JPH07186187A - 順次進行する複数のチャネルを有する加熱移送モールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数のモールド空洞122,124を有する複数空
洞移送モールドである。第１のモールド空洞122は、ゲ
ート133および粘性制御チャネル121を介してランナ120
に結合される。第２のモールド空洞124は、第２のゲー
ト135および第２の粘性制御チャネル123を介して、同じ
ランナのより下流側に結合される。下流側のモールド空
洞の粘性制御チャネルは、上流側のモールド空洞の粘性
制御チャネルよりも比較的自由にモールディング・コン
パウンドを第２のモールド空洞へ通過させる。作業時に
おいて、粘性制御チャネルは、各モールド空洞に流入す
るモールディング・コンパウンドの温度を等しくし、そ
の粘性を等しく適正化させる。 【効果】 各空洞のモールディング条件が実質的に同じ
となり、モールディング・コンパウンドがランナに沿っ
て各ゲートおよび空洞へ流入するときの抵抗が低減さ
れ、各空洞は等しい速さでしかも低い充填速度で充填さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン製（半導体）
素子などのパッケージングに用いられる加熱移送モール
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、毎年世界中でパッケージされるシ
リコン集積機器の大部分の封止に、樹脂モールディング
・コンパウンド（封止剤）が使われている。１個または
複数個のシリコン製素子を樹脂パッケージの中に封止す
るという考えは、機器をパッケージするコストの低減に
大いに寄与してきた。このことが、シリコン製素子をさ
らに多くの製品に使うことの要因ともなってきた。

【０００３】熱膨張係数が小さく破壊に対して粘り強い
モールディング・コンパウンドの開発により、シリコン
集積機器の封止を多量に行うのに使用される移送モール
ディング（鋳造）が可能となった。移送モールディング
は、三つの工程からなると考えられる。すなわち、Ａ）
モールディング・コンパウンドで複数空洞モールド
（型）を充填する工程、Ｂ）モールドの中にモールディ
ング・コンパウンドを押し込む(packing)工程、Ｃ）モ
ールディング・コンパウンドを治癒する(curing)工程、
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】移送モールディング・
プロセスでは、シリコン製素子上の配線帯および関連す
るリードフレームに損傷を与えないように、封止プロセ
ス中、細心の注意をしなければならない。

【０００５】シリコン集積機器の封止の従来技術による
プロセスによる損傷を調べた研究によると、モールディ
ング・プロセスの充填工程と詰め込む工程とが、シリコ
ン製素子、リードフレーム、および接続配線帯に対し
て、流れによる損傷および圧力による応力を引き起こす
ことが示されている。本発明は、上述の、封止に関連す
る問題点を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するものであって、少なくとも２個のモールド空洞を有
する複数空洞移送モールドである。第１のモールド空洞
は、ゲートおよび粘性制御チャネルを通して一つのラン
ナに結合される。第２のモールド空洞は、第２のゲート
および第２の粘性制御チャネルを通して、同じランナの
より下流側に結合される。下流側のモールド空洞の粘性
制御チャネルは、上流側のモールド空洞の粘性制御チャ
ネルよりも比較的自由にモールディング・コンパウンド
を第２のモールド空洞へ通過させるように寸法が決めら
れている。

【０００７】作業時において、粘性制御チャネルは、各
モールド空洞に流入するモールディング・コンパウンド
の温度を等しくし、それに基づいてその粘性を等しくか
つ適正化するように機能する。その結果、モールディン
グ・コンパウンドがランナに沿って各ゲートおよび空洞
へ流入するときの抵抗が低減され、各空洞は等しい速さ
でしかも低い充填速度で充填される。

【０００８】

【作用】この発明により各空洞のモールディング条件が
実質的に同じとなるので、通常のモールディング・プロ
セスに帰すべき欠陥が除去される。

【０００９】

【実施例】シリコン製素子は小さくて壊れやすいことか
ら、樹脂モールディング・コンパウンド（封止剤）中に
埋め込み、電気導体の列に電気的に接続することが多
い。その電気導体はモールディング・コンパウンドの中
に一部埋め込まれ、その端部は組立体の端部から突出し
ている。樹脂モールディング・コンパウンド内に埋め込
まれた電気導体の端部はシリコン製素子の近くに位置
し、内部リードと呼ばれる。それらは、細い配線で、シ
リコン製素子上の接合パッドに接続される。組立体の端
部から外側へ突出しているリードの他端は、回路基板上
にマウントするために「Ｊ」型リードまたは「かもめの
翼」型リードを形成するような形になっている。

