JPH09167782A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 外部導出用リード端子と電気的接続される半
導体素子を樹脂封止するモールド工程時に樹脂バリの発
生を防止し、成形性や樹脂の使用効率を向上させる半導
体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 モールド金型１は上型と下型とからな
る。上型１ａは樹脂パッケージ形成用の樹脂充填部とな
る複数の上キャビティ２ａと、充填樹脂の注入口となり
所定数のキャビティ（空洞）当り１個のポット３を有
し、下型１ｂは上キャビティに対向位置にあって樹脂充
填部となる下キャビティ２ｂと、ポット３の直下にあり
ポットへの注入樹脂を上下の空洞２の近傍へ流入させる
ランナー４と、それから上下空洞への樹脂流入用ゲート
５、及びリードフレーム載置部６を有している。ステー
ジ８上の半導体素子７と外部接続用リード端子を接続し
たリードフレーム１０を下型の載置部６に載置後、上下
型の型閉めを行いポットから樹脂を注入し、空洞内に樹
脂を充填封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、特に外部に導出されるリード端子と電気的に接続さ
れる半導体素子を樹脂パッケージにて封止するモールド
工程を有する半導体装置の製造方法に関する。上記モー
ルド工程は、モールド金型に溶融する樹脂を充填するこ
とにより行われるが、金型からの樹脂の滲み出し等によ
る樹脂バリの発生を防止すことが必要とされている。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法としては、
マルチプランジャー方式のモールド金型を使用するモー
ルド方法と、コンベンショナル方式のモールド金型を使
用するモールド方法とがある。図５は、マルチプランジ
ャー方式のモールド方法を説明するための金型の断面
図、図６は、コンベンショナル方式のモールド方法を説
明するための金型の断面図である。

【０００３】マルチプランジャー方式は、図５に示すよ
うに、所定数のキャビティ５２に対してその中央部に位
置するポット５３と、ポット５３とキャビティを結ぶゲ
ート５５及びキャビティ５２間を結ぶゲート５５’と、
複数のキャビティ５２を含むリードフレーム載置部５６
とを有するモールド金型５１を使用して行う。モールド
金型５１は図示していないが、上型と下型とからなりリ
ードフレーム載置部５６上に半導体装置を搭載したリー
ドフレームを載置した後、型閉めを行う。その後、ポッ
ト５３より溶融する樹脂を注入してゲート５５，５５’
を介して複数のキャビティ５２内に樹脂を充填する。

【０００４】図５の場合は多段のリードフレームをポッ
ト５３の両側に配置させるものであり、１個のポット５
３から８キャビティに対して樹脂を充填する構成になっ
ている。以上説明したマルチプランジャー方式のモール
ド方法は、ポット５３からキャビティ５２までの距離を
短くすることにより、樹脂の使用効率を向上させるもの
であり、近年の多品種少量生産の小型パッケージに対し
ては、本方法が主流となっている。

【０００５】一方、コンベンショナル方式は、図６に示
すように、複数のキャビティ６２と、中央部に位置する
ポット６３と、ポット６３からキャビティ６２の近傍ま
で延びる複数のランナー６４と、ランナー６４とキャビ
ティ６２とを連結するゲート６５と、複数のキャビティ
６２を含むリードフレーム載置部６６とを有するモール
ド金型６１を使用して行う。

【０００６】モールド金型６１は図示していないが、上
型と下型とからなりリードフレーム載置部６６上に半導
体装置を搭載したリードフレームを載置した後、型閉め
を行う。その後、ポット６３より溶融する樹脂を注入し
てランナー６４及びゲート６５を介して複数のキャビテ
ィ６２内に樹脂を充填する。図６の場合は１個のポット
６３より６本のランナー６４が延びて、それぞれのラン
ナー６４が両側５個ずつ、即ち１０個のキャビティ６２
に対してゲート６５を介して樹脂を注入する構成となっ
ている。

【０００７】このようなコンベンショナル方式のモール
ド方法は、１度に多くのモールド封止を行うことができ
るため、大量生産に好適な方法である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記マルチプランジャ
ー方式、コンベンショナル方式共に、上型と下型との間
で部分的にリードフレームの厚さ分だけ隙間が生じるこ
とから、その隙間の部分においてキャビティからの樹脂
の滲み出しが起き、樹脂バリが発生する。図７は、樹脂
封止後の樹脂バリを示すリードフレーム平面図であり、
ランナー内樹脂７４及びゲート内樹脂７５を中央にし
て、両側に樹脂パッケージ７３が形成されたリードフレ
ーム７０を有している。

【０００９】図７に示すように、ゲート内樹脂７５の周
辺部に滲み出し樹脂７６が発生することになり、この滲
み出し樹脂７６がランナー内樹脂７４とゲート内樹脂７
５を除去した後も残存して樹脂バリとなる。このような
樹脂バリは、その後の外装メッキ工程では異物付着、切
断成形工程では金型内搬送障害及びリード変形等の原因
となる。

