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JP5923293B2 - Mold - Google Patents

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JP5923293B2
JP5923293B2 JP2011273352A JP2011273352A JP5923293B2 JP 5923293 B2 JP5923293 B2 JP 5923293B2 JP 2011273352 A JP2011273352 A JP 2011273352A JP 2011273352 A JP2011273352 A JP 2011273352A JP 5923293 B2 JP5923293 B2 JP 5923293B2
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和美 澤崎
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Description

本発明は、半導体チップを実装して樹脂封止した半導体装置、および、半導体装置を製造するために用いられるモールド金型に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted and resin-sealed, and a mold used for manufacturing the semiconductor device.

従来から、半導体装置を製造するため、キャビティ(凹部)が形成されたモールド金型でリードフレームをクランプして樹脂封止(トランスファモールド)を行う技術が知られている。樹脂封止を行う前にキャビティの内部には空気が存在するが、樹脂封止時に樹脂が圧送されることでキャビティ内部は徐々に樹脂で充填される。   2. Description of the Related Art Conventionally, in order to manufacture a semiconductor device, a technique for performing resin sealing (transfer molding) by clamping a lead frame with a mold die in which a cavity (concave portion) is formed is known. Air is present inside the cavity before resin sealing, but the cavity is gradually filled with resin by resin being pumped during resin sealing.

しかし、キャビティ内部を流れる樹脂の速さはキャビティの場所に応じて異なるため、キャビティ内部に樹脂を完全に充填しようとしても、その一部に空気が残ってしまう。このような空気をキャビティ内部から排出するため、従来のモールド金型では、キャビティの外側(ゲートと反対側の外壁)に空気の抜き孔(エアベント)を設け、この抜き孔から空気を排出するような構成を採用していた。   However, since the speed of the resin flowing inside the cavity varies depending on the location of the cavity, even if the resin is completely filled inside the cavity, air remains in a part thereof. In order to discharge such air from the inside of the cavity, in the conventional mold, an air vent hole (air vent) is provided outside the cavity (outer wall opposite to the gate), and the air is discharged from this hole. Was adopted.

特許文献1には、LEDパッケージを製造するために用いられるモールド金型が開示されている。このモールド金型は、平面視において環状に形成されたキャビティに囲まれた領域(突起部)でリードフレームをクランプするように構成されている。   Patent Document 1 discloses a mold used for manufacturing an LED package. The mold is configured to clamp the lead frame in a region (projection) surrounded by a cavity formed in an annular shape in plan view.

特開2009−206370号公報JP 2009-206370 A

しかしながら、キャビティの中央部にキャビティピン(突起部)を配置し、このキャビティピンでリードフレームをクランプして樹脂封止する場合、キャビティ内の空気は、キャビティの中央部、すなわちキャビティピン(突起部)の側面にまとわり付くように残る。このため、従来のように空気の抜き孔をキャビティの外側に設けても、キャビティ(突起部)の側面にまとわり付く空気を除去することは困難となる場合がある。その結果、樹脂パッケージ中に空隙(ボイド)が発生すると、半導体装置の強度や耐湿性等の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。   However, when a cavity pin (projection) is arranged at the center of the cavity and the lead frame is clamped with this cavity pin and resin-sealed, the air in the cavity becomes the center of the cavity, that is, the cavity pin (projection). ) To stick to the side. For this reason, even if an air vent hole is provided outside the cavity as in the prior art, it may be difficult to remove the air clinging to the side surface of the cavity (projection). As a result, when voids are generated in the resin package, there is a possibility of adversely affecting the performance such as strength and moisture resistance of the semiconductor device.

そこで本発明は、高品質な半導体装置を製造するためのモールド金型および高品質な半導体装置を提供する。   Therefore, the present invention provides a mold for manufacturing a high-quality semiconductor device and a high-quality semiconductor device.

本発明の一側面としてのモールド金型は、ワークを樹脂で封止して半導体装置を製造するために用いられるモールド金型であって、前記ワークを一方面側から押さえる一方金型と、前記ワークを他方面側から押さえる他方金型と、を有し、前記一方金型および前記他方金型の少なくとも一つには、前記ワークを押さえるキャビティピン、および、該キャビティピンを取り囲むように構成されたキャビティが設けられており、前記キャビティピンの先端は、前記ワークを押さえる押さえ部と、前記押さえ部の内側に形成されて樹脂封止時に前記キャビティから排出された空気を閉じ込める凹部と、前記樹脂封止時に前記空気が前記キャビティから前記凹部へ移動するための通路部と、を有し、前記通路部は、前記キャビティピンによって分けられた前記樹脂の流れが合流する位置に配置されており、前記空気を前記凹部へ移動させるとともに前記樹脂を前記凹部へ移動させないように構成されている。 A mold according to one aspect of the present invention is a mold used for manufacturing a semiconductor device by sealing a workpiece with a resin, the one mold for pressing the workpiece from one side, has a second mold to press the workpiece from the other side, the said at least one other hand the mold and the second mold cavity pin to press the workpiece, and are configured to surround the cavity pin A cavity is provided, and a tip of the cavity pin includes a pressing part that holds the workpiece, a recess that is formed inside the pressing part and traps air discharged from the cavity during resin sealing, and the resin anda passage for the air moves from the cavity to the recess during sealing, the passage is divided by the cavity pin et Said and flow of the resin is placed in a position to confluence, are composed of the resin moves the said air into said recess so as not to move into the recess.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。   Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.