【００１０】図１は、そのような半導体機器が、セラミ
ック部材に支持され、リードフレームのリードに電気的
に結合され、樹脂内に封止された状態の断面を示すもの
である。この実施例では、シリコン製素子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
固定されている。セラミック部材１２は、シリコン製素
子からリードフレーム２４のリード１８への電気接続を
するための導電路を支持する。

【００１１】細い配線帯１６はシリコン製素子１０上の
種々の接合パッドを、セラミック部材１２の上の適当な
導電路へ電気的に接合する。セラミック部材１２の導電
路は、リードフレーム２４の種々のリード１８の内側端
部にも電気的に接続されている。完成された組立体にお
いては、セラミック部材１２、シリコン製素子１０、配
線帯１６、リード１８の内側端部はすべて樹脂モールデ
ィング・コンパウンド２０に埋め込まれている。この樹
脂モールディング・コンパウンド２０は、支持と電気的
絶縁のためのものである。

【００１２】図２は、典型的なリードフレーム２４がセ
ラミック部材１２に取り付けられる前の状態を示す。リ
ードフレーム２４はたとえば、銅、銅合金などの金属製
平板であって、打ち抜きまたは食刻により、内側端部２
６および外側端部２８を有する複数の正方形または長方
形の導電性のリード１８を形成する。外側端部２８はフ
レーム支持部材３０に取り付けられている。フレーム支
持部材３０は、リード１８の内側端部２６がセラミック
部材１２および配線帯１６に接続され、組立体が樹脂モ
ールディング・コンパウンド内に封止される後まで、種
々のリードの相互位置関係を保持する。

【００１３】モールディング・プロセスに続いて、フレ
ーム支持部材３０をリード１８から取り去り、仕上げお
よび成形作業で、リード１８の外側端部２８を最終的な
形状に形成する。

【００１４】最終的なパッケージを形成する一つの方法
は、「モールド後」処理によるものである。この処理
で、リードフレームと取り付けられたシリコン集積機器
は熱硬化性樹脂モールディング・コンパウンドで封止さ
れる。

【００１５】封止材料すなわちモールディング・コンパ
ウンドは熱硬化性の高分子モールディング・コンパウン
ドであって、モールドによる樹脂パッケージングにおい
て最も重要な材料の一つである。モールディング高分子
材料は、プロセスの途中で低粘性流体から堅い樹脂に転
換される。この材料は、軟化温度すなわちガラス遷移温
度はあるものの、高分子化した後は、はんだ付け温度に
おいても流動しない。交差連結分子構造をもつからであ
る。

【００１６】エポキシは、交差連結可能な樹脂であっ
て、ほとんどすべての商用モールディング・コンパウン
ドに適する。含有成分は、エポキシ樹脂、硬化剤、触
媒、充填剤、遅炎剤、柔軟剤、結合剤、型はずし剤、着
色剤の混合物からなる。モールディング・コンパウンド
の特性としては、壊れやすい組立体がモールディング途
中で受ける損傷を少なくするために粘性が低いこと、生
産性を上げるために治癒が速いこと、そして、モールデ
ィング・コンパウンドとリードフレームとシリコン製素
子との間の熱膨張係数の差によって引き起こされる熱収
縮力が小さいこと、が重要である。

【００１７】今日の低応力モールディング・コンパウン
ドは、熱膨張係数が小さく、発生応力が最小であり、こ
れらの応力によって拡大される割れに対する抵抗力が大
きく、シリコン製素子とリードフレームとによく接着し
てその応力をパッケージ全体に分散させるものである。
通常、モールディング・コンパウンドの約７５重量％は
無機充填剤（たとえば、熱膨張係数を下げ、熱伝導率を
上げるための粉末シリコン）である。

【００１８】ほとんどすべてのモールド後樹脂パッケー
ジは、熱硬化モールディング・コンパウンドを用いた移
送モールディング・プロセスによって製造される。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、
手動または自動リードフレームローダによりモールド空
洞内に装荷され、それからそのモールドは炉内に置か
れ、そこで予熱される。モールディング・コンパウンド
は、２極予熱ヒータの中でガラス遷移温度以上に加熱す
ることにより、あらかじめ軟化される。

