られているものであり、前記空気逃げ溝２は、前記キャ
ビティ１の少なくとも一つの側壁と交わる分割面３に彫
られた凹部3aと、対向して衝合する衝合面４とに囲まれ
て形成されており、かつ内表面に非粘着処理が施されて
いるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止用金型装置に係
わり、特に樹脂封止半導体装置の封止に用いる金型装置
において、空気逃げ溝に樹脂が密着して残らないように
なした樹脂封止用金型装置に関する。

【０００２】近年、半導体装置の進展は目ざましいもの
があり、利用される分野がどんどん広がるに伴って、半
導体装置の生産数量も飛躍的に拡大している。そして、
この半導体装置の大量生産は、ウェーハの段階から半導
体装置として製品に仕上げるまでの一連の製造プロセス
の製造技術に負うところが大きい。

【０００３】半導体装置の製造プロセスは、前工程と後
工程に分けることができるが、前工程は、ウェーハの段
階から多数の微細な素子を形成するまでで、後工程は、
ウェーハをチップに切断してから製品に仕上がるまでで
ある。そして、後工程は、組立工程と検査工程に分けら
れる。

【０００４】組立工程の中でチップの封止は、素子を保
護したり導出端子を取り出したりするためのいわゆるパ
ッケージを行うものである。そして、パッケージにはい
ろいろな形態と方法が採られているが、製造効率がよく
原価も安いことから、モールド技術を応用した樹脂封止
によるプラスチックパッケージが多用されている。そし
て、樹脂封止技術とそれを行うための封止装置の効率化
にはまだまだ検討の余地がある。

【０００５】

【従来の技術】半導体装置の樹脂封止に例を採ると、例
えばリードフレームと呼ばれる枠状支持部材が用いら
れ、このリードフレームのステージにチップがマウント
され、インナーリードと呼ばれる端子部に金線などでワ
イヤボンディングされる。このリードフレームを封止金
型にセットして封止樹脂を流し込む一種のインサートモ
ールドによって樹脂封止が行われる。

【０００６】ところで、半導体装置の樹脂封止は他の電
子部品などと同様、精密でしかも低い成形圧力で成形す
る必要がある。そのため、例えばエポキシ樹脂のような
熱硬化性の樹脂を用いたトランスファ成形が用いられ
る。そして、電子部品用として特に低圧成形が可能な低
圧封入成形法によって行われるのが一般的である。

【０００７】図３は樹脂封止用金型装置の一例の一部を
拡大した斜視図である。図において、１はキャビティ、
2 は空気逃げ溝、７は樹脂、８は成形品、９は金型装
置、10は下型、11はカル、12はランナ、13はゲート、20
は上型、21はポット、22はスプルー、30はリードフレー
ムである。

【０００８】こゝで例示した金型装置９は、半導体装置
などの電子部品の封止に用いられる金型であり、熱硬化
性のエポキシ樹脂成形材料を用いた低圧トランスファ成
形用の金型の一例である。下型10の上に上型20が衝合し
合う構成になっている。そして、例えば半導体チップを
樹脂封止してプラスチックパッケージ型の半導体装置を
作る場合には、チップがマウントされたリードフレーム
30がローディングフレームと呼ばれる保持具によって運
ばれ、２つの型10、20に挟持されて樹脂封止が行われ
る。

【０００９】上型20には、投入された樹脂７を加熱して
溶融軟化させ可塑化させて金型に押し込むためのポット
21（材料室）が設けられている。そのポット21の下には
スプルー22と呼ばれる注入孔を介して下型10にカル11が
設けられている。

【００１０】ところで、半導体装置を含めた電子部品の
樹脂封止の場合には、１回の成形によって多数の成形品
８が得られるいわゆる多数個取りが行われる。そこで、
カル11からは例えば２本とか４本とか、さらに途中から
枝分かれしたりして放射状に広がったランナ12が設けら
れている。このランナ12は、湯道とも呼ばれ文字どうり
融けた樹脂が流れる道となっている。そして、ランナ12
の先には、ゲート13を介して20個とか50個とかいった多
数のキャビティ１が並設されている。

【００１１】キャビティ１を構成している凹部（狭義の
キャビテイ）や凸部（コア）などは成形品の形状に応じ
て下型10と上型20とに適宜設けられ、２つの型10、20を
衝合させたとき、上に出っ張ったり下に出っ張ったりし
て所望の成形品８の形状を賦与するようになっている。

【００１２】ポット21で加熱溶融され可塑化した樹脂７
は、図示してないプランジャによって加圧されながらス
プルー22を通ってカル11に押し出される。そして、樹脂
７はカル11から放射状に方々に枝分かれしたランナ12を
通り、ランナ12からさらに小枝状に分岐したゲート13を
介してそれぞれのキャビティ１に充てんされる。

