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技術 中空パッケージの製造方法及び中空パッケージ

出願人 エムテックスマツムラ株式会社
発明者 村形健弘鈴木和幸
出願日 2015年9月25日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2015-188230
公開日 2017年3月30日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-063135
状態 特許登録済
技術分野 半導体容器とその封止 半導体または固体装置の冷却等
主要キーワード 取出体 金属肉 トランスファー機構 カム送り 金属製リード 金属板素材 移動プラテン 粉末顆粒
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

樹脂成型時に金属板表面に生じる樹脂バリを低減する中空パッケージの製造方法を提供する。

解決手段

中空パッケージの製造方法は、放熱板と、その外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出する金属製リードとを有する中空パッケージの製造方法であって、前記放熱板は、厚み方向において押圧力を受けたときに厚みが減じる方向に弾性変形する放熱板であって、前記放熱板と、前記金属製リードを有するリードフレームと、を成型金型内に挿入する第1の工程と、上金型下金型とを密着させて、型締めし、前記放熱板を弾性変形させる第2の工程と、前記放熱板と前記リードフレームが挿入された前記成型金型に熱硬化性樹脂充填し、硬化させる第3の工程と、を含むようにした。

概要

背景

半導体素子(例えば、イメージセンサー等の撮像素子)は、中空パッケージと称されるパッケージの凹部に実装され、当該凹部が透明封止板(例えば、ガラス板)で封止される。撮像素子が実装された中空パッケージは、デジタルカメラ等の固体撮像装置に搭載される。

そのような中空パッケージは、例えば、リードフレームと、それを枠状に封止する樹脂成形体とを有する。リードフレームは、インナーリードアウターリードを有するリードと、放熱板または防湿板として機能するアイランドとが一体化されたものである。樹脂成形体は、底部と枠部とを有し、アイランドは、樹脂成形体の底部に埋設されているか、あるいは樹脂成形体の底部の上面または下面に露出している。

このような中空パッケージは、例えば、特許文献1に開示されるように、成型金型内にリードとアイランドとが一体化されたリードフレームを挿入した後、成型金型内に熱硬化性樹脂充填して、硬化させる工程を経て得られる。

概要

樹脂成型時に金属板表面に生じる樹脂バリを低減する中空パッケージの製造方法を提供する。中空パッケージの製造方法は、放熱板と、その外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出する金属製リードとを有する中空パッケージの製造方法であって、前記放熱板は、厚み方向において押圧力を受けたときに厚みが減じる方向に弾性変形する放熱板であって、前記放熱板と、前記金属製リードを有するリードフレームと、を成型金型内に挿入する第1の工程と、上金型下金型とを密着させて、型締めし、前記放熱板を弾性変形させる第2の工程と、前記放熱板と前記リードフレームが挿入された前記成型金型に熱硬化性樹脂を充填し、硬化させる第3の工程と、を含むようにした。D

目的

半導体素子の動作時に発生する熱が増加すると、半導体素子そのものの機能を低下させるおそれがあることから、中空パッケージの放熱性を高めることが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

放熱板と、前記放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出する金属製リードとを有する中空パッケージの製造方法であって、前記放熱板は、厚み方向において押圧力を受けたときに厚みが減じる方向に弾性変形する放熱板であって、前記放熱板と、前記金属製リードを有するリードフレームと、を成型金型内に挿入する第1の工程と、上金型下金型とを密着させて、型締めし、前記放熱板を弾性変形させる第2の工程と、前記放熱板と前記リードフレームが挿入された前記成型金型に熱硬化性樹脂充填し、硬化させる第3の工程と、を含む中空パッケージの製造方法。

請求項2

樹脂成形時金型押圧を受けて弾性変形する放熱板と、前記放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出する金属製リードと、を具備する中空パッケージ。

請求項3

前記放熱板は、半抜き加工によって形成された、請求項2に記載の中空パッケージ。

請求項4

前記放熱板は、前記半導体素子を搭載する半導体素子搭載面と、前記半導体素子面と段差をなす段差面とを有し、前記半導体素子搭載面は半導体素子面より小さく、かつ、前記段差面と前記半導体素子との間に生じる隙間に前記樹脂成形体が延在する、請求項2または請求項3に記載の中空パッケージ。

