JPH0482237A - 半導体樹脂封止装置及び半導体樹脂封止方法 - 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〕 この発明は半導体装置を樹脂封止する装置の改良に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第８図は従来の半導体装置を樹脂封止する装置を示す。

図において、８０は分割可能な上型部材７０と下型部材
７１とからなり、半導体素子の樹脂封止を行う樹脂封止
型部材で、上記上、下型部材７０゜７１はそれぞれ図示
していない型締めプレス（型部材駆動機構）の上、下プ
ラテン６５．６４により支持されている。

上記上型部材７０は、複数の上型キャビティ１ａを有す
る上型キャビティブロック１と、該ブロック１を支持す
るヒータ内蔵の上定盤５と、該上定盤５をボスト１５を
介して保持するベースプレート９と、上記上定盤５とベ
ースプレート９との間に介在するスペーサブロック８と
を有している。

ここで上型キャビティブロック１はその中央にセンター
ブロック２を有しており、このセンターブロック２には
樹脂（タブレフト）１４を収納するチャンバ３が取り付
けられており、該チャンバ３の上方には該樹脂１４を送
り出すためのプランジャ１２が配設されている。また上
記キャビティブロック１及び上定盤５内には、一端が上
記上型キャビティ１ａ内に出没するエジェクタピン４が
配設されている。そして上記上型部材７０の、上定盤５
とベースプレート９との間には、エジェクタープレート
７とエジェクトピン４を該プレート７側に押圧固定する
押え板６とからなるピン支持部材２０が上下移動可能に
設けられており、このピン支持部材２０は付勢手段２１
により上定盤５側に付勢されている。ここで上記付勢手
段２１は上定盤５に螺着された螺子棒１０と、該螺子棒
１０と上記ピン支持部材２０との間に装着されたスプリ
ングハネ１１とから構成されている。なお１３は上記ピ
ン支持部材２０に固定されたリターンピンである。

また上記下型部材７１も上型部材７０とほぼ同様な構造
となっており、複数の下型キャビティ５１ａを有する下
型キャビティフロック５１と、その中央の下センターブ
ロック５２と、該ブロック５１．５２を支持するヒータ
内蔵の下定盤５５と、該下定盤５５を支持するポスト６
３と、スペーサブロック５８と、ベースプレート５９と
を有している。ここでキャビティブロック５１及び下定
盤５５には、一端が上記下型キャビティ５１ａ内に出没
可能なエジェクトピン５４が配設されている。

上記下定盤５５とベースプレート５９との間には、エジ
ェクタープレート５７と押え板５６とからなるピン支持
部材３０が上下移動可能に設けられており、このピン支
持部材３０はバネ６０により下定盤５５側に付勢されて
いる。

また上記下センターブロック５２及び下型キャビティブ
ロック５１には、それぞれ樹脂１４の通路となるランナ
ー５２ａ、５１ｂが形成されており、さらにブロック５
１には該ランナー５１ｂと下型キャビティ５１ａとを連
通するゲート５１ｃが形成されており、これらのランナ
ー５２ａ及びゲート５１ｃは上記プランジャー１２及び
チャンバ３とともに樹脂注入機構を構成している。なお
６２は下定盤５５に取り付けられ、型締め時上記リター
ンピン１３と当接して上型部材７０のエジェクトピン４
を没入させるリターンストッパ、６１は下プラテン６４
を下方に移動させて上、下型部材７０．７１を離反させ
た時、上記ピン支持部材３０と当接してエジェクトピン
５４を下型キャビティ５１ａ内に突出させるノックアウ
トロンドで、装置基部に固定されている。なお上記ボス
ト１５及び６３はこの装置では図示以外にも複数個配置
されている。

、次に動作について説明する。

チップを接着し、金線によってチップとの間を配線を行
ったリードフレームを下キャビティブロック５１上に載
置し、型締ブレスによって下型部材７１を上方に移動さ
せて上型部材７０と接合し、型締をする。この時リター
ンストッパー６２はリターンピン１３を押圧するので、
ピン支持部材２０はハネ１１の付勢力に抗して若干上方
に移動し、エジェクトピン４が上型キャビティｌａ内か
ら上方に没入することとなる。

次にプリヒートされた樹脂１４をチャンバー３の中に投
入し、プランジャー１２を下方へ駆動させ、樹脂１４を
加圧すると、樹脂１４はランナー５２ａ、５１ｂを通過
し、さらにゲート５１Ｃを通過してキャビティｌａ、５
１ａ内へ充填される。

