(57)【要約】【課題】キャビティ内の空気の残存を減少させることでボイドの発生を抑制し、高品質な樹脂封止製品を得ることができる樹脂封止金型を提供する。【解決手段】第１のゲート８を介して連続的に形成された複数のキャビティ５，７と、最終段のキャビティ５ｄ，７ｄと第２のゲート１３を介して連続的に形成されたダミーキャビティ１０，１１とが設けられた樹脂封止金型１において、第２のゲートの断面積を第１のゲートの断面積よりも小さく形成する。【選択図】図１
2008117998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のゲートを介して連続的に形成された複数のキャビティと、
最終段の前記キャビティと第２のゲートを介して連続的に形成されたダミーキャビティと、
該ダミーキャビティより外部に通じるエアベントが設けられた樹脂封止金型において、
前記第２のゲートの断面積は、前記第１のゲートの断面積よりも小さく形成された
ことを特徴とする樹脂封止金型。
【請求項２】
前記第２のゲートの高さは、前記第１のゲートの高さよりも低く形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止金型。
【請求項３】
前記第２のゲートの高さは、前記エアベントの高さと略同一に形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止金型。
【請求項４】
第１のゲートを介して連続的に形成された複数のキャビティと、最終段の前記キャビティと第２のゲートを介して連続的に形成されたダミーキャビティと、該ダミーキャビティより外部に通じるエアベントが設けられた樹脂封止金型内にリードフレームを配置する工程と、
リードフレームを配置した前記樹脂封止金型に封止樹脂を注入する工程とを備える半導体パッケージの製造方法において、
前記第２のゲートの断面積が前記第１のゲートの断面積よりも小さな状態で前記封止樹脂を前記樹脂封止金型に注入する
ことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記第２のゲートの高さが前記第１のゲートの高さよりも低い状態で前記封止樹脂を前記樹脂封止金型に注入する
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂封止金型及び半導体パッケージの製造方法に関する。詳しくは、半導体パッケージ部品の製造における封止工程で用いられる樹脂封止金型及び半導体パッケージの製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体パッケージ部品は、リードフレーム上に搭載された半導体チップを、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を用いて封止することで製品化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、半導体パッケージ部品の製造にはモールド装置と称される樹脂封止装置が用いられており、上下一対の成形用金型（樹脂封止金型）の間にリードフレームを位置決め配置した後に、これら一対の金型を型締めして内部に形成されるキャビティに溶融樹脂を注入することでリードフレーム上の半導体チップを封止している。
【０００４】
以下、従来の樹脂封止金型について図面を用いて説明を行なう。
図４は従来の樹脂封止金型を説明するための模式図であり、ここで示す樹脂封止金型１０１は上型１０２と下型１０３とから成り、図中符合ａで示す上型の合わせ面側には、複数のカル１０４が１列に形成されると共に（図４では図示の都合上２つのカルを図示）、カルの両側には４つの上側キャビティ１０５（１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ）及び上型ダミーキャビティ１１０が形成されている（図４では図示の都合上カルの片側のみに上側キャビティ及び上側ダミーキャビティを図示）。また、図中符合ｂで示す下型の合わせ面側には、各カルに対応する位置にポット１０６が形成され、各上型キャビティに対応する位置に下型キャビティ１０７（１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ）が形成され、上型ダミーキャビティに対応する位置に下型ダミーキャビティ１１１が形成されている。
