JPH1187381A - 半導体装置の樹脂封止方法及び樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】樹脂の溶融粘度の違いにより樹脂封止時の樹脂
の流動状態によるボイドの発生による不良や素子搭載部
の位置変化による不良を防止する。 【解決手段】キャビティ２，９は重力の作用する方向と
平行に設けてあり、このキャビティの最下端には樹脂を
充填させるためのゲート４がある。またゲートと対向す
るキャビティの最上端にはキャビティ内の空気を排出す
るためのエアベント３，１０が設けてある。さらに位置
的にランナー５はゲート４より下位にありポット６はラ
ンナー５より下位にあるように設置する。このように樹
脂の充填が早い構成部品ほど重力的に低い位置に設ける
ことにより樹脂は重力の作用する方向とたえず逆向きに
流動するので左右のキャビティでパッケージの構造によ
り微小な充填差が生じると左右のキャビティ間に樹脂の
流動が生じ結果的に左右のキャビティにて樹脂を均一に
充填できる。

Description

【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樹脂封
止方法及び樹脂封止装置に係わり、特にトランスファ樹
脂封止成形機による樹脂封止型半導体装置の樹脂封止方
法及び樹脂封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の樹脂封止方法を図１０に示す。同
図において、上金型３０の平坦な主面３０Ｍから内部に
キャビティ３１が形成され、このキャビティ３１の底面
３１Ｍは主面３０Ｍと平行になっており、またキャビテ
ィ３１の端部にエアベンド３２が形成されている。同様
に、下金型３５の平坦な主面３５Ｍから内部にキャビテ
ィ３４が形成され、このキャビティ３４の底面３４Ｍは
主面３５Ｍと平行になっており、またキャビティ３４の
端部にエアベンド３３が形成されている。

【０００３】上下の金型３０，３５により上下方向に分
離するキャビティ３１，３４により構成されたモールド
キャビティ内に、リードフレーム２０の素子搭載部（ア
イランド）２３上の素子２４とリードフレーム２０のイ
ンナーリードとをワイヤー２２によりワイヤーボンディ
ングされた半導体装置の半製品が載置され、リードフレ
ーム２０のアウターリードを含む外側の部分が上金型３
０の主面３０Ｍと下金型３５の主面３５Ｍにより挟持さ
れている。また上下金型のエアベンド３２，３３によっ
てモールド用のエアベンドを構成している。

【０００４】ここで、同図に示すように従来技術では、
リードフレームを挟持する上下金型３０、３５の主面３
０Ｍ、３５Ｍは重力方向１００に対して直角方向、すな
わち水平方向に載置されており、したがってリードフレ
ーム、キャビティも水平方向に延在している。

【０００５】そして、ポット６内に投入した熱硬化性樹
脂１２を高温状態（１５０〜２００℃程度）にある金型
の熱にて溶融しかつプランジャー１３にて射出すること
によりキャビティ側面のゲート４を介して樹脂を水平方
向にキャビティに充填していた。

【０００６】このようにして形成される樹脂封止型半導
体装置の樹脂封止部（パッケージ）は、近年の薄型・小
型化の要求により、幅および長さが４〜５０ｍｍ程度で
あるのに対し、厚さは約４ｍｍ以下と薄く、特に最近の
パッケージでは１ｍｍ以下と薄くなる傾向にある。

【０００７】またリードフレーム２０の素子搭載部２３
周辺のインナーリードの間隔も小型化に伴い０．２ｍｍ
程度まで狭くなる傾向にある。

【０００８】一方、封止材として用いられる熱硬化性樹
脂は図９に示すように固体の状態から加熱により溶融し
液状になり、溶融した樹脂の粘度は時間とともに低くな
るが、さらに加熱されると最低溶融粘度の領域以降では
逆に粘度が高くなるという挙動を示す。

【０００９】また樹脂のチキソ性も同様の挙動を示し、
樹脂の粘度が高いほどチキソ性も高くなる。

【００１０】そして溶融した樹脂は基本的に流体の挙動
を示し、重力に対してポテンシャルの高い位置から低い
位置に流動する。

【００１１】この図９に示すように、樹脂封止の際は最
低粘度領域の樹脂の状態でキャビティ内に樹脂を充填す
るが、従来の樹脂封止方法では最低溶融粘度領域の粘度
が低い樹脂と高い樹脂ではキャビティ内に樹脂が充填さ
れる挙動が以下のように変化する。