【００１９】作業は、加熱されたモールディング・コン
パウンドを移送ポットから出して、これを予熱されたモ
ールド空洞の上部または下部のどちらかに入れることで
開始される。モールドが充填された後に、押し込むため
に圧力を上げ、さらに、高い圧力をかけてモールディン
グ・コンパウンドをさらに高分子化する。充填しただけ
の材料には空隙があるので押し込めること（パッキン
グ）が重要である。押し込めることにより、モールドさ
れた部材内の、巨視的空隙も微視的空隙もともに圧縮
し、パッケージの浸透性を低くし、これにより、水が集
まって腐食を促進させる可能性のある空隙をなくすこと
ができる。

【００２０】樹脂モールディング・コンパウンドは、そ
れが空洞を充填するときに、壊れやすいシリコン製素子
と接続配線及びリードの上に、流れによって発生する応
力を引き起こす。この、流れによって引き起こされる応
力は、損傷及び生産損失をもたらす。

【００２１】モールディング材料の流れ、及びそのモー
ルディング後の過去の特性は、プロセス・プロフィルす
なわち、圧力、温度、速度、時間、モールディング材料
の変形及び流動特性、及びモールド自体の特徴、幾何学
形状及び寸法の関数である。

【００２２】移送モールディング・プロセスは、３個の
工程、すなわち、充填、押し込み、治癒からなるといえ
る。モールディング中にしばしば発生する欠陥のタイプ
には、不完全充填、空隙（不完全な排気による空気
泡）、ブリスタ（表面上に残った空気泡）、ピンホール
（表面に開放された空隙）、および種々の形態の内部機
器損傷などがある。

【００２３】内部機器の損傷には２種類ある。一つは配
線スイープ（掃引）であって、粘性抵抗による流れ誘導
応力と表面張力効果によるものである。もう一つは、複
数空洞モールドの個々の空洞内のモールディング圧力ま
たは実際に働く力が大きくなりすぎたために起こる、リ
ードフレーム及び配線の損傷である。

【００２４】上述の欠陥の起こる程度は、圧力、温度、
流量、および流れ方向を含む多数の相互に関連する設計
変数及びプロセス変数に依存する。さらに欠陥の起こり
方は、材料の粘性が時間及び温度を含む変形流体学、粘
性に依存する特性及びその反作用の比率にも依存する。

【００２５】明らかに、流れによって引き起こされる機
器の損傷及び圧力によって引き起こされる応力は、とも
に、接触の瞬間の運動及び材料特性に依存し、封止に関
連する欠陥の主な原因となりうる。通常は、封止材料の
速さは、これらの力が大きくなりすぎるほどに速くはな
い。しかし、モールディング・コンパウンドの粘性は、
温度が低いか、遷移温度が高いかによってかなり高くな
ることがあり、これにより半導体機器、関連配線及びリ
ードフレームに損傷を与える力を生じうると信じられて
いる。

【００２６】素子の損傷をできるだけ少なくするために
は、モールディング・コンパウンドの粘性、圧力及び速
度をできるだけ小さくする必要がある。これらの基準に
匹敵するものとして、空隙などの他の欠陥を最小化し、
エポキシ樹脂の特性を最適にするプロセス範囲を与える
ために要求されるパラメータの適当な範囲が必要であ
る。そして、このすべてを、製造モールドのすべての空
洞内で同時に満足させ、等しく高い品質の部品を製造し
なければならない。

【００２７】熱硬化材料のモールディングにおける第１
の工程は、複数空洞のモールド組立体と材料との両方を
加熱することである。材料は、通常は２極ヒータによ
り、軟化点まで加熱される。エポキシ樹脂の軟化温度は
約９０℃である。それから、予熱されたモールディング
材料は、平板モールドのランナ板内のランナに分配され
る。それからモールド材料は、その材料がモールドのす
べての空洞に分配されるようにランナシステムを通って
移動する。モールド空洞にはいる前に、モールディング
材料は、ゲートと呼ばれる狭い開口部を通過する。空気
は、そのモールド空洞から小さな排気部を通って逃げ出
る。

