(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型と、
前記下金型に形成されて樹脂載置領域を有するポットと、
前記ポットに挿通されるプランジャと、
前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に形成されるホール内に上下動可能に挿通され、上面に凹状の異物捕捉部を有する少なくとも１つの摺動ピンと、
前記キャビティ下部に合わさせられる凹状のキャビティ上部を有する上金型と、
を有することを特徴とする樹脂封止用金型。
【請求項２】
前記下金型において、前記摺動ピンは前記ランナー領域と前記ゲート領域に渡って一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止用金型。
【請求項３】
凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型と、前記下金型に形成されて樹脂載置領域を有するポットと、前記ポットに挿通されるプランジャと、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に形成されるホール内に上下動可能に挿通され、上面に凹状の異物捕捉部を有する摺動ピンと、前記キャビティ下部に合わさせられる凹状のキャビティ上部を有する上金型とを有する樹脂封止用金型と、
前記摺動ピンを下から支持するプレートと、
前記プレートを上下動させる駆動装置と、
を有することを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型に開口されたポットにプランジャを挿通し、前記ポット内の上部に樹脂を入れる空間の下に前記プランジャを位置させる工程と、
前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域及びゲート領域に形成される少なくとも一方のホール内に少なくとも１つの摺動ピンを挿通するとともに、前記摺動ピンの位置を調整することにより前記摺動ピン上面の凹状の異物捕捉部を前記下金型の上面と同じ高さ以下に設定する工程と、
前記下金型のうち前記キャビティ下部の底に形成されるピン貫通孔にイジェクトピンを挿通するとともに、前記イジェクトピンの上端を調整する工程と、
前記下金型の前記キャビティ下部の上に、リードフレームに取り付けられた半導体チップを載置する工程と、
前記下金型及び前記リードフレームの上に上金型を重ねる工程と、
前記ポット内の前記樹脂を加熱して軟化しつつ前記プランジャを上昇させることにより、前記ランナー領域及び前記ゲート領域を通して前記樹脂を前記キャビティ下部と前記キャビティ上部の間の空間に注入し、前記半導体チップを前記樹脂により封止する工程と、
前記樹脂を固化する工程と、
前記上金型と前記下金型を離す工程と、
前記プランジャ、前記摺動ピン及び前記イジェクトピンを前記下金型の上面よりも上に上昇することにより前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを持ち上げる工程と、
前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを前記下金型と前記上金型の間から外部に取り出す工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを前記下金型と前記上金型の間から外部に取り出した後に、前記プランジャ、前記摺動ピン及び前記イジェクトピンを前記下金型の前記上面よりも上に位置させた状態を保持しつつ、前記下金型と前記上金型の互いの対向領域をクリーニングする工程を有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止用金型、樹脂封止装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体のパッケージには、金属リードフレームを使用するクワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）及びスモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）や、下面にはんだボールを接続した配線基板を使用するボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージや、複数の半導体チップを封止するシステムインパッケージ（ＳＩＰ）などがある。
【０００３】
それらのパッケージは、衝撃、汚染等から半導体チップを保護するために、半導体チップをモールド樹脂で封止した構造を有している。樹脂の封止は、金型を使用して行われる。
金型は、整形前のモールド樹脂を入れるポットと、半導体チップ等を配置するキャビティとを有している。ポットとキャビティのそれぞれの空間は、溶融されたモールド樹脂を通過させるランナーを介して接続されている。
【０００４】
ランナーには、ポットからキャビティに樹脂を安定して流すために、絞りを設ける構造が知られている。
また、ランナーとキャビティの境界部分には、キャビティ内に流し込まれた樹脂を他の領域から切り離すシャッターを設ける構造も知られている。
モールド樹脂として、エポキシ樹脂等の樹脂主剤に硬化剤、溶融シリカ等のフィラー、触媒、着色剤等が含有された材料が用いられている。
【０００５】
フィラーが多く含まれている樹脂は、微粉化処理時に粉砕部品等の導電性の異物が混入し易い。そのような異物がパッケージに含まれると、パッケージ対象の半導体チップや配線基板で電気的な短絡が発生し易くなる。
【０００６】
そのような導電性の異物がパッケージに混入することを防止するために、樹脂整形用の金型に異物滞留部を設ける構造が知られている。異物滞留部は、下側の金型においてランナーとポットの境界部分に形成される凹部と、その凹部の下に配置される磁石とを有している。これにより、導電性の異物がキャビティに流入することが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１０７０２２号公報
【特許文献２】特許第２８３８９８１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７３５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
金型では、キャビティ内でのモールド樹脂の整形を終える毎に、集塵クリーナーで取り除く操作が行われている。
