(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型及び下金型からなる金型と、前記上金型及び前記下金型により形成されるキャビティ内でＩＣパッケージが成形された後、前記キャビティ内に突出して前記金型からＩＣパッケージを型離れさせるための複数本の突出部材を備えたモールド装置において、
前記突出部材としての、前記キャビティとは反対側の端部に径がおおきくなったつば部をもち前記金型に設けられた第１の突出部材用貫通孔を介して前記キャビティ内に突出する棒状の第１の突出部材、及び前記第１の突出部材よりも短い長さをもち前記キャビティとは反対側の端部に径がおおきくなったつば部をもち前記金型に設けられた第２の突出部材用貫通孔を介して前記キャビティ内に突出する棒状の前記第２の突出部材と、
前記金型と前記第２の突出部材のつば部の間に配置され、前記第１及び第２の突出部材に対応して前記第１及び第２の突出部材の直径よりも大きくつば部の寸法より小さい径をもつ貫通穴が形成されている前記第２の突出部材戻し板と、
前記金型と前記第２の突出部材戻し板の間に配置され、前記第２の突出部材戻し板を介して前記第２の突出部材を前記金型とは反対方向に付勢するための複数個の第２のバネと、
前記第２の突出部材に対して前記金型とは反対側に配置され、前記第１の突出部材に対応して前記第１の突出部材の直径よりも大きくつば部の寸法より小さい径をもつ貫通穴が形成されている第２の突出部材押出し板と、
前記第２の突出部材押出し板と前記第１の突出部材のつば部の間に配置され、前記第１の突出部材に対応して前記第１の突出部材の棒部の直径よりも大きくつば部の寸法より小さい径をもつ貫通穴が形成されている第１の突出部材戻し板と、
前記第２の突出部材押出し板と前記第１の突出部材戻し板の間に配置され、前記第１の突出部材戻し板を介して前記第１の突出部材を前記金型とは反対方向に付勢するための複数個のバネであって、前記第２のバネのバネ力の合計よりも大きいバネ力の合計をもつ第１のバネと、
前記第１の突出部材に対して前記金型とは反対側に配置され、前記第１及び第２の突出部材を前記キャビティ内に押し出すための突出部材押出し板と、をもち、
ＩＣパッケージを前記キャビティから型離れさせる際に、前記突出部材押出し板を前記金型側へ移動させて前記第２のバネを収縮させて前記第１及び第２の突出部材を前記キャビティ内に突出させ、その後、前記第２の突出部材が前記金型に対して位置固定された状態で前記突出部材押出し板を前記金型側へさらに移動させて前記第１のバネを収縮させて前記第１の突出部材のみを前記キャビティ内にさらに突出させて前記第２の突出部材を前記ＩＣパッケージから引き剥がすように動作する押出し機構を備えたことを特徴とするモールド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム（金属薄板材）などに搭載された半導体チップをモールド樹脂により封止して樹脂製ＩＣパッケージを製造するモールド装置に関し、特に、上金型及び下金型により形成されるキャビティ内にモールド樹脂が充填されてＩＣパッケージが成形された後、キャビティ内に突出して上金型及び下金型からＩＣパッケージを型離れさせるイジェクトピン（突出部材）を備えたモールド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のモールド装置の金型及びイジェクトピン押出し部の構造を表す断面図であり、（Ａ）は下金型及び下イジェクトピン押出し部の断面図、（Ｂ）は上金型及び下金型により形成されるキャビティを表す断面図である。
