JPH0336741A

JPH0336741A - 樹脂封止タイプの半導体デバイス用樹脂封止装置

Info

Publication number: JPH0336741A
Application number: JP1172292A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Matsumoto; 松本　好彦; Hisanobu Takahama; 高浜　久延
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1991-02-18
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: US5052907A; JP2578209B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は樹脂封止タイプ半導体デバイスの樹脂封止技術
に関する。

（従来の技術）従来、個々の半導体チップを封止するための方法の一つ
に樹脂を用いる樹脂成型方法がある。

この樹脂成型方法（特にトランスファ成型方法）は、−
度に多量のデバイスを樹脂モールドできる点で大量生産
に適し、又安価に生産できるため、現在の樹脂封止技術
の主流となっている。

第６図（ａ）及び（ｂ）は、この樹脂成型方法に使用す
る樹脂封止装置（ポット式トランスファ成型機）を示す
ものである。ここで、同図（ｂ）は同図（ａ）の縦断面
図を示している。また、第７図は前記第６図（ａ）及び
（ｂ）の樹脂封止装置に係わる金型レイアウトを示して
いる。以下、第６図（ａ）及び（ｂ）並びに第７図を参
照しな記がら前俳樹脂成型方法について説明する。

まず、上下に分割することのできる金型１１ａ及びｌｌ
ｂ内に、あらかじめ半導体チップと導線とが接着された
リードフレーム１２を配置する。この後、リードフレー
ム１２を金型ＩＬａ及びｉｔｂにより挟み、十分に加圧
する。また、金型１１ａに形成されたポット１３へ樹脂
を投入する。この後、プランジャ１４で一定圧力を加え
ることにより、樹脂は、ポット１３とキャビティ１６と
を結ぶ成型材料の供給路（以下「ランナ」という。）　
１５を通して半導体チップが配置されたキャビティ１Ｂ
へ充填する。さらに、この一定圧力を保持しつつ、・１
５０℃〜１９０℃に加熱された金型１１ａ及びｔｉｂの
熱により樹脂を硬化させる。そして、金型１１ａ及びｌ
ｌｂを開いて樹脂封止の行われた半導体デバイスを取り
出すことにより、一連の樹脂成型方法が完了する。

このプロセスにより最も問題となるのは、樹脂の注入時
にポット１３、ランナ１５、キャビティｔｅといった空
洞部分の空気が巻き込まれることにある。即ち、第８図
（ａ）乃至（Ｃ）に示すように、ツブが配置されたキャ
ビティ１６に充填する際、ポット１３等の空洞部分の空
気１８を一緒に巻き込む。

そして、キャビティｌＢ内に取り込まれた空気１８は、
半導体デバイスにピンホール状の空洞（以下「樹脂巣」
という。）を形成する。なお、この樹脂巣は、半導体デ
バイスの外観上好ましいものではない。また、後の作業
に支障をきたし生産活動のロスとなる。さらに、ユーザ
側に対する信頼性の低下となり、致命的な欠陥である。

そこで、この樹脂巣を減少させるため、現在では、樹脂
注入速度の適正化、注入後の樹脂加圧力の適正化、キャ
ビティへのエアベント設置、金型温度を下げる等の措置
がとられている。しかしながら、これらの措置にはそれ
ぞれ以下に示すような弊害がある。即ち、樹脂注入速度
については、遅すぎると樹脂がその充填完了前に硬化し
て未充填となる可能性があり、又速すぎると樹脂巣が多
数発生するという欠点がある。樹脂加圧力については、
高すぎると金型の小さな隙間から樹脂が滲みだし、後の
作業に支障をきたすため不都合である。また、低すぎる
と樹脂巣が多数発生するという欠点がある。さらに、エ
アベントについては、特に超小型半導体デバイスでは、
このエアベントの形状を非常に小さくしなければならな
い。また、これを怠ると、そこへ樹脂が詰まり、樹脂封
止装置自体の機能を阻害してしまう。なお、エアベント
内に樹脂が詰まるごとに、これを除去してもよいが、こ
れは作業能率を大幅に低下させる。このため、連続した
作業の中では、樹脂を除去する作業は現実には実施する
ことができない。また、金型温度を低下させることにつ
いては、これにより樹脂特性と半導体デバイスの信頼性
低下につながり、大変好ましくない。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来は、半導体デバイスの樹脂封止の際に
、樹脂と共に空気が取り込まれるため、前記半導体デバ
イスに樹脂巣が形成されていた。

