(57)【要約】【課題】放熱板露出タイプの半導体樹脂封止用金型において、樹脂充填過程で発生する未充填を防止し、フィン側面に樹脂溜まりを確実に成形し、ゲートの金型残りを防止する半導体樹脂封止用金型を提供する。【解決手段】樹脂封止を行うモールド金型において、溶融された樹脂を移送するランナーと、樹脂によりパッケージを形成する空間であるキャビティと、ランナーからキャビティ内へ樹脂を注入するメインゲートと、キャビティ間を連結する空間である樹脂たまりと、ランナーから樹脂溜まり内へ樹脂を注入するサブゲートとを備える。【選択図】図１
0003156641.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
樹脂封止を行うモールド金型において、溶融された樹脂を移送するランナーと、前記樹脂によりパッケージを形成する空間であるキャビティと、前記ランナーから前記キャビティ内へ前記樹脂を注入するメインゲートと、前記キャビティ間を連結する空間である樹脂たまりと、前記ランナーから前記樹脂溜まり内へ前記樹脂を注入するサブゲートとを備えた半導体装置樹脂封止用金型。
【請求項２】
前記サブゲートは前記メインゲートより小さい寸法と、テーパー形状であることと、前記ランナーから直接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置樹脂封止用金型。
【請求項３】
前記モールド金型は放熱板の裏面、側面が露出している半導体装置の樹脂成形において、使用されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置樹脂封止用金型。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体樹脂封止用金型に関し、特に、未充填の発生を防ぐ樹脂封止用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体装置において、半導体素子を保護するために、トランスファーモールド（移送成形）方法による樹脂封止が知られている。一般的に加熱保持された樹脂封止金型において、予熱されたタブレット状の樹脂をポットに投入し、プランジャーで加圧して溶融された樹脂をランナーへ押し出す。樹脂はランナーを通り、さらに注入口であるゲートを通り、半導体素子を搭載した支持板等が挟持されている空間であるキャビティに充填される。この時に金型の空間（ポット、ランナー、ゲート、キャビティ）に存在する空気と樹脂に含有された空気が空気排出口であるエアベントから排出される。その後、成形された支持板等を金型から取り出し、不要部であるゲートやランナーを除去し、樹脂封止型半導体装置が出来上がる。
【０００３】
しかし、多連用金型でキャビティ間をゲートが連通する場合には、樹脂充填時にボイドや未充填といった空気排出不良問題があり、キャビティ間に連通するゲートに樹脂溜まりとエアー抜け口を設けて、ボイドやエアーの巻き込みを防ぐ金型が従来技術として知られている。（例えば、特許文献１、図１参照）
【０００４】
また、成形体キャビティ部において、厚い樹脂層と薄い樹脂層がある場合には、薄い樹脂層に気泡やピンホールが発生する問題があり、主注入口と補助注入口と複数のゲートを設け、厚い樹脂層と薄い樹脂層に対応し、樹脂内の気泡・ピンホールを防ぐ製造方法が従来技術として知られている。（例えば、特許文献２、図１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２６２８６９号公報
【特許文献２】特開昭６３−９９５３９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
裏面、側面に放熱板が露出している半導体装置の樹脂封止金型では、放熱板の側面に樹脂漏れが発生する。この対処として、側面に厚バリ（樹脂溜まり）を成形し、後工程で容易に除去できるようにしている。しかし、厚バリ（樹脂溜まり）は微少な空間であり、フィン側面を伝わった樹脂で成形させるために、未充填が発生する懸念がある。
【０００７】
しかしながら、従来技術は、樹脂溜まりに未充填、ボイドを発生させるため、この部分の強度が弱く、離型時に割れて金型内に貼り付き残ってしまう。また、複数ゲートにした場合も同様に、小さいゲートは強度が弱く、離型時に割れて金型内に貼り付き残ってしまうことについての考慮されていないという課題がある。