技術分野

0001

本発明は、中空パッケージの製造方法及び中空パッケージに関する。

背景技術

0002

半導体素子(例えば、イメージセンサー等の撮像素子)は、中空パッケージと称されるパッケージの凹部に実装され、当該凹部が透明封止板(例えば、ガラス板)で封止される。撮像素子が実装された中空パッケージは、デジタルカメラ等の固体撮像装置に搭載される。

0003

そのような中空パッケージは、例えば、リードフレームと、それを枠状に封止する樹脂成形体とを有する。リードフレームは、インナーリードアウターリードを有するリードと、放熱板または防湿板として機能するアイランドとが一体化されたものである。樹脂成形体は、底部と枠部とを有し、アイランドは、樹脂成形体の底部に埋設されているか、あるいは樹脂成形体の底部の上面または下面に露出している。

0004

このような中空パッケージは、例えば、特許文献1に開示されるように、成型金型内にリードとアイランドとが一体化されたリードフレームを挿入した後、成型金型内に熱硬化性樹脂充填して、硬化させる工程を経て得られる。

先行技術

0005

特開平4−312963号公報

発明が解決しようとする課題

0006

近年、固体撮像素子等の半導体素子は高密度化が進んでおり、それに伴い半導体素子の動作時に発生する熱が増加している。半導体素子の動作時に発生する熱が増加すると、半導体素子そのものの機能を低下させるおそれがあることから、中空パッケージの放熱性を高めることが望まれている。

0007

そこで、伝熱性の高い金属板が、中空パッケージのアイランドとして放熱のために用いられる。この金属板は、上述の成型金型内に挿入され、中空パッケージの底部を構成するように、中空パッケージに一体成型される。

0008

ところが、金属板は、製造時の固体ばらつきがあり、金属板の厚さの精度を担保するため、公差が設けられている。

0009

そのため、下金型上金型とを密着させた際の両者の隙間を、金属板の厚さが公差内で最大となる厚さを考慮して設定する必要があり、最大厚さ未満の金属板を用いる場合には、金型と金属板との間に隙間が生じ、その隙間に樹脂が流れ込んでしまう。その結果、金属板表面樹脂バリが生じ、樹脂バリが生じた中空パッケージに半導体素子を搭載すると、放熱性能が低下する。このため、樹脂バリを取り除く必要があるが、作業工程及びコストの増大を招いてしまう。

0010

本発明の目的は、樹脂成形時に金属板表面に生じる樹脂バリを低減する中空パッケージの製造方法及び中空パッケージを提供することである。

課題を解決するための手段

0011

本発明の一態様に係る中空パッケージの製造方法は、放熱板と、前記放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出する金属製リードとを有する中空パッケージの製造方法であって、前記放熱板は、厚み方向において押圧力を受けたときに厚みが減じる方向に弾性変形する放熱板であって、前記放熱板と、前記金属製リードを有するリードフレームと、を成型金型内に挿入する第1の工程と、上金型と下金型とを密着させて、型締めし、前記放熱板を弾性変形させる第2の工程と、前記放熱板と前記リードフレームが挿入された前記成型金型に熱硬化性樹脂を充填し、硬化させる第3の工程と、を含むようにした。

0012

本発明の一態様に係る中空パッケージは、樹脂成形時に金型の押圧を受けて弾性変形する放熱板と、前記放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出する金属製リードと、を具備する構成を採る。

発明の効果

0013

本発明によれば、樹脂成形時に金属板表面に生じる樹脂バリを低減することができる。

図面の簡単な説明

0014

下金型にゴムを設置した状態の例を示す図
本発明の実施の形態に係る中空パッケージを示す斜視図
図2Aの中空パッケージの断面斜視図
図2Aの中空パッケージの下面図
図2Aの放熱板の一面を示す斜視図
図2Aの放熱板の他面を示す斜視図
図2Aの放熱板の断面図
トランスファー樹脂成形装置概要
図2Aの中空パッケージの製造工程において、樹脂タブレットと放熱板とリードフレームとを下金型と上金型との間に搬送した状態の例を示す図
図2Aの中空パッケージの製造工程において、樹脂タブレットと放熱板とリードフレームとを下金型上に配置した状態の例を示す図
図2Aの中空パッケージの製造工程において、型締め状態の例を示す図
図5Cの放熱板の拡大図
図2Aの中空パッケージの製造工程において、プランジャを上昇させて溶融した樹脂をキャビティ移送させる例を示す図
図2Aの中空パッケージの製造工程において、キャビティに溶融した樹脂を充填された状態の例を示す図
図2Aの中空パッケージの製造工程において、型開き状態の例を示す図
図2Aの中空パッケージの製造工程において、金型から成形体を取り出す例を示す図
不要部分が除去された成形体の一例を示す図
図2Aの中空パッケージに半導体素子及び封止板を搭載した半導体装置の断面図
変形例に係る放熱板の一面を示す斜視図
図7Aの放熱板の他面を示す斜視図
図7Aの放熱板の断面図
変形例に係る放熱板を型締めした様子を示す図

