JPS62122151A - 半導体類のパツケ−ジ封止方法およびその装置 - Google Patents

半導体類のパツケ−ジ封止方法およびその装置

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JPS62122151A
JPS62122151A JP61179407A JP17940786A JPS62122151A JP S62122151 A JPS62122151 A JP S62122151A JP 61179407 A JP61179407 A JP 61179407A JP 17940786 A JP17940786 A JP 17940786A JP S62122151 A JPS62122151 A JP S62122151A
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JP
Japan
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sealing
lead frame
leadframe
semiconductors
heating
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Application number
JP61179407A
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English (en)
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Keiji Hazama
硲　圭司
Shinichi Oota
伸一 太田
Mitsuo Yamada
三男 山田
Toshiyuki Arai
敏之 新井
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体類の樹脂製パッケージの封止方法並びに
その装置に関する。
〈従来の技術〉 従来半導体ｆｌ封止するための樹脂としてｍ；、主にエ
ポキシ系及びシリコーン系等の熱硬化性樹脂が用いらｎ
ており、こｎらの樹脂による封止方法としてはいわゆる
トランスファー、キャスティング、ディッピング及びボ
ッティング等と呼称される成形力法が封止対象に応じて
そｎぞれ使い分けられている。中でも代表的な方法とし
てエポキシ樹脂によるトランス７ｙ−ｉ形があげらｎる
。
セラミックや金属を用いたいわゆるハーメチックシール
と称されるパッケージに比べてエポキシ樹脂等のプラス
チックを用いたプラスチックパッケージは半導体＠を装
着した多数の＋７−ドフレームを一括して封止成形する
ため、低価格であるという大きな特長を有している半面
、用いている樹脂が熱硬化性樹脂であることによる工程
上の欠点を有していた。
即ちこれら熱硬化性樹脂を用いたパッケージは封止成形
後に樹脂をより完全に硬化させる目的でボストキエア工
程と呼ばれている数時間にも及ぶ熱エージング工程が必
要であり、このため半導体素子が組み込まれたウェノ・
のテップ単位への分割工程からテップｔ　ＩＪ−ドフレ
ームのマウント部に固定するダイポンディング工程、チ
ップ電極部とリードを導通化させるワイヤボンディング
工程、樹脂封止工程、リードの後加工工程及びマーキン
グ工程に到る組型工程の各工程間を円滑につなぎ一貫自
動化を図ることが困難であるという大きな欠点金有し℃
いた。なオ、トランスファー底形装置はリードフレーム
のハンドリングおよび移送姿勢として水平配置にされた
リードフレームを中心軸とした構造になっている。
上述のトランスファー成形の欠点を解決するために例え
ば、特開昭５７−１８１１２９号公報に示すような、予
め成形された２個の熱５Ｊ塑性樹脂板状成形品を上下対
称位置に配置し、同じく上下対称位置に配置した熱風式
加熱ヒータにより該板状成形品の封止面を加熱溶融後、
水平に配置された半導体類を装着したリードフレームを
挟み加圧一体化させるための、半導体類のパッケージ用
封止装置が提案されている。
この装置は第４図に示すように、封止用型部３．３′は
図示はしていないが板状成形品の供給を受は持つキャビ
ティ、板状成形品封止面の予備加熱を受は持つキャビテ
ィ、板状成形品封止面の加熱を受は持つキャビティお工
びリードフレーム１との一体化を受は持つキャビティを
有し、また、熱風式加熱ヒータ６．６′および熱風式予
備加熱ヒータ９，９′を有する。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし本提案の装置は、短期間の封止作業においては他
