專利名稱：半導體封裝的形成方法以及用于形成半導體封裝的金屬模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體封裝的形成方法，尤其是涉及包括利用具有彈出桿的金屬模具、由該無光面在無光面的一部分表面上所圍成的鏡面的半導體封裝的形成方法。
背景技術：
通常的半導體封裝是通過用金屬模具將包括鍵合線聯結的IC芯片和引線框架的被樹脂密封的結構體用樹脂密封而形成的。
在此，為了提高脫模性能以及作為標準的外觀，金屬模具的表面為無光面。
現有技術中，作為用于識別模具樹脂密封類型的半導體封裝的第1管腳的管腳1標記，使用了鏡面的凹狀圓形的彈出桿痕標記(非專利文獻1)。該彈出桿在模塑樹脂密封工序中，以在樹脂密封后將半導體封裝從金屬模具起模為目的配置在金屬模具中。通過使該彈出桿工作，在無光面上形成彈出桿痕。
此時，在存在多個彈出桿痕的情況下，以與其他的彈出桿痕不同的形狀、外觀來表示管腳1。
此外，在封裝表面上形成的管腳1標記的方法已知有在金屬模具上形成無光面的階段中、在管腳1標記位置做掩模利用等離子等的刻蝕在金屬模具的管腳1標記位置以外形成無光面的技術(專利文獻1)。
此外，樹脂密封后，在從金屬模具起模的半導體封裝的表面上進行產品名等任何標記的印記號(專利文獻2)。作為該專利文獻中的印記號方法，利用激光的印記號方法由于印記號的處理速度快而成為主流。
〔非專利文獻1〕模具技術協會編/中川威雄編、「型技術便覧」·日本、日刊工業新聞、1989年9月20日發行、P.88-95〔專利文獻1〕特開平11-87565號公報近年來，樹脂密封型的半導體封裝尤其是用于IC卡的半導體封裝期待薄型化/小型化，密封半導體封封裝的樹脂厚度有變薄的傾向。
然而，由于對半導體產品的裝配高度有影響，上述的彈出桿痕不能為凸形，通常為凹形。
因此，隨著半導體封裝的薄型化，難以確保彈出桿痕的凹部與封裝內部的鍵合線間的間隔。其結果，在樹脂形成時有鍵合線可能露出的問題(問題1)。
此外，一般的激光印記號法通過削除樹脂表面數十μm的方法進行。因此半導體封裝的樹脂厚度變薄，在激光印記號中削除的樹脂深度不可忽視。由于樹脂表面被削除，與彈出桿痕一樣，存在著在樹脂密封時鍵合線等被樹脂密封的結構體可能露出，或當施加來自外部的壓力時樹脂可能從印記號處破裂的問題(問題2)。
另外，由于鏡面較無光面容易惡化，如果重復使用金屬模具，鏡面部分會先惡化。在此，利用上述的專利文獻1中公開的方法形成的金屬模具，在表面為無光面的腔體上表面上直接形成用于表示管腳1位置的鏡面。因此當鏡面部分惡化時，即使無光面部分不惡化也要對金屬模具進行維護甚至有必要更換。其結果，存在當半導體封裝批量生產時金屬模具的成本增高的問題(問題3)。
發明內容
為了解決上述問題1，具有用于表示管腳1位置的鏡面的半導體封裝的形成方法的發明具有以下的工序1到工序3的特征。
即，在工序1中，準備具有IC芯片、引線框架、和連接IC芯片及引線的鍵合線的被樹脂密封的結構體和具有形成仿型用無光面的腔體上表面的金屬模具的金屬模具，作為插入至金屬模具仿型用鏡面的前端面具有露出于腔體的彈出桿。
在工序2中，將前端面放置于仿型用無光面的峰與谷之間，將彈出桿固定在金屬模具內。
在工序3中，將被樹脂密封的結構體裝在金屬腔體中進行樹脂密封。
此外，為了解決問題2，具有任意標記形狀的鏡面的半導體封裝的形成方法的發明具有以下工序1到工序4的特征。
