(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に近接離間させられる上下の金型間に半導体チップを担持させたリードフレームを挟持して型締めし、各金型のキャビティで規定される空間に樹脂を注入して硬化させる樹脂パッケージ工程を行うための金型装置であって、
上記上下の金型の一方は、表面にランナ溝が形成されたセンターブロックと、このセンターブロックに隣接させられるとともに上記センターブロックの表面よりも上記リードフレームの厚みに対応する寸法段下げされた表面を有し、かつこの表面に上記センターブロックのランナ溝につながるランナ溝およびこのランナ溝につながるキャビティが形成されたチェイスブロックとを備えており、
上記チェイスブロックにおける上記センターブロックとの隣接部の表面適部には、端部が上記センターブロックの立て壁に接する突条形態の突起が形成されており、かつ、
上記突起は、型締め時に上記リードフレームに接触しうるように立て壁に向けて上記チェイスブロックの端部まで延びる断面三角山状に形成されているとともに、その頂部高さが上記センターブロックの表面高さと一致させられていることを特徴とする、樹脂パッケージ用金型装置。
【請求項２】
上記突起は、上記チェイスブロックにおける上記センターブロックとの隣接部の両端部に形成されている、請求項１に記載の樹脂パッケージ用金型装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された樹脂パッケージ用金型装置を用いて半導体チップを担持させたリードフレームに樹脂パッケージ工程を行う方法であって、
上記一方の金型におけるチェイスブロック上に上記リードフレームをその一側縁が上記センターブロックの立て壁に沿うようにしてセットし、型締め状態において上記突起が上記リードフレームの一側縁と上記センターブロックの立て壁との間の隙間を封鎖するようにして、上記各ランナ溝を介して樹脂注入することを特徴とする、樹脂パッケージ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえばＩＣ、ＬＳＩ、あるいは、ある種のゲートアレイなどの半導体装置の樹脂パッケージを行うための樹脂パッケージ用金型装置およびこれを用いた樹脂パッケージ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば半導体電子部品のパッケージングに際して樹脂モールドを行う場合には、１回の成形工程によって複数個の電子部品の樹脂モールド作業を行わせることにより、生産能率の向上を図ることが望まれる。そこで、従来より、相互に近接離間させられる上下の金型に半導体チップを担持させたリードフレームを挟持して型締めし、各金型のキャビティで規定される空間に樹脂を注入して硬化させる金型装置が用いられている。
【０００３】
図８に示すように、通常、上記のような金型装置の下側の金型１は、樹脂材料を充填する円筒状凹入部１１を備えるセンターブロック１０と、このセンターブロック１０に隣接させられるとともに上記センターブロック１０の表面よりも上記リードフレーム２の厚みに対応する寸法段下げされた表面を有し、かつキャビティ１６が形成されたチェイスブロック１５と、を備えている。上記センターブロック１０の表面には、上記円筒状凹入部１１につながるランナ溝１２が形成されており、このランナ溝１２が上記チェイスブロック１５に形成されたランナ溝１７とつながり、ゲート１８を介して上記円筒状凹入部１１に充填された樹脂材料を上記キャビティ１６に供給できるように構成されている。
【０００４】
ところが、図９に示すように、上記チェイスブロック１５上に半導体チップ２０を担持させたリードフレーム２を載置して上側の金型（図示せず）との間に上記リードフレーム２を挟持した場合には、上記リードフレーム２の製造上の寸法誤差、あるいは上記リードフレーム２を上記チェイスブロック１５上に載置する場合の位置決めのバラツキなどにより、上記リードフレーム２の一側縁と上記センターブロック１０の立て壁１３との間には、隙間１４が形成されてしまう。また、これにともない、上記センターブロック１０の表面に形成されたランナ溝１２の端部の一部と、上記チェイスブロック１５の表面に形成されたランナ溝１７の端部の一部とによって開口２３が形成されてしまう。
