JPS61269338A - 樹脂封止半導体装置およびその製造に用いるモ−ルド型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、樹脂封止型半導体装置およびその製造技術に
関する。

〔背景技術〕

樹脂封止型半導体装置は、通常モールド金型を用いた樹
脂モールド法によって、そのパッケージが形成される。

すなわち、リードフレームへのベレット取付工程および
ワイヤボンディング工程が終了した後、該リードフレー
ムが、共に凹部を有する金型の上型と下型の間に挟持さ
れ、その状態で樹脂注入ゲートよりエポキシ樹脂等の樹
脂がモールド型によっで形成されるキャビティ内に注入
され、注入された樹脂が所定時間硬化された後に金型か
ら取り外ずされる。

樹脂の注入硬化によって形成されたパッケージをモール
ド金型から外すために、押圧ピン、いわゆるエジェクト
ビンがモールド金型に設けられ、エジェクトピンによっ
てパッケージに押圧力が加えられることによって、パッ
ケージがモールド金型から外される。すなわち、パンケ
ージが離型される。

ここで、樹脂封止半導体装置において、それに使用され
る樹脂は、半導体装置の信鎖性を高めるために、リード
フレームに対し大きい接着力を示す性質を持つことが必
要とされる。樹脂にこのような性質が必要とされること
に応じて、注入硬化によって形成されたパッケージをモ
ールド金型との離型性は、必ずしも良くない。

離型性が悪いと、離型時にエジェクトビンによって、望
ましくない大きさの外力がパッケージに加えられるよう
になる。

離型性の問題は；いわゆるプラスチックリーデツドチッ
プキャリア型（以下、ＰＬＣＣとも称する）半導体装置
のように、得るべきパッケージの表面が平坦でなく、凹
凸を持つようにされているときに特に大きくなる。

樹脂封止型半導体装置は、またそのパッケージ表面が梨
地面のような粗面とされる場合がある。

これは、凹部内面、すなわちモールド後のパンケージ表
面に接触する面が梨地仕上げされているモールド金型を
使用することにより製造できるものである。

このようなパッケージ表面の梨地面化は、主に製品を識
別するために種類やロフト番号等をパッケージ表面に印
刷する、いわゆるマーキングを良好にさせるために行わ
れる。ここでマーキングにおいて、その印刷性はパッケ
ージ表面の梨地が微細であると悪くなる。その結果とし
てマーキング不良が生じ易くなる。他方、梨地面の粗さ
を粗くすると、モールド金型とパッケージとの離型性が
悪くなる。

なお、樹脂封止型半導体装置については、１９８０年１
月１５日、株式会社工業調査会発行、日本マイクロエレ
クトロニクス協会線ｒｒｃ化実装技術ＪＰ１４９〜Ｐ１
５０に説明されている。

〔発明の目的〕

本発明の１つの目的は、モールド型に対する離型性の優
れた樹脂封止半導体装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、マーキングの印刷性が優れている
とともに、モールド工程における離型性が優れた樹脂封
止型半導体装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記半導体装置の製造に適したモ
ールド金型を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、パッケージ表面における突起部の側面に所定
のテーパが設けられることにより、モールド型に対する
パッケージの離型性の向上が達成されるものである。

〔実施例１〕 第１図（ａｌは本発明による一実施例である、いわゆる
プラスチックリーデツドチップキャリア（ＰＬＣＣ）型
半導体装置の一部の断面図であり、第１開山）は前記半
導体装置の部分側面図である。

また、第２図は本実施例の半導体装置の概略斜視図であ
る。

第２図に示す如（、本実施例の半導体装置は、そのパッ
ケージｌの四囲に多数のり一部２が埋設されており、該
リードの先端はパッケージ裏面に折り曲げられている。

さらに詳しく説明すれば、第１図（ａｌに拡大して示す
如く、樹脂モールドにより形成されたパッケージ１内に
おいて、タブ３にペレット５が導電性樹脂あるいは金−
シリコン共晶からなるような結合材（図示せず、）によ
って取り付けられており、１亥ベレツト４は、それにお
けるポンディングパッド電極（図示しない）がリード２
の内端部と金ワイヤ５を介して電気的に接続されている
。そして、前記リード２のパッケージ外の部分（以下、
外部リードともいう。）はパッケージ１の側端近傍で下
方に折り曲げられ、さらに該パンケージ１の裏面周囲に
形成されている突出部６に沿って内側に折り曲げられ、
その先端部がパンケージ１の裏面に形成された凹部７に
挿入されてなる。

