JPH0358439A - 半導体素子用樹脂封止成形装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体素子用樹脂封止成形装置の改良に関す
る． （従来の技術） 半導体素子の組立工程に利用するプリント基板やリード
フレームは，マウントした半導体素子との間を金属細線
により電気的に接続後、トランスファーモールド（Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｌｄ）　＠による樹脂封止工程によ
り外部雰囲気や水分などの影響を避けるのが通例である
．この樹脂封止工程を行う専用の樹脂封止成形装置には
、被封止半導体素子を収容する一対の金型を設け，ここ
に設置する複数のポットに収容する封止用樹脂タブレッ
ト（Ｔａｂｌ−ａｔ）の溶融液を、被封止半導体素子に
被覆する手法が採られている． この樹脂封止成形装置は、第ｔ図に明らかなように、架
台１に設置する支柱２、２に固定上型３と可動下型４が
配置されるが、先ず前者について説明する。

支柱２、２の上端付近に設置する固定上型３の中央部分
には，封止用樹脂を注入・加圧するプランジャー５を配
置し、これを鉛直方向即ち上下方向に移動自在にするた
めにトランスファーシリンダー６が取付けられている。

一方，被封止半棒体素子を収容しかつ樹脂封止或形する
一対の上下金型７、８の下金型８には、上記のように封
止用樹脂タブレッ１−を収容する複数の円筒状ポット（
第１図には一個のみ示した）９を配置し、更に、第２図
に示すように、封止用樹脂タブレットの溶融液を一旦集
めるカル（Ｃｕｌｌ）１０及びランナー（Ｒｕｎｎｅｒ
）１．１が設置され，ランナーの終端には，いわゆるゲ
ート（Ｄａｔｅ）１２を介してキャビティ（Ｃａｖｉｔ
ｙ）１３が設置される。

このキャビティｌ３に被封止半導体素子（図示せず）が
配置されている。この下金型８に形威する部品の役割は
、リードフレームに常法によりマウントされた複数の被
封止半導体素子に均等に封止用樹脂タブレットの溶融液
を流すため、カル１１から各キャビティ１３に連通した
ランナー１１が利用されでいる． この円筒状ポット９を形或した上金型７は、固定上型３
に取付け固定されており、また、一対の金型７、８は可
動下型４と固定上型３の間に配置され、上下動する押上
げる機構ｌ４を取付けた可動下型４は上下方向に移動自
在である。押上げる機構ｌ４は、架台１の底部に取付け
られしかも、油Ｌヒなどを利用して上下方向に駆動可能
としている。

このような樹脂封止成形執置の動作としては、可動下型
４がローデイング位置まで移動すると、第３図に明らか
にした下型キャビティブロック１５ａ上面には、作業者
が治具などによりガイドピン１６を差込んで被封止半導
体素子の装着を終え．更に、金型７、８夫々の一部を構
成するモールドベース１７、１８に組込まれ（第１図参
照）樹脂封止工程に不可欠な熱源１９によって加熱され
る．また、可動下型４は上昇させて発生する一定の加圧
力により型締めを行う。

次いで，予かじめ加熱された封止樹脂タブレット即ち樹
脂成形材料をポット９に作業者が入れてから、樹脂注入
用プランジャー５がトランスファーシリンダー６の稼働
により下降して樹脂成形材料を加圧する。加熱・加仕に
より樹脂威形材料の溶融液は、上記の経路を経て上下キ
ャビティｌ３内に封入後、一定時間の加熱・加正により
樹脂を硬化させて成形を完了し、可動下型４はエジェク
ト（Ｅｊｅｃｔ）位置まで下降する。

これにより，エジェクタープレート（ＥｊａｃｔａｒＰ
ｌａｔｅ）２０がエジヱクターロッド（Ｅｊｅｃｔｏｒ
　Ｌｏｄ）２１により突上げられるので、エジェクター
プレート２０に接触・配置した下型エジェクタービン２
２（第１図と第３図参照）が樹脂で封止された半導体素
子２３を突上げてキャビティ１３から離形する。更に、
上型エジェクタービン２４と同なし動作を行う上型リタ
ーンピン２５に対向して設置する下型リターンピン２６
でも突上げられる。