しかし、集塵クリーナーでは完全に取り除けず、樹脂の塊がランナーに残ることがあり、その塊が存在すると、溶融樹脂をキャビティに向けて流す際に、塊がキャビティ入り口に移動して詰まりを生させ、溶融樹脂をキャビティ内に充填できず、或いはキャビティ内に溶融樹脂の充填不足が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、キャビティへ良好に樹脂を流入するための樹脂封止用金型、樹脂封止装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの観点によれば、凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型と、前記下金型に形成されて樹脂載置領域を有するポットと、前記ポットに挿通されるプランジャと、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に形成されるホール内に上下動可能に挿通され、上面に凹状の異物捕捉部を有する少なくとも１つの摺動ピンと、前記キャビティ下部に合わさせられる凹状のキャビティ上部を有する上金型と、を有することを特徴とする樹脂封止用金型が提供される。
別の観点によれば、凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型と、前記下金型に形成されて樹脂載置領域を有するポットと、前記ポットに挿通されるプランジャと、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に形成されるホール内に上下動可能に挿通され、上面に凹状の異物捕捉部を有する摺動ピンと、前記キャビティ下部に合わさせられる凹状のキャビティ上部を有する上金型とを有する樹脂封止用金型と、前記摺動ピンを下から支持するプレートと、前記プレートを上下動させる駆動装置と、を有することを特徴とする樹脂封止装置が提供される。
さらに別の観点によれば、凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型に開口されたポットにプランジャを挿通し、前記ポット内の上部に樹脂を入れる空間の下に前記プランジャを位置させる工程と、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域及びゲート領域に形成される少なくとも一方のホール内に少なくとも１つの摺動ピンを挿通するとともに、前記摺動ピンの位置を調整することにより前記摺動ピン上面の凹状の異物捕捉部を前記下金型の上面と同じ高さ以下に設定する工程と、前記下金型のうち前記キャビティ下部の底に形成されるピン貫通孔にイジェクトピンを挿通するとともに、前記イジェクトピンの上端を調整する工程と、前記下金型の前記キャビティ下部の上に、リードフレームに取り付けられた半導体チップを載置する工程と、前記下金型及び前記リードフレームの上に上金型を重ねる工程と、前記ポット内の前記樹脂を加熱して軟化しつつ前記プランジャを上昇させることにより、前記ランナー領域及び前記ゲート領域を通して前記樹脂を前記キャビティ下部と前記キャビティ上部の間の空間に注入し、前記半導体チップを前記樹脂により封止する工程と、前記樹脂を固化する工程と、前記上金型と前記下金型を離す工程と、前記プランジャ、前記摺動ピン及び前記イジェクトピンを前記下金型の上面よりも上に上昇することにより前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを持ち上げる工程と、前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを前記下金型と前記上金型の間から外部に取り出す工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、下金型におけるランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に上下動可能な摺動ピンを取り付け、さらに摺動ピンの上面に凹状の異物捕捉部を設けている。
ポット内で軟化された樹脂をプランジャの上昇によりランナー領域、ゲート領域を経てキャビティに注入する場合に、摺動ピンを下金型の上面よりも低く配置すると、樹脂は流れ初めに下金型上面の下方にある摺動ピン上に流れ込む。
このため、プランジャ、摺動ピンの上に残存する異物は、摺動ピンの異物捕捉部に停滞し、さらにその周囲の壁部に引っかかり、キャビティの樹脂流入口に辿りつきにくくなる。この結果、キャビティ内で樹脂未充填の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の下金型を示す上面図、図１Ｂは、図１Ａにおいて一点鎖線で囲んだ領域の部分拡大平面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置に使用する金型の断面図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の金型に用いられる部品を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の上金型を示す上面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置の金型に取り付けられるピンの上下動を制御する構造を示す側断面図である。
【図６】図６Ａは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置により樹脂封止される半導体装置の平面図、図６Ｂは、図６Ａに示した半導体装置の側面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その１）である。
【図７Ｂ】図７Ｂ、図７Ｃは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その２，３）である。
【図７Ｄ】図７Ｄ、図７Ｅは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その４，５）である。
【図７Ｆ】図７Ｆ、図７Ｇは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その６、７）である。