【００１３】ところで、熱硬化性樹脂の成形過程は、可
塑化、賦形、硬化の三つの段階を経て行われる。そこ
で、この３つの段階をトランスファ成形法に当てはめて
みると、まず第一段階では、ペレット状に整形されてい
る固形の樹脂７は、ポット21の中で加熱され可塑化され
て粘度が低下し流動し易くなり、ノズル状のスプルー22
を通って一旦カル11まで吐出される。そして、複数本の
ランナ12を通ってキャビティ１の中に充てんされる。第
二段階では、樹脂７はキャビティ１の隅々まで十分に充
てんされて所定の成形圧力に達し、キャビティ１の形状
に応じた所望の形状が賦与される。第三段階において
は、熱硬化性の樹脂７は、例えば縮合重合とか付加重合
とかいった化学反応が起って硬化が行われる。

【００１４】トランスファ成形においては、多数のキャ
ビティ１の全てに樹脂７が行きわたり、所定の成形圧力
が全てのキャビティ１に一様に掛かって第二段階が終了
したあとに第三段階の硬化が始まることが望ましい。そ
して、キャビティ１の中の隅々まで樹脂７が行きわたる
ためには、キャビティ１の中の空気や樹脂７から発生す
るガスを完全に抜き取ることが不可欠である。

【００１５】そのために、キャビティ１の一部にエアベ
ントとも呼ばれる空気逃げ溝２が設けられている。この
空気逃げ溝２は空気やガスが最も逃げにくい場所に設け
るのでよく、一般には金型の分割面上でゲート13から最
も遠い位置に設けられる。

【００１６】この空気逃げ溝２は空気やガス分のみが逃
げて、樹脂分がばりとなって流れ出てしまわないように
考慮されており、例えば深さが30〜50μｍ、幅が３〜５
ｍｍ程度の溝となっている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように、半導体装
置の樹脂封止などで行われるトランスファ成形において
は、キャビティ１に空気やガスなどを逃がすための空気
逃げ溝２を設けられている。そして、この空気逃げ溝２
に樹脂７がばりとなってある程度入り込むことは避けら
れない。

【００１８】ところで、金型装置９の衝合し合う表面に
は一般にハードクロムと呼ばれる硬質のクロムめっきが
施されている。このハードクロムは耐磨耗性に富んでい
るが例えばエポキシ樹脂成形材料に対して粘着性が強く
離型性がよい訳ではない。

【００１９】一方、樹脂封止によく用いられるエポキシ
樹脂成形材料は、接着材として用いられるほど粘着性に
優れており、リードフレーム30などに対する密着性もよ
い特長をもっている。

【００２０】そのため、キャビティ１の中に形成された
肉厚のある成形品８自体は比較的容易に離型することが
できるが、空気逃げ溝２に薄く入り込んだ樹脂７は密着
してこびり着き離型せずに残ってしまうことが間々起こ
る。

【００２１】そして、この密着した樹脂７の残渣を取り
除かなければ成形品８にボイド（空洞) や欠けなどの不
具合が生じたり、あるいは密着した樹脂７を剥離するた
めに手間隙が掛かって作業効率が低下したりする問題が
あった。

【００２２】そこで本発明は、空気逃げ溝に樹脂が密着
して残らないように非粘着処理を施してなる樹脂封止用
金型装置を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、キャ
ビティと、空気逃げ溝を有し、前記キャビティは、樹脂
封止成形品を賦形するものであって、互いに衝合する下
型と上型の少なくとも一方に設けられているものであ
り、前記空気逃げ溝は、前記キャビティの少なくとも一
つの側壁と交わる分割面に彫られた凹部と対向して衝合
する衝合面に囲まれて形成されており、かつ内表面に非
粘着処理が施されているように構成された樹脂封止用金
型装置によって解決される。

【００２４】

【作用】従来の樹脂封止用の金型装置においては、空気
逃げ溝に樹脂が入り込み、その樹脂が密着して残ってし
まい剥離するのに厄介があったが、本発明においては、
空気逃げ溝の内表面を非粘着処理して、入り込んだ樹脂
が密着しないようにしている。

【００２５】そうすると、キャビティから成形品を取り
出す際、空気逃げ溝に入り込んで硬化した樹脂も同時に
剥離して取り出すことができるので、樹脂封止工程の効
率化と不具合の低減が図れる。