しかし，可動下型４の下降により上型エジェクタープレ
ート２０の上面に型けたスプリング２８の伸縮により上
型エジェクタービン２４が樹脂で封止された半導体素子
２３を突上げてキャビティｌ３から離形する． （発明が解決しようとする課題） ポットに樹脂を投入する半導体素子用樹脂封止或形装置
では、プランジャーをポットから抜出すことによりプラ
ンジャーの温度が下がり、樹脂を加圧注入する場合樹脂
温度が不均一になり、更に溶融または半溶融状庫の樹脂
の流動性を悪くし、ひいては戒形性に影響を及ぼｔ． 更にまた、投入されポット内で加熱される樹脂の下面と
側面は、プランジャーにより熱が吸収される上面より高
温度となり、樹脂を均一に溶融できない。この結果、成
形体に未充填部，巣などが発生したり、金属細線に与え
る影響も均一でなく流れも発生したり、品質面に大きな
問題を与えている。

本発明は、・このような事情により威されたもので、特
に、樹脂加熱温度を下げずに樹脂の加圧注入を可能にし
て安定した成形体即ち樹脂封止半導体素子を提供できる
半導体素子用樹脂封止成形装置を提供することを目的と
するものである．〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 鉛直方向即ち上下方向に相対向して配置する金型と、こ
の両金型に設置し互いに対向して配置する複数のポット
と，上型ポットに常時挿入する上型プランジャーと、上
金型に形或する型締部及び樹脂或形材料用加圧機構と，
上金型に配置する樹脂成形用の複数の上型ポットと、上
金型に設置する熱源と、下金型内の上下方向に稼動可能
なシリンダーと、シリンダーに連結する下型プランジャ
ーと、複数の下型ポットを上型ポットへ押上げる機構を
具備し，上金型に設置する熱源で加熱した上下プランジ
ャーを移動したポット内に挿入して樹脂或形材料を加圧
する点に本発明に係わる半導体素子用樹脂封止或形装置
の特徴がある．（作　用） 本発明は、固定上型に対向して配置する可動下型を型締
する部材を設置し、固定上型と可動下型間には、一対の
金型を配置し、この上金型に設置する複数の樹脂注入加
圧用上型ポットに加熱状態のプランジャーを挿入配置す
る． この中可動下型がローデイング位置まで下降した状態で
被封止半導体素子と樹脂成形材料を下金型にセット後，
油圧機構などからなる押上げる機構の稼働により上昇し
て型締めを行う．次に下型ポットに投入されたタブレッ
トは、可動下型に装備されたシリンダーなどの突上げに
よりこれに直結したプランジャーが各タブレットを一定
時間余熱してから上型ポットに押込む。ここで、上型ポ
ット内に加熱挿入された上型プランジャーが固定上型に
設置されたトランスファーシリンダーの加圧により上型
ポットを押すと樹脂戒形材料の溶融液がキャビティに流
入し、所定の樹脂封止工程と離形を行う． 即ち，エジェクタープレート上に設置した下型エジェク
タービンがエジェクターロッドにより突上げられること
により、エジェクト位置まで下降した可動下型に配置さ
れたキャビティより離形する．更に、下型リターンピン
の押上げにより圧縮されたスプリングが上型エジェクタ
ープレートに設置されている．型開きによりこのスプリ
ングが伸縮し，上型エジェクタービンを押上げて離形が
完了する． 即ち，上金型に複数のポット及びプランジャーを配置し
、下型ポットに配置した樹脂成形材料用タブレットを上
金型に移動させることによって上下面の加熱条件を同一
にして溶融を均一にして安定した品質の樹脂或形体が得
られる． このように本発明に係わる半導体素子用樹脂封止成形装
置は，ポットに収容した樹脂成形材料用タブレットを相
対向するプランジャーにより同時に加圧する方式を採っ
ているので、加圧力を高めることができる．即ち、この
装置に設置されるスプリングには，限界があるので、パ
ワーＩＣのようにヒートシンクをリードフレームと一緒
に樹脂封止する場合などヒートシンクとリードフレーム
間に存在する隙聞にも封止樹脂層を充填して巣などの発
生を防止するために加圧力を高めることが必要になるか
らである．この結果、封止樹脂の戒形性が向上する他に
，樹脂効率も増大するので、量産性に優れた半導体素子
用樹脂封止成形装置を提供することができる。

