特開 2023-82699 両面冷却パッケージの封入プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023082699

(43)【公開日】2023-06-14

(54)【発明の名称】両面冷却パッケージの封入プロセス

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20230607BHJP

【ＦＩ】

H01L21/56 T

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022192899

(22)【出願日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】17/540,322

(32)【優先日】2021-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】504133796

【氏名又は名称】エーエスエムピーティー・シンガポール・ピーティーイー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】テン・ホック・クア

(72)【発明者】

【氏名】イ・リン

(72)【発明者】

【氏名】ラヴィンドラ・ラガヴェンドラ

(72)【発明者】

【氏名】カー・ウェン・ヤン

(72)【発明者】

【氏名】アンヘリート・バローゾ・ペレス

【テーマコード（参考）】

5F061

【Ｆターム（参考）】

5F061AA01

5F061BA03

5F061CA21

5F061DA01

5F061DA11

5F061EA01

(57)【要約】

【課題】両面冷却パッケージの封入プロセスを提供すること。
【解決手段】１つ以上の電子デバイスに接触する少なくとも１つの冷却プレートを含む、基板上に取り付けられた１つ以上の電子デバイスが封入される。基板は、１つ以上の電子デバイスを成形するための成形キャビティを画定する第１のモールド半部と第２のモールド半部との間にクランピングされる。第１のモールド半部内に可動的に配置されたキャビティインサートは、少なくとも１つの冷却プレートに接触しそれに封止圧力を加えるために、キャビティ内へと突出される。キャビティ内に成形コンパウンドを第１の充填圧力で導入した後、キャビティ内の成形コンパウンドは、第１の充填圧力よりも高い第２の充填圧力を加えることによってパッキングされる。この時間の間、封止圧力は、第１の充填圧力および第２の充填圧力よりも高い値に維持される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ以上の電子デバイスに接触する少なくとも１つの冷却プレートを含む、基板上に取り付けられた前記１つ以上の電子デバイスを封入する方法であって、
前記１つ以上の電子デバイスを成形するための成形キャビティを画定する第１のモールド半部と第２のモールド半部との間に前記基板を配置するステップと、
前記第１のモールド半部と前記第２のモールド半部との間に前記基板をクランピングするステップと、
前記少なくとも１つの冷却プレートに接触しそれに封止圧力を加えるために、前記第１のモールド半部内に可動的に配置されたキャビティインサートを前記キャビティ内へと突出させるステップと、
前記キャビティ内に成形コンパウンドを第１の充填圧力で導入するステップと、
その後に、
前記第１の充填圧力よりも高い第２の充填圧力を加えることによって、前記キャビティ内に前記成形コンパウンドをパッキングするステップと、
を含み、
前記封止圧力が、前記成形コンパウンドの導入およびパッキングのそれぞれの間、前記第１の充填圧力および前記第２の充填圧力よりも高い値に維持される、
方法。

【請求項2】

第１の冷却プレートが、前記基板の第１の面上に配置され、第２の冷却プレートが、前記基板の前記第１の面の反対の第２の面上に配置され、
第１のキャビティインサートが、前記第１のモールド半部内に可動的に配置され、第２のキャビティインサートが、前記第２のモールド半部内に可動的に配置され、
前記第１および第２の冷却プレートそれぞれに封止圧力を加えるために、前記第１および第２のキャビティインサートを前記キャビティ内へと突出させるステップを含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１のモールド半部と前記少なくとも１つの冷却プレートを隔てる柔軟な保護フィルムを含み、前記柔軟な保護フィルムが、前記キャビティインサートが封止圧力を前記少なくとも１つの冷却プレートの表面に加えるとき、前記少なくとも１つの冷却プレートの前記表面上に封止構成を形成するように前記冷却プレートに接触するように働く、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記キャビティ内に前記成形コンパウンドを導入するときに第１の封止圧力を及ぼすステップと、前記キャビティ内に前記成形コンパウンドをパッキングするときに第２の封止圧力を及ぼすステップと、を含み、前記第１の封止圧力が前記第２の封止圧力を下回る、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記キャビティ内に前記成形コンパウンドをパッキングするとき、常に前記封止圧力を前記第２の充填圧力よりも高い値に維持するように、前記封止圧力を着実に増加させつつ、前記第２の充填圧力を着実に増加させるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記少なくとも１つの冷却プレートにおいて第３の充填圧力よりも高い第３の封止圧力を維持しつつ、前記成形コンパウンドのパッキング後に前記成形コンパウンドが前記第３の充填圧力において加熱されている間に、前記成形コンパウンドを硬化させるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項7】

