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KR100392264B1 - 반도체집적회로장치의제조방법 - Google Patents

반도체집적회로장치의제조방법 Download PDF

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KR100392264B1
KR100392264B1 KR1019950041623A KR19950041623A KR100392264B1 KR 100392264 B1 KR100392264 B1 KR 100392264B1 KR 1019950041623 A KR1019950041623 A KR 1019950041623A KR 19950041623 A KR19950041623 A KR 19950041623A KR 100392264 B1 KR100392264 B1 KR 100392264B1
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고오즈겐지
다바타가츠히로
나카니시마사키
나미키가가츠시게
마츠나가요시히로
나카지마유타카
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히타치 도오쿄오 에레쿠토로니쿠스 가부시키가이샤
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

고품질 반도체집적회로디바이스 제조를 위한 모울드장치는 통기구와 이젝터핀을 제거하는 것과 같은 간단한 구조를 가진다. 모울드장치는 모울드 위에 기포와 싱크, 수지플래쉬가 형성되는 것을 방지하는 기능을 가진다. 복수의 반도체칩은 칩리드 복합체를 구성하기 위해 리드프레임에 고정된다. 이 칩리드 복합체는 모울드장치에 제공된 상부및 하부다이 사이에 위치한다. 다이가 서로 정합되었을 때 모울드 캐비티가 형성된다. 각 모울드 캐비티 중 최소한 한부분은 모울드수지의 침범을 막고 보이드의 발생을 막기 위해 가스성분이 통하도록 하는 다공질 재료로 구성된다. 칩리드 복합체가 다이 사이에 놓여 있는 상태에서 모울드고정이 수행되었을 때 각 모울드 캐비티 내부가 다공질 재료를 통해 공기중에 개방되거나 모울드수지의 주입압력보다 훨씬 낮은 압력을 가지도록 되었을 때, 수지는 모울드 캐비티로 주입된다. 모울드장치는 상부 및 하부다이 중 최소한 하나에 2단계 통기부를 제공한다. 통기부는 수지압입부에 잔류하는 공기를 외부로 안내하는 역할을 한다. 통기부는 다공질로 만들어지고 상부 또는 하부다이에 제공된 베이스 통기부와 베이스통기부의 표면에 위치해 용융수지와 접촉하는 표면통기부를 가진다. 표면통기부는 베이스통기부의 지름보다 작은 지름의 소공을 가지며, 교환 가능하다. 표면 통기부는 상부 및 하부다이의 각 파팅면에 확장된 신축성 다공질막을 변형시켜 형성된다. 2단계 통기부는 흡입수단과 압축가스 공급수단을 제공한다.

Description

반도체 집적회로장치의 제조방법
본 발명은 반도체칩을 모울드수지로 봉지(sealing)하는 모울드프로세스를 포함하는 반도체집적회로 장치 제작방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체칩 제작을 위한 모울드장치에 사용되는 트랜스퍼 모울드기술에 효과적으로 응용될 수 있는 기술에 관한 것이다.
수지모울드장치, 즉 QFP 타입 반도체 IC 디바이스 같이 반도체 IC칩이나 펠레트를 열경화 모울드수지에 의해 봉지한 것과 같이 수지봉지된 반도체 IC 장치를조립하기 위한 조립공정에는 현재 일본국 특허공보 52-95765에 공개된 것과 같은 장치가 쓰인다.
또한, 모울드프로세스가 DIP(Dual In-Line Package)나 QFP(Quad Flat Package) 구조를 가진 수지봉지된 반도체 장치 제작을 위해 사용된다. 이 모울드프로세스에서 리드프레임의 일부가 트랜스퍼 모울드장치에 의해 봉지되고, 반도체칩, 와이어 그리고 리드의 안쪽끝 같은 관련부분은 수지같은 봉지재료로 덮인다.
트랜스퍼 모울드장치는 로우더와 언로우더 사이의 리드프레임 수송경로에 위치한다. 반도체칩이 리드프레임 위에 접착된 후 로우더는 리드프레임을 패키지를 리드프레임 위에 형성시키는 트랜스퍼 모울드장치로 공급한다. 그러면 결과로서 반도체칩은 수지로 봉지된다. 위에 패키지가 형성된 리드프레임은 모울드장치로부터 꺼내어지고 언로우더로 공급된다.
모울드장치는 상부다이와 하부다이가 있어서 이들이 서로 정합될 때 모울드 캐비티를 형성한다. 각각의 모울드 캐비티 내에는 복수의 반도체칩이 고정된 리드프레임이 위치한다. 이 상태에서 용융수지는 모울드 캐비티 내에 채워진다. 용융수지는 다이에 형성된 포트(pot)으로부터 런너와 수지게이트를 통해 캐비티로 흐른다.
모울드장치에는 수지가 캐비티내에 채워질 때 공기삽입과 수지부족과 같은 결점이 나타나는 것을 방지하기 위해 수지게이트를 제외한 각 캐비티부분의 각 구석에 통기구가 마련되어 있다. 물론 이 통기구는 캐비티내에 모울드수지를 완전히 채우기 위한 것이다. 잔류공기는 통기구를 통해 밖으로 배기된다. 캐비티내로 주입된 수지가 경화된 후 즉, 모울드가 형성된 후 다이로부터 모울드를 꺼내기 위해 다이는 이젝터핀이 마련되어 있다. 각 이젝터핀이 다이로부터 런너와 수지게이트에 상응하는 컬과 모울드된 부분을 갖는 리드프레임을 분리하기 위해 캐비티내로 삽입된다.
트랜스퍼 모울드장치는 예를 들어 1993. 5. 15. 공개된 니케이 BP판 "VLSI 패키지기술(마지막 편)" P34∼P40에 설명되어 있다. 이 간행물은 상부다이와 하부다이가 각각 히터가 마련되어 있다고 나타내고 있다. 상부다이는 수직으로 안내선을 따라 이동되고 모울드 고정을 위해 하부다이에 맞는 동작가능한 패널에 의해 지지된다. 또한, 이 간행물은 모울드과정을 설명하는 챠트를 가진다. 챠트에서 리드프레임을 하부다이에 위치하고 상부다이(모울드)은 모울드 고정을 위해 하부다이로 가압된다. 그 다음, 예비가열한 타블렛(tablet) 포트에 공급된다. 타블렛은 가열기의 효과에 의해 포트내에서 용융된다. 용융된 수지는 캐비티내로 플런저(plunger)에 의해 주어지는 압력하에서 채워진다. 캐비티내에 잔류 공기는 통기구를 통해 배기된다.
또한, IC 모울드 구조와 그 주요부분에 관해 "반도체다이 CAD/CAN 시스템 - 요약"이란 논문이 산업연구회에서 편집하고 1987. 10. 1.출판된 "전자재료" 1987. 10월판 p81∼p86에 설명되어 있다. 이 논문은 이젝터핀, 유지판, 가압판 그리고 체이스블럭을 가진 이젝터핀 유니트에 대해 설명하고 있다.
한편, 모울드내의 기포와 결점있는 와이어흐름을 줄이는 수단으로서 수지유입경로위에 위치한 오버런너나 더미(dummy)캐비티가 "전자재료" 1987. 9월판p73∼p79에 나타나있다.
기포의 발생을 방지하기 위해 흐름캐비티가 통기구 바깥에 위치해 있는 기술이 잘 알려져 있다. 캐비티로 들어온 수지의 끝은 공기를 포함하고 있기 때문에 공기포함수지는 통기구로부터 수지를 저장하기 위해 흐름캐비티로 인도되어진다. 흐름캐비티기술은 일본 특허출원 No-평 4-314506에 나타나 있다.
일본 특허공개 No 62-135330은 또한 모울드를 형성하는 방법을 공개하고 있다. 이 방법은 다공질금속끝이 캐비티내 연속적으로 형성된 소공(pore) 안에 삽입되도록 형성된 다이를 사용한다. 모울드가 다이로부터 분리될 때 가스가 금속끝을 통해 외부에서 공급된다. 일본 특허공개 No. 평 5-74827은, 각각의 이젝터핀이 다공질 금속으로 형성된 금속금형을 공개했다.
리드프레임내에 반도체칩을 봉지하기 위한 패키지를 형성할 때 몇가지 나쁜요인이 캐비티내 수지의 유입속도를 리드프레임의 위 아래 공간에서 변하게 할 수 있다. 그 나쁜 요인에는 리드프레임의 위 아래 공간사이, 리이드프레임의 상부공간과 반도체칩의 상부공간 사이, 혹은 리이드프레임의 하부공간과 반도체침의 하부공간사이의 수지의 유입속도의 차이등이 있다.
그러한 현상이 일어나면 더 빠른 속도로 흐르는 수지가 통기구에 이르고 통기구를 차단한다. 그러므로, 캐비티내에 잔류 공기는 다이로부터 배기되는 것이 허용되지 않는다. 즉, 캐비티내에 갇힌다. 공기포함수지에 주입압력을 가하는 것은 잔류 공기의 부피를 줄이지만 패키지내에 기포나 구멍등을 야기할 수 있다. 그들은 나쁜 요인일 수 있고 패키지품질의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
또한, 수지가 통기구로부터 가해진 주입압력에 의해 누출되었다면 누출된 수지는 플래쉬처럼 리드프레임이나 통기구에 접착된다. 리드프레임의 플래쉬는 뒷공정에서 리드프레임을 자르거나 굽힐 때 떨어질 수 있다. 떨어진 플래쉬는 패키지를 손상시킬 수 있다.
만약 수지플래쉬가 통기구에 접착된다면 통기구은 막히고 이것이 패키지성형시 채워지는 수지의 결함을 발생시킨다.
한편, 금속다이로부터 모울드된 제품을 분리하기 위해 즉, 다이로부터 제품을 베어내기 위해 다이는 복수의 이젝터핀을 포함한다. 그래서 다이는 매우 복잡해질 수 있다. 다이를 설계하고 제작하기 위해 많은 시간과 비용이 요구된다. 얇은 제품을 모울드하기 위한 다이에 있어서, 컬과 런너 및 수지게이트에 상응하는 부분을 가진 모울드된 제품을 이젝터핀을 이용해 다이로부터 분리할 때, 오목부분이 모울드된 제품 표면에 형성될 수 있다. 그러한 오목부는 칩균열이나 패키지슬릿과 같은 결함부분이 될 수 있다.
또한, 종래의 트랜스퍼 모울드장치는 통기구로 캐비티의 내부에 잔류공기를 배기하도록 설치되어있다. 그러므로, 소량의 수지가 공기와 함께 통기구으로 누출되고, 통기구에서 경화된 수지는 너무 얇아서 쉽게 칩화될 수 있다. 봉지공정에 이은 절단공정에서 수지가 칩화하고 절단다이에 떨어진다면 칩화된 수지는 아우터리드를 손상시키거나 변형시킬 수 있다.
트랜스퍼 모울드장치가 계속 동작하는 경우, 접착수지는 통기구안에 쌓여서 통기구를 막을 수 있다. 이것은 캐비티에 수지를 채우는데 부족을 야기시키고 이부족은 기포(보이드) 또는 싱크문제를 일으킬 수 있어서 이것은 모울드된 제품(반도체디바이스)의 품질을 저하시킨다.
얇은 제품(반도체디바이스)을 형성하는 다이에서, 컬과 런너 및 수지게이트에 상응하는 부분을 포함한 모울드된 반도체디바이스를 이젝터핀을 이용해 다이로부터 분리시킬 때, 모울드(수지패키지)는 이젝터핀에 의해 찍힌다. 이 찍힘은 모울드의 표면에 오목부분을 야기시키거나 때때로 칩균열 또는 패키지슬릿을 야기시킨다.
보이드(void)를 방지하지 하기 위해, 다이는 오버-런너, 더미(dummy)캐비티, 통기구, 유입캐비티 및 캐비티로부터 모울드된 제품(반도체장치)을 밀어내는 이젝터핀이 설치된다. 따라서, 다이패턴은 매우 복잡해져서 그의 설계와 제조에 많은 시간과 비용이 요구된다.
본 발명의 목적은 기포 및 싱크가 없이 고품질의 수지봉지부를 갖는 반도체집적회로 디바이스를 제조할 수 있는 모울드방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 고품질 수지봉지부를 갖는 반도체집적회로 디바이스를 제조할 때 수지플래시의 발생을 방지할 수 있는 모울드방법 및 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 수지봉지부를 모울드한 후 이젝터핀을 사용하지 않고 리드프레임을 다이로부터 분리할 수 있는 모울드방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 아우터리드부의 변형불량 및 어떤 손상발생을 방지할 수 있는 모울드방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 모울드부에 가능한 기포 및 싱크를 억제할 수 있는 모울드 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 이젝터핀이 모울드표면을 찍을 때 발생되는 칩균열 및 팩키지슬릿을 방지할 수 있는 모울드방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 간단히 패턴된 다이를 갖는 모울드장치를 제공하는 것이다.
상기와 다른 목적 및 신규의 특징들은 이하에서의 설명 및 첨부도면으로 명백히 드러 날 것이다.