【０００８】
従って、本考案は、未充填を防止し、フィン側面の厚バリを確実に成形し、ゲートの金型残りを防止する半導体樹脂封止用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本考案は、以下に掲げる構成とした。
本考案の半導体樹脂封止用金型は、樹脂封止を行うモールド金型において、溶融された樹脂を移送するランナーと、樹脂によりパッケージを形成する空間であるキャビティと、ランナーからキャビティ内へ樹脂を注入するメインゲートと、キャビティ間を連結する空間である樹脂たまりと、ランナーから樹脂溜まり内へ樹脂を注入するサブゲートと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、サブゲートはメインゲートより小さい寸法と、テーパー形状であることと、ランナーから直接配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、モールド金型は放熱板の裏面、側面が露出している半導体装置の樹脂成形において、使用されることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、半導体樹脂封止用金型において、樹脂充填過程で発生する未充填を防止し、フィン側面に樹脂溜まりを確実に成形し、ゲートの金型残りを防止する半導体樹脂封止用金型を提供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の実施例１に係る金型で製造した半導体装置の平面図である。
【図２】図１の半導体装置の側面図である。
【図３】図１の半導体装置Ａ―Ａ断面図である。
【図４】本考案の実施例１に係る上金型の平面図である。
【図５】図４上金型Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】本考案の実施例１に係る下金型の平面図である。
【図７】図６下金型Ｃ−Ｃ断面図である。
【図８】本考案の実施例１に係る金型とリードフレーム関係断面図である。
【図９】従来の金型で製造した半導体装置の平面図である。
【図１０】従来の下金型の平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、本考案の実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【実施例１】
【００１５】
本考案の実施の形態に係る半導体樹脂封止用金型の一例である半導体装置１は、図１の平面図、図２の側面図で示される。半導体装置１は、ランナー樹脂２と、メインゲート樹脂３と、サブゲート樹脂４と、封止体５と、樹脂溜まり６と、リードフレーム１０で構成されている。また、図１における半導体装置１は個々の半導体装置が複数連結された状態である。
【００１６】
ランナー樹脂２は、図１、図２に示すように、略角棒状の形体をしており、溶融樹脂の流動経路が成形されたものである。例えば、幅５ｍｍ、高さ４ｍｍである。
【００１７】
メインゲート樹脂３は、ランナー樹脂２から封止体５へ樹脂を充填する注入口であり、ランナー樹脂２と封止体５を連結し、ランナー樹脂２から封止体５にかけてテーパー状に成形されている。封止体５との連結部は略長方形状であり、例えば、幅４ｍｍ、高さ０．５ｍｍである。
【００１８】
サブゲート樹脂４は、メインゲート樹脂３と同様にランナー樹脂２から樹脂溜まり６へ樹脂を充填する注入口であり、ランナー樹脂２と樹脂溜まり６を連結し、ランナー樹脂２から樹脂溜まり６にかけてテーパー状に成形されている。樹脂溜まり６との連結部は略長方形状であり、例えば、幅１．５ｍｍ、高さ０．２ｍｍである。
【００１９】
封止体５は、リードフレーム１０に搭載した半導体素子（図示せず）をトランスファーモールドによる樹脂封止したものである。リードフレーム１０の放熱板７の裏面と側面を露出させている構造の半導体装置１を成形している。例えば、封止体５は熱硬化型のエポキシ樹脂が使われ、その寸法は、縦１３ｍｍ、横８ｍｍ、厚さは５ｍｍである。
【００２０】
