JPH0712048B2 - 半導体素子の樹脂封止成形用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ICやLSI等を樹脂封止して半導体装置を製
造する樹脂封止成形用金型の改良に関し、特に、半導体
装置の多品種を夫々少量生産する場合に適した半導体素
子の樹脂封止成形用金型を改善したものであり、この種
装置の製造技術産業の分野において利用されるものであ
る。

（従来の技術） 半導体装置を製造する方法として、トランスファ樹脂モ
ールド法を採用することが今日広く知られており、例え
ば、この方法を利用した樹脂封止成形用金型としては実
公昭58-39889号公報に記載されたものがある。

この樹脂封止成形用金型は、半導体装置の高品質化及び
高能率（多量）生産を主たる目的としているため、その
キャビティブロックにおける樹脂成形用キャビティの形
状は総て同一の形状として形成されると共に、該キャビ
ティブロックは金型ベースに対して固着して用いるよう
に構成されている。即ち、従来の方法は、同一形状の半
導体装置をより多量に成形できることを主目的としてい
るので、同一形状のキャビティを形成した従来のキャビ
ティブロック及びこれに装着されるエジェクタープレー
トは、金型ベースに対して他のものと頻繁に取り換えて
使用するといった積極的な交換性を有するようには構成
されていない。

また、樹脂封止成形用金型におけるエジェクタープレー
トは、従来、次のようにして取り付けられている。

即ち、樹脂封止成形用金型の下型側における下部エジェ
クタープレートの取付構造について説明すると、第５図
に示すように、エジェクタープレートＡは、下型プレー
トＢの下部にボルトＣを介して垂設させたサポートＤに
対して上下摺動可能に嵌装されると共に、上記プレート
Ｂに固着したストッパーボルトＥによって所定位置に吊
持されるように設けられており、また、上記プレートＢ
とエジェクタープレートＡとの間には型締時において該
エジェクタープレートを押し下げるためのスプリングＦ
が設けられている。更に、エジェクタープレートＡを、
エジェクターバーＧによって上動させると、該プレート
Ａに立設させたエジェクターピンの上端部Ｈは、上記下
型プレートＢの上面に固着したキャビティブロックＩに
おけるキャビティＪの内部を挿通してその上方にまで突
出されるように設けられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記したような従来の樹脂封止成形用金型に
おいては、金型自体の加工技術の向上及び樹脂封止全工
程の完全自動化等とも相俟って、半導体装置の高品質化
及び高能率生産といった目的を充分に達成している。

ところが、半導体装置の製造に際しては、例えば、初期
的には、多品種少量生産の傾向にあることから、多品種
の半導体装置を夫々少量生産するような場合において
は、却て、そのキャビティブロック及びこれに装着され
るエジェクタープレートの交換作業が面倒となると共
に、全体的な生産効率を低下させるといった弊害があ
る。

また、上記したエジェクタープレートＡの取付構造にお
いては、各部材の取付スペースの関係で、スプリングＦ
の取付個所が制約されると共に、上記プレートＡに対す
る該スプリングＦとエジェクターバーＧの上下摺動作用
点が相違するため、該プレートＡの摺動作用性が悪いこ
と、更には、取付構造が複雑となるため高度の取付精度
が要求されること等の問題があった。

本発明は、半導体素子の樹脂封止成形品の多品種を夫々
少量生産する場合に適した樹脂封止成形用金型を提供す
ることを目的とするものであるが、特に、樹脂封止成形
用金型におけるキャビティブロック及びエジェクタープ
レートの交換に際して、それらの着脱作業を迅速に且つ
確実に行なうことにより全体的な生産効率を向上させる
ことを目的とするものである。

また、本発明は、エジェクタープレートの取付部の構造
を簡略化することによって、樹脂封止成形用金型の全体
的な構成簡易化を図ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る半導体素子の樹脂封止成形用金型は、第１
図に示すように、固定側及び可動側のエジェクタープレ
ート22・12を、各ホルダー34・27を介して、固定側及び
可動側のキャビティブロック７・８に夫々一体に嵌装さ
せると共に、上記各エジェクタープレート22・12と各キ
ャビティブロック７・８との夫々の一体構造体を、上記
固定側及び可動側のベースに設けた嵌合装着部に対して
夫々着脱自在に装着させて構成したことを特徴とするも
のである。

（作用） 本発明の構成によれば、固定側及び可動側の両金型ベー
ス３・４に対する固定側及び可動側の両キャビティブロ
ック７・８の着脱が夫々容易となるため、キャビティブ
ロック７・８の交換作業に要する時間が短縮化される。