上金型１ａ及び下金型１ｂには、キャビティを形成する凹部３ａ，３ｂが形成されている。リードフレームに搭載された半導体チップをキャビティ内に配置し、キャビティ内にモールド樹脂を充填することによりＩＣパッケージを成形する。モールド樹脂が硬化した後、ＩＣパッケージを上金型１ａ及び下金型１ｂから型離れさせるためにキャビティ内にイジェクトピン５ａ，５ｂを突出させる。下金型１ｂ側について説明すると、ＩＣパッケージを例えば下金型１ｂから型離れさせる場合、イジェクトピン押出し板７を下金型１ｂ側に駆動させるイジェクトピン５ｂをキャビティ内に突出させることにより、ＩＣパッケージを底面から押し上げる。
【０００３】
また、下金型１ｂとイジェクトピン押出し板７との間にはイジェクトピン戻し板９が設置されており、イジェクトピン戻し板９と下金型１ｂとの間にはバネ１１が設置されている。イジェクトピン押出し板７を下金型１ｂ側に駆動させたとき、イジェクトピン戻し板９も下金型１ｂ側に移動し、バネ１１は縮む。ＩＣパッケージを型離れさせた後、イジェクトピン押出し板７を下金型１ｂとは反対側に移動させると、バネ１１の復元力によりイジェクトピン戻し板９がイジェクトピン押出し板７側に移動し、イジェクトピン５ｂがイジェクトピン戻し板９に押されてイジェクトピン押出し板７側に移動する。その結果、キャビティ内に突出していたイジェクトピン５ｂは金型１ｂ内に引っ込む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、イジェクトピン５ｂ，５ｂ間の距離Ａが広いと、ＩＣパッケージを下金型１ｂから型離れさせるとき、ＩＣパッケージが凹形状に反ってしまう。その結果、ＩＣパッケージ内の半導体チップの破断やクラックを発生させてしまうことがある。上金型１ａのイジェクトピン押出し部の構造及び動作も下金型１ｂのものと同じである。
【０００５】
半導体チップの破断やクラックの発生を防止するための他の方法として、リードフレームを上金型及び下金型に位置させるときに、キャビティ領域以外のリードフレームの部分を上下方向からイジェクトピンにより挟持し、樹脂モールド後に、イジェクトピンによりＩＣパッケージが成形されたリードフレームを押し上げることにより、上金型及び下金型からＩＣパッケージを型離れさせる方法が提案されている（特開平５−１６０１８１号公報参照）。しかし、モールド樹脂が金型についているので、フレームに過大な力をかける必要があるため、フレームが変形したり、フレームとモールド樹脂の境界にクラックが生じるおそれがある。
【０００６】
また、キャビティ内に突出させるイジェクトピンの本数を増やし、同時に押し出すと、イジェクトピンとＩＣパッケージとが接触する面積を増大させると、半導体チップの破断やクラックの発生を防止しつつＩＣパッケージを金型から型離れさせることができるが、今度はＩＣパッケージから全てのイジェクトピンを引き剥がすときに大きい力が必要となり、ＩＣパッケージの反りや半導体チップのクラックが発生する可能性がでてくる。
【０００７】
そこで、本発明は、ＩＣパッケージの製造コストを増大させず、半導体チップの破断やクラックの発生を防止しつつＩＣパッケージを金型及びイジェクトピンから型離れさせ、かつ改造コストを抑えたモールド装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるモールド装置は、上金型及び下金型からなる金型と、上記上金型及び上記下金型により形成されるキャビティ内でＩＣパッケージが成形された後、上記キャビティ内に突出して上記金型からＩＣパッケージを型離れさせるための複数本の突出部材を備えたモールド装置であって、