樹脂溜まり６は、放熱板７の側面を露出させている構造の半導体装置１を樹脂成形する場合、放熱板７とモールド金型において、材質の熱膨張差や離型を容易にするため、極小の勘合隙間（図示せず）を必要とする。この勘合隙間に溶融樹脂が流れ込み樹脂バリとなる。この樹脂バリは極小の勘合隙間と略同寸法の薄い樹脂膜となり、除去が容易ではない。ここでは樹脂バリを容易に除去するために、厚みのある樹脂バリとしている。これが樹脂溜まり６となる。サブゲート樹脂４を通して、直接、連結（樹脂充填）される。封止体５と同一の熱硬化型のエポキシ樹脂が使われる。例えば、その寸法は、縦１０ｍｍ、横２ｍｍ、厚さは２ｍｍである。
【００２１】
リードフレーム１０は、半導体素子（図示せず）を搭載し、半導体素子が発生する熱を放出する放熱板７（フィン）と、個々の半導体装置の外部出力端子となるリード８と、リード８の中間位置を連結するタイバー９と、リード８の一方の端を連結し位置決め用の穴が空いているキャリア１１とで構成されている。銅（Ｃｕ）、銅合金、アロイ材（Ｆｅ−Ｎｉ）等のような金属板の表面に、パラジウム合金（Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びニッケル（Ｎｉ）メッキが施された材料等が用いられる。例えば、放熱板７の厚さは２ｍｍ、リード８の厚さは０．５ｍｍである。リードフレーム１０は図示していないが、エッチングやプレス加工により製造され、放熱板７と、リード８とがそれぞれ連結され一体化し短冊状態にある。
【００２２】
モールド金型２２は、図８に示すように、上金型１２と、下金型１３で構成されている。それぞれの金型は樹脂成形時には、樹脂が溶融し、流動が容易になるように加熱保持されている。例えば、１８０℃である。また、材料としては、一般的に合金工具鋼（ＳＫＤ材）にクロムめっき処理を施している。
【００２３】
上金型１２は、図６、図７に示すように、個々の半導体装置の樹脂部の外形形状を形成する上型キャビティ１７があり、上金型１２に凹状に掘り込みされている。例えば、幅８ｍｍ、長さ１３ｍｍ、深さ３ｍｍである。また、下金型１３との重ね合せに対し、位置決めピン２１の逃げ穴１８が凹状に掘り込まれている。一般的にキャビティとは樹脂成形において、金型の樹脂が流れ込む空間であり、空気も存在している。
【００２４】
下金型１３は、図６、図７に示すように、上金型１２同様に個々の半導体装置の樹脂部の外形形状を形成する下型キャビティ１９があり、下金型１３に凹状に掘り込みされている。例えば、幅８ｍｍ、長さ３ｍｍ、深さ１ｍｍである。さらに、半導体装置の放熱板７を挿入するフィンキャビティ２０があり、下金型１３に凹状に掘り込みされている。
【００２５】
フィンキャビティ２０は、連続した掘り込みであり、フィン７が挿入されると、樹脂はフィンに遮られた残りの空間が、樹脂が充填される空間となる。例えば、長さ１０ｍｍ、深さ２ｍｍである。この空間に充填された樹脂が半導体装置１における樹脂溜まり６である。また、フィン７と下金型１３の勘合隙間を通って樹脂が流れ込むと同時にサブゲート１５を通って樹脂が流れ込む。また、位置決めピン２１があり、リードフレーム１０のキャリア１１に空けられた穴に挿し位置決めされる。例えば、直径１．９ｍｍ、長さ１．５ｍｍである。
【００２６】
また、溶融樹脂の流動通路であるランナー１４がフィンキャビティ２０近傍で平行に配置されている。例えば、幅（図中上下方向）５ｍｍ、深さ４ｍｍであり、樹脂の離型が容易になるよう深さ方向にテーパーが設けられている。
【００２７】
また、ランナー１４からフィンキャビティ２０へ樹脂を注入するメインゲート１５が個々の半導体装置に対応して配設されている。例えば、キャビティ２０との連結部で幅２ｍｍ、深さ０．５ｍｍである。ランナー１４からフィンキャビティ２０へかけて深さが狭まるようにテーパーが設けられている。
【００２８】
同様に、ランナー１４からフィンキャビティ２０へ樹脂を注入するサブゲート１６が個々の半導体装置の間隔空間に対応するように配設されている。例えば、フィンキャビティ２０との連結部で幅１ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。ランナー１４からフィンキャビティ２０へかけて深さが狭まるようにテーパーが設けられている。
【００２９】
図８に示すように、下金型１３のリードフレーム１０を載せ状態で、上金型１２を重ねるように合わせる。その後、溶融樹脂を加圧注入し、成形保持した後に上下金型を開き、半導体装置１を取り出す。その後、樹脂の不要な部分である樹脂溜まり６とランナー樹脂２、メインゲート樹脂３、サブゲート樹脂４を押し落とし除去し、リードフレーム１０の不要な連結部であるタイバー９とキャリア１１を切断除去することにより、個々の半導体装置となる。