め℃高い封止特注を示すものの、長時間の連続封止作業
においては、熱風式加熱ヒータ６．６′および熱風式予
備加熱ヒータ９，９′が上下に配置されている関係で熱
風の対流により下記のような欠陥が生じる。
即ち、熱風の対流現象により上部の熱風式ヒータ６．９
及び封止用型部３が過熱気味となり、また上下熱風式ヒ
ータ９，９′の熱風吹出力向がリードフレーム１を挟ん
で相対しているため封止性の確保に必要な加熱条件、即
ち板状成形品封止面の溶融樹脂粘度を一定範囲に制御す
ることが困難となり、結果的に封止性を損うといった致
命的欠陥を生じた。
更に装置の保守の面でも水平姿勢に配置さγしたリード
フレーム１を中心軸として上下対称位置に装置の諸部品
が配置されている為、上部の部品調整等はともかく下部
の部品調整が極めて困難となり装置の円滑な保守管理に
支障をきたす等の欠陥を有していた。
本発明はかＮる状況に鑑みなされたものであって、封止
信頼性にすぐｎ自動化の容易な半導体撃の封止方法並び
にその装置ｔ−提供することを目的とする。
また、付随的には保守管理性に優ｔた半導体類のパッケ
ージ封止装置を提供するものである。
く問題点を解決するための手段〉 少なくとも１個が半導体類を収納するための窪みを有す
る２個の熱可塑性樹脂板状成形品を、２個の封止用型部
の牟ヤビティに収納させた状態で加熱した後、半導体類
を装置したリードフレームを挟み加圧一体化させる半導
体類のパッケージ方法において、リードフレームを垂直
に配置するとともに、該リードフレームの両側に対称配
置さｎ回転可能な封止用型部に前記板状成形品を水平に
保持させ、リードフレームおよび板状成形品を加熱した
後封止用型部を所定位置に回転させ、しかるのちリード
フレーム両・側から挟み加圧合体することを特徴とする
。
以下本発明を実施例を示した図面に基づき説明する。
第１図は本発明になる封止装置要所の斜視図であり、垂
直姿勢に配置されたリードフレーム１をり持する為のリ
ードフレームホルダ２，２′があり、このリードフレー
ム１ｔ−中心軸として２個の封止用型部３，３′が対称
位置に配置されている。
この２個の封止用型部３，３′には第３図の加熱開始に
示すような一対の熱可塑性梱脂板状成形品４．４′を収
納する為のキャビティ５，５′がリードフレーム１の垂
直軸方向でかつ同方向に開口配置さｎている。
板状成形品４，４′の封止面を加熱溶融させる為の熱風
式加熱ヒータ６．６′がキャビティ５，５′と相対して
配置されており、−力リードフレームを加熱する為のリ
ードフレームヒータ７．７′が垂直配置のリードフレー
ム１を中心軸として対称位置に配置さｎている。
第１図は板状成形品４，４′が熱風式加熱ヒータ６．６
′により、またリードフレーム１がリードフレームヒー
タ７．７′により加熱中の工程を示している。
第２図は垂直配置の加熱されたリードフレーム１を封止
面が加熱溶融した一対の板状成形品４．４′で挾ものと
している封止直前の工程を示している。
次に、封止工程を第３図にエリ説明すると以下のような
工程を経る。
Ｉｍ）　　板状成形品４，４′を封止用型部３，３′に
、リードフレーム１ｔ−リードフレームホルダ２，２′
にそれぞれセットする。
（ｂ）　　リードフレームヒータ７．７′が上昇する。
（Ｃ）　　熱風式加熱ヒータ６．６′が下降し一対の板
状成形品４，４′の封止面を加熱し、同時に替−ドフレ
ームヒータ７．７′がリードフレーム１に接触し所定時
間加熱する。（第３図の加熱開始状態） （ｄ）　　熱風式加熱ヒータ６．６′が上昇し、同時に
リードフレームヒータ７．７′が点線の軌［−ｍいて移
動し、加熱を完了する。（第３図の加熱完了状態） （ｅ）　　封止円型部３，３′が９０°回転する。
（ｆ）　　加熱されたリードフレーム１を封止面が加熱
溶融した一対　板状成形品４，４′で挟み、所定時間こ
の状態を保持する。（第３図の封止開始状態） ｔｇ）　　封止用型部３，３′が離れる。
（ｈ）　　封止用型部３，３′が９０°回転する。（第
３図の封止完了状態） 以上は本発明になる封止装置の１ユニツ１１−示したも
のであり、このユニットを連ね℃マルチ化した封止装置
も本発明の範囲に含まｎることは言をまたない。
本発明に用いる板状成形品を非接触状態において加熱す
る加熱手段は熱風による加熱に限定されるものではなく
短時間に板状成形品の封止面を軟化溶融させ得る能力を
有するものでありさえずｎば良い。
本発明に用いるリードフレームを加熱する加熱手段は接
触状態において加熱する熱盤に限定されるものではなく