【０００５】
このため、上記金型を型締めした状態においては、上記隙間１４と上記上側の金型のチェイスブロック（図示せず）の表面との間に上記開口２３と連通する樹脂材料の流路が形成されてしまう。したがって、上記円筒状凹入部１１に充填された樹脂材料を上記キャビティ１６に供給した場合には、この開口２３から樹脂材料が流出し、上記した流路を介して樹脂材料が上記リードフレーム２の周縁に広がり、硬化してしまう。上記リードフレーム２の周縁に広がり、硬化してしまった樹脂は、樹脂モールドされた半導体装置として製品化するために上記リードフレーム２の不要な部分を除去するリードカット工程を行う等の場合において、このリードフレーム２の外形基準での位置決めの障害となる等の問題が生じる。また、所定の装置を用いてリードカット工程を行う際に、上記のように硬化してしまった樹脂が四方八方に散乱し、上記装置内に取り込まれてしまう場合がある。このようにして上記装置に取り込まれた樹脂は、上記装置のマシントラブルの原因となってしまうことがある。
【０００６】
そこで、上記不具合を解消するために、図８および図９に示すような上記チェイスブロック１５における上記センターブロック１０との隣接部の表面適部に突起１９を形成する発明が提案されている。上記構成のチェイスブロック１５は、上記チェイスブロック１５上に上記リードフレーム２を載置して、もう一方の金型との間に上記リードフレーム２を挟持した場合に、上記リードフレーム２の上記突起１９に対応する位置の近傍が延展することを利用して、上記リードフレーム２の一側縁と上記センターブロック１０の立て壁１３との間に形成された隙間１４の適部を塞き止めようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に良く表れているように、上記チェイスブロック１５の適部に突起１９を形成し、型締め状態での上記リードフレーム２の一側縁部の展性に頼るのみでは、上記リードフレーム２の一側縁と上記センターブロック１０の立て壁１３との間に形成される隙間１４を十分に塞き止めることができず、上述した不具合を十分に解消することができない。また、上記突起１９は、上記リードフレーム２内に完全に没入してしまい、上記チェイスブロック１５から上記リードフレーム２を取り外す際に手間がかかってしまい、作業効率が悪い。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、リードフレームに担持された半導体チップを樹脂モールドする際に、上記リードフレームの周縁に樹脂材料が流出することを効果的に防止することができる樹脂パッケージ用金型装置およびこれを用いた樹脂パッケージ方法を提供することをその課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本願発明の第１の側面によれば、相互に近接離間させられる上下の金型間に半導体チップを担持させたリードフレームを挟持して型締めし、各金型のキャビティで規定される空間に樹脂を注入して硬化させる樹脂パッケージ工程を行うための金型装置であって、上記上下の金型の一方は、表面にランナ溝が形成されたセンターブロックと、このセンターブロックに隣接させられるとともに上記センターブロックの表面よりも上記リードフレームの厚みに対応する寸法段下げされた表面を有し、かつこの表面に上記センターブロックのランナ溝につながるランナ溝およびこのランナ溝につながるキャビティが形成されたチェイスブロックとを備えており、上記チェイスブロックにおける上記センターブロックとの隣接部の表面適部には、端部が上記センターブロックの立て壁に接する突条形態の突起が形成されており、かつ、上記突起は、型締め時に上記リードフレームに接触しうるように立て壁に向けて上記チェイスブロックの端部まで延びる断面三角山状に形成されているとともに、その頂部高さが上記センターブロックの表面高さと一致させられていることを特徴とする、樹脂パッケージ用金型装置が提供される。
