(57)【要約】【課題】多品種の半導体パッケージを容易に製造することにある。【解決手段】半導体装置の製造装置は、半導体チップ４０を封止する上型１４及び下型１６からなる成形型１２を有するモールド装置１０を含み、上型１４及び下型１６には、互いに対向する表面に、それぞれ着脱可能なプレート２０，３０が設けられ、それぞれのプレート２０，３０は貫通穴２２，３２を有し、上型１４又は下型１６の表面と、貫通穴２２，３２の内面とによって、キャビティ５４の凹部が形成されてなる。【選択図】        図３
2004207290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを封止する上型及び下型からなる成形型を有するモールド装置を含み、
前記上型及び下型には、互いに対向する表面に、それぞれ着脱可能なプレートが設けられ、
前記それぞれのプレートは貫通穴を有し、
前記上型又は下型の表面と、前記貫通穴の内面とによって、キャビティの凹部が形成されてなる半導体装置の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造装置において、
前記それぞれのプレートには、封止材の通路となる凹部が形成されてなる半導体装置の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造装置において、
前記上型及び下型の少なくともいずれか一方には、表面に開口する穴が形成され、前記穴内に、前記キャビティに出し入れ自在なピンが挿通されてなる半導体装置の製造装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置の製造装置において、
前記上型及び下型の少なくともいずれか一方には、封止材を供給するための供給口が形成されてなる半導体装置の製造装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造装置において、
前記それぞれのプレートは、ネジによって前記上型又は下型に着脱可能になっている半導体装置の製造装置。
【請求項６】
半導体チップを上型及び下型によって封止するモールド工程を含み、
前記上型及び下型には、互いに対向する表面に、それぞれ着脱可能なプレートが設けられ、
前記それぞれのプレートは貫通穴を有し、
前記上型又は下型の表面と、前記貫通穴の内面とによって、キャビティの凹部が形成され、
前記上型及び下型を閉じて、前記キャビティ内に前記半導体チップを配置し、前記キャビティに封止材を注入することによって、前記半導体チップを封止する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
半導体チップの封止工程を、上金型及び下金型からなる成形金型を使用して行うトランスファモールドが知られている。成形金型には、キャビティとなる凹部を有するキャビティブロックが設けられているが、従来、キャビティブロックは成形金型に固定されており、それのみで交換できるものは少なかった。そのため、品種の異なるパッケージを生産するときには、成形金型の全体を作成又は交換する必要があった。あるいは、キャビティブロックを交換できる場合であっても、キャビティブロックに、キャビティ及びランナなどの各種凹部やエジェクタピンなどが形成されているため、成形金型の全体を作成又は交換することと手間が変わらなかった。
【０００３】
本発明の目的は、多品種の半導体パッケージを容易に製造することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る半導体装置の製造装置は、半導体チップを封止する上型及び下型からなる成形型を有するモールド装置を含み、
前記上型及び下型には、互いに対向する表面に、それぞれ着脱可能なプレートが設けられ、
前記それぞれのプレートは貫通穴を有し、
前記上型又は下型の表面と、前記貫通穴の内面とによって、キャビティの凹部が形成されてなる。本発明によれば、上型及び下型には、それぞれ着脱可能なプレートが設けられ、プレートの一部がキャビティの凹部を構成している。これによって、品種の異なるパッケージを製造する場合でも、プレートを交換することで対応できるので取り扱いに優れる。また、プレートに貫通穴を形成することでキャビティを形成できるので、作成が簡単かつ短時間に行える。したがって、多品種の半導体パッケージを容易に製造することができる。
（２）この半導体装置の製造装置において、
前記それぞれのプレートには、封止材の通路となる凹部が形成されてもよい。
