JPH0566017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】

本発明は、樹脂封止型半導体装置の製造方法に
関する。

【0002】

【従来の技術】

従来の樹脂封止型半導体装置では、半導体チツ
プの電極がその放熱板即ち支持板と電気的に接続
されているため、他の放熱体に半導体装置を取付
ける場合、支持板と他の放熱体との間にマイカ板
を挿入して支持板を固定していたが、良好な熱伝
導性を有する樹脂材料の開発に伴い、支持板の裏
面も樹脂で被覆して、マイカ板を省略できるよう
になつた。 その１例として、特開昭57−147260号公報に示
されるように、パワートランジスタはトランスフ
アモールド法により樹脂モールドされる。図７及
び図８に示す通り、この公知例のトランジスタチ
ツプ４は支持板１に装着され、外部リード２ａ，
２ｂと電気的に接続され、更に保護用樹脂５で被
覆されたのち、上部金型８と下部金型９によつて
形成されるキヤビテイ１２内に配置される。この
場合、支持板１はそれから一体成形された外部リ
ード２ｂ及び細条３ａ，３ｂにより支持され、下
部金型から数百μｍの距離６′ａだけ分離され、
キヤビテイ内に融解樹脂が圧入される。 図７はランナ１０を経て注入孔１１から液状の
封止樹脂６がキヤビテイ１２に充填された状態を
示し、図８は図７の工程を経て完成したパワート
ランジスタの斜視図を示す。図７は図８の−
線に沿つた断面に対応している。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】

ところで細条３ａ，３ｂはキヤビテイ１２内に
おいて支持板１の位置を固定するたためのもの
で、支持板１の裏面に薄く形成される封止樹脂層
６ａを所望の均一な厚みに形成するために必要で
ある。細条３ａ，３ｂを設けずにリード線２ｂの
みによつて支持板１を支える場合には、通常は圧
入された封止樹脂６によつて支持板１が浮動し
て、封止樹脂層６ａは所望の厚みより厚くなるの
で、放熱特性の悪いパワートランジスタになつて
しまう。 細条３ａ，３ｂは、図７の樹脂封止工程の後
に、図７の破線１３の位置で切断される。したが
つて、細条３ａ，３ｂの一端は図８に示すように
封止樹脂６の外部に露出している。細条３ａ，３
ｂは外部リード２ｂと電気的に接続されているの
で、他の素子と細条３ａ，３ｂとの接触による短
絡事故や細条３ａ，３ｂと外部放熱体との間で絶
縁不良が発生するなどの不都合が発生しやすい。 本発明は、上記欠点を解消するため、支持板の
裏面に薄い封止樹脂層を所望の均一な厚みに形成
できると共に、支持板を完全に樹脂で封止できる
樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供するもの
で、支持板の短絡事故や絶縁不良を完全に回避で
きる特徴を有する。

【0004】

【課題を解決するための手段】 本発明による樹脂封止形半導体装置の製造方法
は、支持板と、支持板の一方の端部側に連結され
た外部リードと、支持板に連結されない外部リー
ドとを備えたリードフレームを用意し、支持板の
一方の主面に半導体チツプを固着し且つ支持板に
連結されない外部リートと半導体チツプとを電気
的に接続する工程と、キヤビテイと、キヤビテイ
に繋つたゲートと、キヤビテイ内を移動可能に配
設されたスライド型とを有する成形用型を用意
し、前記工程を経たリードフレームを支持板の他
方の端部がキヤビテイのゲートが繋つた面と対向
するように成形用型に装着する工程と、支持板の
一方の端部側に連結された外部リードを成形用型
で把持し且つ支持板の他方の端部側をスライド型
で把持することによつて支持板をその他方の主面
がキヤビテイの面から離間するように位置決めし
且つスライド型がゲートを横切るように配設した
状態でキヤビテイ内に樹脂を注入する工程と、ス
ライド型を支持板から離間するように移動し、ス
ライド型の移動によつてゲートに繋がつて形成さ
れた空所にゲートから樹脂を注入する工程とを有
する。