본 출원에서 개시된 발명중에서 대표되는 요약을 이하에서 간결하게 설명할 것이다. 본 발명의 한측면에 의한 반도체집적회로의 제조방법은 복수의 반도체칩과 그들 칩각각의 제1주면상에 형성된 전극에 직접 또는 간접적으로 전기적으로 서로 접속된 복수의 인너리드를 포함하는 박막배선쉬트 또는 리드프레인으로 이루어진 칩리드복합체를 준비하는 공정과, 제1다이와 이 다이와 상기 복수의 반도체칩을 봉지하기 위한 복수의 모울드캐비티를 형성하는 제2다이를 가지고, 상기 제1다이 및 제2다이중 적어도 한쪽의 상기 모울드 캐비티의 내면의 적어도 한부분이 소정의 깊이로 상기 모울드수지의 침범을 방지하고, 가스성분의 적어도 일부가 지나도록 해서 보이드발생을 방지하는 다공질 재료로 된 모울드장치에 있어서, 제1다이와 제2다이사이에 상기 칩리드 복합체를 배치하는 공정과, 상부와 하부다이 사이에 상기 칩리드복합체를 배치한 상태에서 양쪽다이의 각각에 대해서 가압하는 공정과, 고정다이에 의해 형성된 모울드 캐비티를 다공질 재료로된 부분을 통하여 대기중으로노출하거나 또는 모울드수지의 주입압력보다 훨씬 낮은 압력으로 상기 모울드수지를 모울드 캐비티 안으로 주입하고, 상기 칩리드 복합체의 소정부분을 모울드수지와 봉지하는 공정과, 봉지가 완료된 칩리드 복합체를 제1다이 및 제2다이의 적어도 한 부분으로부터 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
칩리드복합체는 다공질 재료부분을 통하여 모울드 캐비티 안으로 가스를 주입하는 것에 의해 다이로부터 분리된다.
모울드수지가 모울드 캐비티 내로 주입될 때, 모울드 캐비티 내의 가스는 외부로 흡인 및 배기될 수도 있다.
본 발명의 반도체집적회로 디바이스의 제조방법은 제1다이와 제2다이가 접촉된 상태에서 이들 다이에 의해 형성된 모울드 캐비티 내에 모울드수지를 주입할때, 이들 두 다이중 적어도 하나의 일부를 구성하는 다공질 재료로 된 통기구를 통하여 모울드 캐비티에 잔류가스를 외부로 배기하는 공정을 포함한다.
본 발명의 반도체집적회로 디바이스의 제조방법은 제1다이와 함께 복수의 반도체칩을 봉지하기 위한 복수의 모울드 캐비티를 형성하는 제2다이를 가지고, 이 상기 모울드 캐비티의 각각의 내면의 거의 전부가 소정의 깊이로 모울드수지의 침범을 방지하고, 보이드발생을 방지하기 위해 가스성분의 적어도 일부가 다공질 재료를 통과하도록 하는 다공질 재료로 된 모울드장치에 있어서 상기 제1다이와 제2다이 사이에 칩리드 복합체를 배치하고는 공정을 포함한다.
본 발명의 반도체집적회로 디바이스의 제조방법은 제1다이 함께 복수의 반도체칩을 봉지하기 위한 복수의 모울드 캐비티를 형성하는 제2다이를 가지고, 상기모울드 캐비티의 각각의 내면의 적어도 게이트에 대하여 반대부분이 소정의 깊이로 다공질재로 형성되어 모울드수지의 침범을 방지하고, 보이드발생을 방지하기 위해 가스성분의 적어도 일부분이 다공질 재료를 통과하도록 하는 모울드장치에 있어서 제1다이와 제2다이 사이에 칩리드복합체를 배치하는 공정을 포함한다.
본 발명의 반도체집적회로의 제조방법은 제1다이와 함께 복수의 반도체칩을 봉지하기 위한 복수의 모울드 캐비티, 하나이상의 수지타블렛(tablet)을 수용하기 위한 하나이상의 포트(pots)부, 그들을 연결하는 하나이상의 런너(runner)부를 가지도록 설계된 제2 다이를 가지고, 각각의 포트부 내면의 적어도 일부, 런너부 및 각 포트에 활주하게 제공된 플런저 내부의 적어도 일부분이 소정의 깊이로 모울드수지의 침범을 방지하고, 보이드 발생을 방지하기 위해 가스성분의 적어도 일부분이 단공질 재료를 통과하도록 설계된 제1 다이 및 제2다이를 갖는 모울드장치에 있어서 제1다이와 제2다이 사이에 칩리드복합체를 배치하는 공정을 포함한다.
본 발명의 반도체집적회로의 제조방법은 상부다이와 그와 함께 복수의 반도체칩을 봉지하기 위한 복수의 모울드 캐비티 소정의 모울드 캐비티 수만큼 마련된 수지타블렛을 사용하기 위한 복수의 포트, 그들에 각각 연결되는 복수의 런너를 가지고, 상기 모울드 캐비티, 포트 및 런너의 각 내부의 적어도 일부분이 소정의 깊이로 모울드수지의 발생을 방지하기 위해 모울드수지의 침범을 방지하고 다공질 재료로 형성되도록 설계된 하부다이를 갖는 모울드장치에 있어서, 상부다이와 하부다이 사이의 공간에 하부다이에 제공된 수 지타블렛 삽입부에 수지타블렛을 삽입하는 공정을 포함한다.
본 발명의 반도체집적회로 디바이스의 제조방법은 모울드 제비히 내로 모울드수지를 주입한 후에 다공질 재료부분을 통하여 모울드 캐비티 내로 가스를 주입하면서 제1다이와 제2다이를 분리하는 것에 의해 제1다이와 제2다이중의 적어도 한부분으로부터 봉지된 칩 리드복합체를 분리하는 공정을 포함하고, 봉지부를 모울드장치에 마련된 이젝터핀에 의해 분리하는 경우에 봉지부의 물리적 변형에 의해 특성이 저하되는 박형 수지봉지 반도체집적회로 디바이스의 제조에 실시된다.
본 발명의 반도체집적회로 디바이스의 제조방법은 용융된 모울드수지를 제1다이 및 제2다이에 의해 형성된 모울드 캐비티로 주입하고 제1다이 및 제2다이가 각각 고정된 상태에서 모울드 캐비티 내의 가스만을 방출하는 공정에 있어서, 제1다이는 통기구가 있고 다공질 재료로된 통기부가 있는 본체와, 본체의 표면에 형성되고 상기 통기구과 연통하며 그보다 작은 내경을 갖는 소공을 가지고, 소공으로의 모울드수지분자의 유입을 방지하고, 가스의 유입만을 허용하는 필터층을 가지는 공정을 포함한다.
본 발명의 일면에 의한 모울드장치는 제1다이와 그와 함께 개폐동작이 되도록 설계되고 제1다이에 의한 팩키지에 따라 형성된 모울드 캐비티를 가지는 제2다이를 구비하고, 제1다이와 제2다이중 적어도 일부가 통기구가 있는 다공질 재료로 이루어진 통기부를 포함하도록 형성된 본체를 구비하고, 통기부의 표면에는 통기구와 연통하는 모울드수지의 유입을 방지하고 가스만의 유입을 허용하는 필터층이 형성되어 있다.
본 발명에 의한 모울드장치는 제1다이와, 그와 함께 개폐동작이 되도록 설계되고, 제1다이에 의한 팩키지에 따라 적합하게 맞춰진 모울드 캐비티를 형성하는 제2다이를 구비하고, 본체를 형성하는 제1다이와 제2다이중 적어도 일부는 통기구가 있는 다공질 재료로 이루어지는 통기부와, 각각의 모울드 캐비티 내부면에서 소정의 깊이로 매설되고 통기구보다 작은 내경을 갖는 연통구를 가지도록 형성된 미세다공체를 가지도록 제공되고, 그들 연통구는 모울드수지의 침범을 방지하고 가스성분의 적어도 일부분을 통과하도록 한다. 미세다공체의 표면에 코팅층을 형성할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 닫혀진 다이에 의해 형성된 모울드 캐비티를 다공부를 통하여 대기중으로 개방하는 상태 또는 모울드수지가 모울드 캐비티 내로 주입될 때 모울드수지의 주입압력을 낮추는 상태에서 모울드 캐비티 내에 잔류하는 공기등의 가스는 외부로 방출된다. 그러므로, 본 발명의 모울드장치는 캐비티내에 기포 및 잔류싱크가 없는 고품질 수지봉지부를 갖는 반도체집적회로 디바이스를 제조가능하게 할 수 있다. 모울드 캐비티 내에 잔류하는 가스는 각각의 모울드 캐비티의 전체 또는 일부분에서 외부로 방출될 수 있다.
포트, 런너 또는 플런저의 적어도 일부를 다공부재에 의해 형성하는 것에 의해, 모울드수지가 포트로부터 모울드 캐비티 내에 도달되도록 인도되는 동안 포트 또는 런너내에 잔류하는 공기등의 가스를 방출할 수 있다.
봉지된 칩리드복합체가 다이로부터 분리될 때, 외부에서 캐비티로 가스를 주입하므로써 이젝터핀을 사용하지 않고 칩리드복합체를 얻을 수 있다. 또한, 박형 수지봉지부를 갖는 반도체집적회로 디바이스를 제조할 때에도, 봉지부의 물리적 변형없이 고품질디바이스를 제조할 수 있다.
다공질 재료로 이루어진 다이본체의 표면에 필터층이 형성된다. 이 필터층은 통기구보다 작은 직경을 가지고 통기구과 연통되는 소공을 제공한다. 따라서, 필터층은 모울드수지가 통기구으로 유입하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 각 연통구에는 미세 다공체가 소정의 깊이로 매설되기 때문에, 모울드수지가 통기구로 유입되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
본 명세서에 개시된 발명중 한층 더 대표적인 것의 요약을 이하에서 설명할 것이다.
(1) 하부다이와 상부다이를 정합한 상태에서 형성된 수지압입부(캐비티등)에서 용융된 수지를 압입하여 모울드 제품을 제조하는 모울드방법에서, 제품을 모울드할 때, 수지 압입부에 잔류하는 공기는 상부와 하부다이(적어도 두 다이중하나)에 형성된 베이스통기부 및 이 베이스통기부의 표면에 배치된 표면통기부를 가지는 2단계 통기부를 통하여 다이의 외부로 배기되고 용융된 수지를 압입할 때 용융된 수지와 접촉한다. 표면통기부는 다공질 재료로 이루어지며 소정의 모울딩 횟수마다 새로운 것으로 교환된다. 표면통기부는 상부 또는 하부다이의 각 부분면에서 팽창할 수 있게 붙여진 신축적 다공막으로 형성된다. 다공막은 상부 및 하부다이를 고정하는 모울드와 표면통기부가 형성될 때 수지를 압입하는 것에 의해 변형된다. 또한, 다이가 서로 분리될 때, 복원력 즉, 다공필터의 평평하게(flatlening)하는 힘에 의해 모울드제품은 상부 및 하부다이로부터 분리된다. 수지를 압입할 때, 수지압입부에 잔류하는 공기는 통기구를 통하여 외부로 강하게 배기된다. 다이가 서로분리될 대, 상부 및 하부다이로부터 모울드제품을 떼어내기 위해 통기구를 통하여 압축된 공기를 수지압입부에 공급한다.
(2) 상부와 하부다이의 정합에 의해 형성된 수지압입부(캐비티 등)에 용융된 수지를 압입해서 모울드제품을 제조하는 모울드장치에서, 상부 및 하부다이에 2단계의 통기부가 제공된다. 이 통기부는 수지압입부내의 잔류공기를 다이외부로 안내하는 역할을 한다. 2단계 통기부는 베이스통기부 및 베이스통기부상에 배치된 표면통기부로 이루어지고 용융된 금속과 접촉된다. 표면통기부 및 베이스통기부는 모두 다공질 재료로 이루어져 있다. 표면통기부는 베이스통기부보다 작은 소공을 가지고 새로운 것으로 교환된다. 표면통기부는 상부 및 하부다이의 각 부분면에서 팽창할 수 있게 붙여진 신축적 다공막으로 형성된다. 또한, 다공막공급기구는 상부 및 하부다이의 파팅면사이에 모울드의 소정의 회수(예를 들어, 1회)로 다공막을 공급하도록 마련되어 있다. 또한, 모울드장치는 2단계 통기부에 연결되고 수지압입부로부터 다이의 외부로 공기를 강하게 배기하기 위한 흡인수단과, 2단계 통기부에 연결되고 압축된 공기를 수지압입부로 공급하기 위한 압축가스 공급수단을 구비한다. 흡인수단은 수지가 압입될 때 동작하고, 압축가스공금수단은 다이가 서로 분리될 때 동작된다.
상기의 모울드방법(1) 및 상기의 모울드장치(2)에 있어서,
(a) 상부 및 하부다이에는 수지압입부(캐비티 등)에 잔류하는 공기를 다이외부로 안내하기 위한 2단계 통기부가 각각 제공된다. 따라서, 상부 및 하부다이의 각 파팅면에는 슬롯 통기구설치가 필요없다. 게다가, 통기구에서 경화된 수지의 드롭(drop)에 기인하는 아우터리드상에 어떤 흐름의 발생 및 변형불량을 방지할 수 있다.
(b) 통기구가 설치되지 않으므로, 통기구에서 수지의 막힘이 없어 수지가 캐비티내에 충분히 채워질 수 있다. 또한, 모울드부에서 기포 또는 싱크가 생기지 않으므로, 모울드제품(반도체디바이스)의 품질의 저하를 방지할 수 있다.
(c) 수지압입부에 잔류하는 공기를 다이외부로 안내하기 위해 2단계 통기부가 설치되기 때문에, 오버런너(over-runner), 더미캐비티, 통기구 및 플로우캐비티(flow cavity)와 같은 보이드발생을 방지하기 위한 구성요소가 불필요하다. 이것은 다이설계를 용이하게 하거나 다이의 소형화를 가능하게 한다.
(d) 통기부는 베이스통기부 및 표면통기부로 이루어진다. 또한, 용융된 수지접촉용 표면통기부는 베이스통기부보다 작은 소공을 가진다. 그러므로, 베이스통기부에서는 막힘이 발생하지 않는다.
(e) 표면통기부는 교환가능하게 되어 있기 때문에, 이 부분은 소정된 모울드회수마다 교환될 수 있다. 이것은 수지막힘에 의해 야기되는 모울드불량의 발생을 방지할 수 있다.
(f) 표면통기부는 상부 및 하부다이의 파팅면에서 팽창가능하게 붙여진 신축적 다공막을 흡인 및 배기(그리고 수지의 주입압력)에 의해 변형시킴으로써 형성된다. 따라서, 모울드형의 외형이 손상되지 않고 적합한 모울드가 형성될 수 있다.