【０００５】
ここで、ポット、下型キャビティ及び下型ダミーキャビティはゲート１０８（１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ，１０８ｅ）を介して連続的に形成されている。具体的には、ポットはゲート（１）１０８ａを介して１段目の下型キャビティ１０７ａと連通しており、１段目の下型キャビティはゲート（２）１０８ｂを介して２段目の下型キャビティ１０７ｂと連通しており、２段目の下型キャビティはゲート（３）１０８ｃを介して３段目の下型キャビティ１０７ｃと連通しており、３段目の下型キャビティはゲート（４）１０８ｄを介して４段目の下型キャビティ１０７ｄと連通しており、４段目の下型キャビティはゲート（５）１０８ｅを介して下型ダミーキャビティと連通している。
【０００６】
また、下型ダミーキャビティには、上型と下型とを合わせた際に、カル、ポット、ゲート、上型キャビティ、下型キャビティ、上型ダミーキャビティ及び下型ダミーキャビティの内部に存在する空気を外部に逃がすためのエアベント１１２が設けられている。
【０００７】
上記の様に構成された従来の樹脂封止金型では、ポットにタブレット状の樹脂が投入されて上型が閉じられ型締めされた後、予熱された金型（上型及び下型）の熱を受けて樹脂が溶融する。そして、ポットの下方に位置するプランジャ（図示せず）により溶融した樹脂が押圧されてゲートを介して１段目のキャビティ、２段目のキャビティ、３段目のキャビティ、４段目のキャビティ、ダミーキャビティの順に注入されることとなる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６４３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来の樹脂封止金型では、全てのゲートが略同一の断面積となる様に構成されているために、ダミーキャビティに空気と共に多くの樹脂材料が流れ込んでしまい、キャビティ（１段目のキャビティ、２段目のキャビティ、３段目のキャビティ及び４段目のキャビティ）内に空気が残存しやすい。
【００１０】
即ち、半導体パッケージ部品（製品）のボイドの低減を目的としてダミーキャビティを設けているのであるが、４段目（最終段）のキャビティとダミーキャビティとを連通するゲートが他のゲート（１段目のキャビティと２段目のキャビティを連通するゲート、２段目のキャビティと３段目のキャビティを連通するゲート、３段目のキャビティと４段目のキャビティを連通するゲート）と略同一の断面積となる様に構成されているために、換言すると、４段目のキャビティとダミーキャビティとを連通するゲートが他のゲートと同様に樹脂材料が流れやすいために、４段目のキャビティからダミーキャビティへと向かう樹脂材料の流動性が良く、エアーと同時にダミーキャビティに多くの樹脂材料が流れ込むことによって、キャビティ内に空気が残存しやすくなるのである。
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、キャビティ内の空気の残存を減少させることでボイドの発生を抑制し、高品質な樹脂封止製品を得ることができる樹脂封止金型を提供することを目的とするものである。また、キャビティ内の空気の残存を減少させることでボイドの発生を抑制し、高品質な樹脂封止製品を得ることができる半導体パッケージの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る樹脂封止金型は、第１のゲートを介して連続的に形成された複数のキャビティと、最終段の前記キャビティと第２のゲートを介して連続的に形成されたダミーキャビティと、該ダミーキャビティより外部に通じるエアベントが設けられた樹脂封止金型において、前記第２のゲートの断面積は、前記第１のゲートの断面積よりも小さく形成されている。
【００１３】