【0005】

【作用】

スライド型がゲートを横切り、スライド型の移
動により生じた空所がゲートに通じているので、
スライド型の移動によつて形成されるキヤビテイ
はゲートに連絡し、キヤビテイにゲートから封止
樹脂を良好に流入させることができる。

【0006】

【実施例】

図１〜図６は本発明の実施例を示し、図１は本
発明により製造された樹脂封止型半導体装置を示
し、図２は樹脂封止工程前のリードフレームと呼
ばれる半導体装置組立体を示し、２１はニツケル
被覆銅板から成る支持板、２２ａ，２２ｂ，２２
ｃは同じ材料から成る外部リード線で、２２ａが
ベースリード、２２ｂがコレクタリード、２２ｃ
がエミツタリードである。２３はシリコンパワー
トランジスタチツプで、詳細を図示しないが、上
面にはベース電極およびエミツタ電極が、下面に
はコレクタ電極でそれぞれ形成されている。チツ
プ２３はその下面において支持板２１に半田付け
により固着されている。従つてコレクタ電極は、
支持板２１と電気的に接続される。２４ａ，２４
ｂはアルミニウム線で、チツプ２３のベース電極
とベースリード２２ａ間、チツプ２３のエミツタ
電極とエミツタリード２２ｃ間をそれぞれ接続す
る。２５はジヤンクシヨンコーテイングレジンと
呼ばれるチツプ保護用のシリコン樹脂である。２
６はタイバーと呼ばれるリード線同志を橋絡した
細条、２７はリード線の端部を共通して連結して
いる細条である。支持板２１には、リード線導出
側とは反対端部に近接して孔２８が形成されてい
る。なお、孔２８の代わりに支持板２１に凹部を
形成することもよく行われる。なお、図にはリー
ドフレームの内の１個のパワートランジスタ分を
示すが、実際には多数個分が並列している。

【0007】 図３〜図６は図２のリードフレームをトランス
フアモールド法により樹脂封止するためにモール
ド金型にセツトした状態を示し、図２の−線
に沿つた断面に対応する。この金型は上部金型２
９と下部金型３０とからなり、上部金型２９と下
部金型の一方は可動型となり他方は固定型とな
る。３１，３２は封止樹脂が送られてくるラン
ナ、３３，３４は封止樹脂のゲートである。上部
金型２９には、第１スライド型２９ａが滑動可能
に設けられ、下部金型３０にも同様に第２スライ
ド型３０ａが滑動可能に設けられる。上部金型２
９からは支持板２１の孔２８を貫通して下部金型
３０に達する取付孔成形用の円柱状ピン２９ｂが
伸びている。

【0008】 図３に示すように、上部金型２９と下部金型３
０が型締して形成されるキヤビテイに図２のリー
ドフレームがセツトされる。支持板２１から導出
されたコレクタリード２２ｂは、図２の細条２６
と共に上部金型２９と下部金型３０に挾持され
る。また、支持板２１のリード導出側とは反対側
の端部２１ａは、上部金型２９の孔内で上下に滑
動可能な第１スライド型２９ａと下部金型３０の
孔内で上下に滑動可能な第２スライド型３０ａに
よつて挾持される。これにより支持板２１は下部
金型３０から約0.4mmの間隔だけ分離され、支持
板の端部２１ａを除いては上部金型２９と下部金
型３０に非接触の状態にセツトされる。上部金型
２９と下部金型３０は、スライド型２９ａ，３０
ａが支持板の端部２１ａを挾持した状態におい
て、ゲート３３から融解樹脂を圧入する第１キヤ
ビテイ３５を形成する。なお、図示の例では円柱
状ピン２９ｂと支持板２１とコレクタリード２２
ｂによつてキヤビテイ３５が分割されるように見
えるが、実際にはスライド型２９ａ，３０ａの右
側のキヤビテイ３５は連続する１つの空間であ
る。