【図７Ｈ】図７Ｈ、図７Ｉは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その８、９）である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｄは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の金型のクリーニング工程を示す平面図である。
【図９】図９Ａは、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の下金型を示す上面図、図９Ｂは、図９Ａにおいて一点鎖線で囲んだ領域の部分拡大平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置に使用する金型の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の金型に用いられる部品を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の上金型を示す上面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の金型に取り付けられるピンの上下動を制御する構造を示す側面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａ、図１４Ｂは、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その１，２）である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃ、図１４Ｄは、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その３，４）である。
【図１４Ｅ】図１４Ｅ、図１４Ｆは、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置による樹脂封止工程を示す断面図（その５、６）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解すべきである。
以下に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
（第１の実施の形態）
図１Ａ、図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の下金型を示す上面図とその部分拡大平面図、図２は、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の金型の図１Ａと図４に示すＩ−Ｉ線から見た断面図である。また、図３Ａ、３Ｂは、本発明の第１実施
形態に係る樹脂封止装置の金型に用いられる部品を示す斜視図、図４は、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の上金型を示す上面図である。
【００１４】
本実施形態に係る樹脂封止装置は、図２に示すように、下金型１と上金型１１を有している。
下金型１は、図１Ａに示すように平面が四角形状を有し、その中央の列には、複数のポット２がほぼ等間隔で形成されている。ポット２は、下金型１を上下方向に貫通するホール、例えば円柱状のホールで、その上部は樹脂載置領域であり、その中には図１Ｂに示すようにプランジャ３が上下方向に移動可能に挿入される。
【００１５】
ポット２の両側にはそれぞれランナー４が形成され、それらの間には図２に示すように第１の仕切部１ａが介在している。ランナー４は、下金型１を上下方向に貫通する略四角柱状のホール４ａと、そのホール４ａ内の空間で上下動可能に取り付けられる略四角柱状のランナー摺動ピン５を有している。
【００１６】
ランナー摺動ピン５の上面には、図３Ａに示すように、周囲が壁部５ａに囲まれた凹状の異物捕捉部５ｂが形成されている。異物捕捉部５ｂの底面に対する壁部５ａは、その内部に残される後述の異物３８の移動を妨げる高さ、例えば約１ｍｍの高さを有する。また、壁部５ａの上部内面と異物捕捉部５ｂの底面のなす角度は、異物が乗り上げ難い角度、即ち約９０度又はそれ以下の角度となることが好ましい。
【００１７】
ランナー４のうちポット２と反対側の端部にはゲート６が接続され、それらの間には図２に示すように第２の仕切部１ｂが介在している。ゲート６は、下金型１を上下方向に貫通する略四角柱状のホール６ａと、そのホール６ａ内の空間で上下動可能に取り付けられる略四角柱状のゲート摺動ピン７を有している。
【００１８】
ゲート摺動ピン７の上面には、図３Ｂに示すように、周囲が壁部７ａに囲まれた凹状の異物捕捉部７ｂが形成されている。異物捕捉部７ｂの底面に対する壁部７ａは、その内部に残される異物３８の移動を妨げる高さ、例えば約１ｍｍの高さを有する。また、壁部７ａの上部内面と異物捕捉部７ｂの底面のなす角度は、異物が乗り上げ難い角度、即ち約９０度又はそれ以下の角度となることが好ましい。
【００１９】
ゲート６は、図１Ａに示す下金型１の上面において、ランナー４に対して屈曲した向きに形成される。また、ポッド２の両側方のゲート６は、互いに反対向きであって略平行になる位置に形成されている。
【００２０】
各ゲート６のうち下金型１の側縁部に近い先端は先細りの形状を有し、その先端は、下金型１の両側縁寄りに形成されるキャビティ下部８ａの四隅の１つに接続されている。キャビティ下部８ａの平面形状は例えば略四角形である。また、ゲート６は、その先端がキャビティ下部８ａのほぼ中央に向いた形状に形成される。
【００２１】
キャビティ下部８ａは、下金型１に凹状に形成され、その底部のうちの四隅のそれぞれの近傍の下にはピン貫通孔１ｃが形成され、ピン貫通孔１ｃ内にはイジェクトピン９が上下動可能に挿入されている。
【００２２】
下金型１の上に重ねられる上金型１１の下面には、図２、図４に示すように、樹脂整形時にポット２の上に位置するカル部１２が凹状に形成され、さらに、キャビティ下部８ａに重ねられるキャビティ上部８ｂが凹状に形成されている。
【００２３】
キャビティ下部８ａとキャビティ上部８ｂは、互いに重ねられた状態でキャビティ８と
なり、例えば半導体パッケージの外形となる形状を有している。キャビティ下部８ｂとキャビティ上部８ｂのそれぞれの大きさは、半導体パッケージの種類によって異なるが、その厚さは例えば１．６ｍｍ程度である。
【００２４】
また、上金型１１の縁部には、キャビティ上部８ｂの一部に繋がるエアベント８ｃが凹状に形成されている。