実施例

0015

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

0016

(実施の形態)
図1は、中空パッケージの製造工程において、型締め状態の例を示す図である。図1に示すように、上金型40と金属板素材6との隙間を埋めるために、ゴム8を下金型50に設置することも考えられる。しかしながら、ゴム8は耐熱性が低く、樹脂成形時の熱により、劣化が早いという問題がある。そこで、本発明の実施の形態では、このような問題をも解決する手段について説明する。

0017

図2Aは、本発明の実施の形態に係る中空パッケージを示す斜視図である。図2Bは、図2Aの中空パッケージの断面斜視図である。図2Cは、図2Aの中空パッケージの下面図である。図3Aは、図2Aの放熱板の一面を示す斜視図である。図3Bは、図2Aの放熱板の他面を示す斜視図である。図3Cは、図2Aの放熱板の断面図である。

0018

図2Aに示されるように、中空パッケージ10は、放熱板11と、樹脂成形体13と、金属製リード15とを有する。

0019

<放熱板11について>
放熱板11は、金属製の板状部材であり、その下面が中空パッケージ10の下面に露出し、かつ、上面が後述する中空パッケージ10の凹部の底面に露出するように設けられている(図2B参照)。

0020

放熱板11を構成する金属の例には、銅、鉄、アルミニウム、これらの合金または42アロイなどが含まれ、放熱性が高いことから、42アロイまたは銅系の合金が好ましい。放熱板11の材質は、金属製リード15と同じ材質であってもよい。

0021

放熱板11は、図3A図3Cに示すように、一方の面に突出した凸部11aと、一方の面に突出したことよって他方の面が窪んだ凹部11dとを有する。放熱板11の最下面と最上面とのなす高さhは、型締め時の上金型40と下金型50との隙間の高さとほぼ同じかわずかに大きく設定される。

0022

また、放熱板11は、厚み方向において押圧力を受けたときに厚みが減じる方向に弾性変形する。より具体的には、放熱板11は、厚み方向において押圧力を受けたときに、上金型40と下金型50との間の放熱板11が配置される領域の隙間の厚さまで弾性変形することができるように構成されている。このような構成により、放熱板11は、上金型40と下金型50との間に配置することが可能であり、かつ、上金型40および下金型50のそれぞれに対する押圧力を発揮することができる。なお、放熱板11の形成方法については後述する。

0023

放熱板11の頂点付近には、位置決め孔17(位置決め部)が設けられている(図2C参照)。位置決め孔17は、成型金型の位置決めピン係合しうる形状に設けられ、かつ厚み方向に貫通している。

0024

放熱板11の厚みは、熱容量を高めて中空パッケージの放熱性を高める観点から、金属製リード15の厚みよりも大きいことが好ましく、金属製リードの厚みの1.5〜10倍であることが好ましく、2〜6倍であることがより好ましい。具体的には、0.3mm〜2mmであることが好ましく、0.4mm〜1.2mmであることがより好ましい。

0025

<樹脂成形体13について>
樹脂成形体13は、放熱板11の外周部を支持する枠状部材である。樹脂成形体13の枠内には、放熱板11の凸部11aが嵌合する(図2B参照)。樹脂成形体13と放熱板11の最上面とで囲まれる凹部の内部が中空部19となる。中空部19の底面、すなわち、放熱板11の凸部11aが形成する最上面は、固体撮像素子などの半導体素子を搭載する素子搭載面となる。