【0009】 次に図４に示すように、キヤビテイ３５に連絡
するゲート３３から熱硬化性エポシキ樹脂等の融
解樹脂を圧入させ、封止樹脂３６をキヤビテイ３
５内に充填する。このとき融解樹脂はランナ３１
を通り圧送され、ゲート３３からキヤビテイ３５
内に流入するが、予め上部金型２９と下部金型３
０はエポキシ樹脂が熱硬化を起こす170℃程度の
温度に加熱されているので、キヤビテイ３５に粘
液状態で注入された樹脂は、充填後２〜３分以内
の短時間で熱硬化を生じ封止樹脂３６を形成す
る。

【0010】 封止樹脂３６が固化した後に、図５に示すよう
に、第１及び第２スライド型２９ａ，３０ａをそ
れぞれ上方と下方に移動させ、支持板の端部２１
ａの挾持が解除される。しかし、すでに封止樹脂
３６が固化しているので、支持板２１がキヤビテ
イ内で移動することはない。スライド型２９ａ，
３０ａの移動で第２キヤビテイ３７が形成され、
支持板の端部２１ａは、封止樹脂３６からこの第
２キヤビテイ３７内に突出して上部金型２９と下
部金型３０に非接触の状態である。第２キヤビテ
イ３７の一面は、ゲート３４から流入する封止樹
脂に対して、すでに固化した封止樹脂３６の端面
で形成される。

【0011】 次に図６に示すように、第２キヤビテイ３７に
開口したゲート３４から前記と同じ熱硬化性エポ
キシ樹脂等の粘液状樹脂を加圧下で流入させキヤ
ビテイ３７を充填する。粘液樹脂は、ランナ３２
から圧送されゲート３４からキヤビテイ３７に流
入する。このとき、上部金型２９と下部金型３０
は、樹脂の熱硬化温度170℃程度に保持されてお
り、キヤビテイ３７に粘液状態で充填された樹脂
は前述の通り短時間内に熱硬化し、封止樹脂３８
を形成する。結果として封止樹脂部３６と３８が
互いに密着して一体化し、支持板２１を完全に包
囲する樹脂封止構造が得られる。

【0012】 その後、上部金型２９と下部金型３０の型締め
を解き、樹脂封止されたリードフレームを下部金
型３０から取外す。そして更に、封止樹脂３６，
３８に完全な固化を起こさせるために、このリー
ドフレームに170℃程度の温度で長時間（例えば
24間）の熱処理を施す。

【0013】 図１は、前記製法で作られたパワートランジス
タの斜視図を示す。このトランジスタの封止樹脂
は、支持板の一部分を残して半導体チツプと支持
板とを被覆する第１封止樹脂部３６と、支持板の
上記残りの一部分を被覆する第２樹脂封止部３８
とで構成され、第１及び第２封止樹脂部３６と３
８は、互いに密着して支持板が完全に封止される
ことは、前述の通りである。

【0014】 ３９は図１の円柱状ピン２９ｂによつて支持板
の孔２８を貫通するように形成された取付孔であ
る。取付孔３９の内側にも支持板２１は露出して
いないので、取付孔３９にネジを通してこのパワ
ートランジスタを外部放熱体に固定するとき、取
付孔に絶縁ブツシユを挿入する必要はない。もち
ろん、このパワートランジスタと外部放熱体の間
にマイカ薄板等を介在させる必要もない。なお、
図１は、ゲート３３，３４とランナ３１，３２の
樹脂が除去された成形品を示す。また、細条２
６，２７は最終的には切断除去されて、外部リー
ド２２ａ，２２ｂ，２２ｃは互いに分離される。

【0015】 上記製造方法は、１組の上部及び下部金型２
９，３０を使用する方法であるから、第１樹脂封
止部３６と第２樹脂封止部３８を形成するため、
金型に複数回リードフレームを装着したり取外す
必要はない。