【００１２】（１）溶融粘度の低い樹脂を使用した場合
は樹脂のチキソ性も低く、流動抵抗が小さくなるため、
図１１乃至図１３に示すように、樹脂は重力に対して位
置的にポテンシャルの低い下キャビティ３４から充填す
る傾向にある。このため下キャビティ３４の樹脂がゲー
トと反対方向へ流動するときの抵抗が、インナーリード
の隙間を通り上キャビティ３１へ樹脂が流れるときの抵
抗より大きくなることにより上キャビティへ樹脂が充填
されるため、上キャビへの樹脂の充填は遅くなる。

【００１３】すなわち図１１は低粘度樹脂を用いた樹脂
封止の前半の樹脂動作状態を示す平面図（Ａ）およびＧ
−Ｇ部における断面図（Ｂ）である。矢印で示す流動方
向５０のように樹脂が流れ、最初は下キャビティ３４に
充填される樹脂（平面図（Ａ）では右下がりのハッチン
グで示す）１５が上キャビティ３１に充填される樹脂
（平面図（Ａ）では左下がりのハッチングで示す）１４
よりも多くなっていることを示している。

【００１４】図１２は低粘度樹脂を用いた樹脂封止の中
半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ部における断面図である。流動
方向５０に示すように、インナーリードの隙間を通り上
キャビティ３１へ樹脂が流れていく。

【００１５】図１３は低粘度樹脂を用いた樹脂封止の後
半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ部における断面図である。イン
ナーリードの隙間を通る樹脂により上キャビティ３１が
充填される。

【００１６】（２）一方、溶融粘度の高い樹脂を使用し
た場合は樹脂のチキソ性も高いことから樹脂の流動抵抗
は大きくなる。このため図１４乃至図１５に示すよう
に、ゲートより充填された樹脂は下キャビティ３４へも
充填されるが、下キャビティを樹脂がゲートと反対方向
へ流動するときの流動抵抗より、ゲート近傍の比較的広
い隙間のインナーリードの間を通り上キャビティ３１の
樹脂が流動するときの流動抵抗の方が小さくなるため、
ゲートより充填された樹脂は重力に逆い上キャビティへ
も充填される。

【００１７】そして前述したように素子搭載部周辺のイ
ンナーリードの間隔が狭いことや、樹脂粘度が高く流動
抵抗が大きいことにより、上下のキャビティに充填され
た樹脂は素子搭載部周辺でインナーリード間を通り反対
側のキャビティに流動することは少なく、このため見か
け上リードフレーム２０を境にして上下のキャビティに
別々に樹脂が流動しながら充填される状態になる。

【００１８】すなわち図１４は高粘度樹脂を用いた樹脂
封止の前半の樹脂動作状態を示す平面図（Ａ）およびＪ
−Ｊ部における断面図（Ｂ）であり、図１５は高粘度樹
脂を用いた樹脂封止の後半の樹脂動作状態を示す平面図
（Ａ）およびＫ−Ｋ部における断面図（Ｂ）である。

【００１９】これらの図に示すように、素子搭載部周辺
のインナーリード間を通る樹脂の流動５０は少なく、ゲ
ート近傍から樹脂はそれぞれのキャビティを流動５０す
ることにより充填していく。

【００２０】このように従来の封止方法では樹脂を重力
に対して直角方向すなわち水平方向にキャビティに充填
させるため、樹脂の流動は樹脂の粘度と重力の影響を浮
け、下キャビティから先に樹脂が充填したり、リードフ
レームを境にして上下キャビティに樹脂が分かれ上下キ
ャビティでそれぞれ別々の充填スピードで樹脂が充填さ
れる。

【００２１】この状態は上下のキャビティの厚さの比や
素子搭載部の大きさ等のパッケージ構造や、封止条件等
により種々影響を受け変化する。

【００２２】一方、特開平７−１４９６号公報にはキャ
ビティを傾斜させる技術が開示されている。

【００２３】しかしこのように傾斜をさせてゲートを重
力の下位置にくるようにキャビティ内に設けても、キャ
ビティは傾斜させているため、あくまでも重力に対して
リードフレームを境に上下キャビティの関係になるため
前述したように重力と樹脂粘度により樹脂の充填が左右
される結果となる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】問題点は、従来技術に
おいては、キャビティを水平又は傾斜して設けているた
め、低粘度の樹脂にて封止した場合には図１１に示すよ
うに樹脂は重力の影響により初めは重力に対して下位に
あるゲート側の下キャビティ側から樹脂が充填される。
そして下キャビティ側が完全に充填されるてくると図１
２，図１３に示すようにインナーリード間を通り下キャ
ビティから上キャビティ側へ樹脂が流動する。

【００２５】このため上キャビティのゲート側より流動
してきた樹脂と下キャビティから上キャビティに流動し
た樹脂が上キャビティのある部分で接合するのでこの部
分には気泡を含むようになり、最終製品としては外観上
ボイド不良となることがあった。上記気泡に関する現象
による不都合は、傾斜の場合も水平の場合と同様であ
る。