【００２８】熱硬化モールディングは、モールドを、流
入してくるモールディング材料の温度よりもはるかに高
い温度に予熱するのが特徴である。したがって、モール
ディング材料がランナシステム及びゲートを通って流れ
ると温度上昇する。モールディング・コンパウンドに伝
達される熱の量、したがってモールディング・コンパウ
ンドがモールド空洞に流入するときの温度は、モールデ
ィング・コンパウンドがランナに沿って、そしてモール
ドのゲートを通って移動するときの、モールディング・
コンパウンドの伝導加熱及び摩擦加熱によって支配され
る。したがって、モールディング材料がランナ内を移動
するとき、その温度が上昇し、その粘性は変化する。

【００２９】時間関数として、加熱された材料の粘性
は、材料が治癒（冷却）されるにしたがって、一度低下
して最小値を通過し、それがらまた上昇し始める。時間
に対する粘性の正確な変化曲線は、おもに温度及び材料
の変形（shear)率に依存する。

【００３０】図３は、従来技術の封止プロセスにおい
て、平板モールドがモールディング・コンパウンドで充
填されていく途中を示す。モールドは４個の平板部材、
すなわち、ベース板部材４０、下部開口板部材４２、上
部開口板部材４４、ランナ板部材４６からなる。これら
４個の部材は、図３に示すように、順に重ねられる。

【００３１】封止されるべきシリコン製素子及びリード
フレームは、下部開口板部材４２及び上部開口板部材４
４により、モールド空洞内に保持される。すなわち、リ
ードフレームの端部は、下部開口板部材４２と上部開口
板部材４４の間に位置する逃げ領域４８内の、モールド
空洞周辺部の周りに設置される。ランナ板部材４６及び
ベース板部材４０はモールド空洞５０の上端及び下端を
画定し、上部開口板部材４４及び下部開口板部材４２は
モールド空洞５０の側面を画定する。

【００３２】ランナ板部材４６は、ランナのうちの少な
くとも一つ５２を支持する。ランナは、モールディング
・コンパウンドを入口ポートからモールド空洞５０へ導
くためのチャネルである。上部開口板部材４４はゲート
３１を支持する。モールディング・コンパウンドは、ラ
ンナ５２から、ゲート３１を通るチャネルを通ってモー
ルド空洞５０へ流れ込む。

【００３３】従来の通常のモールドは４個の平板モール
ド部材ではなくて２個の部材からできていた点でこの例
と異なる。通常のモールドでは、ランナとゲートとモー
ルド空洞の半分とが上部部材に位置している。モールド
の他の半分は下部部材に位置している。

【００３４】封止プロセスにおいて、モールディング・
コンパウンドは、ランナ５２からゲート３１を通ってモ
ールド空洞５０へ流入する。モールディング・コンパウ
ンドは、リードフレームの上または下の位置からモール
ド空洞５０にはいる。モールド空洞にはいってから、モ
ールディング・コンパウンドは二つの流れに分かれる。
たとえば、第１流動部３２はリードフレームの上に位置
し、第２流動部２３３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側に流れ、モールド空洞のした
側部分を満たしていく。これらの上側、下側の流れ部分
はともに、モールド空洞の遠い側へ向かって流れてい
る。

【００３５】これらの上側、下側の流れ部分の先端は、
通常、それぞれの空洞の厚さとプロセス条件により、別
々の速さで進行する。二つの流れ先端部が出会う場所は
結合線またはニット(nit)線と呼ばれる。結合線は局所
的に弱い領域であり、応力集中が生じる可能性がある。
結合線の特性は、交わる流れ先端部の圧力及び温度に依
存する。

【００３６】図４は、ランナ５２〜６２を有する従来の
移送モールド組立体２５０を示すものである。ランナ５
２〜６２は、６グループのモールド空洞６４〜７４にモ
ールディング・コンパウンドを導く。モールド空洞のグ
ループ６４〜７４それぞれは、１２個の別個のモールド
空洞からなる。作業において、モールディング材料は、
受けポート７６からランナ５２〜６２へ通る。ランナ５
２〜６２の長さは互いに異なる。図４の各ランナは、各
ゲートを経由して１２個のモールド空洞へモールディン
グ・コンパウンドを導くように連結されている。

【００３７】図５は、一つのランナと、本発明による熱
硬化モールド組立体の一つのランナと連結モールド空洞
とを模式的に示す。本発明にかかる移送モールド組立体
では、一つのランナ１２０と複数のモールド空洞それぞ
れとの間に粘性制御チャネルが配置されている。ランナ
１２０ではモールディング・コンパウンドの流路は一定
断面積である。粘性制御チャネルは、モールディング・
コンパウンドが共通のランナから種々のモールド空洞に
流入するときに、モールディング・コンパウンドの温度
をバランスさせる。

