JPH03255639A - 樹脂封止用金型 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂封止用金型に関し、特に、樹脂封止型の半
導体集積回路装置の組立工程に用いられる樹脂封止用金
型に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体集積回路装置の製造における組立工程
では、所望の機能を有する半導体集積回路素子を外部の
環境から保護すべく樹脂などによって所望のパッケージ
形状に封止することが行われている。

すなわち、上下一対の金型の合わせ面にパッケージ形状
に対応した凹部（キャビティ部）と、このキャビティ部
に連通して樹脂を圧送するための圧送路とを刻設してお
くとともに、両者の接続部には、断面積を圧送路の他の
領域よりも絞ったゲート部を形成しておく。そして、所
望の温度に加熱された上下の金型のキャビティ部の位置
に、リードフレームなどに保持された半導体集積回路素
子の位置が一致するように配置した後、上下の金型で挟
圧し、その状態で、圧送路を通じて外部から、半溶融状
態の熱硬化性樹脂などをキャビティ部に圧送・充填して
、当該キャビティ部に位置する個々の半導体集積回路素
子が所定のパッケージ形状を呈する樹脂によって封止さ
れた状態にするものである。

そして、充填樹脂が充分に硬化した後、上下型を分離し
てリードフレームを取り出すが、この状態のリードフレ
ームにおいては、パッケージを横絞する樹脂と、圧送路
に充填された樹脂とが一体となっており、樹脂が完全に
硬化した状態で前記ゲート部を境に両者を切り離すゲー
トブレーク処理や、リードフレームの切断成形工程など
が施される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の従来技術のように、樹脂が硬化した後
にゲートブレーク処理を行う場合には、以下の問題があ
ることを本発明者は見出した。

すなわち、（１）、　　ＩＪ−ドフレームの切断成形後
にパッケージ内に残るリードフレーム材と樹脂との接着
性を良好にすることがパッケージ内の気密性を確保する
などの観点から重要となるため、樹脂の改良によってリ
ードフレームと樹脂との接着力が年々増加する傾向にあ
り、ゲートブレークの際にの切断除去が不完全になり、
ゲート部分の樹脂の取り残しを生じやすい。

（２）、ゲートブレーク時に、ゲート部近傍のリードフ
レームに大きな力が作用し、変形などの損傷を招く。

（３）、製品の小型化に伴いパッケージの外形寸法が一
層小さく　（薄く）なる傾向にあり、ゲートブレーク時
に、パッケージ側の樹脂の欠損を生じやすい。

このため、このようなゲートブレーク時における問題の
対策として、たとえば、特開昭６４−１３７４９号公報
に開示される技術のように、ＩＪ−ドフレームのゲート
部に臨む領域に、選択的に樹脂との密着性の低い低接着
層を形成することが考えられるが、当該技術の場合には
、大量のリードフレームの全てにこのような対策を施す
必要があり、リードフレームの製造工程が煩雑になった
り、製品の製造原価の上昇を招くなどの他の問題を生じ
ることとなる。

そこで、本発明の目的は、被封止物や封止樹脂などの損
傷を招くことなく、確実なゲートブレークを行うことが
可能な樹脂封止用金型を提供することにある。

本発明の他の目的は、製造原価の上昇を招くことなく、
確実なゲートブレークを行うことが可能な樹脂封止用金
型を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になる樹脂封止用金型は、上型および
下型の少なくとも一方の合わせ面に刻設され、当該上型
および下型の型合わせ時に被封止物が収容される密閉空
間を横絞するキャビティ部と、上型および下型の少なく
とも一方の合わせ面に刻設され、キャビティ部に接続さ
れる樹脂圧送路とを備え、この樹脂圧送路を通じてキャ
ビティ部に所望の樹脂を充填することにより、被封止物
を樹脂によって封止する樹脂封止用金型であって、樹脂
圧送路とキャビティ部とを接続するゲート部に、当該ゲ
ート部における樹脂の通路を横断する方向に変位するゲ
ートカッタを設けたものである。

〔作用〕

上記した本発明になる樹脂封止用金型によれば、たとえ
ば樹脂充填の直後の上型および下型を閉じた状態で、ゲ
ート部内に所望の量だけゲートカッタを突出させ、当該
ゲート部に存在する未硬化状態の樹脂を切断するか、あ
るいは切り欠きを形成することにより、当該ゲート部に
おける充填樹脂の硬化後の強度を小さくすることができ
る。

