JPH06285899A

JPH06285899A - 複数のモールドキャビティを有するトランスファモールド用粘度調節チャネル

Info

Publication number: JPH06285899A
Application number: JP4306228A
Authority: JP
Inventors: Michael A Zimmerman; エー．ジマーマンマイケル
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Inc
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1994-10-11
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: KR930009004A; EP0539108A1; TW203577B; JP2509057B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マルチキャビティトランスファーモールドに
おいて、それぞれ独立したキャビティ内に実質的に同一
の成形条件を確立し、成形プロセスに通常起因する様々
な欠陥を取り除くこと。【構成】第一のモールドキャビティはゲートと粘度調
節チャネルを通じてランナーに結合されており、第二の
モールドキャビティは第二のゲートと第二の粘度調節チ
ャネルを通じて第一のモールドキャビティの下流のラン
ナーに結合されている。前記の下流のモールドキャビテ
ィの粘度調節チャネルは上流キャビティの粘度調節チャ
ネルよりも自由に成形化合物を第二のモールドキャビテ
ィに通すようにその大きさが調節されている。粘度調節
チャネルは各キャビティへ流入する前記の成形化合物の
温度を等しく、また最適化することにより、成形化合物
の粘度を等しく、また最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリードフレームに接続さ
れた半導体集積装置をトランスファ成形法によって封入
するためのモールドに関し、特に各モールドキャビティ
内で同一のモールド条件を形成するマルチキャビティモ
ールドに関する。

【０００２】

【従来の技術】毎年世界中でパッケージされている多数
のシリコン集積装置の多くは、現在プラスチック成形化
合物に封入されている。一つあるいは複数のシリコン装
置をプラスチックパッケージ中に封入するという考え
は、装置のパッケージにかかる費用を下げるのに役立っ
た。これにより、シリコンデバイスは広いアレイ中に並
べて使用されるようになった。

【０００３】熱膨張係数が低く、破壊靱性が高い成形化
合物の開発は、トランスファ成形法を用いた大量生産に
より、シリコン集積装置のパッケージ（あるいは封入）
を可能にした。このトランスファ成形法は三つのはっき
りと異なる段階からなると考えることができる。即ち
Ａ）マルチキャビティモールドに成形化合物を充填（フ
ィル）する、Ｂ）この成形化合物をモールド中に押し固
める（パック）、そしてＣ）このモールド化合物を硬化
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在シリコンデバイス
上のワイヤーボンドおよびそれに付随するリードフレー
ムをこの封入過程で損傷しないために大変な注意が必要
とされている。

【０００５】シリコン集積装置を封入する従来技術を研
究したところ、この成形過程で流動誘引性デバイスの損
傷や圧力誘引性応力がシリコンデバイス、リードフレー
ムおよびそれらを接続しているバンド上に引き起こされ
ていることがわかった。その結果歩留まりの悪化が生じ
ている。

【０００６】本発明は封入シリコン集積装置の歩留まり
を向上することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は少なくとも２個
のモールドキャビティを有するマルチキャビティトラン
スファモールドを提供する。第１のモールドキャビテイ
は、ランナにゲートと粘性制御チャネルを介して接続さ
れ、第２のモールドキャビテイは、前記第１のモールド
キャビティの下流にあるランナに、第２ゲートと第２粘
性制御チャネルを介して接続される。下流のモールドキ
ャビティの粘性制御チャネルは、上流のモールドキャビ
ティの粘性制御チャネルより容易にモールド化合物が流
れるような大きさである。

【０００８】動作時において、粘性制御チャネルは、モ
ールド化合物の温度を等しく最適化し、その結果、各キ
ャビティ内に流れるモールド化合物の粘性を最適化す
る。そして、ランナに沿って各ゲートとキャビティ内に
流れる際に、モールド化合物の抵抗が減少し、種々のキ
ャビティが等速度で低充填粘性で充填される。本発明に
おいては各キャビティへ内のモールド条件が同一になる
為、通常のモールドプロセスに悪影響を及ぼす個とがな
い。

【０００９】

【実施例】シリコン集積装置はその大きさが小さいこと
および脆弱である性質により、しばしばプラスチック成
形化合物中に埋め込まれ、この組立体の端から突き出す
電導体のアレイに電気的に接続されている。プラスチッ
ク成形化合物中にシリコン装置の近くに埋め込まれてい
る電導体の端は内部リードと呼ばれ、細いワイアーボン
ドでこのシリコン装置上のボンディングパッドに接続さ
れている。このリードの他端はアセンブラージュの端か
ら外に突き出しており、回路基板にマウントするための
「Ｊ」型のリードあるいは「ガルウイング」リードを形
成している。