0026

凹部の深さは、搭載する半導体素子の高さよりも大きければよい。中空部19の底面に固体撮像素子などの半導体素子を搭載した後、中空部19の開口面にガラス板などの透明板を配置して、封止することができる。

0027

樹脂成形体13は、熱硬化性樹脂組成物硬化物から構成されている。熱硬化性樹脂の例には、エポキシ樹脂ポリイミド樹脂などが含まれる。樹脂成形体13は、熱硬化性樹脂組成物をモールド成形、好ましくはトランスファー樹脂成形することによって形成される。

0028

<金属製リード15について>
金属製リード15は、放熱板11とは別体に設けられ、かつ放熱板11よりも小さい厚みを有する。金属製リード15は、半導体素子の接続端子電気的に接続されるインナーリード15Aと、インナーリード15Aと電気的に接続され、樹脂成形体13の側面または下面に延出したアウターリード15Bとを有する(図2B)。インナーリード15Aの端部(金属製リードの一端)は、中空パッケージ10の凹部内に露出し、ボンディングパッドとなる。アウターリード15Bの端部(金属製リードの他端)は、樹脂成形体13の側面または下面に露出し、外部電極となる。

0029

金属製リード15は、半導体素子の搭載面(放熱板11の最上面)の周囲を覆うように複数本のリードからなることが好ましい。リードの本数は、特に限定されないが、約20〜300本程度である。

0030

金属製リード15の材質の例には、銅、鉄、アルミニウム、これらの合金または42アロイなどが含まれ、42アロイまたは銅合金が好ましい。また、金属製リード15の厚さは、放熱板11の厚さよりも小さく、例えば0.1mm〜0.3mm、好ましくは0.15mm〜0.25mmでありうる。

0031

<放熱板の形成方法>
次に、放熱板11の形成方法について、図3を用いて説明する。

0032

まず、所定の板厚と大きさを有する金属板素材6を用意し、金属板素材6にプレス加工を施して、凸部11a及び凹部11dを形成する。このプレス加工は、半抜き加工と言われる工法であり、金属板素材6の一面からパンチを押圧して、パンチの下降を板厚の途中で停止するものである。

0033

プレス装置としては、プレス時に金属板素材6と当接するパンチの部分が、凹部11dとほぼ同じ大きさ及び同じ形状である。一方、金属板素材6を載置するダイに形成された穴は、金属板素材6の板厚を考慮して、凹部11dよりもやや大きい相似形に形成されている。このような、パンチ及びダイを備えるプレス装置が金属板素材6に半抜き加工を施すことにより、パンチに当接した金属板素材6の金属肉移行し、図3に示すような凸部11a及び凹部11dを有する放熱板11が形成される。

0034

なお、放熱板11の形成方法は、上述の半抜き加工に限定されない。例えば、放熱板11は、鋳型による鋳造により生成されてもよい。

0035

<中空パッケージの製造方法>
以下、本発明の中空パッケージの製造方法に用いられるトランスファー樹脂成形装置について説明する。図4は、トランスファー樹脂成形装置30の一例を示す概要図である。図4に示されるトランスファー樹脂成形装置30は、搬送機構Xと、成形機構Yと、取出機構Zとを有する。

0036

搬送機構Xは、リードフレーム整列機構X1と、樹脂タブレット整列機構X2と、放熱板整列機構X3とを有する。リードフレーム整列機構X1は、1回の樹脂成形で使用する数のリードフレーム(多数個取り用のリードフレーム)を整列させる。樹脂タブレット整列機構X2は、1回の樹脂成形で使用する数の樹脂タブレットを整列させる。放熱板整列機構X3は、1回の樹脂成形で使用する数の放熱板(1個取り用の放熱板)を整列させる。

0037

そして、搬送機構Xは、リードフレーム整列機構X1に収納されたリードフレーム63を、搬送体によって真空吸着またはその開閉爪把持して、金型の所定の位置に配置する。同様に、搬送機構Xは、樹脂タブレット整列機構X2に収納された樹脂タブレット61を、その搬送体によって真空吸着またはその開閉爪で把持して、下金型のポットに配置する。搬送機構Xは、放熱板整列機構X3に収納された放熱板11を、その搬送体によって真空吸着またはその開閉爪で把持して、金型のキャビティ空間に配置する。