本発明によれば、高品質な半導体装置を製造するためのモールド金型および高品質な半導体装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a mold for manufacturing a high-quality semiconductor device and a high-quality semiconductor device.

本実施例における金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal mold | die in a present Example. 本実施例における金型を用いた樹脂封止の説明図である。It is explanatory drawing of resin sealing using the metal mold | die in a present Example. 本実施例におけるキャビティピンの先端の構成図である。It is a block diagram of the front-end | tip of the cavity pin in a present Example. 本実施例におけるキャビティピンとリードフレームとの組み合わせの変形例である。It is a modification of the combination of the cavity pin and the lead frame in the present embodiment. 本実施例におけるキャビティピンの変形例である。It is a modification of the cavity pin in a present Example. 本実施例における金型の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the metal mold | die in a present Example.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1乃至図3を参照して、本実施例における半導体装置およびその半導体装置を製造するために用いられる金型(モールド金型)について説明する。図1は、本実施例における金型の概略断面図であり、上型と下型とを用いてリードフレーム(半導体装置)をクランプした状態を示している。図2は、金型を用いた樹脂封止の説明図であり、図1中の点線150で囲まれた領域を拡大して示している。図3は、本実施例におけるキャビティピンの先端の構成図であり、図3(a)は先端の側面図、図3(b)は先端の平面図をそれぞれ示している。   With reference to FIG. 1 thru | or FIG. 3, the metal mold | die (mold metal mold | die) used in order to manufacture the semiconductor device and its semiconductor device in a present Example is demonstrated. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a mold in the present embodiment, showing a state in which a lead frame (semiconductor device) is clamped using an upper mold and a lower mold. FIG. 2 is an explanatory diagram of resin sealing using a mold, and shows an enlarged region surrounded by a dotted line 150 in FIG. 3A and 3B are configuration diagrams of the tip of the cavity pin in the present embodiment, FIG. 3A shows a side view of the tip, and FIG. 3B shows a plan view of the tip.

図1において、リードフレーム10(ワーク)は、例えば、銅系フレーム材の表面に、ニッケル、パラジウム、銀、又は金などで構成されるメッキ層(例えばNi−Agメッキ)を形成して構成される。リードフレーム10の板厚は、例えば0.5mmであり、板厚0.2mmや0.3mm程度のリードフレームを用いてもよい。図1において、一点鎖線を挟んだ左側には右側と同様の構成が配置されることにより、一度の成形で2枚のリードフレーム10が樹脂封止される。なお図1は、個片化後に一つの半導体パッケージを構成する領域のみ示している。   In FIG. 1, a lead frame 10 (work) is configured by forming a plating layer (for example, Ni-Ag plating) made of nickel, palladium, silver, gold, or the like on the surface of a copper-based frame material, for example. The The plate thickness of the lead frame 10 is, for example, 0.5 mm, and a lead frame having a plate thickness of about 0.2 mm or 0.3 mm may be used. In FIG. 1, the same configuration as that on the right side is arranged on the left side across the alternate long and short dash line, so that two lead frames 10 are resin-sealed by one molding. Note that FIG. 1 shows only a region constituting one semiconductor package after separation.

リードフレーム10の上には複数の半導体チップ80が実装されている。半導体チップ80は、回路が形成された面とは反対側の面をリードフレーム10側に向けて、半田などを用いてリードフレーム10の上に電気的に接続されて固定される。また半導体チップ80は、金などから構成されるワイヤ82を用いたワイヤボンディングにより、半導体チップ80の回路と、リードフレーム10上の所定の領域とが電気的に接続される。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、バンプを用いたフリップチップにより半導体チップ80をリードフレーム10上に実装することもできる。この場合、ワイヤ82は不要となる。また、モールドされるワークとしては、リードフレーム10の代わりに、セラミックス基板や樹脂基板のような基板や半導体ウエハ等を用いてもよい。また、半導体チップを必ずしも封止する必要はなく、半導体パッケージにおいて光を反射するリフレクタやヒートシンクの保持する構成などにおいて補強するスティフナ等の樹脂構造体を基板等に成形する構成(樹脂成形品)にも採用することができる。   A plurality of semiconductor chips 80 are mounted on the lead frame 10. The semiconductor chip 80 is electrically connected and fixed onto the lead frame 10 using solder or the like with the surface opposite to the surface on which the circuit is formed facing the lead frame 10 side. In the semiconductor chip 80, the circuit of the semiconductor chip 80 and a predetermined region on the lead frame 10 are electrically connected by wire bonding using a wire 82 made of gold or the like. However, the present embodiment is not limited to this, and the semiconductor chip 80 can be mounted on the lead frame 10 by flip chip using bumps. In this case, the wire 82 is unnecessary. Further, as a workpiece to be molded, a substrate such as a ceramic substrate or a resin substrate, a semiconductor wafer, or the like may be used instead of the lead frame 10. In addition, it is not always necessary to seal the semiconductor chip, and a structure (resin molded product) in which a resin structure such as a stiffener that reinforces a reflector that reflects light in a semiconductor package or a structure that is held by a heat sink is formed on a substrate or the like. Can also be adopted.

