JPH0645385A - 半導体素子封止用樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子封止用樹脂封止装置において樹脂
の硬化時間を短かくして半導体装置製造におけるスルー
プットの向上に寄与する。 【構成】 金型１（、２）が、樹脂の硬化時間をリード
フレーム整列、タブレット整列に要する時間、カル落し
に要する時間と略等しくできるような径の樹脂タブレッ
ト８の収納に適した小ささの径のポット６を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子封止用樹脂
封止装置、特に樹脂の硬化時間を短かくして半導体装置
製造におけるスループットの向上に寄与することのでき
る新規な半導体素子封止用樹脂封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の樹脂封止は、樹脂使用効率
を高めるために、また、成形の均一性のために、プラン
ジャを備えたポットを複数個設け、各ポットに投入され
た封止用の樹脂タブレットを短かいランナを介してキャ
ビティに溶融圧入させるマルチプランジャ方式により行
われる場合が多くなっている。

【０００３】このマルチプランジャ方式の樹脂封止装置
は、一般に金型が小型で、自動制御方式により制御され
て成形を行うのが普通である。ところで、樹脂封止装置
に供されるところの半導体素子のペレットボンディン
グ、ワイヤボンディング済みリードフレームは、樹脂封
止装置に供される前に整列され、また、整列時に略同時
に金型のポットへの樹脂タブレットの供給が行われる。

【０００４】また、樹脂封止を終えたリードフレームは
カル落しが為される。即ち、リードフレームの整列、樹
脂タブレットの供給と、金型の型締めをしての樹脂封止
と、カル落しとは流れ作業的に行われる。そして、リー
ドフレームの整列、樹脂タブレットの供給には３０〜３
５秒の時間が、金型の型締時間が約５０秒、カル落しに
要する時間が３０〜３５秒かかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに流れ作業的に行われる三つの作業の作業時間が同じ
ではなく、金型の型締めをしている時間が５０秒と、他
の二つの作業の時間３０〜３５秒に比較して長く、その
ため樹脂封止サイクルは長い時間である金型の型締め時
間に律速されてしまい、量産性を高めるためには型締め
時間を、換言すれば、樹脂の硬化時間を短かくする必要
があった。殊に、マルチプランジャ方式では小型の金型
を用いての樹脂封止を行うため、成形品の取り個数が以
前の方式に比較して１／４〜１／３０程度に少なくな
り、量産性に劣るという問題が生じており、従って、樹
脂の硬化時間を短かくすることは急務である。

【０００６】そのため、樹脂の硬化時間を短かくするた
めに、ポットに入れる樹脂タブレットをその前に予備加
熱することが試みられた。しかしながら、樹脂タブレッ
トの予備加熱をした場合には、予備加熱により樹脂タブ
レットが軟化して形が崩れ、ポットにきちんと入れるこ
とが難しくなるという問題が生じるので樹脂タブレット
の予備加熱という手法は採り得なかった。

【０００７】そこで、本願発明者は、樹脂の硬化時間の
短縮を可能にする技術を模索すべく種々の実験を行った
が、その実験の一つが同一組成の材料で色の異なる三つ
の樹脂で一つの樹脂タブレットを構成し、それを用いて
樹脂封止をするというものである。この樹脂タブレット
は具体的には、上部と、中央部と、下部とで色が異なる
ように構成する。何故このような実験を行ったかという
と、ポット内に投入された樹脂タブレットが金型の熱で
溶融しプランジャによりキャビティに圧入される場合、
樹脂タブレットのどの部分が先に溶融圧入され、どの部
分が後で溶融圧入されるかを調べるためである。

【０００８】そして、この実験の結果、次のことが判明
した。キャビティに圧入されて半導体素子の封止をする
樹脂、ランナに残る樹脂のほとんどが樹脂タブレットの
高さ方向における上部、下部の樹脂で構成され、ポット
内に残留する樹脂のほとんどは樹脂タブレットの高さ方
向における中央部の樹脂により構成されている。そし
て、このことは本願発明者によって次のように分析され
た。ポット内に投入された樹脂タブレットの高さ方向の
上下部は、高さ方向の中央部に比較して金型壁からの熱
をより受け易く、そのためより速く溶融してキャビティ
に圧入されあるいはランナに達するのに対して、樹脂タ
ブレットの高さ方向の中央部は熱による溶融が遅れ、そ
のためキャビティに圧入されにくくなってポット内に残
留してしまうということである。