【００３８】粘性制御チャネルは、ランナと、そのラン
ナと結合される種々のモールド空洞の各ゲートとの間に
配設される。粘性制御チャネルは、モールディング・コ
ンパウンドが各空洞に流入するときの温度を、そしてそ
れゆえに粘性を実質的に均一化する。図５で２組のモー
ルド空洞が一つの共通ランナに結合されている。上側の
組のモールド空洞については、モールド空洞１２２、１
２４、１２６、１２８、１３０、１３２の粘性制御チャ
ネル１２１、１２３、１２５、１２７、１２９、１３１
が、共通ランナ１２０からのモールディング・コンパウ
ンドを受け取るように結合されている。ゲート１３３、
１３５、１３７、１３９、１４１、１４３は、それぞ
れ、粘性制御チャネルとそのモールド空洞とを接続す
る。

【００３９】一つの粘性制御チャネルにより提供される
モールディング・コンパウンドの流路の断面積は、その
粘性制御チャネルの全長にわたり一定である。最初の粘
性制御チャネル１２１から始まって、下流方向に向かっ
て（粘性制御チャネル１３１に向かって）各粘性制御チ
ャネルによって与えられるモールディング・コンパウン
ドの流路断面積は、順次比例的に大きくなっている。比
例的に大きくなっている粘性制御チャネルによって、モ
ールディング・コンパウンドが種々のモールド空洞に流
れ込むときにそのモールディング・コンパウンドの温度
が均一になり、よって粘性も均一になる。このようにし
て、本発明によれば各ゲートを通ってモールド空洞に流
入するモールディング・コンパウンドの粘性は実質的に
等しくなる。

【００４０】ゲートはすべて、実質的に等しい長さであ
り、等しい断面積を持っている。これにより、種々の粘
性制御チャネルにより粘性を等しくすることが、モール
ディング・コンパウンドがゲートを通過するときに、損
なわれないことが保証される。

【００４１】図６は、本発明による熱硬化性移送平板モ
ールドのモールド空洞の断面図である。図６に示す平板
モールドの中で、粘性制御チャネルはランナ板部材内に
配設されている。モールド１００は、４個の板部材、す
なわちベース板部材１０２、下部開口板部材１０４、上
部開口板部材１０６、ランナ板部材１０８からなる。上
部開口板部材１０６はゲート１１０を支持する。ランナ
板部材１０８はランナ１１２（長さ方向に一定断面積を
もつ）及び粘性制御チャネル１１４を支持する。これら
４個の板部材は順次重ねられてモールド１００を形成
し、粘性制御チャネル１１４は、モールディング・コン
パウンドをランナ１１２からゲート１１０に通す所に位
置する。

【００４２】図５に示したモールドの設計では、各ラン
ナは、２列のモールド空洞（１列につき６個のモールド
空洞）にモールディング・コンパウンドを導くものであ
り、モールド空洞１２２〜１３２に対する粘性制御チャ
ネル１２１、１２３、１２５、１２７、１２９、１３１
の大きさは、各モールド空洞に流入するモールディング
・コンパウンドの温度を等しくするように決定する。

【００４３】具体的には、 モールド空洞１２２の粘性制御チャネル１２１は均一深
さ０．７６２ｍｍ、（０．０３０インチ） モールド空洞１２４の粘性制御チャネル１２３は均一深
さ０．８８９ｍｍ、（０．０３５インチ） モールド空洞１２６の粘性制御チャネル１２５は均一深
さ１．０１６ｍｍ、（０．０４０インチ） モールド空洞１２８の粘性制御チャネル１２７は均一深
さ１．１４３ｍｍ、（０．０４５インチ） モールド空洞１３０の粘性制御チャネル１２９は均一深
さ１．２７０ｍｍ、（０．０５０インチ） モールド空洞１３２の粘性制御チャネル１３１は均一深
さ１．３９７ｍｍ、（０．０５５インチ） に設計する。この実施例では、すべての粘性制御チャネ
ルの幅および長さはそれぞれ同じであり、深さだけがチ
ャネルごとに相違する。