半導体チップ80を実装したリードフレーム10を、図1に示される金型を用いて樹脂封止(樹脂成形)を行い、それにより得られた樹脂成形品をダイシングして個片化することで、最終製品としての半導体パッケージ(半導体装置)が完成する。本実施例の半導体装置は、例えば半導体センサとして用いられる。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、LED等の他の用途に用いられる半導体装置にも適用可能である。   By performing resin sealing (resin molding) on the lead frame 10 on which the semiconductor chip 80 is mounted using the mold shown in FIG. 1, the resin molded product obtained thereby is diced into individual pieces, A semiconductor package (semiconductor device) as a final product is completed. The semiconductor device of this embodiment is used as a semiconductor sensor, for example. However, the present embodiment is not limited to this, and can also be applied to semiconductor devices used for other uses such as LEDs.

本実施例において、モールド金型は上金型50(一方金型)と下金型60(他方金型)を備えて構成される。上金型50は、上型インサート51を備え、上型インサート51にはキャビティピン52(突起部)が挿入されている。図1には一つのキャビティピン52のみが示されているが、実際には半導体パッケージの個数分だけの複数のキャビティピン52が上型インサート51に挿入されている。キャビティピン52は、例えば鉄やステンレス系の材料から構成されるが、これに限定されるものではない。   In the present embodiment, the mold is configured to include an upper mold 50 (one mold) and a lower mold 60 (the other mold). The upper mold 50 includes an upper mold insert 51, and cavity pins 52 (projections) are inserted into the upper mold insert 51. Although only one cavity pin 52 is shown in FIG. 1, a plurality of cavity pins 52 corresponding to the number of semiconductor packages are actually inserted into the upper mold insert 51. The cavity pin 52 is made of, for example, iron or stainless steel material, but is not limited thereto.

上型インサート51には、各々のキャビティピン52を取り囲むようにキャビティ57が形成されている。キャビティ57には、トランスファモールドによりリードフレーム10が樹脂封止される際に樹脂が充填される。この樹脂は、半導体チップ80を封止し、個片化後の半導体装置におけるパッケージを構成する。また、上型インサート51には、隣接するキャビティ57同士を連通するスルーゲート58が形成されている。ただし、スルーゲート58に代えてエアベントを設けてもよい。また、後述する構成により、平面視におけるパッケージの外周へのエアの排出手段を設けなくてもエアベント可能であり、ボイドの発生を防止することができる。   A cavity 57 is formed in the upper mold insert 51 so as to surround each cavity pin 52. The cavity 57 is filled with resin when the lead frame 10 is resin-sealed by transfer molding. This resin seals the semiconductor chip 80 and constitutes a package in the semiconductor device after separation. In addition, the upper die 51 is formed with a through gate 58 that allows communication between adjacent cavities 57. However, an air vent may be provided instead of the through gate 58. Further, with the configuration described later, air venting is possible without providing air discharge means to the outer periphery of the package in plan view, and generation of voids can be prevented.

また上型インサート51には、カル55a、ランナ55b、および、ゲート56が形成されており、樹脂をキャビティ57の内部に注入するように、これらは互いに連通して設けられている。上金型50は、樹脂封止時において、半導体チップ実装領域とキャビティ57とが重なるようにリードフレーム10を上面側(一方面側)から押さえ付ける。   Further, the upper die insert 51 is formed with a cull 55a, a runner 55b, and a gate 56, and these are provided in communication with each other so as to inject resin into the cavity 57. The upper mold 50 presses the lead frame 10 from the upper surface side (one surface side) so that the semiconductor chip mounting region and the cavity 57 overlap when the resin is sealed.

下金型60は、下型インサート61を備えて構成されている。下型インサート61には、上型インサート51のキャビティ57と対応する位置、すなわち、リードフレーム10を挟んでキャビティ57と対称の位置に、キャビティ67が形成されている。また、キャビティ67の中央部には、上型インサート51のキャビティピン52と対応する位置、すなわちリードフレーム10を挟んでキャビティピン52と対称の位置に、突起部62が形成されている。また下型インサート61には、隣接するキャビティ67同士を連通するスルーゲート68が形成されている。スルーゲート68は、上型インサート51のスルーゲート58と対応する位置、すなわちリードフレーム10に関してスルーゲート58と対称の位置に設けられている。下金型60は、樹脂封止時において、リードフレーム10を下面側(他方面側)から押さえ付ける。   The lower mold 60 includes a lower mold insert 61. In the lower mold insert 61, a cavity 67 is formed at a position corresponding to the cavity 57 of the upper mold insert 51, that is, a position symmetrical to the cavity 57 with the lead frame 10 interposed therebetween. Further, a protrusion 62 is formed at the center of the cavity 67 at a position corresponding to the cavity pin 52 of the upper mold insert 51, that is, at a position symmetrical to the cavity pin 52 with the lead frame 10 interposed therebetween. Further, the lower mold insert 61 is formed with a through gate 68 that allows adjacent cavities 67 to communicate with each other. The through gate 68 is provided at a position corresponding to the through gate 58 of the upper mold insert 51, that is, at a position symmetrical to the through gate 58 with respect to the lead frame 10. The lower mold 60 presses the lead frame 10 from the lower surface side (the other surface side) during resin sealing.