（３）この半導体装置の製造装置において、
前記上型及び下型の少なくともいずれか一方には、表面に開口する穴が形成され、前記穴内に、前記キャビティに出し入れ自在なピンが挿通されてもよい。これによれば、ピン及びピンの穴は上型及び下型の少なくとも一方に設けるので、プレートの構成を簡単にすることができる。
（４）この半導体装置の製造装置において、
前記上型及び下型の少なくともいずれか一方には、封止材を供給するための供給口が形成されてもよい。
（５）この半導体装置の製造装置において、
前記それぞれのプレートは、ネジによって前記上型又は下型に着脱可能になっていてもよい。これによれば、プレートの取り外しが容易になる。
（６）本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップを上型及び下型によって封止するモールド工程を含み、
前記上型及び下型には、互いに対向する表面に、それぞれ着脱可能なプレートが設けられ、
前記それぞれのプレートは貫通穴を有し、
前記上型又は下型の表面と、前記貫通穴の内面とによって、キャビティの凹部が形成され、
前記上型及び下型を閉じて、前記キャビティ内に前記半導体チップを配置し、前記キャビティに封止材を注入することによって、前記半導体チップを封止する。本発明によれば、上型及び下型には、それぞれ着脱可能なプレートが設けられ、プレートの一部がキャビティの凹部を構成している。これによって、品種の異なるパッケージを製造する場合でも、プレートを交換することで対応できるので取り扱いに優れる。また、プレートに貫通穴を形成することでキャビティを形成できるので、作成が簡単かつ短時間に行える。したがって、多品種の半導体パッケージを容易に製造することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本実施の形態に係る半導体装置の製造装置を説明する図である。図３〜図６は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び製造装置を説明する図であり、図１に示す２点鎖線部分を拡大した図である。
【０００６】
本実施の形態に係る半導体装置の製造装置は、モールド装置１０を含む。モールド装置１０は、半導体チップ４０を封止する。半導体チップ４０を樹脂封止してもよい。本実施の形態では、一例として、リードフレーム４２に搭載された半導体チップ４０をモールド成形する（図３参照）。変形例として、基板に搭載された半導体チップ４０をモールド成形してもよい。
【０００７】
モールド装置１０は、トランスファモールドに使用される。モールド装置１０は、半導体チップ４０を封止するための成形型１２を含む。モールド装置１０は、リードフレーム４２の供給から封止後の半導体装置の収納までのいずれかの工程を行うための装置をさらに含んでもよい。例えば、モールド装置１０は、封止材を予備加熱するプリヒート装置（図示しない）や、成形型１２のクリーニング装置（図示しない）をさらに含んでもよい。
【０００８】
図１に示すように、成形型（例えば成形金型）１２は、上型（例えば上金型）１４及び下型（例えば下金型）１６から構成されている。上型１４及び下型１６の両方を閉じることで形成される空間（キャビティ）に、封止材を注入することで半導体チップ４０を封止する。成形型１２には、ヒータ１１が備えられてもよい。図１に示す例では、ヒータ１１は、上型１４及び下型１６のそれぞれに備えられている。成形型１２には、封止材を供給するための供給口（例えばポット）１７が形成されている。供給口１７は、上型１４及び下型１６（図１では下型１６）のいずれに形成してもよい。供給口１７内に封止材を配置して、加圧部品（例えばプランジャ）１８によって封止材を加圧することで、封止材を供給できるようになっている。
【０００９】
図１に示すように、上型１４及び下型１６には、互いに対向する表面に、それぞれ、プレート２０，３０が設けられている。詳しくは、上型１４における下型１６に対向する表面にプレート（第１のプレート）２０が設けられ、下型１６における上型１４に対向する表面にプレート（第２のプレート）３０が設けられている。プレート２０，３０は、上型１４又は下型１６から着脱可能（交換可能）になっている。例えば、プレート２０，３０は、図示しないネジによって、上型１４又は下型１６に着脱可能になっていてもよい。これによって、プレート２０，３０の取り外しが容易になる。その場合、プレート２０，３０は、ネジ固定のための穴（例えばプレートの端部に配置された穴３１）を有する。プレート２０，３０と成形型１２との固定は、その他の機械的手段によって達成してもよい。プレート２０，３０は、例えば、金属プレートであってもよいし、セラミックプレートであってもよいし、その材料は限定されない。
