JP2004235530A - 封止成形装置及びそれを用いた封止成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤーが細線化された場合にもワイヤー流れが起こりにくい、薄型化に対応することのできる封止成形装置を提供すること。
【解決手段】型締機構１５を備えた上型２と下型１とから構成される金型３を備え、下型１には半導体デバイスを封止するための封止用の樹脂タブレット２３を受け入れるポット４と、ポット４に受け入れた樹脂がランナー部６を介してゲート９から供給される封止用の下型キャビティ部５と、ポット４に進退可能に装着されてポット４に受け入れた封止樹脂を下型キャビティ部５に供給するプランジャ７とを備えた封止成形装置１０である。下型キャビティ部５には、後退した状態で先端面１８ａの上部に封止樹脂を受け入れる樹脂受入部２０を形成するとともに、進入した状態で先端面１８ａが封止樹脂を圧縮しつつ下型キャビティ５の底面（成形面）を形成して成形する圧縮成形用の成形プランジャ１８が進退可能に装填されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスターやＩＣなどの半導体デバイスを樹脂で封止した半導体樹脂封止体を成形するための封止成形装置及びそれを用いた封止成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスターやＩＣなどの半導体デバイス（半導体チップ）を樹脂で封止して半導体樹脂封止体（いわゆるパッケージ）を効率よく成形する方法としてトランスファ成形が応用され、このようなトランスファ成形にはトランスファモールド装置が使用されている（例えば、特許文献１など。）。
【０００３】
トランスファモールド装置の成形部には、例えば図１１に示すような下型１及び上型２から構成される一対の成形用の金型３を備えている。この金型３には型締めされた状態で中央に配列されるポット４を中心に樹脂封止体を成形するキャビティ部５がその周囲に形成されている。このポット４とキャビティ部５とは樹脂通路としてのランナー部６により連結されている。このポット４には上下に進退可能なプランジャ７が装着され、このポット４の周辺はカル部８と呼称されている。
【０００４】
ポット４に封止用樹脂のタブレットが投入され、封止用樹脂が溶融された状態でプランジャ７を上昇させることによりポット４内の溶融樹脂はランナー部６を介してゲート部９からキャビティ部５へ供給される。封止用樹脂がキャビティ部５内に十分に充填された状態で硬化（キュア）が進行されて樹脂封止体が成形される。
【０００５】
このようなトランスファモールド装置により成形された樹脂封止体（成形品）には、金型のランナー部やポット部に残留した樹脂（カル樹脂又はカル）が連結されており、これらの樹脂はその位置に応じてゲートランナー樹脂又はカル樹脂（カル）と呼称されている。これらのゲートランナー樹脂及びカル樹脂は金型からは成形品とともに取り出されている。例えば、型開きと同時に上型２のエジェクトピン（不図示）により成形品は上型２と離型される。また、下型１のエジェクトピン（不図示）及びプランジャ７を上昇させてキャビティ部５内に進出させることにより、成形品はゲートランナー樹脂、カル樹脂とともに取り出されている。
【０００６】
このようなゲートランナー樹脂及びカル樹脂を連結した成形品はブレーク工程により成形品とこれらの不要部分とが分離され、製品としてのパッケージ（樹脂封止体；成形品）が得られる。
【０００７】
封止用樹脂としてエポキシ樹脂及びフィラーなどを主体にしたエポキシ成形材料からなるタブレットを高温（１６０〜１８０℃）に保持された金型のポット内に投入し、加熱して溶融させ、７０〜１００ｋｇ／ｃｍ^２程度の型締め圧で成形して、エポキシ樹脂を硬化させた樹脂封止体は、エポキシ樹脂組成物が完全に半導体チップを覆うため、得られた樹脂封止体の信頼性が優れており、また、金型で成形するため、パッケージの外観も良好である。したがって、現在ではほとんどの樹脂封止体はこの方法で製造されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−４３０９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体チップは、技術の進歩と、消費電力を抑えるという社会的要求により急速に集積度が増すと同時に薄型化されている。