【００１０】図１に、セラミック部材によって支持さ
れ、リードフレームのリードに電気的に結合されて、プ
ラスチックに埋め込まれている半導体装置の断面図が示
されている。図示されている実施例において、シリコン
デバイス１０は熱伝導性エポキシ接着剤１４によってセ
ラミック部材１２にしっかりと接着されている。セラミ
ック部材１２はこのシリコンデバイスからリードフレー
ム２４のリードへ電気的接続を形成するための導電路を
支持している。図２に代表的なリードフレーム２４を示
す。図１に戻って、細いワイアーボンド１６はシリコン
デバイス上のボンドパッドを前記のセラミック部材１２
上のそれぞれ適当な導電路へと電気的に結合する。この
セラミック部材１２上の導電路はまたリードフレーム２
４の各種のリード１８の内部端へと電気的に結合されて
いる。完成されたアセンブラージュにおいて、セラミッ
ク部材１２、シリコンデバイス１０、ワイヤーボンド１
６およびリード１８の内部端はプラスチック成形化合物
２０内に埋め込まれ、この成形化合物は支えと電気的絶
縁とを提供している。

【００１１】図２にセラミック部材１２に半田づけによ
って取り付けられる前の典型的なリードフレームが図示
されている。このリードフレーム２４は銅や銅の合金等
の金属の平らなシートからなり、内部端２６と外部端２
８を持つ、複数の長方形導電リード１８上に一つの長方
形を形成するような形に打ち抜き、またはエッチングに
よって形作られている。外部端２８は外部フレーム支持
部材３０に取り付けられている。外部フレーム支持部材
はリード１８の端部２６が前記のセラミック部材１２お
よびワイヤーバンド１６へ接続され、アセンブラージュ
がプラスチック成形化合物中に封入されるまでリード１
８のそれぞれの相対的な位置を保つ働きをする。この成
形プロセスのあと、外部フレーム支持部材３０はリード
１８から取り外され、リード１８の端部２８はトリムア
ンドフォームオペレーションによってその最終的な形に
形成される。

【００１２】最終パッケージを形成する１つの方法は、
「ポストモールド法」である。このプロセスでは、リー
ドフレームとそれが接続されるシリコン集積回路は、熱
硬化プラスチックモールド化合物で封止される。

【００１３】熱硬化性ポリマー成形化合物である、封入
材料は成形プラスチックパッケージプロセスにおける最
も重要な材料の一つである。この成形ポリマーはこのプ
ロセスを通じて低粘度の流体から硬いプラスチックへと
変換される。この材料は軟化点あるいはガラス転移点を
持つものの、架橋分子構造を持つため、重合後は半田づ
け温度においても流動しない。

【００１４】エポキシはほとんど全ての市販の成形化合
物に対して架橋可能な樹脂である。その配合はエポキシ
樹脂、硬化材、触媒、充填材、難燃剤、柔軟剤、結合
剤、離型剤、および着色剤の混合物からなっている。成
形化合物の諸性質の中で重要なものは成形中の脆弱なア
センブリの損傷を少なくするため粘度が低いことであ
り、生産性を高めるため硬化が速いことであり、また成
形化合物、リードフレームおよびシリコンデバイス間の
熱膨張係数の差により引き起こされる熱収縮力が低いこ
とである。

【００１５】今日の低応力成形化合物は生じる応力を最
少にする、低い熱膨張係数と低いモジュラスを持ち、こ
れらの応力が促進するクラッキングに抵抗する優れた強
さを持ち、全パッケージ体積にわたって応力を散在させ
るためシリコンデバイスおよびリードフレームに対する
優れた接着性を持っている。通常、この成形化合物には
熱膨張係数を引き下げ、熱電導性を高めるため７５重量
％の無機充填剤、例えば粉砕シリコンが含まれている。
充填剤の粒度および粒度分布を向上することにより、充
填剤の含量を高めると、材料の粘度を引き下げる一方で
熱膨張係数が低下する。