【００１０】上記障害を防止するためには、モールド封
止工程後に樹脂バリを除去する工程を行わなければなら
ないが、この工程は手作業にて行うか、或いは大掛かり
な治具を用意しなければならず、面倒なものとなる。ま
た、モールド金型の形状等を変更することにより、樹脂
の滲み出しを防止することも考えられるが、マルチプラ
ンジャー方式の場合は、各ゲート周辺部に突起を設ける
か、リードフレームの側辺と重なるように疑似ランナー
を設けなければならず、金型加工の複雑化、或いはポッ
トからキャビティまでの距離が長くなることによる成形
性劣化及び樹脂使用効率の悪化が生じる。

【００１１】コンベンショナル方式の場合においても、
リードフレーム側辺とランナーを重ねることにより、樹
脂の滲み出しは防ぐことができるが、やはりポットから
キャビティまでの距離が著しく長くなり、成形性劣化、
及び樹脂の使用効率悪化が生じる。本発明は、上記課題
を解決して樹脂バリの発生を防止すると共に、成形性及
び樹脂の使用効率を向上させることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、リードフレームのステージ上に搭載された
状態で樹脂パッケージに封止さてなる半導体素子と、該
半導体素子と電気的に接続され樹脂パッケージ外部に導
出されるリード端子を有する半導体装置の製造方法にお
いて、前記樹脂パッケージを形成するための樹脂充填部
となる複数の上キャビティ２ａ、及び該上キャビティ２
ａへ充填する樹脂の注入口となり、所定数のキャビティ
に対して１個設けられるポット３を有する上型１ａと、
前記上キャビティ２ａに対向する位置にあり、樹脂パッ
ケージを形成するための樹脂充填部となる下キャビティ
２ｂ、前記ポット３の直下を横切る位置にあり、該ポッ
ト３に注入される樹脂を前記上下のキャビティ２の近傍
に流入させるランナー４、該ランナー４から前記上下の
キャビティ２内へ樹脂を流入させるゲート５、及び一側
辺が前記ランナー４の辺と一致するリードフレーム載置
部６を有する下型１ｂとからなるモールド金型１を用い
るもので、ステージ８上に半導体素子７を搭載すると共
に、該半導体素子７と外部接続用のリード端子とを電気
的に接続した状態のリードフレーム１０を前記下型１ｂ
のリードフレーム載置部６に載置した後、前記上型１ａ
と下型１ｂとの型閉めを行い、前記ポット３から溶融す
る樹脂を注入することによって、前記上下のキャビティ
２内に樹脂を充填する樹脂封止工程を含むことを特徴と
している。

【００１３】上記本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、樹脂封止工程において、リードフレーム１０の一側
辺と、ゲート５までの樹脂流路であるランナー４の一辺
とが一致した状態でキャビティ２内に樹脂が充填される
ため、ゲート５周辺部に樹脂の滲み出す隙間が発生しな
い。また、ランナー４がポット３の直下に位置してお
り、リードフレーム載置部６もランナー４辺に一致して
いるため、ランナー４及びゲート５共に短くできる。

【００１４】従って、ポット３からキャビティ２までの
距離を短くなり、樹脂の使用効率が向上する。また、ポ
ット３からキャビティ２までの距離が短く、距離のばら
つきも小さいため、樹脂充填時の圧力等の制御が容易と
なることから、樹脂パッケージの成形性を向上させるこ
とができる。

【００１５】

【実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参照しな
がら詳細に説明する。図１は、本発明に係るモールド方
法の一実施例を説明するためのモールド金型図であり、
図１（ａ）は上方断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ
−Ｂ断面図である。

【００１６】但し、図１（ａ）においては、上型と下型
を重ねて主要部が全て見える状態で示している。（実際
の断面図では見えない） 本実施例のモールド工程で使用するモールド金型１は、
図１（ａ）に示すように、樹脂が充填される複数のキャ
ビティ２、樹脂注入口で８カ所のキャビティ２に対して
１個設けられるポット３、複数のポット３の直下に位置
してキャビティ２の近傍まで樹脂を流入するランナー
４、ランナー４から枝分かれして各キャビティ２への樹
脂流路となるゲート５、及び半導体素子を搭載するリー
ドフレームを載置するリードフレーム載置部６（太枠
部）とが備えられている。太枠はリードフレーム載置部
６を明確にするためのものであり、片方のみ示してい
る。

【００１７】以上のようなモールド金型１は、図１
（ｂ）の断面図に示すように、上型１ａと下型１ｂとか
らなるものであり、本実施例の場合、キャビティ２は上
下の金型にそれぞれ上キャビティ２ａ、下キャビティ２
ｂとして対向するように設けられ、ポット３は上型１ａ
に、ランナー４とゲート５、及びリードフレーム載置部
６は下型１ｂに設けられている。