また、上記両キャビティブロック７・８に装着した両エ
ジェクタープレート22・12は、ホルダー34・27を介して
該両キャビティブロック７・８に夫々一体に嵌装されて
いるため、上記した両キャビティブロック７・８の着脱
時に、両金型ベース３・４に対して同時に着脱すること
ができるものである。

（実施例） 次に、本発明を実施例図に基づいて説明する。

第２図は半導体素子の樹脂封止成形用金型の構成概略を
示しており、この樹脂封止成形用金型には、フレーム上
端の固定盤（図示なし）側に固着される固定上型１と、
該上型の下方に対向配置される可動下型２と、上記両金
型１・２のベース３・４側に夫々配置したオイル或はヒ
ータ等の熱源５・６とが備えられている。

上記上型のベース３には固定側キャビティブロック７が
一種のアリ溝嵌合により着脱自在に嵌合装着されてお
り、また、下型のベース４には可動側キャビティブロッ
ク８が同じく一種のアリ溝嵌合により着脱自在に嵌合装
着されている。

また、上記可動側キャビティブロック８には、所要複数
のポット９…９が上下方向に配置されており、更に、こ
れらのポット９の周辺には所要複数の下型キャビティ10
・10（図例においては、１個のポットに対して２個のキ
ャビティ）が配設されている。また、該ブロック８にお
ける下型キャビティ10の近傍位置には、長軸状に形成さ
れた後述する加熱・断熱切換自在型の熱源11…11が備え
られている。また、該ブロック８の下方には、下型キャ
ビティ10内にて成形される樹脂成形体の突出用エジェク
ターピン12a…12aを備えた下部エジェクタープレート12
と、ポット９内に供給される樹脂材料の加圧用プランジ
ャー13a…13aを備えたプランジャーホルダー13とが配置
されており、更に、上記各エジェクターピン12aは各下
型キャビティ10部に穿設した上下方向の挿通孔14…14に
夫々嵌装されると共に、上記各プランジャー13aは、下
型ベース４及びエジェクタープレート12に穿設した挿通
孔15・16を挿通して前記各ポット９に夫々嵌装されてい
る。また、該ブロック８における嵌合用アリ部8aには上
下方向のネジ孔17が少なくとも１個以上形成されてお
り、このネジ孔17は、第２図に示すように、該ブロック
８を下型ベース４の所定位置に嵌合させた場合におい
て、該下型ベースのアリ溝部4aに形成した上下方向のボ
ルト挿通孔18と夫々合致するように設けられている。従
って、該ブロック８は、固定用ボルト19を、上記した挿
通孔18を通して、ネジ孔17に螺着させることにより、下
型ベース４の所定位置に確実に固定させることができ
る。

また、上記した可動側キャビティブロック８の熱源11…
11は、下型ベース４に嵌合装着した後に、該ベース４側
に配置した電源（図示なし）によって昇温作動するよう
に構成されており、更に、該熱源11…11により昇温した
該ブロックにおけるキャビティ10部の温度が任意に設定
した温度、例えば、約180度に達した場合はその熱源11
…11によるキャビティ10の積極的且つ直接的な加熱昇温
作用は停止され、その後は下型ベース４側の熱源６の伝
導熱による加熱作用のみが継続されるように構成されて
いる。このような、加熱・断熱切換自在型の熱源11とし
ては、例えば、上記熱源11に電気ヒータを採用すればよ
い。即ち、この場合は、上記ブロック８の側面から熱源
11…11の軸端部を突設し、また、上記下型ベース４側に
は、該軸端部との電気的接続部（即ち、電源側との接続
部）を兼ねた挿入孔を配設（図示なし）し、更に、該挿
入孔に、上記キャビティ10部の温度検出器からの検出信
号に基づいて、上記軸端部と挿入孔とを電気的に接続・
遮断させる温度制御器（図示なし）を配置して構成すれ
ばよい。従って、この場合は、常温のブロック８を下型
ベース４の所定位置に嵌合させると、上記制御器によっ
て、まず、長軸状の熱源11…11が加熱され、次に、その
熱量によってブロック８が加熱されることになる。更
に、熱源11…11によって該ブロックにおけるキャビティ
10部が前記設定温度に達すると、上記制御器が熱源11…
11自体の加熱昇温作用を停止するため、該ブロック８に
対する加熱は、下型ベース４側との接合面等から伝えら
れる下型ベース４の熱源６からの伝導熱のみとなる。こ
のとき、下型ベース４の温度は、通常、上記した設定温
度（約180度）と等しく設定されているので、結局、上
記ブロックにおけるキャビティ10部は、下型ベース４側
の温度にまで迅速に加熱昇温されると共に、それ以上の
高温とはならないため、該キャビティ10部を予め設定し
た適正な樹脂成形温度状態に維持するといった該キャビ
ティ10部の温度コントロールが確実となるのである。