【００２６】又、高粘度の樹脂では図１４、図１５に示
すように、ゲート近傍のインナーリード間を通り上キャ
ビティに流れた樹脂と、重力の影響により下キャビティ
に流れた樹脂がそれぞれリードフレームを境にして上下
のキャビティにて別々に流動しやすいため、しばしばパ
ッケージの構造や封止条件により上下のキャビティの樹
脂の充填スピードに差が生じることがある。

【００２７】このため細い吊りリードによってフレーム
に接続されている素子搭載部は図１５に示すように、先
行して充填された樹脂の流動にて押され、素子搭載部が
本来の位置より変化してしまうことがある。この位置変
化に関する不都合は傾斜の場合も水平の場合と同様であ
る。

【００２８】そして最悪の場合は素子搭載部の位置的な
変化によりワイヤーが断線したり近年の薄型パッケージ
のように樹脂厚が１ｍｍ以下のパッケーシにおいては素
子や素子搭載部がパッケージの表面に露出する等の不具
合が生じていた。

【００２９】このように従来の封止方法では、樹脂の粘
度状態によりボイド不良が発生したり、素子搭載部の位
置が変化したりするため両者の不具合を発生させないよ
う封止することはしばしば困難なことがあった。

【００３０】上記の不具合が生じる理由は以下による。

【００３１】先に述べたように、樹脂封止部（パッケー
ジ）は幅および長さが４〜５０ｍｍ程度であるのに対し
厚さは約４ｍｍ以下と薄いのが一般的になっている。

【００３２】そして樹脂の充填はキャビティの一部に設
けられたゲートからゲート対向部の長さ方向に充填が行
われる。

【００３３】しかし従来の樹脂封止方法ではキャビティ
は重力に対して直角（水平）又は傾斜して設けてあるた
め樹脂の充填方向と重力により樹脂が影響を受ける方向
は異なる。

【００３４】このため低粘度樹脂の場合は重力により影
響を大きく受けた樹脂の充填をし、高粘度樹脂の場合は
重力の影響よりも樹脂の流動時の抵抗が大きく影響する
樹脂の充填が行われる。

【００３５】このように樹脂の充填方向と重力の影響を
受ける方向が異なるため樹脂の粘度の違いにより樹脂の
流動状態に変化が生じるのである。

【００３６】本発明の目的は樹脂封止型半導体装置の樹
脂封止において、樹脂の粘度によりボイド不良が発生し
たり、素子搭載部の位置的な変化が生じたりすることを
防止する成形方法及び成形装置を提供することにある。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、主面よ
り内部に第１のキャビティを設けた第１の金型と、主面
より内部に第２のキャビティを設けた第２の金型とを用
い、前記第１および第２の金型の主面どうしを合わせる
ことにより前記第１および第２のキャビティからモール
ド用のキャビティを構成し、前記キャビティ内にゲート
を介して封止材料を充填し、この充填に伴って前記キャ
ビティ内の空気が空気排出用のエアベントから排出され
ることにより前記キャビティによって樹脂封止部が成形
される半導体装置の樹脂封止方法において、前記第１お
よび第２のキャビティの主面を重力方向に対して平行に
した状態で前記充填を行う半導体装置の樹脂封止方法に
ある。ここで、前記封止材料はポットからランナー，ゲ
ートを介してキャビティに充填され最後にエアベントに
至るまで重力の作用する方向と逆向きに流動するように
することができる。さらに、素子をマウントした素子搭
載部およびインナーリードを含むリードフレームの内側
の箇所を前記キャビティ内に載置し、アウターリードを
含む前記リードフレームの外側の箇所を重力方向に対し
て平行な前記第１および第２の金型の主面で挟持した状
態で前記充填を行って前記樹脂封止部を形成することが
できる。また、前記樹脂封止部はＳＯＰ型もしくはＱＦ
Ｐ型のパッケージであることができる。