この状態で６０秒〜９０秒放置し、樹脂１４が固化した
後、上記下型部材７１を下降させて樹脂封止型部材８０
を開く。この時、リターンストッパー６２はリターンピ
ン１３から離れるので、ピン支持部材２０はバネの付勢
力により下方に移動し、これによって上型エジェクトピ
ン４が樹脂封止した製品を上型キャビティＩａから突き
出す。

その後、さらに型締プレス下プラテン６４が下降してい
き、ノックアウトロッド６エがピン支持部材３０の底面
と当接する位置までくると、該ピン支持部材３０が該ロ
ッド６１に押されて下定盤５５に対して相対的に上昇し
、エジェクトピン５４が下キャビティ５１ａ内に突出し
、製品を突き出す。そして樹脂封止された製品を拾い上
げてリードの切断、折り曲げ加工などを経て、樹脂封止
半導体装置を完成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の半導体樹脂封止装置は、以上のように構成されて
おり、樹脂注入機構にて樹脂を注入しているが、そのラ
ンナー５２ａ、５１ｂ、ゲート５１０等の途中経路での
圧力損失のため、キャビティ部には十分な注入圧が作用
しない。また、ゲー）５１ｃはその断面積がランナー等
の他の経路に比べて小さいため、樹脂が熱硬化しやすく
、この部分が固化した後は注入圧が全くキャビティ部に
作用しなくなる。このためキャビティ内で成形される樹
脂封止製品には樹脂の成形収縮によりヒケ等が発生し、
パッケージの品質を悪化させるという問題があった。特
に光信号を処理する光半導体素子であって、透明樹脂で
封止したものでは、パンケージ表面の凹凸によって信号
光が反射したり、屈折したりして誤動作してしまうとい
う問題がある。

なお、一般的なプラスチック成形においては、ヒケの問
題を解決するため、成形品の肉厚部と対応させてシリン
ダ及びピストンを配置し、プラスチック射出後、ピスト
ンを駆動してプラスチックを加圧するようにしたもの（
実開昭６３−１９１０１３号公報参照）があるが、半導
体素子の樹脂封止装置では、微小なキャビティが多数あ
り、これらのキャビティに対しそれぞれシリンダやピス
トンを配置することは現実的に不可能であり、半導体素
子の樹脂封止におけるヒケの問題を解決できるものでは
ない。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、樹脂封止した製品の表面のヒケ等が発生する
のを防止することができ、これによりその表面が平滑な
樹脂封止タイプの半導体素子を得ることができる半導体
樹脂封止装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体樹脂封止装置は、キャビティ内へ
の樹脂の注入が完了した後、上、下型部材を接合した状
態で、上記キャビティ内にエジェクトビンを突出駆動す
る駆動手段を設け、各キャビティ内の固化直前の樹脂を
直接加圧するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、各キャビティ内に充填された樹脂
を、これが固化する直前にエジェクトピンにより加圧す
るようにしたので、樹脂の成形収縮によるヒケの発生を
防止することができ、これによりその表面が平滑な樹脂
パフケージが得られ、特に光デバイスでは樹脂パッケー
ジの光特性を向上でき、高品質のパンケージを得ること
ができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例による半導体樹脂封止装
置を示す。

図において、第８図と同一符号は同一または相当部分を
示しており、その説明は省略する。ここでは、下型部材
７１のベースプレート５９とエジェクタープレート５７
との間に、ピストン６６ａを有する加圧用シリンダー６
６ｂを設け、該ピストン６６ａのピストンロッド６６Ｃ
を上記エジェクタプレート５７と接続し、これによりエ
ジェクトビン５４を突出駆動するビン駆動手段（加圧シ
リンダ機構）を構成している。また該加圧シリンダ機構
は、各キャビティｌａ、５１ａ内に充填された樹脂１４
が固化する直前及び製品のエジェクト時に駆動するよう
になっており、樹脂固化直前の駆動では、上記エジェク
トピン５４の突出量は第６図に示すように、成形収縮量
に応じた値Ｂに設定されている。

さらに上記加圧シリンダ機構は、作動流体がＩＮ側、つ
まりピストン６６Ｓ１上側の室へ入れば、エジェクター
プレート５７を上側（キャビティ側）へ、またＯＵＴ側
、つまりピストン６６ａの下側へ入ればベースプレート
５９側へ駆動するようになっている。このためピン支持
部材３ｏをベースプレート５９側に付勢するバネ６ｏは
設けていない。また、本実施例では上記加圧シリンダ機
構により製品のエジェクトを行うことができるので、構
造を簡単にするため従、来装置のノックアウトロッド６
１は設けていない。