【００１６】ほとんどすべての後成形プラスチックパッ
ケージは熱硬化性成形化合物を使用したトランスファ成
形プロセスによって行われている。このプロセスにおい
て、組み立てられたリードフレームは手作業で、あるい
は自動リードフレームローダーによって成形工具上にロ
ードされ、成形工具はついで予熱されたオーブンの中へ
入れられる。成形化合物はそのガラス転移温度以上に誘
電加熱器内で加熱され予め軟化される。ついで成形工具
内の円筒形のキャビティへ入れられる。オペレータはこ
のプランジャ運動を開始することにより移送を始める。
プランジャの動きにつれて成形化合物はトランスファポ
ットから出て、予熱された成形キャビティの上部または
底部へ入れられる。モールドが充填されると圧力を高め
てパッキングを行い、高い圧力の元でさらに成形化合物
を重合させる。充填後の材料は多孔性なのでパッキング
は重要である。パッキングは成形体中の巨視的な空隙も
微視的な空隙をも圧縮しパッケージの通気性を低下さ
せ、水分が集まり腐食を促進するもととなる空隙をなく
す。この成形プロセスの後リードが形成される。

【００１７】成形材料の流れとその成形後の諸性質はプ
ロセスプロフィール、すなはち圧力、温度、速度、時
間、成形材料の変形および流動特性並びにモールドの幾
何的な形や特徴の関数である。

【００１８】トランスファ成形プロセスは充填、パッキ
ングおよび硬化という３つの異なる段階から構成されて
いると考えられる。成形中に一般的に生じる欠陥の種類
には不完全充填、空隙−不完全なガス抜きから生じる空
気の泡、ブリスター−表面に残った空気の泡、ピンホー
ル−表面に開口している空隙および各種のデバイスの内
部損傷がある。

【００１９】２つの典型的な内部素子損傷には、粘性抵
抗および表面張力の影響による流動誘導応力によって引
き起こされるワイヤースイープと、マルチキャビティモ
ールドの各独立キャビティにおける過剰の成形圧力ある
いは材料の力によるリードフレームおよび／またはワイ
ヤーの損傷が含まれる。

【００２０】上記の欠陥が生じる範囲は数多くの相互に
関連している設計およびプロセス変数（圧力、温度、流
量および流動方向等）並びに時間、温度粘度依存特性お
よびその反応速度を含む材料のレオロジーに依存する。
さらに、充填サイクルの間に、材料の粘度は６ー７倍に
増加するので、このモールド設計は封入過程中にこの材
料がある特性を達成するような流れを規定するようなも
のでなくてはならない。

【００２１】それぞれ接触の瞬間の運動学および材料物
性に依存する流れ誘導デバイス損傷および圧力誘導応力
は歩留まりを引き下げる主たる要因である。通常封入材
料の速度は十分遅いのでこれらの力があまり大きくなり
過ぎることはない。が、成形化合物の粘度は温度が低い
ときや転換率が高いときに大きく増加し、これらの力を
大きく引きあげる。

【００２２】構成要素の損傷を最少にするには、材料の
粘度、圧力および速度を最少にし、流れの先端を最適化
し、成形中の方向付けを合理化することが必要である。
これらのクライテリアと競合するのは空隙などの他の欠
陥を最少にする適当な変数域（レンジ）とエポキシ樹脂
の性能を最適化するためのプロセス域（レンジ）であ
る。均一な物性を持つパーツを製造するためには、これ
らの全てがプロダクションモールド中の一つのキャビテ
ィについてだけではなく全てのキャビティについて行わ
れなければならない。

【００２３】熱硬化樹脂の成形における最初のステップ
はモールドアセンブラージュと材料の両者を加熱するこ
とである。材料はその軟化点まで通常誘電加熱器で加熱
される。エポキシ樹脂ではこの軟化点は約９０℃であ
る。この予熱された成形材料はついでトランスファポッ
トに入れられ、トランスファサイクルの開始と共に、プ
ランジャが下方に移動し、材料をランナを通じてモール
ドキャビティの上部プラテン中に入れる。モールド内に
入った材料は、モールドの全てのキャビティへと材料を
分配するように、ランナシステムを通って移動する。材
料はゲートと呼ばれる細い開口部を通って各モールドキ
ャビティ内に入り、空気は細いベントを通ってモールド
キャビティから出ていく。

【００２４】熱硬化成形の特徴は入って来る材料の温度
よりはるかに高い温度にモールドが加熱されているとい
う事である。従って、この成形材料の温度はランナシス
テムを通って流れていく間に上昇する。成形化合物へ伝
わる熱の量、ひいてはこの成形化合物の温度は成形化合
物がモールドのランナに沿って進む際の成形化合物の誘
導および摩擦加熱によって支配される。従ってこの成形
材料がランナを通って移動すると、その温度は上昇し、
その粘度が変化する。