【００１１】
好ましい実施形態においては、上記突起は、上記チェイスブロックにおける上記センターブロックとの隣接部の両端部に形成されている。
【００１２】
上記構成によれば、上記チェイスブロック上にリードフレームを載置した場合には、たとえ上記立て壁と上記リードフレームの一側縁との間に隙間が形成され、上記チェイスブロックの表面に形成されたランナ溝の端部によって開口が形成されてしまったとしても、上記突起がセンターブロックの立て壁に接する位置に形成されているので、上記リードフレームの周縁部に樹脂材料が流出し、硬化してしまうことを回避することができる。すなわち、上記隙間と上記他方の金型の表面との間に形成された上記開口と連通する樹脂材料の流路を上記突起によって閉塞することができる。したがって、上記センターブロックの表面に形成されたランナ溝および上記チェイスブロックの表面に形成されたランナ溝を介して樹脂材料を上記キャビティに供給する場合に、上記開口から樹脂材料が流出し、流出した樹脂材料が上記流路を流動してしまったとしても、上記突起によって上記流路が閉塞されているので、上記樹脂材料の流動が制限され、上記樹脂材料が上記リードフレームの周縁部に流出して硬化してしまうことを効果的に回避することができる。
【００１３】
したがって、上記のように形成された金型装置を用いて樹脂パッケージングを行った場合には、上記キャビティに樹脂材料を供給する際に、樹脂材料が上記リードフレームの周縁部に流出してしまうことを効果的に回避することができるので、半導体装置を製品化するにあたり、不要な部分を除去する等のリードカット工程を行う等の場合において、このリードフレームの外形基準での位置決め等の障害となる等の問題を回避することができる。また、所定の装置を用いてリードカット工程を行う際に、上記のように硬化してしまった樹脂が四方八方に散乱し、上記装置内に取り込まれ、マシントラブルが生じることを回避することができる。
【００１４】
とくに、上記突起の頂部高さが、上記センターブロックの表面高さと一致させられているので、上記突起によって、上記リードフレームを上記チェイスブロック上に載置した状態において上記リードフレームの一側縁と上記立て壁との間に形成される隙間の大小に関わらず、これに対応して上記流路を閉塞することができる。また、半導体チップを担持させたリードフレームの樹脂パッケージングが終了し、上記金型から上記リードフレームを取り外す場合には、上記突起が断面三角山状に形成されているので、従来に比べて容易に取り外すことができ、作業性が向上する。
【００１６】
本願発明の第２の側面によれば、上記構成を備える樹脂パッケージ用金型装置を用いて半導体チップを担持させたリードフレームに樹脂パッケージ工程を行う方法であって、上記一方の金型におけるチェイスブロック上に上記リードフレームをその一側縁が上記センターブロックの立て壁に沿うようにしてセットし、型締め状態において上記突起が上記リードフレームの一側縁と上記センターブロックの立て壁との間の隙間を封鎖するようにして、上記各ランナ溝を介して樹脂注入することを特徴とする、樹脂パッケージ方法が提供される。
【００１７】
この方法は、上記樹脂パッケージ用金型装置を用いて半導体チップを担持させたリードフレームに樹脂パッケージ工程を行う方法であるので、上述した樹脂パッケージ用金型装置の効果を享受できる。すなわち、上記キャビティに供給すべき樹脂材料が上記リードフレームの一側縁と上記センターブロックの立て壁との間に形成された隙間を流動し、上記リードフレームの周縁部に流出して硬化してしまうことを効果的に回避することができる。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明に係る樹脂パッケージ用金型装置３の正面図であり、図２は、下金型４Ａの要部斜視図である。また、図３は、図２のIII −III 線に沿う断面図であり、図４は、枠体６ａ，６７ａに取り付けられた上下のチェイスブロック６，６７の斜視図であり、図５は、図２のV −V 線に沿う断面図である。
【００２１】