これにより、半導体チップから取り出されるワイヤーの線幅間の寸法（ピッチ）も、例えば、１００μｍ程度のであったものが、近々では、５０μｍ程度まで要求され、これによりワイヤーの細線化も要求されるようになった。このため、従来のトランスファ成形装置による半導体製造装置によれば、ワイヤーが流れ易くなり、不良品が発生し易いという課題が急速に進展しつつある。これは、従来の半導体製造装置では、成形部としてのキャビティ部５へは封止用樹脂がゲート６から瞬時に注入され、薄型化されたキャビティ部５を平面方向に封止樹脂が瞬時に流れなければならないためである。
【００１０】
また、このような従来の封止成形装置では、ゲートランナー樹脂やカル樹脂などとして生成される不要樹脂は廃棄され、封止用樹脂の歩留まりが悪いという課題もあった。
【００１１】
そこで、本発明は、これらの従来技術を解決することを課題とする。
【００１２】
また、本発明は、トランスファ成形装置として多用されている従来の封止成形装置をできるだけ利用しつつ、ワイヤーが細線化された場合にもワイヤー流れが起こりにくい、すなわち、薄型化に対応することのできる封止成形装置を提供することを課題とする。
【００１３】
また、本発明は、廃棄樹脂を少なくすることのできる封止成形装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等の研究によれば、ランナーからキャビティ部へ樹脂を供給する際に、このキャビティ部の下方に封止樹脂を受け入れる樹脂受入部を設け、この樹脂受入部に一端封止樹脂を受け入れた後、この受け入れた封止樹脂を薄型の半導体デバイスの下面から供給して封止を行えば、従来の封止成形装置を利用しつつ、集積化されたパッケージでもワイヤー流れを生じさせることなく、封止が行えることを見出し本発明に到達した。
【００１５】
すなわち、本発明は、型締機構を備えた上型と下型とから構成される金型を備え、該下型には半導体デバイスを封止するための封止用の樹脂を受け入れるポットと、該ポットに受け入れた樹脂がランナー部を介してゲートから供給される封止用の下型キャビティ部と、前記ポットに進退可能に装着されて該ポットに受け入れた樹脂を前記下型キャビティ部に供給するプランジャとを備えた封止成形装置において、
該下型キャビティ部には、後退した状態で先端面の上部に封止樹脂を受け入れる樹脂受入部を形成するとともに、進入した状態で先端面が樹脂受入部に供給された封止樹脂を圧縮しつつ下型キャビティの底面（成形面）を形成して成形する圧縮成形用の成形プランジャが進退可能に装填されていることを特徴とする封止成形装置である。
【００１６】
このような封止成形装置によれば、（ａ）金型が開かれた状態でポットに封止用樹脂のタブレットを投入する樹脂投入工程、（ｂ）上型又は下型の少なくとも一方を昇降させて型締めを行う型締工程、（ｃ）前記供給用のプランジャを上昇させてポットに投入された樹脂を樹脂受入部に溶融した状態で供給する樹脂供給工程、（ｄ）成形プランジャの先端面を成形面まで上昇させて樹脂受入部に受け入れた溶融樹脂により半導体デバイスを封止して硬化させる圧縮成形工程、（ｅ）金型を開放し、得られた樹脂封止体を取り出す脱型工程を順次行うことにより封止成形体を製造することができる。
【００１７】
ここで、ゲートは前記成形面より下方に位置していることが好ましい。これにより、成形プランジャを所望の成形面を形成する位置まで進入させることにより成形プランジャの側面でゲートが遮断されるので、成形と当時にゲートブレークが行えることになり、ゲートブレーク工程を省略することができる。
【００１８】
また、成形プランジャの先端面は、成形面よりさらに上方に突出してキャビティ部へ突出可能に構成されていることが好ましい。成形後の脱型工程で、先端面を成形面より突出させることにより得られた成形品はキャビティ部から脱型させることができる。
【００１９】
このとき、先端面の面積が下型キャビティ部の底面と同一面積であれば、脱型工程で成形品の全面を押し出すことができるので、エジェクトピンを設けなくても成形品を損傷無く脱型させることができる。なお、先端面の面積は、下型キャビティ部の底面と同一面積又はそれ以下で有れば、自由に設計可能である。
