JPS63107124A - 半導体デバイスの製造方法およびその方法に用いるモ−ルド型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体デバイスの製造方法およびその方法にお
いて用いられるモールド型に関する。

〔従来の技術〕

レジンモールド型半導体デバイス（半導体装置とも称す
る。）は、その製造において、リードフレームと呼称さ
れる金属板をバターニングした基板が使用されている。

レジンモールド型半導体デバイスの製造にあっては、最
初に、このリードフレームのチップ取付部にチップ（半
４体素子）が固定（チップボンディング）されるととも
に、このチップの各電極とリードフレームの各リードの
内端がワイヤで電気的に接続（ワイヤボンディング）さ
れる。その後、チップおよびリード内端部等の被モール
ド領域がレジンでモールド（封止）され、チップ等はレ
ジンからなるパッケージで被われる。さらに、前記リー
ドフレームの不要部分は切断除去されてレジンモールド
型半導体デバイスが製造される。また、前記不要リード
フレーム除去後、必要ならばパッケージから突出するリ
ードは成形され、たとえばインライン形となる。

前記封止は、一般にトランスファモールドプレスが用い
られている。この半導体デバイスでは、前述のように、
チップ搭載、ワイヤ張りが終了したリードフレームをモ
ールド金型の上型と下型との間に挟んだ（型締め）後、
上型中央のポット内に投入されかつ下型中央のカル上に
載るレジンタブレットを、プランジャで加圧加熱して溶
融させ、溶けたレジンを上・下型によって形成されたレ
ジン流路（メインランナ、サブランナ、ゲート）を通し
てキャビティ内に送り込み、キャビティ内に位置するリ
ードフレーム部分をレジンで被うようになっている。ま
た、キャビティおよびレジン流路内のレジンはキュア処
理されて硬化するので、硬化した成形品は上型と下型と
が引き離された（型開き）後取り出される。

このようなトランスファモールドプレスでは、レジンモ
ールド時にリードフラッシュ等のパリ　（レジンバリ）
が発生するため、レジンモールド後にこれらのパリは除
去される。たとえば、工業調査会発行「電子材料４１９
８１年別冊号、昭和５６年１１月１０日発行、Ｐ１７０
−Ｐ１７５には、成形後、ＩＣのアウターリードのハン
ダ付は性を保証するために、表面処理を行うが、その前
処理として、モールド時に発生したリードフラッシュを
あらかじめ除去する必要がある旨記載されている。また
、同文献には、このパリを除去するデフラッシュ方法と
して、機械的に行うブラスト法と、薬品による化学処理
法があり、品質保持から、ガラスピーズ、アルミナ、ポ
リスチレンなどの粒子（メディア）を高圧エアで吹き付
ける乾式プラス□　ト法、水などの溶剤と粒子を混合さ
せて吹き付ける湿式ブラスト法が広く用いられている旨
記載されている。

また、以下は、公知どされた技術ではないが、本発明者
によって検討されたレジンバリ除去技術であり、その概
要は次のとおりである。

すなわち、レジンバリはリードフレーム表面に発生する
フラッシュとダムの内側に発生するダムバリとがある。

これらのレジンバリは、前述のようなデフラッシュ方法
で除去されている。前記ダムバリを除去する方法として
、本出願人は、金型を使用してプレスでレジンバリを打
ち抜くようにしている。

第９図は、半導体デバイスの製造におけるモールド後の
リードフレーム１を示すものである。同図で示されるよ
うに、モールドによって形成されたレジンからなるパッ
ケージ２は、リード３の内端側およびタブ吊りリード４
の内端側を封止している。一般に、リードフレーム１を
モールド上下型で型締した場合、リードフレーム１の表
裏面は、モールド上下型のパーティング面に密着するが
、パターンの抜けの部分は、リードフレーム１の板厚程
空隙が生じる。したがって、モールド時、前記キャビテ
ィと連通状態にある空隙部分にはレジンが流入する。こ
の流入したレジンは、実際には、キャビティの外側に延
在するリードフレーム１の一対の対面する外枠５と、こ
れら外枠５から延在しかつ各リード３を連結する一対の
対面するダム６によって構成される無端状の枠部で初め
て遮られる。同図では、この流入レジンの硬化によって
形成されたレジンバリ、すなわち、ダムバリアがクロス
ハツチングによって示されている。

そこで、これらのダムバリアを除去するために、第１０
図に示されるように、櫛状に打抜刃８を有するポンチ９
によってリード３間に存在するダムバリアを打ち抜くよ
うにして蕗としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ダムバリアを除去するためにダムバリアを直接　−打ち
抜く方法は、以下に記すような点で好ましくないことが
多々あることが、本発明者によってあきらかにされた。