0038

取出機構Zは、成形体収納機構Z1を有する。取出機構Zは、その取出体によって成形体をキャビティ55(図5A参照)から取り出して、成形体収納機構Z1に収納する。

0039

成形機構Yは、上金型40と下金型50とを有する金型と、上金型40と下金型50を移動させるプレス機構Y5と、金型のキャビティ空間に樹脂を移送するトランスファー機構Y6とを有する。

0040

具体的には、成形機構Yは、上プラテンY1と、下プラテンY2と、移動プラテンY3とを有し、これらがダイバーY4によって連結されている。移動プラテンY3は、ダイバーY4に沿って移動可能に構成されている。上プラテンY1と移動プラテンY3との間に、上金型40と下金型50とを有する金型が配置されている。移動プラテンY3と下プラテンY2との間に、プレス機構Y5が配置されている。プレス機構Y5が移動プラテンY3を移動させることによって、下金型50を移動させる。

0041

下金型50は、ポット51と、その内部を上下に移動可能に構成されたプランジャ53と、キャビティ55とを有する(後述の図5A参照)。ポット51とは、樹脂タブレット61を配置するための領域である。プランジャ53は、ポット51の内面摺動して、ポット51の内部を上下に移動する。プランジャ53は、トランスファー機構Y6によって移動可能にされている。トランスファー機構Y6とは、図示されない油圧機構ネジ送り機構カム送り機構などでありうる。また、プランジャ53は加熱されうる。

0042

キャビティ55は、リードフレーム63の下部に放熱板11を配置し、かつ樹脂成形するための空間である。キャビティ55の底には、放熱板11を位置決めするための位置決めピン(不図示)が設けられている。

0043

下金型50のキャビティ55の底には、成形体を離型するための離型ピンがさらに設けられてもよい。離型ピンも、位置決めピンと同様に突起部材であり、駆動機構(不図示)によって上下に可動できるようになっている。

0044

上金型40は、キャビティ41と、キャビティ41と下金型50のポット51とを連通するカル43、ランナー45およびゲート47とを有する(後述の図5A参照)。キャビティ41は、下金型50のキャビティ55と対向するように設けられ、リードフレーム63の上部に樹脂成形体を成形するための空間である。

0045

次に、図4のトランスファー樹脂成形装置30を用いて、中空パッケージを製造する方法の一例を、図5を参照して説明する。

0046

図5は、図2の中空パッケージの製造工程の一例を示す図である。即ち、本発明の中空パッケージの製造工程は、放熱板とリードフレームとを成型金型に挿入する第1の工程(後述のステップ1))と、上金型と下金型とを密着させて、型締めし、放熱板を弾性変形させる第2の工程(後述のステップ2))と、放熱板とリードフレームが挿入された成型金型に熱硬化性樹脂組成物を充填し、硬化させる第3の工程(後述のステップ4)および5))と、得られる成形体を押し上げて成型金型内から離型する第3の工程(後述のステップ6))とを含む。

0047

具体的には、以下のステップを含む(図5参照)。

0048

1)下金型50のポット51の内部に、熱硬化樹脂を含む樹脂タブレット61を配置し、下金型50のキャビティ55内に、放熱板11を配置し、上金型40と下金型50との間のキャビティ空間に、多数個取りのリードフレーム63を配置するステップ(図5Aおよび図5B)。

0049

2)上金型40と下金型50とを密着させて、型締めし、放熱板11を弾性変形させるステップ(図5Cおよび図5D)。

0050

3)プランジャ53を移動させて、樹脂タブレット61の熱硬化樹脂をキャビティ41および55内に移送するステップ(図5E)。

0051

4)キャビティ41および55内部に充填された熱硬化樹脂を硬化させるステップ(図5F)。

0052

5)上金型40と下金型50を離間させて、型開きするステップ(図5G)。

0053

6)成形体67を離型し、取り出すステップ(図5H)。

0054

7)得られた成形体67を切断して個片化し、中空パッケージを得るステップ(図5I)。

0055

ステップ1)では、樹脂タブレット61を、下金型50のポット51の内部にあるプランジャ53の上面に配置する。また、リードフレーム63を、上金型40と下金型50とで構成されるキャビティ空間に配置する。さらに、放熱板11を、下金型50のキャビティ55上に配置する(図5B)。樹脂タブレット61、リードフレーム63および放熱板11の配置は、前述の搬送機構X(図4参照)よって行うことが好ましい。