【００２０】
また、キャビティ部の周縁には余剰樹脂を受け入れるダミーキャビティを備えることが好ましい。これにより、樹脂受入部に供給された樹脂量が余剰であっても、余剰樹脂をダミーキャビティに受け入れることができる。
【００２１】
なお、プランジャがサーボモータにより先端面の位置制御が可能であれば、樹脂受入部に供給される樹脂量を適切にコントロールすることができる。
【００２２】
このように構成された封止成形装置によれば、キャビティ部を形成する下型として、該下型に進退可能に設けられ、進入した状態で先端面が下型キャビティの底面（成形面）を形成し、後退した状態で上部に封止樹脂を受け入れる樹脂受入部を形成する成形プランジャを装填するという改造を行うことにより、従来のポット部、カル部、上型を含む金型をそのまま利用して使用できる。
【００２３】
また、このように構成すれば、樹脂は、封止すべき半導体デバイスなどの封止部材の下方から封止するので、封止部材が薄型である場合には、ワイヤーを含む封止部材中を移動する封止樹脂の距離が短くてよく、従って、ワイヤーを横切る樹脂の流速が遅いので、ワイヤーが細線化された場合にもワイヤー流れが生じ難い。
【００２４】
また、この封止部材中での封止樹脂の流れ方向は、薄型の封止部材に略直交する方向であり、樹脂が均一に溶融されていること及び流れるべき樹脂量が少ないことなどに起因して、封止部材の周辺の封止樹脂の流速が遅くてよく、封止部材にワイヤーの極細線が装填されていてもワイヤー流れが生じない。
【００２５】
また、このような封止成形装置によれば、封止用樹脂は、ランナーを通して供給されるので、均一に溶融した状態で樹脂受入部に供給される。この樹脂受入部への封止樹脂の供給には、特別の高圧力を必要としないので、カル部の容積及びランナー部の断面積は小さくてよく、従って、従来の半導体製造装置に代えて新しく半導体製造装置を設計する場合には、これらのカル部及びランナー部の容積を減らすことができ、これにより使用樹脂量を大幅に低減させることができ、また、装置の小型化（コンパクト化）とともに廃棄樹脂量が低減される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術で説明した封止成形装置と同一乃至均等な部位部材については、同一符号を付して説明する。
【００２７】
図１は、この発明の実施の形態に係る封止成形装置の一例を示す図であり、封止成形金型の装着された状態を示す装着図であり、図２は、成形用金型の要部を金型が開かれた状態の端面で示した端面図である。
【００２８】
図１において、符号１０は封止成形装置で、上端の固定板１１と下端のベース板１２とは、複数のガイドポスト１３…の上下端において平行に固定され、この途中にガイドポスト１３…を貫通して可動板１４が装着されている。ベース板１２と可動板１４との間にこの可動板１４を昇降させる型締機構１５が設けられている。また、このベース板１２には、不図示のプランジャ７を昇降させるトランスファ機構１６が固定されている。また、この発明においては、圧縮成形用のプランジャ１８（詳細は後述される。）を昇降させる昇降機構１７がこのベース板１４に固定されている。
【００２９】
ここで、この発明の金型３は下型１と上型２とから構成され、下型１は可動板１４に固定されて可動型とされ、上型２は固定板１１に固定されて固定型とされている。なお、この封止成形装置１０では、下型１が可動型となっているが、上型２が可動型となっていてもよく、また、上型及び下型の双方が可動型であってもよい。
【００３０】
これらの下型１と上型２が合わさる分割線（合わせ面）ＰＬには、図２に示すように、封止体の樹脂成形部となるキャビティ部（型キャビティ）５、このキャビティ部５へ溶融樹脂を供給する流路としてのランナー部６及びポット（ショットキャビティ）４が形成されている。ゲート部９はランナー部６の断面積が減少して溶融樹脂の流路が狭まった堰状になっている。上型２には上型キャビティ面５ｂが、下型１には下型キャビティ面５ａが形成されている。
【００３１】