【００３８】本発明の他の特徴は、重力方向に対して平
行な主面より内部に第１のキャビティを設けた第１の金
型と、重力方向に対して平行な主面より内部に第２のキ
ャビティを設けた第２の金型とを有し、前記主面どうし
を合わせることにより前記第１および第２のキャビティ
から重力方向に平行に延びるモールド用のキャビティを
構成し、前記キャビティの最下端側に封止材料を導入す
るゲートを設け、前記キャビティの最上端側にキャビテ
ィ内の空気を排出するエアベントを設け、これにより前
記封止材料の充填に関係する構成部品であるポット、ラ
ンナー，ゲート、キャビティ、エアベントは充填が早い
構成部品ほど重力に対し低い位置に設た半導体装置の樹
脂封止装置にある。ここで、前記第１のキャビティの底
面は前記第１の金型の主面と平行であり、前記第２のキ
ャビティの底面は前記第２の金型の主面と平行であり、
これにより前記第１および第２のキャビティの底面も重
力方向と平行であることが好ましい。さらに、前記封止
材料によりＳＯＰ型の樹脂封止部を形成し、前記キャビ
ティの下側の辺に前記ゲートを接続し、前記キャビティ
の上側の辺に前記エアベントを接続することができる。
あるいは、前記封止材料によりＱＦＰ型の樹脂封止部を
形成し、前記キャビティの下側のコーナ部に前記ゲート
を接続し、前記キャビティの上側のコーナ部に前記エア
ベントを接続し、前記キャビティの両側のコーナ部にそ
れぞれ他のエアベントを接続することができる。

【００３９】このような本発明によれば、金型の主面を
重力の作用する方向と平行にして、すなわち水平面に対
して垂直にし、キャビティをこの主面と平行に延在さ
せ、かつこのキャビティの最下部に位置するゲートから
重力的にポジションの高いエアベント側に向かって樹脂
が充填される構造となっているため、樹脂の流動する方
向は常に重力の作用する方向とは逆向きとなる。

【００４０】このためにキャビティ内に充填された樹脂
は重力の影響により常にゲート側へ流動しようとする力
が働くため、パッケージの形状によって左右のキャビテ
ィの樹脂の充填状態にわずかな差が生じる場合は充填の
早い側のキャビティから遅い側のキャビティへインナー
リードの隙間を通り樹脂が流動するようになり、結果的
に左右のキャビティはほぼ同時にかつゲート側から順次
樹脂が充填される。

【００４１】また左右のキャビティにおいて同時に、か
つゲート側から順次樹脂が充填されるためキャビティの
最上部に位置するエアベントは最後まで樹脂でふさがれ
ることがなく、キャビティ内の空気は全てエアベントよ
り排出されるため樹脂内部に空気を巻き込みにくい。

【００４２】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明を説明
する。

【００４３】図１乃至図４は本発明の第１の実施の形態
を示す図面である。

【００４４】すなわち、図１（Ａ）は本発明の第１の実
施の形態の封止金型を示す正面図であり、図１（Ｂ）は
（Ａ）のＡ−Ａ部に対応した断面図である。

【００４５】図２は第１の実施の形態に適用される通称
ＳＯＰと呼ばれている半導体装置のリードフレームとワ
イヤーボンディングの状態を示す平面図（Ａ）および樹
脂封止後の状態を示す平面図（Ｂ）である。

【００４６】また、図３は第１の実施の形態における樹
脂封止の前半の樹脂動作状態を示す平面図およびＢ−Ｂ
部における断面図（Ｂ）であり、図４は第１の実施の形
態における樹脂封止の後半の樹脂動作状態を示す平面図
およびＣ−Ｃ部における断面図（Ｂ）である。

【００４７】まず図１（Ｂ）を参照して、右金型１の平
坦な主面１Ｍから内部にキャビテ２が形成され、このキ
ャビティ２の底面２Ｍは主面１Ｍと平行になっており、
またキャビティ１の端部にエアベンド３が形成されてい
る。

【００４８】同様に、左金型８の平坦な主面８Ｍから内
部にキャビティ９が形成され、このキャビティ９の底面
９Ｍは主面８Ｍと平行になっており、またキャビティ９
の端部にエアベンド１０が形成されている。

【００４９】左右の金型８，１により左右方向に分離す
るキャビティ９，２により構成されたモールド用のキャ
ビティ内に、リードフレーム２０の素子搭載部（アイラ
ンド）２３上の素子２４とリードフレーム２０のインナ
ーリード２１とをワイヤー２２によりワイヤーボンディ
ングされた半導体装置の半製品が載置され、リードフレ
ーム２０のアウターリードを含む外側の部分が右金型１
の主面１Ｍと左金型８の主面８Ｍにより挟持されてい
る。また、左右金型のエアベンド１０，３からモールド
用のエアベンドが構成されている。

【００５０】ここでセットされるリードフレームは、図
２（Ａ）に示すように、素子搭載部２３、素子搭載部吊
りリード２５、アウターリード２７、素子搭載部２３周
辺の間隔が０．２ｍｍ程度インナーリード２１、タイバ
ー２６、位置決め穴２８が形成されたリードフレーム２
０の、素子搭載部２３上に半導体素子（ペレット）２４
をマウントし、半導体素子の電極とインナーリード２１
をワイヤー２２でワイヤーボンディングしているリード
フレーム構造体である。