次に動作について説明する。

型締めを行い、樹脂１４をプランジャー１２で加圧し、
樹脂１４の注入を開始すると、注入された樹脂１４が、
ランナー５１ｂ、５２ａ、ゲート５１Ｃを通過し、キャ
ビティｌａ、５１ａに注入される。そして樹脂１４の注
入が完了して２〜５秒程度経過した後、すなわちゲー）
５１ｃ部分が若干固化した後、キャビティｌａ、５１ａ
内の樹脂１４がまだ固化していない状態で、上記シリン
ダー６６ｃＯＩＮ側に作動流体を圧太しでピストン６６
ａを上方に駆動する。これによりエジェクタープレート
５７が上方に移動し、エジェクトピン５４によってキャ
ビティｌａ、５１ａ部に充填された樹脂１４が加圧され
ることとなり、樹脂１４は収縮することはなく、固化す
ることとなる。

その後エジェクトビン５４を若干没入させて樹脂１４の
加圧を解除し、下型部材７１を下方に移動させて樹脂封
止型部材８０を開ける。その後さらに上記駆動機構によ
りエジェクタプレート５７を駆動してエジェクトビン５
４をキャビティ５１ａ内に突出させて製品をエジェクト
する。

このように本実施例では、下型部材７１のベースプレー
ト５９とエジェクタプレート５７との間に加圧シリンダ
機構を設け、各キャビティ５１ａ内に充填された樹脂１
４を、これが固化する直前にエジェクトピン５４により
加圧するようにしたので、樹脂１４の成形収縮によるヒ
ケの発生を防止することができ、これによりヒケのない
平滑なパフケージ面を得ることができる。特に樹脂封止
タイプの光デバイスでは、パフケージの光特性も向上す
ることができる。

また、加圧シリンダ機構を下型部材７１側に設け、下型
キャビティブロック５１側のエジェクトピン５４を駆動
するようにしているので、エジェクトピン５４は第７図
に示すように、リードフレームの金線６８が配線されて
いない側に突出することとなり、金ｗＡ６Ｂが変形する
ことはなく、素子表面の導体層と金線６８とのショート
を防止できる。さらに加圧シリンダ機構を下型部材７１
内に内蔵しているため、従来のプレスをそのまま使用す
ることができる効果がある。

なお上記実施例では、加圧シリンダ機構により製品エジ
ェクト時のエジェクトピン５４の駆動と、樹脂１４の加
圧時のエジェクトピン５４の駆動の両方を行うようにし
たが、これら製品のエジェクトと樹脂１４の加圧とは別
々の加圧機構で行うようにしてもよい。

また、上記第１の実施例では下型部材７１に加圧シリン
ダ機構を内蔵した場合を示したが、この加圧シリンダ機
構は、上型部材７１に内蔵してもよく、上型及び下型部
材の両方に内蔵してもよい。

さらに上記加圧シリンダ機構は、加圧プレスプラテン（
型締めプレス下プラテン）６４の下側に配設してもよい
。

第２図はこのような構成の本発明の第２の実施例による
半導体樹脂封止装置を示しており、ここでは、加圧プレ
スプラテン６４の下面に加圧シリンダ機構を設け、その
加圧用シリンダーロンドロ６Ｃを下プラテン６４を貫通
してビン支持部材３０の下面に当接させている。また該
ピン支持部材３０は、付勢バネ６０によりベースプレー
ト５９側に付勢している。その他の点は上記第１の実施
例と同様な構成となっている。

この実施例では、加圧プレスプラテン６４の下側に加圧
シリンダ機構を配設したので、上記実施例の効果に加え
て、下型部材７１をその構造を変更することなくそのま
ま使用できるという効果がある。

また、第３図〜第５図は本発明の第３の実施例による半
導体樹脂封止装置を説明するための図であり、この装置
は上記各実施例とは異なり、駆動源である加圧シリンダ
機構を用いずに、下型部材７１を構成する部品の弾性変
形を利用して固化直前の樹脂１４を加圧するようにした
ものである。

すなわち本実施例では、ベースプレート５９と下定盤５
５との間に、ピン支持部材３０の押え板５６及びエジェ
クトプレート５７を貫通して複数のボスト６３を配設し
て、スペーサブロック５８と下定盤５５との間に隙間Ａ
を確保し、これらのボスト６３のみによって下定盤５５
をペースプレ−ト５９に対して支持している。そして型
締めプレスに、型締め力を制御する制御手段を設け、型
締め力、つまり下プラテン６４と上プラテン６５との接
合力を型締め時と樹脂加圧時の２段階に分けて変化させ
るようにしている。