上記突出部材としての、上記キャビティとは反対側の端部に径がおおきくなったつば部をもつ棒状の第１の突出部材、及び上記第１の突出部材よりも短い長さをもち上記キャビティとは反対側の端部に径がおおきくなったつば部をもつ棒状の上記第２の突出部材と、上記金型と上記第２の突出部材のつば部の間に配置され、上記第１及び第２の突出部材に対応して上記第１及び第２の突出部材の直径よりも大きくつば部の寸法より小さい径をもつ貫通穴が形成されている上記第２の突出部材戻し板と、上記金型と上記第２の突出部材戻し板の間に配置され、上記第２の突出部材戻し板を介して上記第２の突出部材を上記金型とは反対方向に付勢するための第２のバネと、上記第２の突出部材に対して上記金型とは反対側に配置され、上記第１の突出部材に対応して上記第１の突出部材の直径よりも大きくつば部の寸法より小さい径をもつ貫通穴が形成されている第２の突出部材押出し板と、上記第２の突出部材押出し板と上記第１の突出部材のつば部の間に配置され、上記第１の突出部材に対応して上記第１の突出部材の棒部の直径よりも大きくつば部の寸法より小さい径をもつ貫通穴が形成されている第１の突出部材戻し板と、上記第２の突出部材押出し板と上記第１の突出部材戻し板の間に配置され、上記第１の突出部材戻し板を介して上記第１の突出部材を上記金型とは反対方向に付勢するためのバネであって、上記第２のバネのバネ力の合計よりも大きいバネ力の合計をもつ第１のバネと、上記第１の突出部材に対して上記金型とは反対側に配置され、上記第１及び第２の突出部材を上記キャビティ内に押し出すための突出部材押出し板と、をもち、
ＩＣパッケージを上記キャビティから型離れさせる際に、上記突出部材押出し板を上記金型側へ移動させて上記第２のバネを収縮させて上記第１及び第２の突出部材を上記キャビティ内に突出させ、その後、上記第２の突出部材が上記金型に対して位置固定された状態で上記突出部材押出し板を上記金型側へさらに移動させて上記第１のバネを収縮させて上記第１の突出部材のみを上記キャビティ内にさらに突出させて上記第２の突出部材を上記ＩＣパッケージから引き剥がすように動作する押出し機構を備えている。
【０００９】
キャビティ内に樹脂を充填して樹脂が硬化した後、樹脂により成形されたＩＣパッケージを複数本の第１の突出部材及び第２の突出部材の両方により押し上げる。ＩＣパッケージは上金型及び下金型から型離れされる。その後、ＩＣパッケージから第２の突出部材のみが引き剥がされ、第１の突出部材のみでＩＣパッケージをさらに押し上げる。そして、吸着パッドなどを用いてＩＣパッケージを固定し、ＩＣパッケージから第１の突出部材を引き剥がす。
【００１０】
【実施例】
図２は、一実施例のモールド装置の下金型及びイジェクトピン押出し機構の構造を表す断面図である。ここでは、下金型のみについて説明するが、上金型についても同様の押出し機構を備えている。
下金型１３には、キャビティを形成するための凹部１５が形成されている。凹部１５の底面の中央部には第１のイジェクトピン用貫通穴１７ａ、周囲部には第２のイジェクトピン用貫通穴１７ｂが形成されている。第１のイジェクトピン用貫通穴１７ａには、凹部１５からなるキャビティで成形されたＩＣパッケージ底面の中央部を押し上げる第１のイジェクトピン１９ａが挿入されている。第２のイジェクトピン用貫通穴１７ｂには、凹部１５からなるキャビティで成形されたＩＣパッケージ底面の周囲部を押し上げる第２のイジェクトピン１９ｂが挿入されている。第１のイジェクトピン１９ａは第２のイジェクトピン１９ｂよりも長く形成されている。第１のイジェクトピン１９ａ及び第２のイジェクトピン１９ｂは棒状であり、それぞれキャビティとは反対側の端部には径が大きくなったつば部２１ａ，２１ｂがそれぞれ形成されている。
【００１１】
第２のイジェクトピン１９ｂのつば部２１ｂと下金型１３との間には、第１のイジェクトピン用貫通穴１７ａ及び第２のイジェクトピン用貫通穴１７ｂに対応した位置に、第１のイジェクトピン１９ａ及び第２のイジェクトピン１９ｂの直径よりも大きくつば部２１ｂの寸法より小さい径を持つ貫通穴が形成され、それぞれの貫通穴にそれぞれのイジェクトピン１９ａ，１９ｂが通されている第２のイジェクトピン戻し板２３が設置されている。第２のイジェクトピン戻し板２３と下金型１３との間には、第２のイジェクトピン戻し板２３を介して第２のイジェクトピン１９ｂを下金型１３とは反対方向に付勢する複数個の第２のバネ２５が設置されている。
