JPH0582574A

JPH0582574A - 極薄型半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0582574A
Application number: JP3273116A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tsujimoto; 圭一辻本; Shinya Mimura; 真也三村
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-02
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JP2654878B2

Abstract

(57)【要約】【目的】同時にしかも欠陥の無い多数の極薄型の半導
体装置を製造する。【構成】特定形状に成形されたリードフレーム１０を
使用し、内部リード１２、半導体素子３３、素子搭載部
１１及びワイヤ３４を、複数のキャビティ２３と、該キ
ャビティ２３のそれぞれに封止樹脂をそれぞれ注入する
一定サイズのゲート部２１と、これらに連結され前記キ
ャビティ２３位置によって異なるサイズを有するサブラ
ンナー部２２と、該サブランナー部２２に連結され端末
を細くしたテーパー状のランナー２４とを具備したモー
ルド金型内に挟持した後、封止樹脂を前記キャビティ２
４内に注入して樹脂封止するモールドプレス加工を行
い、該樹脂封止されたリードフレーム１０の外部リード
１３を分離成形した後、折り曲げ成形して製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、極薄型半導体装置の製
造方法に係り、更に詳しくは内部リード、半導体素子、
素子搭載部及び導通回路を形成するワイヤを樹脂封止す
る際に、樹脂封止樹脂のボイドやワイヤの流れを防ぐと
共に、キャビティ内の狭い空間に封止樹脂を素子の上部
及び下部にバランス良く流し封止樹脂の未充填を防ぎ、
高品質の極薄型（封止厚み０．５〜１．０ｍｍ）半導体
装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置の樹脂封止方法は、図
８に示すように半導体素子７０が搭載された多数のリー
ドフレーム７１を、プレス機（図示せず）に固定された
上金型７２と、下金型７３との間に高圧クランプし、中
央のランナー７４からゲート部７５を経由して前記半導
体素子７０の位置に対応する金型のキャビティ７６内に
樹脂を射出注入していた。なお、図において７７は樹脂
を射出する為のプランジャーを、７８は前記キャビティ
７６内のエアを抜く為のエア抜きを示す。そして、前記
ランナー７４はストレート状であって、前記金型内に配
置された半導体装置の複数のキャビティ７６内に樹脂を
同時に均等に流し込む為には、前記ゲート部７５部分に
大小を設けて均等に流すようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置の厚みが０．５〜１．０ｍｍ程度になると、前記の
如くゲート部７５の部分に大小を設けて（ランナー・コ
ンビネーション方式）樹脂を均等に流すようにする事は
ゲート部の金型製作が困難となるという問題点があっ
た。更に、従来方法においては、ゲート部７５はキャビ
ティ７６に密接してしかもリードフレーム７１の下部に
設けられているので、下側のキャビティ７６内に樹脂が
流れ易く、従って、キャビティ７６内の上・下側で樹脂
の流入バランスが悪く、この為上側のキャビティ７６内
に空気が残り、封止樹脂のボイドや未充填等の欠陥が生
じる等の問題点があった。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、同時にしかも欠陥の無い多数の極薄型
の半導体装置を製造することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の極薄型半導体装置の製造方法は、素子搭載部の一
方側のサイドレール側縁の一部に形成された切欠き部
と、前記素子搭載部の他方側のサイドレール側縁に隣接
して形成された樹脂溜まりと、該樹脂溜まりの内側に連
結して形成された切欠き部と、両側の前記サイドレール
に複数のエアー溜まりを有するリードフレームを使用
し、前記リードフレームの素子搭載部には半導体素子が
搭載され、該半導体素子のパットにボンデングされたワ
イヤの他端が内部リードの先端にボンデングされてお
り、前記内部リード、半導体素子、素子搭載部及びワイ
ヤを、複数のキャビティと、該キャビティのそれぞれに
封止樹脂をそれぞれ注入する一定サイズのゲート部と、
これらに連結され前記キャビティ位置によって異なるサ
イズを有するサブランナー部と、該サブランナー部に連
結され端末を細くしたテーパー状のランナーとを具備し
たモールド金型内に挟持した後、ポット内の予熱された
前記封止樹脂のトランスファースピードを少なくとも２
段階で制御された射出加圧プランジャーを備え、前記封
止樹脂を前記キャビティ内に注入して樹脂封止するモー
ルドプレス加工の工程と、前記樹脂封止されたリードフ
レームの外部リードを分離成形した後、前記外部リード
を所要の形状に折り曲げ成形する外部リード形成加工の
工程とを有して構成されている。請求項２記載の極薄型
半導体装置の製造方法は、請求項１記載の方法におい
て、樹脂封止厚みは０．５〜０．８ｍｍであって、封止
樹脂はスパイラルフロー４０〜７０インチ、粘度１６０
〜２００ｐｏｉｓｅ及び充填するフィラーの粒径が４８
ミクロン以下であるようにして構成されている。また、
請求項３記載の極薄型半導体装置の製造方法は、請求項
１記載の方法において、樹脂封止厚みは０．８〜１．０
ｍｍであって、封止樹脂はスパイラルフロー３０〜４０
インチ、粘度２２０〜２８０ｐｏｉｓｅ及び充填するフ
ィラーの粒径が７５ミクロン（μｍ）以下であるように
して構成されている。そして、請求項４記載の極薄型半
導体装置の製造方法は、請求項１、２または３記載の方
法において、前記モールドプレスは、モールド金型を１
６５〜１８０℃に加熱保持すると共に、前記封止樹脂の
トランスファースピードは途中まで高速で、以後の部分
は低速となっている。