即，在工序1中，準備具有IC芯片、引線框架、和連接IC芯片及引線的鍵合線的被樹脂密封的結構體和在前端面處具有由仿型用無光面圍成的任意標記形狀的仿型用鏡面的彈出桿。
在工序2中，將腔體上表面和彈出桿的前端面置于同一平面，將彈出桿插入金屬模具進行固定。
在工序3中，在腔體上表面形成仿型用無光面。
在工序4中，將被樹脂密封的結構體置于金屬模具的腔體中進行樹脂密封。
此外為了解決問題3，具有表示上述管腳1位置用的鏡面的半導體封裝，以及具有任意標記形狀的鏡面的半導體封裝的形成方法中所使用的金屬模具，具有以下特征。
即，用于形成具有表示管腳1位置用的鏡面的半導體封裝的金屬模具具有形成了仿型用無光面的腔體上表面和彈出桿，其中彈出桿插在金屬模具中，使作為仿型用鏡面的前端面固定在仿型用無光面的峰與谷之間，且彈出桿露出在腔體中。
另外，形成具有任意標記的形狀的鏡面的半導體封裝所使用的金屬模具具有腔體和彈出桿，在彈出桿的前端面上具有由跨過腔體上表面以及前端面形成的仿型用無光面圍成的任意標記的仿型用鏡面。
根據本發明第一方面的半導體封裝的形成方法，在工序2中為了將彈出桿的前端面置于仿型用無光面的峰與谷之間并將彈出桿固定于金屬模具上，無光面和由無光面圍成的表示管腳1的位置的鏡面形成在同一平面上。因此，根據本發明形成的半導體封裝與用現有的方法形成的半導體封裝相比，在管腳1的位置標記部分上可以確保鍵合線和封裝表面的間隔較大。因而，在薄型/小型的半導體封裝的情況下，減少了鍵合線從封裝表面露出的可能。
此外，根據本發明第二方面的半導體封裝的形成方法，在工序2中，為了將彈出桿的前端面置于仿型用無光面的峰與谷之間并將彈出桿插入金屬模具并固定，無光面和由無光面圍成的任意標記形狀的鏡面形成在同一平面上。因此，根據本發明形成的半導體封裝與根據現有方法形成的半導體封裝相比，在任意形狀的印記號部分上可以確保封裝內的被樹脂密封的結構體和封裝模板之間有較大的間隔。因而，在薄型/小型的半導體封裝的情況下，降低了被樹脂密封的結構體從封裝表面露出以及當施加外部壓力時樹脂從印記號部分分裂的可能。
此外，根據本發明的其他方面的金屬模具，由于在彈出桿上形成鏡面部分，當鏡面部分惡化時，只須更換彈出桿，而可以重復使用同一金屬模具。因此，在重復使用金屬模具的情況下，與專利文獻1中記載的現有技術相比，可以相對廉價地進行半導體封裝的批量生產。
圖1為實施方式1的工序1以及實施方式2的工序1中準備的被樹脂密封的結構體的剖面圖。
圖2為實施方式1的工序1中準備的金屬模具的剖面圖。
圖3為實施方式1的工序2中的金屬模具的剖面圖。
圖4為實施方式1中插入了預備桿的金屬模具的剖面圖。
圖5為實施方式1的工序3中樹脂密封時的被樹脂密封的結構體及金屬模具的剖面圖。
圖6為實施方式2的工序2中的金屬模具的剖面圖。
圖7為實施方式2的工序3中的金屬模具的剖面圖。
圖8為實施方式2中的插入了預備桿的金屬模具的剖面圖。
圖9為實施方式2的工序4中樹脂密封時的被樹脂密封的結構體及金屬模具的剖面圖。
圖10(A)為根據實施方式1形成的半導體封裝的管腳1的位置標記部分的放大平面圖，(B)為(A)的I-I剖面圖。
圖11(A)為現有技術的具有利用彈出桿痕作為管腳1的位置標記部分的半導體封裝的管腳1的位置標記部分的放大平面圖，(B)為(A)的II-II剖面圖。
圖12(A)為根據實施方式2形成的半導體封裝的任意標記的印記號部分的放大平面圖，(B)為(A)的III-III剖面圖。
圖13(A)為現有技術的具有利用激光形成的任意標記的半導體封裝的任意標記的印記號部分的放大平面圖，(B)為(A)的IV-IV剖面圖。
