JPH10214853A - 半導体封止方法 - Google Patents
半導体封止方法Info
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- JPH10214853A JPH10214853A JP1416397A JP1416397A JPH10214853A JP H10214853 A JPH10214853 A JP H10214853A JP 1416397 A JP1416397 A JP 1416397A JP 1416397 A JP1416397 A JP 1416397A JP H10214853 A JPH10214853 A JP H10214853A
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Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エポキシ樹脂封止材料を用いて射出成形によ
り半導体を封止する方法において、低射出圧力で成形し
て成形性を向上させることを目的とする。 【解決手段】 半導体が接合され、ワイヤボンディング
されたリードフレーム、又は半導体素子が接合されたリ
ード線を、射出成形金型にインサートとして固定し、そ
の後前記金型にエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、無機質充填材を必須成分とする射出成形用
エポキシ樹脂封止材料を射出成形機により注入し、硬化
させる半導体封止方法において、射出成形機のスクリュ
ーに逆流防止機構を設けたことを特徴とする半導体封止
方法。
り半導体を封止する方法において、低射出圧力で成形し
て成形性を向上させることを目的とする。 【解決手段】 半導体が接合され、ワイヤボンディング
されたリードフレーム、又は半導体素子が接合されたリ
ード線を、射出成形金型にインサートとして固定し、そ
の後前記金型にエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、無機質充填材を必須成分とする射出成形用
エポキシ樹脂封止材料を射出成形機により注入し、硬化
させる半導体封止方法において、射出成形機のスクリュ
ーに逆流防止機構を設けたことを特徴とする半導体封止
方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂封止
材料を用い、射出成形により半導体を封止する方法に関
するものである。
材料を用い、射出成形により半導体を封止する方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】IC、LSI、ディスクリート等の半導
体素子の封止には、エポキシ樹脂封止材料のトランスフ
ァー成形が低コスト、高信頼性及び生産性に適した方法
として従来より用いられている。トランスファー成形で
は、エポキシ樹脂封止材料をタブレット状に予備成形し
て、金型内のポットに投入し、加熱溶融させながらプラ
ンジャーで加圧することにより、金型キャビティ内に移
送し、硬化させるのが一般的である。しかしながら、こ
の成形方法ではエポキシ樹脂封止材料をタブレット状に
予備成形することが前提となるため、タブレット成形工
程が必要である。成形される半導体の形状、大きさによ
りタブレット形状は種々異なるので、タブレット成形用
の金型装置も多く必要である。
体素子の封止には、エポキシ樹脂封止材料のトランスフ
ァー成形が低コスト、高信頼性及び生産性に適した方法
として従来より用いられている。トランスファー成形で
は、エポキシ樹脂封止材料をタブレット状に予備成形し
て、金型内のポットに投入し、加熱溶融させながらプラ
ンジャーで加圧することにより、金型キャビティ内に移
送し、硬化させるのが一般的である。しかしながら、こ
の成形方法ではエポキシ樹脂封止材料をタブレット状に
予備成形することが前提となるため、タブレット成形工
程が必要である。成形される半導体の形状、大きさによ
りタブレット形状は種々異なるので、タブレット成形用
の金型装置も多く必要である。
【0003】また、成形毎にタブレットの投入と熱溶融
が必要であるため、成形サイクルを一定時間以下にでき
ない。これらの点から低コスト化、大量生産性に限界が
あり、またタブレット成形等の前工程が必要なため、封
止材料に不純物混入の恐れも多い。更にトランスファー
成形においてはポットに投入された封止材料が金型内を
流動しキャビティ内に到達するまでの流路であるランナ
ー部や、ポット内で残りのカル部が完全に硬化してしま
うため、再利用が不可能であり、必要とする半導体パッ
ケージ部以外に多量の樹脂廃棄物を生成してしまうとい
う問題がある。
が必要であるため、成形サイクルを一定時間以下にでき
ない。これらの点から低コスト化、大量生産性に限界が
あり、またタブレット成形等の前工程が必要なため、封
止材料に不純物混入の恐れも多い。更にトランスファー
成形においてはポットに投入された封止材料が金型内を
流動しキャビティ内に到達するまでの流路であるランナ
ー部や、ポット内で残りのカル部が完全に硬化してしま
うため、再利用が不可能であり、必要とする半導体パッ
ケージ部以外に多量の樹脂廃棄物を生成してしまうとい
う問題がある。
【0004】一方、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂成
形材料の成形として、射出成形方法の検討が従来より行
われてきた。射出成形においては、エポキシ樹脂成形材
料は射出成形機内に粉末又は顆粒状にて供給され、シリ
