JPS63132437A - 半導体封止装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体封止装置に関し、特に、リードフレーム
上に半導体素子（チップ）を固着し、ワイヤボンディン
グを施してなる半導体素子組立品をモールド金型に入れ
樹脂封止を行なう装置であって、当該封止品との型離れ
が良くかつ高周波絶縁性の良い材料から構成されたモー
ルド金型を高周波交流電界内に置いて樹脂封止を行なう
半導体封止装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の特性劣化を防止するための樹脂封止方式の
一例に、低圧トランスファ成形法がある。

この方式の一例は次の通りである。すなわち、あらかじ
め一定温度に加熱した金型に半導体素子組立品をのせて
おき、上下型ともに閉じてお沙、タブレット状にした樹
脂を予備加熱したものをポットに入れ、トランスファの
プランジャを動作させ、樹脂をランナー、ゲートを通し
キャビティに注入し、加圧し、成形する。

従来、当該封止装置にあっては、一般に金属製の金型を
使用しており、かつ、当該金型の加熱手段は、ヒータを
金型内に入れ当該ヒータの加熱による伝達により当該金
型な加熱するという手段がとられていた。

そのため、封止品の金型からの型離れが一般に悪く、金
型に封止樹脂が付着し、当該金型の清掃に手間がかかる
ばかりでなく、製品表面の外観特性を劣化させていた。

当該金型との離型性を改良するために、封止樹脂中にワ
ックスなどの離型剤を添加することも行われているが、
当該離型剤の添加はリードフレームと封止樹脂との接着
性を劣化させ、これらの界面で剥離を生じさせたりする
。

なお、低圧トランスファ成形やトランスファ成形装置に
ついて述べた文献の例としては、次のものがある。

■　（火工業調査会発行「電子材料Ｊ１９８４年４月号
ｐ５２ ■　同所発行ｒＩＣ化実装技術Ｊ１９８０年１月１５日
初夏発行ｐ１３９ ■　日刊工業新聞社昭和５４年５月３０日発行廣恵章利
他１名共著「プラスチック成形加工入門」〔発明が解決
しようとする問題点〕 本発明は新規な半導体封止装置を提供しようとするもの
で、上述したような欠点がなく、型汚れが低減され、掃
除頻度が低減され、離型性が良く、離型剤を低減でき、
外観特性の良い樹脂封止品を得ることのできる技術を提
供することを目的とする。

本発明の前記ならびにそのほか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あきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

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、下記のとおりである。

本発明では誘電損失が大きく、かつ、型離れ性の良い、
例えばポリ四フフ化エチレン樹脂（テフロン）より構成
されたモールド金型を、高周波交流電界内におき、樹脂
封止を行なうようにした封止装置に係わる。

〔作用〕

このように、上記モールド金型を高周波交流電界内にお
くことにより、当該金型のキャビティに注入された、例
えば熱硬化性のエポキシ樹脂の当該金型内での加熱硬化
を行なうことができ、また、当該金型は離型性の良いも
ので構成されているので、型離れが良く、型汚れが低減
され、掃除回数が低減され、離型剤量を減らすことがで
き、また、外観特性の良好な封止品を得ることができる
。

〔実施例〕

次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第３図に、リードフレームの一例平面図を示す。

当該リードフレーム（１）は、例えばＮｉ−Ｆｅ系合金
により構成され、その中央に、チップを固着する矩形の
タブ（２）が設けられ、該タブ（２）を支持するタブリ
ード（３）が当該タブ（２）の中央から延在している。

そして、当該タブ（２）に向って延びる複数のリード（
４）が配設されている。また、当該リードフレーム（１
）は、これらリート”（４１とタブリード（３）の外端
をつなぐ外枠（５）と、互いに平行に延びる外枠（５）
間をつなぐ内枠（６）と、それぞれのリード（４）およ
びタブリード（３）を補強するとともにレジンモールド
時レジンの流出を防ぐように設けられたダム（７）とを
備えている。

このようなリードフレーム（１）を用いた樹脂封止型半
導体装置の製法例は次の通りである。先ず、リードフレ
ーム（１）のタブ（２）にチップ（８）を固着する（マ
クント工程）。次に、チップ（８）のポンディングパッ
ドとリード（インナーリード）（４）間を、Ａｕ細線な
どのボンディングワイヤ（９）で接続する（ワイヤボン
ディング工程）。

当該ワイヤボンディング後の半導体素子組立品０υの断
面構成の一例を第４図に示す。

続いて、前記した樹脂封止を行なう（樹脂封止工程）。

さらに、ダム（７）の切断やリード（４）の折曲げなど
を行ない（リードフォーミング工程）、第５図に示すよ
うな断面をもつ樹脂封止型半導体装置αυを得る。

当該樹脂封止に際しては、第３図に点線で示す内側にお
いてレジンがモールドされ、第５図に示すような樹脂封
止部α２が形成される。

本発明はこのような半導体装置における封止装置を提供
するもので、当該封止装置の実施例を第１図および第２
図に基づいて説明する。

第２図は当該封止装置の側面を概略的に示したもので、
第１図は当該装置の要部を概念的に示したものである。

当該封止装ｆ（１３１は、その主要構造として圧縮成形
機（プレス装置）（１４）と当該プレス装置側内に配さ
れる。第１図に示すような金型（Ｊ９とを備えてなる。

プレス装置側内の金型αりは、当該プレス装置α滲によ
り型締め、型開きが行われる。当該プレス装置α徂ま、
例えば、型締め、型開きとも油圧で強制的に行う複動プ
レスにより構成されている。