【００５１】本発明では図１（Ｂ）に示すように、リー
ドフレームを挟持する左右金型８，１の主面８Ｍ、１Ｍ
は重力方向１００と平行に、すなわち水平面に対して垂
直方向に延在しており、したがってリードフレーム、キ
ャビティも重力方向１００と平行に延在している。

【００５２】このように本発明では、リードフレーム２
０を境に右と左に分離する金型１，８を有し、かつそれ
ぞれの金型にはパッケージ（封止樹脂部）を形づくるた
めに一対になっているキャビティ２，９が設けられてい
る。

【００５３】このキャビティ２，９は重力の作用する方
向１００と平行に設けられており、またキャビティ２，
９の最下端には樹脂をキャビティ内に充填させる時の注
入口であるゲート４が右金型に設けてある。

【００５４】またこのゲート４は右金型に設けてあるラ
ンナー５を介してポット６に接続されている。またキャ
ビティ内の空気を排出する際のエアベント３，１０はキ
ャビティ２，９の最上端部にはそれぞれ設けてある。ま
た左金型の下側に樹脂溜１１が設けてある。

【００５５】このようなエアベント、キャビティ、ゲー
ト、ランナー、ポットの構造の複数が、図１（Ａ）に示
すように横方向に配列され、ゲージピン７により位置出
しされたリードフレーム２０の複数の素子搭載部２３お
よびその近傍において複数の半導体装置の樹脂封止部が
同時に形成される。

【００５６】リードフレーム２０をゲージピン７で位置
決めしながら、素子搭載部２３，ワイヤー２２，インナ
ーリード２１がキャビティ外にはみ出さないように金型
１，８の主面１Ｍ，８Ｍでアウターリード２７を含むリ
ードフレーム２０の外側を保持する。

【００５７】また金型でリードフレームを保持する前に
ポット６には熱硬化性樹脂１２が予め挿入される。

【００５８】このように本発明の金型では樹脂の充填に
関連するポット６，ランナー５，ゲート４，キャビティ
２，９，エアベント３，１０が重力に対して列記した順
に下位の位置から上方に配置され、またランナー、キャ
ビティ、エアベントは重力方向に対して平行になるよう
な構造になっている。

【００５９】前述したようにポット６に樹脂１２を投入
しかつリードフレーム２０を左右の金型１，８の主面１
Ｍ、８Ｍにより保持するとポットに投入された樹脂は高
温状態（１５０〜２００℃）に保持された金型の熱にて
溶融し、この時プランジャー１３にて射出することによ
り溶融した樹脂はポットからランナー５，ゲート４を介
してキャビティ２，９内に充填される。

【００６０】またキャビティは重力の作用する方向と平
行に設けてありかつキャビティの最下部にゲートが設け
てあることから、キャビティに充填された樹脂は重力の
作用する方向とは逆向きに流動する。

【００６１】このため樹脂封止動作の前半においても後
半においても、図３および図４に示すように、キャビテ
ィ２，９内に充填された樹脂は重力１００の影響により
常にゲート４側（下側）に作用する力が働くため、パッ
ケージの形状にて左右のキャビティ９，２の樹脂の充填
状態にわずかな差が生じた場合は充填の早い側のキャビ
ティから遅い側のキャビティにインナーリードの隙間を
通り樹脂が流動するようになり、結果的に左右のキャビ
ティの充填差は解消され左右のキャビティ９，２は、矢
印の流動方向４０に示すように、下から上に左右のキャ
ビティ９，２に同時に樹脂１２が充填されるようにな
る。

【００６２】ここで、樹脂の粘度との関係において上記
内容をさらに説明すると、粘度の低い樹脂にて封止する
場合には樹脂の流動抵抗が小さいためインナーリードの
隙間を樹脂が流動しやすく、上記のような左右のキャビ
ティ間の樹脂の流動によりキャビティの充填差が解消さ
れることが容易にわかり、また、粘度の高い樹脂におい
ては流動抵抗が大きいが、樹脂の充填速度を遅くするこ
とによりインナーリード間を樹脂が流動する時の抵抗は
小さくなるため結果的に低粘度樹脂と同様の結果が得ら
れる。

【００６３】そして左右のキャビティにて同時にかつ最
下部にあるゲート側から順次樹脂が充填されるため。キ
ャビティの最上部に位置するエアベントは最後まで樹脂
が充填されることはなく、キャビティ内の空気は全てエ
アベントより排出されるので樹脂内部に空気を巻き込む
ことを低減することができる。