【００４４】いうまでもないが、大きさを変えるのは各
粘性制御チャネルの深さだけに限定されるものではな
く、幅、長さおよび／または深さを変えてもよい。本発
明のモールドの作業においては、各モールド空洞に流入
するモールディング・コンパウンドは、より均一な流れ
プロフィルおよびより低い速度をもつ。各モールド空洞
についての粘性制御チャネルとゲートの組み合わせにお
けるモールディング・コンパウンドの圧力降下は、最初
のモールド空洞１２２から最後のモールド空洞１３２ま
での順に、６０６２４ｇ／ｃｍ²（８４２ｐｓｉ(ポンド
／平方インチ)），５３６４０ｇ／ｃｍ²（７４５ｐｓ
ｉ），４６９４４ｇ／ｃｍ²（６５２ｐｓｉ），４１７
６０ｇ／ｃｍ²（５８０ｐｓｉ），３７６５６ｇ／ｃｍ²
（５２３ｐｓｉ），３４８４８ｇ／ｃｍ²（４８４ｐｓ
ｉ）であった。

【００４５】最初の粘性制御チャネル１２１から最後の
粘性制御チャネル１３１まで、ランナに沿ってモールデ
ィング・コンパウンドを押すのに必要な圧力降下は３７
１ｐｓｉであった。このように、モールディング・コン
パウンドは、モールド空洞を満たす前にランナを満たし
た。このように、各粘性制御チャネルの寸法を順次変え
ていくことにより、共通のランナに結合された各モール
ド空洞に流入するモールディング・コンパウンドの温度
を等しくすることができ、これにより、その流入すると
きの粘性を等しくすることができる。

【００４６】ランナに沿ったモールディング・コンパウ
ンドの温度変化の測定値は１１．６℃であった。粘性制
御チャネルの寸法を順に変えていくことにより、モール
ディング・コンパウンドが、最後のモールド空洞に近づ
くほど、すなわち下流側のモールド空洞にいくにほど温
度上昇するのを、補償する。モールド空洞に流入するモ
ールディング・コンパウンドの温度の差の最大値は１
３．７℃であった。これは、従来の複数空洞の熱硬化モ
ールドで経験される温度差（通常、２０℃以上）よりも
小さい。

【００４７】図７は本発明の他の実施例を示す。ここで
は、粘性制御チャネルが上部開口板部材内に位置してい
る。上部開口板部材１０６はゲート１１０および粘性制
御チャネル１１４を支持する。ランナ板部材１０８はラ
ンナ１１２を支持する。４個の板部材１０２、１０４、
１０６、１０８を順次重ねてモールド１００を形成した
とき、粘性制御チャネル１１４は、モールディング・コ
ンパウンドがランナ１１２からゲート１１０に通る途中
に位置する。

【００４８】複数空洞モールドの空洞に流入するモール
ディング・コンパウンドの温度そしてそれ故に粘性を均
一化するために粘性制御チャネルを用いることは、複数
空洞平板モールドに限定されるものではなく、他のタイ
プの複数空洞にも適用できる。

【００４９】従来の移送平板モールドにより封止された
機器は、そのモールドがプロセスパラメータに対して極
端に敏感であるがゆえに、封止に関係する問題を経験し
た。その一つの理由は、モールディング材料は、一つの
グループのモールド空洞のそれぞれにはいる直前に異な
る温度であり、異なる変形の履歴を有するからである。

【００５０】たとえば、図４において、モールド空洞８
０へはいるモールディング・コンパウンドは、受けポー
ト７６からモールド空洞８０のゲート３５まで流れてい
く間に熱いモールドから熱を吸収するが、これはモール
ド空洞８４にはいるモールディング・コンパウンドとは
違った履歴をとる。モールド空洞８４にはいるモールデ
ィング・コンパウンドは、ランナ内にもっと長い時間滞
在することからより高い温度に熱せられている。さら
に、モールド空洞９０にはいるモールディング・コンパ
ウンドは一番奥の空洞にまで流れていく間にさらに加熱
される。

【００５１】さらに、種々の空洞のゲート寸法が同じで
あるから、モールディング・コンパウンドがランナ内を
進むにつれて抵抗が増大する。また、グループ６８のモ
ールド空洞にはいるモールディング・コンパウンドの履
歴はグループ７２のモールド空洞にはいるモールディン
グ・コンパウンドの履歴と異なる。ランナ５８とランナ
６０の長さが異なるからである。