当該金型０！１９は、モールド金型α■と当該金型を高
周波交流電界内に置くための高周波電界装置Ｃ１７）と
を有して成る。

モールド金型（１６１は、高周波絶縁材料により構成さ
れる。当該材料の例としては、ポリ四フッ化工明細書の
浄書（内容（こ変更なし） チレン（テフ品ン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレンがあげられる。

高周波絶縁材料の特性は誘電率や力率（ｔａｎδ）で示
される。

本発明において、高周波電場のなかにおがれたモールド
金型０６）は、発熱して電気エネルギーは熱・エネルギ
ーに代わり、それだけ損失する。この損失は、当該材料
の双極子能率の高いほどはげしく、周波数が高いほど大
きくなる。この損失の程度を表わした定数が上記ｔａｎ
δで、次の第１表に各種高周波絶縁材料（樹脂を例示）
のｔａｎδと周波数。

との関係を示す。

ひ／＼千　艶　１つ 明細舎の１介Ｓぐ内容に変更なし） 明細舎の浄Ｓ（内容に変更なし） 上記双極子能率の関係において、高分子物のなかには双
極子能率がほとんど０に近いものがある。

例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフ゛ロン）樹脂の構
造単位はフッ素−炭素−フッ素の結合で、また、ポリエ
チレンは水素−炭素−水素の結合で、これら双極子能率
がほとんど０で、その誘電率も低く、ポリ四フフ化エチ
レンでＩＬｔ誘電率の値は２．０である。誘電率が２．
０であるということは、真空の場合よりも２倍だけ交流
電流を通しやすいということになる。

本発明では、モールド金型（ＩＱについて、その目的か
ら型離れ性の良いものが選択される。

従って、かかる観点から、モールド金型帥においては、
テフロンにより構成することが好ましい。

モールド金型αｅは、第１図および第２図に示すし人−
Ｆ　　Ａ　　Ｉヨ。

ようＫ、割型とし、上型０→と下型（Ｉ！Ｊにより構成
する。

当該モールド金型１６）には、第１図に示すように、キ
ャビティ■を設ける。

当該キャビティ（イ）は多連のリードフレームを用いた
樹脂封止が可能なように、複数適宜間隔をおいて配設す
る。

当該キャビティＱＯには、モールド金型αｅのポット（
加熱室、樹脂溜り）１２１１から、当該金型に設けられ
たゲート＠１ランナー（２３）を経て、溶融した封止材
料（図示せず）が移送されてくる。

このように成形材料をボットａυから、モールド金型α
Ｇのキャビティ翰に移送する方式はトランスファ成形と
いわれる。

当該移送は、プレス装置Ｉの上部に設けられたプランジ
ャ（２４）により行われる。

すなわち、当該溶融封止材料に、圧力をかけて、上型α
ａと下型Ｈを閉じたキャビティ■に移送、充填、保圧し
、また、底形完了後には加圧力を解放する。

封止材料としては、例えばエポキシ樹脂が使用され、顔
料などの添加剤が適宜必要に応じて添加されていてもよ
い。

封止材料は、粉末の場合、かさばったりするし、また、
成形能率を向上させるために適宜樹脂を固形化し、タブ
レット（２５）にする。

当該予備成形されたタブレッ）　（２５）を、封止装置
に入れ成形する前に、その成形能率の向上などのために
一般に、成形温度よりも低い温度で予熱する。この予熱
は、一般に、高周波予熱の方法がとられる。

上記封入成形の際の圧力は、例えば、５ｏｏ〜１００Ｋ
Ｊｌｆ／がの低圧が用いられる。

なお、トランスファ成形においては、溶融状態の成形材
料がトランスファボットＣＩ）から金型αｅ内に圧入さ
れた後、なお当該ボッｌ−０２１）内に残留して硬化す
るものがある。いわゆるカルと称されるものである。

次に本発明における高周波電界装置α力について説明す
る。

高周波電界装置ａＤ内に、前記したような誘電体より成
るモールド金型（１Ｆ５を置き、これに高周波電圧を印
加すると、 当該モールド金型α■は、誘電損により発熱する。