【００２５】この加熱された材料の粘度は、時間の経過
と共に最少値を経過した後、硬化に伴い上昇を始める。
精密な粘度−時間曲線はおもに温度とその物質のせん断
速度に依存する。

【００２６】図３に、封入プロセスにおいて成形化合物
がプレートモールドの従来例モールドキャビティを充填
する様子を示す。このモールドは４つの板状（プレー
ト）部材、さらに詳しく説明するとベースプレート部材
４０、底部アパーチャプレート部材４２、上部アパーチ
ャプレート部材４４、およびランナプレート部材４６、
からなる。組み立てられると、この４つの部材４０、４
２、４４および４６が図３に示すようにそれぞれが別の
部材の上に載る形になる。封入されるシリコンデバイス
とリードフレームはこの底部アパーチャ部材４２と上部
アパーチャ部材４４によってモールドキャビティ内に保
持される。より詳しく述べると、リードフレームの端は
モールドキャビティの外周の回りの底部アパーチャ部材
と上部アパーチャ部材の間に位置するリリーフエリア４
８内におかれる。ランナ部材４６とベース部材４０はモ
ールドキャビティ５０の底面と上面を規定し、上部及び
底部アパーチャ部材４４、４２がモールドキャビティの
側面を規定する。ランナ部材４６は成形化合物を流入ポ
ートからモールドキャビティ５０へと導くチャネルであ
る、少なくとも一つのランナ５２を支持する。この上部
アパーチャ部材４４はランナ５２からモールドのキャビ
ティ５０へ成形化合物が流れるチャネルであるゲート３
１を支持する。

【００２７】従来のモールドにおいてはプレートモール
ドの部材は４つではなく２つであることに注目いただき
たい。従来のモールドでは、このランナ、ゲートおよび
モールドキャビティの半分は上部部材中に置かれ、モー
ルドの他の半分は底部部材の中に置かれている。

【００２８】封入過程において、成形化合物はランナ５
２からゲート３１を通ってモールドキャビティ５０内へ
と流れる。成形化合物はリードフレームの上または下に
位置する点を通ってキャビティに流入する。キャビティ
に流入した後、成形化合物の流れは二つに分かれる。第
一の流れ部分３２は例えばリードフレームの上に位置
し、第二の流れ部分３３はリードフレームの開口部を通
って、リードフレームの下のモールドキャビティ部分を
充填する。この上部と底部の流れ部分はモールドキャビ
ティの最遠点めがけて進む。

【００２９】上部と底部の流れ部分の先端は通常キャビ
ティの厚みとプロセス条件に基づき、異なる速度で前進
する。流れの先端が合流する位置はウエルドまたはニッ
トラインと呼ばれている。このウエルドラインは局所的
に弱い部分であり、応力の集中として作用する。ウエル
ドラインの諸性質は合流する流れの先端の圧力と温度に
比例する。

【００３０】図４に、成形化合物を６つのモールドキャ
ビティグループ６４ー７４（ここで各群はそれぞれ１２
の別々のモールドキャビティから構成されている）へ導
くように配置されたランナ５２ー６２を持つ、従来例の
トランスファモールドアセンブリ５０が図示されてい
る。運転中、成形材料は受け入れポート７６を通って様
々な長さを持つランナ５２ー６２へと渡る。図４のモー
ルドの各ランナは独立したゲートを通って１２のモール
ドキャビティへと成形化合物を導くように結合されてい
る。

【００３１】図５に、本発明の原理に従うトランスファ
モールドアセンブリのランナと接続モールドキャビティ
が図示されている。本発明のトランスファモールドアセ
ンブリを構成しているのはランナ１２０と複数のモール
ドキャビティのそれぞれの間におかれている粘度調節チ
ャネルである。この粘度調整チャネルは共通のランナか
ら様々なモールドキャビティへ成形化合物が流入する際
その温度を均衡させる。

【００３２】詳しく述べると、粘度調節チャネルはラン
ナとそのランナに結合している様々なモールドキャビテ
ィのそれぞれのゲートの間に位置している。この粘度調
節チャネルは実質的に温度を等しくし、それによって各
キャビティへ流入する成形化合物の粘度を等しくする。
図５で、２組のモールドキャビティが共通ランナに結合
している。モールドキャビティの上方の組については、
モールドキャビティ１２２、１２４、１２６、１２８、
１３０、１３２の粘度調節チャネル１２１、１２３、１
２５、１２７、１２９、１３１が前記共通ランナ１２０
から成形化合物を受け取るように結合されている。ゲー
ト１３３、１３５、１３７、１３９、１４１および１４
３は粘度調節チャネルと成形キャビティ間に位置する。
下流方向に向かって一番最初の粘度調節チャネルから順
に下流に向かうにつれて粘度調節チャネルの幾何学的形
は比例して大きくなっている。この比例して大きくなる
調節チャネルがモールドキャビティ内へ流入する成形化
合物の温度を等しくし、それによって成形化合物の粘度
を等しくすることがわかった。したがって本発明では各
キャビティに流入する成形化合物の粘度は実質的に等し
くなっている。