前記突出部６はプリント基板への実装時等におけるリー
ド２の変形を防止する機能を有する。

突出部６は連続した１個から成るのではなく、第１開山
）から明らかなように、各リードに１対１に対応される
。それ故に、突出部６の相互間に溝２０が存在する。

溝２０は、たとえば次のような理由によって設けられる
。

すなわち、ＰＬＣＣはそのリードの下端２ａがプリント
基板のような配線基板（図示しない）の配線に、半田か
ら成るようなろう材によって電気的機械的に結合される
。ＰＬＣＣの実装工程において、半田付けのために用い
られたフラックスのようなリードおよび配線を侵す恐れ
のある・不所望な反応物は、電子装置の信頼性を充分に
向上させる必要のある場合、洗浄され、除去される。溝
２０が形成されていない場合、すなわち、複数のリード
に対し連続的な突出部が設けられている場合、その突出
部によって囲まれているパッケージの底面部分への洗浄
液の囲り込みは、掻く制限される。

これに応じて不所望な反応物をリード２、ろう材層およ
び配線基板の配線層などの表面から充分に除去できなく
なる。上述のように溝２ｏが設けられている場合、パッ
ケージｌの底面と配線基板との間の空間における洗浄液
の交換は、充分に良好になる。その結果、かかる空間部
分における不所望な反応物も充分に除去することができ
るようになる。

この実施例に従うと、第１開山）から明らかなように、
各突出部６の側面にテーパ角θが付けられる。このテー
パ角θは、後で第４図によって説明するモールド型８ａ
に対するパッケージ１の離型性を良くするために設定さ
れる。突出部６のリード２と直接的に対応される部分の
幅は、リード２に対する良好なガイドとさせるために、
リード２の幅と実質的に等しいか、もしくは第１開山）
に示されたようにリード２のそれよりも若干大きくされ
る。

テーパ角θは、モールド型に対するパッケージ１の離型
性の点から、大きいことが望ましい０反面、テーパ角θ
は、溝２０の断面積の減少を防ぐという点から、小さい
ことが望ましい、これらの点からテーパ角θは、３度な
いし２０度、特に望ましくは１５度にされることが望ま
しい。

第４図は、本実施例の半導体装置の製造に適用される本
発明による他の一実施例である金型を、そのモールド工
程の態様を含めて示す断面図である。

前記金型８は、上金型８ａおよび下金型８ｂで構成され
るものであり、それぞれに丁度対応する場所に凹部すな
わちキャビティが形成され、かつ下金型の凹部底面周囲
には半導体装置の突起部７に対応する凹部９が形成され
ている。この上金型８ａと下金型８ｂの間に、ペレフト
の取り付けおよびワイヤボンディングが完了したリード
フレームを同図に示す如く挟持し、ゲートｌＯよりエポ
キシ樹脂を流入させ、上金型８ａの凹部と下金型８ｂの
凹部とで形成されるキャビティ１１内に該樹脂を充たす
ことにより、パッケージ形成が行われる。

前記キャビティ１１内に樹脂を充たし、所定時間経過し
た後、すなわち樹脂を硬化させた後、図示しないエジェ
クトピンの利用によって金型８からパッケージの取り外
しを行い、次いでフレームからリードの切断、外部リー
ドの折曲成形を行うことにより、本実施例の半導体装置
が完成される。

樹脂はそれが硬化されると、その体積が若干減少される
。第２図に示されたように、複数のリードに対し複数の
突出部が形成される場合、パッケージ１を構成する樹脂
の全体的な収縮によって、突出部６の側面６ａ、もしく
は６ｂ（第１開山））と、モールド型８ｂ（第４図）と
の間に、比較的大きい応力が加わるようになる硬化収縮
によってもたらされる応力は、パッケージ１の中心から
離れれば、それに応じて増加される。側面６ａもしくは
６ｂに加わる応力は、突出部６に対する剪断応力とみな
される。この応力は、また、パッケージ１の離型の際、
突出部６とモールド型８ｂとの相互の摩擦力を増加させ
る。突出部６の側面６ａ。