ンダー内で溶融状態に保ったままスクリューにより金型
に射出される。このため、タブレットの予備成形工程が
不要である等、前記トランスファー成形の問題点が解消
できる。
形材料の成形として、射出成形方法の検討が従来より行
われてきた。射出成形においては、エポキシ樹脂成形材
料は射出成形機内に粉末又は顆粒状にて供給され、シリ
ンダー内で溶融状態に保ったままスクリューにより金型
に射出される。このため、タブレットの予備成形工程が
不要である等、前記トランスファー成形の問題点が解消
できる。
【0005】しかしながら、エポキシ樹脂封止材料の成
形方法として射出成形は実用化されていないのが現状で
ある。その理由として、低圧による射出成形の安定性に
問題がある。これは射出成形における半導体素子上のボ
ンディングワイヤの変形もしくは切断、あるいはダイオ
ード等では内部素子への加圧による電気性能の低下等得
られた半導体パッケージの信頼性を著しく損なうことか
ら、樹脂材料の粘度を低くし、射出圧力を低圧にする必
要がある。その結果、射出時にスクリューが前進する
際、スクリュー先端部に溶融、計量された樹脂成形材料
がノズル、金型流路、ゲート等の流動抵抗を受けてスク
リュー溝に沿って後方に戻される現象が生じ、そのこと
により射出樹脂量のバラツキや圧力の伝達効率が早くな
り、成形が安定しない欠点があった。
形方法として射出成形は実用化されていないのが現状で
ある。その理由として、低圧による射出成形の安定性に
問題がある。これは射出成形における半導体素子上のボ
ンディングワイヤの変形もしくは切断、あるいはダイオ
ード等では内部素子への加圧による電気性能の低下等得
られた半導体パッケージの信頼性を著しく損なうことか
ら、樹脂材料の粘度を低くし、射出圧力を低圧にする必
要がある。その結果、射出時にスクリューが前進する
際、スクリュー先端部に溶融、計量された樹脂成形材料
がノズル、金型流路、ゲート等の流動抵抗を受けてスク
リュー溝に沿って後方に戻される現象が生じ、そのこと
により射出樹脂量のバラツキや圧力の伝達効率が早くな
り、成形が安定しない欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来からの
低圧トランスファー成形方法でも成形可能である。射出
成形用エポキシ樹脂封止材料を使用し、低圧、低速射出
成形により半導体を封止する方法において、スクリュー
先端部に溶融、計量された封止材料が後方へ戻される問
題点を解決するため種々の検討の結果なされたもので、
その目的とするところは、低粘度封止材料の低射出圧力
による成形性を向上させた半導体封止方法を提供するに
ある。
低圧トランスファー成形方法でも成形可能である。射出
成形用エポキシ樹脂封止材料を使用し、低圧、低速射出
成形により半導体を封止する方法において、スクリュー
先端部に溶融、計量された封止材料が後方へ戻される問
題点を解決するため種々の検討の結果なされたもので、
その目的とするところは、低粘度封止材料の低射出圧力
による成形性を向上させた半導体封止方法を提供するに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体が接合
され、ワイヤボンディングされたリードフレーム又は半
導体素子が接合されたリード線を、射出成形金型にイン
サートとして固定し、その後、前記金型に、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機質充填材
を必須成分とする射出成形用エポキシ樹脂封止材料を射
出成形機により注入し、硬化させる半導体封止方法にお
いて、射出成形機のスクリューに逆流防止機構を設けた
ことを特徴とする半導体封止方法である。
され、ワイヤボンディングされたリードフレーム又は半
導体素子が接合されたリード線を、射出成形金型にイン
サートとして固定し、その後、前記金型に、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機質充填材
を必須成分とする射出成形用エポキシ樹脂封止材料を射
出成形機により注入し、硬化させる半導体封止方法にお
いて、射出成形機のスクリューに逆流防止機構を設けた
ことを特徴とする半導体封止方法である。
【0008】本発明において用いられる射出成形機用ス
クリューは、先端部に逆流防止機構を設けたものであ
り、一般的な熱硬化性樹脂の射出成形では、図1に示し
たフルフライトスクリューが使用されている。図1にお
いて、21はスクリュー、22はスクリューのフライ
ト、23はシリンダーを示す。このスクリューでは粘度
の低い材料、例えば、3000センチポイズ以下の場
合、樹脂の逆流が大きく射出ショット量が安定しない。
本発明に用いるスクリューはこのような欠点をなくすた
め、スクリュー先端部のフライト溝をせまくし、バリヤ
(樹脂の戻りを少なくするせき)を設けた構造(図
2)、あるいは金型キャビティに樹脂が充填され、圧力
が立ち上がり始める時点で、ノズル部とのすき間をなく
するように設計された、スクリュー先端部にプランジャ
ーを有する構造(図3)等をもったものである。図2に
おいて、1はスクリュー、2はスクリューのフライト、
3はシリンダー、4はスクリュー先端部、5はバリヤを
示す。図3において、11はスクリュー、12はスクリ
ューのフライト、13はシリンダー、14はスクリュー
先端部のプランジャー、15はプランジャーに対応する
ノズルのスリーブを示す。かかる構造とすることによ
り、射出成形時樹脂の逆流を効果的に防止することがで
きる。
クリューは、先端部に逆流防止機構を設けたものであ