【００３０】
以上により、本考案のモールド金型２２を使用することにより、図１に示した半導体装置１を得ることができる。
【００３１】
本考案の実施の形態に係る樹脂封止用金型によれば、フィン側面の厚バリを確実に形成する為に樹脂注入口（サブゲート）を設けて直接バリ部へ樹脂を供給することができる。したがって、樹脂溜まりの未充填を防ぐことができる。
【００３２】
本考案の実施の形態に係る樹脂封止用金型によれば、フィン側面の厚バリを確実に形成する為に樹脂注入口（サブゲート）を設けて直接バリ部へ樹脂を供給することができる。したがって、樹脂溜まりの未充填を防ぐことができる。
【００３３】
上記のように、本考案は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの考案を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００３４】
例えば、実施の形態において、下金型１３のキャビティ２０は、連続された形状を用いて説明したが、個々のキャビティに分割され樹脂溜まりを設けた形状であっても構わない。
【００３５】
この様に、本考案はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本考案はこの開示から妥当な特許請求の範囲の考案特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１  半導体装置
２  ランナー樹脂
３  メインゲート樹脂
４  サブゲート樹脂
５  封止体
６  樹脂溜まり
７  放熱板
８  外部リード
９  タイバー
１０  リードフレーム
１１  キャリア
１２  上金型
１３  下金型
１４  ランナー
１５  メインゲート
１６  サブゲート
１７  上型キャビティ
１８  逃げ穴
１９  下型キャビティ
２０  フィンキャビティ
２１  位置決めピン
２２  モールド金型
【図１】
0003156641.tif 000003
【図２】
0003156641.tif 000004
【図３】
0003156641.tif 000005
【図４】
0003156641.tif 000006
【図５】
0003156641.tif 000007
【図６】
0003156641.tif 000008
【図７】
0003156641.tif 000009
【図８】
0003156641.tif 000010
【図９】
0003156641.tif 000011
【図１０】
0003156641.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月7日(2009.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、本考案の実施の形態に係る樹脂封止用金型によれば、ゲートが金型内に残らないようにランナー部根元にテーパーを取り付けることができる。したがって、このテーパーによりランナーの成形と一体的な強度を保持し、離型時に下金型１２内に樹脂残りを防ぐことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月28日(2009.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
樹脂封止を行うモールド金型において、溶融された樹脂を移送するランナーと、前記樹脂によりパッケージを形成する空間であるキャビティと、前記ランナーから前記キャビティ内へ前記樹脂を注入するメインゲートと、前記キャビティ間を連結する空間である樹脂溜まりと、前記ランナーから前記樹脂溜まり内へ前記樹脂を注入するサブゲートとを備えた半導体装置樹脂封止用金型。
【請求項２】
前記サブゲートは前記メインゲートより小さい寸法と、テーパー形状であることと、前記ランナーから直接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置樹脂封止用金型。
【請求項３】
前記モールド金型は放熱板の裏面及び側面が露出している半導体装置の樹脂成形において、使用されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置樹脂封止用金型。