【００６４】このように本発明においては樹脂の充填が
早く行われる部分順（ポット６→ランナー５→ゲート４
→キャビティ２，９→エアベント３，１０）に重力に対
して低いポジションになるように各構成部品を配置し、
かつキャビティを重力方向１００に対して平行、すなわ
ち水平面に対して垂直になるように設けることにより、
樹脂充填時に左右のキャビティの樹脂の充填差をなく
し、また樹脂の流動時の空気の巻き込みを低減すること
ができる。

【００６５】この第１の実施の形態の通称ＳＯＰと呼ば
れる半導体装置において、図２（Ｂ）に示すようにアウ
ターリード（外部端子）２７を２方向に有し、パッケー
ジ（樹脂封止部）２９の厚さが約３ｍｍ以下と薄く、そ
の平面形状の長さは４〜２０ｍｍと長い直方体の形をし
ている。

【００６６】このような金型にして樹脂封止する際に
は、本発明の金型１，８を右左に開閉するプレス機（図
示省略）に図１に示すようにキャビティが重力方向１０
０に対して平行になるように設置し、金型内部にヒータ
ー（図示省略）を設置することにより１７０〜１８０℃
に保持しておく。そしてポット６には樹脂１２を投入す
るとともにリードフレーム２０をゲージピン７で位置決
めしながら、素子搭載部２３，ワイヤー２２，インナー
リード２１がキャビティの外にはみ出さないように金型
１，８で保持する。

【００６７】プランジャー１３はシリンダー装置（図示
省略）に接続されておりポット６内を左右に自在に移動
させることができ、樹脂１２をポット６に投入する際は
樹脂がポット内におさまるよう右側まで戻っており、金
型の保持後に樹脂を射出する際にはキャビティ，エアベ
ントに樹脂が完全に充填されるまで樹脂を押し続ける。

【００６８】これにより上記したようにポット６に投入
された１２は金型の熱により溶融し、プランジャー１３
にて射出することによりランナー５→ゲート４→キャビ
ティ２，９→エアベント３，１０と重力に対してポジシ
ョンの低い位置から高い位置に向けて流動していく。

【００６９】このためＳＯＰ型半導体装置の場合は、図
１（Ｂ）に示すように左側のキャビティ９にはワイヤー
２２や素子２４が、右側のキャビティ２には素子搭載部
２３があり左右のキャビティにて断面構造が異なるにも
かかわらず樹脂の粘度に合わせ樹脂の充填速度をコント
ロールすることにより、図３および図４に示すようにイ
ンナーリードの隙間を樹脂が流動するため結果的に左右
のキャビティでの樹脂の充填差が生じることなくキャビ
ティに樹脂を充填することが可能となる。

【００７０】また樹脂の充填はポット→ランナー→キャ
ビティ→エアベントと重力に対して低い位置から順次行
うためランナーやキャビティ内にある空気は樹脂により
常に上部のエアベント側に押し上げられエアベントより
排出されるので、樹脂の流動時に樹脂の内部に空気を巻
き込むことを低減できる。

【００７１】これにより幅、長さが４〜５０ｍｍ程度で
あり、厚さは約４ｍｍ以下、例えば１ｍｍと薄い構造の
ＳＯＰ型の封止樹脂部（パッケージ）２９（図２
（Ｂ））が安全・確実に形成することができる。

【００７２】図５乃至図８は本発明の第２の実施の形態
を示す図面である。

【００７３】すなわち、図５（Ａ）は封止金型を示す正
面図であり、図５（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ部に対応した
断面図である。

【００７４】図６は第２の実施の形態に適用される通称
ＱＦＰと呼ばれている半導体装置のリードフレームとワ
イヤーボンディングの状態を示す平面図（Ａ）および樹
脂封止後の状態を示す平面図（Ｂ）である。

【００７５】また、図７は第２の実施の形態における樹
脂封止の前半の樹脂動作状態を示す平面図およびＥ−Ｅ
部における断面図（Ｂ）であり、図８は第２の実施の形
態における樹脂封止の後半の樹脂動作状態を示す平面図
およびＦ−Ｆ部における断面図（Ｂ）である。

【００７６】尚、図５乃至図８において図１乃至図４と
同一もしくは類似の箇所は同じ符号を付してあるから、
重複する説明はなるべく省略する。

【００７７】図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＱＦＰ
型半導体装置は、封止樹脂部（パッケージ）２９からア
ウターリード（外部端子）２７が４方向に導出してお
り、パッケージ２９の厚さが約４ｍｍ以下であるのに対
し、平面形状の幅や長さは７〜５０ｍｍと薄く長い直方
体の形をしている。

【００７８】このＱＦＰにおいては外部端子が４方向に
あるため、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ゲート４
やランナー５はパッケージを形成するキャビティのコー
ナー部に設けるのが一般的である。