ここで、第２のゲートの断面積が、第１のゲートの断面積よりも小さく形成されたことによって（例えば、第２のゲートの高さを第１のゲートの高さよりも低く形成することで第２のゲートの断面積が第１のゲートの断面積よりも小さく形成されたことによって）、即ち、最終段のキャビティとダミーキャビティとを連通する第２のゲートがキャビティ同士を連通する第１のゲートと比較して樹脂材料の流動性が悪いことによって、キャビティ内の圧力を高めることができる。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体パッケージの製造方法は、第１のゲートを介して連続的に形成された複数のキャビティと、最終段の前記キャビティと第２のゲートを介して連続的に形成されたダミーキャビティと、該ダミーキャビティより外部に通じるエアベントが設けられた樹脂封止金型内にリードフレームを配置する工程と、リードフレームを配置した前記樹脂封止金型に封止樹脂を注入する工程とを備える半導体パッケージの製造方法において、前記第２のゲートの断面積が前記第１のゲートの断面積よりも小さな状態で前記封止樹脂を前記樹脂封止金型に注入している。
【００１５】
ここで、第２のゲートの断面積が前記第１のゲートの断面積よりも小さな状態（例えば、第２のゲートの高さが第１のゲートの高さよりも低い状態）で封止樹脂を樹脂封止金型に注入することで、即ち、最終段のキャビティとダミーキャビティとを連通する第２のゲートがキャビティ同士を連通する第１のゲートと比較して樹脂材料の流動性が悪いことによって、キャビティ内の圧力を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明の樹脂封止金型及び半導体パッケージの製造方法では、キャビティ内の圧力を高めることができ、ダミーキャビティ側への空気の排出を効率的に行なうことが可能となり、キャビティ内の空気の残存を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した樹脂封止金型の一例を説明するための模式図であり、ここで示す樹脂封止金型１は、上記した従来の樹脂封止金型と同様に、上型２と下型３とから成り、図中符合ｃで示す上型の合わせ面側には、複数のカル４が１列に形成されると共に（図１では図示の都合上２つのカルを図示）、カルの両側には複数の上型キャビティ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）及び上型ダミーキャビティ１０が形成されている（図１では図示の都合上カルの片側のみに上側キャビティ及び上側ダミーキャビティを図示）。また、図中符合ｄで示す下型の合わせ面側には、各カルに対応する位置にポット６が形成され、各上型キャビティに対応する位置に下型キャビティ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が形成され、上型ダミーキャビティに対応する位置に下型ダミーキャビティ１１が形成されている。
【００１８】
ここで、ポット、下型キャビティは第１のゲート８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を介して連続的に形成されており、４段目の下型キャビティと下型ダミーキャビティは第２のゲート１３を介して連続的に形成されている。具体的には、ポットは第１のゲート（１）８ａを介して１段目の下型キャビティ７ａと連通しており、１段目の下型キャビティは第１のゲート（２）８ｂを介して２段目の下型キャビティ７ｂと連通しており、２段目の下型キャビティは第１のゲート（３）８ｃを介して３段目の下型キャビティ７ｃと連通しており、３段目の下型キャビティは第１のゲート（４）８ｄを介して４段目の下型キャビティ７ｄと連通しており、４段目の下型キャビティは第２のゲートを介してダミーキャビティと連通している。
【００１９】
また、下型ダミーキャビティには、上型と下型とを合わせた際に、カル、ポット、第１のゲート、第２のゲート、上型キャビティ、下型キャビティ、上型ダミーキャビティ及び下型ダミーキャビティの内部に存在する空気を外部に逃がすためのエアベント１２が設けられている。
【００２０】
具体的に本実施例の樹脂封止金型では、キャビティは図中符合Ａで示す幅（キャビティの幅）が３ｍｍ、図中符合Ｂで示す奥行き（キャビティの奥行き）が４ｍｍ、図中符合Ｃで示す高さ（キャビティの高さ）が１．１２５ｍｍとなる様に構成され、第１のゲートは図中符合Ｄで示す幅（第１のゲートの幅）が１．３ｍｍであり、図中符合Ｅで示す高さ（第１のゲートの高さ）が０．４ｍｍとなる様に構成され、第２のゲートは図中符合Ｆで示す幅（第２のゲートの幅）が２．５ｍｍであり、図中符合Ｇで示す高さ（第２のゲートの高さ）が０．０１５ｍｍとなる様に構成されている。また、エアベントは図中符合Ｈで示す幅（エアベントの幅）が２．５ｍｍであり、図中符合Ｉで示す高さ（エアベントの高さ）が０．０１５ｍｍとなる様に構成されている。