【０００５】

【作用】請求項１〜４記載の極薄型半導体装置の製造方
法においては、リードフレームの素子搭載部のサイドレ
ールの側縁に切欠き部が形成されていて、ゲート部上に
リードフレームが存在しないので、該ゲート部を通って
射出される樹脂がこの部分でリードフレームの上部及び
下部に別れてキャビティ内に注入される。また、素子搭
載部の一方側のサイドレールに樹脂溜まりが、更にその
内側に切欠き部が形成され、しかもサイドレールに複数
のエアー溜まりを有するリードフレームが使用されてい
るので、リードフレームの上下にあるキャビティ内のい
ずれかの余剰封止樹脂を円滑に排除すると共に、エアー
がモールド内に設けられたエアベントを通して円滑にエ
アー溜まりに抜けるので、円滑に樹脂を該キャビティ内
に射出注入できる。そして、キャビティに封止樹脂をそ
れぞれ注入するゲート部は、一定サイズとなっているの
で金型加工が容易であり、更にはサブランナー部のサイ
ズがキャビティの位置によって異なり（末端ほど大きく
なる）、しかもランナーは末端ほど細くした円錐型とな
っているので、ポット内の予熱された封止樹脂をプラン
ジャで押すことによって、略均等量の封止樹脂が均等な
トランスファースピードで各々キャビティ内に流れ込
む。更には、前記プランジャーは、そのトランスファー
スピードが少なくとも２段階に制御されているので、最
後の部分で封止樹脂の押出速度を緩め、キャビティ内の
空気を完全に追い出して封止樹脂を注入できる。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る極薄型半導
体装置の製造方法に使用するリードフレームの平面図、
図２は前記極薄型半導体装置の一部省略断面図、図３は
同平面図、図４は同断面図、図５は前記方法に使用する
モールド金型の下金型平面図、図６は封止樹脂加圧部の
部分断面図、図７はゲート部詳細図である。

【０００７】図１に示すように、本発明の一実施例に係
る極薄型半導体装置の製造方法に使用するリードフレー
ム１０には、帯状素材の不要部分を順次除去するパンチ
及びダイを適切な順序で配列して構成された金型装置を
用いて所要の形状を打抜き形成する打抜きプレス加工装
置で形成され中央に配置された素子搭載部１１と、その
進行方向前後にそれぞれ配置された内部リード１２、外
部リード１３及びダムバー１４と、両側のサイドレール
１５に形成されたエアー溜まり１６と、前記素子搭載部
１１の一方側のサイドレール１５の側縁に形成された切
欠き部１７と、他方側のサイドレール１５の側縁に形成
された導通部１８及び樹脂溜まり部１９とを備えてい
る。

【０００８】前記切欠き部１７の下部に位置するモール
ド金型の下金型２０内には、図３に２点鎖線で示すよう
に、ゲート部２１及びこれに連接するサブランナー部２
２が設けられて、該切欠き部１７を通りキャビティ２３
内に封止樹脂をバランス良く注入できるようになってい
る。そして、キャビティ２３内に注入された樹脂の余り
が入り込む樹脂溜まり部１９には、キャビティ２３に連
接する導通部１８が設けられているが、該導通部１８
は、図２（Ａ）に示すようにリードフレーム１０に切欠
き部１８ａを設けることによって形成されているが、図
２（Ｂ）に示すようにリードフレーム１０の表面を部分
的にエッチングあるいは電解処理をして溝１８ｂを設
け、該溝１８ｂによって導通部を形成することも可能で
ある。

