JPH09205109A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 樹脂封止工程でリードフレームに付着する不
要樹脂を確実に除去し得る半導体装置の製造方法を提供
する。 【解決手段】 インナーリード３ｂ、アウターリード３
ａ及びタイバー４を有するリードフレーム１を上下型間
に挟持し、これにより上下型の合わせ面に形成されるキ
ャビティー８内に、このキャビティーに連通する樹脂充
填路より溶融樹脂を充填しつつキャビティー内の空気を
当該キャビティーに連通する通気路１２を介して排出し
てインナーリード上に搭載された半導体チップを樹脂封
止し、その後にリードフレームからタイバー４を切除す
る半導体装置の製造方法であって、キャビティー内に溶
融樹脂を充填するときに、キャビティー内から前記通気
路へ漏出する溶融樹脂を、上下型合わせ面のリードフレ
ームのタイバーを境にアウターリード側の位置に通気路
に連通するように形成された貯留室１３に貯留する半導
体装置の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上下型を用いて樹脂封
止部を成形することにより、発光ダイオード、センサー
等の半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の半導体装置は、鉄等の
金属製のリードフレーム上に半導体チップを搭載し、こ
れをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で樹脂封止するとい
った工程を経て製造される。従来の樹脂封止工程は、例
えば半導体装置としてフォトインタラプタに用いられる
発光ダイオードを例にとると、次のように行われる。

【０００３】この工程に用いられるリードフレーム１
は、鉄等の金属よりなり、図３に示すように、帯状の連
結バー２と、一定間隔毎に延出された一対のリード端子
３と、これらリード端子３の中途部を連結するタイバー
４とを有する構造である。尚、ここで、リード端子３の
うちタイバー４を境にして連結バー２側をアウターリー
ド３ａ、また、先端側をインナーリード３ｂと称すこと
とする。また、各インナーリード３ｂの先端部には、発
光ダイオードチップ（図示せず）がダイボンディングさ
れている。

【０００４】また、図４はこの工程に用いられる硬合金
からなる上下金型３５、３６を示す断面図である。上記
上下金型３５、３６の合わせ面には、樹脂タブレットを
収納する樹脂ポット（図示せず）と、これと連結したラ
ンナ溝（図示せず）および複数のゲート溝３８と、ゲー
ト溝３８に通じる樹脂封止部成形用のキャビティー３９
とが刻設されており、また、上金型３５の合わせ面に
は、深さ数μｍ〜１０数μｍ、幅１ｍｍ程度の通気路４
０が、キャビティー３９から上金型３５の側面方向に向
かって刻設されている。

【０００５】このような上下金型３５、３６を用いて、
リードフレーム３１を上下方向から挟み込んだ状態で、
樹脂ポット内で加熱溶融された樹脂を、プランジャー
（図示しない）で押圧し、ランナ溝及びゲート溝３８を
介してキャビティー３９内に充填し硬化することによっ
て、発光ダイオードチップをインナーリード３３ｂの先
端部とともに樹脂封止し、次いで、図示はしないが上金
型３５を上昇させて上下金型３５、３６を型開きして樹
脂封止部を上下金型３５、３６から離脱させる。この
後、リードフレーム１は、そのタイバー４の部分がプレ
ス加工等により打ち抜かれて切除される。

【０００６】上記通気路４０は、キャビティー３９内へ
溶融樹脂を充填していく際にキャビティー３９内の空気
を上下金型３５、３６外に逃がすためのものであるが、
この溶融樹脂は、上下金型３５、３６の合わせ面に生じ
る数μｍの隙間を通じて、通気路４０周辺の金型の合わ
せ面に染みだし、図５に示す如く、インナーリード３ｂ
の間に薄膜状に強く密着固化し、またアウターリード３
ａの間にまでに強く密着固化し、リード端子３に不要樹
脂４１（図中の斜線部分）となって付着する。このた
め、不要樹脂４１は、ウォータージェットを吹き付けて
洗い落とし、これだけでは不十分であり、除去しきれな
かった不要樹脂４１をその後タイバーカット工程でタイ
バー４を切除すると同時にリード端子３から除去されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の製造方法に
おいては、不要樹脂４１をウォータージェットを用いて
リード端子３から除去するのだが、不要樹脂４１はリー
ド端子３に対して強固に密着しているために、完全に除
去することが困難であり、どうしてもリード端子３や連
結バー２に部分的に残留してしまい易く、連結バー２付
近ではより薄膜状に残留する場合が多く、特にアウター
リード３ａに不要樹脂４１が残留すると、得られた製品
をプリント基板などに実装する場合に実装不良の原因と
なりかねない。また、不要樹脂４１が残留することによ
り、製品の外観不良を発生させてしまうといった問題を
生じさせることとなるのである。