なお、下金型１、ランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７及び上金型１１は、例えば、マルテンサイト系のステンレス鋼、さらに詳しくはＡＩＳＩ４２０〜４４０系列のマルテンサイト系ステンレス鋼、またはこれらの鋼から形成される。
なお、第１、第２の仕切部１ａ、１ｂのうち少なくとも一方は形成されない構造であってもよい。
【００２５】
図５は、図１ＡのII−II線断面図であり、下金型１の下方には第１次プレート台１５が配置され、その上には複数のランナー摺動ピン５と複数のゲート摺動ピン７が支持されている。さらに、第１次プレート台１５は、その下方で第２次プレート台１７上に取り付けられた複数の支柱１６により支えられている。また、第２次プレート台１７は、上下動変換機構１９を介して第１のサーボモータ１８の回転軸に駆動される駆動機構に取り付けられている。上下動変換機構１９として、例えば、第１のサーボモータ１８の回転軸に取り付けられるウォームギヤとラック歯車とを組み合わせた機構を蛇腹で囲んだ構造を有している。
【００２６】
これにより、第１次プレート台１５、支柱１６及び第２次プレート台１７を介して上下動変換機構１９の上下動を複数のランナー摺動ピン５と複数のゲート摺動ピン７に均一に伝達することができる。
【００２７】
また、複数のイジェクトピン９はイジェクトピン用プレート台２０上に支持され、イジェクトピン用プレート台２０は、上下動変換機構２２を介して第２のサーボモータ２１の回転軸により駆動される駆動機構に接続されている。上下動変換機構２２として、例えば、第２のサーボモータ２０の回転軸に取り付けられるウォームギヤとラック歯車とを組み合わせた機構が使用される。
【００２８】
ところで、ポット２に挿通されるプランジャ３は、特に図示しないが、第３のサーボモータにより駆動される上下動変換機構に接続される別のプレート上に取り付けられる。また、第１、第２のサーボモータ１８、２０と第３のサーボモータの回転は、それぞれ制御装置２３によって制御される。
なお、図５において符号２４は、樹脂封止装置の筐体を示している。
【００２９】
次に、上記した樹脂封止装置により半導体装置のパッケージを形成する方法について説明する。
パッケージ形成前の状態の半導体装置は、図６Ａの上面図と図６Ｂの側断面図に示すように、リードフレーム３０のダイステージ３１上面に銀ペースト３５により接着される半導体チップ３３を有している。銀ペースト３５は接着後に例えば１５０℃、３時間でキュアされる。
【００３０】
リードフレーム３０は、ダイステージ３１の周囲に配置されるインナーリード３２を有している。インナーリード３２は、ワイヤー３６を介して半導体チップ３５上面の電極パッド３４に電気的に接続されている。半導体チップ３３には、例えば半導体集積回路が形成されている。
【００３１】
リードフレーム３０に取り付けられた半導体チップ３３は、図７Ａ〜図７Ｉに示す工程
によりパッケージに覆われる。
まず、図７Ａに示すように、ランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７の位置を調整することにより、それらの壁部５ａ、７ａの上端が下金型１上面、第１、第２の仕切部１ａ、１ｂに対して例えば最大約２ｍｍ下方に位置させる。
【００３２】
ランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７の位置は、図５に示した制御装置２３による第１のサーボモータ１８の回転制御により調整される。即ち、第１のサーボモータ１８の回転を制御することにより上下動変換器１９の高さを変え、これによって第１、第２のプレート台１７、１６及び支柱１６の高さを調整し、ランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７の位置を変える。
【００３３】
この状態で、イジェクトピン９は、その上端がキャビティ下部８ａの底面に一致する位置に調整される。イジェクトピン９の位置は、図５に示した制御装置２３による第２のサーボモータ２１の回転制御により調整される。即ち、第２のサーボモータ２１の回転を制御することにより上下動変換器２２の高さを変え、これによってイジェクトピン用プレート台２０の高さを変え、イジェクトピン９の位置を調整する。
【００３４】
さらに、下金型１のポット２内のプランジャ３を下げ、その中にタブレット状の樹脂３７を充填する。プランジャ３の位置は、ランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７と同様に、図示しない第３のサーボモータ、上下動変換機構及びプレートにより調整される。
樹脂３７として、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂主剤に硬化剤、フィラー、触媒、着色剤等が含有された材料を用いる。
【００３５】
続いて、下金型１のキャビティ下部８ａの中央にダイステージ３１及び半導体チップ３３が位置するように、リードフレーム３０を下金型１上に載置し、その後に、上金型１１の下面と下金型１の上面を合わせる。この場合、インナーリード３２の外側部分とリードフレーム３０の枠体（不図示）は下金型１と上金型１１の間に挟まれ、また、ゲート６の先端とインナーリード３２の間又はインナーリード３２の周囲には、図示しない樹脂流入用隙間が形成される。
【００３６】
次に、少なくとも下金型１を加熱器（不図示）により加熱することにより樹脂３７に熱を伝達し、樹脂３７を軟化させる。
続いて、図７Ｂに示すように、樹脂３７が軟化した状態で、制御装置２３により第３のサーボモータ（不図示）を制御することによりプランジャ３を上昇させと、樹脂３７はポット２からランナー４、ゲート６を経由してキャビティ８に注入される。これにより、半導体チップ３３、ダイステージ３１とインナーリード３２内側部分は樹脂３７により封止され、その部分の樹脂３７はパッケージとなる。なお、キャビティ８内の空間に樹脂３７を流入させる場合には、エアベント８ｃを通してその空間を脱気する。
【００３７】
次に、下金型１と上金型１１の温度を常温に戻し、樹脂３７を固化した後に、図７Ｃに示すように、下金型１と上金型１１を開く。さらに、制御装置２３の指令によりプランジャ３、イジェクトピン９、ランナー摺動ピン５及びゲート摺動ピン７を持ち上げて固化した樹脂３７を下金型１から離す。
【００３８】
その後に、樹脂３７により封止された半導体チップ３３、及びリードフレーム３０を外部に取り出し、不要な部分の樹脂３７を除去し、リードフレーム３０の不要部を切断する。これにより、樹脂３７に封止された半導体チップ３３及びインナーリード３２を有する半導体装置を完成させる。