(g) 표면통기부는 상부 및 하부다이의 파팅면에서 각각 팽창 가능하게 붙여진 신축적 다공테이프로 형성된다. 따라서, 다이가 서로 분리될 때, 모울드제품은복원력수단 즉, 다공막의 평평하게 하는 힘에 의해 상부 및 하부다이로부터 분리될 수 있다. 이것은 이젝터판의 대용품으로 된다.
(h) 다공막은 상부 및 하부다이의 파팅면 사이에 각 모울드 프로세스마다 다공막 공급기구의 효과를 통하여 공급된다. 따라서, 표면통기부에는 막힘이 발생하지 않는다. 이것은 모울드형의 외형을 손상시키지 않고 적합한 모울드를 형성할 수 있다는 것을 뜻한다.
(i) 통기부와 연통하는 흡인수단은 수지가 압입될 때 동작하므로, 수지 압입부에 잔류하는 공기는 빠르게 배기된다. 이것은 모울드제품의 외형을 적합하게 유지하고 보이드없는 모울드를 가능하게 한다. 이것은 생산량의 향상에 기여한다.
(j) 통기부와 연통하는 압입가스공급수단은 다이가 서로 분리될때 동작하고, 모울드 제품은 압입가스에 의해 상부 및 하부다이의 외부로 밀려난다. 따라서, 확실하게 모울드부(모울드제품)가 분리된다.
(k) 다이가 서로 분리될 때, 모울드부는 다공막의 복원력 및 압입가스 공급수단에 의해 상부 및 하부다이의 외부로 떼어내어진다. 따라서, 이젝터핀이 불필요하다. 이것은 이젝터핀이 모울드제품의 모울드부를 찍는 일이 없으므로, 칩균열이나 또는 팩키지균열의 발생을 방지할 수 있다는 것을 의미한다.
(1) 이젝터핀이 필요없으므로, 다이의 구조는 간단하게 된다. 따라서 이것은 다이를 용이하게 설계하고 제조할 수 있도록 하고 제조시간 및 비용을 줄일 수 있도록 한다. 이하에서는 도면을 참조하여 상세히 본 발명의 실시예를 설명할 것이다.
실시예 1
제1도는 본 발명에 의한 반도체집적회로 디바이스의 제조방법에 사용되는 트랜스퍼모울드장치 전체의 외형을 나타내는 사시도이다. 이 장치는 반도체 팰레트 즉, 반도체칩이 본딩된 리드프레임에 반도체칩을 수지로 봉지하기 위해 사용된다.
반도체칩이 본딩된 리드프레임은 로더(loader반도체집적회로 디바이스7)에서 트랜스퍼 모울드장치(8)로 운반되어 반도체칩이 봉지된다. 리드프레임이 수지로 팩키지된 후 팩키지된 리드프레임은 외부로 운반된 다음 언로더(unloader반도체집적회로 디바이스9)에 의해 수용된다.
트랜스퍼 모울드장치(8)의 세부구조는 제2도에 도시된다. 번호 10은 밑판이고, 번호 11은 밑판(10)상에서 하부단을 지지하는 기둥이고, 12는 기둥(11)의 상부단상에 지지된 고정압반이다. 이동성 압반(13)은 기둥(11)에 고정되고, 기둥(11)의 안내에 따라 수직으로 이동될 수 있다. 이동성 압반(13)은 그에 지지되는 구동블럭(14)를 제공한다. 구동블럭(14)은 대좌(10)상에 배치되는 실린더(15)의 로드(rod반도체집적회로 디바이스 16)에 연결된다. 실린더(15)는 유압 또는 공기압에 의해 동작된다. 이동성 압반(13)은 실린더(15)에 의해 동작되는 구동블럭(14)의 효과에 의해 수직으로 이동된다.
고정압반(12)은 상부유니트(21) 즉, 아래로 향하는 다이정합면(21a)이 있는 상부모울드 다이유니트와 고정된다. 한편, 하부유니트(22) 즉, 하부모울드 다이유니트는 이동성 압반(13)상에 지지된다. 하부유니트(22)는 위로 향하는 다이정합면(22a)을 가진다.
제3도 및 제4도에서 상부유니트(21) 및 하부유니트(22)를 상세하게 도시한다. 상부유니트(21)는 강철과 같은 금속으로 이루어지고 하부부분이 개방된 상자모양의 보호프레임(23)을 가진다. 번호 24는 보호프레임(23)에 고정되고 제1다이로 이용되는 다이몸체이고, 번호 25는 다이몸체(24)의 내면에 지지되는 보호평판이다. 복수의 이젝터핀(26)은 다이몸체(24) 및 보호평판(25)을 통해서 축방향으로 관통된다. 그들 이젝터핀(26)은 그들을 통하여 미끄러지듯이 이동할 수 있다. 각각의 이젝터핀(26)의 기반단부는 제1이젝터평판과 제2이젝터평판(27b)사이에서 가압된다.
이젝터평판(27b)과 보호평판(25)사이에 갭(28)이 형성된다. 갭(28)의 범위내에서 이젝터평판(27a,27b)이 다이몸체(24)에 대하여 수직으로 이동할 수 있다. 이젝터평판(27a,27b)의 수직적 이동은 이젝터핀(26)의 이동을 야기시킨다.
상부유니트(22)와 같이, 하부유니트도 강철등의 금속으로 이루어진다. 하부유니트(22)는 상부부분이 개방된 상자모양의 보호프레임(13)을 가진다. 이 보호프레임(33)은 제2다이로 이용되는 다이몸체(34)에 고정된다. 보호평판(35)은 다이몸체(34)의 내측에 지지된다. 복수의 이젝터핀(36)은 다이몸체(34) 및 보호평판(35)을 통해서 축방향으로 관통된다. 그들 이젝터핀(36)은 다이몸체(34) 및 보호평판(35)을 통해서 미끄러지듯이 이동할 수 있다. 각각의 이젝터핀(36)의 기반단부는 제1이젝터평판과 제2이젝터평판(37b) 사이에서 가압된다.
이젝터평판(37b)과 보호평판(35)사이에는, 갭(38)이 형성되어 있다. 갭(38)의 범위내에서 이젝터평판(37a,37b)이 다이몸체(34)에 대해서 수직으로 이동할 수 있다. 이젝터평판(37a,37b)의 수직적 이동은 이젝터핀(36)의 이동을 야기시킨다.이들 이젝터평판(27a,27b,37a,37b)은 구동수단에 의해 수직으로 이동된다.
각 다이몸체(24,34)의 표면상에 수지모울드부에 따라 오목부가 형성된다. 제3도에 도시된 바와 같이, 이들 오목부에서 캐비티(43)는 반도체칩이 본딩된 리드프레임(42)의 부분에 해당하는 부분, 즉 수지봉지부이다.
하부유니트(22)는 그에 고정된 속이 빈 원통형포트(44)를 포함한다. 플런저(45)는 포트(44)의 내측에 고정된다. 이 플런저(45)는 포트(44)내에서 축방향으로 이동할 수 있다. 제2도에 나타난 바와 같이, 플런저(45)는 구동블럭(14)에 고정된 실린더(17)에 의해 구동된다. 플런저(45)의 끝에는 수지로된 타블렛(46)이 배치된다. 이 타블렛(46)은 다이몸체(24,34) 및 보호평판(25,35)에 배치된 가열기에 의해 가열된다. 타블렛(46)은 예열기에 의해 가열된 다음 수지의 점도가 저하된 상태로 포트(44) 내부에 공급된다.
다이몸체(24,34)가 정합될 때, 이들 다이몸체(24,34)는 용융된 수지를 포트(44)로부터 캐비티(43)로 안내되도록 런너(47) 및 게이트(48)가 형성된다.
또한, 상부유니트(21) 또는 하부유니트(22)는 캐비티에 따라 형성되는 오목부를 갖는 복수의 체이스(chase)블럭과, 포트(44)가 있는 중앙블럭으로 형성될 수 있다. 또는 상기 유니트는 복수의 포트(44)를 갖는 다중 포트방식을 사용할 수도 있다.
각 다이몸체(23,34)는 다공질 재료로 이루어지므로, 다이몸체는 다이몸체(24,34)에 의해 형성되는 캐비티(43)와 같은 공간에 잔류하는 가스를 외부로 안내하는 통기성을 갖는다. 다공질 재료로서는, 금속분말 또는 세라믹분말 등의소결성 재료가 사용된다. 다이몸체(24,34)의 표면전체에, 수 ㎛의 길이를 갖는 많은 세공이 각각 형성된다.
다음에서는 반도체집적회로 디바이스의 제조를 위한 프로세스를 중심으로 설명한다. 예비 다이본딩 프로세스에 있어서, 제3도에 나타난 반도체칩(41)은 리드프레임(42)상에 지지된다. 리드프레임(42)상에 형성되는 인너리드 및 반도체칩(41)의 제1면상에 형성된 전극은 와이어에 의하여 서로 전기적으로 연결되어 있다. 결과적으로 이 연결에 의해 칩리드 복합체(40)가 형성된다.
다음, 예열기에 의해 가열되는 고형수지타블렛(46)은 플런저(45)상에 배치되고, 리드프레임(42)은 양쪽의 다이몸체(24,34)사이에 공급된다. 제2도 내지 제4도는 수지가 포트(44)로부터 공급되어 채워지는 캐비티가 2개만 나타나 있지만, 다른 캐비티들이 도면의 수직방향에서 각각의 다이몸체(24,34)에서 형성되어 있다.
이런 상태에서, 제2도에 나타난 실린더(15)를 ,구동하여 하부유니트(22)를 상부유니트(21)로 접근 이동시키므로써, 다이몸체(24,34)의 표면에 의해 캐비티(43)가 있는 공간이 형성된다. 실린더(17)에 의해 구동되는 플런저(45)가 용융된 급속을 가압할 때, 용용된 금속은 런너(47) 및 게이트(48)를 통하여 캐비티(43)안으로 흐른다.
용융수지 유입프로세스에서, 런너(47) 및 캐비티(43)에 잔류하는 가스는 모두 통기성 기능을 갖기 위해 형성된 다이몸체(24,34)를 통하여 외부로 배출된다. 다이몸체(24,34)에 흐르는 가스를 외부로 배기하기 위하여, 보호프레임(23)에는 그곳을 통하는 배기구(49)를 갖는다. 게다가, 배기구(49)에는 다이몸체(24,34) 유입하는 가스를 외부로 배기하기 위한 흡인수단에 접속될 수 있다.
캐비티(43)내에 채워진 수지를 가열 경화한 후에, 하부유니트(22)를 낮추도록 제2도에 나타난 실린더를 구동함으로써, 양 다이는 서로 개방된다. 다음에, 상부유니트(21)의 이젝터평판(27a,27b)을 아래로 이동하고 하부유니트(22)의 이젝터평판(37a,37b)을 위로 이동한다. 이것에 의해 이젝터핀(26,36)이 돌출되어 제4도에 도시된 것처럼 다이의 개방이 완료된다. 그 결과, 칩리드복합체가 떨어져 나온다. 복합체(40)는 반도체칩(41)을 봉지하는 모울드된 팩키지(43a)를 포함한다.
제4도에 도시된 바와 같이, 봉지후의 칩리드복합체(40)는 캐비티(43)용 팩키지(43a)와, 런너(47)용 부분(47a)과, 런너(47)에 채워지지 않는 컬(cull) 부분(44a)을 포함한다.
실시예 2
제5도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 트랜스퍼 모울드장치를 나타내며 상기 실시예와 본 실시예의 공통 구성성분은 같은 번호를 갖는다. 제5도에 있어서, 트랜스퍼모울드장치는 이젝터핀 및 이젝터평판을 구비하지 않는다. 상부유니트(21)는 보호프레임(23) 및 다이몸체(24)에 의해 형성된다. 하부유니트(22)는 보호프레임(33) 및 다이몸체(34)에 의해 형성된다. 상부유니트(21)는 제2도에 나타난 고정평판(12)에 고정되고, 하부유니트(22)는 유니트(22) 단독으로 수직적 이동을 위해 이동평판(13)에 고정된다. 보호프레임(23)은 그에 고정된 통기파이프(51)를 구비한다. 또한, 보호프레임(33)은 그에 고정된 통기파이프(52)를 구비한다. 각각의 통기파이프(51)는 전환밸브(valve) (53)가 설치되어 있는 제공되는 파이프(55)에 연결된다. 마찬가지로, 각각의 통기파이프(52)는 전환밸브(56)가 설치되어 있는 파이프(56)에 연결된다. 파이프(55,56)는 진공펌프(57,58) 및 압축장치(61,62)에 각각 연결되어 있다.
제5도에 나타난 모울드장치에 있어서, 수지가 포트(44)로부터 런너(47) 및 게이트(48)로 공급되어 캐비티(43)내로 채워질 때, 진공펌프(57,58)는 캐비티(43)내에 잔류하는 가스가 다이몸체(24(34)를 통하여 외부로 배출되도록 구동된다. 모울드가 끝난 후 다이로부터 리드프레임(42)를 떼어내기 위해 다이가 개방될 때, 압축장치(61,62)에 의해 타이의 정합면으로 통기성 다이몸체(24,34)를 통하여 압축된 공기가 공급된다. 따라서, 앞의 실시예와 다르게 이젝터핀을 사용하지 않고 칩리드복합체(40)를 떼어낼 수 있다. 물론, 칩리드복합체(40)는 반도체칩(41)을 봉지하기 위한 팩키지(43a)를 구비한다. 동시에, 다이몸체(24,34)의 표면으로 분사되는 공기는 다이몸체(24,34) 및 그들의 표면을 세정할 수 있다.
설명한 실시예에 있어서, 다이몸체(24,34)는 몸체 전체의 통풍성을 위해 전체가 다공질 재료로 형성되지만, 캐비티(43)에 대응하는 부분 또는 그의 일부만을 상기의 다공질 재료로 형성할 수 있다. 도면에서는 양쪽의 다이몸체(24,34)가 다공질 재료로 형성되어 있지만, 한쪽의 다이몸체만을 다공질 재료로 형성할 수도 있다.