これにより、樹脂が硬化した後に行われる、キャビティ
部の充填樹脂と、圧送路の充填樹脂とをゲート部を境に
して切り離すゲートブレーク処理において、必要辺上に
大きな外力を作用させることなく、すなわち被封止物を
損傷することなく、しかもゲート部における充填樹脂の
取り残しなどを生じることなく、確実にゲートブレーク
を遂行することができる。

また、ゲート部における充填樹脂とリードフレームとの
接着強度を意図的に低下させるなどの目的でリードフレ
ーム側に余分な加工を施す必要もないので、製造原価の
上昇を招くことなく、確実なゲートブレークを行うこと
ができる。

〔実施例１〕 以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例である樹
脂封止用金型およびそれを用いた封止工程の一例につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である樹脂封止用金型の一
部を模式的に示した断面図である。

なお、本実施例においては、−例として、半導体集積回
路装置の組立工程に適用した場合について説明する。

上型１と下型２の合わせ面の互いに対応する領域には、
凹部１ａおよび凹部２ａがそれぞれ刻設されており、両
者を密約させた状態でキャビティ部Ｃが形成されるよう
になっている。

上型１と下型２の型合わせ面の間には、リードフレーム
３が挟圧されて保持されるようになっている。

このリードフレーム３には、当該封止工程以前の周知の
ベレットボンディング工程やワイヤボンディング工程な
どを経ることによって、所望の機能を有する半導体集積
回路素子３ａが搭載されており、この半導体集積回路素
子３ａがキャビティ部Ｃの中央部に位置するように、上
型１および下型２に対するリードフレーム３位置決めが
行われている。

リードフレーム３に搭載された半導体集積回路素子３ａ
に設けられた図示しない複数の外部接続端子の各々は、
複数のボンディングワイヤ３ｂを介して、リードフレー
ム３を構成する図示しない複数のリードの各々に電気的
に接続されている。

下型２の合わせ面には、一端が上型１に設けられている
図示しないポットなどに接続され、他端部がキャビティ
部Ｃを構成する凹部２ａに連通ずる、断面形状が凹形の
線状溝２ｂが刻設されており、上型１および下型２の型
締め状態において、両者の間に挟圧されるリードフレー
ム３の一部とともに樹脂圧送路Ｒを構成している。

そして、たとえば上型ｌに設けられている図示しないポ
ットなどにおいて加圧された溶融状態の樹脂４は、この
樹脂圧送路Ｒ，アゲ一部Ｇを通過してキャビティ部Ｃに
圧送され、充填されるものである。

また、キャビティ部Ｃを構成する凹部２ａに対する、前
記線状１２ｂの接続部は、キャビティ部Ｃの側に向かう
方向に断面積が漸減するゲート部Ｇとなっている。

この場合、ゲート部Ｇには、先端部５ａが当該ゲート部
Ｇの一部を構成するように、樹脂４の流れ方向に対して
所望の角度θをなして切欠されているとともに、ゲート
部Ｇを横断する方向に変位自在なゲートカッタ５が配置
されており、カッタ駆動ビン６を介して外部から変位量
および変位の時期が随意に制御される構造となっている
。

また、ゲートカッタ５とカッタ駆動ピン６とは着脱自在
に係合しており、上型１および下型２の分離状態におい
て、先端部が所望の角度θをなすものに随時交換可能に
されている。

以下、本実施例の樹脂封止用金型の作用の一例について
説明する。

まず、所望の温度に加熱されている上型１と下型２とを
分離した状態で、下型２の凹部２ａの中央部に半導体集
積回路素子３ａが位置するようにリードフレーム３の位
置決めを行う。

その後、上型ｌと下型２との間でリードフレーム３を挟
圧するように両者を密着させる。

このとき、第１図に示されるように、リードフレーム３
に搭載された半導体集積回路素子３ａは、密閉状態のキ
ャピテイ部Ｃの中央部に位置された状態となるとともに
、線状溝２ｂとリードフレーム３の一部とによってキャ
ビティ部Ｃに連通する樹脂圧送路Ｒが横絞される。

この状態で、たとえば上型１に設けられている図示しな
いポットなどに投入された樹脂塊を加圧して流動状態に
し、流動状態の樹脂４は、樹脂圧送路Ｒおよびゲート部
Ｇを通じて圧送されて下型２の凹部２ａに流入し、さら
にリードフレーム３の複数の図示しないリードの間隙な
どを通じて上型１の凹部１ａにも流れ込み、キャビティ
部Ｃの全体に樹脂４が充填された状態となる。