【0016】 したがつて、２回の融解樹脂圧入を行う方法に
もかかわらず、その成形時は１回のスライド型の
移動で、金型に１度リードフレームを装着すれば
よい。また、図７、図８のように細条３ａ，３ｂ
を切断する工程は不要である。しかも支持板２１
は封止樹脂３６，３８で完全に包囲されるので、
従来のような短絡事故や絶縁不良が起こらず、外
部放熱体に取付けるときに非常に扱いやすいパワ
ートランジスタ、ダイオード等の半導体装置を提
供することができる。また、支持板２１は、上部
及び下部金型２９，３０内で一対のスライド型２
９ａ，３０ａの挟持により確実かつ正確に位置決
め固定される。従つて、支持板２１の裏面に所望
寸法の薄い封止樹脂装を許容寸法差範囲内で形成
できる。即ち初期の設計に対し、微小偏差値の放
熱特性を有する半導体装置を確実に得ることがで
きる。また、上記製造方法では、スライド型２９
ａ，３０ａがゲート３４を横切るように配置して
支持板２１を把時している。スライド型２９ａ，
３０ａの移動によつて形成された第２のキヤビテ
イ３７はゲート３４と連続するから、キヤビテイ
３７にゲート３４から封止樹脂を良好に流入させ
ることができる。

【0017】 尚、本発明は、上記実施例に限定されることな
く、種々の技術的変更が可能である。例えば、第
１キヤビテイ又は第２キヤビテイは、複数の分割
されたキヤビテイで構成することも可能である。
第２キヤビテイの充填をより容易にするためスラ
イド型と一体に移動するランナ閉鎖部材又はラン
ナレス金型を使用することもできる。本発明は、
支持板２１に２つのダイオードチツプを固着した
センタタツプ形ダイオードに適用するのにも好適
な製造方法である。なお、実施例では均一な厚さ
の支持板２１としているが、支持板２１の端部２
１ａ側をチツプ２３が固着されている部分より薄
くして、この薄い部分をスライド型２９ａ，３０
ａにより挟持するようにしてもよい。

【0018】

【発明の効果】

前記の通り本発明によれば、支持板の裏面に薄
い封止樹脂層を所望の均一な厚みにできると共
に、支持板を完全に樹脂で封止できる樹脂封止型
半導体装置の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造された樹脂封止形半導
体装置の斜視図

【図２】リードフレームの斜視図

【図３】本発明において樹脂封止形半導体装置を
樹脂モールドする金型の断面図

【図４】第１封止樹脂部を成形した後の金型の断
面図

【図５】一対のスライド型を移動した後の金型の
断面図

【図６】第２封止樹脂部を成形した後の金型の断
面図

【図７】従来の樹脂封止形半導体装置の製造に使
用する金型の断面図で

【図８】従来の樹脂封止形半導体装置の斜視図で
ある。

【符号の説明】

２１…支持板、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…外部リ
ード、２３…チツプ、２９ａ，３０ａ…スライド
型、３４…ゲート、３５…キヤビテイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持板と、該支持板の一方の端部
   側に連結された外部リードと、該支持板に連結さ
   れない外部リードとを備えたリードフレームを用
   意し、前記支持板の一方の主面に半導体チツプを
   固着し且つ前記支持板に連結されない外部リート
   と前記半導体チツプとを電気的に接続する工程
   と、 キヤビテイと、該キヤビテイに繋つたゲート
   と、該キヤビテイ内を移動可能に配設されたスラ
   イド型とを有する成形用型を用意し、前記工程を
   経た前記リードフレームを前記支持板の他方の端
   部が前記キヤビテイの前記ゲートが繋つた面と対
   向するように前記成形用型に装着する工程と、 前記支持板の一方の端部側に連結された外部リ
   ードを前記成形用型で把持し且つ前記支持板の前
   記他方の端部側を前記スライド型で把持すること
   によつて前記支持板をその他方の主面が前記キヤ
   ビテイの面から離間するように位置決めし且つ前
   記スライド型が前記ゲートを横切るように配設し
   た状態で前記キヤビテイ内に樹脂を注入する工程
   と、 前記スライド型を前記支持板から離間するよう
   に移動し、前記スライド型の移動によつて前記ゲ
   ートに繋がつて形成された空所に前記ゲートから
   樹脂を注入する工程と を有することを特徴とする樹脂封止形半導体装置
   の製造方法。