このように本実施例のモールド金型は、上金型50と下金型60とを主体として構成されている。樹脂封止時(樹脂モールド時)には、上金型50と下金型60とでリードフレーム10をクランプし(挟み)、複数のキャビティ57、67の内部に半導体パッケージ用の樹脂を充填する。   As described above, the mold according to the present embodiment is mainly composed of the upper mold 50 and the lower mold 60. At the time of resin sealing (at the time of resin molding), the lead frame 10 is clamped (sandwiched) by the upper mold 50 and the lower mold 60, and the inside of the cavities 57 and 67 is filled with resin for semiconductor packages. .

図1において、70は、熱硬化性樹脂等をタブレット(円柱)状に成形した樹脂タブレットである。樹脂封止時には、図1に示されるように、下金型60のポット63を予熱し、その中に樹脂タブレット70を投入して溶融させる。そして、ポット63に沿って上下に摺動可能に構成されたプランジャ64をトランスファ機構(不図示)により上動させ、溶融した樹脂71を圧送する。プランジャ64によって樹脂71が圧送されることにより、溶融した樹脂71は、図1中のカル55a、ランナ55b、および、ゲート56を介して、図2(a)に示されるようにキャビティ57、67へ供給される。複数のパッケージをスルーゲート58、68を介して接続したようなマトリックスタイプの成形を行う場合、各々のキャビティ57、67は、スルーゲート58、68を介して連通しているため、樹脂71は、ゲート56に近いキャビティ57、67から、ゲート56から離れた(遠い)キャビティ57、67に向けて順次供給されていく。このようにして、樹脂タブレット70が溶融して樹脂71となり、上金型50と下金型60で形成された空間(キャビティ57、67)に注入される。   In FIG. 1, reference numeral 70 denotes a resin tablet obtained by molding a thermosetting resin or the like into a tablet (column). At the time of resin sealing, as shown in FIG. 1, the pot 63 of the lower mold 60 is preheated, and the resin tablet 70 is put therein and melted. Then, the plunger 64 configured to be slidable up and down along the pot 63 is moved up by a transfer mechanism (not shown), and the molten resin 71 is pumped. As the resin 71 is pumped by the plunger 64, the melted resin 71 passes through the cull 55a, the runner 55b, and the gate 56 in FIG. 1 as shown in FIG. Supplied to. When performing a matrix type molding in which a plurality of packages are connected through through gates 58 and 68, the cavities 57 and 67 communicate with each other through the through gates 58 and 68. Sequentially supplied from cavities 57 and 67 near gate 56 toward cavities 57 and 67 far from (distant from) gate 56. In this way, the resin tablet 70 is melted to become the resin 71 and is injected into the space (cavities 57 and 67) formed by the upper mold 50 and the lower mold 60.

図1および図2(a)に示されるように、樹脂封止前において、キャビティ57、67の内部には空気が存在する。プランジャ64により樹脂71が圧送されてキャビティ57、67の内部は徐々に樹脂71で充填されていくため、キャビティ57、67の内部に存在する空気をキャビティ57、67から排出する必要がある。このため、キャビティ57、67の外側(外壁の一部)にエアベントを設けることで、キャビティ57、67の内部に樹脂71が充填されるにつれて、このエアベントから空気が排出される。   As shown in FIGS. 1 and 2A, air exists in the cavities 57 and 67 before resin sealing. Since the resin 71 is pumped by the plunger 64 and the inside of the cavities 57 and 67 is gradually filled with the resin 71, it is necessary to discharge air existing inside the cavities 57 and 67 from the cavities 57 and 67. For this reason, by providing an air vent outside the cavities 57 and 67 (a part of the outer wall), the air is discharged from the air vent as the resin 71 is filled inside the cavities 57 and 67.