（実施例） 本発明に係わる実施例を第４図乃至第６図を参照して説
明する．この半導体素子用樹脂封止或形装置は、相対向
して配置する固定上型５０と可動下型５ｌと，この間に
配置する一対の金型５２、５３更に，この中に配置する
被封止半導体素子、これらの部品を移動するのに必要な
駆動機構で構成する。

即ち，相対向して配置する固定上型５０と可動下型５ｌ
の一方の固定上型５０は、架台５４の上面側に設置する
支柱５５、５５を介して固定され，他方の可動下型５１
は、油圧機構などからなる押上げる機構５６を裏面側に
設置した架台５４から多少離れた位置の架台５４に取付
ける． この固定上型５０と可動下型５ｌ間には、被封止半導体
素子を収容する一対の金型５７，　５８が配置されるが
、可動下型５ｌと共に移動する下金型５８を重ねて設置
する． 一方、固定上型５０に一体に設置する上金型５７は、以
下に記載された順序で、上型ベース５９、上型スペーサ
ブロック６０，断熱材６１．上型モールドベース６２，
環状熱源６３、上型キャビティブロック６４により構或
される。なお、環状熱源６３は，上型モールドベース６
２に組込まれる。

上型モールドベース６２には、上型キャビティブロック
６４で樹脂封止した半導体素子即ち樹脂或形体６５を離
形するのに使う上型エジェクタービン６６及びこれの戻
り位置を決める上型リターンピン６７（第６図参照）を
設置する。更に、樹脂注入機構として樹脂注入加圧用上
型プランジャー６８とこれを駆動するシリンダー機構６
９を接続・形成する．このシリンダー６９は、上型スペ
ーサブロック６０の両内側をガイドとして上下動作を行
う上型プランジャーボックス７０に連結しており、ここ
には、複数の本上型プランジャー７ｌを内臓しその先端
部は上型ポット７２・・・（図には単一が書かれている
）内に常に挿入される状態を維持しかつ、加圧用上型プ
ランジャー６８を支承する． しかも、上型モールドベース６２内に組込まれた環状熱
＠６３により上型ポット７２・・・は加熱されるので、
内挿された本上型プランジャー７１も当然加熱されるこ
とになる． このような固定上型５０に対向して支柱５５．　５５に
取付けた可動下型５ｌについて説明するが、取付ける部
品としては、固定上型５０に配置するものとほぼ対称的
なものが多い。即ち，可動下型５ｌに固定する下金型５
８には，下型ベース７３、下型スペーサブロック７４，
断熱材７５、環状熱源７６を組込んだ下型モールドベー
ス７７及び下型キャビティブロック７８をこのＭ序で配
置している。

下型エジェクタービン７９とこの突上げ高さを決定する
下型リターンピン８０（第６図参照）を下型エジェクタ
ープレート８１（第６図参照）上方に配置して、下型モ
ールドベース７７内に組込んだ下型キャビティ８２（第
６図参照）に配置する成形体を離形するのに使用する． 次にローデイング後、下型ポット８３に収容した複数の
封止樹脂タブレットを上型ポケット７２に移動させ上下
動する機構として可動下型５１に押上げシリンダー８４
を設置し、その先端は、下型プランジャーボックス８５
と連絡しており、ここには下型プランジャー８６が収容
されている。この下型プランジャーボックス８５は、下
型スペーサブロック７４の両内側をガイドとして上下動
する． 更に、下型プランジャーボックス８５上部より突出した
下型プランジャー８６は、下型キャビティブロック７８
に内臓された下型ポット８３・・・内に挿入し，上型ポ
ット７２に挿入された上型ブランジャー７ｌと同様に加
熱状態に置かれ、その先端の位置は，封止樹脂タブレッ
トの投入位置にある． 続いて，樹脂封正方法について説明する．可動下型５ｌ
がローディング位置まで下降すると，供給側から搬送治
具に収容した被封止半導体素子及び封止樹脂タブレット
が上下金型５７、５８に供給されるが、被封止半導体素
子は、下型キャビティブロノク７８上に設置するガイド
ピン８８を介して、また封止樹脂タブレットは下型ポッ
ト８３内に供給される。

この配暇が終えると、可動下型５ｌが架台５４に設置さ
れた油圧による押上げ機構５６の稼働によって上昇して
型締めを行う。この時可動下型５１内に設置した押上シ
リンダー８４に連結した下型プランジャー８６が各封止
樹脂タブレットを下型ポット８３から上型ポット７２に
押上げることにより移動する。