圖14為實施方式2的工序1中準備的彈出桿的剖面圖。
具體實施例方式
以下參考附圖，對本發明的半導體封裝的形成方法進行說明。另外，各圖僅限于能夠理解該發明的程度，各構成要素的形狀、大小以及放置關系僅示意地表示。因此，該發明的結構不僅限定于任何圖示的結構示例。
實施方式1在實施方式1中，對表面具有由無光面圍成的管腳1的位置標記用鏡面的半導體封裝的形成方法進行說明。該形成方法包含工序1至工序3。以下自工序1開始順序說明各工序。
圖1為該發明的實施方式1的工序1中準備的被樹脂密封的結構體的剖面圖。圖2至圖4為該發明的實施方式1的工序1至工序2中使用的金屬模具的剖面圖，圖5為該發明的實施方式1的工序3中的樹脂密封時的被樹脂密封的結構體及金屬模具的剖面圖。
首先，在現有公知的工序1中，準備被樹脂密封的結構體10和金屬模具。被樹脂密封的結構體10通過由經鍵合線13將用粘合劑14粘接在引線框架12的IC芯片安裝部12a上的IC芯片11和引線框架12的引線部12b連接而形成。在此，鍵合線13呈從IC芯片11向上側彎曲并突出的形態(參考圖1)。
此外，圖2表示在工序1中準備的金屬模具的剖面圖。該金屬模具用于對被樹脂密封的結構體進行樹脂密封。在此，圖中的金屬模具20指的是金屬模具主體和彈出桿21的合在一起的東西。金屬模具20本身由金屬模具上部20a和金屬模具下部20b構成，該金屬模具上部20a和金屬模具下部20b的剖面圖各自呈“コ”字型，分別具有互相結合形成腔體24的腔體上表面20aa、內側平坦面20ba和內側壁表面20ab、20bb。在這些金屬模具上部20a和金屬模具下部20b合在一起而在內部形成的腔體24內封入被樹脂密封的結構體10和密封樹脂。在腔體上表面20aa上形成仿型用無光面22。在其他的內側壁表面20ab、20bb以及金屬模具下部20b的內側平坦面20ba處，沒有形成仿型用無光面，但也可以根據應用形成無光面。
在本實施方式的工序2中，將插入在工序1中準備的金屬模具的彈出桿21固定在金屬模具上部20a上(參考圖3)。
彈出桿21以露出腔體24的方式在鍵合線13的正上方的位置處插入金屬模具20a。該彈出桿21通過設置于金屬模具上部20a的貫穿孔25從金屬模具上部20a的外側向腔體24一側插入。在此，彈出桿21的形狀與過去一直所使用的彈出桿的形狀不同。該發明中所用的彈出桿21有皿狀的帽部21a和垂直于該帽部的一體化的棒狀芯部21b構成，其剖面為T字型，并在芯部21b靠腔體一側的前端面上形成有仿型用鏡面23。彈出桿21若為T字型，可以容易地將彈出桿固定在金屬模具上部20a上。
用板31將該T字型的彈出桿21的帽部21a從金屬模具上部20a的外側壓住并固定。此時，把形成仿型用鏡面23的彈出桿21的前端面和金屬模具上部20a的腔體上表面20aa上形成的仿型用無光面22固定于同一平面。此處的同一平面指仿型用無光面22的峰和谷的中間位置。
接著，在金屬模具上部20a處插入預備桿41(參考圖4)。
在工序1和工序2中的金屬模具20的離開鍵合線13的正上方位置上，插入僅由棒狀的芯部構成的預備桿41。該預備桿41可以與現有的彈出桿的形狀相同，通過設置于金屬模具20a上部的貫穿孔42設置該預備桿41。由于預備桿41是在將樹脂密封后的半導體封裝從金屬模具起模時使用的，故沒有設置皿型的帽部，以使其可以貫穿金屬模具上部20a并突出來。使用預備桿41進行半導體封裝的脫模是因為在本發明的半導體封裝的形成方法中，由于彈出桿21固定在了金屬模具上，該彈出桿21失去了本來的起模功能。此外，形成預備桿41的位置最好為不可能與鍵合線13接觸的位置，即，如優選為金屬模具上部20a的中央附近。