실시예 3
제6도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 트랜스퍼 모울드장치를 나타내는 정면도이다. 제7도는 제6도에 나타난 장치의 주요부를 나타내는 부분적으로 절단한확대정면도이다.
제6도에 나타난 바와 같이, 트랜스퍼 모울드장치는 밀판(65)상에 고정된 복수의 포스트(66)를 구비한다. 각 포스트(66)는 그의 상단부상에 지지되는 고정된 압반(67)을 가진다. 고정된 압반(67)은 상부유니트(68)와 고정된다. 번호 71은 수압(유압)으로 동작되는 실린더(69)의 로드(70)에 고정되는 이동성 압반이다. 이동성 압반(71)은 하부유니트(72)에 고정된다. 플런저(45) 구동용 실린더(73)는 고정된 압반(67)에 고정된다. 이들 실린더(69,73)는 밑판(65)상에 고정된 제어유니트(74)에 의해 제어된다.
제7도는 상부유니트(68) 및 하부유니트(72)의 상세도이다. 상부유니트(68)는 제1 다이로 이동되는 상부다이(76)가 고정되는 상부베이스부재(75)를 가진다. 하부유니트(72)는 제2다이로 이용되는 하부다이(78)가 고정되는 하부베이스부재를 가진다. 하부다이(78)는 실린더(69)에 의해 야기되는 이동성 압반(71)의 수직적 동작과 동기되어 상부다이(76)와 개폐동작된다. 양 다이(76,78)의 정합은 소위 파팅면 또는 모울드 분리면으로 일컬어지는 다이정합면상의 수지로 이루어지는 팩키지(43a)를 위한 캐비티(43)를 형성하는 결과를 가져온다.
각 베이스부재(75,77)는 거기에 형성된 가열기(79)를 가지고, 해당 다이(76,78)를 가열하는 동작을 한다. 번호 44는 상부베이스부재(75)를 관통하는 원통형포트(44)이다. 포트(44)는 상부다이(76)에 고정된다. 플런저(45)는 포트(44)의 축방향으로 자유롭게 미끄러질 수 있도록 포트(44) 내측에 고정된다. 이 플런저(45)는 제6도에 나타난 실린더(73)에 의해 구동된다. 포트(44)에는 수지로이루어지는 타블렛(46)이 배치된다. 이 타블렛(46)은 다이(76,78)의 정합면에 형성되는 캐비티(43)내로 가압되어 이동된다.
캐비티내로 용융된 수지를 안내하기 위하여, 개비티(43)와 포트(44)를 연통되도록 런너(47)가 정합면에 형성된다. 이 런너(47)의 캐비티내로의 입구부가 게이트(48)이다.
제8도는 하부다이(78)를 나타내는 평면도이다. 나타난 바와 같이, 8개의 체이스블럭(80) 및 중앙블럭(81)이 하부다이(78)를 구성한다. 각 체이스블럭은 팩키지(43a)를 위해 형성된 캐비티(43)를 가진다. 중앙블럭(81)은 각 캐비티와 연통하도록 형성되는 런너(47)를 가진다. 하부다이(78)에는 상부다이(76)에 고정된 포트(44)에 대응하고, 런너(47)의 외부로 흘러넘친 수지 즉 컬이 잔류되는 컬공간(82)이 형성된다.
설명한 실시예에 있어서, 제8도에 나타난 바와 같이, 하부다이(78)는 8개의 체이스 블럭을 가지도록 구성된다. 어떠한 개수 든 예를 들면, 4 또는 6개의 체이스블럭을 필요하다면 선택할 수 있다. 제7도에서는 단일 포트를 갖는 단일 포트형 구조를 이용했지만 2개 이상의 포트를 제공할 수도 있다.
제9도는 상부 및 하부다이(76,78)를 부분적으로 나타내는 확대단면도이다. 상부다이(76)는 상부베이스부재(75) 및 캐비티블럭 즉, 블럭(83)에 배치되어 팩키지(43a) 모울드용 캐비티를 형성하기 위한 다이몸체(84)에 고정되는 보호블럭(83)을 구비한다. 다이몸체(84)는 다공질 재료로 이루어진다. 제10도에 나타난 바와 같이, 다이몸체(84)는 통기구(85)를 갖는 다공적 구조를 갖는다.
하부다이(78)는 하부베이스부재(77) 및 팩키지(43a) 모울드용 캐비티를 형성하기 위한 다이몸체(87) 즉, 블럭(86)내에 배치되는 캐비티블럭에 고정되는 보호블럭(86)을 포함한다. 다이몸체(84)와 같이, 다이몸체(87)는 다공질 재료로 형성된다. 그래서, 다이몸체(87)는 통기구를 갖는 다공적 구조로 형성된다.
각 다이몸체(84,87)의 표면상에는 필터층(88,89)이 형성된다. 각각의 필터층을 연통구(90)를 포함하고, 그들 연통구(90)는 다이몸체(84,87)에 형성되는 통기구를 통하여 다이몸체 사이에 형성된 캐비티(43)와 같은 공간에 가스만을 허용하고 용융수지는 허용하지 않는다. 즉. 그들 연통구(90)는 다이몸체의 외부로 가스를 분리해서 배기하는데 이용된다. 각 필터층(88,89)은 일종의 반투막과 같은 것이다.
제10도는 상부다이(76)의 다이몸체(84) 및 그의 표면에 형성되는 필터층(88)을 나타내는 부분 확대단면도이다. 상기에서 설명된 바와 같이, 다이몸체는 다공질 재료로 이루어지고 통기구(85)를 가지고, 그의 각각의 평균 개구크기는 D이다. 필터층(88)에 형성되는 각 연통구(90)는 가스를 분리해서 방출하는데 이용하고 개구크기 d를 갖는다. Sg가 상부 및 하부다이(76,78)을 서로 정합하는 것에 의해 형성된 캐비티(43)와 같은 공간에 잔류하는 공기등의 각 가스분자(91)의 최대크기이고, Sr이 용융수지의 각 분자(92)의 크기라 가정했을 때, 필터층(88)에 형성되는 각 통기구(85) 개구크기 D 및 각 소공(90)의 개구크기(d)는 D〉Sr〉d〉Sg의 간계가 되도록 설정된다.
상기한 관계식은 이상적이지만 실험에 의하면 D〉(Sr≤d)〉Sg의 크기관계도 허용될 수 있다. 수지유입의 특성에 알맞게 적절한 것으로 크기 d의 범위를 설정함에 의하여, 소망하는 효과를 얻기 위한 필터층(88)에 형성되는 연통구(90)로의 수지의 침범을 억제시킬 수 있다. 이것은 하부다이(78)의 다이몸체(87) 및 필터층(89)에도 유효하다.
각 다이몸체(84,87)에는 제9도에 나타난 바와 같이, 보호블럭(83,86)에 면하는 배기공간(93,94)을 구비한다. 각 배기공간(93,94)은 배기통로(93a,94a)를 통하여 외부로 연통되어 있다. 배기를 촉진시키기 위해, 진공펌프는 공기를 흡인하기 위한 각 배기파이프(93a,94a)에 연결될 수 있다.
제9도에 나타난 바와 같이, 다이몸체(84,87)에는 다이(76,78)의 외측에 배치되는 배기용 오목부(95)가 형성되어 있다. 배기오목부(95)의 표면에도, 필터층(88,89)이 형성된다. 배기오목부(95)는 하부다이(78)에 형성되는 배기용 연통구(95a)를 통하여 외측과 연통된다. 따라서 캐비티(43)내에 잔류하는 가스는 필터층(88,89)을 통과하여, 다공질 재료에 형성된 통기구(85)를 통과한다. 그래서, 가스가 배기오목부(95)내로 흐르게 되어 배기용 연통구(95a)로부터 외부로 배기된다. 하지만, 배기성능을 향상시키기 위하여 그곳에, 배기오목부(95)를 제외시킬 수 있다. 또한, 배기용 연통구(95a)는 상부다이(76) 또는 상부 및 하부다이(76,78) 양쪽에 형성될 수 있다.
필터층(88,89)을 갖는 다이를 제조하기 위하여, 예를 들면, 다이몸체(84,87)는 소결된 금속을 사용하는 것에 의해 통기구(85)를 갖도록 형성된다. 다음, 수지재료에 면하는 다이몸체(84,87)의 제한된 표면의 작업을 종료될 때, 모울드수지보다 더 유동적인 재료를 통기구(85)의 개구부를 매장하기 위해 개구부로 주입한다.통상의 모울드압력보다 높은 압력으로 제품을 모울드하고, 일정한 크기보다 큰 크기를 갖는 통기구(85)의 개구부를 막아서, 통기구를 보다 작은 직경으로 만들기 위해 모울드재료와 동일한 수지가 사용될 수 있다. 이것은 다이몸체(84,87)의 표면에 필터층(88,89)을 형성할 수 있게 한다. 유동성 및 매장재료의 품질, 모울드재료의 압력 및 온도, 그리고 시기 등의 조건을 선택하는 것에 의해, 막히는 개구부의 하단을 제어할 수 있다.
또한, 다이를 사용하고 있는 동안 매장재료의 품절 및 모울드재료 접착을 방지하기 위해, 분리성 및 다이표면의 내성을 향상시키고 막히지 않는 개구부의 크기를 제어하여, Cr 플랜팅(planting) 또는 TiN 등의 각종의 코팅기술에 의하여 매장재료 및 다이 모울드 재료와 접촉하는 전체표면에 코팅할 수 있다. 코팅의 두께 및 코팅기술의 제어에 의해, 개구부가 적당한 크기 d를 각각 가지는 연통구(90)를 얻을 수 있다.
수지재료와 접촉하는 다이몸체의 표면에 있어서, 박막으로 이루어지는 다공마이크로 필터영역은 다이몸체 즉 기반재료의 통기구(85)의 내경보다 작은 직경을 각각 가지는 많은 연통구를 가지도록 형성된다. 마이크로 필터영역은 제품을 모울드할 때 다이에 잔류하는 공기 또는 수지재료로 제품을 모울드할 때 다이에서 발생되는 가스를 분리하는 기능을 필터층(88,89)에 제공한다. 즉, 필터층은 분리막으로서 이용된다.
이번에는, 모울드장치에 의해 반도체집적회로 디바이스제조를 위한 프로세스를 중심으로 하여 설명한다.
리드프레임(42)에 미리 반도체칩(41)이 장착된다. 리드프레임(42)은 와이어가 있는 반도체칩(41)의 제1주면상에 형성된 전극과 전기적으로 연결되는 복수의 인너리드를 가진다. 결과적으로 리드프레임은 칩리드복합체(40)가 된다.
상부 및 하부다이(76,78)가 서로 분리되는 상태에서 칩리드복합체(40)는 다이(76,78)사이에 위치되어 있다. 그 다음, 이동성 압반(71)이 하부다이(78)를 상부다이(76)에 가까이 움직이도록 실린더(69)에 의해 올려진다. 이 작동은 다이의 표면에 형성되어 있는 모울드 캐비티를 포함하는 공간을 제공한다. 칩리드복합체(40)는 이 공간내에 고정된다. 그 다음, 예열기에 의해 점착성이 저하된 고형의 타블렛(46)이 포트(44)내로 공급되고, 가열기(79)에 의해 용융된 타블렛(46)이 플런저(45)에 의해 가압된다. 그 결과, 수지재료가 캐비티(43)내로 런너(47) 및 게이트(48)를 통하여 유입된다.
캐비티(43)내에 가압되어 이동되는 용융모울드수지는 캐비티내로 유입됨과 동시에 캐비티(43)내에 잔류하는 공기등의 가스는 필터층(88,89)에 형성된 연통구(90)를 통하여 다이몸체(84,87)의 통기구(85)로 유입된다.
제9도는 칩리드복합체(40)의 경계에서, 하부다이(78)의 측면에 수지가 빠르게 흘러서, 게이트(48)의 흐름을 따라 캐비티(43)의 단부를 지나, 칩리드복합체(40)의 갭을 통과하여 상부다이(76)로 흘러올라가는 상태를 나타낸다. 상부다이(76)에 용융수지가 아직 흐르지 않는 공동(96)에는 공기등의 가스가 잔류하지만, 수지의 주입이 진행되면서, 가스는 공동(96)을 둘러싸는 필터층(88)에 형성되는 연통구(90)(제10도 참조)를 통하여 제9도에 나타난 배기공간(93) 및 배기파이프(93a)를 통하여 상부다이(76)의 외부로 배기된다. 수지가 캐비티내에 가압되어 채워지고 수지가 가열되고 경화된 다음, 제6도에 나타난 제어유니트(74)로부터 보내진 제어신호에 대한 응답으로, 이동성 압반(71)은 상부다이(76)가 하부다이(78)로부터 분리되도록 내려진다. 제11도에 나타난 바와 같이 양다이가 떨어진 후, 칩리드복합체(40)는 수지로 형성되는 팩키지에서 떼어내어진다. 이 분리는 이젝터핀에 의해 실시된다. 배기파이프(93a,94a)로부터 압축된 공기를 공급하는 것에 의해 연통구(90)로부터 공기를 주입하여 모울드된 칩리드복합체(40)를 떼어낼 수 있다.
팩키지(43a)가 형성된 칩리드복합체(40)는 팩키지(42a)로부터 돌출된 아우터리드(42a)를 소정된 형태로 절단하고 모울드하는 것에 의해, 제12도에 나타난 반도체집적회로 디바이스로 만들어진다. 제12도에서, 번호 97은 탭이고, 그 위에 반도체칩(41)은 실버페이스트(silver paste) 등의 접착재료(98)에 의해 붙여진다. 반도체칩(41)은 전극패드(41a) 및 인너리드(42b)를 가지고 있으며 그들은 금(Au) 또는 알루미늄(A1)으로 이루어지는 전도성 와이어(99)에 의해서 전기적으로 연결된다. 이런 전기적 연결에 의해 반도체칩(41)의 외측으로부터 아우터리드(42a)를 통해, 공급전원 및 신호의 I/0 인가시킬 수 있다.