り、一般的な熱硬化性樹脂の射出成形では、図1に示し
たフルフライトスクリューが使用されている。図1にお
いて、21はスクリュー、22はスクリューのフライ
ト、23はシリンダーを示す。このスクリューでは粘度
の低い材料、例えば、3000センチポイズ以下の場
合、樹脂の逆流が大きく射出ショット量が安定しない。
本発明に用いるスクリューはこのような欠点をなくすた
め、スクリュー先端部のフライト溝をせまくし、バリヤ
(樹脂の戻りを少なくするせき)を設けた構造(図
2)、あるいは金型キャビティに樹脂が充填され、圧力
が立ち上がり始める時点で、ノズル部とのすき間をなく
するように設計された、スクリュー先端部にプランジャ
ーを有する構造(図3)等をもったものである。図2に
おいて、1はスクリュー、2はスクリューのフライト、
3はシリンダー、4はスクリュー先端部、5はバリヤを
示す。図3において、11はスクリュー、12はスクリ
ューのフライト、13はシリンダー、14はスクリュー
先端部のプランジャー、15はプランジャーに対応する
ノズルのスリーブを示す。かかる構造とすることによ
り、射出成形時樹脂の逆流を効果的に防止することがで
きる。
【0009】射出成形の一般的な作用として、ホッパー
に投入された封止材料は、スクリューの回転によって、
シリンダー前部に移送され、同時にシリンダーからの熱
伝導及びシェアによる発熱等で溶融し、シリンダー前部
に滞留する。この場合の滞留させる量は1ショット分で
スクリュー後退の位置によって計量を制御する。計量さ
れた封止材料は次のショットでノズルから射出される
が、その時封止材料にかかる圧力と樹脂の粘度によって
はスクリュー溝に沿って戻される。これがバックフロー
と呼ばれるもので、その量によっては製品にショートシ
ョットによる充填不良やヒケ等を生じさせる。本発明
は、射出成形機にスクリューにバックフローを防止ない
し低減する機構を設ける。具体的には、例えば、スクリ
ュー溝にセキ(バリヤ)を設ける、あるいは、バックフ
ローが最も大きくなる射出充填の最終段階であるスクリ
ューが最前進する手前からスクリュー溝に封止材料が戻
されないように、プランジャーをスクリュー先端部に設
けることによりバックフローを低減させる。
に投入された封止材料は、スクリューの回転によって、
シリンダー前部に移送され、同時にシリンダーからの熱
伝導及びシェアによる発熱等で溶融し、シリンダー前部
に滞留する。この場合の滞留させる量は1ショット分で
スクリュー後退の位置によって計量を制御する。計量さ
れた封止材料は次のショットでノズルから射出される
が、その時封止材料にかかる圧力と樹脂の粘度によって
はスクリュー溝に沿って戻される。これがバックフロー
と呼ばれるもので、その量によっては製品にショートシ
ョットによる充填不良やヒケ等を生じさせる。本発明
は、射出成形機にスクリューにバックフローを防止ない
し低減する機構を設ける。具体的には、例えば、スクリ
ュー溝にセキ(バリヤ)を設ける、あるいは、バックフ
ローが最も大きくなる射出充填の最終段階であるスクリ
ューが最前進する手前からスクリュー溝に封止材料が戻
されないように、プランジャーをスクリュー先端部に設
けることによりバックフローを低減させる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。エポキシ
樹脂封止材料として、オルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂(エポキシ当量200)、フェノールノボラ
ック(水酸基当量103)、ジアザビシクロウンゼセン
化合物(硬化促進剤)及び溶融シリカを主成分とし、他
に離型剤、着色剤等を配合したものを使用した。
樹脂封止材料として、オルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂(エポキシ当量200)、フェノールノボラ
ック(水酸基当量103)、ジアザビシクロウンゼセン
化合物(硬化促進剤)及び溶融シリカを主成分とし、他
に離型剤、着色剤等を配合したものを使用した。
【0011】射出成形機は型締力50トンで、射出シリ
ンダー内径φ32mmのものに、本発明のバリヤスクリ
ュー(図2)を登載した。金型は2列で各列10個の2
0個取りとしIC素子(20pSOP)を接合し、金線
ボンディングされた10個連続の銅製リードフレーム2
本を金型にセットし、金型温度175℃とし、成形サイ
クル80秒で200ショット連続成形した。従来のフル
フライトスクリュー(図1)の場合についても同様に成
形して、ショット毎のバラツキ(標準偏差)と変動率を
求め、比較した結果を表1に示した。
ンダー内径φ32mmのものに、本発明のバリヤスクリ
ュー(図2)を登載した。金型は2列で各列10個の2
0個取りとしIC素子(20pSOP)を接合し、金線
ボンディングされた10個連続の銅製リードフレーム2
本を金型にセットし、金型温度175℃とし、成形サイ
クル80秒で200ショット連続成形した。従来のフル
フライトスクリュー(図1)の場合についても同様に成
形して、ショット毎のバラツキ(標準偏差)と変動率を
求め、比較した結果を表1に示した。
【0012】
【0013】ショット量のバラツキは1ショット毎の成
形品重量を測定し、そのバラツキを標準偏差で示し、変
動率は標準偏差を平均ショット量で割った値で示した。
この結果変動率は約2/3〜1/2になり、バックフロ
ーの低減により、ショット量のバラツキを少なくするこ
とが出来た。また、成形品の外観、充填性、ワイヤスイ
