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JP2000012583A - 半導体の封止成形方法 - Google Patents

半導体の封止成形方法

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JP2000012583A
JP2000012583A JP10178339A JP17833998A JP2000012583A JP 2000012583 A JP2000012583 A JP 2000012583A JP 10178339 A JP10178339 A JP 10178339A JP 17833998 A JP17833998 A JP 17833998A JP 2000012583 A JP2000012583 A JP 2000012583A
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JP
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molding
pps resin
resin
molding die
seal
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JP10178339A
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Yoichi Hashimoto
羊一 橋本
Tsutomu Ohira
勉 大平
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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  • 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】 PPS樹脂を用いて封止成形をするにあたっ
て、ワイヤーの曲がり不良の発生を防ぐことができる半
導体の封止成形方法を提供する。 【解決手段】 PPS樹脂と無機充填材を含有し、PP
S樹脂を30〜99重量%含むPPS樹脂成形材料を、
PPS樹脂の融点−50℃〜融点の温度範囲に設定され
た成形金型に注入して、半導体素子1を封止成形する。
次に、PPS樹脂の融点より80℃以上低い温度に成形
金型を冷却した後、封止成形品を成形金型から取り出
す。PPS樹脂成形材料を成形金型に注入する際にはP
PS樹脂成形材料の溶融材料の温度低下を防いで、溶融
粘度の上昇によるワイヤー2のスウィープを防止するこ
とができる。また封止成形品の取り出しの際には封止成
形品の冷却固化を十分に進めて変形が生じることを防ぐ
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を製造
する際の半導体の封止成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置は、リードフレームの上に半
導体素子を搭載し、半導体素子とリードフレームとの間
に金線等のワイヤーをボンディングし、そして半導体素
子とワイヤーを封止樹脂で封止成形することによって、
製造されている。
【0003】そして封止成形は、エポキシ樹脂などの熱
硬化性樹脂を用い、トランスファー成形などでおこなわ
れているが、最近では、熱可塑性樹脂であるPPS樹脂
(ポリフェニレンサルファイド樹脂)を用い、射出成形
などで封止成形を行なうことが検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
PPS樹脂を射出成形などで封止成形する場合、PPS
の溶融樹脂が流動する際にワイヤーが押し流されてスウ
ィープが発生し、ワイヤーが曲げられてワイヤー同士が
接触したりするおそれがあるという問題があった。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、PPS樹脂を用いて封止成形をするにあたって、
ワイヤーの曲がり不良の発生を防ぐことができる半導体
の封止成形方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体の封
止成形方法は、PPS樹脂と無機充填材を含有し、PP
S樹脂を30〜99重量%含むPPS樹脂成形材料を、
PPS樹脂の融点−50℃〜融点の温度範囲に設定され
た成形金型に注入して、半導体素子を封止成形し、PP
S樹脂の融点より80℃以上低い温度に成形金型を冷却
した後、封止成形品を成形金型から取り出すことを特徴
とするものである。
【0007】また請求項2の発明は、射出成形あるいは
射出圧縮成形で封止成形を行なうことを特徴とするもの
である。