【０００９】そして、本願発明者はその分析結果から樹
脂タブレットのどの部分も迅速に熱溶融することの重要
性を認識し、そこで金型のポット径を小さくし、それに
伴って樹脂タブレットとしての径の小さなものを用いる
ことにより樹脂の硬化時間を短縮するという着想を得
た。というのは、ポット径、樹脂タブレット径を小さく
すると、樹脂タブレットの横断面の中心部の熱溶融の遅
れが少なくなる筈であるからである。そこで、本願発明
者はポット径、樹脂タブレットを変えて良好な樹脂封止
に必要な硬化時間を調べてみた。本発明はその結果とし
て産まれたものである。

【００１０】即ち、本発明は、樹脂の硬化時間を短かく
して半導体装置製造におけるスループットの向上に寄与
することのできる新規な半導体素子封止用樹脂封止装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明半導体素子封止用
樹脂封止装置は、金型が、樹脂の硬化時間をリードフレ
ーム整列、タブレット整列に要する時間及びカル落しに
要する時間と略等しくできるような径の樹脂タブレット
の収納に適した小ささの径のポットを有することを特徴
とする。

【００１２】

【作用】本発明半導体素子封止用樹脂封止装置によれ
ば、ポット径が小さく、そのため小さな樹脂タブレット
を金型壁から加熱して溶融、圧入できるので、樹脂タブ
レット全体をより迅速に溶融できる。従って、樹脂の硬
化時間を短かくでき、表１に示すように、リードフレー
ム整列、タブレット整列に要する時間及びカル落しに要
する時間と略等しくできる。従って、樹脂の硬化時間を
短かくして半導体装置製造におけるスループットの向上
に寄与することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明半導体素子封止用樹脂封止装置
を図示実施例に従って詳細に説明する。図１は本発明半
導体素子封止用樹脂封止装置の一つの実施例を示す金型
の要部を示す断面図、図２は樹脂封止動作の概略説明
図、表１はポット径、樹脂タブレット径、樹脂の硬化時
間（キュア時間）の関係を示すものである。本半導体素
子封止用樹脂封止装置は本発明をマルチプランジャ方式
の半導体素子封止用樹脂封止装置に適用したものである
が、図１には１つのプランジャ分の金型のみが示されて
いる。図面においては、１は下金型、２は上金型、３は
キャビティ、４はゲート、５はランナ、５はカル、６は
樹脂タブレットが入るポット、７は樹脂タブレットを押
すプランジャ、８は樹脂タブレットである。

【００１４】本半導体素子封止用樹脂封止装置におい
て、ポット６の径は１２ｍｍあるいはそれ以下例えば１
１ｍｍであり、そして、そのポット６に投入する樹脂タ
ブレット８の径は１１ｍｍあるいはそれ以下例えば９．
８ｍｍである。ポット径、樹脂タブレット径をそのよう
に選ぶのは本願発明者がポット径、樹脂タブレット径、
キュア時間（樹脂の硬化時間）間の関係について実験を
重ねて得た下記の表１に示すように樹脂の硬化時間を３
５秒にすることが可能となるからである。

【００１５】そして、３５秒という時間は、リードフレ
ームの整列、樹脂タブレットの供給に要する時間、カル
落しに要する時間と略等しい時間であり、従って、流れ
作業的に行われる三つの作業の作業時間を揃えて金型
１、２の型締めが樹脂成形サイクル時間を短かくするの
を阻まないようにできる時間である。即ち、リードフレ
ームの整列、樹脂タブレットの供給作業、カル落し作業
に待ち時間が生じない時間なのである。

【００１６】

【表１】

【００１７】即ち、表１から明らかなように、例えばパ
ッケージの種類Ａに着目すると、従来ポット径を１３．
６ｍｍ径にし、１３ｍｍ径、３．４ｇの樹脂タブレット
を用いたのを、ポット径を１２ｍｍ径にし、１１ｍｍ
径、３．１ｇの樹脂タブレットを用いると従来５０秒だ
ったキュア時間を３５秒にできるのである。パッケージ
の別の種類Ｂに着目すると、ポット径を１１ｍｍに、樹
脂タブレットとして９．８ｍｍ径、１．６ｇのものを２
個縦に並べたものを用いることにより樹脂の硬化時間を
従来の５５秒間から３５秒間に短縮できる。