0056

ポット51の内部に配置する樹脂タブレット61は、典型的には、熱硬化樹脂を含む打錠成形物である。熱硬化樹脂は、例えばエポキシ樹脂を含み、さらに、樹脂タブレットにはフェノール樹脂硬化剤硬化促進剤離型剤着色剤などを含有してもよい。樹脂タブレットは、熱硬化樹脂とともに無機充填材を含有する。樹脂タブレットにおける無機充填材の含有量は、50〜90質量%であることが好ましい。

0057

樹脂タブレット61は、熱硬化樹脂と無機充填材とをミキサーで混合した混合物を、ロールあるいは押出機シートとし、シートをハンマーミルなどで粉砕して粉末顆粒とし、さらに、それを打錠成形して得られる。樹脂タブレット61は、例えば円柱状の打錠成形物でありうる。円柱状の樹脂タブレットの直径は10mm〜40mmであり、高さは5mm〜40mm程度でありうる。

0058

リードフレーム63は、金属薄板を予め短冊状にプレスまたはエッチング加工したリードを複数有するフレームである。リードフレーム63は、通常、多数個取り用のリードフレームが用いられる。

0059

放熱板11は、前述の図2の中空パッケージで説明した放熱板11である。放熱板11を、下金型50のキャビティ55上に配置する前に、位置決めピンを上昇させておく。次いで、搬送機構Xにより、放熱板11を、その位置決め孔17を位置決めピンと係合させた後、放熱板11をキャビティ55の底面に配置する(図5B)。位置決めを行いやすくする点から、位置決めピンをある程度の高さまで上昇させた状態で、放熱板11の位置決め孔17を位置決めピンと係合させる。その後、位置決めピンを下降させて、放熱板11をキャビティ55上に載置することが好ましい。

0060

ステップ2)では、プレス機構Y5により下金型50を上昇させて、型締めする(図5C)。このとき、上金型40が放熱板11を押圧することにより、凸部11a及び凹部11dを有する放熱板11がわずかに弾性変形する(図5D)。図5Dでは、弾性変形した様子を誇張して示しているが、実際には、肉眼で確認できないほどの変形である。

0061

ステップ3)では、トランスファー機構Y6によりプランジャ53を上昇させて、樹脂タブレット61の熱硬化樹脂をキャビティ41内に移送する(図5E)。このとき、下金型50、上金型40およびプランジャ53は、それぞれ加熱されていることが好ましい。具体的には、それぞれ約160℃〜180℃に加熱されていることが好ましい。ポット51の内部に配置された樹脂タブレット61は、下金型50とプランジャ53によって加温されて溶融する。溶融した樹脂は、プランジャ53によってキャビティ41および55の内部に押し出される。

0062

また、このとき、放熱板11がわずかに弾性変形しているため、放熱板11と上金型40との間には、樹脂が流れこむ隙間がなくなる。このため、放熱板11表面に生じる樹脂バリを低減することができる。

0063

ステップ4)では、トランスファー機構Y6によりキャビティ41および55に充填された熱硬化性樹脂を、加圧した状態で熱硬化させる(図5F)。具体的には、所定の時間加熱を続けて、溶融した樹脂を熱硬化させる。熱硬化させる時間は、特に限定されないが、30秒〜120秒の範囲、好ましくは60秒程度でありうる。それにより、放熱板11とリードフレーム63と樹脂成形体65とが一体化された成形体67が得られる。

0064

ステップ5)では、プレス機構Y5により下金型50を下降させて、型開きする(図5G)。

0065

ステップ6)では、成形体67を金型から離型する(図5H)。具体的には、キャビティ55内の離型ピン(不図示)を上昇させて、成形体67を押し上げて離型する。

0066

離型された成形体を、キャビティ55から取り出す。成形体67の取り出しは、前述の取り出し機構Z(図4)により行うことが好ましい。取り出された成形体67を、前述の成形体収納機構Z1(図4)に収納する。成形体収納機構Z1は、成形体67からランナーおよびゲートなどの不要部分を取り除く。

0067

ステップ7)では、ランナーおよびゲートなどの不要部分が取り除かれた成形体67を、切断・成形装置(不図示)により切断し、個片化する(図5I)。その後、アウターリードを基板実装に適した形状にプレス成型する。それにより、中空パッケージ10を得ることができる(図2)。