接下來，在該實施方式的工序3中，利用到工序2為止所形成的金屬模具對被樹脂密封的結構體10進行樹脂密封。
圖5為工序3中進行樹脂密封時的被樹脂密封的結構體10和金屬模具的剖面圖。通過該工序3，仿型用無光面22和仿型用鏡面23被轉印到樹脂51上。在此，彈出桿21的具有仿型用鏡面23的前端面和具有仿型用無光面22的金屬模具上部20a的腔體上表面20aa被固定成同一平面。因此，在樹脂密封后的半導體封裝的表面上形成用于在同一平面上表示由無光面圍成的管腳1的位置的鏡面。
在此實施方式1中，顯然，工序1和工序2中的任一工序都可以在另一工序之前進行。
此外，在工序3中樹脂密封后的半導體封裝利用在金屬模具上部20a處形成的預備桿41進行與金屬模具的起模。
圖10為根據實施方式1形成的半導體封裝的管腳1的位置標記部分的放大平面圖和剖面圖。圖11為現有技術的具有利用彈出桿痕標記管腳1的位置標記部分的半導體封裝的管腳1的位置標記部分的放大平面圖及剖面圖。
根據實施方式1形成的半導體封裝中，無光面102及由無光面102圍成的管腳1的位置標記用鏡面101形成于同一平面。與此相對，現有的方法形成的半導體封裝的管腳1的位置標記部分111形成為凹形。因此，根據實施方式1形成的半導體封裝與根據現有方法形成的半導體封裝相比，在管腳1的位置標記部分，可以確保鍵合線和封裝表面的間隔W較大(W1＞W2)。因此，在薄型/小型半導體封裝的情況下，降低了鍵合線從封裝表面露出的可能性。
此外，由于鏡面和無光面相比更容易惡化，如果重復使用金屬模具，對于僅鏡面部分先惡化的問題3來說，由于實施方式1中使用的金屬模具在彈出桿上形成鏡面部分，當鏡面部分惡化時，僅需更換彈出桿，與專利文獻1中記載的現有技術相比，可以進行更加廉價的半導體封裝的批量生產。
實施方式2在實施方式2中，對表面具有由無光面圍成的任意標記形狀的鏡面的半導體封裝的形成方法進行說明。該形成方法包括工序1到工序4。以下從工序1開始順序對各工序進行說明。
圖6至圖8為該發明的實施方式2的工序1至工序3中的金屬模具的剖面圖，圖9為該發明的實施方式2的工序4中的樹脂密封時的被樹脂密封的結構體以及金屬模具的剖面圖。
首先，在該實施方式的工序1中，和實施方式1同樣，準備好具有IC芯片11、引線框架12和連接IC芯片11與引線框架12的鍵合線13的被樹脂密封的結構體10(參考圖1)和由前端面上的仿型用無光面形成的任意標記形狀的仿型用鏡面的彈出桿21(參考圖14)。
在此，彈出桿21的形狀與實施方式1的形態同樣，包括帽部21a和芯部21b的剖面成T字型的形狀。此外，在彈出桿21的前端面上，用于印記號的將任意標記的反轉形狀的仿型用鏡面71由仿型用無光面21圍成而形成。
在此，仿型用無光面22通過等離子刻蝕形成，而仿型用鏡面71通過激光或者放電形成。
接著，在工序2中將彈出桿固定在金屬模具上。在此，圖6中的金屬模具60表示金屬模具主體和彈出桿21的合并體。金屬模具主體由金屬模具上部60a和金屬模具下部60b構成(參考圖6)。
在此，與實施方式1一樣，彈出桿21的T字型的帽部21a被從金屬模具上部60a的外側用板31壓住固定于金屬模具上部60a的上面。此時，彈出桿21的前端面和金屬模具上部60a的腔體上表面60aa為同一平面，即，腔體上表面60aa位于在彈出桿21的前端面上形成的仿型用無光面22的峰和谷中間。此外，該彈出桿21的位置根據在半導體封裝表面的哪個位置實施標記來決定，即使位于鍵合線13的正上方亦可。