しかしながら、本実施例では、キャビティ57、67の中央部にてキャビティピン52(押さえ部91)および突起部62(押さえ部95)を用いてリードフレーム10をクランプした状態で樹脂封止を行う。この場合、図2(b)に示されるように、キャビティピン52および突起部62の柱状の部分によって分けられた樹脂71の流れがこれら柱状の部分の背後(同図の右側)において合流する際に、柱状の部分の近傍に空気57a、67aが残留する。具体的には、空気57a、67aは、キャビティ57、67の中央部、すなわちキャビティピン52および突起部62の側面にまとわり付くように残留する。このため、従来のように空気の抜き孔をキャビティ57、67の外側に設けても、キャビティピン52および突起部62の側面にまとわり付く空気57a、67aを効果的に除去することができない。   However, in this embodiment, the resin sealing is performed in a state where the lead frame 10 is clamped using the cavity pin 52 (pressing portion 91) and the protruding portion 62 (pressing portion 95) at the center of the cavities 57 and 67. In this case, as shown in FIG. 2B, when the flow of the resin 71 divided by the columnar portions of the cavity pins 52 and the protrusions 62 merges behind these columnar portions (the right side in the figure). In addition, air 57a and 67a remain in the vicinity of the columnar portion. Specifically, the air 57 a and 67 a remain so as to cling to the central portions of the cavities 57 and 67, that is, the side surfaces of the cavity pin 52 and the protrusion 62. For this reason, even if air vent holes are provided outside the cavities 57 and 67 as in the prior art, the air 57a and 67a clinging to the side surfaces of the cavity pin 52 and the protrusion 62 cannot be effectively removed. .

そこで本実施例では、キャビティピン52の先端とリードフレーム10との間に、樹脂封止時にキャビティ57から排出された空気を閉じ込める空間が形成されている。具体的には、図3(a)、(b)に示されるように、キャビティピン52の先端は、押さえ部91、凹部92(掘り込み部)、および、通路部93を備えて構成される。押さえ部91は、リードフレーム10を(上面側から)押さえる部分である。凹部92は、押さえ部91の内側に形成されて空気57aを閉じ込める領域である。通路部93は、樹脂封止時に空気57aがキャビティ57から凹部92へ(図3(b)中の矢印方向へ)移動するための通路となる。また通路部93は、キャビティピン52の周囲のうち、ゲート56とは反対側(図3(b)中の右側)に設けられている。これは、キャビティ57内の空気は、樹脂が合流する領域で発生しやすいためである。本実施例では同様に、突起部62の先端とリードフレーム10との間において、空気67aを閉じ込める空間(凹部96)が形成されている。   Therefore, in this embodiment, a space for confining air discharged from the cavity 57 during resin sealing is formed between the tip of the cavity pin 52 and the lead frame 10. Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the tip of the cavity pin 52 includes a pressing portion 91, a concave portion 92 (digging portion), and a passage portion 93. . The holding portion 91 is a portion that holds the lead frame 10 (from the upper surface side). The recess 92 is a region that is formed inside the pressing portion 91 and traps the air 57a. The passage portion 93 serves as a passage for the air 57a to move from the cavity 57 to the recess 92 (in the direction of the arrow in FIG. 3B) during resin sealing. The passage portion 93 is provided on the opposite side of the cavity pin 52 from the gate 56 (on the right side in FIG. 3B). This is because the air in the cavity 57 is likely to be generated in a region where the resin merges. Similarly, in the present embodiment, a space (concave portion 96) for confining the air 67a is formed between the tip of the protrusion 62 and the lead frame 10.

このように本実施例では、キャビティピン52および突起部62の先端の両方に、樹脂封止時にキャビティ57、67内の空気57a、67aを閉じ込める空間が形成されている。このため、キャビティピン52および突起部62の側面にまとわり付く空気57a、67aを効果的に除去することができる。この結果、樹脂パッケージ中に発生する空隙(ボイド)を低減して高品質な樹脂パッケージを製造することが可能となる。   As described above, in this embodiment, the space for confining the air 57a and 67a in the cavities 57 and 67 is formed in both the cavity pin 52 and the tip of the protrusion 62 when the resin is sealed. For this reason, the air 57a and 67a clinging to the side surface of the cavity pin 52 and the protrusion 62 can be effectively removed. As a result, it becomes possible to manufacture a high-quality resin package by reducing voids generated in the resin package.

このような構成を採用することで、図2(c)に示されるように、キャビティ57、67内の不要な空気57a、67aが除去され、上金型50と下金型60との間(キャビティ57、67)が樹脂71で良好に充填される。また、このような空隙(ボイド)を削減するためにキャビティ57、67内の空気を排出し樹脂を充填する減圧成形や樹脂圧力を高圧にすることも考えられるが、本実施例のように金型の形状を変更する手法と比較して高価な装置構成が必要となる。これに対し、本実施例の構成によれば、空隙(ボイド)を低減して高品質な樹脂パッケージを安価な装置構成で製造することができる。なお、樹脂タブレット70に代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ(不図示)で供給することもできる。また、粒状、顆粒状やゲル状の樹脂を用いることもできる。   By adopting such a configuration, as shown in FIG. 2C, unnecessary air 57a and 67a in the cavities 57 and 67 are removed, and the space between the upper mold 50 and the lower mold 60 ( The cavities 57, 67) are satisfactorily filled with the resin 71. Further, in order to reduce such voids, it is conceivable to discharge the air in the cavities 57 and 67 and fill the resin with reduced pressure molding or to increase the resin pressure. Compared with the method of changing the shape of the mold, an expensive apparatus configuration is required. On the other hand, according to the configuration of this embodiment, it is possible to manufacture a high-quality resin package with an inexpensive device configuration by reducing voids. Instead of the resin tablet 70, a liquid thermosetting resin can be supplied by a dispenser (not shown). Further, granular, granular or gel resins can be used.

