JPS63199619A - 半導体装置のためのトランスファ成形方法 - 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、成形技術、特に、成形型におけるゲートにつ
いての改良に関し、例えば、半導体装置の製造工程にお
いて、半導体装置の樹脂封止型パンケージを成形するト
ランスファ成形技術に利用して有効なものに関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、半導体装置の樹脂封止
型パンケージを成形するトランスファ成形装置として、
成形型の上型と下型との間にリードフレームをペレット
が牛中ビティー内に収まるように挟み込み、下型のキャ
ビティーの一側壁における端部に開設されているゲート
から成形材料としての樹脂（以下、レジンという、）を
注入してパッケージを成形するように構成されているも
のがある。

なお、トランスファ成形技術を述べである例としては、
株式会社工業調査会発行「電子材料１９８１年１１月号
別冊」昭和５６年１１月１０日発行　Ｐ１７０〜Ｐ１７
５、がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このようなトランスファ成形装置においては、
ゲートが下型におけるキャビティーの一側壁に配設され
ているので、フラット・パック・パッケージ（以下、Ｐ
ＰＰという、）等のように、薄形で、しかも厚さが上下
で相異するパッケージや、大きいサイズのペレットを封
止するためのパンケージの場合には、キャビティーにお
ける上型空間と、下型空間とに対するレジンの充填に時
的差が発生し、エアの巻き込み、未充填等が発生すると
いう、また、タブ吊りリードが長い場合や、タブが大き
い場合には、レジンによって上方向の力がタブおよびペ
レットに加わり、タブおよびタブ吊りリードが不規則に
ずれるという問題点があることが、本発明者によって明
らかにされた。

本発明の目的は、あらゆる条件のパッケージについて適
正な成形状況を確保することができる成形技術を提供す
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
。

〔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
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、成形型の上型および下型の両方にゲートをキ
ャビティーにそれぞれ連通するように開設したものであ
る。

〔作用〕

前記した手段によれば、ゲートを上型と下型との両方に
開設することにより、レジンが上型空間と下型空間とに
同時進行的に充填されて行くように設定することができ
るため、上型空間と下型空間との厚さが大きく相異する
場合等においても、エアの巻き込みや、未充填等のよう
な不適正な成形状況が発生するのを防止することができ
る。また、上型空間と下型空間とにレジンが同時に充填
されて行くことにより、タブおよびペレットはレジンに
よる力を上下方向から均等に付勢されることになるため
、タブ吊りリードが長い場合や、タブが大きい場合等に
おいても、それらが不測のずれを起こすことはない。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるトランスファ成形装置
を示す分解斜視図、第２図はその成形途中を示す平面図
、第３図は同じく縦断面図、第４図および第５図はその
作用を説明するための各縦断面図である。

本実施例において、この成形装置はＰＰＰを備えている
半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。

）における樹脂封止型、パッケージを成形するものとし
て構成されており、成形型としての上型１と下型２とを
備えている。上型１と下型２とは型締め装置（図示せず
）により型合わせされるように構成されており、その合
わせ面には平面略正方形形状の凹所３ａおよび３ｂがキ
ャビティー３を上下型において協働的に構成するように
それぞれ没設されている。下型２の合わせ面にはポット
（図示せず）に連通ずるメインランナ４が凹所３ｂの近
傍において凹所３ｂの一辺に平行に沿うように配されて
没設されており、凹所３ｂのメインランナ４と対向する
端辺には下側ゲート５がその端辺の略中央部における開
口縁に配されて開設されている。下側ゲート５とメイン
ランナ４との間にはサブランナ６が両者を連通させるよ
うに没設されており、下側ゲート５はサブランナ６側か
ら凹所３ｂ側へ向けてその高さが次第に低くなるように
その底面を傾斜されている。

他方、上型Ｉの凹所３ａにおける開口縁には上側ゲート
７が下側ゲート５に対向する位置に配されて開設されて
おり、上型ｌの合わせ面には上側サブランナ８が上側ゲ
ート７を下型２のメインランナ４に連通させるように没
設されている。上側ゲート７はサブランナ８側から凹所
３ａ側に向けてその高さが次第に低くなるように、その
天井面を傾斜されている。

そして、下側ゲート５と上側ゲート７とは、底面および
天井面の傾斜角、開口間口および開口高さの寸法比、流
路断面積比等々を適宜選定されることにより、凹所３ｂ
と凹所３ａとに対するレジンの充填速度の相関関係が互
いに略等しくなるように構成されている。