【０００８】更に、不要樹脂４１が残留したまま、後に
連結バー２からリード端子３を打ち抜き加工する際や必
要に応じてリード端子３に曲げ加工を施す際に、これら
加工に用いる金型においてリードフレーム１の位置決め
を正確に行えない場合があり、結果不良品の発生率を高
めることとなるのである。これらのような問題は、透明
乃至半透明の樹脂封止部を必要とする発光ダイオード、
センサー等の半導体装置の製造において、特に生じ易い
ものである。つまり、透明乃至不透明の樹脂封止部を形
成する場合、封止樹脂材料にフィラー等の添加材を少量
しか使用できないために、これを溶融させたときの流動
性は、不透明樹脂封止部の材料を溶融したときより高
く、成形金型の合わせ面に染み出し樹脂バリが発生し易
いのである。

【０００９】本発明は、以上のような状況下において考
え出されたもので、樹脂封止工程でリードフレームに付
着する不要樹脂を確実に除去し得る半導体装置の製造方
法を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、インナーリード、アウターリード及びタ
イバーを有するリードフレームを上下型間に挟持し、こ
れにより上下型の合わせ面に形成されるキャビティー内
に、このキャビティーに連通する樹脂充填路より溶融樹
脂を充填しつつ該キャビティー内の空気を当該キャビテ
ィーに連通する通気路を介して排出してインナーリード
上に搭載された半導体チップを樹脂封止し、その後にリ
ードフレームからタイバーを切除する半導体装置の製造
方法であって、キャビティー内に溶融樹脂を充填すると
きに、キャビティー内から前記通気路へ漏出する溶融樹
脂を、上下型合わせ面の前記リードフレームのタイバー
を境にアウターリード側の位置に通気路に連通するよう
に形成された貯留室に貯留することを特徴とする半導体
装置の製造方法を提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体装置の製造
方法について、半導体装置としてフォトインタラプタに
用いられる発光ダイオードを例にとり、その樹脂封止を
行う場合についての実施の形態を説明するが、本発明が
これらに限定されることはない。図１は、樹脂封止用の
上下金型及びリードフレームを示す。図１中の符号１は
リードフレームを示し、このリードフレーム１は先述し
且つ図３において示したものと同一であるので、ここで
はその説明を省略する。

【００１２】また、同図中、符号５は下金型を示し、こ
の下金型５は超硬合金からなり、基台（図示せず）上に
固設されている。下金型５には、その上金型との合わせ
面に、樹脂ポット（図示しない）と、これに連結しリー
ドフレーム１の長手方向に沿って延びるランナ溝６ａ
と、このランナ溝６ａから分岐する複数のゲート溝７ａ
と、各ゲート溝７ａに通じるキャビティー８ａとが刻設
されている。

【００１３】また、下金型５の合わせ面には、キャビテ
ィー８ａと連通する通気路１２が、各一対のリード端子
３間を通って延設されている。この通気路１２には、そ
の途中でリードフレーム１のタイバー４よりもアウター
リード３ａ側に位置する部分に貯留室１３が設けられて
いる。さらに、下金型５には、キャビティー８ａの底面
から押し出し可能に設けられ先端がキャビティー８ａの
底面の一部を構成する円柱状の押し出しピン（図示せ
ず）が嵌遊されており、空圧式シリンダ（図示しない）
の伸縮動により上下動自在となっている。

【００１４】一方、上金型１１には、下金型５のランナ
溝６ａ及びキャビティー８ａに対応する位置に、後に説
明するランナ溝及びキャビティー８ｂが刻設されてい
る。更に、キャビティー８ａの底面から押し出し可能に
円柱状の押し出しピン（図示せず）が下金型５における
押し出しピンと同様にして嵌遊されている。上金型１１
は、油圧シリンダ（図示しない）の伸縮動により下金型
５に対して上下動するものである。

【００１５】この樹脂封止に際しては、これら上下金型
５、１１間にリードフレーム１を挟み込んで閉じるので
あるが、まず、図１に示したように、リードフレーム１
を、吸着コレット（図示せず）により吸着保持した状態
で、型開きした上金型１１と下金型５との間に移送し、
次いで、リードフレーム１のインナーリード３ｂ上に搭
載した発光ダイオードチップが下金型５のキャビティー
８ａ上にそれぞれ位置するように載置する。

【００１６】次いで、リードフレーム１を、上金型１１
が油圧シリンダの伸動により下金型５に向けて下動する
ことにより、図２（ａ）に示すように、上金型１１と下
金型５の間に挟み込む。本実施例では、上金型１１が上
昇するが、これに限定されるものでなく、下金型５が上
昇してもよい。その後、図２（ｂ）に示すように、予め
従来の吸着搬送方法により樹脂ポット内に収納された樹
脂タブレットを、下金型５内部に備えられたヒータ（図
示せず）の加熱により溶融し、さらに、この溶融樹脂を
樹脂ポット内に嵌入されたプランジャー（図示せず）の
上昇により押圧してランナ（ここでは図示せず）及びゲ
ート７を通じて各キャビティー８内に充填し固化するこ
とによりインナーリード３ｂ上のチップを覆う樹脂封止
部１５が形成されている。