【００５２】図４の従来技術により封止された半導体機
器の多くは、推奨されたプロセスパラメータを使用した
ときに配線に重大な損傷を受ける。特に、種々のグルー
プのモールド空洞の最初のモールド空洞８０、８１内に
配置された機器のリードフレームに、封止に関連する欠
陥が生じた。

【００５３】図８は、従来技術のモールド空洞のグルー
プ７２のモールド空洞８０〜９１がランナ５８およびそ
れぞれのゲート３３〜５７からモールディング・コンパ
ウンドを受け取るときの、サイクルのうちの７０％充填
状態を模式的に示す。図８からわかるように、最初にモ
ールディング・コンパウンドを受け取るモールド空洞８
０、８１が最初に充満され、ランナの端部にあるモール
ド空洞９０、９１が最後に充満される。このようにモー
ルド空洞が順次満たされていく現象は「クリスマスツリ
ー」現象として知られている。

【００５４】あるモールディング・プロセスの研究によ
れば、機器が封止プロセス中に損傷を受けるのは、モー
ルディング・コンパウンドの温度が、上流側の空洞内よ
りも下流側空洞内の方が高いことによる。モールディン
グ・コンパウンドはランナに沿って流れながら温度上昇
するので、一つの空洞グループ７２の最初のモールド空
洞８０にはいるモールディング・コンパウンドは、同じ
空洞グループ７２の最後のモールド空洞９０にはいるモ
ールディング・コンパウンドよりも低温である。

【００５５】さらに、一つのモールド内で、モールディ
ング・コンパウンドをランナ５８の上流端から各モール
ド空洞へ押し込むのに必要な圧力降下は、モールド空洞
８０、８１については１４６８８ｇ／ｃｍ²（２０４ｐ
ｓｉ）、モールド空洞８２、８３については１６７７６
ｇ／ｃｍ²（２３３ｐｓｉ）、モールド空洞８４、８５
については２４０４８ｇ／ｃｍ²（３３４ｐｓｉ）、モ
ールド空洞８６、８７については２６１３６ｇ／ｃｍ²
（３６３ｐｓｉ）、モールド空洞８８、８９については
１５６２４ｇ／ｃｍ²（２１７ｐｓｉ）、モールド空洞
９０、９１については１３４６４ｇ／ｃｍ²（１８７ｐ
ｓｉ）であった。

【００５６】このように、モールディング・コンパウン
ドを次に来る空洞にいれるために必要な圧力は同じでな
かった。しかし、モールディング・コンパウンドは通
常、最小の抵抗の流路に沿って流れる。したがって、モ
ールディング・コンパウンドが空洞８０のゲート３５に
到達するとモールディング材料は最初にモールド空洞８
０、８１に流入してこれを満たす。これが最小抵抗の流
路だからである。モールディング・コンパウンドがさら
にランナに沿って次に来るゲートに流れるのは空洞８
０、８１が部分的に満たされた後である。したがって、
ランナ５８内をゲート３５を通り過ぎてゲート３９へ流
れるモールディング・コンパウンドは、さらに高温にな
る。

【００５７】このため、モールド空洞８０にはいるモー
ルディング・コンパウンドの粘性は明らかに、モールド
空洞８２にはいるモールディング・コンパウンドの粘性
と異なる。クリスマスツリー効果を引き起こす圧力不均
衡を起こさせるのは、この粘性の違いによるものと考え
られる。配線スイープ損傷は、モールド空洞内の材料の
速度と粘性との積の関数である。モールド内にモールデ
ィング・コンパウンドを押し込むのに必要な圧力が高い
ということは、モールド空洞内の材料の粘性が高いとい
うことを示している。さらに、ランナ５８内の材料の大
部分は、最後の空洞よりもはるかに早く、最初の３個の
空洞８０、８２、８４に向かい、またそれらを満たす。

【００５８】従来技術のモールドにおける温度の影響は
重大であることがわかった。ゲート３５を通過する際の
温度上昇は最小であって１６．３℃であり、その最初の
ゲート３５からランナに沿って下流側の最後のモールド
空洞９０のゲート５５までの温度上昇は２０℃である。
このように、縦一列に並んだ６個の空洞８０、８２、８
４、８６、８８、９０に流入する材料の粘性には明かな
不均一がある。