【0008】また請求項3の発明は、封止成形後の成形
金型の冷却を、自然放熱による冷却あるいは、水、油、
フロン、アンモニアから選ばれる冷媒による強制冷却で
行なうことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0010】本発明において、封止成形に用いるPPS
樹脂成形材料としては、PPS樹脂と無機充填材を配合
した樹脂組成物を用いることができる。
【0011】ここで、無機充填材としては、非晶質シリ
カ、結晶シリカ、合成シリカ等のシリカ、アルミナ、ガ
ラス、ミルドファイバーガラス、酸化チタン、炭酸カル
シウム、クレー、マイカ、タルク、カオリン、窒化ケイ
素、窒化アルミニウム等を用いることができる。
【0012】そして本発明では、PPS樹脂成形材料と
してPPS樹脂を30〜99重量%含有するものを用い
るものであり、無機充填材の他にさらに無機イオン交換
体を配合するのが好ましい。無機イオン交換体は成形材
料中の不純物イオンをイオン交換して捕捉することがで
きる物質であり、特開昭59−170173号公報等で
開示されている公知のものを使用することができるが、
次の一般式で示されるものを用いるのが好ましい。
【0013】 SbaBibc(OH)d(NO3e・nH2O (ただし、式中のa,bはそれぞれ1〜2、cは1〜
7、dは0.2〜3、eは0.05〜3、nは0〜2で
ある。) 上記のPPS樹脂成形材料において、30〜99重量%
含有されるPPS樹脂以外の1〜70重量%は無機充填
材と無機イオン交換体であるが、無機充填材が0.9〜
69.9重量%、無機イオン交換体が0.1〜2重量%
になるように配合するのが好ましい。PPS樹脂の含有
量が30重量%未満であって、無機充填材と無機イオン
交換体の合計量が70重量%を超えると、PPS樹脂成
形材料の溶融粘度が高くなり、このPPS樹脂成形材料
を用いて封止成形を行なう際に半導体素子とリードフレ
ームとの間にボンディングしたワイヤーが押し流され、
スウィープ不良が発生するおそれがある。
【0014】次に、このPPS樹脂成形材料を用いた封
止成形を説明する。まず、リードフレーム10の上にI
C等の半導体素子1を搭載すると共に半導体素子1とリ
ードフレーム10との間に金線等のワイヤー3をボンデ
ィングし、これを成形金型内にセットする。そしてPP
S樹脂成形材料4を加熱溶融して成形金型に射出注入
し、図1に示すようにPPS樹脂成形材料4で半導体素
子1とワイヤー3を封止する。この射出注入の際の成形
金型の温度は、PPS樹脂の融点から50℃を引いた温
度と、PPS樹脂の融点の間の温度に設定されるもので
ある。PPS樹脂の融点が280℃であれば、成形金型
の温度は230℃〜280℃の範囲に設定されるもので
ある。このように成形金型の温度をPPS樹脂の融点−
50℃〜融点の温度範囲に設定して射出注入を行なうこ
とによって、成形金型に射出注入されたPPS樹脂成形
材料の溶融材料の温度低下を防ぎ、溶融粘度の上昇によ
るワイヤー3のスウィープを防止することができるもの
である。従って、成形金型の温度がPPS樹脂の融点−
50℃より低いと、ワイヤー3にスウィープが発生し易
くなる。逆に成形金型の温度がPPS樹脂の融点より高
い温度であると、封止成形品の外観が不良になる。また
この射出成形の際のPPS樹脂成形材料の溶融温度は2
90℃〜330℃程度である。
【0015】上記のように成形金型にPPS樹脂成形材
料を射出注入した後、成形金型をPPS樹脂の融点より
80℃以上低い温度にまで冷却した後、成形金型を開い
て、封止成形して得られた封止成形品としての半導体装
置を突き出して取り出す。封止成形品を取り出す際の成
形金型の温度がPPS樹脂の融点から80℃を引いた温
度よりも高いと、封止成形品の冷却固化が不十分で、成
形金型を型開きする際や、封止成形品を成形金型から突
き出す際に封止成形品が変形するおそれがある。取り出
し時の成形金型の温度の下限は特に設定されないが、生
産性やエネルギー効率の点から、室温が実質上の下限で
ある。
【0016】ここで、成形金型の冷却は、自然放熱によ
る冷却の他に、水、油、フロン、アンモニアから選ばれ
る冷媒を用いた強制冷却で行なうことができる。また成
形は、上記のような射出成形法による他に、成形金型の
パーティングラインを少し開いた状態で金型内にPPS
樹脂成形材料を射出注入した後、成形金型を完全に閉じ
て圧縮する射出圧縮成形法で行なうようにすることもで
きる。
【0017】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
【0018】PPS樹脂として呉羽化学工業社製の直鎖
型PPS樹脂「W−202A」(融点280℃)、無機
充填材として日本板ガラス社製ミルドファイバーガラス