【００７９】また第１の実施の形態と同様に、１枚のリ
ードフレーム２０に複数のパターンが配列形成されてい
る。

【００８０】図５（Ｂ）に示すようにこの第２の実施の
形態でも、リードフレーム２０のアウターリードを含む
外側を挟持する金型１，８の平坦な主面１Ｍ，８Ｍは重
力方向１００に平行になるように載置され、したがって
主面１Ｍ，８Ｍとその底面２Ｍ，９Ｍが平行になるよう
に形成されてあるキャビティ２，９も重力に対して平
行、すなわち水平面に対して垂直になるように設けられ
ている。また、ゲート４はキャビティの最下端になるよ
うに設けられている。

【００８１】そしてゲート４と対向するキャビティのコ
ーナー部にはエアベント３を設けることによりゲート，
キャビティ及びゲートと対向するエアベントが重力の作
用する方向と同一直線上にあるように構成する。

【００８２】このため１枚に複数個取りされたリードフ
レームを樹脂封止するために、この実施の形態の金型は
図５（Ａ）に示すように、つらなったキャビティ２，９
はリードフレームの形状に合わせ傾斜して配置する。

【００８３】また図５（Ａ）に示すように、ゲート４と
対向するコーナー部のエアベント３，１０の他に、キャ
ビティ２，９の残りの２つのコーナー部にもそれぞれエ
アベント３，１０を設けてある。

【００８４】ポット６やランナー５は図５（Ａ），
（Ｂ）に示すようにポットからの樹脂の流動が重力的に
下位から上位に進むように、すなわち重力方向１００と
は逆方向に進むように適選配置する。

【００８５】このようにキャビティ最下端にあるゲート
とキャビティ及びゲート対向部のエアベントが重力の作
用する方向と同一直線上にあるように配置することによ
り、図７および図８に示すように、樹脂１２は左右のキ
ャビティ間で同一スピードで充填され、またランナーや
キャビティ内の空気は樹脂の充填とともに各エアベント
からキャビティ外に排出される。

【００８６】このようにパッケージの形状がかわった第
２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効
果が得られることは明らかである。

【００８７】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、キャビティに樹
脂を充填させるときに樹脂の流動に伴う素子搭載部の位
置的な変化を防止できるためワイヤー断線や、又は素子
や素子搭載部のパッケージ表面への露出が防止できるこ
とである。

【００８８】その理由は、キャビティに樹脂を充填させ
るときに左右のキャビティでの樹脂の充填状態に差が発
生しにくいため、樹脂の流動により素子搭載部を位置的
に変化させる力が働らかないからである。

【００８９】第２の効果は、樹脂流動による空気の巻き
込みが発生しにくいため外観上ボイド不良等が低減でき
ることである。

【００９０】その理由は、キャビティの最下部にあるゲ
ートよりゲート対向部のエアベントに向かい樹脂を充填
させ、かつ左右のキャビティにて均一に樹脂を充填させ
るため、キャビティ内の空気は樹脂により押されエアベ
ントからキャビティ外に排出されるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であり、
（Ａ）はその封止金型の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−
Ａ部に対応する断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に適用される半導体
装置を示す図であり、（Ａ）はリードフレームとワイヤ
ーボンディングの状態を示す平面図、（Ｂ）樹脂封止後
の状態を示す平面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における樹脂封止の
前半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ部における断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における樹脂封止の
後半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ部における断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図であり、
（Ａ）はその封止金型の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−
Ｄ部に対応する断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に適用される半導体
装置を示す図であり、（Ａ）はリードフレームとワイヤ
ーボンディングの状態を示す平面図、（Ｂ）樹脂封止後
の状態を示す平面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態における樹脂封止の
前半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ部における断面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態における樹脂封止の
後半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ部における断面図である。

【図９】熱硬化性樹脂の溶融粘度特性を示す図である。

【図１０】従来技術の封止金型の構造を示す断面図であ
る。

【図１１】従来技術において低粘度樹脂を用いた樹脂封
止の前半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ部における断面図である。

【図１２】従来技術において低粘度樹脂を用いた樹脂封
止の中半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ部における断面図である。

【図１３】従来技術において低粘度樹脂を用いた樹脂封
止の後半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ部における断面図である。

【図１４】従来技術において高粘度樹脂を用いた樹脂封
止の前半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＪ−Ｊ部における断面図である。

【図１５】従来技術において高粘度樹脂を用いた樹脂封
止の後半の樹脂動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＫ−Ｋ部における断面図である。