前記ポンチ９の打抜刃８は、打ち抜き時に、リード３部
分を打ち抜かないように、リード３の間隔よりも狭い幅
となっている。このため、打抜刃８でダムバリアを打ち
抜いた場合、第１１図に示されるように、ダムバリアの
周囲の部分が残留し易い傾向にある。この残留ダムバリ
１０は、薄くかつ僅かにしか付いていないため、その後
除去し難い。この残留ダムバリ１０は、リード３の半田
付は性を阻害する。

また、残留ダムバリ１０は、第１２図に示されるように
、パッケージ２と一部が繋がる不安定な状態の不安定バ
リ１１ともなる。

前記のような残留ダムバリ１０や不安定バリ１１は落下
し易い。落下したバリは、製造装置各部の慴動部に噛み
合って製造装置の駆動に支障を来したり、あるいはリー
ドの切断成形時、リード上に載ってそのままプレスされ
、リード面にレジン打痕が発生し、外観不良の原因とな
る。

本発明の目的は、ダムの内側に生じるダムバリを確実に
除去できる半導体デバイスの製造方法を提供することに
ある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を節単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の半導体デバイスの製造方法にあって
は、リードフレームのダムおよび外枠の内側のレジンバ
リが発生する領域に対応するモールド型のパーティング
面に窪みを設け、モールドによって発生するレジンバリ
にあっては、その周縁に対して中央が厚くなるように形
成することによって、レジンバリ除去時、レジンバリが
リードフレーム部分およびパッケージから分断し易くな
るようになっている。また、前記レジンバリは、その−
面がリードフレームの一面から突出する構造となってい
るため、ローラを転動させながらリードフレーム面から
突出したレジンバリを押し下げることによって、レジン
バリはリードフレーム部分およびパッケージから分離し
て外れる。

〔作用〕

上記した手段によれば、モールドによって生じたレジン
バリは、リードフレーム部分およびパッケージとの境界
部分に対して中央部分が厚く機械的強度が大きくなって
いるため、レジンバリに外力を加えた際、レジンバリは
リードフレーム部分およびパッケージから残留部分を残
すことなく良好に分離する。また、レジンバリの除去は
、リードフレーム面から突出するレジンバリを押し下げ
るだけでよいことから、ローラの転勤接触による押し下
げで確実にレジンバリを分離させることができ、高価で
破損し易い櫛状のポンチの使用も不要となり、設備費が
安くなる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による半導体デバイスの製造
方法を示すフローチャート、第２図は同じくチンプボン
ディング、ワイヤボンディングが施されたリードフレー
ムの平面図、第３図は同じくモールド後のリードフレー
ムの平面図、第４図は同じくモールド型の一部を示す斜
視図、第５図は同じくダムバリ部分を示す断面図、第６
図は同じくダムバリを除去する状態を示す断面図、第７
図は同じく完成状態の半導体デバイスを示す正面図であ
る。

半導体デバイスは、第１図のフローチャートに示される
ように、リードフレーム用意、チップボンディング、ワ
イヤボンディング、モールド、レジンバリ除去、切断成
形の各工程を経て製造される。

半導体デバイスの製造に用いられるリードフレーム１は
、たとえば、第２図に示されるようなパターンとなって
いる。リードフレーム１は、一対の平行に延在する外枠
５と、これら外枠５を所定間隔で連結する細い内枠１２
と、対面する一対の内枠１２の内縁から前記外枠５に対
して平行に延在する片持梁構造の複数のり−ド３と、前
記内枠１２に平行に延在し、端のリード３と外枠５およ
び各リード３間をそれぞれ連結するダム６とからなって
いる。また、外枠５と内枠１２とで形成されるリードフ
レームパターンの中心部分には、矩形のタブ１３が配設
されている。このタブ１３は、その両端を外枠５に一端
が連結された細いタブ吊りリード４で支持されている。

一方、前記ダム６から外側のリード３部分、すなわち、
アウターリード１４は等間隔に配設されるとともに、い
ずれも平行となって延在しているが、ダム６よりも内側
のリード３部分、すなわち、インナーリード１５は途中
迄は相互に平行となっているが、その先端は前記タブ１
３に向かって屈曲して延在している。

このようなリードフレーム１を用いて半導体デバイスを
製造する場合には、最初にチップボンディングが行われ
、第２図において一点鎖線で示されるように、前記タブ
１３上に半導体素子（チップ）１６がボンディングされ
る。

つぎに、ワイヤボンディングが行われ、前記チップ１６
の電極と、これら電極に対応するリード３の内端とがワ
イヤ１７で接続される。

つぎに、レジンモールドが行われる。このモールドは、
第２図に示されるように、リードフレーム１の外枠５と
ダム６によって囲まれた領域、すなわち、二点鎖線で取
り囲まれる領域に対して行われる。この結果、第３図の
ように、レジンからなるパッケージ２によって、チップ
１６．ワイヤ１７、リード３の内端部分が被われる。こ
の際、前記リード３とダム６とによって取り囲まれる領
域およびタブ吊りリード４とダム６ならびに外枠５によ
って取り囲まれる領域には、第４図のハツチングで示さ
れるように、レジンが埋め込まれてレジンバリ、すなわ
ち、ダムバリアが発生してしまう。

