JPH03228338A - 成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は成形装置、例えば半導体封止装置に関するもの
である。

口、従来技術 従来、半導体装置の組立て工程においては、通常、リー
ドフレームのマウント部に半導体ＩＣチップをマウント
し、更に所定のボンディングが行われた後にパンケージ
ング（樹脂封止）工程が行われている。このパンケージ
ング方法は、各種あるが、−度に多量の半導体素子を成
形加工するのに通した、いわゆるトランスファモールド
と呼ばれる方法が一般的である。

第１７Ａ図〜第１７Ｄ図は、トランスファモールドによ
る樹脂封止の方法を示す要部概略断面図である。但し、
ここでは、説明の都合上半導体素子がマウントされたリ
ードフレームは図示省略しである。

まず、第１７Ａ図に示すように、図示省略のリードフレ
ームを金型１の下型１ａに設置し、その下型１ａを上下
動駆動装置６によって上昇させ、第１７日図に示すよう
に、金型１の上型１ｂと下型１ａとを合わせて閉じる。

そして、第１７８図に示すように、エポキシ樹脂等の封
止材（予め粉末又は粒状の成形材料を予備成形したもの
）８を上型１ｂのポット（開口部）２内に入れてからプ
ランジャ７を下降させ、第１７Ｃ図に示すように、プラ
ンジャ７によって、ランナー４及びゲート５を通して両
側に配した各キャビティ３内へ封止材８を流動化させて
加圧注入する。その後、第１７Ｄ図に示すように、プラ
ンジャ７を上昇させ、下型１ａを上述とは逆に下降させ
てから、モールドされたリードフレームを下型１ａから
取出す。

そして、この後は図示省略しであるが、樹脂材８の余分
な部分を取り除き、完全硬化処理等の所定の処理工程を
経ることによって半導体装置のパッケージングを完了さ
せる。

第１３図〜第１５図は、フラントパンク型のうち、いわ
ゆるＱ　Ｆ　Ｐ　（ｑｕａｄ　ｆｌａｔ　ｐａｃｋａｇ
ｅ）と呼ばれるパッケージング構造を有する半導体装置
（後述する第１６図参照）の樹脂封止に用いられる従来
の半導体封止装置の一例を示すものである。

即ち、第１３図に示すように、４辺にアウターリード部
１０Ｃを有する（この例ではＱＦＰタイプのパッケージ
構造を有する半導体装置が６個形成できる。）リードフ
レーム１０（第１６図参照）が、そのリードフレーム１
０の各領域Ａを図示省略の位置決めピンにより各ゲート
５の位置に夫々合わせるようにモールド金型１の下型１
ａに設置される（この下型１ａへのリードフレーム１０
の設置は、いわゆるローディングフレーム（ｌｏａｄｉ
ｎｇｆｒａｍｅ）を使用して行われる場合がある。）。

そして、このリードフレーム１０は、上述したように、
モールド金型１の下型１ａ及び上型１ｂによって、第１
４図に示すように固定される。

そして、その後は、上述した第１７Ｂ図〜第１７Ｄ図で
示したような各工程を経ることによって第１６図に示す
ようなＱＦＰタイプの半導体装置のパッケージングを完
成させる。但し、上述した第１７図の例は半導体装置の
一般的な樹脂封止の主な工程を説明したものであって、
実際には金型１等のタイプは異なるが、この例では説明
の都合上同一符号を付して説明を省略しである場合があ
る。また、第１３図の例では、第１７図に示した例のよ
うに上型１ｂに封止材８を直接注入するためのボット２
はなく、その他の所定の箇所にて封止材８が注入される
ように構成されている。

なお、第１４図は第１３図のＸＩＶ−ＸＩＶ線拡線部大
部分断面図り、また、第１３図〜第１５図中の符号１０
ａはマウント部、１０ｂはインナーリード部、１１は半
導体ＩＣチップ、１２はボンディングワイヤ、１３は上
記ローディングフレームを嵌め込むための凹部、１４は
パ・ンケージ８のイジェクトビン用の貫通孔である。

以上に説明した半導体封止装置では、上述したように、
例えばＱＦＰタイプのリードフレーム１０を樹脂封止す
る際のゲート５の位置は、そのリードフレーム１０のア
ウターリード部１０Ｃが４方向に突出しているため、第
１３図及び第１６図に示したように、どうしても領域Ａ
のようなパッケージ８のコーナ一部のみにしか設けるこ
とができない。従って、ゲート幅が例えば約０．８閣と
非常に狭くなり（第１５図参照）、その結果、モールド
樹脂８のキャビティ３内への充填性に支障が生じたり、
内部気泡が発生する等といった問題が生じ易くなる。