제12도에 나타난 반도체집적회로 디바이스는 약 10mm의 폭(A) 및 약 1mm의 두께(B)를 가진다. IC 장치의 내부에는 두께(C)가 약 0.4mm가 되는 반도체칩(41)이 봉인된다. 이것은 수지봉지형이다. 그런 박형도 그것의 물리적 변형없이 대량으로 제조될 수 있다.
제13도는 상기의 반도체집적회로 디바이스의 제조프로세스를 나타낸다. 다이본딩프로세스에서, 반도체칩(41)은 리드프레임(42)의 탭(97)에 고정된다. 다음, 와이어본딩 프로세스에서, 반도체칩(41)의 전극패드(41a) 및 인너리드(42b)는 와이어(99)를 통하여 전기적으로 연출된다. 칩리드복합체(40)가 준비되는 프로세스인 칩리드복합체(40) 형성프로세스(1)이 완료된다.
이 칩리드복합체(40)는 트랜스퍼 모울드장치로 이동된다. 그 다음, 프로세스(2)에서는, 복합체(40)가 모울드장치의 다이에 배치된다. 그 다음, 프로세스(3)에서는, 다이가 모울드고정을 위해 정합된다. 모울드고정 후, 프로세스(4)에서는, 타블렛(46)이 포트(44)에 삽입된다. 삽입후에, 플런저(45)가 타블렛(46)을 가압하기 시작한다. 그 다음 프로세스(5)에서는 수지가 주입된다. 주입후, 다이는 몇분동안 모울드고정 상태를 유지하여 수지를 경화시킨다. 게다가, 프로세스(4)의 타블렛의 삽입을 다이상의 칩리드 복합체(40)의 배치에 앞서서 실시할 수 있다.
수지가 경화된 후, 분리프로세스(6)가 실시되어 칩리드복합체(40)가 복합체 팩키지(43a)가 형성되는 다이로부터 떼어내어 진다.
실시예 4
제14도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 트랜스퍼 모울드장치에 제공된 하부다이(78)를 나타내고, 나타난 부분은 제8도에 나타난 것에 따른 것이다. 제14도에 있어서, 제8도에 나타난 것들과 공통의 구성성분은 같은 참조번호를 가진다.
이 트랜스퍼 모울드장치는 복수의 포트를 갖는다. 하부다이(78)는 각각의 포트에 따른 5개의 컬공간(82)이 각각 형성된 4개의 체이스블럭(80)을 구비한다. 각 컬공간(82)은 2개의 캐비티(43)의 오목부에 런너(47) 및 게이트(48)를 통해 연결된다. 임의의 수의 블럭에 의해 하부다이(78)를 구성할 수 있다. 각 블럭(80)에 형성된 캐비티(43)의 수도 임의로 할 수 있다. 제14도에서, 하부다이(78)에 배치된 칩리드복합체(40)는 2점쇄전으로 나타난다.
상기에서 설명된 바와 같이, 복수의 포트(44)를 갖는 다중 포트형 트랜스퍼 모울드 장치의 효과에 의해 반도체집적회로 디바이스를 제조하는 경우, 제13도에 나타난 타블렛(46)을 포트(44)내로 삽입하는 프로세스(4)는 다이에 칩리드복합체(40)를 배치하는 프로세스(2)전에 실시된다. 다른 프로세스들은 상기한의 제조프로세스와 동일하다.
실시예 5
제15도는 제3도 및 제4도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 변형예를 나타낸다. 제 15도에서, 제3도 및 제4도에 나타난 공통구성성분은 같은 참조번호를 갖는다.
제3도 및 제4도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치에 있어서, 상부다이 몸체(24) 및 하부다이 몸체(34)중에 상부 및 하부다이를 고정하는 것에 의해 형성된 캐비티(43) 및 런너(47)의 내측에 상응하는 부분은 다공질 재료로 이루어진다. 제15도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치에 있어서, 다이몸체(24,34)는 하나의 캐비티(43)를 형성하기 위해 캐비티블럭(24a,34a)을 가지고, 각각의 캐비티블럭(24a,34a)은 다공질 재료로 형성되는 통기부로 되어 있다. 각각의 다이몸체(24,34)의 런너(47)에 대한 상응부분은 다이용 강철로 이루어진다.
실시예 6
제16도는 제15도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 변형예이다. 캐비티블릭(24a)(34a)은 각각 다이용 강철로 이루어지므로, 통기성을 갖지 않고 반면 런너(47)에 상응하는 부분은 다공질 재료로 이루어져 있으므로 통기성을 갖는다. 이 경우에 포트(44) 및 플런저(45)도 다공질 재료로 이루어진다. 따라서, 플런저(45)가 수지타블렛(46)을 가압하여 런너(47)를 통하여 캐비티(43)에 수지타블렛이 채워지도록 할 때, 포트 및 런너(47)에 잔류하는 공기 또는 가스는 수지가 캐비티(43)에 도달되기 전에 통기성을 갖는 포트(44), 다이몸체(24,34)와 통기성을 갖는 플런저(45)를 통하여 배기구(49)의 외부로 배기된다.
게다가, 본 실시예에 의하면 통기구(도시되지 않음)는 캐비티내에 형성되어 캐비티내에 잔류하는 공기를 통기구를 통하여 배기한다.
실시예 7
제17도는 제16도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 변형예를 나타낸다. 변형예에 있어서, 캐비티(43) 및 런너(47)를 형성하기 위한 다이몸체(24,34)와, 포트(44) 및 플런저(45)의 모두가 다공질 재료로 형성되어 있다. 따라서, 수지가 캐비티(43)내로 도달하기 전에, 포트(44) 및 런너(47)에 잔류하는 공기 또는 가스를 외부로 배기 할 수 있고, 캐비티(43)내의 잔류하는 공기도 외부로 배기 할 수 있다. 제16도 및 제17도에 나타난 플런저(45)는 그의 선단부분만을 다공질 재료로 형성하여 선단부분이 통기성을 갖도록 할수도 있다.
제17도에 나타난 장치에서는 캐비티(43), 런너(47), 포트(44) 및 플런저(45)의 다공질 재료로 형성되지만 플런저(45)만을 또는 포트(44)만을 다공질 재료로 형성할 수도 있다.
실시예 8
제18도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 트랜스퍼 모울드장치를 나타내고, 제9도에 나타난 것에 따른 장치의 부분을 나타낸 것이다. 제18도에서 제9도에 나타난 것들의 공통 구성성분은 같은 참조번호를 갖는다.
변형예에 있어서, 게이트(48)는 하부다이(78)의 다이몸체(87)에 형성된다. 따라서, 게이트(48)로부터 캐비티(43)로 주입되는 수지는 게이트(48)와 반대로 배치되어 결국 캐비티(43)의 상부부분에 해당되는 부분에 채워진다. 상부다이(76)의 다이몸체(84)에서, 다공질 재료로 이루어지는 통기부(84a)는 최종적으로 수지가 채워지는 부분에 상당하도록 형성된다. 통기부(84a)의 표면에는 필터층(88)이 형성된다. 이 트랜스퍼 모울드 장치는 종래 다이를 부분적으로 향상시키므로써 설명한 구조를 가질 수 있다. 상부다이의 다이몸체(84)에 오목부를 형성하는 것에 의해 게이트(48)가 형성되는 경우에는 최종적으로 수치가 채워지는 부분은 게이트(48)와 반대로 배치되고 캐비티(43)의 하부부분에 상당하는 부분으로 되기 때문에, 따라서 상응부에 따라서 하부다이(78)의 다이몸체(87)에 통기부(84a)를 형성할 수 있고 상부 및 하부다이의 각 다이몸체에 통기부(84a)를 형성할 수도 있다.
실시예 9
제19도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 트랜스퍼 모울드장치에 제공된 상부다이(76)의 다이몸체(84)를 나타내고, 구체적으로는 제10도에 나타난 것에 해당하는 다이몸체의 부분이다. 제10도와 같이, 다이몸체(84)는 금속성 또는 세라믹 분말을 갖는 소결된 금속등의 다공질 재료로 형성된다. 따라서, 다이몸체(84)는 통기구(85)를 가지는 다공질 구조로 되어 있다.
접착제에 의해 결합된 미세입자(101)로 형성되는 미세다공체(100)는 다이몸체(84)의 표면으로부터 소정의 깊이로 매장된다. 미세입자(101)는 금속성 또는 세라믹이고, 접착제(102)는 예를들어 약 200℃~ 500℃로 용융된 왁스(wax)재료일 수 있다. 미세다공체(100)는 통기구(85)로 연통하고 통기구(85)보다 작은 직경을 갖는 연통구(90)을 가진다. 이것에 의해 다이몸체(84)내부로의 수지의 침범을 방지되고 팩키지(43a)에 보이드발생을 방지하기 위하여 가스성분의 적어도 일부가 연통구(90)를 통과하도록 허용된다.
통기구(85)는 약 3㎛ 또는 그 이상의 평균 내경을 갖는다. 다수의 연통구(85)중에는 개구부의 내경이 예를 들면 약 수십 ㎛ 이상으로 된다. 이 경우, 미세다공체(100)를 통기구의 각 개수부내로 매장되어 소정의 깊이로 확장되기 때문에, 연통구(90)의 미세개구부가 다이몸체(84)의 표면에 형성된다. 연통구(90)의 평균 내경은 약 2.5㎛ 또는 그 이하이거나, 또는 0.5㎛ 또는 그 이하이다. 평균직경은 모울드에 사용되는 수지종류에 따라 선택된다.
미세다공체(100)를 소정의 깊이로 통기구(85)에 매장하는 것에 의해, 미세한 연통구(90)의 가스통로영역을 짧게 할 수 있다. 통기구(85)가 연통구(90)보다 큰 인너직경을 갖기 때문에, 다이몸체(84) 통하여 흐르는 가스의 통기저항을 낮게 유지할 수 있다.
상부다이(76)의 다이몸체(84)는 제19도에 나타난다. 하부다이(78)의 다이몸체(87)는 같은 방법으로 형성된다.
상기에서 설명한 바와 같이 미세다공체(100)를 갖는 다이(76,78)를 제조하기 위해, 첫째로, 소결된 금속으로 다이몸체(84,87)를 구성하도록 하여 이들 다이몸체가 통기구(85)을 갖도록 하는 프로세스를 실시한다. 다음에, 각 다이몸체(84,87)중의 수지재료와 접촉하는 제한부분의 표면작업을 종료할 때, 다이재료에 적합한 재료로 이루어지는 미세입자(101)는 서로 연결되고, 결합재료(102)로서 이용되는 왁스재료가 각 연통구(85) 내면의 미세입자(101)를 결합시키기 위해 미세입자(101)와 혼합된다. 혼합물은 다이몸체의 표면에 코팅된다.
혼합물이 통기구(85)안으로 매장되도록 코팅된 혼합물에 압력을 가한다. 표면으로부터 여분의 혼합물을 제거시킨 후, 미세입자(101) 상호 및 통기구(85)의 내면과 미세입자(101)가 결합하도록 가열등의 소정된 프로세스를 실시한다. 프로세스에 의하여, 미세다공체(100)는 통기구(85)의 내측에 형성된다. 다이몸체(84,87)의 표면에 미세다공체(100)가 형성될 수 있다.
통기구에 채워질 미세입자(101)의 크기 및 형태와, 미세입자(101)와 결합재료(102)의 배분비율과, 통기구(85)의 표면 또는 내측에 입자를 채우는 방법을 선택하는 것에 의해, 미세다공체(100)의 각 연통구(90)의 크기를 제어할 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이, 미세다공체(100)는 결합재료(102)로서 제공된 미세입자왁스재료와 미세입자(101)와의 혼합물일 수 있다. 또는, 미세입자(101)의 표면상에 왁스 재료를 코팅할 수도 있다.
결합재료(102)로서는, 왁스재료의 대용으로 에폭시 혹은 폴리이미드 시스템과 같은 열저항 접착제의 사용이 가능하다. 이 경우에 있어서, 접착제는 미세입자(101)의 표면상에 코팅되어, 코팅된 미세입자(101) 또는 미세입자와 접착제의 혼합물은 통기구(85)내에 매장된다.
결합재료(102)를 이용하지 않는다면, 미세다공체(100)는 미세입자(101)로만 형성될 수 있을 것이다. 이 경우에, 미세입자(101)가 통기구(85)에 채워진 후, 미세입자(101)상호간 및 통기구(85) 내부면과 미세입자(101)와의 용융 및 결합을 위해 대략 용융점까지 가열된다. 용융결합의 결과 미세다공체(100)가 형성된다.
결합재료(102)를 이용하지 않고 미세다공체(100)를 형성하기 위한 또다른 방법으로서는, 다이몸체(84,87)의 최초구성재료보다 열팽창계수가 큰 미세입자(101)의 사용도 가능하다. 이 경우, 미세입자(101)를 저온으로 통기구(85)에 채운 후, 그들 입자의 온도를 상온으로 복귀시켜서, 미세입자(101)가 팽창계수 사이의 차이에 의한 열응력의 영향으로 결합되고, 이로 인하여 미세다공체(100)가 구성된다. 이런 유형의 미세다공체(100)는 모울드수지의 가열로 확장되며, 다이가 사용중일 때, 미세입자(101)의 결합력은 더욱 강해진다.