図１に示すように、上記樹脂パッケージ用金型装置３は、その基本的な構成は従来既知の樹脂パッケージ用金型装置と同様である。すなわち、上記樹脂パッケージ用金型装置３は、上下の金型４Ｂ，４Ａを備えて構成されている。上記下金型４Ａは、油圧によって可動可能な可動盤４ａに取り付けられた下側のベースプレート４と、この上面に取り付けられるセンターブロック５と、このセンターブロック５に隣接して上記ベースプレート４の上面に枠体６ａを介して取り付けられる複数のチェイスブロック６と、を備えて構成されている。また、上記上金型４Ｂは、上記可動盤４ａの上昇より上記可動盤４ａとともに上昇する浮動盤４ｂの下側面に取り付けられた上側のベースプレート４０と、この下面に取り付けられるセンターブロック５７と、このセンターブロック５７に隣接して上記ベースプレート４０の下面に枠体６７ａを介して取り付けられる複数のチェイスブロック６７と、を備えて構成されている。さらに、浮動盤４ｂの上方に設けられた固定盤４ｃには、プランジャ４ｄが取り付けられており、可動盤４ａを上昇させることにより上下複数のチェイスブロック６，６７の型締めを行い、さらに上記可動盤４ａを浮動盤４ｂとともに上昇させることにより浮動盤４ｂに形成されたプランジャポット４ｅ内に上記プランジャ４ｄが挿入されるように構成されている。
【００２２】
上記上金型４Ｂには、ベースプレート４０の長手方向の中央部にセンターブロック５７が取り付けられており、このセンターブロック５７の幅方向左右位置には、複数のチェイスブロック６７が枠体６７ａを介して上記ベースプレート４０に取り付けられている。
【００２３】
上記ベースプレート４０およびこのベースプレート４０に取り付けられるセンターブロック５７には、貫通孔４ｆおよび５７ａが各々形成されており、上記浮動盤４ｂに形成された連通孔４ｇを介して上記プランジャポット４ｅと連通するように構成されている。また、上記チェイスブロック６７の表面には、複数のキャビティ（図示せず）が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、上記下金型４Ａには、ベースプレート４の長手方向の中央部にセンターブロック５が取り付けられており、このセンターブロック５の幅方向左右位置には、複数のチェイスブロック６が枠体６ａを介して上記ベースプレート４に取り付けられている。
【００２５】
図２および図３に示すように、上記センターブロック５の表面の中央部には、円筒状凹入部５０が形成されており、この円筒状凹入部５０からは後述するチェイスブロック６の表面に形成されたランナ溝６１に向かって延びる複数のランナ溝５１が形成されている。さらに、上記円筒状凹入部５０からは、上記センターブロック５の長手方向に隣接する異なるセンターブロックに向かって延びるランナ溝５３が形成されている。このランナ溝５３は、隣接するセンターブロックに形成されたランナ溝と互いにつながるように構成されている。なお、上記円筒状凹入部５０は、上記固定盤４ｃに取り付けられたプランジャ４ｄおよび上記上金型４ｂのセンターブロック５７に形成された貫通孔５７ａと同軸上に形成されている。すなわち、上述したように上記プランジャポット４ｅから上記円筒状凹入部５０に対して樹脂材料の供給が可能なように構成されている。
【００２６】
図２および図４に示すように、上記枠体６ａの周縁部には、複数のボルト孔６４が形成されており、このボルト孔６４をボルト締めすることにより上記枠体６ａは上記ベースプレート４に取り付けられる。また、図４に良く表れているように、上記枠体６ａの周縁部には、半円状に形成された切欠部６５が形成されており、互いに隣接する枠体６ａどうしが、この切欠部６５を利用してプレート７やボルト７０などを用いることにより、上記枠体６ａが上記ベースプレート４に対してさらに強固に取り付けられる。
【００２７】