また、下型２の合わせ面には下側エアベント９が、凹所
３ｂにおける下側ゲート５が配された端辺に対向する端
辺の略中央部における開口縁に配されて、凹所３ｂ内部
と外気とを連通させるように開設されており、上型１の
合わせ面には上側エアベント１０が下側エアベント９と
整合するように配されて、凹所３ａ内部と外気とを連通
させるように開設されている。

一方、被パフケージ物２０はプレス打ち抜き加工等によ
り一枚板形状に形成されているリードフレーム１１を備
えており、リードフレーム１１は略正方形枠形状に形成
されている外枠１２と、外枠１２にタブ吊りリード１３
により吊持されているタブ１４と、タブＩ４を取り囲む
ように四辺において放射状に配設されている複数本のイ
ンナリード１５と、各インナリード１５にそれぞれ一体
的に連設されているアウタリード１６と、隣り合うアウ
タリード１６．１６間に架設されているダム１７とを備
えている。そして、タブ１４上には集積回路が作り込ま
れているペレット１８がボンディングされており、ペレ
ット１８の各電極パッド（図示せず）はインナリード１
５のそれぞれにボンディングワイヤ１９により電気的に
接続されている。

次に、前記構成にかかる成形装置を使用した本発明の一
実施例であるトランスフプ成形方法を説明する。

被パンケージング物２０は下型２上にペレット１８、イ
ンナリード１５匈よびボンディングワイヤ１９がキャビ
ティー凹所３ｂに整合するようにセットされる。続いて
、上型１が下型２に相対的に合わせられて、キャビティ
ー３が形成されるとともに、リードフレーム１１の外枠
１２、ダム１７およびアウタリード１６が上下型１．２
の合わせ面間に挟み込まれる。

続いて、レジン２１がメインランナ４およびサブランナ
６．８を通じて下側ゲート５および上側ゲート７からキ
ャビティー３に注入される。レジン２１が注入されると
、キャビティー３内の空気はエアベント９．１０から外
部へ押し出され、レジン２１がキャビティー３内に充填
されることによりパッケージが成形される。このパッケ
ージにより、ペレット１８、インナリード１５およびボ
ンディングワイヤ１９が非気密封止される。

ところで、第４図に示されているように、ゲート５°が
キャビティーの一側壁における下型２のみに開設されて
いる場合、このゲート５“からキャビティー内に注入さ
れたレジンは下型２の凹所３ｂからリードフレームの隙
間を通って上型１の凹所３ａに拡散して行くため、タブ
１４およびペレット１８に上方向の力Ｆが加わり、タブ
吊りリード１３の不測のずれが発生することになる。そ
の結果、ボンディングワイヤ１９の断線や短絡不良、タ
ブ１４とインナリード１５との短絡不良が発生する。

また、この場合、レジン２１は下型凹所３ｂを通ってか
ら上型凹所３ｂに充填されて行くため、キャビティー３
の上下において充填速度に差が発生し、その結果、エア
の巻き込み現象や、局所的未充填現象等のような成形不
良が発生する。

しかし、本実施例においては、キャビティー３の一側壁
において上側ゲート７と下側ゲート５とが上型１の凹所
３ａと下型２の凹所３ｂとの両方に開設されているため
、キャビティー３に注入されるレジン２１は、第５図に
示されているように上下対称形に充填されて行くことに
より、上型ｌの凹所３ａと下型２の凹所３ｂとのレジン
充填速度は互いに略等しくなる。このとき、キャビティ
ー３には上側エアベント１０および下側エアベント９が
上型凹所３ａおよび下型凹所３ｂにそれぞれ開設されて
いるため、レジン充填に伴うキャビティー３内のエアは
上下において略均等に排出されて行くことになる。

その結果、エアの巻き込み現象や、レジンの局所的未充
填現象等のような不良が発生することは防止される。ま
た、レジンが上下で均等に充填されて行くため、タブ１
４およびペレット１Ｂに不均衡な力が加わることはなく
、タブ吊りリード１３の不測のずれが発生することはな
い、したがって、ボンディングワイヤの断線や短絡不良
、タブとインナリードとの短絡不良等の発生が防止され
ることになる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（リ　キャビティーにおける上型凹所と下型凹所とに上
側ゲートと下側ゲートとをそれぞれ開設することにより
、キャビティーに対するレジンの充填速度を上型空間と
下型空間とにおいて互いに略等しくさせることができる
ため、エアの巻き込み現象、レジンの局所的未充填現象
や、タブおよびペレットの不測の移動現象等のような不
適正な成形状況の発生を防止することができる。

