(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型にキャビティ凹部がマトリクス状に形成されたモールド金型のパーティング面をリリースフィルムにより覆い、前記キャビティ凹部に液状樹脂を供給し、半導体チップが前記キャビティ凹部と同配置でマトリクス状に搭載された被成形品を前記下型へ搬入し、該下型と上型とでクランプして圧縮成形する樹脂封止方法において、
前記モールド金型には、前記下型の隣接するキャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが形成されており、前記被成形品のリード部に前記リリースフィルムを押接させてクランプし、キャビティより溢れた前記液状樹脂及び該キャビティ内の残留エアーを金型中央部のキャビティより前記金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出して圧縮成形することを特徴する樹脂封止方法。
【請求項２】
前記キャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが交差する部位にはダミーキャビティが形成されており、キャビティより溢れた液状樹脂を収容して樹脂封止することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止方法。
【請求項３】
前記下型にマトリクス状に形成されたキャビティ凹部の底部を構成するキャビティブロックは可動に設けられており、モールド金型をクランプする際に、先ず金型中央側のキャビティブロックを金型周辺部側のキャビティブロックより先に押し上げて樹脂封止することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止方法。
【請求項４】
前記下型にマトリクス状に形成されたキャビティ凹部のうち金型中央部のキャビティ凹部に液状樹脂を溢れるように供給してモールド金型をクランプすることにより、液状樹脂を金型中央部のキャビティより前記金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出すように樹脂封止することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止方法。
【請求項５】
前記被成形品は半導体チップがマトリクス状にリードフレームに搭載されており、インナーリードの一部が前記上型のパーティング面を覆うリリースフィルムに押接されて露出して樹脂封止されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の樹脂封止方法。
【請求項６】
モールド金型のパーティング面がリリースフィルムにより覆われ、下型にマトリクス状に形成されたキャビティ凹部に液状樹脂が供給されると共に、半導体チップが前記キャビティ凹部と同配置のマトリクス状に搭載された被成形品が搬入されて前記下型と上型とで圧縮成形される樹脂封止装置において、
前記モールド金型には、前記下型の隣接するキャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが形成されており、前記被成形品のリード部にリリースフィルムを押接させてクランプし、キャビティより溢れた前記液状樹脂及び該キャビティ内の残留エアーを金型中央部のキャビティより前記金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出して圧縮成形することを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項７】
前記モールド金型のキャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが交差する部位には、溢れた液状樹脂を収容可能なダミーキャビティが形成されていることを特徴とする請求項６記載の樹脂封止装置。
【請求項８】
前記キャビティ凹部の底部を構成するキャビティブロックは、前記モールド金型がクランプした後、更に上動可能に設けられていることを特徴する請求項６記載の樹脂封止装置。
【請求項９】
金型中央部の前記キャビティブロックは金型周辺部の前記キャビティブロックより先に上動可能に設けられていることを特徴とする請求項８記載の樹脂封止装置。
【請求項１０】
前記被成形品は半導体チップがマトリクス状にリードフレームに搭載されており、インナーリードの一部が前記上型のパーティング面を覆うリリースフィルムに押接されて露出して樹脂封止されることを特徴とする請求項６、７、８又は９記載の樹脂封止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、マトリクス状にキャビティ凹部が形成された下型を有するモールド金型のうち少なくとも一方のパーティング面がリリースフィルムにより覆われ、各キャビティに液状樹脂が充填されて、半導体チップがマトリクス状に基板に搭載された被成形品が搬入されてモールド金型にクランプされて圧縮成形される樹脂封止方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体パッケージには様々な種類のものが開発され実用化されているが、表面実装型の半導体パッケージの中でＱＦＮ（Ｑｕａｄ・Ｆｌａｔ・Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）と呼ばれるパッケージが用いられている。これは、パッケージより延出するリードが無く実装占有面積が小さくしかも実装高さも抑えられることから用いられている。