そして、この状態に所定の時間保持することにより、キ
ャピテイ部Ｃおよび樹脂圧送路Ｒ，アゲ一部Ｇなどにそ
れぞれ充満した樹脂４ａおよび樹脂４ｂ、樹脂４Ｃは上
型ｌおよび下型２の熱によって硬化しはじめる。

この時、本実施例の場合には、上述のようにして充填さ
れた樹脂４ａおよび４ｂ、４ｃの硬化が完了する前に、
すなわち、樹脂４ａおよび４ｂ。

４Ｃが未だ可塑性に富む状態の時に、ゲートカッタ５を
作動させ、その先端部５ａをゲート部Ｇに存在する樹脂
４Ｃに所望の変位量だけ貫入させることにより、当該ゲ
ート部Ｇに存在する樹脂４Ｃを切断するか、または所定
の深さの切り欠きを形成する動作を行う。

そして、キャビティ部Ｃや樹脂圧送路Ｒに存在する樹脂
４ａおよび４ｂ、４ｃが完全に硬化した後、上型１と下
型２とを分離し、半導体集積回路素子３ａがキャビティ
部Ｃの形状（所定のパッケージ形状）の樹脂４ａによっ
て封止された状態のリードフレーム３を外部に取り出し
、キャビティ部Ｃに充満した樹脂４ａと樹脂圧送路Ｒや
ゲート部Ｇに充満した樹脂４ｂ、４ｃとを、ゲート部Ｇ
を境にして切り離すゲートブレークを行う。

ここで、本実施例の場合には、前述のように、成形時に
おいてゲートカッタ５の作用により、ゲート部Ｇに存在
する樹脂４Ｃに、切断または切り欠きなどの処理が施さ
れているので、ゲート部Ｇに残存する樹脂４ｂの強度が
充分に小さくなっている。

このため、ゲート部Ｇおよび樹脂圧送路Ｒに残存する樹
脂４Ｃおよび樹脂４ｂを、パッケージを構成する樹脂４
ａから切り離すゲートブレークに必要な力を大きくする
ことなく、すなわち、リードフレーム３や半導体集積回
路素子３ａを封止した樹脂４８などを損傷することなく
、しかも、樹脂圧送路Ｒやゲート部Ｇの樹脂４ｂ、４ｃ
の取り残しなどを生じることな（、半導体集積回路素子
３ａを封止した樹脂４ａと、樹脂圧送路Ｒおよびゲート
部Ｇの樹脂４ｂおよび４Ｃとを確実に切り離すことがで
きる。

また、従来技術のように、リードフレーム３などには特
別な加工を施す必要がないので、大量のリードフレーム
３を処理する量産工程における製造原価の増大を抑止す
ることができる。

さらに、ゲートカッタ５が交換可能な構造であるため、
封止工程に使用される樹脂４の物性などに応じて、先端
部５ａの角度θ（すなわち、ゲート部Ｇの角度）を最適
に設定することができ、上型１および下型２に大幅な変
更を加えることなく、種々の樹脂４に対して良好なゲー
トブレーク結果を得ることができる。

〔実施例２〕 第２図は、本発明の他の実施例である樹脂封止用金型の
一例を模式的に示す平面図である。

本実施例２の場合には、下型２０（または上型１０）の
合わせ面に刻設された凹部２０ａ（凹部１０ａ）と、樹
脂圧送路Ｒ１を構成する線状溝２０ｂ（線状溝１０ｂ）
とを接続するゲート部Ｇｌに、当該下型２０　〈または
上型１０〉の合わせ面に平行な平面内において変位する
ゲートカッタ５０を設け、カッタ駆動ピン６０によって
作動するようにしたところが前記実施例１の場合と異な
るものである。