【００２１】
図２は本発明を適用した樹脂封止金型の他の一例を説明するための模式図であり、ここで示す樹脂封止金型１は、上記した本発明を適用した樹脂封止金型の一例と同様に、上型２と下型３とから成り、図中符合ｃで示す上型の合わせ面側には、複数のカル４が一列に形成されると共に（図２では図示の都合上２つのカルを図示）、カルの両側には複数の上型キャビティ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）及び上型ダミーキャビティ１０が形成されている（図２では図示の都合上カルの片側のみに上側キャビティ及び上側ダミーキャビティを図示）。また、図中符合ｄで示す下型の合わせ面側には、各カルに対応する位置にポット６が形成され、各上型キャビティに対応する位置に下型キャビティ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が形成され、上型ダミーキャビティに対応する位置に下型ダミーキャビティ１１が形成されている。
【００２２】
ここで、カル、上型キャビティは第１のゲート８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を介して連続的に形成されており、４段目の上型キャビティと上型ダミーキャビティは第２のゲート１３を介して連続的に形成されている。具体的には、カルは第１のゲート（１）８ａを介して１段目の上型キャビティ５ａと連通しており、１段目の上型キャビティは第１のゲート（２）８ｂを介して２段目の上型キャビティ５ｂと連通しており、２段目の上型キャビティは第１のゲート（３）８ｃを介して３段目の上型キャビティ５ｃと連通しており、３段目の上型キャビティは第１のゲート（４）８ｄを介して４段目の上型キャビティ５ｄと連通しており、４段目の上型キャビティは第２のゲートを介してダミーキャビティと連通している。
【００２３】
また、上型ダミーキャビティには、上型と下型とを合わせた際に、カル、ポット、第１のゲート、第２のゲート、上型キャビティ、下型キャビティ、上型ダミーキャビティ及び下型ダミーキャビティの内部に存在する空気を外部に逃がすためのエアベント１２が設けられている。
【００２４】
具体的に本実施例の樹脂封止金型では、キャビティは図中符合Ｊで示す幅（キャビティの幅）が３ｍｍ、図中符合Ｋで示す奥行き（キャビティの奥行き）が４ｍｍ、図中符合Ｌで示す高さ（キャビティの高さ）が１．１２５ｍｍとなる様に構成され、第１のゲートは図中符合Ｍで示す幅（第１のゲートの幅）が１．３ｍｍであり、図中符合Ｎで示す高さ（第１のゲートの高さ）が０．４ｍｍとなる様に構成され、第２のゲートは図中符合Ｏで示す幅（第２のゲートの幅）が２．５ｍｍであり、図中符合Ｐで示す高さ（第２のゲートの高さ）が０．０１５ｍｍとなる様に構成されている。また、エアベントは図中符合Ｑで示す幅（エアベントの幅）が２．５ｍｍであり、図中符合Ｒで示す高さ（エアベントの高さ）が０．０１５ｍｍとなる様に構成されている。
【００２５】
上記した本発明を適用した樹脂封止金型の一例及び他の一例では、第２のゲートの断面積（２．５ｍｍ×０．０１５ｍｍ）が、第１のゲートの断面積（１．３ｍｍ×０．４ｍｍ）よりも小さく構成され、第２のゲートが第１のゲートと比較して樹脂材料の流動性が悪いことによって、上型キャビティと下型キャビティにより形成されるキャビティ内の圧力を高めることができる。そして、キャビティ内の圧力が高められると、粘度のある樹脂材料よりも空気の方が流れやすいために、上型ダミーキャビティと下型ダミーキャビティにより形成されるダミーキャビティ側に空気の排出を効率的に行なうことができ、その結果としてキャビティ内の空気の残存を低減することができ、高品質の半導体パッケージ部品を製造することができる。
【００２６】
また、エアベントと第２のゲートの高さが同一となる様に構成されているために、エアベントと第２のゲートを同一工程（例えば、同一の研摩工程）により形成することが容易となる。即ち、エアベントと第２のゲートの高さが異なる場合には、（１）第１のゲートを形成する工程、（２）第２のゲートを形成する工程、（３）エアベントを形成する工程の３工程が必要になると考えられるが、エアベントと第２のゲートの高さが同一となる様に構成することによって、エアベントと第２のゲートとを同一工程で形成することができ、（１）第１のゲートを形成する工程、（２）エアベント及び第２のゲートを形成する工程の２工程で済むこととなる。