樹脂71の充填後、樹脂71を硬化させるために所定時間だけ待機した後、上金型50および下金型60の型閉状態を開放する。そして、ダイシング工程により複数の樹脂パッケージ(半導体装置)に個片化される。このような構成により、樹脂パッケージ中の空隙(ボイド)を低減して高品質な半導体装置を提供することができる。   After filling with the resin 71, after waiting for a predetermined time to cure the resin 71, the upper mold 50 and the lower mold 60 are opened. Then, it is separated into a plurality of resin packages (semiconductor devices) by a dicing process. With such a configuration, it is possible to provide a high-quality semiconductor device by reducing voids in the resin package.

次に、図4、図5および図6を参照して、本実施例における変形例について説明する。図4(a)〜(c)は、本実施例におけるキャビティピンとリードフレームとの組み合わせの変形例である。図5(a)、(b)は、本実施例におけるキャビティピンの変形例である。図6(a)、(b)は、本実施例における金型の変形例を示す平面図である。   Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4A to 4C are modified examples of the combination of the cavity pin and the lead frame in the present embodiment. 5A and 5B are modifications of the cavity pin in the present embodiment. 6A and 6B are plan views showing modifications of the mold in this embodiment.

図4(a)の変形例において、キャビティピン52aの先端は、従来と同様の平面形状である。すなわち先端の全体は、リードフレームを押さえる押さえ部を構成する。一方、リードフレーム10aには、キャビティピン52aにより押さえられる領域の内側領域において、空気を閉じ込める凹部11(掘り込み部)が形成されている。またリードフレーム10aには、樹脂封止時に空気がキャビティから凹部11へ移動するための通路部12が形成されている。凹部11および通路部12はそれぞれ、図3を参照して説明したキャビティピン52の凹部92および通路部93と同様の形状を有する。   In the modification of FIG. 4A, the tip of the cavity pin 52a has the same planar shape as the conventional one. That is, the entire tip constitutes a pressing portion that holds the lead frame. On the other hand, the lead frame 10a is formed with a recess 11 (digging portion) for trapping air in an inner region of the region pressed by the cavity pin 52a. Further, the lead frame 10a is formed with a passage portion 12 for air to move from the cavity to the recess 11 during resin sealing. The concave portion 11 and the passage portion 12 have the same shapes as the concave portion 92 and the passage portion 93 of the cavity pin 52 described with reference to FIG.

図4(b)の変形例において、リードフレーム10bには、図4(a)と同様の凹部11が形成されている。一方、キャビティピン52bの先端には、樹脂封止時に空気がキャビティから凹部11へ移動するための通路部93が形成されている。通路部93は、図3を参照して説明した構成と同様である。   In the modification of FIG. 4B, the lead frame 10b has a recess 11 similar to that of FIG. On the other hand, a passage portion 93 is formed at the tip of the cavity pin 52b for air to move from the cavity to the recess 11 during resin sealing. The passage portion 93 has the same configuration as that described with reference to FIG.

図4(c)の変形例において、キャビティピン52cの先端には、押さえ部の内側に形成されて空気を閉じ込める凹部92が形成されている。凹部92は、図3を参照して説明した構成と同様である。一方、リードフレーム10cには、樹脂封止時に空気がキャビティから凹部92へ移動するための通路部12aが形成されている。   In the modification of FIG. 4 (c), a concave portion 92 is formed at the tip of the cavity pin 52c, which is formed inside the pressing portion and traps air. The recess 92 has the same configuration as described with reference to FIG. On the other hand, the lead frame 10c is formed with a passage portion 12a for air to move from the cavity to the recess 92 during resin sealing.

このように、図4(a)〜(c)に示されるキャビティピンとリードフレームとの組み合わせの各構成を採用した場合でも、本実施例の効果を同様に得ることができる。   Thus, even when each configuration of the combination of the cavity pin and the lead frame shown in FIGS. 4A to 4C is employed, the effect of the present embodiment can be similarly obtained.

図5(a)の変形例において、キャビティピン52dには、凹部92に閉じ込められた空気を抜くための抜き孔94が設けられている。抜き孔94の一端は凹部92に接続され、他端は空気吸引手段(不図示)に接続されている。抜き孔94を設けることにより、凹部92に閉じ込められた空気が溜まらないため、凹部92の体積よりも大きい空気体積量を吸引することができる。   In the modification of FIG. 5A, the cavity pin 52d is provided with a hole 94 for extracting air trapped in the recess 92. One end of the hole 94 is connected to the recess 92, and the other end is connected to air suction means (not shown). By providing the hole 94, air trapped in the recess 92 does not accumulate, so that an air volume larger than the volume of the recess 92 can be sucked.