ポット４にはタブレット成形用のプランジャ７が昇降自由に配置されている。このプランジャ７は、トランスファ機構１６により昇降される。この昇降機構はは特には問わないが、例えば、サーボモータ、エンコーダなどにより、その昇降量が正確に制御できるものが用いられている。不図示のサーボモータの回転に制御されてタイミングベルトなどによりボールネジを回転させてサーボモータの回転を上下動に変換する。プランジャ７の上面（先端面）７ａの位置は、サーボモータの回転数をエンコーダにより位置制御して所望の位置にプランジャ７を昇降させることができる。
【００３２】
また、キャビティ部５の下面（すなわち、キャビティ部５に相当する下型１の上面）は貫通され、その貫通部には先端面１８ａが下型キャビティ面５ａ、上型キャビティ面５ｂと共に型キャビティとしてのキャビティ部５を形成する圧縮成形用のプランジャ１８が装着されている。このプランジャ１８は、圧縮成形用の昇降機構１７により昇降可能とされている。
【００３３】
この昇降機構１７は、例えば、前述したトランスファ機構１６と略同一乃至は均等なものが例示される。例えば、サーボモータ、エンコーダなどにより、その昇降量が正確に制御できるものが用いられている。不図示のサーボモータの回転に制御されてタイミングベルトなどによりボールネジを回転させてサーボモータの回転を上下動に変換する。プランジャ１８の上面（先端面）１８ａ位置は、サーボモータの回転数をエンコーダにより位置制御しつつ所望の位置にプランジャ１８を昇降させることができる。
【００３４】
ここで、圧縮成形用とは、圧縮成形に必要な圧力を保持できる昇降機構という意味であり、圧力を制御する必要がある場合には、任意の位置に圧力センサーなどの圧力検出器を介して成形圧を制御できる機構を備えているものとする。このような圧力制御機構は公知であり、例えば、プランジャ１８と昇降機構１７との間にロードセルなどの圧力検出器を介在させて圧力検出器により検出された圧力により必要な圧力を保持することができる。
【００３５】
この昇降機構１７は、プランジャ１８の先端面１８ａの位置をキャビティ部５の下面の位置（以下、型合わせ位置という。）１９とこの型合わせ位置１９から後退して先端面１８ａ上にランナー部６から供給された樹脂を受け入れる樹脂受入部２０を形成する位置（以下、樹脂受入位置という。）２１とに制御できることが必要である。ここで、この図２では、プランジャ１８は後退されて先端面１８ａの位置がこの断面図では樹脂受入位置２１と合致している。
【００３６】
また、この昇降機構１７は、成形後に型合わせ位置１９よりもさらに進出させることができ、これにより、下型１にエジェクトピンの配置を省略してもキャビティ部５で成形された樹脂封止体をキャビティ部５から取り出すことができる。以下、この昇降機構１７により型合わせ位置１９よりも進出した位置を取出位置２２という。
【００３７】
この昇降機構１７は、後退した位置では樹脂受入位置２１に位置され、進出した位置で取出位置２２に位置される。また、中間の位置として、型合わせ位置１９に制御することもできる。これにより、下型１と上型２とが型締めされた状態で、この先端面１８ａが型合わせ位置１９に位置された場合に、樹脂封止用のキャビティ部５が成形品の形状と一致する。
【００３８】
ここで、この図２の金型では、この型合わせ位置１９がゲート部９よりも上方に位置する様に設計されている。
【００３９】
以上の構成の封止成形装置を半導体製造装置に用いた場合の工程について以下に説明する。
（ａ）樹脂投入工程（タブレットの投入）
型締機構１５により可動板１４を下降させ金型３を開く（図２）。ついで、プレヒートした樹脂のタブレット２３をポット４に投入する。これに前後して不図示のローダーによりプレヒートしたリードフレーム２８（不図示）をキャビティ部５に位置決めしてロードする（図３）。ここで、この実施例ではプラスチックフィルムの片面に半導体デバイスを保持したＣＳＰが用いられ、封止すべき面は下面に向けてロードされている。
（ｂ）型締工程
型締機構１５により可動板１４を上昇させて金型３を閉じる。
（ｃ）樹脂供給工程（成形用プランジャの上昇）
サーボモータを駆動、制御してトランスファ機構１６によりプランジャ７を上昇させる。金型３は所定温度に加熱されているので、これによりポット４内の樹脂はランナー部６及びゲート部９を通過することにより溶融され、ＣＳＰの下方に位置する樹脂受入部２０に溶融樹脂を注入して供給する。ここで、この樹脂は、ポット４，ランナー部６，ゲート部９の熱で溶融した状態であり、樹脂の硬化が進行されていない状態では樹脂の粘性が低いので、図４に示すように、樹脂受入部２０の注入された樹脂は先端面１８ａとほぼ平行な平面方向に素早く展開される。