また、これが本発明の特徴的なことであるが、前記モー
ルドによって発生するダムバリアは、リードフレーム１
部分、すなわちリード３．外枠５゜ダム６との境界部分
、およびレジンモールドによって形成されたパッケージ
２との境界部分は、第５図に示されるように、リードフ
レーム１の厚さと同一となる薄い領域１８となっている
が、その内側の中央部分は厚い突部１９として形成され
ていることから、ダムバリアの除去時、ダムバリアに外
力が加わると、前記薄い領域１８の端、すなわち、リー
ド３．外枠５．ダム６のリードフレーム部分およびパッ
ケージ２との境界面には応力集中が働き、ダムバリアは
その界面から残留部分を残すことなく分断分離するよう
になっている。

このように、ダムバリアの一面中央にメサ状の突部１９
を形成するためには、この部分に対応するモールド型の
パーティング面にはレジンが流れ込む窪みを設けておく
必要がある。たとえば、第４図に示されるように、この
実施例では、前記窪み２０は、モールド型の下型（モー
ルド型）２１の上型と密着するパーティング面２２に設
けられる。同図に示されるように、下型２１のパーティ
ング面２２には９矩形状のキャビティ２３が設けられて
いる。このキャビティ２３はモールド上型と対面密着し
た際、上型のキャビティとによってパッケージ２を形成
するためのモールド空間を構成するようになっている。

また、前記キャビティ２３の一端には、レジンが送り込
まれるゲート２４が設けられている。そして、前記キャ
ビティ２３の周囲には、ダムバリアが生じる部分に対応
して窪み２０が設けられている。この窪み２０は第４図
に示されるように、具体的には、リード相互間の領域お
よびリードとタブリード間の領域等に対面して設けられ
ている。また、前記窪み２０はその周壁が皿状に傾斜し
ている。このため、離型性も良い。このような下型２１
を用いる結果、ダムバリア部分は第す図に示されるよう
に、ダムバリアの“−面中央がリードフレーム１の一面
から突出した突部１９と、その周囲に拡がる薄い領域１
８とによって構成される。

つぎに、レジンバリの除去、すなわちダムバリアの除去
が行われる。この実施例では、前述のように、ダムバリ
アの突部１９がリードフレーム１の表面よりも突出して
いることから、ダムバリア部分のみを押し下げる櫛状の
ポンチを用意することなく、突出した突部１９の面をリ
ードフレーム１の面まで押し下げるだけでダムバリアは
、リードフレーム部分およびパッケージ２から確実に分
離する。

そこで、この実施例では、第６図に示されるように、パ
ッケージ２を有するリードフレーム１を裏返しにしてテ
ーブル２５上にリードフレーム１を載置するとともに、
ローラ２６を転勤させながらダムバリアの突部１９を押
し下げ、この押し下げによってダムバリアを除去するよ
うになっている。前記テーブル２５はパッケージ２部分
が入る孔を有していて、ダムバリアの除去時、パッケー
ジ２に外力が加わらないようになっている。また、この
テーブル２５には、多数の抜は孔２７が設けられている
。この抜は孔２７は、載置されるリードフレーム１のダ
ムバリアに対面し、ダムバリアが押し下げられた際、リ
ードフレーム部分およびパンケージ２から分離したダム
バリアが引っ掛かることなく通過して落下できるように
なっている。

つぎに、プレスによる切断形成によって、第７図に示さ
れるように、デュアルインライン型の半導体デバイス２
８が製造される。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明によれば、モールド時に発生するリードや
ダム等の間に形成されるレジンバリは、中央が厚べかつ
その周縁がリードフレームの厚さと同じとなる薄い部分
となっていることから、レジンバリ除去時、応力集中が
レジンバリ周囲とリードフレーム部分との間に働き、か
つレジンバリ全体は機械的強度が大きいため、レジンバ
リは残留することなく除去されるという効果が得られる
。

（２）上記（１）により、本発明によれば、モールド後
、リードフレーム部分にレジンバリが残留していないた
め、残留レジンバリに起因するリードの半田付は性不良
は起きず品質が向上するという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、リードフレ
ーム部分にレジンバリが残留していないため、後工程で
リードフレームからレジンバリが脱落するようなことも
なく、レジンバリ落下によって発生する製造装置の駆動
不良が防止できるという効果が得られる。