図5(b)の変形例において、キャビティピン52eには、凹部92aおよび通路部93aが形成されている。凹部92aおよび通路部93aの深さ(高さ)はそれぞれ、凹部92および通路部93よりも深く(高く)、樹脂71に含まれるフィラー等の径より大きくすることで、フィラー等によって流れが塞き止められない深さとする必要がある。また好ましくは、通路部93aの幅を通路部93よりも広く構成する。本変形例の構成によれば、樹脂封止時に樹脂内部に含まれる空気を閉じ込める空間が形成されるとともに、樹脂71の一部を通路部93aを介して凹部92aの内部に閉じ込めるフローキャビティとしての機能も有することになる。   In the modification of FIG. 5B, the cavity pin 52e has a recess 92a and a passage portion 93a. The depth (height) of the concave portion 92a and the passage portion 93a is deeper (higher) than the concave portion 92 and the passage portion 93, respectively, and is larger than the diameter of the filler contained in the resin 71, so that the flow is blocked by the filler. It is necessary to make the depth unstoppable. Further, preferably, the width of the passage portion 93 a is configured wider than that of the passage portion 93. According to the configuration of this modification, a space for confining air contained in the resin at the time of resin sealing is formed, and a part of the resin 71 is confined inside the recess 92a through the passage portion 93a. It will also have a function.

本実施例のモールド金型において、上金型50における突起部としてキャビティピン52を設け、下金型60における突起部として下型インサート61に一体的に形成された突起部62を設けている。ただし本実施例はこれに限定されるものではない。上金型50における突起部として上型インサート51に一体的に形成された突起部を設け、下金型60における突起部としてキャビティピンを設けてもよい。また、両方の突起部をキャビティピンとすることもできる。すなわち、上金型50および下金型60の突起部の少なくとも一つにキャビティピンを採用すればよい。また、両方の突起部として、それぞれのインサートに一体的に形成された突起部を採用することもできる。   In the mold according to the present embodiment, the cavity pin 52 is provided as a protrusion in the upper mold 50, and the protrusion 62 formed integrally with the lower mold insert 61 is provided as a protrusion in the lower mold 60. However, the present embodiment is not limited to this. A protrusion formed integrally with the upper mold insert 51 may be provided as a protrusion in the upper mold 50, and a cavity pin may be provided as a protrusion in the lower mold 60. Moreover, both protrusion parts can also be used as cavity pins. That is, a cavity pin may be employed for at least one of the protrusions of the upper mold 50 and the lower mold 60. Further, as both protrusions, protrusions formed integrally with the respective inserts can be employed.

また本実施例のモールド金型では、上金型50および下金型60の両方の突起部(キャビティピン52、突起部62)に空気を閉じ込める空間(凹部92、64)を形成しているが、これに限定されるものではない。このような空間は、上金型50、60の少なくとも一つの突起部に形成すればよい。また、このような突起部自体を上金型50、60の少なくとも一つに設けられるように構成してもよい。本実施例におけるモールド金型の構成は、半導体チップがリードフレームの両面にされているか、またはいずれか一方の面に実装されているかなどに応じて適宜変更される。また本実施例において、突起部の先端は図3(b)で示される平面方向から見て円形状であるが、これに限定されるものではなく、矩形状などの他の形状としてもよい。   In the mold of this embodiment, spaces (concave portions 92 and 64) for confining air are formed in the protrusions (cavity pins 52 and protrusions 62) of both the upper mold 50 and the lower mold 60. However, the present invention is not limited to this. Such a space may be formed in at least one protrusion of the upper molds 50 and 60. Moreover, you may comprise so that such protrusion part itself may be provided in at least one of the upper metal mold | die 50,60. The configuration of the molding die in the present embodiment is appropriately changed depending on whether the semiconductor chip is formed on both sides of the lead frame or on one of the sides. In the present embodiment, the tip of the protrusion is circular when viewed from the plane direction shown in FIG. 3B, but is not limited to this, and may be other shapes such as a rectangular shape.

また、図6(a)の変形例において、マップタイプのキャビティ57aに平面視円形状の突起部59aを行列状に設けることで、例えばLEDリフレクタのようなパッケージを一括して成形することができる。このような場合、突起部59aにおけるゲート56の反対側に通路部97bを設けることで、凹部98aの内部に空気を排出することができる。即ち、ゲート56とエアベント53を繋いだ線上における突起部59aの壁面付近において樹脂が合流することになるため、樹脂の合流する位置において空気を排出することができる。   In addition, in the modification of FIG. 6A, a package such as an LED reflector can be collectively formed by providing the map type cavity 57a with circular projections 59a in a plan view in a matrix. . In such a case, air can be discharged into the recess 98a by providing the passage portion 97b on the opposite side of the protrusion 56a to the gate 56. That is, since the resin merges in the vicinity of the wall surface of the projection 59a on the line connecting the gate 56 and the air vent 53, the air can be discharged at the position where the resin merges.