ハ３発明の目的 本発明の目的は、ゲート部の形成領域を広くでき、しか
も信顛性の高い封止が行える成形装置を提供することに
ある。

ニ１発明の構成 即ち、本発明は、成形材料を充填すべきキャビティ部を
有する型と、前記キャビティ部に前記成形材料を導入す
るゲート部とを有し、前記ゲート部が前記型とは別に設
けられたゲート部形成手段によって形成されている成形
装置に係るものである。なお、上記ゲート部形成手段と
は、上記型と組合せてゲート部を形成するもの及びそれ
自体でゲート部を形成するものをも包含する意味である
。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図〜第５図は、本発明をＱＦＰタイプのパッケージ
構造を有する半導体装置の封止に適用した例を示すもの
である。

図に示すように、本例による半導体封止装置やリードフ
レームのうち既述した例と同様の部分は説明の都合上、
同一符号を付して説明を省略する場合があるが、その著
しく異なる点は、金型１とは別に設けられたゲート部形
成用のプレート３０によってゲート部２５が形成されて
いることである。

ゲート部形成用プレート３０は、第１図に示すヨウニ、
例えば工具１４３ＫＤ１１　（Ｊ　Ｉｓ規格）と呼ばれ
る、金型と同様の材質によって厚さｎが例えば０．８Ｍ
に形成され、更に長辺の長さρが例えば２０ｍｍ、短辺
の長さｍが例えば１４胴の、キャビティ部３の一部を形
成すべき開口部３０ａが例えば６箇所に夫々設けられて
いる。また、ゲート部形成用プレート３０の所定箇所に
は、第１図に示すように、６箇所にリードフレーム２０
の位置決め用ビン３１が夫々設けられ、これらのピン３
１が夫々リードフレーム２０に形成された貫通孔２０ａ
に夫々挿入される。なお、図中の符号３０ｂは後述の第
５図に示すローディングフレーム５０のリードフレーム
支持部５３を嵌め込むための凹部である。ここで、ロー
ディングフレーム５０は、第５図の（ａ）及び（ｂ）に
示すように、主に、ローディングアッパー５１及びロー
ディングロアー５２と、そのローディングアッパー５１
に設けられたリードフレーム支持部５３及び°取手部５
４と、ローディングロアー５２に設けられたグリンプ部
５５とからなり、図に仮想線で示すように、リードフレ
ーム２０が支持部５３上に設置された状態で、それらの
支持部５３が下型１ａ及びゲート形成用プレート３０の
凹部１３．３０ｂに嵌め込まれるように構成されている
。この嵌め込みと同時に、リードフレーム２０がプレー
ト３０上にセントされる。樹脂封止後は、フレーム５０
を持ち上げることにより、パッケージされた素子を金型
から取り出せる。また、開口部３０ａにおけるゲート部
形成用プレート３０の内周側壁面３０Ｃは、この例では
例えば７５°の傾斜面として形成されている（第２図参
照）。

そして、第１図に示すように、モールド金型１の下型１
ａに設けられた凹部３２にゲート部形成用プレート３０
を嵌め込んで設置してから、リードフレーム２０を下型
１ａ（ゲート部形成用プレー）３０）へ取付け、既述の
例と同様の操作によって、第２図に示すように、下型１
ａに設けられたゲート部形成用プレート３０及び上型１
ｂによりリードフレーム２０が固定される。即ち、第２
図及び第３図に示すように、プレート３０及び下型１ａ
によってモールド金型１におけるゲート部２５が形成さ
れる。その後は、上述の例と同様のモールド工程を経る
ことによって第４図に示すようなＱＦＰタイプの半導体
装置のパッケージングを完了する。

以上に説明した半導体封止装置によれば、上述したよう
に、ゲート部２５をモールド金型１　（下型１ａ）とは
別に設けたゲート部形成用プレート３０によって形成し
ているので、従来のようにリードフレーム（アウターリ
ード部１０ｃ）１０の形状に左右されることなく、ゲー
ト部２５の領域を広くすることができる。即ち、上述し
た第１図及び第４図に示したように、リードフレーム２
０における日の領域にゲート部２５を十分な幅で設ける
ことができる。従って、モールド樹脂８のキャビティ３
内への充填不良や内部気泡の発生等といった問題を心配
する必要がなく、信頬性の高い半導体装置の封止が行え
る。