６ｂに実質的にテーパ角θが与えられていない場合、上
記摩擦力は充分に大きくなり、離型を困難にさせる。

この実施例に従うと、突出部６の側面６ａ、６ｂにテー
パ角θが与えられているので、樹脂が硬化収縮された際
に突出部６に加わる応力は、２つの方向、すなわちパッ
ケージ１の平面と実質的に同じ方向の横方向と、パッケ
ージ１の平面に対し実質的に垂直にされた方向とに分割
される。その結果として、樹脂の硬化収縮に伴って、パ
ッケージ１をモールド型８ｂから離型させるための応力
が生ずる。

本実施例の半導体装置は、第１図ｆａｔおよび（ｂｌの
リード２の埋設面より上の上側パッケージ部分１ａの表
面が、前記埋設面より下の下側パッケージ部分１ｂの表
面より粗（形成されている。第３図ｆａ）および（ｂ）
はその様子を拡大して示すものであり、同図ｆａ）は第
１図１ａ）におけるＡ部を、同図中）は同じくＢ部を示
すものである。

第４図の金型８は、製造される前記半導体装置のパッケ
ージ表面に対応して、上金型８ａの凹部表面は粗い粗面
をもって形成され、下金型８ｂのそれは前記上型８ａよ
り細かい粗面をもって形成されている。これら凹部表面
は、たとえば上金型８ａが約１３μｍの表面粗さとされ
、下金型８ｂが６〜８μｍの表面粗さとされる。

第５図は、前記表面状態を拡大して示すもので、同図ｆ
ａｔは第４図におけるＡ部、同図中）は同じくＢ部を示
すものである。

なお、モールド型３ａ、３ｂの主要部は、たとえば超硬
合金のような素材から構成され、放電加工技術のような
加工技術によって形成される。

各モールド型の凹部表面は、放電加工の際に粗面となる
。粗面の程度、すなわち粗さは、放電加工の際の加工条
件によって決定される。各モールド型は、それと注入さ
れる樹脂中に混入されている酸化シリコン粉末を主成分
とするような比較的硬度の大きいフィラーとの相互に生
ずる摩擦によって、反復使用されるに従って摩耗される
。モールド型の凹部表面には、図示しないけれども、硬
質クロムメッキ層のような比較的薄い厚さの被覆層が形
成される。被覆層の表面は、下地材料と実質的に同じ粗
面となる。摩耗が進行した場合、たとえば古い被覆層が
除去され、再び新しい被覆層が形成される。従って、被
覆層はモールド型における一種の再生層を構成する。

ここで、一般に金型表面を粗い粗面で形成すると、該金
型からパッケージを取り外す工程における離型性が悪く
なり、そのためパッケージ欠は等の外観不良が発生し易
いという問題がある。特に、本実施例２の半導体装置の
如く、パンケージ裏面に突起部７を有するものは特に問
題が大きい。

一方、金型表面を細かい粗面で形成すると離型性は向上
するが、製造される半導体装置のパッケージ表面に付す
るマーキングの印刷性が低下するためマーキング不良を
引き起こす。

第５図のようにされた金型８を用いることにより、上側
パッケージ部分１ａの表面を粗く形成することができる
ので、該上側パッケージ部分の表面に印刷性の高いマー
キングが達成され、その上、下金型とパッケージとの離
型性を向上させることができるので、作業性向上および
不良発生の防止を達成できる。特に、本実施例の如く構
造が複雑な下側パッケージ部分１ｂからなる半導体装置
については極めて有効である。

〔効果〕

（１）、突出部のような段差を生ずる部分の側面にテー
パを与えたので、過大な応力が段差部に加わっていない
樹脂封止半導体装置を得ることができ、その結果として
パッケージ欠は等の外観不良の発生のない半導体装置を
得ることができる。

（２）、上金型の凹部内面の少なくとも一部が粗い粗面
で、かつ下金型の凹部内面が細かい粗面で仕上げられた
金型を用いて樹脂封止型半導体装置を製造することによ
り、モールド工程において少なくとも下金型については
離型性を向上させることができるので、パッケージ欠は
等の外観不良の発生を防止できる。

（３）、前記（２）により、半導体装置の歩留り向上を
達成できる。

（４）、前記（２）の金型を用いることにより、上側パ
ッケージ部分表面の少なくとも一部が粗い粗面からなる
半導体装置を製造できるので、該粗い粗面に印刷性の良
いマーキングが可能である。