미세다공체(100)를 형성하기 위한 또 다른 방법으로서. 배출재료을 소정의 온도에서 승화 또는 기화될 소실성재료와, 매장재료 즉, 저온 또는 실질적으로 동일한 온도에서 소실성 재료를 응고 또는 경화함으로써 형성되는 미세다공체(100)의 혼합물을 사용할 수 있다. 이 경우에, 상기 혼합물이 통기구(85)에 채워진 후, 혼합물은 승화 혹은 기화온도까지 가열된다. 이때에, 소실성재료가 기화되기 전 혹은 기화시점일 때, 매장재료는 경화된다. 그 결과 생성된 미세다공체(100)는 매장재료로 형성되고, 소실성재료의 양과 일치하는 보이드를 가진다.
소실성입자 대신 미세다공체(100)를 형성하기 위해서 결합재료와 기포재료의 혼합물을 사용할 수 있다. 기포재료가 가열될 때, 미세기포들이 기포재료로부터 발생된다. 이 경우에, 혼합물은 통기구(85)에 채워진 후, 많은 기포를 발생시키기 위해 가열된다. 그래서, 그 결과 생성된 미세다공체(100)는 미세결합성재료만으로 형성되고, 기포재료에서 발생된 기포에 해당되는 연통구를 가진다.
또한, 다른 미세다공체(100)에 있어서, 고무와 같은 고탄성재료가 결합재료(102)로 사용될 수 있다. 이 경우에, 미세다공체(100)는 팩키지가 모울드 될 때 수지에 의해 인가된 압력으로 변형된다. 즉, 압력은 연통구(90)를 축소시키도록 돕는다. 이것은 통기구(85)내로의 일정량보다 더 많은 모울드수지의 관입을 자동적으로 막아준다. 모울드 프로세스가 소정의 단계보다 앞서 진행되거나, 모울드가 종료될 때 연통구(90)의 상태는 탄성력에 의해 원래의 것으로 되돌아간다. 즉, 연통구(90)는 더 크게 되어 진다. 이렇게 함으로써 가스가 다이로부터 칩-리드복합체(40)를 분리하기 위해 외부로부터 공급될 때, 가스에 대한 유통저항을 저감시키도록 돕는다.
실시예 10
제20도는 트랜스퍼 모울드장치의 변형예를 나타낸 것이며, 특히 제19도에 대응하는 부분을 나타낸다. 코팅층(103)은 다이몸체(84)의 표면상에서 형성된다. 이 코팅층(103)은 도금 또는 진공증착수단에 의해 제19도에 나타난 바와 같이 다이부(84)의 표면상에 형성된다. 코팅을 함에 있어서, 크롬(Cr) 혹은 주석(Tin)도금과 같은 다양한 표면 코팅법을 사용할 수 있다. 코팅법과 코팅두께를 조절함으로써, 연통구(90)의 개구부의 크기를 가장 적당한 값으로 정할 수 있다. 또한 전술한 바에 따라 코팅층(103)을 형성함으로써, 통기구(85) 내부의 미세다공체(100)를 확고하게 고정할 수 있다.
또한, 코팅층(103)이 형성됨으로써, 미세다공체(100)로서 제공된 왁스재료와 같은 결합제(102)를 사용하지 않고 미세입자(101)로만 미세다공체(100)를 형성할 수 있다. 또한 미세입자(101) 상호간의 용융과 결합없이, 통기구(85)로부터 미세다공체(100)의 입자들의 낙하를 방지할 수 있다.
제10도에 나타난 필터층(88)은, 제3도 내지 제5도 또는 제15도 내지 제17도에 나타난 바와 같이, 트랜스퍼 모울드장치내에 포함된 다공질 재료의 표면상에 형성된다. 또는 제19도 내지 제20도에 나타난 바와 같이, 미세다공부(100)가 표면상에 형성된다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 전술한 실시예에 의거해 확고하게 설명되어 진다. 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면, 본 발명에 다양한 변형과 변화를 가할 수 있다는 것은 말할 필요조차 없다.
예를 들면, 설명한 리드프레임(42)은 탭(97)을 제공한다. 그 자리에 리드프레임의 다른 종류를 리드프레임을 갖지 않도록 형성시킬 수도 있다. 리드프레임에서, 반도체칩(41)은 인너리드(42b)상에 적층되어서 제2면, 즉 반도체칩(41) 회로를 갖지 않는 면이 인너리드(42b)와 반대에 위치하도록 한다. 제1면상에 형성된 전극패드(41a)는 전선(99)를 통해 인너리드(42b)와 전기적으로 연결된다. 그 결과 생성된 합성물은 COL(리드상의 칩)타입 반도체집적회로소자가 된다. 이와 반대로, 반도체칩(41)이 인너리드(42b)상에 적층되어서 제1면 즉 반도체칩(41)의 회로가 형성된 면이 인너리드(42b)와 반대에 위치하도록 한다. 인너리드(42b)는 땜납전극을 통해서 반도체칩(41)상에 형성된 전극과 직접적으로 접속된다. 그 결과 생성된 복합체는 LOC(칩상의 리드)형 반도체집적회로소자가 된다.
설명한 칩-리드 복합체(40)는 리드프레임(42)을 제공한다. 리드프레임(42) 대신에, 칩-리드 복합체는 박막배선쉬트를 사용할 수도 있다.
설명한 트랜스퍼 모울드장치는 하부다이를 수직으로 움직여 상부다이쪽으로 또는 그 반대쪽으로 이동시킬 수 있도록 구성된다. 또는 하부다이를 고정시키고 상부다이를 수직으로 이동시킬 수도 있다. 또한, 둘다 수평으로 다가가거나 멀어지도록 할 수도 있다.
전술한 설명에서, 본 발명자에 의해 설계된 본 발명은 주로 QFP 타입 반도체집적회로 디바이스의 제조에 적용되어 왔다. 그러나, 본 발명이 그것에 한정되지는 않는다. 본 발명은 DIP(Dual In-Line Package)형 반도체 집적회로디바이스의 제조에 적용될 수 있고, 수지로 봉지되는 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)타입 또는 SOJ(Small Outline J-leaded Package)타입 반도체집적회로 디바이스의 제조에도 적용될 수 있다.
본 응용에서 발표된 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
(1) 기포와 싱크가 없는 봉지부를 가진 고품질 반도체집적회로소자를 제조할수 있다.
(2) 반도체집적회로 디바이스를 제조할 때, 봉지부상의 어떤 수지 플레쉬(flash)의 발생을 방지할 수 있거나, 아우터리드의 절곡 또는 리드프레임의 절단 프로세스 중에 바람직하지 않은 플래쉬로 야기된 리드부의 변형을 방지할 수 있다.
(3) 모울드는 봉지부가 형성된 후 이젝터핀을 사용하지 않고 방출되기 때문에, 모울드 방출시의 봉지부의 변형이 방지된다. 또한, 반도체집적회로 디바이스의 제조에서 수율은 높아진다.
실시예 11
다음에, 본 설명은 제21도 내지 제29도를 참조로 해서 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 트랜스퍼 모울드장치를 중심으로 설명한다.
제21도는 본 발명(실시예 11)의 실시예에 따른 트랜스퍼 모울드장치의 핵심부를 나타내는 모형도이다. 제22도는 트랜스퍼장치의 외관을 나타내는 사시도 이다. 제23도는 트랜스퍼 모울드장치의 모울드단면을 나타내는 부분적으로 절단된 평면도이다. 제24도는 개방된 다이를 나타내는 개략단면도이다. 제25도는 모울드상태의 다이를 나타내는 개략단면도이다. 제26도는 개방된 다이를 나타내는 개략도이다.
실시예(11)에 따라서, 반도체디바이스를 제조하기 위해서, 트랜스퍼 모울드장치에 의해 모을드 된 수지모울드를 중심으로 설명한다. 제21도에 나타난 바와 같이, 모울드될 재료(105)가 수지를 모울드하기 위한 다이(102)의 상부다이(123)의파팅면(123a)과 하부다이(124)의 파팅면(124a) 사이에 위치되도록 트랜스퍼 모울드장치를 구성한다. 반도체칩(108)이 리드프레임(106)의 지지판(tab)(107)상에 고정되고 리드(109)의 내부단부는 도전성와이어(104)를 통하여 반도체칩(108)의 전극(도시되지 않음)과 접속되도록 모울드될 재료를 구성한다. 반도체칩(108), 와이어(104)와 리드(109)의 내부부분은 수지에 의해 봉지된다. 즉, 제22도에 나타난 바와 같이, 모울드 될 재료(105)가 로더(101)로부터 모울드부(수지모울드부)(102)로 운반되어져서 모울드가 실행된다. 그래서, 모울드된 제품은 모울드 된 제품을 보유할 수 있는 언로드부(103)쪽으로 운반되어 나간다. 제21도에서, 번호 121은 상부유니트를 가리키며, 번호 122는 하부유니트를 가리킨다.
제23도에 나타난 바와 같이, 수지모울드부(102)는, 복수의 가이드포스트(111)가 밑판(110)상에 수직으로 고정되고, 가이드포스트(111) 각각은 상부단부상에 고정된 압반(112)을 제공하도록 구성된다. 가이드포스트(111)는 수직으로 이동될 수 있도록 이동성 압반(113)을 제공한다. 이동성 압반(113)은 하부단부상에 고정된 구동블록(114)을 제공한다. 구동블록(114)은 밑판(110)상에 고정되어 유압 또는 공기압으로 동작되는 프레스잭(115)의 로드(116)로 지지된다. 구동블록(114)이 상하로 움직임과 동시에 로드(116)의 수직운동이 행해진다. 그래서, 프례스잭(115)의 작동은 이동성 압만(113)을 상하로 이동시킬 수 있게 한다.
상부유니트(121)는 고정된 압반(112)의 하부면 위에 고정된다. 하부유니트(122)는 이동성 압반(113)의 상부면 위에 고정된다. 상부유니트(121)는상부다이(123)에 맞춰진다. 하부유니트(122)는 하부다이(124)에 맞춰진다. 제24도에 나타난 바와 같이, 상부다이(123) 및 하부다이(124)는 각각 상부장치(121) 및 하부장치(122)의 보호프레임(125,126)에 고정된다.
상부다이(123)의 파팅면(123a)은 하부다이(124)의 파팅면(124a)과 반대편에 있다. 상기 파팅면(123a, 124a)은 각각 수지압입부(130,131)를 제공한다. 수지압입부는 오목이고, 컬(130a), 런너(130b), 게이트(103c) 및 캐비티(30d)를 포함한다. 이들 상부다이(123) 및 하부다이(124)는 이젝터핀 뿐만 아니라 오버-런너, 더미캐비티, 통기구, 플로캐비티 등을 제공하지 않는다. 따라서, 다이(120)는 단순한 구조를 가지며, 다이(120)의 설계는 더욱 간단해지고 다이(120)의 제조시간도 훨씬 단축된다.
또한, 제23도에 나타난 바와 같이, 구동블럭(114)상에 트랜스퍼잭(117)이 장착되어 진다. 피스톤로드(118)를 가진 트랜스퍼잭(117)은 포트(119)내에 공급된 수지타불렛을 가압하기 위하여 하부유니트(122)에 위치한 포트(119)내로 삽입된다. 제25도에 나타난 바와 같이, 수지타블렛을 가압함으로써 용융된 수지(128)는 컬(130a), 런너(130b) 및 게이트(130c)를 통하여 캐비티(130d)로 유입된다.
상부다이(123)는 공기등의 가스를 통과시킬 수 있는 다공성 재료로 형성되어진다. 이로인하여 상부다이(123)는 통기부(123b)(베이스 통기부)를 포함한다. 하부다이(124)도 상기와 같이 형성된다. 그래서, 하부다이(124)는 통기부(124b)(베이스 통기부)를 포함한다. 다공질 재료는 소결성 금속분말 또는 세라믹 분말로 만들어진다. 이들 통기부(123b, 124b)는 공기가 자유로이 통과할 수 있도록 직경이 1㎛∼수㎛인 연통구를 포함한다.
상부 및 하부유니트(121,122)의 후측에는 고정된 유입통로블릭(135,136)이 있다. 유입통로블럭(135)은 수평으로 확장할 수 있으며 서로서로 연통할 수 있는 유입통로를 제공한다. 유입통로블럭(136)도 마찬가지이다. 상부다이(123)와 접촉하고 있는 유입통로블럭(135)의 표면상에, 많은 연통구(139)가 제공된다. 마찬가지로, 하부다이(124)와 접촉해 있는 유입통로블럭(135)의 표면상에도, 많을 연통구(140)가 제공된다. 연통구(139,140)는 유입통로(137,138)와 연통되어 있다. 그래서, 가스는 통기부(123b, 124b)와 유입통로(137,138)를 통하여 출입할 수 있다.
유입통로(137,138)는 각각 복수의 연통관(141)과 연결되어 있다. 각각의 연통판(141)은 흡입수단으로서 제공된 진공펌프(145) 또는 압축가스공급수단으로서 제공된 콤프레서(146)와 연결되어 있다. 하부장치(122)에 있어서 연통관(141)은 분관들로 분기되어져 있으며, 각각의 단부는 진공펌프(145) 또는 콤프레서(146)와 연결되어 있다. 연통관(141)은 소정의 지점에, 자동으로 개폐되어지는 밸브(147)를 제공한다.
밸브(147)의 절환 및 진공펌프(145)의 구동은 상부 및 하부다이(123) 및 (124)의 수지압입부(130,131)내에 남겨진 공기를 배출(흡인)하게 한다. 밸브(147)의 절환 및 콤프레서(146)의 구동은 압축공기의 압력의 영향으로 수지압입부(130,131)내에 부착된 모울드를 밀어내기 위해 수지압입부(130,131)로 압축공기를 공급하게 한다. 제21도는 유입통로블럭(135) (136)이 제거되고, 각 부품이 단순화된 실시예(11)를 나타내는 개념적 단면도이다.