【００４０】
また、図５に拡大図で示すように、リードフレーム２８の下面には半導体チップなどの半導体デバイス２８ａが固定され、細いワイヤー２８ｂが多数ボンディングされている。
（ｄ）圧縮成形工程
ここで、この図２の金型では、この型合わせ位置１９がゲート部９よりも上方に位置する様に設計されている。
【００４１】
直ちに、サーボモータを制御して昇降機構１７により圧縮成形用のプランジャ１８を上昇させる（図６）。溶融樹脂は、封止すべき半導体デバイス２８ａの下方から封止するので、ＣＳＰのような封止部材２８では、ワイヤー２８ｂを含む封止部材中を移動する溶融樹脂の距離が短くてよく、従って、ワイヤー２８ｂを横切る溶融樹脂２４の流速が遅いので、ワイヤー２８ｂが細線化された場合にもワイヤー流れが生じることが少ない。
【００４２】
また、この実施例では、型合わせ位置１９はゲート部９よりも上方に位置しているので、プランジャ１８を上昇させて先端面１８ａを型合わせ位置１９に位置合わせした状態では、ゲート部９はプランジャ１８の側面１８ｂにより完全に遮断され、キャビティ部５内は密閉されて所要の成形圧力を保持させることができる。これにより、金型の熱（例えば、１６０〜１８０℃）及び所定の圧力（例えば、７０〜１００ｋｇ／ｃｍ^２程度）に所定時間（数秒から数十秒）保持することにより、樹脂の硬化反応が進行しては硬化樹脂で封止された成形品２４が得られる。
【００４３】
ここで、これらの金型温度、圧力及び保持時間は、用いる樹脂の性能、金型の大きさ、パッケージの大きさなどにより異なるので、最適の条件が実験などにより適宜決定され、温度、圧力、硬化保持時間などは上述の一例に限定されることはない。
（ｅ）脱型工程
硬化が終了後に型締機構１５により可動板１４を下降させて図７に示すように金型３を開放する。ＣＳＰであれば、成形品２４は上型２のキャビティ面５ｂから容易に剥離するので、上型２にもエジェクトピンは実質的に不要であるが、上型２にはエジェクトピンが設けられていてもよい。この場合には、この上型に設けられたエジェクトピンは、型開き後の成形品を取り出すタイミングで不図示のピンプレート等を作動させることによりエジェクトピンをキャビティ部５内に進出させて脱型する。
【００４４】
ついで、昇降機構１７を上昇させてプランジャ１８を取出位置２２まで上昇させることにより封止成形体（成形品）２４を取り出すことができる。これにより、下型１には成形品取り出し用のエジェクトピンなどの取出装置が無くても成形品を取り出すことができる。
【００４５】
ここで、本発明の封止成形装置によれば、圧縮成形工程で、ゲート部９は完全に遮断されているので、従来の封止成形体のように、ランナー部６等に残留したランナー樹脂などの不要樹脂２５と成形品２４とを分離する、いわゆるゲートブレーク工程を経ずにゲートブレークされた封止成形体２４を得ることができる。
【００４６】
また、このような発明の実施の形態では、先端面１８ａの面積が成形品の底面と等しいので、薄型の成形品２４であっても、成形品２４が展開する平面方向に対して側面から成形品を押し出すことになり、成形品を損傷することなくキャビティ部５（又はキャビティ面５ａ）から取り出すことができるという利点も有する。また、これにより、例えば、キャビティ部５の側面の型抜きを容易にする抜き勾配がなくても（又は抜き勾配が少なくても）取り出すことができる。
【００４７】
これにより、自動化された半導体製造装置の封止成形装置としてこの発明の封止成形装置を用いれば、脱型された成形品２４は吸着手段などを備えた取出手段により成形品を取り出してブレーク工程を無くして製品として次工程又は収納させることができる。
【００４８】
カル樹脂などの不要樹脂２５は、同様にプランジャ７を更に上昇させることにより取り出すことができる。これらのプランジャ７及び１８の上昇のタイミングは同時でも異なっていてもよい。
【００４９】
この型開きが行われ状態でプランジャ７、１８を上昇させて、吸引装置、ブラシ装置などを備えた清掃手段により不要樹脂２５の除去や下型１，上型２を清掃し、次の成形サイクルに備えることができる。
【００５０】