【０００３】
このＱＦＮタイプのパッケージを製造する場合、半導体チップをマトリクス状に搭載したリードフレームのリードを露出して樹脂封止する必要がある。このためトランスファ成形法による樹脂封止装置においては、モールド金型の一方のパーティング面にリリースフィルムで覆って、露出させるリード部分を押接することによりリード露出面側に樹脂を回さずに樹脂封止できる。
また、金型キャビティをマトリクス状に形成されたモールド金型の金型面をリリースフィルムで覆っておき、該モールド金型にリードフレーム及び封止樹脂を搬入してクランプすることにより半導体チップを一括して樹脂封止したり、予めリードフレームに耐熱マスキングテープ（例えばポリイミドテープ）を貼り付けておき、該リードフレームを１のキャビティを有するモールド金型でクランプして半導体チップを一括して樹脂封止した後、樹脂封止部をダイサーにて個片に切断してパッケージを製造する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パッケージサイズが小型化しており、実装面積の小さいＱＦＮタイプの半導体パッケージが用いられるようになっている。このＱＦＮタイプのパッケージは、リードフレームにダイパッド部及びインナーリード部がマトリクス状に配置形成されており、各ダイパッド部に半導体チップが搭載されたものを樹脂封止装置に搬入してモールド金型にクランプされてトランスファ成形される。即ち、モールド金型のポットより各金型キャビティへ金型ゲートランナを介して封止樹脂を送り込んで樹脂封止するようになっている。一例として特開平５−３１５５１４号公報が提案されている。しかしながら、モールド金型には、金型ゲートランナがリードフレームを横切るように形成されるため、金型キャビティを狭ピッチでマトリクス状に形成するのには限界がある。
また、１の金型キャビティより隣合う次の金型キャビティへスルーランナを設けて複数金型キャビティを１連にて樹脂封止することも考えられる（例えば特開平４−３３３２７２号公報参照）。しかしながら、キャビティサイズにも依存するが、途中で封止樹脂の硬化が始まるため、２連〜４連程度が限界であり封止樹脂をマトリクス状に配置された金型キャビティ全体に行き渡らせて均一に樹脂封止することは困難である。
【０００５】
また、リードフレームを１のキャビティが形成されたモールド金型に搬入して一括して樹脂封止する場合、リリースフィルムの弾性力でリードをパッケージの内方に反らせ易くしかもリードフレームの中央部にはクランプ力が作用し難く、リリースフィルムとリード間に樹脂が入り込み易いので、成形品に樹脂フラッシュが発生する。この樹脂フラッシュを防止するため、予めリードフレームに耐熱マスキングテープを貼り付けておくのは該テープがリリースフィルムに比べて高価であり、しかもテープ貼り付け機などの付帯設備も必要となるため製造コストが高くなる。
また、１の金型キャビティにて一括して樹脂封止する場合、樹脂封止後のパッケージをダイサーにより個片に切断するのは時間がかかり生産性が低いという課題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、成形品に樹脂フラッシュを生ずることなく、しかも半導体パッケージを安価に効率良く大量生産可能な樹脂封止方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
即ち、樹脂封止方法においては、下型にキャビティ凹部がマトリクス状に形成されたモールド金型のパーティング面をリリースフィルムにより覆い、キャビティ凹部に液状樹脂を供給し、半導体チップがキャビティ凹部と同配置でマトリクス状に搭載された被成形品を下型へ搬入し、該下型と上型とでクランプして圧縮成形する樹脂封止方法において、モールド金型には、下型の隣接するキャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが形成されており、被成形品のリード部にリリースフィルムを押接させてクランプし、キャビティより溢れた液状樹脂及び該キャビティ内の残留エアーを金型中央部のキャビティより金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出して圧縮成形することを特徴する。
また、キャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが交差する部位にはダミーキャビティが形成されており、キャビティより溢れた液状樹脂を収容して樹脂封止することを特徴とする。