【００１２】
第２のイジェクトピン１９ｂの下金型１３とは反対側には、第２のイジェクトピン１９ｂをキャビティ内に押し出すために、第１のイジェクトピン用貫通穴１７ａに対応した位置に、第１のイジェクトピン１９ａの直径よりも大きくつば部２１ａの寸法より小さい径を持つ貫通穴が形成され、第１のイジェクトピン１９ａがその貫通穴に通されている第２のイジェクトピン押出し板２７が設置されている。
【００１３】
第２のイジェクトピン押出し板２７と第１のイジェクトピン１９ａのつば部２１ａとの間には、第１のイジェクトピン戻し板２９が設置されており、第１のイジェクトピン戻し板２９には第１のイジェクトピン用貫通穴１７ａに対応した位置に、第１のイジェクトピン１９ａの棒部の直径よりも大きくつば部２１ａの寸法より小さい径を持つ貫通穴が形成され、第１のイジェクトピン１９ａがその貫通穴に通されている。第１のイジェクトピン戻し板２９と第２のイジェクトピン押出し板２７との間には、第１のイジェクトピン戻し板２９を介して第１のイジェクトピン１９ａを下金型１３とは反対方向に付勢する複数個の第１のバネ３１が設置されている。
第１のイジェクトピン１９ａの下金型１３とは反対側には、イジェクトピン１９ａ，１９ｂをキャビティ内に押し出すために、イジェクトピン押出し板３３が設置されている。
【００１４】
イジェクトピン押出し板３３をキャビティ方向に押すために、図には示されていないが、油圧シリンダなどの駆動機構が設けられている。イジェクトピン押出し板３３がガイド部材３４に案内されてキャビティ底面に対して垂直方向に移動可能に支持されていることにより、第１のイジェクトピン１９ａ、第２のイジェクトピン１９ｂ、第２のイジェクトピン戻し板２３、第２のイジェクトピン押出し板２７、第１のイジェクトピン戻し板２９、及びイジェクトピン押出し板３３は、それぞれ、キャビティ底面に対し垂直方向に自在に可動する。
第２のイジェクトピン戻し板２３により押される第２のバネ２５のバネ力の合計は、第１のイジェクトピン戻し板２９により押される第１のバネ３１のバネ力の合計よりも小さい。
【００１５】
次に、動作について説明する。ここでは下金型からＩＣパッケージを引き剥がす場合を例に説明するが、上金型の場合も同様である。
キャビティにモールド樹脂を充填してＩＣパッケージを成形した後に、下金型１３からＩＣパッケージを引き剥がすためにモールド装置の駆動機構（図示略）を駆動させてイジェクトピン押出し板３３を凹部１５の方向へ移動させる。第２のバネ２５のバネ力の合計は、第１のバネ３１のバネ力の合計よりも小さいので、バネ２５が縮み、イジェクトピン押出し板３３が移動した分だけ第１のイジェクトピン１９ａ、第２のイジェクトピン１９ｂ、第２のイジェクトピン戻し板２３、第２のイジェクトピン押出し板２７、第１のイジェクトピン戻し板２９及び第１のバネ３１はキャビティ方向に移動する。その結果、第１のイジェクトピン１９ａ及び第２のイジェクトピン１９ｂがイジェクトピン押出し板３３が移動した分だけキャビティ内に突出し、ＩＣパッケージを押し上げる。このとき、第１のイジェクトピン１９ａ及び第２のイジェクトピン１９ｂとＩＣパッケージが接する部分の面積が大きいのでＩＣパッケージに反りが発生することを抑えることができる。
【００１６】