【００１８】このようなモールド金型を用いて半導体素
子の樹脂封止を行うが、半導体素子は長尺のリードフレ
ーム上に複数個が搭載された状態で実施される。図１
（ｂ）に示すように、複数のステージ８と、ステージ８
の周囲に設けられる多数本の外部接続用リード端子９と
が備えられるリードフレーム１０に対して、まずステー
ジ８上に銀ペースト等の接着材を塗布し、その後ステー
ジ８上に半導体素子７を搭載する。

【００１９】更に、半導体素子７の複数の電極と外部接
続用のリード端子９との間をワイヤー１１を介して電気
的に接続される状態とする。そして上型１ａと下型１ｂ
とを開いた状態とし、上記複数の半導体素子７を搭載し
たリードフレーム１０を下型１ｂの太枠（図１ａ）で示
すリードフレーム載置部６に載置する。その後、上型１
ａと下型１ｂとの型閉めを行い、図１ｂに示す状態とす
る。

【００２０】図１（ｂ）の状態において、上型１ａのポ
ット３から溶融する樹脂を注入し、ランナー４及び各ゲ
ート５を介して複数のキャビティ２（２ａ，２ｂ）内に
樹脂を充填する。本実施例では、ランナー４とリードフ
レーム１０の一側辺が一致しており、ゲート５の周辺部
において上型１ａと下型１ｂ間の隙間がないため、ゲー
ト５の周辺からの樹脂の滲み出しが発生することがな
い。

【００２１】樹脂が冷却固化した後、上下の金型を開
き、半導体素子７の部分が樹脂封止されたリードフレー
ム１０を取り出す。図２は、以上のモールド工程後のリ
ードフレームを示す平面図である。但し、図１の金型と
は素子数及び大きさ等は対応していない。リードフレー
ム１０は、図に示すように半導体素子の部分が樹脂パッ
ケージ１２に覆われ、その周辺部にリード端子９（一部
図示）が導出している。また、本実施例におけるリード
フレーム１０のクレドール１３には、金型１のポット３
を逃げるためのポット用切欠き１４を有している。

【００２２】また、図示していないが、キャビティ２内
にエアーが残ることによる樹脂の未充填が生じることを
防止するために、金型１のリードフレーム１０の外側ク
レドール１３’に対応する部分にダミーキャビティを設
けることもある。図３（ａ）（ｂ）は、本発明で使用す
るリードフレームの他の構成を示す平面図である。

【００２３】図３（ａ）は、クレドール２１にスリット
（切断用溝）２２を設けたリードフレーム２０であり、
図１に示すモールド金型にて樹脂封止を行った後の離型
の際にスリット２２を切断する構造になっている。樹脂
封止を行った段階では、モールド金型１のランナー４内
にある樹脂２３が点線で示すようにクレドール２１に沿
って存在するが、スリット２２を切断することによっ
て、確実且つ容易にこの不要な樹脂、即ちランナー内樹
脂２３を除去することが可能となる。

【００２４】図３（ｂ）は、クレドール３１に樹脂との
密着性の悪い銀メッキ３２を施したリードフレーム３０
である。このようなリードフレーム３０によれば、図１
に示すモールド金型にて樹脂封止を行った後、金型のラ
ンナーに対応するランナー内樹脂３３が点線で示すよう
に残るが、銀メッキ３２が施されていることにより容易
に除去することができる。

【００２５】図４（ａ）（ｂ）は、本発明で使用する更
に他の構成のリードフレーム平面図であり、図４（ａ）
は樹脂封止前、図４（ｂ）は樹脂封止後のリードフレー
ムである。本実施例のリードフレームは４０は、図４
（ａ）に示すように、モールド金型のゲート側に位置す
るクレドール４１のやはりモールド金型のポットに対応
する位置に円を４分割した形状の貫通孔４２を設けたこ
とを特徴としている。（モールド金型は図１を参照） このようなリードフレーム４０を２枚用意して、それぞ
れに半導体素子を搭載した後、図４（ａ）の如く、それ
ぞれ貫通孔４２が対向するようにモールド金型内にセッ
トする。この時２枚のリードフレーム４０は、そのクレ
ドール４１の一辺同士が接触する。

【００２６】尚、本実施例の実際のリードフレーム４０
には、半導体素子を搭載するステージやその周辺にリー
ド端子を有するが、図４（ａ）では省略している。以上
のように、モールド金型内にリードフレーム４０をセッ
トした後、モールド金型のポットより樹脂を注入するこ
とにより、キャビティ内に樹脂を充填して半導体素子を
樹脂パッケージにて封止する。