【００３９】
樹脂３７が取り出された後には、下金型１、プランジャ３、ランナー４及びゲート６の
上には、図７Ｄに示すように、樹脂カスのような異物３８が付着残存することがある。その異物３８が付着したままで次の樹脂封止を行えば、軟化した樹脂３７がインナー４、ゲート６を流入する際に異物３８がゲート６の先端で詰まり、キャビティ下部８ａ及びキャビティ上部８ｂ内で未充填部分が発生し易くなる。
【００４０】
そこで、プランジャ３、ランナー摺動ピン５及びゲート摺動ピン７の位置を保持した状態で、図７Ｅに示すように、下金型１と上金型１１の間に集塵クリーナー３９を入れて、下金型１と上金型１１の対向面に付着した異物３８を吸引、除去する。
【００４１】
集塵クリーナー３９は、平板状本体の内部に形成された空間３９ａと、その上面と下面に形成された複数の吸引孔３９ｂを有している。また、空間３９ａのほぼ中央には、吸引ホース接続口３９ｃが配置され、図８Ａに示す吸引ホース４０の一端が取り付けられている。吸引ホース４０の他端は、制御装置２３により制御される吸引ポンプ（不図示）に接続されている。
【００４２】
集塵クリーナー３９による異物３８の除去は、例えば図８Ａ〜図８Ｃに示すように、集塵クリーナー３９を下金型１の上の一端から他端に向けて移動した後に、図８Ｄに示すように、他端から一端に向けて折り返す。
なお、集塵クリーナー３９に対する下金型１、上金型１１のそれぞれの距離を例えば２ｍｍ〜３ｍｍとする。
【００４３】
これにより、下金型１の上面と上金型１１の下面の吸引口３９ｂを通して異物３８が集塵クリーナー３９により吸引除去されることになるが、除去しきれずにプランジャ３、ランナー４及びゲート６の領域に残存することがある。
【００４４】
集塵クリーナー３９を下金型１と上金型１１の間から取り除いた後に、図７Ｆに示すように、制御装置３２の制御により、プランジャ３、ランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７及びイジェクトピン９をホームポジションに下げる。
これにより、プランジャ３の上でタブレット状の樹脂３７を入れるスペースを確保し、また、下金型１の上面と同じ高さの第１、第２の仕切部１ａ、１ｂの上面と同じ位置又はそれより低い位置、例えば最大で約２ｍｍ下方にランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７の上端を位置させる。さらに、イジェクトピン９の上端をキャビティ下部８ａの底面と実質的に同じ高さになるように調整する。
【００４５】
続いて、図７Ｇに示すように、プランジャ３上のポット２内にタブレット状の樹脂３７を供給する。プランジャ３の位置は、図示しない第３のサーボモータ、上下動変換機構及びプレートにより調整される。
【００４６】
さらに、リードフレーム３０を下金型１上に載置し、ダイステージ３１及び半導体チップ３３をキャビティ下部８ａの中央に位置させる。その後に、上金型１１の下面と下金型１の上面を合わせる。この場合、インナーリード３２の外側部分とリードフレーム３０の枠体（不図示）は下金型１と上金型１１の間に挟まれ、また、ランナー４とインナーリード３２の間又はインナーリード３２の周囲には、図示しない樹脂流入用隙間が形成される。
【００４７】
次に、少なくとも下金型１を加熱器（不図示）により加熱することにより樹脂３７に熱を伝達し、樹脂３７を軟化させる。
続いて、図７Ｈに示すように、樹脂３７が軟化した状態で、制御装置２３による第３のサーボモータ（不図示）の制御によりプランジャ３を上昇させ、ポット２内の樹脂３７をランナー４、ゲート６を経由してキャビティ下部８ａとキャビティ上部８ｂの間の空間に
注入する。
流れ初めの樹脂３７は下側に流れるので、プランジャ３、ランナー４、ゲート６上に残存している異物３８は樹脂３７とともに移動し、下方にあるランナー摺動ピン５及びゲート摺動ピン７の異物捕捉部４ａ、７ａ内を移動する。
【００４８】
さらに、図７Ｉに示すように、樹脂３７が移動してキャビティ８内を完全に充填する。樹脂３７の移動とともに異物３８は異物捕捉部５ｂ、７ｂ上をさらに移動するが、その移動は最終的に壁部５ａ、７ａにより妨げられるので、異物３８はキャビティ８に辿り着き難い。
これにより、半導体チップ、ダイステージ３１とインナーリード３２内側部分は樹脂３７により封止され、その中に異物が混入することが防止される。
【００４９】
以上のように本実施形態によれば、樹脂３７を充填するポット２からキャビティ８に樹脂が流れる流路において、凹状の異物捕捉部５ｂ、７ｂを上面に有するランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７を上下動可能に配置したので、樹脂の流路に残存する異物３８がキャビティ８の樹脂注入口に到達することを抑制し、キャビティ８内での樹脂未充填の発生を防止することができる。
そのようなランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７を有しない構造では、異物３８がそのまま樹脂注入口に達し易いので、キャビティ８内での樹脂未充填の発生原因となり易い。
【００５０】
また、本実施形態では、ランナー４のホール４ａ内にランナー摺動ピン５を上下動可能に取り付け、また、ゲート６のホール６ａ内にゲート摺動ピン７を上下動可能に取り付けている。これにより、下金型１をクリーニングする際に、樹脂封止工程に比べ、ランナー摺動ピン５、ゲート摺動ピン７の位置を高い位置に設定することにより、異物捕捉部５ｂ、７ｂ上に存在する異物３８を除去し易くなる。
【００５１】
ところで、樹脂封止時には、ランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７に高低差をつけて配置してもよい。ランナー摺動ピン５をゲート摺動ピン７よりも下方に位置させて高低差をつけると、異物３８は上方に移動しにくい傾向から、ランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７の境界で異物３８はさらに移動しにくくなる。
これにより、異物３８はキャビティ８の樹脂流入口から入る前に移動が妨げられるので、キャビティ８内での樹脂の充填不足が極めて発生しにくくなる。