【００３３】図６に本発明の原理に従うトランスファプ
レートモールドのモールドキャビティの断面図を示す。
図６に示されているプレートモールドにおいて粘度調節
チャネルはランナプレート部材の中におかれている。さ
らに詳しく述べると、このモールド１００は４つのプレ
ート部材、さらにはっきりと説明すれば、ベースプレー
ト部材１０２、底部アパーチャプレート部材１０４、上
部アパーチャプレート部材１０６およびランナプレート
部材１０８、からなっている。この上部アパーチャプレ
ート部材１０６はゲート１１０を支持しており、ランナ
プレート部材１０８はランナ１１２と粘度調節チャネル
１１４を支持している。これら４つのプレート部材１０
２、１０４、１０６、１０８がそれぞれ他の上に重なる
ように組み立てられて、モールド１００が形成され、粘
度調節チャネル１１４は成形化合物をランナ１１２から
ゲート１１０へと送りだす位置におかれる。

【００３４】図５に図示された、各ランナが成形化合物
を２列におかれた６つのモールドキャビティへと導くよ
うなモールドデザインにおいて、モールドキャビティ１
２２ー１３２用の粘度調節チャネル１２１、１２３、１
２５、１２７、１２９、１３１の幾何的形状は各モール
ドキャビティへ流入する成形化合物の温度を等しくする
よう、大きさの順に並べられている。さらに詳しく述べ
ると、モールドキャビティ１２２用の粘度調節チャネル
１２１は深さ０．３０”を持つように設計されており、
モールドキャビティ１２４用の粘度調節チャネル１２３
は深さ０．３５”を持つように設計されており、モール
ドキャビティ１２６用の粘度調節チャネル１２５は深さ
０．４０”を持つように設計されており、モールドキャ
ビティ１２８用の粘度調節チャネル１２７は深さ０．４
５”を持つように設計されており、モールドキャビティ
１３０用の粘度調節チャネル１２９は深さ０．５０”を
持つように設計されており、モールドキャビティ１３２
用の粘度調節チャネル１３１は深さ０．５５”を持つよ
うに設計されている。開示された実施例に置いて、どの
例においても粘度調節チャネルの幅と長さはおなじ大き
さであり、深さが変動している。もちろん幾何学的な変
動は深さに限られているわけではなく、粘度調節チャネ
ルの幅、長さ及び／または深さについて設けることがで
きる。さらに各モールドキャビティに対するゲートは同
じ様な幾何学的形状を持つ。本発明のモールドの運転に
おいて、各モールドキャビティへ流入する成形化合物は
より均一な流動プロフィールと、より低い粘度を持つ。
最初に充填されるモールドキャビティ１２２から最後に
充填されるモールドキャビティ１３２までの、各モール
ドキャビティに対する、粘度調節チャネルとゲートの結
合点での成形化合物の圧力の落込みは、それぞれ８４２
ｐｓｉ，７４５ｐｓｉ，６５２ｐｓｉ，５８０ｐｓｉ，
５２３ｐｓｉそして４８４ｐｓｉであった。最初の粘度
調節チャネル１２２から最後の粘度調節チャネルまで、
ランナにそって成形化合物を押し出すのに必要な圧力の
落込みは３７１ｐｓｉであった。したがって、成形化合
物はキャビティを充填する前に、このランナを充填した
のであった。この粘度調節チャネルの漸進適な幾何学的
な形状の変化が、モールドキャビティへ流入する成形化
合物の温度を均衡させることにより、共通ランナに結合
された各モールドキャビティへ流入する成形化合物の粘
度を等しくする役割を果たしている。

【００３５】このランナに沿った成形化合物の温度変化
は１１．６℃であったことが観察された。この粘度調節
チャネルの漸進的な幾何学的形状変化は最後に充填され
るあるいは上流モールドキャビティへと進む成形化合物
の温度上昇を補償している。モールドキャビティへ流入
する成形化合物のモールドキャビティ間の最大温度差は
１３．７℃であった。これは従来のマルチキャビティモ
ールドで生じた温度差が通常２０℃以上であったのと比
較すると、それよりも低い。