（４）上記（１）により、本発明によれば、リードフレ
ーム部分にレジンバリが残留していないため、後工程で
リードフレームからレジンバリが脱落するようなことも
なく、リード上に載ったレジンバリを一緒にプレスする
結果リード面に圧痕が生じる等の不良の発生はなく、外
観不良発生率の低減が達成できるという効果が得られる
。

（５）本発明によれば、レジンバリの除去を容易にする
ために、モールド型にレジンバリ発生部に対応して窪み
を設けているが、これら窪みは、キャビティ内で発生す
るボイドが抜ける空間ともなることから、パンケージ内
でのボイドの残留がなくなり、半導体デバイス封止の信
頼度が高くなるという効果が得られる。

（６）上記（１）〜（５）により、本発明によれば、品
質の優れた半導体デバイスを安価に製造することができ
るという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもなく、たとえば、第８図に示さ
れるように、レジンバリ、すなわち、ダムバリアを除去
するには、ダムバリアの突部１９をリードフレーム１の
表面迄押し下げれば充分行えることから、矩形のブロッ
ク体からなるポンチ２９でダムバリアを押し下げてダム
バリアの除去を行う。この実施例では、ポンチ２９は押
圧面が平坦な面素な構造であることから、ポンチ２９の
製作コストが安くなる。また、このポンチ２９は機械的
強度も高いことから、このような実施例によれば、設備
費が安くなり、結果的に半ぷ体デバイスの製造コストの
低減が達成できることになる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体デバイスの製
造技術に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではない。

本発明はレジンバリが発生するモールド技術には適用で
きる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明によれば、レジンバリはその周縁に比較して中央
が厚くなるように、モールド型にあっては、そのパーテ
ィング面にレジンが流れ込む窪みが設けられていること
から、モールドによって生じたレジンバリは、外力を加
えることによって、リードフレーム部分およびパッケー
ジとの境界で残留部分を残すことなく確実に分離する。

この結果、レジンバリ残留に起因する弊害は解消される
。

また、レジンバリの除去は、リードフレーム面から突出
するレジンバリをリードフレーム面迄押し下げるだけで
確実に行えるため、ローラの転勤接触や単なるブロック
状ポンチによるプレスによってレジンバリ除去が行え、
設備費用の低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体デバイスの製造
方法を示すフローチャート、 第２図は同じくチップボンディング、ワイヤボンディン
グが施されたリードフレームの平面図、第３図は同じく
モールド後のリードフレームの平面図、 第４図は同じくモールド型の一部を示す斜視図、第５図
は同じくダムバリ部分を示す断面図、第６図は同じくダ
ムバリを除去する状態を示す断面図、 第７図は同じく完成状態の半導体デバイスを示す正面図
、 第８図は本発明の他の実施例によるダムバリの除去方法
を示す断面図、 第９図はダムバリの発生状態を示す一部を示す模式的平
面図、 第１０図は本出願人によるダムバリ除去方法を示す断面
図、 第１１図はダムバリの残留状態を示す模式図、第１２図
はダムバリの他の残留状態を示す模式％式％ ３・・・リード、４・・・タブ吊りリード、５・・・外
枠、６・・・ダム、７・・・ダムバリ、８・・・打抜刃
、９・・・ポンチ、１０・・・残留ダムバリ、１１・・
・不安定バリ、１２・・・内枠、１３・・・タブ、１４
・・・アウターリード、１５・・・インナーリード、１
６・・・チップ、１７・・・ワイヤ、１８・・・薄い令
頁域、１９・・・突部、２０・・・窪み、２１・・・下
型、２２・・・パーティング面、２３・・・キャビティ
、２４・・・ゲート、２５・・・テーブル、２６・・・
ローラ、２７・・・抜は孔、２８・・・半ｏＯ 第　　５　　図 第　　７　　図 ２ｒ−爪・〉ブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　チップボンディングおよびワイヤボンディングが終
   了したリードフレームを用意する工程と、前記リードフ
   レームのダムの内側領域をレジンでモールドしてレジン
   からなるパッケージで前記チップ、ワイヤ、リード内端
   等を封止する工程と、前記モールドによって生じたダム
   の内側のレジンバリを除去する工程と、を有し、前記モ
   ールド時、レジンバリ面の少なくとも一部をリードフレ
   ーム表面よりも突出させるように厚く形成し、その後前
   記リードフレーム表面に到達する押圧体でレジンバリを
   押し出してレジンバリを除去することを特徴とする半導
   体デバイスの製造方法。 ２　前記レジンバリはリードフレームおよびパッケージ
   との境界が薄く形成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の半導体デバイスの製造方法。 ３　チップボンディングおよびワイヤボンディングが終
   了したリードフレームのダムの内側領域をレジンでパッ
   ケージするモールド型であって、前記モールドによって
   レジンバリが発生するダムの内側領域に対応するモール
   ド主面部分に少なくとも部分的にレジンが充填される窪
   みが設けられていることを特徴とするモールド型。