제24도에 나타난 바와 같이 상부다이(123)의 파팅면(123a)과 하부다이(124)의 파팅면(124a) 사이에서, 두 신축적 다공막(150,151)이 확장된다. 다공막(150,151)은 공기가 통과할 수 있는 통기부(표면통기부)(150a,151a)를 가진다. 통기부(150a,151a)의 통기구 각각은 상부(123) 및 하부다이(124)의 통기부(123b,124b)의 통기구의 직경보다 큰 직경을 가진다. 구체적으로, 상기 통기구는 약 0.1∼1㎛의 직경을 가진다. 본 실시예(11)는 직경 0.5㎛를 선택한다. 반도체디바이슨를 모울드하기 위한 용융된 수지의 최소입자 직경은 약 1㎛이다. 또한, 다공막(150,151)에는, 열저항막이 선택되어져서 반도체디바이스 모울드시에 발생하는 열에 저항할 수 있다. 예를 들면, -120℃∼260℃를 커버할 수 있는 테트라플로에틸렌 수지막을 사용할 수 있다. 다공막(150,151)은 변형되어질 수 있어야 하기 때문에 300㎛ 이하만큼 얇다.
하부다이(124)상에 확장된 다공막(151)은 포트(119)에 해당하는 소공을 갖는다. 포트(119)내의 용융된 수지는 컬(130a), 런너(130b) 및 게이트(130c)로 유입되어 캐비티(130d)에 채워진다.
다공막(150,151)은 긴 테이프처럼 형성되며, 상부(123) 및 하부다이(124)와 실질적으로 같은 폭을 가진다. 상기 막들은 상부(123) 및 하부다이(124)의 파팅면(123a,124a)의 전체영역에 확장된다. 다공막(150,151)은 제23도 및 제24도에 나타난 바와 같이, 다공막 공급기구(152,153)의 효과에 의해 실질적으로 파팅면(123a,124a) 사이에 공급된다. 즉, 다공막 공급기구(152,153)는 막(150,151)이 감겨진 공급롤(152a,153a), 공급된 막을 감을 수 있는 감김롤(152b,153b), 공급롤(152a,152b)을 회전시키기 위한 구동부(도시되지 않음)를 각각 갖도록 만들어진다. 공급롤(152a,153a)와 감김롤(152b,153b)은 상부다이(123) 또는 하부다이(124)의 양쪽편에 위치한다.
그래서, 공급롤(152a,153a)로부터 공급된 다공막(150,151)은 상부다이(123)의 파팅면(123a)과 하부다이(124)의 파팅면(124a)의 사이에서 확장되어지며, 각각 감김롤(152b,153b)의 둘레에 감긴다.
통기부(123b,124b,150a,151a)는 2단계 통기부를 구성한다.
다음의 설명은 상기에 설명되어진 트랜스퍼 모울드장치의 효과를 통하여 반도체디바이스를 제조하기 위한 방법을 중심으로 한다.
제24도에 나타난 바와 같이, 상부다이(123)가 하부다이(124)와 분리될 때, 즉 모울드내에 있는 양다이가 개방된 상태일 때, 밸브(147)가 조절되어져서, 상부(123) 및 하부다이(124)가 흡인배출상태로 들어가며, 진공펌프(145)가 동작되고, 다공막(150,151)은 수지압입부(130,131)의 표면과 가까이 접촉해서 만들어진다. 그러면, 반도체칩(108)이 리드프레임(106)상에 고정된다. 다음으로, 와이어와 전기적으로 연결된 반도체칩(108)의 전극 및 와이어를 모울드 할 재료(105)가 하부다이(124)의 파팅면(124a) 상으로 이동된다. 제24도는 모울드되기 위한 재료(105)의 유동적인 상태를 보여준다. 실제로, 재료(105)는 다공막(151)상에 위치된다. 다공막(150,151)은 여전히 변형전의 상태이다.
다음으로, 제25도에 나타난 바와 같이, 예열된 수지타블렛이 포트(119)내에들어간 후 하부유니트(122)가 모울드고정을 위해 들어올려진다. 그러면, 트랜스퍼잭(117)이 동작되어 피스톤로드(118)가 수지타블렛을 가압하게 한다. 압력은 수지타블렛을 용융시킨다. 용융된 타블렛은 컬(130a), 런너(130b) 및 게이트(130c)를 통해 캐비티(130)로 유입된다.
이 프로세스에서, 수지압입부(130,131)내에 남겨진 공기는 진공펌프(145)에 의해 흡인된다. 흡인된 공기는 다공막(150,151)의 통기부(150a,151a)로 보내지고, 상부(123)및 하부다이(124)의 통기부(123b, 124b)로 보내져서, 연통구(139,140)로 들어간다. 그 다음에 공기는 연통관(141)을 통하여 다이(120)의 외부로 배출된다. 그래서, 캐비티(130b)와 같은 수지압입부(130,131)내에 남겨진 공기는 어떤 장애를 발생시키지 않고 진공펌프에 의해 외부로 부드럽게 배출된다. 그래서, 공기는 캐비티(130b)내에 채워진 수지(128)에 포함되지 않는다. 그것은 모울드(159)(팩키지)내에서 보이드가 발생되지 않는다는 것을 의미한다.
만약 다공막(150,151)의 어떤 지점이 캐비티(130d)의 벽면과 접촉하지 않는다면, 수지(128)의 주입압력은 다공막(150,151)을 캐비티(150d)의 벽면에 가깝게 접촉하도록 돕는다. 그 결과 생성된 모울드는 외관에 결함이 없는 완전한 것으로 만들어진다.
수지주입이 완료될 때, 진공펌프(145)는 멈춘다. 밸브(147)가 적당한 수단(도시되지 않음)에 의해 자동적으로 절환되어 통기부가 압축가스공급상태로 되어진다.
다음으로, 제26도에 나타난 바와 같이, 수지(128)의 경화가 완료될 때, 다이는 개방된다. 이때에, 콤프레서(146)가 동작되어 압축공기가 수지압입부(130,131)로 공급된다. 압축공기의 압력 및 감김롤(152b,153b)의 끌어당김으로 야기된 다공막(150,151)의 복원력은 수지압입부(130,131)의 외부로 모울드(160)를 배출하도록 돕는다. 이 밀어내는 작용은 압축공기만으로 행해지거나, 막(150,151)의 복원력으로 행해진다. 그러나, 압축공기와 복원력 즉, 두 힘이 대등할 때 배출작용을 더욱 많이 할 수 있다.
모울드된 제품(160)이 다공막(151)의 밖으로 운반될 때, 다공막 공급기구(152,153)는 롤을 회전시켜서 상기 막의 새로운 부분이 상부다이(123)의 파팅면(123a)과 하부다이(124)의 파팅면(124a) 사이에 위치한다. 이런 사용법은 어떤 장애도 없이 모울드 프로세스를 구현할 수 있도록 한다.
실시예 11에 따른 트랜스퍼 모울드방법 및 장치는 다음의 효과를 제공한다.
(1) 상부다이(123) 및 하부다이(124)는 다이(120) 외부 수지압입부(캐비티와 같은)(130,131)내에 남겨진 공기를 안내하기 위한 2단계 통기부(123b,124b,150a, 151a)를 포함한다. 따라서, 상부다이(123)의 파팅면(123a)과 하부다이(124)의 파팅면(124a)상에 슬롯통기구를 제공할 필요가 없다.
(2) 상기효과(1)에서, 에어 배출구내에서 경화된 바람직하지 않은 수지로 인해 야기된 아우터리드의 어떤 결점 또는 결함 있는 변형을 방지할 수 있다.
(3) 상기 효과(1)에서, 상부다이(123)의 파팅면(123a)과 하부다이(124)의 파팅면(124a)상의 어떤 공기벤트를 제거함으로써 누출된 수지제거를 위한 디플래싱작업을 할 필요가 없게 된다.
(4) 상기 효과(1)에서, 어떤 통기구도 제공할 필요가 없어진다. 이것은 통기구내에서 수지막힘이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 그래서, 수지는 개비티(130d)에 완전히 채워지고 모울드(팩키지)(159)상에 기포(보이드) 및 싱크가 발생하지 않는다. 결과로서, 모울드(반도체소자)의 품질저하를 방지할 수 있다.
(5) 다이는, 다이(120) 외부로 수지압입부(130,131)내에 남겨진 공기를 안내하기 위한 2단계 통기부(123b,124b,150a,151a)를 포함한다. 그러므로, 어떤 보이드의 발생을 방지하기 위한 오버런너, 더미캐비티, 통기구, 플로캐비티 등이 불필요하다. 이 결과 다이의 설계가 용이하게 되고, 다이의 소형화가 달성될 수 있다.
(6) 통기부(123b,124b,150a,151a)는 베이스통기부(통기부(123b,124b))와 표면통기부(통기부(150a,151a))를 가진다. 용융된 금속(128)에 접촉하는 표면통기부의 통기구는 베이스통기부의 통기구보다 작으므로, 베이스통기부의 막힘이 발생하지 않는다.
(7) 표면통기부는 교환이 가능하다. 각 모울드마다 교환할 수도 있다. 그래서 수지막힘에 기인한 결함 있는 모울드의 발생을 방지할 수 있다.
(8) 표면통기부는 배출(및 수지압박)을 위한 흡인의 영향으로 하부다이(124)의 파팅면(124a) 및 상부다이(123)의 파팅면(123a)를 따라 확장된 신축성 다공막(150,151)을 변형함으로써 형성된다. 그래서, 생성된 모울드는 외관에 결함이 없는 적당한 상태로 만들어진다.
(9) 표면통기부는 하부다이(124)의 파팅면(124a)과 상부다이(123)의 파팅면(123a)상에 확장된 신축성 다공막(150,151)에 의해 형성된다. 다이(120)가개방될 때, 복원력 즉, 다공막의 평탄하게 하는 힘은 모울드 된 제품을 상부 및 하부다이로부터 떨어지도록 한다. 이런 막은 이젝터핀 대용으로 사용할 수 있다.
(10) 상기 효과(9)에서, 이젝터핀의 제공이 불필요해지므로 다이구조는 단순해진다. 그래서, 다이의 설계와 구조는 더욱 쉬워지고, 제조시간 및 비용의 절감이 가능해진다.
(11) 각 모울드 프로세스마다, 다공막(150,151)은 다공막 공급기구(152, 153)의 작용을 통하여 하부다이(124)의 파팅면(124a)과 상부다이(123)의 파팅면(123a) 사이에 공급된다. 그래서, 표면통기부에는 막힘이 발생하지 않는다. 결과적으로 생성된 모울드는 외관에 결함이 없는 적당한 상태로 제조된다.
(12) 수지가 가압 될 때 통기부와 연통하는 흡인수단이 동작되어지므로, 수지압입부내에 남겨진 공기는 신속하게 배출된다. 그래서, 생성된 모울드는 외관에 결함도 없고 보이드도 없는 적당한 모울드가 된다. 이것은 수율을 향상시키는 데 큰 공헌을 한다.
(13) 다이가 개방될 때 통기부와 연통하는 압축공기 공급수단이 작동되어져서 모울드(159)가 압축공기에 의해 상부 및 하부다이의 밖으로 밀려나간다. 그래서, 모울드(패키지)의 방출이 확실해 진다.
(14) 모울드가 개방되면, 모울드된 제품은 압축가스 공급수단 및 다공막의 복원력의 작용을 통하여 상부 및 하부다이(123,124)의 밖으로 떨어진다. 그러므로, 이젝터핀이 요구되지 않는다. 이젝터핀이 모울드를 찍는 것이 허용되지 않음으로써 칩균열 또는 패키지 틈새의 발생을 방지할 수 있다.
(15) 다이를 설계할 때 이젝터핀 뿐만 아니라 어떤 오버런너 더미캐비티, 통기구트, 흐름캐비티 등이 불필요해져서, 다이구조는 간단해 진다.
그래서, 다이의 설계와 제조는 더욱 쉬워지고, 제조시간 및 비용의 삭감이 가능해진다. 덧붙여서, 다이는 크기가 감소된다.
실시예 12
제27도는 본 발명의 또 다른 실시예(실시예 12)에 제공된 다이를 나타내는 개략단면도이다. 본 실시예에 있어서, 제27도에 나타난 바와 같이, 상기한 실시예처럼 상부 및 하부다이(123,124)는 각각 다공막(165,166)상에 부착되어 있는 수지압입부(130,131)를 제공한다. 어떤 막힘이 발생하기 전에 즉, 수정된 모울드회수마다 이들 다공막(165,166)은 새로운 것으로 교환된다. 그래서, 본 실시예는 실시예(11)와 같은 효과를 제공한다.
실시예 13
제28도는 본 발명의 또다른 실시예(실시예 13)에서 제공된 다이를 나타내는 개략 단면도이다. 제28도에 나타난 바와 같이, 본 실시예 13에서 상부 및 하부다이(123,124)는 다공막(170,171)이 형성된 수지압입부(130,131)를 제공한다. 이들 다공막(170,171)은 티타늄니트리드(TiN), 크롬(Cr) 등의 코팅으로 형성된다. 코팅층은 두께가 약 1㎛∼5㎛이고 전해프로세스에 의해 부착된다. 코팅층은 다공이어서 많은 통기구를 가지며, 각각의 직경은 약 0.1㎛∼0.3㎛이다. 이런 종류의 구조는 코팅막이기 때문에 막힘에 대해 저항하며 수지입자가 통과하는 것을 허락하지 않는 통기구를 갖고 있다. 그래서, 그 구조는 오래 동안 견고하다.
실시예 14
제29도는 본 발명의 또다른 실시예(실시예 14)에 따른 트랜스퍼 모울드장치의 주요부를 나타내는 모형도이다. 본 실시예에서, 상부 및 하부다이(123,124)는 다공질 재료가 아닌 보통의 견고한 금속으로 형성된다. 상기 다이에서, 베이스통기부(123b,124b)는 상부 및 하부다이(123,124)상에서 만들어진 소공으로 형성된다. 이들 소공들은 연통관(141)과 연결된다. 만약 이런 통기부(123b,124b)가 적어도 캐비티(130d)에 위치된다면, 생성된 모울드내에 보이드가 발생하지 않는다. 게다가, 소공으로 형성된 베이스통기부(123b,124b)는 전술한 실시예 11, 12에 응용할 수 있다.