【０００９】図５は複数のリードフレーム１０が進行方
向に対して二列に配置されるモールド金型の下金型２０
の平面図を示すが、中央に形成されたランナー２４と、
該ランナー２４に連結されるサブランナー部２２及びゲ
ート部２１と、封止樹脂が充填されるキャビティ２３
と、該キャビティ２３の外側に形成された複数のエアー
ベント２５と、前記ランナー２４の基端部に形成される
カル部２６と、前記ランナー２４の終端に形成される樹
脂溜まり部２７とを備えている。前記ランナー２４は、
基端部の幅Ａが終端部Ｂの幅より大きくなって、終端部
程低くなる樹脂圧に対応して通過抵抗を徐々に小さく
し、全体としてテーパー状となっている。前記ゲート部
２１の形状は各キャビティ２３について同一形状となっ
ているが、サブランナー部２２は基端部側から終端部側
にかけて徐々に大きくなって、前記ランナー２４とサブ
ランナー部２２のバリエイションによって全てのキャビ
ティ２３に一回の射出によって略同量の封止樹脂が注入
でき、且つ、同一のトランスファースピードで注入でき
るようになっている。そして、サブランナー部２２に連
結するゲード部２１は上り勾配となって、封止樹脂の半
分を切欠き部１７及びその中央よりに形成される隙間か
らリードフレーム１０の上部のキャビティ２３内に注入
し、残りの半分をリードフレーム１０の下部のキャビテ
ィ２３に振り分け注入するようになっている。

【００１０】図６は、封止樹脂を注入する為の樹脂注入
装置２８を示すが、図に示すようにモールド金型の上金
型２９内にポット３０が形成され、該ポット３０内に昇
降するプランジャー３１を備え、下部のパッティング面
３２に向かって所定温度に加熱された封止樹脂を押圧す
るようになっている。ここで、図示しないシリンダーか
らなる前記プランジャー３１の押圧手段は押圧速度が２
段に調整できるようになって、最初のＳ１の部分（パッ
ティング面３２から１５〜３ｍｍの位置）では前記プラ
ンジャー３１の移動速度が１０ｍｍ／ｓｅｃとなって、
次のＳ２の部分ではその移動速度が５ｍｍ／ｓｅｃとな
って、封止樹脂の注入速度を減少するようになってい
る。

【００１１】従って、本発明の実施例に係る極薄型半導
体装置の製造方法においては、まず、図１に示すよう
に、中央に配置された素子搭載部１１と、その進行方向
前後にそれぞれ配置された内部リード１２、外部リード
１３及びダムバー１４と、両側のサイドレール１５に形
成されたエアー溜まり１６と、前記素子搭載部１１の一
方側のサイドレール１５に形成された切欠き部１７と、
他方側のサイドレール１５に形成された導通部１８及び
樹脂溜まり部１９とを備えてリードフレーム１０を用意
し、これに所定の半導体素子３３を搭載して、内部リー
ド１２との間のワイヤ３４によるボンデングを行い、図
５に示すように下金型２０の上に載せ、上金型２９を載
せる。

【００１２】そして、予め用意された封止樹脂が１６５
〜１７５℃に加熱されてポット３０内に入れられてい
る。この封止樹脂は半導体装置の厚みが０．５〜０．８
ｍｍの場合には、スパイラルフロー４０〜７０インチ
（好ましくは５５インチ）、粘度１６０〜２００ｐｏｉ
ｓｅ（好ましくは、１８０ｐｏｉｓｅ）、フィラーの粒
径が最大４８ミクロンのエポキシ系の樹脂を使用するの
が好ましく、また半導体装置の厚みが０．８〜１．０ｍ
ｍの場合には、スパイラルフロー３０〜４０インチ（好
ましくは３３インチ）、粘度２２０〜２８０ｐｏｉｓｅ
（好ましくは２５０ｐｏｉｓｅ）を使用するのが好まし
い。前記封止樹脂の充填速度が、最初のＳ１の部分では
前記プランジャー３１の移動速度が１０ｍｍ／ｓｅｃと
なって、次のＳ２の部分ではその移動速度が５ｍｍ／ｓ
ｅｃとなって、最初は比較的注入速度が早く、最後の部
分で注入速度を遅くして内部の空気を完全に追い出すよ
うにしている。これによって、図７に示すように封止樹
脂はランナー２４を通って各サブランナー部２２からゲ
ート部２１を通ってキャビティ２３内に充填され、樹脂
溜まり部１９にその一部が流れて射出注入を完了する。
図４はこのような状態の極薄型半導体装置の断面を示
し、３５は封止樹脂を示す。