ところで、上記長軸状の熱源11に電気ヒータを用いる場
合は、例えば、その中間部分と両端部分との発熱量が一
定しないことがあり、従って、この場合は、ブロック８
における各キャビティ10部の加熱にバラ付きを発生させ
る要因となる。このような加熱時における温度のバラ付
きを解消するためには、上記熱源11…11に、その全体に
わたって均等に発熱し、且つ、その熱量により上記各キ
ャビティ10部を均等に加熱することができるサーモパイ
プ（超熱伝導素子）を応用することが好ましい。

即ち、このサーモパイプは、上記熱源（11）を、例え
ば、ステンレス等から成る中空パイプ状の容器本体と、
該本体内に収容した水銀等の熱媒体から構成（図示な
し）したものであり、この熱媒体を上記ベース４側の電
源により加熱するもので、この場合は、該熱源（11）自
体を約180度乃至約500度の範囲で加熱することができ
る。このようなサーモパイプを用いるときは、熱源（1
1）自体に温度のバラ付きが発生せず、従って、ブロッ
ク８の各キャビティ10部に対する均等加熱ができるた
め、上記した電気ヒータにおける温度勾配による弊害を
是正し得るといった利点がある。なお、上記サーモパイ
プ自体の加熱及び断熱による各キャビティ10部の温度コ
ントロールは、上述した温度制御器と同様の制御器によ
って確実に行なうことができるものであり、また、上記
ベース３・４側の熱源５・６はオイルを用いたものであ
っても差支えない。

上述した下型ベース４と可動側キャビティブロック８及
びその熱源11との配置構成は、上型ベース３と固定側キ
ャビティブロック７及びその熱源（21）との配置構成に
おいても実質的に同一である。

即ち、固定側キャビティブロック７には、下型キャビテ
ィ10…10に対向させて所要複数の上型キャビティ20…20
が配設され、また、該キャビティ20…20の近傍位置には
長軸状の加熱・断熱切換自在型の熱源21…21が備えられ
ている。また、該ブロック７の上方には、エジェクター
ピン22a…22aを備えた上部エジェクタープレート22と、
該プレート22の支持ピン22b…22bと、該ピン22bを介し
て上記プレート22を押し下げるスプリング23とが設けら
れている。上記各エジェクターピン22aは、第２図に示
すように、上型キャビティ20部及び下型２側の各ポット
９…９に対向させたカル部24に穿設した上下方向の挿通
孔25…25に夫々嵌装されている。上記エジェクタープレ
ート22は、第２図に示す型開時においては、スプリング
23の弾性により押し下げられて上型キャビティ20とカル
部24及び該キャビティ20とカル部24とを連通させるゲー
ト部26…26内にて硬化した樹脂成形体を夫々突き出すも
のである。

このとき、前記下部エジェクタープレート12はエジェク
ターバー12bにより押し上げられて、同様に、下型キャ
ビティ10内の樹脂成形体を突き出すことになる。しかし
ながら、下型２側を上昇させて両型１・２をそのパーテ
ィングライン（Ｐ・Ｌ）面において型締めさせたとき
は、上記した上下のエジェクタープレート22・12に対向
配置した上下リターンピン（図示なし）が該両プレート
22・12を上方及び下方に夫々後退させることになる。

従って、リードフレーム上の半導体素子（図示なし）を
その着脱機構によって上下キャビティ20・10の所定位置
にセットし、次に、下型ポット９…９内に樹脂材料を供
給した状態で型締めを行ない、次に、上記樹脂材料をプ
ランジャー13a…13aにて加圧すると、該樹脂材料は溶融
化されながら上型カル部24及びゲート部26を通して上下
キャビティ20・10内に加圧注入されて該キャビティ内の
半導体素子を樹脂封止するといったトランスファ樹脂封
止成形を行なうことができるのである。

また、固定側キャビティブロック７には、可動側キャビ
ティブロック８及び下型ベース４におけるアリ部8aとア
リ溝部4aと同一の構成（7a・3a）が設けられており、ま
た、ネジ孔17と挿通孔18及びボルト19から成る固定手段
と同一の構成が設けられている。

更に、固定側キャビティブロック７の熱源21…21の構成
と、該熱源21と上型ベース３側の電源との配置構成関係
及び該ブロック７における上型キャビティ20部の温度コ
ントロールについても、上述した下型２側のものと実質
的に同一の構成（図示なし）とすることができる。

第３図及び第４図は、キャビティブロック７・８の着脱
時において、エジェクタープレート22・12の着脱を同時
に行なう目的で、上記キャビティブロック７・８にエジ
ェクタープレート22・12を支持させるためのホルダーを
固着させた構成を示している。