また、以上のように構成された封止成形装置によれば、キャビティ部５を形成する下型１に圧縮成形用のプランジャ１８及びプランジャ１８を駆動制御する駆動制御機構（昇降機構）を組み込むという改造を行うことにより、従来の半導体製造装置をそのまま利用することができる。
【００５１】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施の形態２について、図８〜図１０を参照しつつ説明する。なお、実施の形態と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。ここで、図８及び図９はそれぞれ本発明の実施の形態２に係る封止成形装置の下型１の要部を示す平面図及び断面図であり、下型の上に位置決めして配置されるリードフレームとの関係を便宜的に説明するためにこの下型１の上には輪郭線のみによりリードフレーム２８が描かれている。
【００５２】
この発明の実施の形態２では、図９に示すように、下型１には、分割線ＰＬから略同一深さでキャビティ部５、ゲート部９、ランナー部６及びカル部８が形成されるように設計されている。また、キャビティ部５の周囲にダミーキャビティ部２６を備えている。このダミーキャビティ部２６は、キャビティ部５の周縁から余剰の樹脂を周囲に逃がすものである。
【００５３】
このダミーキャビティ部２６とキャビティ部５との連絡部２７は、図１０に示すように、厚み方向の隙間ｄが、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度の間隔に狭められている。この隙間ｄは空気は容易に通過するが粘性を有する樹脂が簡単には通過しないが、圧力が掛かった状態では余剰の樹脂が逃げる程度の隙間である。この隙間ｄは使用する封止用樹脂の性能により実験などにより適度に選択される。リードフレーム２８を下型１と上型２との間に介在させた場合に自然に隙間が生じる場合には、下型１に対してこの隙間ｄを積極的に設けなくてよい場合もある。
【００５４】
これにより、圧縮成形工程では、この隙間ｄを介してキャビティ部５の空気が排出され、溶融樹脂がキャビティ部５の隅まで充填されてボイドなどを含む欠損品を少なくすることができる。
【００５５】
このように設計された封止成形装置を半導体製造装置に用いた場合の工程について以下に説明する。
【００５６】
トランスファ機構１６により図９の位置からプランジャ７を下降させてプランジャ７の上方にポット４を形成する。また、昇降機構１７を駆動させてプランジャ１８を下降させてプランジャ１８の上方に樹脂受入部２０を形成する。
（ａ）樹脂投入工程（タブレットの投入）
型締機構１５により可動板１４を下降させ金型３を開き、ついで、プレヒートした樹脂のタブレットをポット４に投入する。これに前後して不図示のローダーによりプレヒートしたリードフレーム２８をキャビティ部５の上方に位置決めしてロードする。
（ｂ）型締工程
型締機構１５により可動板１４を上昇させて金型３を閉じる。
（ｃ）樹脂供給工程（成形用プランジャの上昇）
サーボモータを駆動、制御してトランスファ機構１６によりプランジャ７を図９に示す位置まで上昇させる。金型３は加熱されているので、これによりポット４内の樹脂はランナー部６及びゲート部９を通過することにより溶融され、リードフレーム２８の下方に位置する樹脂受入部２０に溶融樹脂を注入して供給する。ここで、この樹脂は、ポット４，ランナー部６，ゲート部９の熱で溶融した状態であり、樹脂の硬化が進行されていない状態では樹脂の粘性が低いので、ランナー部６の断面積が従来のランナー部の断面積よりも減少されていても、樹脂を樹脂受入部２０へ送給させることができる。また、同様にカル部８として残留する樹脂の量を減少させることもできる。本発明においては、樹脂受入部２０に所定量の溶融樹脂が送給されればよく、樹脂受入部２０に注入された樹脂は平面方向に素早く展開される。
（ｄ）圧縮成形工程
直ちに、サーボモータを制御して昇降機構１７により圧縮成形用のプランジャ１８を図９に示す位置まで上昇させる。溶融樹脂（不図示）は、封止すべき半導体デバイス２８ａの下方から封止するのでリードフレーム２８はワイヤー２８ｂを含む封止部材中を移動する溶融樹脂２４の距離が短くてよく、従って、ワイヤー２８ｂを横切る溶融樹脂２４の流速が遅いので、ワイヤー２８ｂが細線化された場合にもワイヤー流れが生じることが少ない。