図２および図５に示すように、上記チェイスブロック６は、上記枠体６ａを介してベースプレート４に取り付けた状態において、上記センターブロックの表面よりも上記リードフレームの厚みに対応する寸法段下げされた表面を有し、この表面には、複数のキャビティ６０が形成されているとともに、上記センターブロック５に形成されたランナ溝５１とつながるランナ溝６１が形成されている。また、上記キャビティ６０と上記ランナ溝６１とは、互いにゲート６２を介してつながっている。すなわち、樹脂材料は、上記プランジャ４ｄから上記円筒状凹入部５０に供給され、この円筒状凹入部５０からランナ溝５１，６１、およびゲート６２を介して上記キャビティ６０に供給されるように構成されている。なお、上記キャビティ６０は、上記上金型４Ｂのチェイスブロック６７の表面に形成されたキャビティ（図示せず）と対応する位置に、このキャビティと同じ個数形成されている。
【００２８】
図２に良く表れているように、上記チェイスブロックにおける上記センターブロック５の隣接部の両端部には、上記センターブロック５の立て壁５２に向けて延びるとともに、上記センターブロック５の立て壁５２と接する断面三角山状の突起５３が形成されている。図５に良く表れているように、上記突起の頂部高さは、上記センターブロック５の表面高さと略一致させられている。
【００２９】
したがって、上記上下の金型４Ｂ，４Ａを型締めした状態では、上記した各々のチェイスブロック６，６７に形成されたキャビティ６０によって所定の形状の空間が形成され、上記各々のチェイスブロック６，６７の間には、リードフレーム９を挟持できるようにリードフレーム９の厚み分だけ隙間が形成されるように構成されている。
【００３０】
上述した構成の樹脂パッケージ用金型装置３は、上記浮動盤４ｂに形成されたプランジャポット４ｅ内に樹脂タブレットが金型の熱によって溶融した段階において、上記可動盤４ａを上記浮動盤４ｂとともに上昇させ、上記プランジャポット４ｅ内に上記固定盤４ｃに設けられたプランジャ４ｄを挿入し、このプランジャ４ｄによってプランジャポット４ｅ内の溶融樹脂を加圧することにより上記下金型４Ａのセンターブロック５に形成された円筒状凹入部５０、ランナ溝５１、および上記チェイスブロック６に形成されたランナ溝６１、ゲート６２を介して上下のキャビティによって規定される空間内に樹脂材料を供給できるように構成されている。
【００３１】
次に、上記のように構成された樹脂パッケージ用金型装置３を用いて行われる樹脂パッケージ工程を図面を参照しながら説明する。
【００３２】
便宜上、図６を参照してリードフレーム９の説明を簡単に行う。上記リードフレーム９には、幅方向両側のサイドフレーム９４およびこのサイドフレーム９４，９４間をかけ渡すように複数のタイバー９２が形成されており、互いに隣接する上記タイバー９２，９２および上記サイドフレーム９４，９４によって矩形領域９２Ａ、９２Ｂが規定されている。上記矩形領域９２Ａには、上記タイバー９２，９２から上記サイドフレーム９４と平行に延びるとともに、先端部に半導体チップ９８が担持されるダイパッド９７を有する複数のセンタリード９６が延出形成されており、このセンタリード９６の幅方向両側には、このセンタリード９６と平行にサイドリード９５，９５が延出形成されている。また、上記矩形領域９２Ｂには、この矩形領域９２Ｂを規定するタイバー９２，９２に延出形成されたセンタリード９６およびサイドリード９５に応じた本数の外部リード９３が上記サイドフレーム９４と平行に形成されている。
【００３３】
図６に示すように、通常、樹脂パッケージ工程の前段階において、上記センタリード９６の先端部に形成されたダイパッド９７の上面には、半導体チップ９８が担持されており、この半導体チップ９８の上面に形成された上面電極（図示せず）は、上記サイドリード９５，９５の先端部と電気的に導通するようにワイヤ９９によって結線されている。
【００３４】
図７に示すように、このように形成された上記リードフレーム９は、上記ダイパッド９７に担持された半導体チップ９８が上記チェイスブロック６に形成されたキャビティ６０の中央部の上方に位置するように載置して、この状態において、上記可動盤４ａを上昇させることにより上記上下の金型４Ｂ，４Ａが型締めされる。
【００３５】
次いで、型締めされた上記上下の金型４Ｂ，４Ａに各々設けられたキャビティによって規定される空間内に上述した方法によって樹脂材料を注入する。
【００３６】