상기에 서술된 바와 같이, 본 발명자들의 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명하였다. 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 말할 필요조차 없다.
전술한 설명은 본 발명의 배경에 해당하는 트랜스퍼 모울드기술에 관한 것이었다. 본 발명의 응용분야는 그것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은 수지만으로 된 제품을 모울드하기 위한 통상의 사출성형장치, 또는 다이캐스트 또는 러버모울드(rubber molding)와 같은 용융된 재료를 이용하여 모울드하는 기술에 응용할 수 있다.
본 발명은 적어도 모울드기술에 응용할 수 있다.
본 응용에 제기된 대표적인 발명은 다음효과를 제공한다.
(1) 상부 및 하부다이는 캐비티같은 수지압입부 내에 남겨진 공기를 다이 외부로 안내하기 위한 2단계 통기부를 포함한다. 그래서, 이들 다이들은 다이의 파팅면상에 제공되도록 요구되지 않는다. 이것은 통기구내에서 경화된 원하지 않는 수지로부터 결과한 잘못된 변형 또는 아우터리드상의 결함발생을 방지할 수 있다는 것을 의미한다.
(2) 통기구가 설치되지 않으므로, 통기구내에서 종종 발생하는 수지에 의한 막힘에 기인하는 캐비티내로의 수지부족이 발생하지 않아. 기포(Void) 또는 싱크가 모울드된 제품내에서 발생하지 않으므로 모울드된 제품(반도체디바이스)의 품질을 일정하게 또는 고품질로 유지하는데 공헌한다.
(3) 다이는 수지압입부에 남겨진 공기를 밖으로 안내하기 위한 2단계 통기부를 제공한다. 그래서, 오버-런너, 더미캐비티, 통기구, 또는 플로캐비티와 같은 보이드발생을 막기 위한 어떤 장치도 제공할 필요가 없다. 그래서 다이의 설계는 더 쉬워지고, 다이의 크기는 더욱 적어진다.
(4) 통기부는 베이스통기부와 표면통기부를 갖는다. 용융된 수지와 접촉하기 위한 표면통기부는 베이스통기부의 직경보다 더 작은 직경을 가진 통기구를 가진다. 그래서, 막힘은 베이스통기부에서 발생하지 않는다.
(5) 표면통기부는 교환이 가능하므로 소정의 모울드 회수마다 교환할 수 있고, 수지 막힘에 의한 모울드불량을 방지할 수 있다.
(6) 표면통기부는 흡인배출(및 수지의 주입압력)의 효과를 통하여 상부 및 하부다이의 파팅면상에 확장된 신축성 다공막의 변형에 의해 형성된다. 그 결과 생성된 모울드는 외관에 결함이 없는 적당한 모울드로 만들어진다.
(7) 표면통기부는 상부 및 하부다이의 파팅면상에서 확장된 신축성 다공막으로 형성된다. 그래서, 다이가 개방될 때, 복원력 즉 다공막의 평탄화시키는 힘은 다이로부터 모울드된 제품이 떨어지도록 돕는다. 이 힘은 이젝터핀을 대치한다.
(8) 제품을 모울드하는 데 있어서, 각 모울드 프로세스마다, 다공막이 다공막 공급 기구의 작용으로 상부 및 하부다이의 파팅면 사이에 공급된다. 그래서, 표면통기부에서 막힘이 발생하지 않으며, 생성된 모울드는 외관에 결함없는 적당한 모울드가 된다.
(9) 통기부와 연통하는 흡입수단은 수지가 수지압입부 내에서 가압될 때 작동하기 시작한다. 그래서, 상기 수지압입부상에 남겨진 공기는 재빠르게 외부로 배출되어지고, 모울드는 보이드를 발생하지 않고 외관에 손상없이 적절하게 실행된다. 그 결과 수율이 향상된다.
(10) 다이가 개방될 때, 통기부와 연통하는 압축가스 공급수단은 압축가스의 작용으로 상부 및 하부다이의 밖으로 모울드된 제품을 가압하기 위해 작동된다. 따라서, 모울드된 제품이 확실히 떨어진다.
(11) 다이가 개방될 때, 모울드된 제품은 다공막의 복원력과 압축가스 공급수단의 작용으로 상부 및 하부다이의 밖으로 분리된다. 그래서, 이젝터핀이 불필요해진다. 이것은 이젝터핀이 모울드를 찍을 수 없다는 것을 의미한다. 이것은 칩분열 또는 패키지틈의 발생을 방지하도록 한다.
(12) 이젝터핀이 불필요하기 때문에, 다이구조는 단순해진다. 그래서, 다이의 설계와 제조는 더욱 쉬워지며, 제조시간과 비용의 삭감이 가능해진다.
제 1 도는 본 발명에 의한 반도체집적회로 디바이스의 제조방법에서 봉지공정을 수행하는 트랜스퍼 모울드장치를 나타내는 사시도,
제 2 도는 제1도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 주요부를 나타내는 일부 절단확대 정면도,
제 3 도는 제2도에 나타난 상부유니트 및 하부유니트의 고정모울드상태를 나타내는 확대단면도,
제 4 도는 제2도에 나타난 상부유니트 및 하부유니트의 개방된 상태를 나타내는 확대단면도,
제 5 도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 트랜스퍼 모울드장치의 상부유니트 및 하부유니트를 나타내는 확대단면도,
제 6 도는 본 발명에 의한 반도체집적회로 디바이스의 제조방법에서 봉지공정을 수행하는 다른 타입의 트랜스퍼 모울드장치를 나타내는 정면도,
제 7 도는 제6도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 주요부를 나타내는 일부 절단확대 정면도,
제 8 도는 제7도에 나타난 하부다이를 나타내는 정면도,
제 9 도는 제7도에 나타난 상부 및 하부다이의 각 부분을 나타내는 확대단면도,
제 10 도는 제9도에 나타난 다이본체의 일부를 나타내는 확대단면도,
제 11 도는 리드프레임의 랙키지성형이 완성된 후 모울드장치로부터 떼어내어진 리드프레임의 일부를 나타내는 확대정면도,
제 12 도는 아우터리드가 구부러진 후의 반도체집적회로 디바이스를 나타내는 단면도,
제 13 도는 반도체집적회로 디바이스의 제조 공정을 나타내는 흐름도,
제 14 도는 다른 타입의 트랜스퍼 모울드장치에 있어서 제8도에 따른 하부다이를 나타내는 정면도,
제 15 도는 제3도 및 제4도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 변형예를 나타내는 단면도,
제 16 도는 제15도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 변형예를 나타내는 단면도,
제 17 도는 제16도에 나타난 트랜스퍼 모울드장치의 변형예를 나타내는 단면도,
제 18 도는 다른 타입의 트랜스퍼 모울드장치에 있어서 제9도에 상당하는 부분을 나타내는 단면도,
제 19 도는 다른 타입의 트랜스퍼 모울드장치에 있어서 제10도에 상당하는 부분을 나타내는 단면도,
제 20 도는 또다른 타입의 트랜스퍼 모울드장치에 있어서 제19도에 상당하는부분을 나타내는 단면도,
제 21 도는 본 발명의 일실시예(실시예(11))에 의한 트랜스퍼 모울드장치의 주요부를 나타내는 모형도,
제 22 도는 실시예(11)의 트랜스퍼 모울드장치의 외형을 나타내는 사시도,
제 23 도는 실시예(11)의 트랜스퍼 모울드장치의 모울드부를 나타내는 일부 절단한 정면도,
제 24 도는 실시예(11)의 트랜스퍼 모울드장치의 다이를 나타내는 개략단면도,
제 25 도는 실시예(11)의 트랜스퍼 모울드장치에서 모울드공정시의 다이를 나타내는 개략단면도,
제 26 도는 실시예(11)의 트랜스퍼 모울드장치에 제공된 개방된 다이를 나타내는 개략단면도,
제 27 도는 본 발명의 다른 실시예(실시예(12))에 있는 다이를 나타내는 개략단면도,
제 28 도는 본 발명의 다른 실시예(실시예(13))인 다이를 나타내는 개략단면도,
제 29 도는 본 발명의 다른 실시예(실시예(14))인 트랜스퍼 모울드장치의 주요부를 나타내는 모식도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
7.....로더, 8.....트랜스퍼 모울드 장치,
10.....밑판, 14.....구동블럭,
15.....실린더, 21,68.....상부유니트,
22,72.....하부유니트, 23,53.....보호프레임,
25.....보호평판, 26,36.....이젝터핀,
38.....갭, 43.....캐비티,
44.....원통형 포트, 47.....런너,
49.....배기구, 51.....전화밸브,
55,56.....파이프, 61,62.....압축장치,
76.....상부다이, 78.....하부다이,
85.....통기부, 90.....연통구,
D.....평균개구크기.

Claims (20)

  1. 제1 및 제2의 모울드형이 닫힌 때에, 그 사이에 형성되는 모울드 캐비티 내에 반도체 집적회로칩을 수용한 상태에서, 밀봉수지를 상기 모울드 캐비티 내에 주입하는 것에 의해, 상기 칩을 상기 수지에 의해 밀봉하는 반도체 집적회로장치의 제조 방법으로서,
    (a) 상기 제1 및 제2의 모울드형이 열린 상태에서, 상기 제1 및 제2의 모울드형 사이의 상기 모울드 캐비티에 대응하는 부분에 제1의 필름을·공급하는 공정;
    (b) 공급된 상기 제1의 필름을, 상기 제1 및 제2의 모울드형이 열린 상태에서, 상기 제2의 모울드형의 내면의 상기 모울드 캐비티 부분에 설치된 제1의 흡인구멍으로부터 흡인하는 것에 의해, 상기 모울드 캐비티의 내면에 흡착시키는 공정;
    (c) 상기 공정(b)의 후, 상기 제1 및 제2의 모울드형을 닫음으로써, 상기 칩을 상기 모울드 캐비티 내에 수용하는 공정;
    (d) 상기 칩을 상기 제1의 필름과 상기 제1의 모울드형 사이의 상기 모울드 캐비티내에 수용한 상태에서, 상기 모울드 캐비티 내에 상기 밀봉수지를 주입하는 것에 의해 상기 칩을 밀봉하는 공정;
    (e) 상기 공정 (d)의 후, 상기 제1 및 제2의 모울드형을 열고, 상기 칩을 포함하는 수지모울드체를 상기 제1 및 제2의 모울드형으로부터 취출(取出)하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡착공정에 있어서는 상기 제2 모울드형의 상기 내면의 상기 모울드 캐비티의 내면 이외의 부분에 설치된 제2의 홉인구멍으로부터도 흡인하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1의 필름은 수지필름인 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서서, 상기 제1의 필름은 상기 밀봉체와 상기 모울드 캐비티 사이의 이형성(離型性)을 향상하는 성질을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1의 필름은 롤 상태로 감겨진 것을 푸는 것에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1의 필름의 두께는 300㎛이하인 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 모울드 캐비티는, 상기 제1 및 제2의 모울드형으로 리드프레임을 사이에 두는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 봉지체 취출공정은 상기 제1의 흡인구멍으로 부터 가스를 공급하는 것에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법 .
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1의 필름은 4플루오르화 에틸렌 수지필름인 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1의 흡인구멍은 다공질 재료인 다수의 세공(細孔)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  11. 제1 및 제2의 모울드형이 닫힌 때에, 그 사이에 형성되는 모울드 캐비티 내에 반도체 집적회로칩을 수용한 상태에서, 밀봉수지를 상기 모울드 캐비티 내에 주입하는 것에 의해, 상기 칩을 상기 수지에 의해 밀봉하는 반도체 집적회로장치의 제조방법으로서,
    (a) 상기 제1 및 제2의 모울드형이 밀폐되어 있지 않은 상태에서, 상기 제1 및 제2의 모울드형 사이의 상기 모울드 캐비티에 대응하는 부분에 제1의 필름을 공급하는 공정;
    (b) 공급된 상기 제1의 필름을, 상기 제1 및 제2의 모울드형이 밀폐되어 있지 않은 상태에서, 상기 제2의 모울드형의 내면의 상기 모울드 캐비티 부분에 설치된 제1의 흡인 구멍으로부터 홉인하는 것에 의해 상기 모울드 캐비티의 내면에 흡착시키는 공정;
    (c) 상기 공정 (b)의 후, 상기 제1 및 제2의 모울드형을 닫는 것에 의해, 상기 칩을 상기 모울드 캐비티 내에 수용하는 공정;
    (d) 상기 칩을 상기 제1의 필름과 상기 제1의 모울드형 사이의 상기 모울드 캐비티내에 수용한 상태에서, 상기 모울드 캐비티 내에 상기 밀봉수지를 주입하는 것에 의해 상기 칩을 밀봉하는 공정;
    (e) 상기 공정 (d)의 후, 상기 제1 및 제2의 모울드형을 열고, 상기 칩을 포함하는 수지모울드체를 상기 제1 및 제2의 모울드형으로부터 취출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 흡착공정에 있어서는 상기 제2의 모울드형의 상기 내면의 상기 모울드 캐비티의 내면 이외의 부분에 설치된 제2의 흡인구멍으로부터도 흡인하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1의 필름은 수지 필름인 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1의 필름은 상기 밀봉체와 상기 모울드 캐비티 사이의 이형성을 향상하는 성질을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1의 필름은 롤 상태로 감겨진 것을 푸는 것에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1의 필름의 두께는 300㎛이하인 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 모울드 캐비티는,상기 제1 및 제2의 모울드 형으로 리드프레임을 사이에 두는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 봉지체 취출공정은 상기 제1의 흡인구멍으로 부터 가스를 공급하는 것에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제1의 필름은 4플루오르화 에틸렌 수지필름인 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제1의 흡인구멍은 다공질 재료인 다수의 세공으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로장치의 제조방법.
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