（５）、前記（３）および（４）により、信頼性の高い
マーキングが付された半導体装置を安価に提供できる。

（６）、前記＋１１に記載した金型をＰＬＣＣ型半導体
装置に適用することにより、該半導体装置はパッケージ
裏面が複雑であるため特に有効である。

（７）、細かい粗面を持つモールド型と、注入される樹
脂に混入されているフィラーとの摩擦が、その細かい粗
面によって小さくなるので、長寿命のモールド型を得る
ことができる。

（８）、多（の段差部を持つことによって複雑な形状に
され、その結果高価となるモールドが、上記（ηによっ
て長寿命にされるので、実質的に安価なモールド型を得
る゛ことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、上側パンケージ部分の表面全体が粗い梨地面
で形成されている半導体装置について説明したが、これ
に限るものでなく、上側パッケージ部分の表面の一部、
すなわちマーキング部のみを粗くしたものであってもよ
い。

同様に前記半導体装置の製造に適用される金型について
も、上金型の内面全体が粗い梨地で形成されているもの
に限るものでな（、その一部のみが粗いものであっても
よいことはいうまでもない。

上金型、下金型は、単に得るべきパッケージの上面、下
面（もしくは裏面）と対応されているにすぎないもので
あり、封止装置において上下のいずれに位置されても良
い、金型は金属以外でも良い。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である、いわゆるＰＬＣＣ
型半導体装置に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、樹脂封止型半導
体装置であれば、いわゆるＤＩＰ型等の種々の形式の半
導体装置に適用して有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａｌは、本発明による一実施例である半導体装
置を示す部分断面図、 第１図（ｂ）は、前記半導体装置の部分側面図、第２図
は、前記半導体装置の概略を示す斜視図、第３図ｉａ＋
は、上側パンケージ部分の表面部を示す拡大断面図、 第３図（ｂｌは、下側パッケージ部分の表面部を示す拡
大断面図、 第４図は、本発明による他の一実施例である金型を示す
部分断面図、 第５図（ａｌは、上金型の凹部表面部を示す拡大断面図
、 第５図（ｂｌは、下金型の凹部表面部を示す拡大断面図
である。 ■・・・パッケージ、１ａ・・・上側パッケージ部分、
１ｂ・・・下側パッケージ部分、２・・・リード、３・
・・タブ、４・・・ペレット、５・・・ワイヤ、６・・
・突起部、７・・・凹部、８・・・金型、８ａ・・・上
金型、８ｂ・・・下金型、９・・・凹部、１０・・・ゲ
ート、１１・・・キャビティ。 第　　１　　図 （ｂ） 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のリード線材によって構成される平面に対して
   の一方の側に位置するパッケージ表面に、上記平面の延
   長方向に対し異なる方向にされた側面を持つ段差部が形
   成されてなる樹脂封止半導体装置であって、上記側面に
   テーパが与えられてなることを特徴とする樹脂封止半導
   体装置。 ２、上記段差部は、プラスチックリーデッドチップキャ
   リア型パッケージにおける各リード線材に対応された凸
   部から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の樹脂封止半導体装置。 ３、上記平面に対する他方の側に位置するパッケージ表
   面にマーキング部が形成され、少なくとも上記マーキン
   グ部が粗面にされてなることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の樹脂封止半導体装置。 ４、上記平面に対する上記他方の側に位置するパッケー
   ジ表面が粗い粗面にされ、上記一方の側に位置するパッ
   ケージ表面が細かい粗面にされて成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の樹脂封止半導体装置。 ５、上記パッケージが樹脂モールド法によって形成され
   てなり、上記パッケージ表面の粗面がモールド型によっ
   て決定されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項または第４項記載の樹脂封止半導体装置。 ６、パッケージ表面が粗面にされている樹脂封止型半導
   体装置であって、リード線材によって構成される平面に
   対する一方の側におけるパッケージ表面のうち少なくと
   もマーキング部が粗い粗面で形成され、上記平面に対す
   る他方の側におけるパッケージ表面が細かい粗面で形成
   されてなる樹脂半導体装置。 ７、パッケージ裏面にリード変形防止用の凸部が形成さ
   れているプラスチックリーデッドチップキャリア型パッ
   ケージからなることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載の半導体装置。 ８、樹脂封止型半導体装置製造用のモールド金型であっ
   て、上金型の凹部内面の少なくとも一部が粗い梨地で形
   成され、下金型の内面が細かい梨地で形成されてなるモ
   ールド金型。 ９、下金型の凹部底面周囲に凹部が形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載のモールド金型
   。