このとき、上記リードフレーム９を上記チェイスブロック６上に載置した状態において、上記リードフレーム９の一側縁と上記センターブロック５の立て壁５２との間には、従来と同様に隙間９６が形成され、上記ランナ溝５１の端部には、この隙間６９によって開口６８が形成される場合がある。したがって、型締め状態において、上記隙間と上記上金型４Ｂに取り付けられたチェイスブロック６７の表面とによって上記開口６８と連通する樹脂材料の流路が形成される場合がある。
【００３７】
ところが、図２、図５および図７に良く表れているように、本実施形態に係る樹脂パッケージ用金型装置３のチェイスブロック６には、上記センターブロック５に接するように突起６３が形成されているので、たとえ上記のように流路が形成され、上記開口６８から樹脂材料が流出して上記流路を流動したとしても、上記突起６３によって上記流路が閉塞される。したがって、この突起６３よりも先に樹脂材料が流動することを回避することができる。
【００３８】
したがって、上記のように形成された金型装置を用いて樹脂パッケージングを行った場合には、樹脂材料が上記リードフレーム９の周縁部に流出してしまうことが効果的に回避されるので、半導体装置を製品化するにあたり、不要な部分を除去するリードカット工程を行う等の場合において、このリードフレーム９の外形基準での位置決め等の障害となる等の問題を回避することができる。また、所定の装置を用いてリードカット工程を行う際に、上記のように硬化してしまった樹脂が四方八方に散乱し、上記装置内に取り込まれ、マシントラブルが生じることを回避することができる。
【００３９】
また、上記突起６３は、断面三角山状に形成されているので、上記下金型４Ｂから上記リードフレーム９を取り外す場合には、従来に比べて容易に取り外すことができ、作業性が向上する。
【００４０】
なお、本実施形態においては、上記突起は、断面三角山状に形成されていたが、上記突起の形状は本実施形態の形状には限定されず様々に設計変更可能である。
【００４１】
また、上下の金型のチェイスブロックに形成されたキャビティによって規定される空間に溶融した樹脂を供給する方法は、本実施形態の方法には限定されない。たとえば、下金型のセンターブロックに上記キャビティにランナ溝などを介してつながるプランジャポットを形成し、油圧シリンダなどによって上記プランジャポットの容積を変化させることができるように構成することもできる。すなわち、上記プランジャポット内に樹脂タブレットを収容してこの樹脂タブレットを加熱溶融させ、上記油圧シリンダによって溶融樹脂を加圧し、この溶融樹脂を上記キャビティによって規定される空間に供給するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る樹脂パッケージ用金型装置の正面図である。
【図２】上記樹脂パッケージ用金型装置の下金型の要部を表す斜視図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】枠体に取り付けられた上下のチェイスブロックの斜視図である。
【図５】図２のV −V 線に沿う断面図である。
【図６】半導体チップが担持されたリードフレームの要部平面図である。
【図７】上記樹脂パッケージ用金型装置の下金型に上記リードフレームを載置した状態の要部を表す平面図である。
【図８】従来例の説明図である。
【図９】従来例の説明図である。
【符号の説明】
３  樹脂パッケージ用金型装置
４  ベースプレート（下金型の）
４Ａ  下金型
４Ｂ  上金型
５  センターブロック
６  チェイスブロック
９  リードフレーム
４０  ベースプレート（上金型の）
５０  円筒状凹入部
５１  ランナ溝（センターブロックの）
５２  立て壁
６０  キャビティ
６１  ランナ溝（チェイスブロックの）
６２  ゲート
６３  突起
９８  半導体チップ
【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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