また、下型にマトリクス状に形成されたキャビティ凹部の底部を構成するキャビティブロックは可動に設けられており、モールド金型をクランプする際に、先ず金型中央側のキャビティブロックを金型周辺部側のキャビティブロックより先に押し上げて樹脂封止することを特徴とする。
また、下型にマトリクス状に形成されたキャビティ凹部のうち金型中央部のキャビティ凹部に液状樹脂を溢れるように供給してモールド金型をクランプすることにより、液状樹脂を金型中央部のキャビティより金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出すように樹脂封止することを特徴とする。
また、被成形品は半導体チップがマトリクス状にリードフレームに搭載されており、インナーリードの一部が上型のパーティング面を覆うリリースフィルムに押接されて露出して樹脂封止されることを特徴とする。
【０００８】
また、樹脂封止装置においては、モールド金型のパーティング面がリリースフィルムにより覆われ、下型にマトリクス状に形成されたキャビティ凹部に液状樹脂が供給されると共に、半導体チップがキャビティ凹部と同配置のマトリクス状に搭載された被成形品が搬入されて下型と上型とで圧縮成形される樹脂封止装置において、モールド金型には、下型の隣接するキャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが形成されており、被成形品のリード部にリリースフィルムを押接させてクランプし、キャビティより溢れた液状樹脂及び該キャビティ内の残留エアーを金型中央部のキャビティより金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出して圧縮成形することを特徴とする。
また、モールド金型のキャビティ凹部どうしを連絡する金型連通ランナが交差する部位には、溢れた液状樹脂を収容可能なダミーキャビティが形成されていることを特徴とする。
また、キャビティ凹部の底部を構成するキャビティブロックは、モールド金型がクランプした後、更に上動可能に設けられていることを特徴する。
また、金型中央部のキャビティブロックは金型周辺部のキャビティブロックより先に上動可能に設けられていることを特徴とする。
また、被成形品は半導体チップがマトリクス状にリードフレームに搭載されており、インナーリードの一部が上型のパーティング面を覆うリリースフィルムに押接されて露出して樹脂封止されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る樹脂封止方法及び樹脂封止装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。
本実施例は、被成形品として、リードフレームに半導体チップがマトリクス状に配置されたＱＦＮタイプの半導体パッケージを圧縮成形により製造する樹脂封止方法及び樹脂封止装置について説明する。
図１〜図５は樹脂封止プロセスを示す模式説明図、図６及び図７は下型のキャビティブロックの移動構成を示す説明図、図８（ａ）（ｂ）モールド金型に液状樹脂を充填する前後の状態を示す上視図、図９はリードフレームの平面図、図１０は樹脂封止後のパッケージを示す平面図、図１１は図１０のパッケージの裏面側を示す平面図、図１２は他例に係るモールド金型の平面図、図１３は他例に係るリードフレームの平面図である。
【００１０】
先ず、樹脂封止装置の概略構成について図１〜図８を参照して説明する。
図１において、１はモールド金型であり、上型２と下型３とを有する。下型３にはキャビティ凹部４がマトリクス状（本実施例では４行４列）に形成されており（図８（ａ）参照）、上型２及び下型３のパーティング面はリリースフィルム５により覆われている。
この下型３の各キャビティ凹部４には液状樹脂６が供給され（図８（ｂ）参照）、半導体チップ７がキャビティ凹部４と同配置のマトリクス状（本実施例では４行４列）搭載されたリードフレーム８が、半導体チップ７をキャビティ凹部４に向けて搬入され、下型３と上型２とでクランプされて圧縮成形される。
【００１１】
図８（ａ）において、下型３には、隣接するキャビティ凹部４どうしを連絡する金型連通ランナ９が形成されており、各金型連通ランナ９どうしが交差する部位にダミーキャビティ１０が形成されている。この金型連通ランナ９は、モールド金型１をクランプする際に、キャビティより溢れた液状樹脂６が金型中央部のキャビティより金型連通ランナ９を通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出される際の樹脂路及びキャビティに残留するエアーのエアーベントとして用いられる。各キャビティより溢れ出した液状樹脂６は金型連通ランナ９及びダミーキャビティ１０へ収容可能になっている。
【００１２】