、非接触状態において加熱する加熱手段、例えば熱風に
よる加熱や輻射加熱等も好ましく使用することができる
。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、それぞれの
半導体類のパッケージに対する要求特性に応じて種々の
徨類のものが用いられるが、高い耐熱性（耐熱変形性及
び耐熱劣化性）と低い透湿性及び一定水準以上の電気、
機械特性に加え更に一定水準以上の成形性を有すること
が必要である。
代表例としてはポリフェニレンオキサイドや、ポリエー
テルサル７オン、ポリスルフォン、フェノキシ樹脂、ポ
リアセタール等のエーテル系樹脂、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ボリアリレー
ト等のエステル系樹脂、ポリカーボネート等の炭酸エス
テル系樹脂、ポリアミド系樹脂の中でも吸水率の低いグ
レード、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂及びこｎ
ら樹脂の一部とガラス線維を中心とした充填剤との組み
会わせ等をあげることが出来る。
く作用〉 本発明忙係る半導体類のパッケージ封止装置は、第３図
に示したように封止用型８３．３’のキャビティ５，５
′がリードフレームの垂直軸方向でかつ同方向（第３図
の加熱開始では上方向ンに開口している為、このキャビ
ティに収納された一対の板状成形品４，４′は熱風式加
熱ヒータ６．６′により少なくとも配置上の優劣なく均
等に加熱溶融させることが可能となる。
この一対の板状成形品の封止面が均等に加熱溶融させる
ことに工ってのみ強固な封止が可能となる為、リードフ
レームの垂直軸方向でかつ同方向に版状成形品４，４′
の封止面が配置されていることは極めて重要である。
一力、板状成形品及びリードフレームが所足の状態に加
熱された後、この好ましい加熱状態を可及的に維持しつ
つ一対の板状成形品の封止面でリードフレームを挟圧封
止することが強固な封止性を高い信頼性で得る上で不可
欠な要件となるが、リードフレームを垂直姿勢に配置し
たことによりこの要件が満だされる。
第３囚において加熱完了から封止開始までの時間、すな
わち加熱完了後、板状成形品がリードフレームに接する
までの時間は可及的に短い方が好ましいが、長くても一
秒以内の短い時間であることが、強固な封止性を維持す
るために必要である。
この短時間での装置の移動を達成する為には、移動の距
離が短かくかつ短時間で位置を変化させうる回転運動を
とり入ｎることが好ましく、リードフレームを垂直姿勢
に配置した事により最短の移動距離即ち最短時間での移
動を達成し、この事が高い封止信頼性を維持する上で有
効な手段となる。
リードフレームを水平姿勢に配置した場合でかつ第１図
の如き封止用型部の配置との組み合わせを考えると、一
対の板状成形品の封止面は均等に加熱されるにしてもそ
の後の封止工程において２個の封止用型部は全く異なっ
た動き及び移動距離を経て、リードフレームに板状成形
品の封止面を挟圧させることが必要となり装置の平滑な
動きを阻害することはもと工り装置を工複雑形状となら
ざるを得す、また２個の封止用型部の動きの差即ち移動
に必要な時間差を同期させる上でいずれか一方の封止用
型部にアイドリンクタイムが必要となる為好ましい加熱
状態を維持することが難しく結果的には強固な封止状態
が達成出来ないという致命的欠陥が生じる。
〈実施例〉 ガラス繊維ｔ−４０重量％配付したポリ７エ二レンサル
フアイドを用い射出成形にエリ半導体類を収納する為の
窪みを有する二枚の３００ｍ１ｌパツケ一ジ用板状成形
品を成形した。
アロイ４２ｔ−材質とするリードフレームにチップをマ
ウント後、金線を用いて常法にエリ配線した組立品を作
製した。
第１図及び第２図に示した構造の半導体類のパッケージ
封止装置を用いて下記の条件により第３図に示す工うな
工程を経て封止を行なった。
熱風式加熱ヒータ設足温度　　　５５０℃リードフレー
ムヒータ設定温９　３５０℃同上二者の加熱時間　　　
　　　４　Ｓ６Ｃ封止用型部の封止圧力　　　　　３５
　ｋｇｆ／ｃｍ’封止性の評価をＦｌｕｏｒｏｃａｒｂ
ｏｎ　Ｇｒｏｓｓ　Ｌｅａｋ法（ＭＩＬ−５ＴＤ−７５
０Ｃ）により行なった結果、供試した封止試料１．００
０個全数が合格した。
同じ条件で、熱風式加熱ヒータにより加熱溶融させた板
状成形品の封止面を目視観察したところ一対の板状成形
品の封止面は均等な溶融状りを示していた。
なおこの場合、加熱完了後、板状成形品がす−ドフレー
ムに接するまでの時間は０．５秒であった。