【００１０】
図２には、プレートの平面図が示されている。図２に示されるプレート３０は、下型１６用である。プレート３０は、少なくとも１つ（図２では複数）の貫通穴３２を有する。貫通穴３２の内部は、封止材のキャビティ５４（図４参照）の一部（下部）となる。詳しくは、下型１６の表面（上型１４に対向する表面）と、貫通穴３２の内面とによって、キャビティ５４の凹部（キャビティ５４の外形の一部）が形成されている。図３に示すように、貫通穴３２の外形は、半導体チップ４０の外形よりも大きく（例えば相似形状に大きく）形成されている。貫通穴３２の内面には、対向する型（下型１６のプレート３０の場合には上型１４）の方向に広がるテーパが付されてもよい。貫通穴３２の外形は、製造する半導体装置の封止部の外形に応じて決定すればよい。プレート３０をプレスして（打ち抜いて）形成すれば、凹部を形成するよりも簡単であるので、キャビティ５４の形成が簡単になる。
【００１１】
プレート３０には、封止材の通路となる凹部３４，３６が形成されている。凹部３４，３６は、溝になっており、封止材の流路の一部（下部）を構成する。そして、プレート３０には、封止材の供給口（例えばカル）３８が形成されている。プレート３０の供給口３８は、貫通穴であり、下型１６の供給口１７と連通している。プレート３０の１つの供給口３８に、複数の貫通穴（キャビティ５４を構成する貫通穴）３２が対応してもよい。プレート３０に１つの供給口３８が形成され、下型１６に１組の供給口１７及び加圧部品１８が形成されることで、シングルプランジャ型を構成してもよい。あるいは、プレート３０に複数の供給口３８が形成され、下型１６に複数組の供給口１７及び加圧部品１８が形成されることで、マルチプランジャ型を構成してもよい。図２に示す例では、プレート３０には、１つの供給口３８から凹部３６が複数の貫通穴３２の方向に分岐して延びてなり、凹部３４が凹部３６から延びていずれかの貫通穴３２に連続している。凹部３６の内部は、封止材のランナ５６（図４参照）の一部（下部）となり、凹部３４の内部は、封止材のゲートの一部（下部）となってもよい。
【００１２】
プレート３０には、キャビティ５４から空気又はガスを外部に送出すための図示しない凹部（溝）が形成されてもよい。複数の凹部（例えばエアベント）は、貫通穴３２に連通して形成される。
【００１３】
プレート３０は、プレス（例えば打ち抜き）又は研削などで機械的に加工してもよいし、エッチングなどで化学的に加工してもよい。あるいは、ワイヤ放電又はレーザビームなどで加工してもよい。いずれにしても、プレートに貫通穴３２及び凹部３４，３６を形成するので、上型１４又は下型１６に直接的に形成する場合に比べて、加工が簡単であり、短い納期で製造することができる。
【００１４】
上型１４用のプレート２０は、下型１６用のプレート３０と同様の構成であってもよい。詳しくは、プレート２０，３０は、互いに面対称となる構成を有してもよい。すなわち、プレート２０は、封止材のキャビティ５４の一部（上部）となる貫通穴２２、封止材の通路となる凹部、封止材の供給口１７に連通する貫通穴２８などが形成されてもよい。プレート２０，３０が対称構造になっていれば、それらを一括して製造することができるので、製造工程が簡単になる。あるいは、プレート２０，３０は、互いに異なる構造を有してもよい。例えば、プレート２０には、下型１６における封止材の供給口１７に連通するに凹部が形成されてもよい。なお、プレート２０，３０の構成は、半導体装置の品種（例えば封止部の外形の大きさ）ごとに決定される。
【００１５】
図３に示すように、下型１６には、表面（上型１４に対向する面）に開口する穴５０が形成され、穴５０内にキャビティに出し入れ自在なピン（例えばエジェクタピン）５２が挿通されている。プレート３０の貫通穴３２内に、穴５０及びピン５２が露出している。そして、ピン５２は、貫通穴３２内に出し入れ自在になっている。図３に示すように、１つの貫通穴３２に１つのピン５２が配置されてもよいし、あるいは、複数のピン５２が配置されてもよい。ピン５２によって、封止後の半導体チップ４０（詳しくは封止部６０）を、下型１６及びプレート３０から取り出すことができる。また、ピン５２及びその穴５０が下型１６に設けられているので、プレート３０の構成を簡単にすることができる。すなわち、プレート３０にピン５２及びその穴５０を設けずに済む。なお、変形例として、穴５０及びピン５２は、上型１４に形成されてもよいし、上型１４及び下型１６の両方に形成されてもよい。