【００２７】図４（ｂ）が、この樹脂封止後のリードフ
レームを示しており、半導体素子の部分に樹脂パッケー
ジ４４が、貫通孔４２の部分にポットに対応して樹脂で
構成される円状のカル４５が形成される。カル４５は、
２枚のリードフレーム４０のそれぞれ貫通孔４２入り込
むと共に、その周囲を覆うことで、２枚のリードフレー
ム４０を連結している。

【００２８】以上のように、本実施例のリードフレーム
４０を使用すると、樹脂封止後に２枚のリードフレーム
が連結された状態となり、その後の工程、例えばメッキ
工程や捺印工程において同時に搬送処理することが可能
となり、効率アップとなる。そして、上記カル４５はリ
ードフレーム４０の切断工程時にクレドール４１と共に
除去することができるため、特に切断工程が煩雑になる
ことはない。

【００２９】

【効果】以上説明した本発明による半導体装置の製造方
法によれば、樹脂封止工程において、リードフレームの
一側辺とゲートまでの樹脂流路であるランナーの一辺と
が一致した状態でキャビティ内に樹脂充填されるため、
ゲート周辺部に上下の金型間に隙間がないため、樹脂の
滲み出しが発生することがなく、後の工程に影響を及ぼ
すこともない。

【００３０】また、ランナーがポットの直下に位置して
おり、リードフレーム載置部もランナー辺に一致してい
るため、ランナー及びゲート共に短くできる。従って、
ポットからキャビティまでの距離を短くでき、樹脂充填
時の圧力等の制御が容易となることから、樹脂パッケー
ジの成形性の向上及び樹脂の使用効率の向上を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモールド方法を説明するための金
型図である。

【図２】本発明に係るモールド工程後のリードフレーム
の平面図である。

【図３】本発明で使用する他の構成のリードフレーム平
面図である。

【図４】本発明で使用する更に他の構成のリードフレー
ム平面図である。

【図５】従来のマルチプランジャー方式のモールド方法
を説明する金型平面図である。

【図６】従来のコンベンショナル方式のモールド方法を
説明する金型平面図である。

【図７】従来のモールド工程後のリードフレームの平面
図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレームのステージ上に搭載され
   た状態で樹脂パッケージに封止さてなる半導体素子と、
   該半導体素子と電気的に接続され樹脂パッケージ外部に
   導出されるリード端子を有する半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記樹脂パッケージを形成するための樹脂充填部となる
   複数の上キャビティ（２ａ）、及び該上キャビティ（２
   ａ）へ充填する樹脂の注入口となり、所定数のキャビテ
   ィに対して１個設けられるポット（３）を有する上型
   （１ａ）と、 前記上キャビティ（２ａ）に対向する位置にあり、樹脂
   パッケージを形成するための樹脂充填部となる下キャビ
   ティ（２ｂ）、前記ポット（３）の直下を横切る位置に
   あり、該ポット（３）に注入される樹脂を前記上下のキ
   ャビティ（２）の近傍に流入させるランナー（４）、該
   ランナー（４）から前記上下のキャビティ（２）内へ樹
   脂を流入させるゲート（５）、及び一辺が前記ランナー
   （４）の辺と一致するリードフレーム載置部（６）を有
   する下型（１ｂ）とからなるモールド金型（１）を用い
   るもので、 ステージ（８）上に半導体素子（７）を搭載すると共
   に、該半導体素子（７）と外部接続用のリード端子とを
   電気的に接続した状態のリードフレーム（１０）を前記
   下型（１ｂ）のリードフレーム載置部（６）に載置した
   後、前記上型（１ａ）と下型（１ｂ）との型閉めを行
   い、前記ポット（３）から溶融する樹脂を注入すること
   によって、前記上下のキャビティ（２）内に樹脂を充填
   する樹脂封止工程を含むことを特徴とする半導体装置の
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記リードフレーム（１０）のゲート側
   クレドール（１３）には、前記モールド金型（１）のポ
   ット（３）を回避するポット用切欠き（１４）を形成し
   ておくことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記リードフレーム（２０）のゲート側
   クレドール（２１）には、該クレドール（２１）の端部
   を除去するための切断用溝（２２）を形成しておくこと
   を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記リードフレーム（３０）のゲート側
   クレドール（３１）の表面には、樹脂との密着性の悪い
   材料（３２）を塗布しておくことを特徴とする請求項１
   記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記リードフレーム（４０）のゲート側
   クレドール（４３）には、前記モールド金型のポットに
   対応する位置に、貫通孔（４２）を形成しておくことを
   特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載のリードフレーム（４０）
   ２枚を、それぞれの貫通孔（４２）を対向させると共
   に、クレドール（４１）の一辺同士を接触させた状態で
   樹脂封止し、前記貫通孔（４２）の部分に樹脂を被覆す
   ることで、２枚を連結した状態にすることを特徴とする
   請求項５記載の半導体装置の製造方法。