比較例１ リードフレームを水平姿勢に配置し、該リードフレーム
を中心軸として対称位置に一対の板状成形品を、封止面
をそｎぞれリードフレーム側に向けて配置後、熱風式加
熱ヒータの熱風吹出口を該封止面に向けて上下に熱風を
吹出させ加熱溶融させた以外は実施例と同じ条件で封止
した。
封止性の評価を実施例と同じ方法で行なったところ、封
止試料１００個中約１１５の２２個が封止不良であった
。
なお、同じ条件で、熱風式加熱ヒータにより加熱溶融さ
せた板状成形品の封止面を目視観察したところ一対の板
状成形品の封止面を工不均等な溶融状態を示していた。
比較例２ 第４図に示す装置を用い実施例に用いたと同じリードフ
レームおよび板状成形品にエリ封止をおこなった。板状
成形品は予備加熱ヒータ９゜９′により１５０℃で予熱
した後実施例と同じ封止条件でおこなった。
その結果封止試料１００個中８個が封止不良であった。
こ２″Ｌは比較例１に比べｎは良好ではあるが、熱風加
熱ヒータがリードフレームに対し上下に配置さｎている
ため対流による影響で板状成形品の合体面の溶融樹脂粘
度のバラつぎによるためである。
〈発明の効果） ２個の封止用型部のキャビティが同一姿勢で配置され、
キャビティに収納された板状成形品が同一条件で加熱溶
融されろ為、封止面の溶融状態が均等化され、強固でか
つ高い信頼性を有する封止性が達成できる。
また、２個の封止用型部のキャビティの中間位置に垂直
姿勢でリードフレームを配置すること罠より、板状成形
品及びリードフレームがそｎぞれ熱風式加熱ヒータ及び
リードフレームヒータにより加熱後一体封止化するに要
する装置各部の動作の迅速化が図れ、とｎにより最適加
熱状態が極力維持されたまま封止が完了する為、強固で
かつ高い信頼性を有する封止性が達成出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る封止装置要所の斜視図であり、
加熱工程を示す図、第２図は加熱工程を経て封止直前を
示す斜視図、第３図は一連の工程を示す封止装置要所の
断面図、お工び第４図は従来の封止装置要所の斜視図で
ある。 符号の説明 １　　リードフレーム　　　２，２′　リードフレーム
ホルダ３．３′封止用型部　　　　　４，４′熱可塑性
樹脂板状成形品５．５′キヤビテイ　　　　６，６′熱
ノ虱式加熱ヒータ７．７′　　リードフレームヒータ　
　　８，８′回転軸９．９′熟熱風予備加熱ヒータ つ 第４図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１個が半導体類を収納するための窪みを
    有する２個の熱可塑性樹脂板状成形品を、２個の封止用
    型部のキャビティに収納させた状態で加熱した後、半導
    体類を装着したリードフレームを挟み加圧一体化させる
    半導体類のパッケージ方法において、リードフレームを
    垂直に配置するとともに、該リードフレームの両側に対
    称配置され回転可能な封止用型部に前記板状成形品を水
    平に保持させ、リードフレームおよび板状成形品を加熱
    した後封止用型部を所定位置に回転させ、しかるのちリ
    ードフレームを両側から挟み加圧合体することを特徴と
    する半導体類のパッケージ封止方法。 ２、少なくとも１個が半導体類を収納するための窪みを
    有する２個の熱可塑性樹脂板状成形品により半導体類を
    装着したリードフレームを挟み加圧一体化させる半導体
    類のパッケージ封止装置において、リードフレームを垂
    直姿勢に保持するホルダと、該リードフレームの両側に
    回転可能に配置された板状成形品を保持するキャビティ
    を有する一対の封止用型と、前記リードフレームならび
    に封止用型のキャビティに保持された板状成形品を加熱
    するためのヒータとを具備してなる半導体類のパッケー
    ジ封止装置。
JP61179407A 1985-08-01 1986-07-30 半導体類のパツケ−ジ封止方法およびその装置 Pending JPS62122151A (ja)

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KR870001923A (ko) 1987-03-28
EP0211620A2 (en) 1987-02-25
US4764235A (en) 1988-08-16
EP0211620A3 (en) 1987-08-12
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