【００２７】
以下、上記した本発明を適用した樹脂封止金型の一例を使用した半導体パッケージの製造方法について説明を行なう。即ち、本発明を適用した半導体パッケージの製造方法の一例について説明を行なう。
図３（ａ）は本発明を適用した半導体パッケージの製造方法に使用するリードフレームを説明するための模式図であり、ここで示すリードフレーム２１は、Ｃｕ（銅）からなるリードフレーム基材（厚さ約２００μｍ）２２の全面を被覆したＮｉ（ニッケル）層（厚さ約２μｍ）２３を下地層として、Ｐｄ（パラジウム）層（厚さ約０．１５μｍ）２４が全面に形成され、その上からＡｕ（金）の蒸着層（厚さ約０．０１μｍ）２５を形成してなるものである。
【００２８】
本発明を適用した半導体パッケージの製造方法では、上記の様に構成されたリードフレームのダイパッド部２１ａに半導体チップ２６を搭載した状態で同リードフレームを下型３に位置決め配置し、下型に対して上型２を型締めした後（図３（ｂ）参照。）、エポキシ樹脂系の封止用溶融樹脂２７をキャビティ内へ注入することで、半導体チップ２６を封止する。即ち、上記した本発明を適用した樹脂封止金型の一例では、第１のゲートの幅が１．３ｍｍ、第１のゲートの高さが０．４ｍｍ、第２のゲートの幅が２．５ｍｍ、第２のゲートの高さが０．０１５ｍｍとなる様に構成され、第２のゲートの断面積が第１のゲートの断面積よりも小さな状態でエポキシ樹脂系の封止用溶融樹脂をキャビティ内へ注入することで半導体チップ２６の封止を行なう。
【００２９】
上記した本発明を適用した半導体パッケージの製造方法の一例では、第２のゲートの断面積が第１のゲートの断面積よりも小さな状態、即ち、第２のゲートが第１のゲートと比較して樹脂材料の流動性が悪い状態で封止用溶融樹脂をキャビティ内に注入しており、上型キャビティと下型キャビティにより形成されるキャビティ内の圧力を高めることができ、上型ダミーキャビティと下型ダミーキャビティにより形成されるダミーキャビティ側に空気の排出を効率的に行なうことができ、キャビティ内の空気の残存を低減することができ、高品質の半導体パッケージ部品を製造することができる。
【００３０】
なお、金型の型締圧力が２９４ＫＮ（３０ｔｏｎ）、樹脂（半導体製造用透明樹脂、熱硬化性透明樹脂、熱硬化性樹脂等）の射出圧力が１２．７４ＭＰａ（１３０ｋｇｆ／ｃｍ２）、樹脂の射出時間が２５ｓｅｃ、温度が１５５℃の条件で、（１）従来の樹脂封止金型（図３参照）と（２）本発明を適用した樹脂封止金型の一例（図１参照）を用いて３ｍｍ×４ｍｍ×１．１２５ｍｍ（幅×奥行×高さ）の半導体パッケージ部品を樹脂封止した場合におけるボイドの発生率を示している。
【００３１】
【表１】
2008117998.tif 000003
【００３２】
上記した表１から、本発明を適用した樹脂封止金型では、従来の樹脂封止金型と比較するとボイドの発生率を低減できていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用した樹脂封止金型の一例を説明するための模式図である。
【図２】本発明を適用した樹脂封止金型の他の一例を説明するための模式図である。
【図３】本発明を適用した半導体パッケージの製造方法の一例を説明するための模式図である。
【図４】従来の樹脂封止金型を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    樹脂封止金型
２    上型
３    下型
４    カル
５    上型キャビティ
６    ポット
７    下型キャビティ
８    第１のゲート
１０    上型ダミーキャビティ
１１    下型ダミーキャビティ
１２    エアベント
１３    第２のゲート
２１    リードフレーム
２１ａ  ダイパッド部
２２    リードフレーム基材
２３    Ｎｉ層
２４    Ｐｄ層
２５    蒸着層
２６    半導体チップ
２７    封止用溶融樹脂
【図１】
2008117998.tif 000004
【図２】
2008117998.tif 000005
【図３】
2008117998.tif 000006
【図４】
2008117998.tif 000007