【００１８】又、更に別の種類のパッケージＣに着目す
ると、ポット径を１１ｍｍに、樹脂タブレットとして
９．８径、２．１ｇのもの（１個）用いることより樹脂
の硬化時間を従来の５０秒から３５秒に短縮できる。こ
のようにして樹脂の硬化時間を短くすることにより樹脂
成形のスループットの向上を図ることができるのであ
る。

【００１９】尚、使用する樹脂タブレットの径をもっと
小さくし、ポット径をもっと小さくすると樹脂の硬化時
間をより短縮することができる。しかし、徒らに樹脂の
硬化時間を短かくしてもリードフレームの整列、樹脂タ
ブレットの供給に要する時間やカル落しに要する時間が
短くならない限り樹脂の硬化時間を更に短くすることの
意義が見出し難いうえに、樹脂の硬化時間を短かくし過
ぎると良好な樹脂封止ができなくなる、即ち成形性が悪
くなるという虞れがある。従って樹脂の硬化時間が３５
秒程度になるようにするのが好ましいといえる。

【００２０】尚、ここで図２に従って半導体素子封止用
樹脂封止装置による封止動作について簡単に説明する。
９はリードフレームプリヒートテーブルで、ここでリー
ドフレーム１０、１０、…がプリヒートされる。尚、図
２ではテーブル９からリードフレーム１０、１０がロボ
ットハンド１１により引き上げられた状態が示されてい
る。

【００２１】１１はロボットハンドで、プリヒートテー
ブル９上からリードフレーム１０、１０、…を取り上げ
て金型の下型１上に搬送すると共に、樹脂タブレット８
も搬送し、ポット６内に投入する役割を果す。１２は樹
脂タブレット８を投下するプッシャー、１３はプッシャ
ー１２に取り付けられた被センス部材、１４はプッシャ
ー２が下型限界点まで降下したとき該被センス部材が接
することによりそのプッシャー２が下型限界点まで降下
したことを検知するセンサである。

【００２２】ロボットハンド１１は金型１、２を開いた
後前進してその下型１と上型２との間に入り、下型１上
にリードフレーム１０、１０を置くと共に、樹脂タブレ
ット投下機構により樹脂タブレット８をポット６内に投
下する。その後、ロボットハンド１１は元の位置に後退
し、次の樹脂タブレット８の供給を受けるとと共にリー
ドフレームプリヒートテーブル９上に新しくセットされ
たリードフレーム１０の搬送のために待機する。

【００２３】一方、開いていた金型１、２はロボットハ
ンド１１が後退すると型締めをし、そしてプランジャ７
により樹脂タブレット８を加圧して樹脂封止をする。こ
の型締め時間は３５秒間である。樹脂封止が終了する
と、金型１、２を開き、樹脂封止が済んだリードフレー
ムを図示しない別のロボットハンドで運び去り、そこで
カル落しを行う。そして、リードフレーム１０、１０の
整列、搬送、樹脂タブレット８の投下の時間と、カル落
しの時間と、金型１、２の型締め時間を略同じ３５秒程
度にするのである。

【００２４】

【発明の効果】本発明半導体素子封止用樹脂封止装置
は、金型が、樹脂の硬化時間をリードフレーム整列、タ
ブレット整列に要する時間及びカル落しに要する時間と
略等しくできるような径の樹脂タブレットの収納に適し
た小ささの径のポットを有することを特徴とするもので
ある。従って、本発明半導体素子封止用樹脂封止装置に
よれば、ポット径が小さく小さな樹脂タブレットを金型
壁から加熱して溶融、圧入できるので、樹脂タブレット
全体をより迅速に溶融できる。従って、樹脂の硬化時間
を短かくでき、表１に示すように、リードフレーム整
列、タブレット整列及びカル落しに要する時間と略等し
くできる。従って、樹脂の硬化時間を短かくして半導体
装置製造におけるスループットの向上に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明半導体素子封止用樹脂封止装置の一つの
実施例の要部を示す断面図である。

【図２】動作を説明する断面図である。

【符号の説明】

１、２ 金型 ６ ポット ７ プランジャ ８ 樹脂タブレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 31:34 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型が、樹脂の硬化時間をリードフレー
   ム整列、タブレット整列に要する時間、カル落しに要す
   る時間と略等しくできるような径の樹脂タブレットの収
   納に適した小ささの径のポットを有することを特徴とす
   る半導体素子封止用樹脂封止装置