ここで、エジェクトピン５４の突出量Ｂは以下のように
設定している。

型締め時の締力（第１型締力）をＰ、、加圧時の締力（
第２型締力）をＰｚ（＞Ｐｌ）とし、ポスト総断面積を
Ａ、ポスト長さをｌ、ポストのヤング率をＥとすると、
第１．第２の型締力Ｐｌ。

Ｐ、によるポストの圧縮変形量δ３．δ２は、となり、
エジェクトピン突出量Ｂは、 Ｂ＝６２−６゜ となる。第４図は第３図の平面図でポスト６３の配列を
示し、第５図は第３図の側断面図である。

次に動作について説明する。

まず型締めは、第１型締力Ｐ１で行われ、この時エジェ
クトピン５４は第７図の実線で示す位置にある。そして
樹脂１４をキャビティ内に注入し、その固化直前にさら
に第２型締力Ｐ２で型締めを行うと、エジェクトピンは
第７図の点線で示す位置まで突出する。これにより樹脂
１４は加圧され、その成形収縮を招くことなく固化する
。そして樹脂１４が固化した後、下プラテン６４を下降
させていき、ピン支持部材３０がノックアウトロッド６
１に当接する位置までくると、該ピン支持部材３０が下
定盤５５に対して相対的に上昇してエジェクトピン５４
が突出し、製品のエジェクトが行われる。

このような構成の第３の実施例では、型締め力によるポ
スト６３の弾性変形を利用してキャビティ５１ａ内の樹
脂１４を加圧するようにしたので、上記実施例の効果に
加えて、駆動源である加圧シリンダ機構が不要となり、
低価格な半導体樹脂封止装置が得られるという効果があ
る。

なお上記第３の実施例では、弾性変形を利用した加圧機
構を下型部材７１内に内蔵した場合を示したが、これは
上型部材７０、あるいは下型及び上型部材７１．７０の
両方に内蔵してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る半導体樹脂封止装置によ
れば、キャビティ内への樹脂の注入が完了した後、上、
下型部材を接合した状態で、上記キャビティ内にエジェ
クトピンを突出駆動する駆動手段を設け、各キャビティ
内の固化直前の樹脂を直接加圧するようにしたので、樹
脂封止した製品の表面のヒケ等が発生するのを防止する
ことができ、これによりその表面が平滑な樹脂封止タイ
プの半導体素子を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例による半導体装置の樹
脂封止装置を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施
例による樹脂封止装置を示す断面図、第３図は本発明の
第３の実施例による樹脂封止装置を示す断面図、第４図
はその平面図、第５図はその側断面図、第６図はキャビ
ティ内へのエジェクトピンの突出状態を示す図、第７図
は金線とエジェクトピンとの位置関係を示す図、第８図
は従来の半導体装置の樹脂封止装置を示す断面図、第９
図はその下型部材表面を示す平面図である。 図において１ａは上キャビティ、１は上型キャビティブ
ロック、４はエジェクトピン、１２はプランジャー、１
４は樹脂（タブレット）、２０゜３０はピン支持部材、
２１は付勢手段、５１は下型キャビティブロック、５１
ａは下キャビティ、５１ｂはランナー、５１ｃはゲート
、５２は下センターブロック、５２ａはランナー、５４
はエジェクトピン、６３はポスト、６４は型締めプレス
の下プラテン、６５は型締めプレスの上プラテン、６６
ａはピストン、６６ｂは加圧用シリンダー６６ｃはシリ
ンダーロッド、６７はリードフレーム、６８は金線、６
９はチップ、７０は上型部材、７１は下型部材、８０は
樹脂封止部材である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のキャビティ、該キャビティ内へ樹脂を注入
   する注入通路及び上記キャビティ内に出没可能に配設さ
   れ、樹脂封止した半導体素子をエジェクトするためのエ
   ジェクトピンを有し上型部材及び下型部材に分割可能な
   樹脂封止型部材と、上記キャビティ内へ樹脂を注入する
   樹脂注入機構と、上記上型部材あるいは下型部材を上下
   駆動してこれらを接合又は離反させる型部材駆動機構と
   を備え、各キャビティ内で半導体素子を樹脂封止する半
   導体樹脂封止装置において、 上記キャビティ内への樹脂の注入が完了した後、上記上
   、下型部材を接合した状態で、上記エジェクトピンを突
   出駆動する駆動手段を有することを特徴とする半導体樹
   脂封止装置。