次に上型ポット７２に加熱挿入された本上型プランジャ
ー７ｌは，固定上型５ｏに設置されたトランスファーシ
リンダー６９の加圧により上型ポット７２・・・内を摺
動すると共に各溶融樹脂がカル８９ゲート９０（第５、
６図参照）を通って上下キャビティ９１．　９２に流入
する．この金型内の構造は従来例と同じなので詳細な説
明は省略する。

この時上下プランジャー７１．　８６の動作は、同時加
圧により溶融樹脂を注入して温度変化を防止するのが好
ましい． このような樹脂成形後、可動下型５１をエジェクト位置
Ｃまで下降さることにより架台５４に取付けた下型エジ
ェクターロッド９３が下型エジェクタープレート８ｌを
突上げるこによって、ここに配置された下型エジェクタ
ービン７９により下型或形体９４も突上げて下型キャビ
ティ８２、カル８９及びゲート９０と離形を行う。更に
、上下エジェクタービン６７、７９と同様に下型リター
ンピン８０と向合って上型リターンピン６７が配置され
ている。

ところで上型エジェクタープレート９５上にｆｉ！した
スプリング９６は、下型リターンピン８０の押上げによ
り圧縮され、型開きにより伸縮するので、」―型エジェ
クタービン６６が上型戊形体６５を突出して上型キャビ
ティ９ｌから離形させる．このような樹脂封止工程を終
えた成形体は、取出側Ｄから搬送治具が進入して金型内
から取出して半纏体素子用樹脂封止成形装置外に搬出す
る．〔発明の効果〕 本発明に係わる半導体素子用樹脂封止成形装置では，加
熱状態の上型ポット内にプランジャーが挿入されている
点，封止樹脂タブレットを下型ポットに移行させている
点、この封止樹脂タブレットは上下プランジャーにより
同時に加圧して溶融樹脂をリードフレームとヒートシン
グの隙間へ確実に充填する点が発揮される。

放熱が必要なパワーＩＣは、リードフレームに多少の隙
間をおいて導電性金属からなるヒートシンクを設置して
いるので，この隙間に封止用樹脂を確実に充填するには
，加圧力を普通の工程より必要となる。しかし、半導体
素子用樹脂封止成形装置に設置するスプリングによる加
圧力には限界があるが，上記のように上下プランジャー
を同時に封止用樹脂タブレットを大きな力で加圧できる
ので、ヒートシンクとリードフレーム間の隙間に封止用
樹脂を充填できる。このように均一な溶融条件を保持す
ることになり、ひいては高品質な樹脂封止層が得られ安
定した成形ができる．このような均一な溶融条件を維持
することにより８０％程度の樹脂効率が得られ、従来に
比べて１．３倍の効率アップとなった，

【図面の簡単な説明】

第１図は，従来の半導体素子用樹脂封止成形装置の断面
図、第２図及び第３図は、その要部を示す断面図、第４
図は、本発明の半導体素子用樹脂封止成形装置の断面図
、第５図及び第６図は，その要部を示す断面図である． ｌ、５４：架台、２，５５：支柱、３、５０：固定上型
、４．５１：可動下型、５、６８、７１．８６：プラン
ジャー６、６９、８４：トランスファーシリンダー７、
８，５７、５８：金型，９、？２，８３：ポット，１０
、８９：カル，ｌ１：ランナー、１２、９０：ゲート、
ｌ３、８２、９１：キャビティ、ｌ４、５６：押上げる
機構、ｌ５、６４．７８：キャビティブロック，ｌ６、
８８：ガイドピン、 １７、ｌ８、６２、７７：モールドベース、１９、６３
、７６：熱源、２０、８１：エジェクタープレート， ２１．９３：エジェクターロッド、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉛直方向即ち上下方向に相対向して配置する金型と、こ
   の両金型に設置し互いに対向して配置する複数のポット
   と、上型ポットに常時挿入する上型プランジャーと、上
   金型に形成する型締部及び樹脂成形材料用加圧機構と、
   下金型内の上下方向に移動可能なシリンダーと、シリン
   ダーに連結する下型プランジャーと、下型ポットを上型
   ポットへ押上げる機構を具備し、上金型に設置する熱源
   で加熱した上下プランジャーを移動したポット内に挿入
   して樹脂成形材料を加圧することを特徴とする半導体素
   子用樹脂封止成形装置