【００５７】
キャビティ部５内に所要の成形圧力を保持させることにより、金型の熱により樹脂の硬化反応が進行して溶融樹脂は硬化される。
（ｅ）脱型工程
硬化が終了後に型締機構１５により可動板１４を下降させて金型３を開放する。上型に設けられたエジェクトピンは、型開き後の成形品を取り出すタイミングで不図示のピンプレート等を作動させることによりエジェクトピンをキャビティ部５内に進出させて脱型する。
【００５８】
ついで、トランスファ機構１６及び昇降機構１７を上昇させてプランジャ７及びプランジャ１８を上昇させることにより封止成形体（成形品）２４を不要樹脂２５とつながった状態で取り出す。下型１には成形品取り出し用のエジェクトピンなどの取出装置が無くても成形品を取り出すことができる。
【００５９】
ここで、発明の実施の形態１との相違点は、ランナー樹脂などの不要樹脂２５が接続された状態で成形品２４が得られるので、不要樹脂２５と成形品２４とを分離する、いわゆるゲートブレーク工程を経て封止成形体２４を得ることができる。このゲートブレーク工程では、ダミーキャビティ２６に溶出した不要樹脂も併せて取り除かれる。
【００６０】
この型開きが行われ状態でプランジャ７、１８を上昇させて、吸引装置、ブラシ装置などを備えた清掃手段により下型１，上型２を清掃し、次の成形サイクルに備えることができる。
【００６１】
また、以上のように構成された封止成形装置によれば、キャビティ部５の厚みとカル部及びランナー部の厚みを略等しくすることができ、これにより、ランナー部６及びカル部８に残留する余剰樹脂を極めて少なくすることができる。
【００６２】
これにより、不要樹脂の量を少なく設計できるとともに、下型を含む金型をコンパクトに設計できるという利点を有する。
【００６３】
すなわち、本発明に係る封止成形装置によれば、封止用樹脂はランナー部６を通して樹脂受入部２０に供給されるので、均一に溶融した状態で樹脂受入部２０に供給されるが、この樹脂受入部２０への溶融樹脂の供給には、特別の高圧力を必要としないので、カル部８の容積及びランナー部６の断面積は小さくてよく、従って、従来の半導体製造装置に代えて新しく半導体製造装置を設計する場合には、この発明の実施の形態２のように、カル部８及びランナー部６の厚みを成形品の厚みと略等しくするなど、容積を減らすことができる。これにより使用樹脂量を大幅に低減させることができ、また、装置の小型化（コンパクト化）とともに廃棄樹脂量が低減される。
【００６４】
その他の作用効果は実施の形態１と均等であるので詳細な説明は省略する。
【００６５】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００６６】
例えば、以上の実施の形態では、シングルプランジャ方式の封止成形装置について説明したが、マルチプランジャ方式の封止成形装置に応用しても実質的に同様な作用効果を得るとができる。
【００６７】
また、キャビティ部５が形成される部分又はその周囲は、チェイスブロックなどにより交換可能に構成されていてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、封止用樹脂は、ランナーを通して供給されるので、均一に溶融した状態で樹脂受け入れ部に供給される。この樹脂受け入れ部への供給には、特別の高圧力を必要としないので、カル部の容積及びランナー部の断面積は小さくてよく、従って使用樹脂量を大幅に低減させることができ、また、装置の小型化（コンパクト化）とともに廃棄樹脂量が低減される。
【００６９】
また、この封止部材中での溶融樹脂の流れ方向は、薄型の封止部材に略直交する方向であり、樹脂が均一に溶融されていること及び流れるべき樹脂量が少ないことなどに起因して、封止部材の周辺の溶融樹脂の流速が遅くてよく、封止部材にワイヤーの極細線が装填されていてもワイヤー流れが生じない。
【００７０】
このような成形装置は、既存の半導体装置の金型部のみの改造でも対応することができる、という実用上有益な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る封止成形装置の一例を示す図であり、封止成形金型の装着された状態を示す装着図である。