【００１３】

【発明の効果】請求項１〜４記載の極薄型半導体装置の
製造方法は以上の説明からも明らかなように、本発明に
用いるリードフレームには、素子搭載部の一方側のサイ
ドレールの側縁に形成された切欠き部と、前記素子搭載
部の他方側のサイドレールに形成された樹脂溜まりと、
該樹脂溜まりの内側に連結して形成された切欠き部とを
備えているから、封止樹脂がリードフレームの上下に略
均等に充填され、従来技術の欠点である未充填や不均等
な硬化による反り、クラック等の欠陥のない極薄型半導
体装置を製造することができる。そして、キャビティに
樹脂を送るランナーは端末を細くしたテーパー状となっ
て、しかも該ランナーに連結するサブランナー部のサイ
ズを調整しているランナー・サブランナーバリエーショ
ン方式であるので、各キャビティが薄くても樹脂がバラ
ンス良く均等に流れ、多数の極薄型半導体装置の製造を
同時に効率的に行うことができる。そうして、各キャビ
ティへの樹脂の充填するゲート部は均一に製造している
ので、金型製造が容易となる。ポット内の予熱された前
記封止樹脂のトランスファースピードを少なくとも２段
階で制御された射出加圧プランジャーを備え、キャビテ
ィ内にエアー等を残すことがなく、モールドを行うこと
ができるので、高品質の極薄型半導体装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る極薄型半導体装置の製
造方法に使用するリードフレームの平面図である。

【図２】前記極薄型半導体装置の一部省略断面図であ
る。

【図３】同平面図である。

【図４】同断面図である。

【図５】前記方法に使用するモールド金型の下金型平面
図である。

【図６】封止樹脂加圧部の部分断面図である。

【図７】ゲート部詳細図である。

【図８】従来例に係る半導体装置の製造方法を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０リードフレーム１１素子搭載部１２内部リード１３外部リード１４ダムバー１５サイドレール１６エアー溜まり１７切欠き部１８導通部１８ａ切欠き１８ｂ溝１９樹脂溜まり部２０下金型２１ゲート部２２サブランナー部２３キャビティ２４ランナー２５エアベント２６カル部２７樹脂溜まり部２８樹脂封入装置２９上金型３０ポット３１プランジャー３２パッティング面３３半導体素子３４ワイヤ３５封止樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子搭載部の一方側のサイドレール側縁
の一部に形成された切欠き部と、前記素子搭載部の他方
側のサイドレール側縁に隣接して形成された樹脂溜まり
と、該樹脂溜まりの内側に連結して形成された切欠き部
と、両側の前記サイドレールに複数のエアー溜まりを有
するリードフレームを使用し、前記リードフレームの素子搭載部には半導体素子が搭載
され、該半導体素子のパットにボンデングされたワイヤ
の他端が内部リードの先端にボンデングされており、前記内部リード、半導体素子、素子搭載部及びワイヤ
を、複数のキャビティと、該キャビティのそれぞれに封
止樹脂をそれぞれ注入する一定サイズのゲート部と、こ
れらに連結され前記キャビティ位置によって異なるサイ
ズを有するサブランナー部と、該サブランナー部に連結
され端末を細くしたテーパー状のランナーとを具備した
モールド金型内に挟持した後、ポット内の予熱された前記封止樹脂のトランスファース
ピードを少なくとも２段階で制御された射出加圧プラン
ジャーを備え、前記封止樹脂を前記キャビティ内に注入
して樹脂封止するモールドプレス加工の工程と、前記樹脂封止されたリードフレームの外部リードを分離
成形した後、前記外部リードを所要の形状に折り曲げ成
形する外部リード形成加工の工程とを有することを特徴
とする極薄型半導体装置の製造方法。
【請求項２】樹脂封止厚みは０．５〜０．８ｍｍであ
って、封止樹脂はスパイラルフロー４０〜７０インチ、
粘度１６０〜２００ｐｏｉｓｅ及び充填するフィラーの
粒径が４８ミクロン以下である請求項１記載の極薄型半
導体装置の製造方法。
【請求項３】樹脂封止厚みは０．８〜１．０ｍｍであ
って、封止樹脂はスパイラルフロー３０〜４０インチ、
粘度２２０〜２８０ｐｏｉｓｅ及び充填するフィラーの
粒径が７５ミクロン以下である請求項１記載の極薄型半
導体装置の製造方法。
【請求項４】前記モールドプレスは、モールド金型を
１６５〜１８０℃に加熱保持すると共に、前記封止樹脂
のトランスファースピードは途中まで高速で、以後の部
分は低速となっている請求項１、２または３に記載の極
薄型半導体装置の製造方法。