0068

図6は、図2Aの中空パッケージに半導体素子及び封止板を搭載した半導体装置の断面図である。半導体装置70は、中空パッケージ10と、その中空部19の底面(放熱板11の最上面)に搭載され、インナーリード15Aと接続された半導体素子71と、中空部19を封止する封止板73とを有する。

0069

具体的には、中空パッケージ11の中空部19の底面にある素子搭載面に、固体撮像素子などの半導体素子71を搭載し、さらに中空部19の開口面に封止板73(透明ガラス板または透明樹脂板)を接着して中空部19を密閉する。半導体素子71の搭載は、素子搭載面にダイボンディング剤で固体撮像素子を固着し、固着された固体撮像素子の接続端子と、インナーリード15Aとを電気接続すればよい。電気接続は、通常はワイヤボンディングで行うが、フリップチップで行ってもよい。得られた半導体装置は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ携帯電話などの実装基板に実装されうる。

0070

放熱板11の上面は、輝度が高く、光を反射しやすい。このため、放熱板11に照射された光は反射し、さらに封止板73にて反射するため、半導体素子71に影響を及ぼしてしまう。そこで、放熱板11の素子搭載面を半導体素子71の素子面より小さくし、また、図6点線丸枠C1で囲んだ領域に示すように、放熱板11の素子搭載面と段差をなす段差面と、半導体素子71との間に生じる隙間に樹脂成形体13が延在するようにした。これにより、輝度の高い放熱板11に光が照射することを防止し、半導体素子71への影響を回避することができる。また、これにより、放熱板11の段差面と樹脂成形体13との接触面積が増え、中空部19への水の浸入を防止することができ、さらに、放熱板11の外周が、アンカー効果により樹脂成形体13によって安定に支持されうる。

0071

このように、本実施の形態では、金属板素材6に半抜き加工を施して得られる放熱板11を用いて、樹脂成形する際、上金型40が放熱板11を押圧することにより、放熱板11が弾性変形するため、弾性変形した放熱板11と上金型40との間には、樹脂が流れこむ隙間がなくなり、放熱板11表面に生じる樹脂バリを低減することができる。この結果、金型及び金属板素材の精度を高めることなく、樹脂バリを低減可能であり、コストを抑制することができる。また、樹脂バリが低減されることから、半導体素子71と放熱板11との密着度が高まり、放熱性が向上する。

0072

<変形例>
図7Aは、変形例に係る放熱板の一面を示す斜視図である。図7Bは、図7Aの放熱板の他面を示す斜視図である。図7Cは、図7Aの放熱板の断面図である。図8は、変形例に係る放熱板22を型締めした様子を示す図である。

0073

放熱板22は、外周部が中心面に対して垂直な方向に離れるように折り曲げて形成されている。このため、放熱板22の外周端から上底面までの高さhは、型締めした上金型40と下金型50との隙間の高さとほぼ同じかわずかに大きく設定される。

0074

樹脂成形時に上金型40が放熱板22の中心面を押圧することにより、放熱板22がわずかに弾性変形し、弾性変形した放熱板22と上金型40との間には、樹脂が流れこむ隙間がなくなる。このため、放熱板22表面に生じる樹脂バリを低減することができる。

0075

本発明は、樹脂成形時に金属板表面に生じる樹脂バリを低減するのに有用である。

0076

10中空パッケージ
11、22放熱板
11a 凸部
11d 凹部
13樹脂成形体
15金属製リード
15Aインナーリード(ボンディングパッド)
15Bアウターリード
17位置決め孔
19中空部
30トランスファー樹脂成形装置
40上金型
41、55キャビティ
43カル
45ランナー
47ゲート
50下金型
51ポット
53プランジャ
61樹脂タブレット
63リードフレーム
65樹脂成形物
67成形体
70半導体装置
71半導体素子
73封止板
X搬送機構
X1 リードフレーム整列機構
X2 樹脂タブレット整列機構
X3 放熱板整列機構
Y成形機構
Y1 上プラテン
Y2 下プラテン
Y3移動プラテン
Y4ダイバー
Y5プレス機構
Y6トランスファー機構
Z取出機構
Z1 成形体収納機構

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