当該高周波電界装置αηは、当該モールド金型ａｅを包
囲する形で設けられる。

当該高周波電界装置（１７）は、高周波電圧を発生する
発振部（２６）と、電圧を印加する電極金型部（２７）
とを有して成る。

発振部（２６）の例として、第１図および第２図には、
マグネトロン（２８）とアンテナ（２９）とよりなる例
を示しである。

このマグネトロン（磁電管）　（２Ｂ）よりマイクロ波
が発振され、アンテナ（２９）を介して、電極金型部（
２７）に送られる。

電極金型部（２７）は、モールド金型（１６１の上型０
秒を、断面コ字状に被う、上型電極金型（３０）と、モ
ールド金型の下型（１９を、同様に断面コ字状に被う、
下型電極金型部（３１）とから成り、モールド金型畑の
上型０秒の上面と、上型１！衡金型（３ｏ）の内面との
間およびモールド金型αｅの下型（ＩＩの下面と下型電
極金型（３１）の内面との間には、空間（導波路）（３
２）が設げられ、当該空間（３２）内に、前記アンテナ
（２９）が介装されている。

モールド金型αａの上型餞の上面およびモールド金型α
Ｑの下型σ９の下面に、それぞれ遮蔽板（３３）を取着
する。

これは、前記半導体素子組立品（１９の樹脂封止に際し
ては、当該組立品（１Ｇ内に金属製のインサート部材例
えば金属製リードフレーム（１）が使用されていること
があり、高周波電圧の印加に際し、当該金属製のインサ
ート部材（１１に、高周波電流がつき当り放電し、発振
部（２６）側にはねかえってくることがある。当該遮蔽
板（３３）はこれを防止するもので、当該機能を果たす
かぎり他の遮蔽装置であってもよい。

当該遮蔽板（３３）にあっては、上記のような放電に対
する防禦手段とともに、高周波を通すことが必要で、仮
に、高周波電流のモールド金型ａｅへの通過を全く阻止
するものであってはならない。

本発明における高周波電界装置αηには、その他電源部
などを備えていてもよく、第２図図示の制御部（３４）
において発振する周波数のコントロールや加熱成形温度
のコントロールなどが行われる。

当該高周波電界装置αＤにより１発振された高周波交流
電流は、モールド金型αｅ内部を通過し、キャビティ四
内に注入された樹脂を加熱し、硬化させる。その際、当
該誘電体よりなるモールド金型αυが、当該電界装置Ｑ
７）における各電極金型部（３０）。

（３１）を電極として誘電加熱され、あらかじめ誘電加
熱されたモールド金型αＱのキャビティ■に半導体素子
組立品ｔｉＣを入れ、封止樹脂を当該キャビティ（イ）
に注入し、加圧成形することにより、樹脂封止品を得る
ことができる。

本発明によれば、型離れがよく、高周波絶縁材料よりな
るモールド金型αｅを高周波電界装置αη内におき、樹
脂封止を行なうことにより、型離れが良く、型汚れが少
なくしたがって清掃回数が低減され、また、型離れが良
いために場合によっては離型剤を使用しなくても済ます
ことのできる封止装置を開発することができた。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、不発明は上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。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとうりであ
る。

本発明によれば上述のように、型汚れがないなど実用上
極めて有用な半導体封止装置を得ることができた点その
工業上の意義は非常に大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部切欠要部断面図、 第２図は本発明の実施例を示す封止装置の側面図、 第３図はリードフレームの一例平面図、第４図は半導体
素子組立品の断面図、 第５図は樹脂封止型半導体装置の構成断面図である。 ｌ・・・リードフレーム、２・・・タブ、３・・・タブ
リード、４・・・リード、５・・・外枠％　６・・・内
枠、７・・・ダム、８・・・半導体素子（チップ）、９
・・・ボンディングワイヤ、１０・・・半導体素子組立
品、１１・・・樹脂封止型半導体装置、１２・・・樹脂
封止部、１３・・・封止装置、１４・・・プレス装置、
１５・・・金型、１６・・・モールド金型、１７・・・
高周波電界装置、１８・・・モールド金型上型、１９・
・・モールド金型下型、２０・・・キャビティ、２１・
・・ポット、２２・・・ゲート、２３・・・ランナー、
２４・・・プランジャ、２５・・・タブレット、２６・
・・発振部、２７・・・電極金型部、２８・・・マグネ
トロン、２９・・・アンテナ、３０・・・上型電極金型
部、３１・・・下型電極金型部、３２・・・導波路、３
３・・・遮蔽板、３４・・・制御部。 第　　２　　図 第　　３ｖＡ Ｚ 第　　４　　図 第　　５　　図 ／ｌ 手続首口正ｉ墜（方式） 昭和　６！　３月１６０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モールド金型内に半導体素子組立品を入れ、当該金
   型のキャビティに溶融した封止材料を注入し冷却固化さ
   せ当該素子組立品の封止を行なう半導体封止装置におい
   て、当該装置は高周波絶縁材料よりなるモールド金型と
   当該金型を高周波交流電界内に置くための高周波電界装
   置とを具備して成ることを特徴とする半導体封止装置。 ２、半導体封止装置が、ポリフッ化エチレン系樹脂より
   なる金型と当該金型に高周波電圧を印加し加熱を行なう
   高周波誘電加熱装置とを備えて成る、特許請求の範囲第
   １項記載の半導体封止装置。