図6(b)の変形例において、マップタイプのキャビティ57bに平面視矩形状の突起部59bを行列状に設けることで、例えば放熱板保持用のスティフナとして成形するようなパッケージを一括して成形することができる。このような場合において、突起部59b間の隙間が細く(狭く)なってしまうときにもゲート56とエアベント53を繋いだ線上における突起部59bの壁面付近において合流することになる。このため、ゲート56に向く側面に通路部97bを設けることによっても、凹部98bの内部に空気を円滑に排出することができる。すなわち、通路部97bの成形位置は、ゲート56に対して反対側のみではなく、樹脂が合流する位置として成形試験や流動解析により確認される樹脂の合流位置に配置することで空気を円滑に排出することができる。   In the modification of FIG. 6 (b), the map type cavity 57b is provided with projections 59b having a rectangular shape in plan view in a matrix, thereby forming, for example, a package that is molded as a stiffener for holding a heat sink, for example. can do. In such a case, even when the gap between the projections 59b becomes narrow (narrow), the gaps near the wall surface of the projection 59b on the line connecting the gate 56 and the air vent 53 are joined. For this reason, air can be smoothly discharged into the recess 98b by providing the passage portion 97b on the side surface facing the gate 56. That is, the molding position of the passage portion 97b is not limited to the side opposite to the gate 56, but the air is smoothly discharged by being arranged at a resin joining position that is confirmed by a molding test or a flow analysis as a position where the resin joins. can do.

本実施例では、一方金型および他方金型の少なくとも一方の突起部の先端に、樹脂封止時にキャビティ内の空気を閉じ込める空間が形成されている。このため、突起部の側面にまとわり付く空気を効果的に除去することができ、半導体パッケージ中の空隙(ボイド)の発生を抑制することが可能である。このため本実施例によれば、高品質な半導体装置を製造するためのモールド金型および高品質な半導体装置を提供することができる。   In the present embodiment, a space for confining air in the cavity at the time of resin sealing is formed at the tip of at least one protrusion of one mold and the other mold. For this reason, the air clinging to the side surface of the protrusion can be effectively removed, and the generation of voids in the semiconductor package can be suppressed. For this reason, according to this embodiment, it is possible to provide a mold for manufacturing a high-quality semiconductor device and a high-quality semiconductor device.

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。   The embodiment of the present invention has been specifically described above. However, the present invention is not limited to the matters described as the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.

10 リードフレーム
50 上金型
52 キャビティピン
57、67 キャビティ
58、68 スルーゲート
60 下金型
63 ポッド
64 プランジャ
70 樹脂タブレット
71 樹脂
80 半導体チップ
82 ワイヤ
91 押さえ部
92 凹部
93 通路部
10 Lead frame 50 Upper mold 52 Cavity pin 57, 67 Cavity 58, 68 Through gate 60 Lower mold 63 Pod 64 Plunger 70 Resin tablet 71 Resin 80 Semiconductor chip 82 Wire 91 Holding part 92 Recess 93 Passage part

Claims (3)

ワークを樹脂で封止して半導体装置を製造するために用いられるモールド金型であって、
前記ワークを一方面側から押さえる一方金型と、
前記ワークを他方面側から押さえる他方金型と、を有し、
前記一方金型および前記他方金型の少なくとも一つには、前記ワークを押さえるキャビティピン、および、該キャビティピンを取り囲むように構成されたキャビティが設けられており、
前記キャビティピンの先端は、
前記ワークを押さえる押さえ部と、
前記押さえ部の内側に形成されて樹脂封止時に前記キャビティから排出された空気を閉じ込める凹部と、
前記樹脂封止時に前記空気が前記キャビティから前記凹部へ移動するための通路部と、を有し、
前記通路部は、前記キャビティピンによって分けられた前記樹脂の流れが合流する位置に配置されており、前記空気を前記凹部へ移動させるとともに前記樹脂を前記凹部へ移動させないように構成されている、ことを特徴とするモールド金型。
A mold used for manufacturing a semiconductor device by sealing a workpiece with a resin,
One mold for holding the workpiece from one side;
The other mold for pressing the workpiece from the other side,
At least one of the one mold and the other mold is provided with a cavity pin that holds the workpiece, and a cavity configured to surround the cavity pin ,
The tip of the cavity pin is
A holding part for holding the workpiece;
A recess that is formed inside the pressing portion and traps air discharged from the cavity during resin sealing;
A passage for allowing the air to move from the cavity to the recess during the resin sealing ,
The passage portion is arranged at a position where the flow of the resin divided by the cavity pins merges, and is configured to move the air to the recess and not move the resin to the recess . A mold mold characterized by that.
前記ワークは、リードフレームであり、
前記半導体装置は、半導体センサであり、
前記通路部は、前記キャビティにおいて前記キャビティピンの側面に残留する空気を前記凹部へ排出することを特徴とする請求項1に記載のモールド金型。
The workpiece is a lead frame;
The semiconductor device is a semiconductor sensor,
The mold according to claim 1, wherein the passage portion discharges air remaining on a side surface of the cavity pin in the cavity to the concave portion .
前記キャビティピンは、前記凹部に閉じ込められた前記空気を抜くための抜き孔を有することを特徴とする請求項またはに記載のモールド金型。 The mold according to claim 1 or 2 , wherein the cavity pin has a hole for extracting the air confined in the recess.
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