また、この樹脂巣を減少させるための方法には完璧なも
のがなく、半導体デバイスの信頼性低下につながってい
た。

そこで、本発明は、樹脂巣の発生を大幅に減少できると
共に、樹脂効率の向上、金型の小型化、モールドブレス
加圧効率の向上及び樹脂滲み（樹脂パリ）の減少を達成
できる樹脂封止装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の樹脂封止装置は、
成型材料が装填されるポットと、半導体デバイスが配置
されるキャビティと、前記ボッ。

トとキャビティとを結ぶランナと、前記ランナの先端部
に形成される樹脂溜とを有している。

また、成型材料が装填されるポットと、半導体デバイス
が配置されるキャビティと、断面が円形になるように形
成され、前記ポットとキャビティとを結ぶランナと、前
記ランナの先端部に形成される樹脂溜と有している。

（作用）このような装置では、ランナの先端部に樹脂溜が形成さ
れている。これにより、樹脂封入時に巻き込まれる空気
は、前記樹脂溜に吸収されるため、キャビティに残存す
ることが非常に少ない。

よって、半導体デバイスの樹脂量を大幅に減少すること
ができる。また、ランナの断面が円形になるため、前記
ランナにおける成型材料の流れに対する抵抗を小さくで
きる。これにより、充填速度を早めることができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例に係わる樹
脂封止装置の金型レイアウトを従来と比較して示したも
のである。また、第２図は前記第１図の金型についての
形状変更内容を示したものである。

本発明では、ポット及びランナに必要とする容積をでき
る限り小さくして、金型の小型化を図っている。具体的
には、ポット底面（カル）の直径を約６０ｍｍから約４
０ｍｒｎへと縮小することにより、カルに要する体積を
小さくしている。また、ランナ間隔（Ａ）を６０ｍｍか
ら５５ｍｍへと縮小し、又ランナ間隔（Ｂ）を１１０ｍ
ｍから５５ｍｍへと縮小している。さらに、フレーム間
隔を１０ｍｍから７ｍｍへ縮小している。

これにより、樹脂封入途中で起こる空気の巻き込みが大
幅に軽減され、半導体デバイス部での樹脂量の発生が大
幅に少なくなる。また、金型の有効部面積が約１１１７
ｃｍ２から７７９ｃｍ２へ縮小され、モールドプレス加
圧効率が約１．４倍に向上する。また、金型全体を小さ
くしたことにより、ランナ（Ａ）〜（Ｄ）の長さや断面
積も縮小することができる。このため、必要な樹脂量が
７０グラムから３５グラムになり、樹脂効率が７％から
１４％へと約２倍にアップする。さらに、この樹脂量削
減効果により、コストを約１７２にすることが可能とな
る。また、金型全体の樹脂パリ量が減少し、後工程の作
業性が向上する。

また、ランナ（Ａ）〜（Ｄ）の断面形状を台形又は五角
形から円形へ変えている。断面形状が台形又は五角形の
場合は、その角（コーナー）部での樹脂の流れに対する
抵抗が大きい。しかし、断面形状が円形の場合は、角部
がないため、その分だけ樹脂の流れに対する抵抗が小さ
くなる。即ち、円形では、台形又は五角形と比べて充填
時間が早くなる。