「REV8」、無機イオン交換体として化学式がSb2
Bi1.46.4(OH)0.9(NO30.4・0.6H2Oの
ものを用い、表1の配合で実施例1〜3及び比較例1〜
3のPPS樹脂成形材料を調製した。各PPS樹脂成形
材料の300℃での溶融粘度を表1に示す。溶融粘度の
測定は、平行平板型回転粘度計(レオメトリックサイエ
ンティフィック(Rheometric Scientific)社製「AR
ES 2KFRTN1−FCO−STD」を用い、測定
周波数1rad/sec、10rad/sec、100
rad/secで行なった。
【0019】そしてPPS樹脂成形材料を300℃に加
熱溶融して、射出時間1秒の条件で射出成形用成形金型
に射出成形し、図1のようにPPS樹脂成形材料で封止
した半導体装置を成形した。この射出時の成形金型の温
度を表1に示す。次に、成形金型を表1の温度まで冷却
した後、成形金型を開いて半導体装置を突き出して脱型
した。
【0020】上記のように封止成形した半導体装置をX
線により観察し、封止成形によりワイヤーがどの程度流
れて変形したかを測定してワイヤースイープ率を算出し
た。すなわち、封止成形によってワイヤー3が図2
(a)の状態から図2(b)の状態に変形したときに、
(y/x)×100をワイヤースウィープ率とした。ま
た半導体装置の変形を評価した。半導体装置の変形の評
価は、目視で観察して外観にノックアウトピンによる変
形のあるものを「×」とし、変形のないものを「〇」と
して行なった。これらの結果を表1に示す。
【0021】
【表1】 表1に見られるように、各実施例のものはワイヤースウ
ィープが発生し難く、また変形が生じないものであっ
た。
【0022】
【発明の効果】上記のように本発明は、PPS樹脂と無
機充填材を含有し、PPS樹脂を30〜99重量%含む
PPS樹脂成形材料を、PPS樹脂の融点−50℃〜融
点の温度範囲に設定された成形金型に注入して、半導体
素子を封止成形し、PPS樹脂の融点より80℃以上低
い温度に成形金型を冷却した後、封止成形品を成形金型
から取り出すようにしたので、PPS樹脂成形材料を成
形金型に注入する際にはPPS樹脂成形材料の溶融材料
の温度低下を防いで、溶融粘度の上昇によるワイヤーの
スウィープを防止してワイヤーの曲がり不良を低減する
ことができるものであり、また封止成形品の取り出しの
際には封止成形品の冷却固化を十分に進めて変形が生じ
ることを防ぐことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】封止成形された半導体装置の一例を示す断面図
である。
【図2】ワイヤースウィープ率の測定を示すものであ
り、(a),(b)はそれぞれ概略図である。
【符号の説明】
1 半導体素子 3 ワイヤー 4 PPS樹脂成形材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 81:00 103:04 B29L 31:34 Fターム(参考) 4F202 AA34 AB11 AH33 AK02 CA11 CB01 CB12 CN01 CN05 CN12 CN13 CN21 4F206 AA34 AB11 AH37 AK02 JA03 JB17 JF01 JL02 JM04 JN25 JN41 JN43 4M109 AA01 BA01 CA21 EA13 EB12 5F061 AA01 BA01 CA21 CB02 DA16 DE03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PPS樹脂と無機充填材を含有し、PP
    S樹脂を30〜99重量%含むPPS樹脂成形材料を、
    PPS樹脂の融点−50℃〜融点の温度範囲に設定され
    た成形金型に注入して、半導体素子を封止成形し、PP
    S樹脂の融点より80℃以上低い温度に成形金型を冷却
    した後、封止成形品を成形金型から取り出すことを特徴
    とする半導体の封止成形方法。
  2. 【請求項2】 射出成形あるいは射出圧縮成形で封止成
    形を行なうことを特徴とする請求項1に記載の半導体の
    封止成形方法。
  3. 【請求項3】 封止成形後の成形金型の冷却を、自然放
    熱による冷却あるいは、水、油、フロン、アンモニアか
    ら選ばれる冷媒による強制冷却で行なうことを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の半導体の封止成形方法。
JP10178339A 1998-06-25 1998-06-25 半導体の封止成形方法 Withdrawn JP2000012583A (ja)

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