本実施例の場合にも、ゲートカッタ５０の作用により、
硬化後にゲート部Ｇ１に存在する樹脂４Ｃの強度を小さ
くすることができ、パッケージを構成する樹脂４ａやリ
ードフレーム３などに過大な力を作用させることなく、
しかも樹脂圧送路Ｒ１やゲート部Ｇ１の樹脂４ｂおよび
４Ｃなどの取り残しなどを生じることなく、当該樹脂圧
送路Ｒ１やゲート部Ｇ１の樹脂４ｂおよび４Ｃなどを確
実に除去できるという良好なゲートブレーク結果を得る
ことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、リードフレームや半導体集積回路素子、さら
にはキャビティ部および樹脂圧送路の形状などは、前記
実施例に例示したものに限定されない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になる樹脂封止用金型によれば、上型
および下型の少なくとも一方の合わせ面に刻設され、当
該上型および下型の型合わせ時に被封止物が収容される
密閉空間を構成するキャビティ部と、前記上型および下
型の少なくとも一方の合わせ面に刻設され、前記キャビ
ティ部に接続される樹脂圧送路とを備え、この樹脂圧送
路を通じて前記キャビティ部に所望の樹脂を充填するこ
とにより、前記被封止物を前記樹脂によって封止する樹
脂封止用金型であって、前記樹脂圧送路と前記キャピテ
イ部とを接続するゲート部に、当該ゲート部における前
記樹脂の通路を横断する方向に変位するゲートカッタを
設けたので、たとえば樹脂充填の直後の上型および下型
を閉じた状態で、ゲート部内に所望の量だけゲートカッ
タを突出させ、当該ゲート部に存在する未硬化状態の樹
脂を切断するか、あるいは切り欠きを形成することによ
り、当該ゲート部における充填樹脂の硬化後の強度を小
さくすることができる。

これにより、樹脂が硬化した後に行われる、キャビティ
部の充填樹脂と、圧送路の充填樹脂とをゲート部を境に
して切り離すゲートブレーク処理において、必要以上に
大きな外力を作用させることなく、すなわち被封止物を
損傷することなく、しかもゲート部における充填樹脂の
取り残しなどを生じることなく、確実にゲートブレーク
を遂行することｐ＜できる。

また、ゲート部における充填樹脂とリードフレームとの
接着強度を意図的に低下させるなどの目的でリードフレ
ーム側に余分な加工を施す必要もないので、製造原価の
上昇を招くことなく、確実なゲートブレークを行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である樹脂封止用金型の構
造の一例を示す略断面図、 第２図は、本発明の他の実施例である樹脂封止用金型の
構造の一例を示す平面図である。 １・・・上型、１ａ・・・凹部、２・・・下型、２ａ・
・・凹部、２ｂ・・・線状溝、３・・・リードフレーム
（被封止物）、３ａ・・・半導体集積回路素子（被封止
物）、３ｂ・・・ボンディングワイヤ、４．４ａ、４ｂ
、４ｃ・・・樹脂、５・・・ゲートカッタ、５ａ・・・
先端部、６・・・カッタ駆動ピン、１０・・・上型、１
０ａ・・・凹部、１０ｂ・・・線状溝、２０・・・下型
、２０ａ・・・凹部、２０ｂ・・・線状溝、５０・・・
ゲートカッタ、６０・・・カッタ駆動ピン、Ｃ・・・キ
ャビティ部、Ｇ、Ｇｌ・・・ゲート部、Ｒ，Ｒ１・・・
樹脂圧送路、θ・・・ゲートカッタの先端部の角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上型および下型の少なくとも一方の合わせ面に刻設
   され、当該上型および下型の型合わせ時に被封止物が収
   容される密閉空間を構成するキャビティ部と、前記上型
   および下型の少なくとも一方の合わせ面に刻設され、前
   記キャビティ部に接続される樹脂圧送路とを備え、この
   樹脂圧送路を通じて前記キャビティ部に所望の樹脂を充
   填することにより、前記被封止物を前記樹脂によって封
   止する樹脂封止用金型であって、前記樹脂圧送路と前記
   キャビティ部とを接続するゲート部に、当該ゲート部に
   おける前記樹脂の通路を横断する方向に変位するゲート
   カッタを設けてなる樹脂封止用金型。 ２、前記ゲートカッタの先端部が、前記ゲート部の一部
   を構成し、当該ゲート部の断面積がキャビティ部に向か
   う方向に漸減するように、前記樹脂の圧送方向に対して
   所望のゲート角度をなすように切欠されてなる請求項１
   記載の樹脂封止用金型。 ３、前記ゲートカッタが交換可能に構成され、先端部の
   形状の異なるゲートカッタを用いることにより、前記ゲ
   ート角度を可変にした請求項１または２記載の樹脂封止
   用金型。 ４、前記ゲートカッタを、前記上型および下型の合わせ
   面に交差する方向に変位するように駆動することを特徴
   とする請求項１、または３記載の樹脂封止用金型。 ５、前記ゲートカッタを、前記上型および下型の合わせ
   面に平行な方向に変位するように駆動することを特徴と
   する請求項１記載の樹脂封止用金型。