第３図は本発明の他の実施例に係わる樹脂封止装置を示
したものである。また、第４図は前記第３図の樹脂封止
装置に係わる金型レイアウトを示したものである。なお
、第３図及び第４図において、前記第６図（ａ）及び第
７図に示す従来の樹脂封止装置及びその金型レイアウト
と同一の部分には同じ符号が付しである。

前記実施例では、ポット及びランナに必要とする容積を
できる限り小さくして、樹脂封入途中で起こる空気の巻
き込みを減少させた。ところが、容積を小さくするのみ
では、空気の巻き込みを完全に防止し、樹脂量の発生を
抑えることは困難である。そこで、本実施例では、容積
の縮小化により防ぎきれない空気の混入を、ランナ１５
先端に設けた樹脂溜１７により吸収するようにした。こ
の樹脂溜１７は、例えば直径約７ｍｍの球状の空間が効
果的である。なお、樹脂溜１７は球状に限られるもので
はなく、他の特別な形状をしていても構わない。

第５図（ａ）乃至（ｃ）は、前記樹脂溜１７を設けた樹
脂封止装置において、樹脂がカル１７からキャビティ１
６へ流れ込むようすを示したものである。

即ち、樹脂がポットに装填されると、プランジャにより
一定の圧力が加えられる。すると、樹脂は、カル１７か
らランナ１５を通して半導体デバイス部のキャビティ１
６ａ　、　１８ｂ・・・に順々に充填される。なお、ポ
ット等の空洞部分の空気１８が一緒に巻き込まれる可能
性もあるが、この空気１８は半導体デバイス部（キャビ
ティ１６ａ　、　１６ｂ・・・内）に残存することなく
、樹脂溜１７まで押し流される。そして、従来、キャビ
ティ１６ａ　、　１６ｂ・・・に形成されていた樹脂束
は、樹脂溜１７に形成されることになる。

これにより、半導体デバイス部での樹脂束の発生率が２
００ｐｐｍ　〜５００ｐｐｍ　（超小型半導体デバイス
（スーパミニトランジスタ）の場合）と高かったものが
、ユーザの要求する１０ｐｐｍ〜７０１）ｐｍと約１／
７にすることができる。

［発明の効果］以上、説明したように、本発明の樹脂封止装置によれば
、次のような効果を奏する。

金型全体を縮小し、又ランナの先端には樹脂溜を設けて
いる。さらに、ランナの断面形状を円形にしている。こ
れにより、樹脂束の発生を防止できると共に、樹脂効率
の向上、金型の小型化、モールドブレス加圧効率の向上
及び樹脂パリの減少を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例に係わる樹
脂封止装置の金型レイアウトを従来と比較して示す図、
第２図は本発明の一実施例に係わる樹脂封止装置と従来
の樹脂封止装置との金型形状の変更内容を比較して示す
図表、第３図は本レイアウトを示す図、第５図（ａ）乃
至（ｃ）は樹脂封止の際における樹脂溜の効果を説明す
るための図、第６図（ａ）及び（ｂ）は従来の樹脂封止
装置を説明するための図、第７図は従来の樹脂封止装置
に係わる金型レイアウトを示す図、第８図（ａ）乃至（
ｃ）は樹脂封止の際における樹脂束の発生メカニズムを
説明するための図である。１５・・・ランナ、１６・・・キャビティ、１７・・・
樹脂溜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂封止タイプ半導体デバイスの封止装置であっ
て、成型材料が装填されるポットと、半導体チップが配
置されるキャビティと、前記ポットとキャビティとを結
ぶランナと、前記ランナの先端部に形成される樹脂溜と
を具備することを特徴とする樹脂封止装置。
（２）樹脂封止タイプ半導体デバイスの封止装置であっ
て、成型材料が装填されるポットと、半導体チップが配
置されるキャビティと、断面が円形になるように形成さ
れ、前記ポットとキャビティとを結ぶランナと、前記ラ
ンナの先端部に形成される樹脂溜とを具備することを特
徴とする樹脂封止装置。