従って、この構成によれば、ベース３・４に対して、エ
ジェクタープレート22・12をキャビティブロック７・８
と同時に且つ一体として着脱することが簡易となるもの
である。

次に、この構成を同各図に基づいて説明する。

下型キャビティブロック８の下面には下部エジェクター
プレート12を支持させるためのホルダー27がボルト28に
よって固着一体化されている。また、上記ホルダー27と
ブロック８とにより構成されるスペース29内には下部エ
ジェクタープレート12が嵌装されると共に、該プレート
に立設した各エジェクターピン12aは、第２図に示した
ものと同じ配置構成態様で、ブロック８の挿通孔14に夫
々嵌装されている。また、上記各ピン12aの外周、或
は、図に示すように、ブロック８とプレート12との間に
おける所定位置には、型締時においてプレート12を押し
下げるためのスプリング30が配設されている。また、上
記ホルダー27の底部には、エジェクターバー12bを挿通
させるための挿通孔31が設けられると共に、各プランジ
ャー13aを夫々挿通させるための長孔32が形成されてい
る。従って、上記ブロック８及びプレート12は、各プラ
ンジャー13a及びエジェクターバー12bを夫々下動させた
状態とすることによって、同時に且つ一体として着脱す
ることができる。

また、上型キャビティブロック７と、該ブロックにボル
ト33にて固着したホルダー34とのスペース35内には上部
エジェクタープレート22が嵌装されており、従って、該
ブロック７とプレート22は上型ベース３に対して同時に
且つ一体として着脱することができるように設けられて
いる。この場合において、型開時にプレート22を押し下
げるためのスプリング36を、第１図に示すように、該プ
レート22とホルダー34との間に配設することによって、
上記着脱操作をより簡略化させることができるものであ
る。なお、上記プレート22に垂設する各エジェクターピ
ン22aの配置構成態様は第２図に示したものと同一であ
る。

以上のように、上記実施例によれば、固定側及び可動側
の両ベース３・４に対する固定側及び可動側の両キャビ
ティブロック７・８の着脱が夫々容易となり、従って、
キャビティブロック７・８の交換作業に要する時間が短
縮化される。

また、上記両キャビティブロック７・８の交換に際し
て、該ブロック及びエジェクタープレート22・12を金型
ベース３・４の所定位置に簡易に且つ確実に装着し、或
は、これより取り外しすることができる。

（発明の効果） 本発明の構成によれば、キャビティブロック及びこれに
装着されるエジェクタープレートを金型ベースに対して
頻繁に交換するといった積極的な交換性を有するため、
固定側及び可動側の両金型ベースに対して固定側及び可
動側の両キャビティブロック及びエジェクタープレート
を夫々頻繁に交換する半導体装置の多品種少量生産を目
的とした半導体素子の樹脂封止成形用金型として最も適
している。

また、本発明の構成によれば、キャビティブロックの交
換に際して、これに装着されるエジェクタープレートの
着脱作業を同時に、しかも、簡易迅速に且つ確実に行な
うことができると共に、該取付部の構造簡略化による全
体的な構成簡易化を図ることができ、従って、前述した
ような従来の問題点を確実に解消することができるとい
った優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すものであり、
第１図はその要部を示す一部切欠正面図、第２図は半導
体素子の樹脂封止成形用金型の要部を示す一部切欠縦断
正面図、第３図は下部エジェクタープレートを下型キャ
ビティブロックに装着した状態を示す一部切欠側面図で
あり、第４図はこれを分解して示す一部切欠側面図であ
る。 第５図は従来のエジェクタープレートの取付部の構造例
を示す一部切欠縦断面図である。 （符号の説明） １……固定上型、２……可動下型、３……上型ベース、
４……下型ベース、4a……アリ溝、５・６……熱源、７
……上型キャビティブロック、８……下型キャビティブ
ロック、8a……アリ部、９……ポット、10……下型キャ
ビティ、11……熱源、12……下部エジェクタープレー
ト、12a……エジェクターピン、12b……エジェクターバ
ー、13……プランジャーホルダー、13a……プランジャ
ー、20……上型キャビティ、21……熱源、24……カル
部、26……ゲート部、27……ホルダー、28……ボルト、
29……スペース、30……スプリング、31……挿入孔、32
……長孔、33……ボルト、34……ホルダー、35……スペ
ース、36……スプリング。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定側及び可動側のエジェクタープレート
   を、各ホルダーを介して、固定側及び可動側のキャビテ
   ィブロックに夫々一体に嵌装させると共に、上記各エジ
   ェクタープレートと各キャビティブロックとの夫々の一
   体構造体を、上記固定側及び可動側のベースに設けた嵌
   合装着部に対して夫々着脱自在に装着させて構成したこ
   とを特徴とする半導体素子の樹脂封止成形用金型。