なお、ランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７のいずれか一方を省略してもよい。この場合、一方のホール４ａ、６ａは形成されず、その部分に樹脂３７を通過させる凹部を形成する。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図９Ａ、図９Ｂは、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の下金型を示す上面図とその部分拡大平面図、図１０は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の金型の図９Ａ及び図１２に示すIII-III線から見た断面図である。また、図１１は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の金型に用いられる部品を示す斜視図、図１２は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の上金型を示す上面図である。
【００５３】
図９Ａ、９Ｂに示すように、平面形状が四角の下金型４１の中央の列には、複数のポット４２がほぼ等間隔で形成されている。ポット４２は、下金型４１を上下方向に貫通するホール、例えば円柱状のホールで、その上部は樹脂載置領域であり、その中にはプランジャ４３が上下方向に移動可能に挿入される。
【００５４】
ポット４２の両側にはそれぞれランナー兼ゲート４４が形成され、それらの間には図１
０に示すように仕切部４１ａが介在している。ランナー兼ゲート４４は、下金型４１を上下方向に貫通する略四角柱状のホール４４ａと、そのホール４４ａ内の空間で上下動可能な略四角柱状のランナー兼ゲート摺動ピン４５を有している。ここで、ランナー兼ゲート４４は、ゲートを兼用するランナーであり、ランナー兼ゲート摺動ピン４５は、ゲート摺動ピンを兼用するランナー摺動ピンである。なお、仕切部４１ａは形成されなくてもよい。
【００５５】
ランナー兼ゲート摺動ピン４５の上面には、図１１に示すように、周囲が壁部４５ａに囲まれた凹状の異物捕捉部４５ｂが形成されている。異物捕捉部４５ｂの底面に対する壁部４５ａは、その内部に残される異物３８の移動を停止できる高さ、例えば約１ｍｍの高さを有する。また、壁部４５ａの上部内面と異物捕捉部４５ｂの底面のなす角度は、異物が乗り上げ難い角度、即ち約９０度又はそれ以下の角度となることが好ましい。
【００５６】
下金型４１の両側縁寄りには、凹状のキャビティ下部４８ａが形成され、その底部のうち両側端寄りにはピン貫通孔４１ｃが形成され、ピン貫通孔４１ｃ内にはイジェクトピン４９が上下動可能に挿入されている。
【００５７】
下金型４１の上に重ねられる上金型５１の下面には、図１０、図１２に示すように、樹脂整形時にポット４２の上に位置する凹状のカル部５２が形成され、さらにその下面には、キャビティ下部４８ａに重ねられる凹状のキャビティ上部４８ｂが形成されている。
【００５８】
キャビティ下部４８ａとキャビティ上部４８ｂは、互いに重ねられた状態でキャビティ４８となり、例えば半導体パッケージの外形となる形状を有している。キャビティ下部４８ｂとキャビティ上部４８ｂのそれぞれの大きさは、半導体パッケージの種類によって異なるが、厚さは例えば１．６ｍｍ程度である。
【００５９】
また、上金型５１の縁部には、キャビティ上部４８ｂの一部に繋がるエアベント４８ｃが凹状に形成されている。
なお、下金型４１、ランナー兼ゲート摺動ピン４５及び上金型５１は、例えば、マルテンサイト系のステンレス鋼、さらに詳しくはＡＩＳＩ４２０〜４４０系列のマルテンサイト系ステンレス鋼、またはこれらの鋼から形成される。
【００６０】
図１３は、図９ＡのIV−IV線断面図であり、下金型４１の下方には第１実施形態と同様に第１次プレート台１５が配置され、その上には複数のランナー兼ゲート摺動ピン４５が支持されている。これにより、第１次プレート台１５、支柱１６及び第２次プレート台１７を介して上下動変換機構１９の上下動を複数のランナー兼ゲート摺動ピン４５に均一に伝達することができる。
【００６１】
また、複数のイジェクトピン４９は、イジェクトピン用プレート台２０上に支持されている。また、イジェクトピン用プレート台２０は、第１実施形態と同様に、第２のサーボモータ２１の回転軸により上下動する上下動変換機構２２に取り付けられている。
【００６２】
ポット４２に挿通されるプランジャ４３は、特に図示しないが、第１実施形態と同様に、第３のサーボモータにより駆動される上下動変換機構に接続される別のプレート上に取り付けられる。
なお、図１３において、図５と同じ符号は同じ要素を示している。
【００６３】
次に、上記した樹脂封止装置により半導体装置のパッケージを形成する方法について説明する。
パッケージ形成前の状態の半導体装置は、例えば図６Ａ、図６Ｂに示した構造を有して
いる。そして、リードフレーム３０に取り付けられた半導体チップ３３は、図１４Ａ〜図１４Ｆに示す工程によりパッケージに覆われる。
次に、図１４Ａに示す状態になるまでの工程を説明する。
まず、ランナー兼ゲート摺動ピン４５の位置を調整することにより、その上端を下金型４１上面及び仕切部４１ａに対して最大約２ｍｍの下方の位置に配置する。
【００６４】
ランナー兼ゲート摺動ピン４５の位置は、図１３に示した制御装置２３による第１のサーボモータ１８の回転を制御することにより調整される。即ち、第１のサーボモータ１８の回転を制御することにより上下動変換器１９の高さを変え、これによって第１、第２のプレート台１７、１６及び支柱１６の高さを調整し、ランナー兼ゲート摺動ピン４５の位置を変える。
【００６５】
この状態で、イジェクトピン４９は、その上端がキャビティ下部４８ａの底面に一致する位置に調整される。イジェクトピン４９の位置は、第１実施形態と同様に、制御装置２３による第２のサーボモータ２１の回転を制御することにより調整される。
【００６６】
さらに、下金型４１のポット４２内のプランジャ４３を下げ、その中にタブレット状の樹脂３７を充填する。プランジャ４３の位置は、図示しない第３のサーボモータ、上下動変換機構及びプレートにより調整される。
【００６７】
続いて、下金型４１のキャビティ下部４８ａの中央に半導体装置のダイステージ３１及び半導体チップ３３が位置するように、リードフレーム３０を下金型４１上に載置し、その後に、上金型５１の下面と下金型４１の上面を合わせる。
この場合、インナーリード３２の外側部分とリードフレーム３０の枠体（不図示）は下金型４１と上金型５１の間に挟まれ、また、ランナー兼ゲート４４とインナーリード３２の間又はインナーリード３２の周囲には、図示しない樹脂流入用隙間が形成されている。