【００３６】図７に、本発明の別の実施例を図示した。
さらに詳しく述べると、粘度調節チャネルは上部アパー
チャプレート部材内に位置する。従って、この上部アパ
ーチャプレート部材１０６はゲート１１０と粘度調節チ
ャネル１１４を支持し、ランナプレート部材１０８はラ
ンナ１１２を支持する。４つのプレート部材１０２、１
０４、１０６、１０８をそれぞれ他の上に載せ、一つに
組み立てて、モールド１００を形成すると、粘度調節チ
ャネル１１４はランナ１１２からゲート１１０へと成形
化合物を渡す位置におかれる。

【００３７】マルチキャビティモールドの各キャビティ
へと流入する成形化合物の温度を等しくし、従ってその
粘度を等しくするという粘度調節チャネルの使用はマル
チキャビティプレートモールドに限られたものではなく
マルチキャビティモールドの他のタイプの物にも使用で
きることに注意されたい。

【００３８】従来型のトランスファプレートモールドで
封入されたデバイスはモールドがきわめてプロセス変数
に敏感であるため、封入に関連した様々な問題を生じた
と考えられている。その理由の一つはひとつのグループ
のモールドキャビティにおいて成形材料が各キャビティ
へ流入する直前に、その成形材料が持つ温度とせん断履
歴は異なるからである。例えば、図４で、モールドキャ
ビティ８０に流入する成形化合物は受け入れポート７６
からキャビティ８０のゲート３５へと移動する間に熱い
モールドから熱を受取るが、モールドキャビティ８４へ
流入する成形化合物と異なる履歴を持つ。モールドキャ
ビティ８４へ流入する成形化合物はより長い時間ランナ
内に留まっていたためより高温に加熱されているのであ
る。これらの履歴は最も遠いキャビティへと移動する間
にさらに加熱を受けることになるモールドキャビティ９
０に流入する成形化合物のそれとも異なるのである。さ
らに、様々なキャビティのゲートはその大きさが全く同
じであり、従って、成形化合物がランナを下るにつれて
直面する抵抗は増加する。さらに、グループ６８のモー
ルドキャビティに流入する成形化合物は、ランナ５８と
６０の長さが異なるため、グループ７２のモールドキャ
ビティへ流入する化合物のもつ履歴とは異なる履歴をも
つことになる。

【００３９】図４に示す従来形のモールドで封入されて
いる数多くの半導体デバイスは、推奨プロセスパラメー
タを用いている時にもそのワイヤーバンドへの大きな損
傷をこうむっている。特に、モールドキャビティの各群
の最初のモールドキャビティ８０、８１に位置するデバ
イスのリードフレ−ムは封入関連欠陥を被っている。

【００４０】図８は、このサイクルの７０％充填時にお
いて従来形モールドのモールドキャビティのグループ７
２のモールドキャビティ８０ー９１がランナ５８および
それぞれのゲート３３ー５７からどのように成形化合物
を受け取っているかを示す、我々の理解による図であ
る。図８を分析すると、最初に成形化合物を受け取るモ
ールドキャビティ８０、８１が最初に充填され、ランナ
の最後にあるモールドキャビティ９０、９１が最後に充
填されることが示唆される。このモールドキャビティの
漸進的な充填は「クリスマスツリー」現象と呼ばれてい
る。