さらにイジェクトピン押出し板３３をキャビティ方向へ移動させ、距離ａだけ移動させると、第２のイジェクトピン戻し板２３と下金型１３が接触する。さらに、イジェクトピン押出し板３３をキャビティ方向へ移動させると、第１のバネ３１が縮み始めて距離ｂが小さくなり、第２のイジェクトピン１９ｂ、第２のイジェクトピン戻し板２３、第２のイジェクトピン押出し板２７は最初の位置から距離ａだけ移動した位置で固定され、第１のイジェクトピン戻し板２９及び第１のイジェクトピン１９ａはさらにキャビティ方向に移動する。その結果、第１のイジェクトピン１９ａのみが、さらにキャビティ内に突出してＩＣパッケージをさらに押し上げ、ＩＣパッケージと第２のイジェクトピンは引き剥がされる。
【００１７】
その後、吸引パッドなどを用いてＩＣパッケージを固定し、イジェクトピン押出し板３３をキャビティ方向へ押し出す付勢力を解除すると、第１のバネ３１の復元力により第１のイジェクトピン戻し板２９及び第１のイジェクトピン１９ａはイジェクトピン押出し板３３の方向へ移動する。その結果、第１のイジェクトピン１９ａとＩＣパッケージは引き剥がされる。このとき、第１のイジェクトピン１９ａとＩＣパッケージが接する部分の面積は小さいので、ＩＣパッケージの反りや半導体チップのクラックの発生を抑えることができる。
【００１８】
第１の３１バネ及び第２のバネ２５の復元力によって、第１のイジェクトピン１９ａ、第２のイジェクトピン１９ｂ、第２のイジェクトピン戻し板２３、第２のイジェクトピン押出し板２７、第１のイジェクトピン戻し板２９が最初の位置に戻る。
【００１９】
このようにして金型からＩＣパッケージを引き剥がすことにより、ＩＣパッケージに反りを発生させることを抑え、半導体チップの破断やクラックの発生を抑えることができる。
また、本発明によるモールド装置では、イジェクトピンをキャビティ内に２段階の押出し動作で突出させているが、モールド装置の押出し機構を２段階にすることなく２段階の押出し動作を実現しているので、従来のモールド装置の金型のみを改造するだけでよい。その結果、モールド装置の改造コストを抑えることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によるモールド装置は、第１のイジェクトピンと第２のイジェクトピンを備え、キャビティ内に樹脂を充填して樹脂が硬化した後、樹脂により成形されたＩＣパッケージを複数本の第１のイジェクトピン及び第２のイジェクトピンの両方により押し上げてＩＣパッケージを上金型及び下金型から型離れさせ、その後、第１のイジェクトピンのみでＩＣパッケージをさらに押し上げてＩＣパッケージから第２のイジェクトピンを引き剥がすので、ＩＣパッケージに反りを発生させることを抑え、半導体チップの破断やクラックの発生を抑えることができる。
また、本発明によるモールド装置は、モールド装置の押出し機構を２段階にすることなく２段階の押出し動作を実現しているので、従来のモールド装置の金型のみを改造するだけでよく、モールド装置の改造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のモールド装置の金型及びイジェクトピン押出し機構の構造を表す断面図であり、（Ａ）は下金型及び下イジェクトピン押出し機構の断面図、（Ｂ）は上金型及び下金型により形成されるキャビティを表す断面図である。
【図２】一実施例のモールド装置の下金型及びイジェクトピン押出し機構の構造を表す断面図である。
【符号の説明】
１３    下金型
１５    凹部
１７ａ    第１のイジェクトピン用貫通穴
１７ｂ    第２のイジェクトピン用貫通穴
１９ａ    第１のイジェクトピン
１９ｂ    第２のイジェクトピン
２１ａ，２１ｂ    つば部
２３    第２のイジェクトピン戻し板
２５    第２のバネ
２７    第２のイジェクトピン押出し板
２９    第１のイジェクトピン戻し板
３１    第１のバネ
３３    イジェクトピン押出し板
【図１】
0003703280.tif 000002
【図２】
0003703280.tif 000003