接著，參考圖7對該實施方式的工序3進行說明，在該工序中，在腔體上表面60aa處形成仿型用無光面22。
在該工序3中，首先對在工序2中插入金屬模具上部60a的彈出桿的前端面進行掩模。此后，利用等離子刻蝕在腔體上表面60aa上形成仿型用無光面22。據此，可以將仿型用無光面22形成在與腔體上表面60aa以及彈出桿21的前端面相同的平面上，而且，可以以同一平面在彈出桿的前端面形成由仿型用無光面22圍成的任意標記形狀的仿型用鏡面71。
在此，與實施方式1相同，形成僅由棒狀的芯部構成的預備桿41并使其可以貫穿金屬模具上部60a并突出出來(參考圖8)。該預備桿41與實施方式1相同，其目的是將樹脂密封后的半導體封裝從金屬模具起模。
在此，預備桿41是在離開根據施行標記的位置所決定的彈出桿21的位置，以及因實施方式1同樣的理由而在離開鍵合線13正上方的位置、尤其是在金屬模具上部60a的中央附近形成的。
接下來，在該實施方式的工序4中，用到工序3為止形成的金屬模具對被樹脂密封的結構體進行樹脂密封(參考圖9)。
通過工序4，將仿型用無光面22和造型用鏡面71向樹脂51轉印。在此，彈出桿21的具有由仿型用無光面22圍成的任意標記形狀的仿型用鏡面71前端面與具有仿型用無光面22的金屬模具上部60a的腔體上表面60aa固定于同一平面。因此，在樹脂密封后的半導體封裝表面上，在同一平面上形成由無光面圍成的任意標記形狀的鏡面。
此外，利用金屬模具上部20a處形成的預備桿41，將在工序4中的樹脂密封后制成的半導體封裝從金屬模具起模。
圖12為根據實施方式2形成的半導體封裝的任意標記形狀的印記號部分的放大平面圖以及剖面圖。此外，圖13為作為現有技術的具有利用激光形成的任意標記的印記號的半導體封裝的任意標記的印記號部分的放大平面圖和剖面圖。根據實施方式2形成的半導體封裝，其無光面102以及由無光面102圍成的任意標記形狀的鏡面121形成于同一平面。與此相對，現有的方法形成的半導體封裝的任意的標記形狀的印記號131是被削成凹狀而形成的。因此，根據實施方式2形成的半導體封裝與根據現有方法形成的半導體封裝相比，可以確保在任意標記的印記號部分處的封裝內的樹脂密封結構體與封裝表面的間隔W較大(W3＞W4)。因此，在薄型/小型封裝的情況下，被樹脂密封的結構體從封裝表面露出來以及當施加外部壓力時從印記號部分樹脂破裂的可能性減小了。
此外，現有的在半導體封裝表面形成任意標記的印記是在樹脂密封以及半導體封裝從金屬模具起模后進行的。而根據本發明的實施方式2的半導體封裝的形成方法，在工序4中，在對被樹脂密封的結構體進行樹脂密封的同時形成任意的標記。因此，可以省略在樹脂密封以及半導體封裝從金屬模具起模后的進行任意標記的印記號的工序。據此，實施方式2中的半導體封裝的形成方法與現有技術相比，在對封裝進行批量生產時，具有提高生產效率和削減成本的效果。
此外，由于鏡面比無光面容易惡化，如反復使用金屬模具，對于僅鏡面部分先惡化的所謂問題3，由于與實施方式1中使用的金屬模具一樣是在彈出桿處形成鏡面部分，當鏡面部分惡化時，僅通過更換彈出桿就可以在此重復使用同一金屬模具。因此，在反復使用金屬模具的情況下，也可以廉價地進行半導體封裝的批量生產。
在實施方式1和實施方式2中，在金屬模具上形成的預備桿形成于離開鍵合線的正上方的位置。因此，在樹脂密封時不會發生由于預備桿而導致鍵合線露出的問題。