ープ、ボイドも評価したが、従来品と同等以上で問題が
ないことも確認出来た。
形品重量を測定し、そのバラツキを標準偏差で示し、変
動率は標準偏差を平均ショット量で割った値で示した。
この結果変動率は約2/3〜1/2になり、バックフロ
ーの低減により、ショット量のバラツキを少なくするこ
とが出来た。また、成形品の外観、充填性、ワイヤスイ
ープ、ボイドも評価したが、従来品と同等以上で問題が
ないことも確認出来た。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、射出成形用エポキシ樹
脂封止材料を用いた半導体封止を射出成形により、安定
したショット量で連続成形が可能であり、充填不良や外
観不良を防止することができる。製品の品質についても
より安定したものを得ることができる。
脂封止材料を用いた半導体封止を射出成形により、安定
したショット量で連続成形が可能であり、充填不良や外
観不良を防止することができる。製品の品質についても
より安定したものを得ることができる。
【図1】 従来のフルフライトスクリューを有する射出
成形機前部の断面図
成形機前部の断面図
【図2】 バリヤを設けたスクリューを有する射出成形
機前部の断面図
機前部の断面図
【図3】 プランジャー機構を設けたスクリューを有す
る射出成形機前部の断面図
る射出成形機前部の断面図
1,11,21 スクリュー 2,12,22 スクリューのフライト 3,13,23 シリンダー 4 スクリュー先端部 5 バリヤ 14 スクリュー先端部のプランジャー 15 ノズルのスリーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B29L 31:34
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体が接合され、ワイヤボンディング
されたリードフレーム、又は半導体素子が接合されたリ
ード線を、射出成形金型にインサートとして固定し、そ
の後前記金型にエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、無機質充填材を必須成分とする射出成形用
エポキシ樹脂封止材料を射出成形機により注入し、硬化
させる半導体封止方法において、射出成形機のスクリュ
ーに逆流防止機構を設けたことを特徴とする半導体封止
方法。 - 【請求項2】 逆流防止機構を設けたスクリューが、バ
リヤスクリュー又は先端部にプランジャーを有するスク
リューである請求項1記載の半導体封止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1416397A JPH10214853A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1416397A JPH10214853A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体封止方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10214853A true JPH10214853A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11853487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1416397A Pending JPH10214853A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体封止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10214853A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8105524B2 (en) | 2006-11-02 | 2012-01-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Compression molding method for electronic component and compression molding apparatus employed therefor |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP1416397A patent/JPH10214853A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8105524B2 (en) | 2006-11-02 | 2012-01-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Compression molding method for electronic component and compression molding apparatus employed therefor |
US8684718B2 (en) | 2006-11-02 | 2014-04-01 | Towa Corporation | Compression molding method for electronic component and compression molding apparatus employed therefor |
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