【図２】成形用金型の要部を金型が開かれた状態の端面で示した端面図である。
【図３】発明の実施の形態に係る封止成形装置を半導体製造装置に用いた場合の工程について説明する図であり、樹脂投入工程を説明する図である。
【図４】発明の実施の形態に係る封止成形装置を半導体製造装置に用いた場合の工程について説明する図であり、樹脂供給工程を説明する図である。
【図５】図５の要部拡大図である。
【図６】発明の実施の形態に係る封止成形装置を半導体製造装置に用いた場合の工程について説明する図であり、圧縮成型工程を説明する図である。
【図７】発明の実施の形態に係る封止成形装置を半導体製造装置に用いた場合の工程について説明する図であり、脱型工程を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る封止成形装置の下型の要部を示す平面図である。
【図９】図８の断面図である。
【図１０】図９のＡ部を拡大して説明する部分断面図である。
【図１１】従来の成形用金型を説明する断面図である。
【符号の説明】
１：下型
２：上型
３：金型（成形用金型）
４：ポット（ショットキャビティ）
５：キャビティ部
５ａ：下型キャビティ面
５ｂ：上型キャビティ面
６：ランナー部
７：プランジャ
７ａ：上面（先端面）
８：カル部
９：ゲート部
１０：封止成形装置
１１：固定板
１２：ベース板
１３：ガイドポスト
１４：可動板
１５：型締機構
１６：トランスファ機構
１７：昇降機構
１８：プランジャ（圧縮成形用）
１８ａ：上面（先端面）
１８ｂ：側面
１９：型合わせ位置
２０：樹脂受入部
２１：樹脂受入位置
２２：取出位置
２３：タブレット
２４：封止成形体（成形品；製品）
２５：不要樹脂（ランナー樹脂、カル樹脂）
２６：ダミーキャビティ
２７：連絡部
２８：フレーム
２８ａ：半導体デバイス（チップ）
２８ｂ：ワイヤー

Claims (7)

1. 型締機構を備えた上型と下型とから構成される金型を備え、
   該下型には半導体デバイスを封止するための封止用の樹脂を受け入れるポットと、該ポットに受け入れた樹脂がランナー部を介してゲートから供給される封止用の下型キャビティ部と、前記ポットに進退可能に装着されて該ポットに受け入れた樹脂を前記下型キャビティ部に供給するプランジャとを備えた封止成形装置において、
   該下型キャビティ部には、後退した状態で先端面の上部に封止樹脂を受け入れる樹脂受入部を形成するとともに、進入した状態で先端面が樹脂受入部に供給された封止樹脂を圧縮しつつ下型キャビティの底面（成形面）を形成して成形する圧縮成形用の成形プランジャが進退可能に装填されていることを特徴とする封止成形装置。
2. 前記ゲートは前記成形面より下方に位置していることを特徴とする請求項１記載の封止成形装置。
3. 前記成形プランジャの先端面は、前記成形面よりさらに上方に突出してキャビティ部へ突出可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の封止成形装置。
4. 前記先端面の面積は、前記下型キャビティ部の底面と同一面積であることを特徴とする請求項１記載の封止成形装置。
5. 前記下型キャビティ部の周縁には余剰樹脂を受け入れるダミーキャビティを備えることを特徴とする請求項１記載の封止成形装置。
6. 前記プランジャはサーボモータにより先端面の位置制御が可能であることを特徴とする請求項１記載の封止成形装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の装置を用い、
   （ａ）金型が開かれた状態でポットに封止用樹脂のタブレットを投入する樹脂投入工程、
   （ｂ）上型又は下型の少なくとも一方を昇降させて型締めを行う型締工程、
   （ｃ）前記供給用のプランジャを上昇させてポットに投入された樹脂を樹脂受入部に溶融した状態で供給する樹脂供給工程、
   （ｄ）成形プランジャの先端面を成形面まで上昇させて樹脂受入部に受け入れた溶融樹脂により半導体デバイスを封止して硬化させる圧縮成形工程、
   （ｅ）金型を開放し、得られた樹脂封止体を取り出す脱型工程を順次行うことを特徴とする封止成形体の製造方法。

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