【符号の説明】

１ 右金型 １Ｍ 右金型の主面（平坦面） ２ キャビティ（右金型） ２Ｍ キャビティ（右金型）の底面 ３ エアベント（右金型） ４ ゲート ５ ランナー ６ ポット ７ ゲージピン ８ 左金型 ８Ｍ 左金型の主面（平坦面） ９ キャビティ（左金型） ９Ｍ キャビティ（左金型）の底面 １０ エアベント（左金型） １１ 樹脂溜 １２ 樹脂 １３ プランジャー １４ 上キャビティに充填された樹脂 １５ 下キャビティに充填された樹脂 ２０ リードフレーム ２１ インナーリード ２２ ワイヤー ２３ 素子搭載部 ２４ 素子 ２５ 素子搭載部吊りリード ２６ タイバー ２７ アウターリード ２８ 位置決め穴 ２９ パッケージ ３０ 上金型 ３０Ｍ 上金型の主面（平坦面） ３１ キャビティ（上金型） ３１Ｍ キャビティ（上金型）の底面 ３２ エアベント（上金型） ３３ エアベント（下金型） ３４ キャビティ（下金型） ３４Ｍ キャビティ（下金型）の底面 ３５ 下金型 ３５Ｍ 下金型の主面（平坦面） ４０ 本発明に関する樹脂の流動方向 ５０ 従来技術に関する樹脂の流動方向 １００ 重力方向

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主面より内部に第１のキャビティを設け
   た第１の金型と、主面より内部に第２のキャビティを設
   けた第２の金型とを用い、前記第１および第２の金型の
   主面どうしを合わせることにより前記第１および第２の
   キャビティからモールド用のキャビティを構成し、前記
   キャビティ内にゲートを介して封止材料を充填し、この
   充填に伴って前記キャビティ内の空気が空気排出用のエ
   アベントから排出されることにより前記キャビティによ
   って樹脂封止部が成形される半導体装置の樹脂封止方法
   において、前記第１および第２のキャビティの主面を重
   力方向に対して平行にした状態で前記充填を行うことを
   特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
2. 【請求項２】 前記封止材料はポットからランナー，ゲ
   ートを介してキャビティに充填され最後にエアベントに
   至るまで重力の作用する方向と逆向きに流動するように
   したことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の樹脂
   封止方法。
3. 【請求項３】 素子をマウントした素子搭載部およびイ
   ンナーリードを含むリードフレームの内側の箇所を前記
   キャビティ内に載置し、アウターリードを含む前記リー
   ドフレームの外側の箇所を重力方向に対して平行な前記
   第１および第２の金型の主面で挟持した状態で前記充填
   を行って前記樹脂封止部を形成することを特徴とする請
   求項１記載の半導体装置の樹脂封止方法。
4. 【請求項４】 前記樹脂封止部はＳＯＰ型もしくはＱＦ
   Ｐ型のパッケージであることを特徴とする請求項１記載
   の半導体装置の樹脂封止方法。
5. 【請求項５】 重力方向に対して平行な主面より内部に
   第１のキャビティを設けた第１の金型と、重力方向に対
   して平行な主面より内部に第２のキャビティを設けた第
   ２の金型とを有し、前記主面どうしを合わせることによ
   り前記第１および第２のキャビティから重力方向に平行
   に延びるモールド用のキャビティを構成し、前記キャビ
   ティの最下端側に封止材料を導入するゲートを設け、前
   記キャビティの最上端側にキャビティ内の空気を排出す
   るエアベントを設け、これにより前記封止材料の充填に
   関係する構成部品であるポット、ランナー，ゲート、キ
   ャビティ、エアベントは充填が早い構成部品ほど重力に
   対し低い位置に設けてあることを特徴とする半導体装置
   の樹脂封止装置。
6. 【請求項６】 前記第１のキャビティの底面は前記第１
   の金型の主面と平行であり、前記第２のキャビティの底
   面は前記第２の金型の主面と平行であり、これにより前
   記第１および第２のキャビティの底面は重力方向と平行
   であることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の樹
   脂封止装置。
7. 【請求項７】 前記封止材料によりＳＯＰ型の樹脂封止
   部を形成し、前記キャビティの下側の辺に前記ゲートを
   接続し、前記キャビティの上側の辺に前記エアベントを
   接続したことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の
   樹脂封止装置。
8. 【請求項８】 前記封止材料によりＱＦＰ型の樹脂封止
   部を形成し、前記キャビティの下側のコーナ部に前記ゲ
   ートを接続し、前記キャビティの上側のコーナ部に前記
   エアベントを接続し、前記キャビティの両側のコーナ部
   にそれぞれ他のエアベントを接続したことを特徴とする
   請求項５記載の半導体装置の樹脂封止装置。