また、ゲート部形成用プレート３０は、上述したように
、モールド金型１　（下型１ａ）とは別に設けられてい
るので、取外して何度でも使用でき、そのメンテナンス
も非常に容易である。更に、また、ゲート部形成用プレ
ート３０を設けたことにより、上述した第１図に示すよ
うに、ゲート部２５の形状を従来の第１３図に示したゲ
ート部５に比べてシンプルにでき、その結果、モールド
金型１を製作する際のコストダウンやそのメンテナンス
の容易化にもつながる。

また、本例の場合、第４図に示すように、リードフレー
ム２０では、第１６図に示した従来のリードフレーム１
０のＡの領域（金型のゲート部にふたをするための部分
）における斜線の部分の面積が必要なくなり、その分の
面積（例えば本例では２０閣程度）を減らすことができ
、リードフレーム２０の設計の自由度が増し、その簡易
化、低コスト化も可能となる。また、上記した部分を必
要としないため、リードフレームの不所望なそりや歪が
減少できる。

第６図及び第７図は、上述の第１図〜第４図の例におけ
るゲート部形成用プレート３０によってゲート部２５の
位置及び数を変形した例である。

即ち、第６図はゲート部２５をキャビティ部３の短辺側
の端部に設けた例であり、また、第７図はゲート部２５
をキャビティ部３の短辺側の２箇所に設けた例である。

従って、本例によれば、上述した第１図〜第４図の例と
同様の利点を有していると共に、ゲート部２５の位置や
数を適切に設計することができる。

しかも、第７図の例では各ゲート部２５からの注入量を
減らせることから充填性を一層向上させ、成形時間の短
縮も可能となる。

また、第８図は、既述した従来例におけるゲート部５と
同様の（但し、幅は拡大可能な）ゲート部２５にゲート
部形成用プレート３０を適用できるように構成した例で
あり、この場合には従来のリードフレーム１０を設計変
更することなくそのまま用いることができ、しかも、上
述の例と同様にゲート部２５の領域を広くすることがで
きる。

第９図〜第１１図は本発明の他の例を示すものであって
、半導体封止装置の基本的な構造は上述の第１図〜第４
図の例とほぼ同様であるので、説明の都合上、同一符号
を付して説明を省略する場合がある。

即ち、本例において上述した例と異なる点は、第９図〜
第１１図に示すように、上述のプレート３０に対応する
ゲート部形成用プレート３６自体にゲートの一部となる
貫通溝（又は孔）３５ａを開口部３０ａから外側方へ設
け、これがモールド金型１の下型１ａに設けられたゲー
）３５ｂと共に第１０図に示すようにゲート部３５を形
成していることである。

従って、本例においても、上述した例と同様に、ゲート
部３５の領域を広くすることができるといった各利点を
有していると共に、本例の場合、ケート部形成用プレー
ト３６の貫通溝３５ａによってゲート部の幅だけでなく
厚さ方向の広さも大きくすることができる。そして、こ
の場合、第１図〜第４図のゲート部２５の例と組合せれ
ば（即ち、第３図と第１１図の組合せ）上記ゲート部の
領域を一層効果的に形成することが可能となる。

第１０図によれば、ゲート部３５の開口位置がリードフ
レーム２０に接しているため、注入された樹脂がマウン
ト部１０ａの下側だけでなく、その開口部１０ｄから上
方へ流動し、これによってＩＣチンプ１１に対する上下
の圧力差が軽減され、かつ、樹脂の流動性をより均一化
できる。

第１２図は本発明の更に他の例を示すものであって、半
導体封止装置の基本的な構造は上述の例とほぼ同様であ
るので、説明の都合上、同一符号を付して説明を省略す
る場合がある。

即ち、本例は、第１２図に示すように、モールド金型１
の下〆１ａにおいて、第１３図に示した従来例における
ゲート部５と、上述の第１図に示した例におけるゲート
部２５とを設け、これに上述した第１図の例のゲート部
形成用プレート３０を用いた例を示すものである。

従って、上述したように、本例においても上述した各側
における各利点を有すると共に、ここでは第１図の例と
同様のリードフレーム２０を用いたが、本例の場合、従
来のリードフレーム１０を設計変更することなく、その
まま用いることも可能であり、しかも、ゲート部が２箇
所に設けられているため、封止材８の注入効率等を効果
的に促進できる。

以上、本発明の実施例を示したが、上述した例は本発明
の技術的思想に基づいて更に変形可能である。

例えば、上述した例ではいずれもモールド金型１の下型
１ａにランナー４及びゲート部を設けた場合について本
発明を適用した例を説明したが、モールド金型１の上型
１ｂにランナー及びゲートが設けられた場合についても
、上述した各側と同様の構成によって本発明を通用でき
、また、上記モールド金型１の下型１ａ及び上型１ｂの
両者に上記各構成を設けて本発明を適用することも可能
であり、その場合には封止材８の注入を効果的に行える
。