（２）エアの巻き込み現象やレジンの局所的未充填現象
の発生を防止することにより、パッケージの内部にボイ
ドが発生するのを抑制することができるため、耐湿性を
高めることができる。

（３）　タブ吊りリード、タブ、ペレットの不測の移動
を防止することにより、ボンディングワイヤの断線や短
絡不良、タブとインナリードとの短絡不良等の発生を抑
制することができる。

（４）　　前記（２）、（３）により、製造歩留り、並
びに製品の品質および信頼性を高めることができる。

（５）　　上側ゲートと下側ゲートとの流路断面積比等
を適当に選定することにより、キャビティーにおける上
型凹所と下型凹所との容積比が相異する場合等において
も、上下のレジン充填速度を略等しくさせることができ
るため、パッケージやペレットについてあらゆる成形条
件に対応して適正な成形状況を作り出すことができる。

（６）前記（５）により、パンケージの薄形化、長大化
、または、ペレットの大形化等々を通じて、電子装置の
高集積化、高密度化促進させることができ、また、生産
性を高めることができる。

〔実施例２〕 第６図は本発明の他の実施例である成形装置を示す第２
図に相当する平面図、第７図はその部分縦断面図である
。

本実施例２において、この成形装置はデュアル・イン・
ライン・パッケージ（以下、ＤＩＰという、）を備えて
いるＩＣにおける樹脂封止型パッケージを成形するもの
として構成されており、前記実施例１と異なる点は、隣
り合うキャビティーを通じてレジンを順次充填させて行
く成形方法（以下、スルーモールド法という、）を、効
果的に実現するように構成されている点にある。

すなわち、下型３２の合わせ面にはランナ３４がキャビ
ティーが並んでいる方向に配されて没設されており、第
１番目のキャビティー凹所３３ｂのランナ３４と対向す
る端辺には下側ゲート３５が開口縁に配されるとともに
、ランナ３４に接続するように開設されている。他方、
上型３１のキャビティー凹所３３ａにおける開口縁には
上側ゲート３７が下側ゲート３５に対向する位置に配さ
れて開設されており、上型３１の合わせ面には上側サブ
ランナ３８が上側ゲート３７を下型３２のランナ３４に
連通させるように没設されている。

また、下型３２における第１番目の凹所３３ｂ−には連
絡路３９が、下側ゲー・ト３５に対向する位置に配され
て、キャビティーからレジンを効果的に導出し得るよう
に開設されており、連絡路３９は第２番目の凹所３３ｂ
における対向端辺に接続されている。第２番目の凹所３
３ｂに接続された連絡路３９における凹所３３ｂとの接
続部には、下側ゲート３５が連絡路３９を送られて来た
レジンをキャビティー３３に効果的に注入し得るように
形成されている。

第２番目の凹所３３ｂにおけるそのゲート３５との対向
位置には連絡路３９がキャビティーからレジンを効果的
に導出し得るように開設されており、連絡路３９は第３
番目の凹所（図示省略）における対向位置に接続されて
いる。以降、これが絡り返されて行くように構成されて
いる。

他方、上型３１における第１番目の凹所３３ａには連絡
路４０が下側連絡路３９に整合するように配されてキャ
ビティーからレジンを効果的に導出し得るように開設さ
れており、連絡路４０は第２番目の凹所３３ａにおける
対向端辺に接続されている。第２番目の凹所３３８に接
続された連絡路４０における凹所３３ａとの接続部には
上側ゲート３７が下型３２の凹所３３ｂにおける下側ゲ
ート３５に対向する位置に配されて、キャビティーに連
通し得るように開設されており、第３番目以降の凹所に
も上側ゲートが同様に開設されている。

スルーモールド法においては、レジンが第１番目のキャ
ビティー、第２番目のキャビティー、・・・を順次通過
して充填されて行くため、各キャビティーに大量のレジ
ンを注入させる必要があると考えられる。