【００６８】
次に、少なくとも下金型４１を加熱器（不図示）により加熱することにより樹脂３７に熱を伝達し、樹脂３７を軟化させる。
続いて、樹脂３７が軟化した状態で、制御装置２３による第３のサーボモータ（不図示）の制御によりプランジャ４３を上昇させ、ポット４２内の樹脂３７をランナー兼ゲート４５経由でキャビティ４８の空間に注入する。
【００６９】
これにより、半導体チップ３３、ダイステージ３１及びインナーリード３２内側部分は樹脂３７により封止され、その部分の樹脂３７はパッケージとなる。なお、キャビティ下部４８ａとキャビティ上部４８ｂの間の空間に樹脂３７を流入させる場合には、エアベント４８ｃを通してその空間を脱気する。
【００７０】
次に、下金型４１と上金型５１の温度を常温に戻し、樹脂３７を固化した後に、図１４Ｂに示すように、下金型４１と上金型５１を開く。さらに、制御装置２３の指令によりプランジャ４３、イジェクトピン４９及びランナー兼ゲート摺動ピン４５を持ち上げて固化した樹脂３７を下金型４１から離す。
【００７１】
その後に、固化した樹脂３７とこれにより封止された半導体チップ３３、及びリードフレーム３０を外部に取り出し、不要な部分の樹脂３７を除去し、リードフレーム３０の不要部を切断する。これにより、樹脂３７に封止された半導体チップ３３及びインナーリード３２を有する半導体装置が完成する。
【００７２】
樹脂３７が取り出された下金型４１のうちプランジャ４３、ランナー兼ゲート４４の上には、第１実施形態と同様に、図１４Ｃに示す樹脂カスのような異物３８が付着残存する
ことがある。異物３８によりキャビティ４８の樹脂流入口が詰まると、キャビティ４８内で未充填部分が発生する。
【００７３】
そこで、プランジャ４３、ランナー兼ゲート摺動ピン４５の位置を保持したままで、図１４Ｄに示すように、下金型４１と上金型５１の間に集塵クリーナー３９を入れて、下金型４１と上金型５１の表面に付着した異物３８を吸引、除去する。なお、集塵クリーナー３９は、第１実施形態に示したと同様な構造を有している。
【００７４】
集塵クリーナー３９は、第１実施形態に示したと同様に、集塵クリーナー３９を下金型４１の上の一端から他端に向けて移動した後に、他端から一端に向けて折り返される。
なお、集塵クリーナー３９に対する下金型４１と上金型５１の距離はそれぞれ例えば２ｍｍ〜３ｍｍとする。
これにより、異物３８は集塵クリーナー３９により吸引除去されことになるが、除去しきれずにランジャ３、ランナー兼ゲート４４が残存することがある。
【００７５】
下金型４１と上金型５１の間から集塵クリーナー３９を外した後に、図１４Ｅに示すように、制御装置３２の制御により、プランジャ４３、ランナー兼ゲート摺動ピン４５及びイジェクトピン４９を下げる。これにより、プランジャ４３の上でタブレット状の樹脂３７を入れるスペースを確保する。また、下金型４１の上面と同じ位置又はそれより低い位置、例えば最大で約２ｍｍ下方にランナー兼ゲート摺動ピン４５の上端を位置させる。さらに、イジェクトピン４９の上端をキャビティ下部４８ａの底面と実質的に同じ高さになるように調整する。
【００７６】
続いて、プランジャ４３上のポット４２内にタブレット状の樹脂３７を充填する。プランジャ４３の位置は、図示しない第３のサーボモータ、上下動変換機構及びプレートにより調整される。
さらに、ダイステージ３１及び半導体チップ３３がキャビティ下部４８ａの中央に位置するように、リードフレーム３０を下金型１上に載置し、その後に、上金型５１の下面と下金型４１の上面を合わせる。
この場合、インナーリード３２の外側部分とリードフレーム３０の枠体（不図示）は下金型４１と上金型５１の間に挟まれ、また、ランナー４とインナーリード３２の間又はインナーリード３２の周囲には、図示しない樹脂流入用隙間が形成される。
【００７７】
次に、少なくとも下金型４１を加熱器（不図示）により加熱することにより樹脂３７に熱を伝達し、樹脂３７を軟化させる。
続いて、樹脂３７が軟化した状態で、制御装置２３による第３のサーボモータ（不図示）の制御によりプランジャ３を上昇させると、ポット２内の樹脂３７はランナー兼ゲート４４を経由してキャビティ４８内の空間に注入される。
【００７８】
流れ初めの樹脂３７は下側に流れるので、プランジャ４３、ランナー兼ゲート４４上に残存している異物３８は樹脂３７とともに移動し、下方にあるランナー兼ゲート摺動ピン４５の異物捕捉部４５ａを移動する。
【００７９】
この場合、プランジャ３、ランナー兼ゲート摺動ピン４５上に残存している異物３８は、樹脂３７とともに移動し、ランナー兼ゲート摺動ピン４５の異物捕捉部４ａ、７ａ内を移動する。
そして、異物３８は、最終的には壁部４５ａにより移動が妨げられ、キャビティ４８に辿りつき難くなる。
これにより、図１４Ｆに示すように、半導体チップ３３、ダイステージ３１及びインナーリード３２内側部分は樹脂３７により封止され、その中に異物３８が混入することが防
止される。
【００８０】
以上の実施形態によれば、樹脂３７を充填するポット２からキャビティ４８に樹脂が流れる流路にあるランナー兼ゲート４４において、凹状の異物捕捉部４５ｂを上面に有するランナー兼ゲート摺動ピン４５を上下動可能に配置している。これにより、樹脂流路に残存する異物３８はランナー兼ゲート摺動ピン４５によりキャビティ４８への移動が妨げられるので、キャビティ４８内での樹脂未充填の発生を防止することができる。
【００８１】
また、ランナー兼ゲート４４のホール４４ａ内でランナー兼ゲート摺動ピン４５は上下動可能に取り付けられているので、下金型４１をクリーニングする際に、ランナー兼ゲート摺動ピン４５を樹脂封止時よりも上に位置させることにより、異物捕捉部４５ｂ上に存在する異物３８を除去し易くなる。
ランナー兼ゲート摺動ピン４５は、第１実施形態に示したランナー４からゲート６までの間が直線型である領域に用いられる。また、第１実施形態ではランナー摺動ピン５とゲート摺動ピン７を別な部品としているが、流路が長く複雑な屈曲な流路に合わせて本実施形態のように一体型にしてもよい。
【００８２】
ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈すべきであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変  更、置換および変形を施すことができると理解すべきである。
【００８３】