【００２６】

【実施例】図１は本発明の一実施例の一部を拡大した斜
視図、図２は本発明の他の実施例の要部の拡大斜視図で
ある。図において、１はキャビティ、２は空気逃げ溝、
３は分割面、3aは凹部、４は衝合面、５は離型膜、６は
入れ子、７は樹脂、８は成形品、10は下型、20は上型、
30はリードフレームである。

【００２７】実施例：１ 図１において、キャビティ１は、例えば樹脂封止半導体
装置のパッケージを賦形するものである。そして、パッ
ケージの側壁からリードが突出している構成の場合に
は、キャビティ１が下型10と上型20の両方に対向して彫
られた構成になっている。そして、チップがマウントさ
れたリードフレーム30を下型10と上型20で挟んで樹脂封
止が行われる。

【００２８】空気逃げ溝２は、下型10のキャビティ１の
少なくとも一つの側壁と交わる分割面３に凹部3aとして
設けられている場合が多い。この凹部3aは、深さが30μ
ｍ程度、幅が５ｍｍ程度に彫られており、この凹部3aと
対向する上型20の衝合面４とで囲まれて空気逃げ溝２を
構成している。

【００２９】この空気逃げ溝２を構成している凹部3aの
内表面と、その凹部3aに衝合する衝合面４には、ふっ素
樹脂またはシリコン樹脂を例えば焼付け塗装した離型膜
５が被着されている。

【００３０】こうすると、樹脂封止が終了して上下の型
10、20を解合して成形品８を離型する際、空気逃げ溝２
に流入した樹脂７が密着して残ってしまうことがなくな
り、ばりとして成形品８とともに離型することができ
る。

【００３１】実施例：２ 図２において、下型10のキャビティ１の側壁に連なるよ
うに、凹部3aを設けたふっ素系の樹脂製の入れ子６を嵌
着させる。また、対向する上型20の衝合面４にもふっ素
系の樹脂製の入れ子６を嵌着させる。

【００３２】こゝで用いるふっ素系の樹脂は、耐熱性や
非粘着性の最も優れたポリ４ふっ化エチレンがよく、ガ
ラス繊維や炭素繊維などを充填して耐磨耗性を向上させ
た材料が好ましい。そして、例えば切削加工によって入
れ子６を製作し、金型に接着ないしは螺着して、所定の
空気逃げ溝２が構成できるようにする。

【００３３】こうして、空気逃げ溝２の内表面がふっ素
系の樹脂で構成されているので、樹脂封止が終了して成
形品を離型する際、空気逃げ溝２に流入した樹脂が密着
して残ってしまうことがなくなる。

【００３４】

【発明の効果】半導体装置などの樹脂封止に用いるトラ
ンスファ成形用の金型においては、キャビティに付設さ
れる空気逃げ溝に樹脂が流れ込むと密着してしまい、取
り去ることが厄介であるが、本発明によれば空気逃げ溝
の内表面を非粘着処理して樹脂が密着しないようにして
いる。

【００３５】そうすると、空気逃げ溝に密着した樹脂の
残渣に起因して成形品が不具合になったり、残渣を除去
するために手間隙が掛かって作業効率が低下したりする
ことが防げる。その結果、特に半導体装置の樹脂封止工
程の効率化に対して、本発明は寄与するところが大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の一部を拡大した斜視図で
ある。

【図２】 本発明の他の実施例の要部の拡大斜視図であ
る。

【図３】 樹脂封止用金型装置の一例の一部を拡大した
斜視図である。

【符号の説明】

１ キャビティ ２ 空気逃げ溝 ３ 分割面 3a 凹部 ４ 衝合面 ５ 離型膜 ６
入れ子 ７ 樹脂 ８ 成形品 ９
金型装置 10 下型 20 上型 30
リードフレーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ(1) と、空気逃げ溝(2) を有
   し、 前記キャビティ(1) は、樹脂封止成形品を賦形するもの
   であって、互いに衝合する下型(10)と上型(20)の少なく
   とも一方に設けられているものであり、 前記空気逃げ溝(2) は、前記キャビティ(1) の少なくと
   も一つの側壁と交わる分割面(3) に彫られた凹部(3a)
   と、対向して衝合する衝合面(4) とに囲まれて形成され
   ており、かつ内表面に非粘着処理が施されていることを
   特徴とする樹脂封止用金型装置。
2. 【請求項２】 前記空気逃げ溝(2) は、内表面にふっ素
   系の樹脂製またはシリコン系の樹脂製の離型膜(5) が被
   着されている請求項１記載の樹脂封止用金型装置。
3. 【請求項３】 前記空気逃げ溝(2) は、前記分割面(3)
   と衝合面(4) に嵌着するふっ素樹脂製の入れ子(6) から
   なる請求項１記載の樹脂封止用金型装置。