本実施例においては１、各キャビティーの上型凹所３３
ａおよび下型凹所３３ｂに上側ゲート３７および下側ゲ
ート３５がそれぞれ開設されているため、各キャビティ
ーに対して大量のレジンを大量に通過させることができ
るとともに、キャビティーのそれぞれにおいてレジンを
上下均等に充填させて行くことができる。これにより、
各キャビティーにレジンが適正な成形状況で充填される
ため、スルーモールド法が効果的に実現されることにな
り、スルーモールド法の採用により、生産性を大幅に高
めることができる。

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。

例えば、上側ゲートと下側ゲートとは互いに正対するよ
うに配設するに限らず、互いにずれるように配設しても
よい。

上側ゲートと下側ゲートとでランナを共用するように構
成するに限らず、上側ゲートと下側ゲートとに専用のラ
ンナをそれぞれ接続させるように構成してもよい。

上側？−トと下側ゲートとのレジン充填速度を均等にさ
せる手段としては、両ゲートの流路断面積比等を調整す
る手段を使用するに限らず、両ゲートの流路抵抗比を調
整する手段、両ゲートに接続されたランナの長さ比を調
整する手段、両ゲートに対するレジンの供給量比を調整
する手段等々を使用することが考えられる。

両ゲートの流路断面積比等の調整による充填の上下均等
化は、コンピュータシュミレーションや実験等のような
経験的手法を用いて、具体的な成形条件の諸例毎に実行
することが望ましい。

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ＦＰｐ−ｒｃの樹脂
封止パフケージの成形技術、およびスルーモールド法に
よるＤＩＰ・ＩＣの樹脂封止パッケージの成形技術に通
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、その他の電子装置における樹脂封止パッケー
ジの成形技術全般に通用することができる。

〔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、次の通りである。

キャビティーにおける上型凹所と下型凹所とに上側ゲー
トと下側ゲートとをそれぞれ開設することにより、キャ
ビティーに対するレジンの充填速度を上下において互い
に略等しくさせることができるため、エアの巻き込み現
象、レジンの局所的未充填現象や、タブおよびペレット
の不測の移動現象等のような不適正な成形状況の発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるトランスファ成形装置
を示す分解斜視図、 第２図はその成形途中を示す平面図、 第３図は同じく縦断面図、 第４図および第５図はその作用を説明するための各縦断
面図である。 第６図は本発明の他の実施例である成形装置を示す第２
図に相当する平面図、 第７図はその部分縦断面図である。 ｌ、３１・・・上型、２．３２・・・下型、３．３３・
・・キャビティー、３ａ、３３ａ・・・上型凹所、３ｂ
、３３ｂ・・・下型凹所、４．３４・・・メインランナ
、５．３５・・・下側ゲート、６・・・サブランナ、７
．３７・・・上側ゲート、８．３８・・・サブランナ、
９、ｌＯ・・・エアベント、１１・・・リードフレーム
、１２・・・外枠、１３・・・タブ吊りリード、１４・
・・タブ、１５・・・インナリード、１６・・・アウタ
リード、１７・・・ダム、１８・・・ペレット、１９・
・・ボンディングワイヤ、２０・・・被パンケージング
物、２１・・・レジン、３９，４０・・・連絡路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、成形型の上型および下型に上側ゲートおよび下側ゲ
   ートがキャビティーに連通するようにそれぞれ開設され
   ていることを特徴とする成形装置。 ２、上側ゲートおよび下側ゲートが、互いに正対するよ
   うに配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の成形装置。 ３、上側ゲートおよび下側ゲートが、ランナを共用する
   ように構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の成形装置。 ４、上型および下型が、上側エアベントおよび下側エア
   ベントをキャビティーに連通するようにそれぞれ開設さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   成形装置。５、キャビティーが複数、成形型に配設され
   ているとともに、前方のキャビティーに後方のキャビテ
   ィーが連絡路により連通されており、これら連絡路の後
   端部に上側ゲートおよび下側ゲートが配設されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の成形装置。 ６、成形型の上型および下型に上側ゲートおよび下側ゲ
   ートがキャビティーに連通するようにそれぞれ開設され
   ている成形装置を用いるとともに、成形材料の充填をキ
   ャビティーの上型空間および下型空間において略同時に
   進行させることを特徴とする成形方法。 ７、上側ゲートおよび下側ゲートが、その充填速度が互
   いに略均等になるように構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載の成形方法。