図１において、下型３にはキャビティ凹部４がマトリクス状に形成されたキャビティプレート１１を有している。キャビティプレート１１には、キャビティ凹部４を形成する仕切りブロック１２及びキャビティブロック１３が設けられている。各キャビティ凹部４の底部を構成するキャビティブロック１３は上動可能に設けられている。即ち、図６及び図７に示すように、各キャビティブロック１３はベース部１４に一体に支持されており、該ベース部１４は駆動源であるサーボモータ１５などに回転駆動されるボールネジ１６に連繋して上下動するようになっている。尚、駆動源は電動モータに限らずシリンダ等の他の手段を用いてもよい。また、各キャビティブロック１３は個々に上下動可能に支持されていても良い。
【００１３】
また、図６に示すように、中央側のキャビティブロック１３はベース部１４に対してコイルスプリング１７により上方に付勢されている。これにより、モールド金型１をクランプする際に、先ず金型中央部のキャビティブロック１３を金型周辺部のキャビティブロック１３より先に押し上げて金型中央部から金型周辺部へ向かう樹脂の流れを形成するためである。また、図７に示すように、モールド金型１をクランプした後、キャビティブロック１３のみをさらに上動させて、キャビティ凹部４に充填された液状樹脂６を金型中央部より金型周辺部へ押し出して圧縮成形される。尚、このコイルスプリング１７は省略することも可能である。この場合には、下型３の金型中央部に液状樹脂６を予め多く供給しておいて金型周辺部に向かって溢れ出させるようにするのが好ましい。
【００１４】
上型２のパーティング面に吸着保持されたリリースフィルム５は、モールド金型１をクランプした際にリードフレーム８の裏面側を覆い、リード部（インナーリード）８ａに押接して露出させて樹脂封止する（図９参照）。また、下型３のキャビティ凹部４を含むパーティング面にもリリースフィルム５が吸着保持されている。下型側のリリースフィルム５は、キャビティ形状が角形状である場合には仕切りブロック１２とキャビティブロック１３間の隙間を塞ぐため必要があるが、キャビティ形状が丸形状の場合にはリリースフィルム５を省略することも可能である。リリースフィルム５は、上型２及び下型３のパーティング面に各々連絡するエアー吸引路２ａ、３ａより真空吸引されて吸着されている。図９において、リードフレーム５は、半導体チップ７が搭載されるダイパッド部８ｂの周囲をインナーリード部８ａにより囲まれたものがマトリクス状に形成されている。リリースフィルム５は、モールド金型１の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するフィルム材、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられる。リリースフィルム５は、上型２のパーティング面に形成された図示しない吸着穴よりエアーを吸引することで、吸着保持される。リリースフィルム５は、リール間に巻回された長尺状のものをリリースフィルム供給機構（図示せず）により連続してモールド金型１へ供給するようになっていても、或いは予め短冊状に切断されたものを用いても良い。
【００１５】
また、樹脂封止装置には、例えば下型３を電動モータによりトグル機構などを用いて上下動させてモールド金型１を開閉する公知の型開閉機構が装備されている。また、液状樹脂６は公知のディスペンサを用いて型開きしたモールド金型１へ進入して各キャビティ凹部４に供給するか、或いは下型３の金型中央部へ所定量供給するものとする。
【００１６】
次に、樹脂封止プロセスについて図１〜図５を参照して説明する。型開きしたモールド金型１の上型２及び下型３のパーティング面にリリースフィルム５を各々吸着保持させておく。次に、図２に示すように、図示しないディスペンサにより、下型３のキャビティ凹部４に液状樹脂６を充填する。次に、図３に示すように、半導体チップ７が搭載され、該チップの電極部とインナーリード部８ａとがワイヤボンディングされたリードフレーム８を、チップ面を下向きにしてモールド金型１の下型３にセットする。このとき、半導体チップ７はキャビティ凹部４に供給された液状樹脂６に浸漬される。
【００１７】
次に、図４に示すように、図示しない型開閉機構を作動させて下型３を上動させてモールド金型１をクランプする。このとき、図６に示すように、下型３の中央部のキャビティブロック１３はベース部１４より上方に付勢されているので、キャビティ内の余剰の液状樹脂６や残留エアーは金型中央部のキャビティより金型周辺部のキャビティに向かって押し出される。
次いで、図５に示すように、サーボモータ１５を作動させてキャビティブロック１３を所定量上動させ（図７参照）、金型中央部のキャビティより溢れ出した液状樹脂６やキャビティ内の残留エアーは金型連通ランナ９を介して金型周辺部のキャビティへ押し出される。そして、余剰樹脂は金型連通ランナ９及びダミーキャビティ１０に収容され、残留エアーは金型周辺部のダミーキャビティ１０より外部へ排気して、圧縮成形が行われる。
【００１８】
圧縮成形後、モールド金型１を型開きしてリードフレーム８がリリースフィルム５より分離して取出される。樹脂封止後のリードフレームを図１０及び図１１に示す。このとき、半導体パッケージ１８の裏面側はリリースフィルム５に押接されて樹脂封止されているので、インナーリード部８ａを確実に露出させることができ、樹脂フラッシュを生ずることがない。