【００４１】成形過程の研究により封入プロセス中にデ
バイスが経験する損傷は、成形化合物の温度が下流キャ
ビティで上流キャビティより高温であるためであること
が示唆された。成形化合物の温度がランナにそって移動
するに連れて上昇することを思い起こせば、、グループ
７２の最初のキャビティ８０に流入する成形化合物はそ
のモールドキャビティのグループにおける最後のモール
ドキャビティ９０に流入する成形化合物よりも温度が低
いことになろう。さらに、モールドにおいて、ランナ５
８の上流端から各モールドキャビティへ成形化合物を押
し出すのに必要とされる圧力の落込みはモールドキャビ
ティ８０、８１に対しては２０４ｐｓｉ、モールドキャ
ビティ８２、８３に対しては２３３ｐｓｉ、モールドキ
ャビティ８４、８５に対しては３３４ｐｓｉ、モールド
キャビティ８６、８７に対しては３６３ｐｓｉ、モール
ドキャビティ８８、８９に対しては２１７ｐｓｉ、モー
ルドキャビティ９０、９１に対しては１８７ｐｓｉであ
ると測定された。したがって、成形化合物をそれぞれ次
のキャビティへ流入させるのに必要な圧力は異なるので
ある。しかし、成形化合物は通常最も抵抗の少ないパス
にそって流動する。したがって、成形化合物がキャビテ
ィ８０のゲート３５に到達すると、最も抵抗の少ないパ
スであるため、まずモールドキャビティ８０、８１に流
入し、実質的にそれらを充填する。キャビティ８０、８
１が部分的に充填されて初めて、成形化合物がランナを
次のゲートへ向かって流動するのである。ゲート３５を
過ぎてゲート３９へと流れる成形化合物はランナ５８に
より長い時間存在し、従って温度がさらに高温になる。
従って、モルドキャビティ８０に流入する成形化合物の
粘度は明らかに、モールドキャビティ８２に流入する成
形化合物の粘度とは異なっている。我々の理解では、前
記のクリスマスツリー効果を導く圧力の不均衡を引き起
こすのはこの粘度の差なのである。ワイヤースイープ損
傷はモールドキャビティ内の材料の粘度と速度の積の関
数である。モールド内へ成形化合物を押し込むのに必要
なより高い圧力はキャビティ−内の材料がより高い粘度
を持つであろうことを示唆する。さらに、ランナ５８に
おける殆どすべての材料は、最後のキャビティを充填す
るはるか以前に、最初の３つのキャビティ８０、８２お
よび８４へ向いそれらを充填する。これにより示唆され
るのは最初のモールドキャビティ８０、８１への充填速
度は高いであろうということである。従って、最初のモ
ールドキャビティ８０、８１はワイヤースイープ損傷に
極めて敏感となろう。

【００４２】従来形のモールドにおける温度の影響は重
要であることが見いだされた。ゲート３５での温度の上
昇は最低で１６．３℃であり、最初のゲート３５からモ
ールドキャビティ９０の最後のゲート５５までのランナ
にそった下流の温度上昇は２０℃であると測定された。
従って、６つの直列キャビティ８０、８２、８４、８
６、８８および９０に流入する材料間には明かな粘度の
不均衡がある。

【００４３】この材料は熱硬化性であるので、成形プロ
セスの完了時のその諸性質は温度と時間履歴による影響
を受ける。この場合、最初に充填されるモールドを充填
する成形化合物の温度ー時間プロフィールは最後のモー
ルドキャビティを充填する成形化合物のそれとは大きく
異なるであろうことは明かである。粘度の差が最初のキ
ャビティ内で成形されたデバイスの諸性質を最後のキャ
ビティで成形されたそれと異ならせるのである。

【００４４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明は各キャビ
ティに流入する材料の粘度を均一にすることにより、よ
り均衡のとれた充填プロフィールを提供する、マルチキ
ャビティモールドを目的とするものである。その結果、
成形過程で不適合とされる製品数が減少し、比較的高温
に耐え、本質的に耐久性があり、現代の高速ピックアン
ドプレーステクノロジーに適合した最終製品が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】リードフレームのリードに電気的に接続され、
プラスチックに封入された半導体デバイスの断面図であ
る。