【００１６】
本実施の形態に係る半導体装置の製造装置は、上述のように構成されており、以下にこの製造装置を使用した半導体装置の製造方法について説明する。
【００１７】
図３に示すように、プレート２０付きの上型１４と、プレート３０付きの下型１６との間に、半導体チップ４０を配置する。図３に示す例では、半導体チップ４０は、リードフレーム４２に搭載されている。半導体チップ４０は、集積回路を内蔵したチップであり、電極４１を有する（図７参照）。
【００１８】
リードフレーム４２は、長方形の外枠を有し、外枠の形状がリードフレーム４２の形状になる。リードフレーム４２がダイパッド４４（図７参照）を有する場合、ダイパッド４４上に半導体チップ４０が搭載される。ダイパッド４４は、吊りピンによって外枠に支持され、１つのリードフレーム４２に、複数のダイパッド４４が支持されてもよい。リードフレーム４２は、各ダイパッド４４に向けて延びる複数のリード４６を有し、半導体チップ４０は、ワイヤ４８によってリード４６に電気的に接続されている（図７参照）。
【００１９】
図３に示すように、半導体チップ４０がプレート２０，３０の貫通穴２２，３２内に配置されるように、リードフレーム４２をセットする。リードフレーム４２をセットする前に、上型１４及び下型１６をヒータ１１によって加熱しておくことが好ましい。そして、図４に示すように、両方の型（上型１４及び下型１６）を閉じて、キャビティ５４内に半導体チップ４０を配置する。そして、下型１６に設けられた供給口１７から封止材（例えば樹脂）を供給する。詳しくは、図５に示すように、樹脂タブレットを下型１６の供給口１７から投入し、加圧部品１８によって、樹脂を、ランナ５６を通過して各キャビティ５４に注入する。そして、キャビティ５４に樹脂が充填された状態で数分間保持し、樹脂を硬化させる。その後、図６に示すように、下型１６のピン５２を上昇させて、リードフレーム４２に設けられた封止部６０を取り出す。封止部６０は、キャビティ５４の形状と同一形状に形成される。すなわち、封止部６０の形状は、プレート２０，３０の貫通穴２２，３２の形状に対応して決定される。
【００２０】
その後、必要に応じて、トリミング工程、フォーミング工程、マーキング工程などの所定の工程を経て、図７に示される半導体装置を製造することができる。そして、他の品種（例えば封止部の外形の大きさが異なる半導体装置）を製造する場合には、成形型１２（詳しくは上型１４及び下型１６）は同じものを使用して、プレート２０，３０のみを交換し、再度、同一工程を繰り返せばよい。
【００２１】
本実施の形態によれば、上型１４及び下型１６には、それぞれ着脱可能なプレート２０，３０が設けられ、プレート２０，３０の一部がキャビティ５４の凹部を構成している。これによって、品種の異なるパッケージを製造する場合でも、プレート２０，３０を交換することで対応できるので取り扱いに優れる。また、プレート２０，３０に貫通穴２２，３２を形成することでキャビティ５４を形成できるので、作成が簡単かつ短時間に行える。したがって、多品種の半導体パッケージを容易に製造することができる。
【００２２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び製造装置を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び製造装置を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び製造装置を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び製造装置を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  モールド装置、  １２  成形型、  １４  上型、  １６  下型、  １７  供給口、  ２０  プレート、  ２２  貫通穴、  ３０  プレート、  ３２  貫通穴、  ３４  凹部、  ３６  凹部、  ４０  半導体チップ、  ４２  リードフレーム、  ５０  穴、  ５２  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004207290.tif 000007
【図６】
2004207290.tif 000008
【図７】
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