【００５９】この材料は熱硬化性であるので、モールデ
ィング・プロセスの完結時の材料特性は、その温度およ
び履歴により影響される。このケースでは、最初のモー
ルド空洞を満たすモールディング・コンパウンドの温度
・時間プロフィルは、最後のモールド空洞を満たすモー
ルディング・コンパウンドの温度・時間プロフィルと著
しく相違する。この粘性の相違により、最初のモールド
内でモールドされた機器の特性と最後のモールド内でモ
ールドされた機器の特性とが相違することになる。

【００６０】

【発明の効果】この発明によれば、各空洞のモールディ
ング条件が実質的に同じとなるので、通常のモールディ
ング・プロセスに帰すべき欠陥が除去される。

【図面の簡単な説明】

【図１】リードフレームのリードと電気的に結合され、
樹脂封止された半導体機器の断面図。

【図２】典型的なリードフレームの外観図。

【図３】封止プロセスにおいて、従来の平板モールド空
洞をモールディング・コンパウンドが満たしていく途中
のようすを示す断面図。

【図４】７２個の機器を同時に封止する場合の従来の移
送モールドのランナ構造とモールド空洞の模式図。

【図５】本発明による移送モールド組立体のランナ構造
とモールド空洞の部分的模式図。

【図６】本発明によるモールドの一実施例の断面図。

【図７】本発明によるモールドの他の実施例の断面図。

【図８】図４に示す１２個のモールド空洞の一群の、７
０％充填時における輪郭図。

【符号の説明】

10 シリコン製素子 12 セラミック部材 14 熱伝導性エポキシ接着剤 16 配線帯 18 リード 20 樹脂モールディング・コンパウンド 24 リードフレーム 26 内側端部 28 外側端部 30 フレーム支持部材 31、33、35、39、41、43、45、47、49、51、55、57、110、133、135、13
7、139、141、143 ゲート32 第１流動部 233 第２流動部 40,102 ベース板部材 42、104 下部開口板部材 44、106 上部開口板部材 46、108 ランナ板部材 48 逃げ領域 250 移送モールド組立体 52、54、56、58、60、62、112、120 ランナ 64、66、68、70、72、74 モールド空洞群 76 受けポート 100 モールド 114、121、123、125、127、129、131 粘性制御チャネル 50、57、80〜91、122、124、126、128、130、132、255 モール
ド空洞

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のモールド空洞（１２２，１２４・
   ・・）と、 加熱されたモールディング材料を受ける供給ポートと、 前記加熱されたモールディング材料を前記供給ポートか
   ら受け取って前記モールド空洞に送るように、ランナに
   沿って前記モールド空洞が配置され結合されたそのラン
   ナ（１２０）と、 前記ランナから分岐してそれぞれのモールド空洞に接続
   され、実質的に等しい大きさをもち、モールディング材
   料を受け入れる入り口をもち、それぞれのモールド空洞
   に連絡し実質的に等しい大きさと断面形状を有する出口
   をもつ、複数のゲート（１３３，１３５・・・）と、 前記ランナと前記ゲートのそれぞれの前記入り口との間
   に配設され、それぞれのモールド空洞により受け取られ
   るモールディング材料の温度を制御するための、複数の
   粘性制御チャネル（１２１，１２３・・・）と、 を具備し、 各モールド空洞に流入するモールディング材料の温度が
   実質的に等しくなるように、粘性制御チャネルの相対的
   寸法が、それぞれのゲートと供給ポートの間の距離に比
   例することを特徴とする移送モールド。
2. 【請求項２】 前記ランナは、その長さ方向に実質的に
   均一断面積を有することを特徴とする移送モールド。
3. 【請求項３】 前記粘性制御チャネルそれぞれの断面積
   はその長さ方向に均一であって、しかもそれら粘性制御
   チャネルの断面積は、そのモールド空洞の前記供給ポー
   トからの距離が大きくなるに従って大きくなることを特
   徴とする移送モールド。
4. 【請求項４】 前記各粘性制御チャネルの長さを前記ラ
   ンナと各ゲートの入り口の間の距離とし、また粘性制御
   チャネルの幅を長さ方向に垂直に測るとき、それらの長
   さは実質的に相互に等しく、またそれらの幅も実質的に
   相互に等しいことを特徴とする移送モールド。