また、上述したゲート部形成用プレート３０、３６の形
状は、必ずしも上述したように一枚の連続した板状部材
である必要はなく、要はゲート部のみをカバーできるも
のであればどのような形状のものであってもよい。また
、上述したように、ローディングフレームを用いてす□
−ドフレームを下型に設置するような場合には、上記ロ
ーディングフレーム自体にゲート部形成用プレート３ｏ
、３６等と同等のゲート部形成手段を設けてもよい。

また、上述した第９図〜第１１図の例において、ゲート
部形成用プレート３６のみにゲート部３５を設ける（即
ち、第９図において下型１ａにゲート部用溝３５ｂを設
けず゛、ゲート部そのものをプレート３６のみに設けた
構造のものにする）ことも可能であり、更に、上述した
ゲート部形成手段にランナーとして機能する手段を設け
てもよい。

また、上述したゲート部形成用プレート３ｏ、３６の形
状、構造、材質等は種々変更でき、更にゲート部の位置
や数等も、パッケージング構造に合わせて適宜変形して
よい。

なお、上述した例ではＱＦＰタイプの半導体装置の樹脂
封止に本発明を適用したが、その他にも、例えば２辺に
アウターリード部を有するフラットパック型の半導体装
置やＤ　Ｉ　Ｒ（Ｄｕａｌ　Ｉｎ−Ｉｎ−１ｉｎｅＰａ
ｃｋａ型の半導体装置の樹脂封止、更には他の分野の成
形品にも本発明が適用可能である。

へ、発明の作用効果 本発明は、上述したように、ゲート部を型とは別に設け
たゲート部形成手段によって形成しているので、上記型
が設計上の制約を受けることなく、ゲート部を広くでき
る。その結果、キャビティ部への成形材料の充填不良や
内部気泡の発生等の問題を心配する必要のない、信頼性
の高い成形装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図は本発明をＱＦＰタイプのパッケージング構造を
有する半導体装置に適用した例を示す要部分解斜視図、 第２図は第１図の■−■線要部拡大断面図、第３図は第
１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線要部拡大部分断面図、第４図は
第１図の例による半導体装置の封止後のリードフレーム
を示す平面図、 第５図（ａ）はローディングフレームの平面図、同図（
ｂ）は同図（ａ）の右側面図、 第６図はゲート部の位置を変更した例を示す要部拡大部
分斜視図、 第７図はゲート部を２箇所に設けた例を示す要部拡大部
分斜視図、 第８図はキャビティ部の四角の一部に従来例と同様のゲ
ート部を設けた例を示す要部拡大部分斜視図、 第９図は本発明の他の例を示す半導体封止装置の要部分
解斜視図、 第１０図は第９図のＸ−Ｘ線要部拡大断面図、第１１図
は第９図のｘｔ−ｘｔ線要部拡大部分断面図、 第１２図は本発明の更に他の例を示す半導体封止装置の
要部分解斜視図 である。 第１３図〜第１７図は従来例を示すものであって、 第１３図は従来の半導体封止装置を示す要部分解斜視図
、 第１４図は第１３図のＸＩＶ−ＸＩＶ線要部拡大断面図
、 第１５図は第１４図のｘｖ−ｘｖ線要部拡大部分断面図
、 第１６図は第１３図の例による半導体装置の封止後のリ
ードフレームを示す平面図、 第１７Ａ図、第１７Ｂ図、第１７Ｃ図及び第１７Ｄ図は
半導体封止工程を主要段階について順次示す各概略断面
図 である。 なお、図面に示す符号において、 １・・・・・・・・・モールド金型 １ａ・・・・・・・・・下型 １ｂ・・・・・・・・・上型 ３・・・・・・・・・キャビティ ４・・・・・・・・・ランナー ５．２５．３５・・・・・・・・・ゲート８・・・・・
・・・・モールド樹脂（パッケージ）１０．２０・・・
・・・・・・リードフレーム１１・・・・・・・・・半
導体ＩＣチップ３０．３６・・・・・・・・・ゲート部
形成用プレート（ゲート部形成手段） である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、成形材料を充填すべきキャビティ部を有する型と、
   前記キャビティ部に前記成形材料を導入するゲート部と
   を有し、前記ゲート部が前記型とは別に設けられたゲー
   ト部形成手段によって形成されている成形装置。