【図２】典型的なリードフレームである。

【図３】封入過程で従来例のプレートモールドキャビテ
ィを成形材料が充填する様子を示す。

【図４】７２個のデバイスを同時に封入する従来例のト
ランスファモールドのランナ配置とモールドキャビティ
を示す。

【図５】本発明の原理に従うトランスファモールドアセ
ンブリのランナ配置とモールドキャビティの部分図であ
る。

【図６】本発明の原理に従うモールドの断面図である。

【図７】本発明の原理に従う別のモールドの断面図であ
る。

【図８】図４の１２のモールドキャビティからなるグル
ープの７０％充填における時間輪郭図である。

【符号の説明】

３１ゲート３２第一の流れ部分３３第二の流れ部分／ゲート３５ゲート３９ゲート４０ベースプレート部材４１ゲート４２底部アパーチャプレート部材４３ゲート４４上部アパーチャプレート部材４５ゲート４６ランナプレート部材４７ゲート４８リリーフエリア４９ゲート５０モールドキャビティ／トランスファモールドア
センブリ５１ゲート５２ゲート／ランナ５４ランナ５５ゲート５６ランナ５７ゲート５８ランナ６０ランナ６２ランナ６４モールドキャビティグループ６６モールドキャビティグループ６８モールドキャビティグループ７０モールドキャビティグループ７２モールドキャビティグループ７４モールドキャビティグループ７６受け入れポート８０モールドキャビティ８１モールドキャビティ８２モールドキャビティ８３モールドキャビティ８４モールドキャビティ８５モールドキャビティ８６モールドキャビティ８７モールドキャビティ８８モールドキャビティ８９モールドキャビティ９０モールドキャビティ９１モールドキャビティ１００モールド１０２ベースプレート部材１０４底部アパーチャ部材１０６上部アパーチャ部材１０８ランナプレート１１０ゲート１１２ランナ１１４粘度調節チャネル１２０ランナ１２１粘度調節チャネル１２２モールドキャビティ１２３粘度調節チャネル１２４モールドキャビティ１２５粘度調節チャネル１２６モールドキャビティ１２７粘度調節チャネル１２８モールドキャビティ１２９粘度調節チャネル１３０モールドキャビティ１３１粘度調節チャネル１３２モールドキャビティ１３３ゲート１３５ゲート１３７ゲート１３９ゲート１４１ゲート１４３ゲート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給ポートから加熱された成形化合物を
受け取るランナを規定する手段と、複数のモールドキャビティを規定する手段と、前記のランナから前記のキャビティへ前記加熱された成
形化合物を導くチャネル手段とからなり、前記のチャネル手段は、複数の粘度調節チャネルを含
み、それぞれが前記キャビティのそれぞれに前記加熱成
形化合物を導き、前記の粘度調節チャネルは、それぞれ前記成形化合物が
前記のキャビティのそれぞれに流入する際、実質的に等
しい粘度を持つような幾何学的配置を有することをを特
徴とする複数のモールドキャビティを有するトランスフ
ァモールド。
【請求項２】加熱された成形化合物を供給する供給ポ
ートと、前記の供給ポートから前記の成形化合物を供給
するランナを規定する手段と、ランナを規定する前記の
手段から成形化合物を受け取るように結合された第一の
モールドキャビティを規定する手段と、前記の第一のモ
ールドキャビティ規定手段より下流にある、ランナを規
定する前記の手段から成形化合物を受け取るように結合
された第二のモールドキャビティを規定する手段と、前
記の第一のモールドキャビティ規定手段に成形化合物を
導入するために、前記の第一のモールドキャビティ規定
手段と前記のランナ規定手段とに結合された第一のゲー
ト手段と、前記の第二のモールドキャビティ規定手段へ
成形化合物を導入するために、前記の第二のモールドキ
ャビティ規定手段と前記ランナ規定手段とに結合された
前記第一のゲート手段より下流の第二のゲート手段と、
前記の第一のゲート手段と前記のランナ規定手段の間に
置かれた第一の粘度調節チャネルと、前記の第二のゲー
ト手段と前記のランナ規定手段の間に置かれた第二の粘
度調節チャネルと、前記の第一および第二の粘度調節チ
ャネルは前記の第一および第二のモールドキャビティ規
定手段に流入する前記の成形材料の粘度を均衡させるよ
う調節されている、からなることを特徴とする複数のモ
ールドキャビティを有するトランスファモールド。
【請求項３】前記第一と第二の粘度調節チャネルが、
異なる幾何学的形を持つことを特徴とする請求項２のト
ランスファモールド。
【請求項４】前記の第一の粘度調節チャネルが前記第
二の粘度調節チャネルを通って流れる成形化合物の圧力
の落込みよりも、前記の第一の粘度調節チャネルを通っ
て流れる成形化合物の圧力の落込みの方が大きいように
大きさを調整されていることを特徴とする請求項３のト
ランスファモールド。
【請求項５】前記の第一の粘度調節チャネルが前記第
二の粘度調節チャネルの断面積よりも小さい断面積を持
つことを特徴とする請求項３のトランスファモールド。
【請求項６】前記第一のゲート手段と前記第二のゲー
ト手段が同様の幾何学的形を有することを特徴とする請
求項３のトランスファモールド。
【請求項７】前記のトランスファモールドがランナ部
材と前記のランナ部材と協力しモールドキャビティの第
一の表面と側面の一部を規定するように調整されたトッ
プアパーチャー部材からなり、前記のランナ部材は前記
のランナ部材を規定する第一の通路を持ち、前記のラン
ナ部材は前記の第一および第二の粘度調節チャネルを規
定する第二と第三のチャネルを持ち、前記トップアパー
チャー部材は前記の第一と第二のゲート手段を規定する
第一と第二のチャネルを持つことを特徴とする請求項６
のトランスファモールド。