【００１７】上記のように、溶融樹脂をキャビティー８
内に充填するとき、キャビティー８内の空気は、溶融樹
脂に押圧されて通気路１２を介して体積の大きな貯留室
１３内へと逃げようとするので、空気とともに通気路１
２へ漏れ出す溶融樹脂は、貯留室１３へと誘導されて貯
留室１３内に溜まる。このため、本発明によれば、溶融
樹脂が通気路１２から上下金型５、１１の合わせ面間の
隙間を通じてリード端子３まで染み出ることを効果的に
防止できる。

【００１８】この貯留室１３に貯留された溶融樹脂はそ
の後固化して、これと同時に通気路１２内で固化した溶
融樹脂とともに樹脂封止部１５に連結された状態で不要
樹脂１４として成形されることとなる。本実施例では、
貯留室１３を下金型５側に設けているが、上金型１１側
に設けても構わない。次に、図示はしないが上金型１１
を上動させ上下金型５及び１１を開き、樹脂封止された
リードフレーム１を取り出し、これとほぼ同時に、上金
型１１の押し出しピンを、上下金型５及び１１を開くと
同時にキャビティー８面から下降突出して上金型１１か
らリードフレーム１を離脱させる。このとき、リードフ
レーム１は、先述したように樹脂封止部１５が貯留室１
３内で固化した不要樹脂１４と連結した状態で上下金型
５、１１から取り出される。

【００１９】そして、このリードフレーム１のタイバー
４を不要樹脂１４とともに金型を用いて打ち抜き除去
し、必要に応じてウォータージェット（噴流水）を吹き
付けたり、有機溶剤に浸積したりして、例えば樹脂封止
部１５近傍に残留する不要樹脂１４を除去した後に、リ
ードフレーム１から連結バー２を切除して、樹脂封止さ
れた発光ダイオードを得ることができる。特に、従来の
ようにリードフレーム１の連結部２にまでかなり薄膜状
に成形される不要樹脂１４は、ほとんど存在しなくなる
のである。

【００２０】本実施例では、通気路１２が下金型５の側
面にまで達しているが、これに限定されるものでなく、
その途中部まで形成されていても本発明の効果を奏し得
る。

【００２１】

【発明の効果】このように、本発明によれば、溶融樹脂
をキャビティー内に充填したとき、キャビティーから空
気とともに通気路へ漏れ出す溶融樹脂を、通気路の途中
におけるリードフレームのタイバーよりもアウターリー
ド側の位置に設けた貯留室に溜めるようにしたので、リ
ード端子に溶融樹脂が染み出すことを効果的に防止で
き、例えば、樹脂封止後にリードフレームからタイバー
を切除するときに、不要樹脂としてタイバーとともに除
去されることとなる。よって、アウターリードに樹脂が
付着することが無くなる。従って、不要樹脂の残留によ
る実装不良及び外観不良を極めて低減できるのである。

【００２２】本発明は、樹脂バリが発生し易い透明乃至
半透明の樹脂封止部を必要とする半導体装置の製造に、
特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いるリードフレーム及び樹
脂封止用の下金型を示す要部斜視図である。

【図２】本発明の製造方法を説明するための説明図であ
る。

【図３】リードフレームを示す要部斜視図である。

【図４】従来の製造方法を説明するための説明図であ
る。

【図５】従来の樹脂封止部の成形方法において、リード
フレームに不要樹脂が付着している状態を示す要部斜視
図である。

【符号の説明】

１ リードフレーム ４ タイバー ５ 下金型 ７ ゲート ８ キャビティー １１ 上金型 １２ 通気路 １３ 貯留室 １４ 不要樹脂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナーリード、アウターリード及びタ
   イバーを有するリードフレームを上下型間に挟持し、こ
   れにより前記上下型の合わせ面に形成されるキャビティ
   ー内に、このキャビティーに連通する樹脂充填路より溶
   融樹脂を充填しつつ該キャビティー内の空気を当該キャ
   ビティーに連通する通気路を介して排出してインナーリ
   ード上に搭載された半導体チップを樹脂封止し、その後
   に前記リードフレームからタイバーを切除する半導体装
   置の製造方法であって、 前記キャビティー内に溶融樹脂を充填するときに、前記
   キャビティー内から前記通気路へ漏出する前記溶融樹脂
   を、前記上下型合わせ面の前記リードフレームのタイバ
   ーを境にアウターリード側の位置に前記通気路に連通す
   るように形成された貯留室に貯留することを特徴とする
   半導体装置の製造方法。