權利要求
1.一種半導體封裝的形成方法，其特征在于包括以下工序準備具有IC芯片、引線框架、和連接IC芯片及引線框架的鍵合線的被樹脂密封的結構體和具有形成了仿型用無光面的腔體上表面的金屬模具，該金屬模具具有插入在該金屬模具中、其仿型用鏡面的前端面露出至上述腔體的彈出桿；將上述前端面放置于上述仿型用無光面的峰與谷之間地將上述彈出桿固定在上述金屬模具上；和將上述被樹脂密封結構體裝在上述金屬模具的上述腔體中進行樹脂密封。
2.權利要求1所述的半導體封裝的形成方法，其特征在于，上述彈出桿位于上述鍵合線的正上方。
3.權利要求1或2所述的半導體封裝的形成方法，其特征在于，在上述腔體內，設置貫穿上述金屬模具并可突出的預備桿，利用該預備桿使上述半導體封裝從上述金屬起模。
4.一種半導體封裝的形成方法，其特征在于包括以下工序準備具有IC芯片、引線框架、和連接IC芯片及引線框架的鍵合線的被樹脂密封的結構體和在前端面處具有由仿型用無光面圍成的任意標記形狀的仿型用鏡面的彈出桿；將腔體上表面和上述彈出桿的前端面置于同一平面上，將上述彈出桿插入金屬模具并進行固定；在上述腔體上表面形成仿型用無光面；和將上述被樹脂密封的結構體置于上述金屬模具的腔體中進行樹脂密封。
5.權利要求4所述的半導體封裝的形成方法，其特征在于，上述彈出桿存在于上述鍵合線的正上方位置。
6.權利要求4或5所述的半導體封裝的形成方法，其特征在于，在上述腔體內，設置貫穿上述金屬模具并可突出的預備桿，利用該預備桿將上述半導體封裝從上述金屬起模。
7.一種形成半導體封裝的金屬模具，具有形成仿型用無光面的腔體上表面，其特征在于，具有以露出至上述腔體的方式插入上述金屬模具的彈出桿，其作為仿型用鏡面的前端面固定于上述仿型用無光面的峰和谷之間的位置處。
8.權利要求7所述的形成半導體封裝的金屬模具，其特征在于，上述彈出桿位于鍵合線的正上方。
9.權利要求7或8所述的形成半導體封裝的金屬模具，其特征在于，在上述腔體內具有貫穿上述金屬模具并可突出的預備桿。
10.權利要求9所述的形成半導體封裝的金屬模具，其特征在于，上述預備桿設置于離開上述鍵合線正上方的位置處。
11.一種形成半導體封裝的金屬模具，具有腔體和彈出桿，其特征在于，在彈出桿的前端面上具有利用跨過腔體上表面和該前端面形成的、由仿型用無光面圍成的任意標記的仿型用鏡面。
12.權利要求11所述的形成半導體封裝的金屬模具，其特征在于，上述彈出桿位于鍵合線的正上方。
13.權利要求11或12所述的形成半導體封裝的金屬模具，其特征在于，在上述腔體內具有貫穿上述金屬模具并可突出的預備桿。
14.權利要求13所述的形成半導體封裝的金屬模具，其特征在于，上述預備桿設置于離開上述鍵合線正上方的位置處。
全文摘要
在本發明的半導體封裝的形成方法中，利用具有彈出桿的金屬模具形成在表面上具有表示管腳1位置的鏡面的半導體封裝，而不會露出封裝內部的鍵合線。在本發明的具有用于樹脂密封的彈出桿21的金屬模具20中，將具有仿型用鏡面23的彈出桿的前端面置于仿型用無光面22的峰與谷之間的位置并將彈出桿固定于金屬模具上。據此在同一平面上形成無光面以及由無光面圍成的管腳1的位置標記用鏡面，在管腳1的位置標記部分可以確保鍵合線13和封裝表面的間隔較大。
文檔編號B29C33/44GK1933118SQ20061012885
公開日2007年3月21日 申請日期2006年8月31日 優先權日2005年9月12日
發明者小川泰樹 申請人:沖電氣工業株式會社