次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。
（付記１）凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型と、前記下金型に形成されて樹脂載置領域を有するポットと、前記ポットに挿通されるプランジャと、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に形成されるホール内に上下動可能に挿通され、上面に凹状の異物捕捉部を有する少なくとも１つの摺動ピンと、前記キャビティ下部に合わさせられる凹状のキャビティ上部を有する上金型と、を有することを特徴とする樹脂封止用金型。
（付記２）前記下金型において、前記摺動ピンは、前記ランナー領域と前記ゲート領域に渡って一体に形成されることを特徴とする付記１に記載の樹脂封止用金型。
（付記３）前記下金型のうち前記キャビティ下部の底から下に形成されるピン貫通孔と、前記ピン貫通孔に上下動可能に挿通されるイジェクトピンとを有することを特徴とする付記１又は付記２に記載の樹脂封止用金型。
（付記４）前記キャビティ上部、前記キャビティ下部、前記ランナー領域及び前記ゲート領域は、前記ポットの両側に設けられることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１つに記載の樹脂封止用金型。
（付記５）凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型と、前記下金型に形成されて樹脂載置領域を有するポットと、前記ポットに挿通されるプランジャと、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域とゲート領域の少なくとも一方に形成されるホール内に上下動可能に挿通され、上面に凹状の異物捕捉部を有する少なくとも１つの摺動ピンと、前記キャビティ下部に合わさせられる凹状のキャビティ上部を有する上金型とを有する樹脂封止用金型と、複数の前記摺動ピンを下から支持するプレートと、前記プレートを上下動させる駆動装置と、を有することを特徴とする樹脂封止装置。
（付記６）凹状に形成されるキャビティ下部を有する下金型に開口されたポットにプランジャを挿通し、前記ポット内の上部に樹脂を入れる空間の下に前記プランジャを位置させる工程と、前記下金型のうち前記キャビティ下部と前記ポットの間のランナー領域及びゲート領域に形成される少なくとも一方のホール内に少なくとも１つの摺動ピンを挿通する
とともに、前記摺動ピンの位置を調整することにより前記摺動ピン上面の凹状の異物捕捉部を前記下金型の上面と同じ高さ以下に設定する工程と、前記下金型のうち前記キャビティ下部の底に形成されるピン貫通孔にイジェクトピンを挿通するとともに、前記イジェクトピンの上端を調整する工程と、前記下金型の前記キャビティ下部の上に、リードフレームに取り付けられた半導体チップを載置する工程と、前記下金型及び前記リードフレームの上に上金型を重ねる工程と、前記ポット内の前記樹脂を加熱して軟化しつつ前記プランジャを上昇させることにより、前記ランナー領域及び前記ゲート領域を通して前記樹脂を前記キャビティ下部と前記キャビティ上部の間の空間に注入し、前記半導体チップを前記樹脂により封止する工程と、前記樹脂を固化する工程と、前記上金型と前記下金型を離す工程と、前記プランジャ、前記摺動ピン及び前記イジェクトピンを前記下金型の上面よりも上に上昇することにより前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを持ち上げる工程と、前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを前記下金型と前記上金型の間から外部に取り出す工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。（付記７）前記樹脂、前記リードフレーム及び前記半導体チップを前記下金型と前記上金型の間から外部に取り出した後に、前記プランジャ、前記摺動ピン及び前記イジェクトピンを前記下金型の前記上面よりも上に位置させた状態を保持しつつ、前記下金型と前記上金型の互いの対向領域をクリーニングする工程を有することを特徴とする付記６に記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）前記下金型において、前記摺動ピンは前記ランナー領域と前記ゲート領域で一体に形成されていることを特徴とする付記５又は付記６に記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００８４】
１  下金型
２  ポット
３  プランジャ
４  ランナー
５  ランナー摺動ピン
６  ゲート
７  ゲート摺動ピン
８  キャビティ
８ａ  キャビティ下部
８ｂ  キャビティ上部
９  イジェクトピン
１１  上金型
４１  下金型
４２  ポット
４３  プランジャ
４４  ランナー兼ゲート（ランナー）
４５  ランナー兼ゲート摺動ピン（ランナー摺動ピン）
４８  キャビティ
４８ａ  キャビティ下部
４８ｂ  キャビティ上部
４９  イジェクトピン
５１  上金型
【図１】
0005487903.tif 000002
【図２】
0005487903.tif 000003
【図３】
0005487903.tif 000004
【図４】
0005487903.tif 000005
【図５】
0005487903.tif 000006
【図６】
0005487903.tif 000007
【図７Ａ】
0005487903.tif 000008
【図７Ｂ】
0005487903.tif 000009
【図７Ｄ】
0005487903.tif 000010
【図７Ｆ】
0005487903.tif 000011
【図７Ｈ】
0005487903.tif 000012
【図８】
0005487903.tif 000013
【図９】
0005487903.tif 000014
【図１０】
0005487903.tif 000015
【図１１】
0005487903.tif 000016
【図１２】
0005487903.tif 000017
【図１３】
0005487903.tif 000018
【図１４Ａ】
0005487903.tif 000019
【図１４Ｃ】
0005487903.tif 000020
【図１４Ｅ】
0005487903.tif 000021