この後、マトリクス状に形成された半導体パッケージ１８は、リードフレーム８に接続されたまま切断装置に搬入され、プレスによりインナリード部８ａ及び吊りリード部８ｃが切断され、半導体パッケージ１８が個片に分離される。
【００１９】
上記樹脂封止方法及び樹脂封止装置によれば、半導体チップ７がマトリクス状に搭載されたリードフレーム８のインナーリード部８ａの一部が上型２のパーティング面を覆うリリースフィルム５に押接されて露出して樹脂封止されるため、インナリード裏面に樹脂フラッシュを生ずることなく、しかもキャビティより溢れた液状樹脂６及び該キャビティ内の残留エアーを金型中央部のキャビティより金型連通ランナ９を通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出して圧縮成形するので、高密度マトリクス状に配置されたパッケージに樹脂を十分行きわたらせて均一に樹脂封止することができ、量産性を向上させることができる。また、高価な耐熱マスキングテープを使用する必要がないので半導体パッケージを安価に生産でき、しかもモールドした後、ダイサーではなくプレスによりパッケージを個片に切断できるので生産効率が良い。
【００２０】
上記実施例ではリードフレーム８及びモールド金型１（下型３）が４行４列単位で圧縮成形される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、増減するのは任意である。更にパッケージを多数個取りする例について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は４行多数列の下型１９を示すもので、図１３は４行多数列のリードフレーム２０を示すものである。このような、被成形品及び金型の形態を採用することで、一回のモールドにより製造できるパッケージの数を増大できるので、生産効率を向上させることができる。
【００２１】
以上本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、樹脂封止装置及び樹脂封止方法は上述した各実施例に限定されるのではなく、例えば被成形品はＱＦＮタイプの半導体パッケージに限らずＳＯＮタイプ等の他の種類の半導体パッケージであっても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る、樹脂封止方法及び樹脂封止装置によれば、半導体チップがマトリクス状に搭載された被成形品がモールド金型のパーティング面を覆うリリースフィルムにリード部が押接されて露出して樹脂封止されるため、該リード部裏面側に樹脂フラッシュを生ずることなく、しかもキャビティより溢れた液状樹脂及び該キャビティ内の残留エアーを金型中央部のキャビティより金型連通ランナを通じて金型周辺部のキャビティに向かって押し出して圧縮成形するので、高密度マトリクス状に配置されたパッケージに樹脂を十分行きわたらせて均一に樹脂封止することができ、量産性を向上させることができる。また、高価な耐熱マスキングテープを使用する必要がないのでパッケージを安価に生産でき、しかもモールドした後、ダイサーではなくプレスによりパッケージを個片に切断できるので生産効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂封止プロセスを示す模式説明図である。
【図２】樹脂封止プロセスを示す模式説明図である。
【図３】樹脂封止プロセスを示す模式説明図である。
【図４】樹脂封止プロセスを示す模式説明図である。
【図５】樹脂封止プロセスを示す模式説明図である。
【図６】下型のキャビティブロックの移動構成を示す説明図である。
【図７】下型のキャビティブロックの移動構成を示す説明図である。
【図８】モールド金型に液状樹脂を充填する前後の状態を示す上視図である。
【図９】リードフレームの平面図である。
【図１０】樹脂封止後のパッケージを示す平面図である。
【図１１】図１０のパッケージの裏面側を示す平面図である。
【図１２】他例に係るモールド金型の平面図である。
【図１３】他例に係るリードフレームの平面図である。
【符号の説明】
１  モールド金型
２  上型
３、１９  下型
４  キャビティ凹部
５  リリースフィルム
６  液状樹脂
７  半導体チップ
８、２０  リードフレーム
８ａ  インナーリード部
８ｂ  ダイパッド部
８ｃ  吊りリード部
９  金型連通ランナ
１０  ダミーキャビティ
１１  キャビティプレート
１２  仕切りブロック
１３  キャビティブロック
１４  ベース部
１５  サーボモータ
１６  ボールネジ
１７  コイルスプリング
１８  半導体パッケージ
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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