前記第１の封止圧力が、前記キャビティへの前記成形コンパウンドの導入のとき、第１の一定値に維持され、前記第３の封止圧力が、前記成形コンパウンドが硬化されるとき、第２の一定値に維持され、前記第２の一定値が、前記第１の一定値よりも高い、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記封止圧力を加えるステップが、前記キャビティインサートが前記少なくとも１つの冷却プレートに接触しそれに前記封止圧力を加えるように、前記キャビティインサートへの空気圧を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記空気圧が、前記成形コンパウンドの導入およびパッキングのそれぞれの間、前記第１の充填圧力および前記第２の充填圧力よりも高い値に維持される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記空気圧が、前記キャビティインサートと空気圧チャンバとを隔てる隔壁上に空気圧を及ぼす前記空気圧チャンバによって生成される、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記キャビティインサートが、キャビティブロック上に配置され、前記キャビティインサートが、キャビティバックプレート内に形成された貫通孔に挿入可能である、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記キャビティインサートを囲繞する弾性シールを含み、前記弾性シールが、前記弾性シールを囲繞する傾斜面を有する内側ウェッジリングに対して載置されるように位置決めされ、前記内側ウェッジリングが、前記内側ウェッジリングを囲繞する外側ウェッジリングの傾斜面に対して摺動可能である、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記シール、前記内側ウェッジリング、および前記外側ウェッジリングが、エアバッグブロックの溝内に収容される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記空気圧が前記キャビティインサートに加えられると、前記弾性シールが、前記空気圧によって前記内側ウェッジリングに対して押し付けられ、それによって前記内側ウェッジリングの前記傾斜面が、前記外側ウェッジリングの前記傾斜面に対して摺動する、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記外側ウェッジリングに対する前記内側ウェッジリングの前記摺動によって、前記弾性シールと外部環境との間に存在する押出しギャップが閉じられ、それによって前記押出しギャップを通って前記外部環境へとガスが漏れることが防止される、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

１つ以上の電子デバイスに接触する少なくとも１つの冷却プレートを含む、基板上に取り付けられた前記１つ以上の電子デバイスを含む電子パッケージを製造する方法であって、
前記１つ以上の電子デバイスを成形するための成形キャビティを画定する第１のモールド半部と第２のモールド半部との間に前記基板を配置するステップと、
前記第１のモールド半部と前記第２のモールド半部との間に前記基板をクランピングするステップと、
前記少なくとも１つの冷却プレートに接触しそれに封止圧力を加えるために、前記第１のモールド半部内に可動的に配置されたキャビティインサートを前記キャビティ内へと突出させるステップと、
成形コンパウンドを第１の充填圧力で前記キャビティに導入することによって前記１つ以上の電子デバイスを封入するステップと、その後に、
前記第１の充填圧力よりも高い第２の充填圧力を加えることによって、前記キャビティ内に前記成形コンパウンドをパッキングするステップと、
を含み、
前記封止圧力が、前記成形コンパウンドの導入およびパッキングのそれぞれの間、前記第１の充填圧力および前記第２の充填圧力よりも高い値に維持される、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子デバイスの封入に関し、詳細には、電子パッケージの両面における冷却を促進する電子パッケージの封入に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド電気自動車市場は、近年、好調であり、自動車産業に見られる飛躍的な成長につながっている。その結果、より広範な車両が電化され、それによって、インバータで使用されるパワー半導体モジュールの生産の需要が高まっている。「ＤＳＣ」と一般的に呼ばれる両面冷却パッケージ（Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｃｏｏｌｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）は、より高い出力密度、拡張性およびスペースの有利性による性能の向上を提供する。

【0003】

ＤＳＣパッケージは、酸化アルミニウムから作られた直接接合銅（ＤＢＣ）絶縁セラミック基板を含むことができる。これは大型金属スペーサとして使用され、機械的な支持を提供し、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（「ＩＧＢＴ」）およびダイオードなどの電子部品からのより良好な熱放散を提供する。当業界で既知の１つのそのようなＤＳＣパッケージは、７５０Ｖの阻止電圧能力、および８００Ａの連続コレクタ電流を有する。このＤＳＣパッケージの最高連続接合部温度は、約１７５℃であり得る。これは、ＤＳＣパッケージが従来のシリコーンゲル充填設計を有するのではなく、硬質エポキシ成形コンパウンド（ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を使用し、それがワイヤボンドを含まないという事実のために、可能である。ＤＢＣ基板などの冷却用ヒートシンクは、そのようなＤＳＣパッケージの両面に配置される。これらの両面ヒートシンクは、ＤＳＣパッケージの上面および下面上のピンフィン構造により構成され、それによって、ＤＳＣパッケージの熱的性能が大幅に向上する。ＤＳＣパッケージは、より良好な熱的性能がより少ないシリコン量で達成され得るので、費用効果の高い解決策である。

【0004】

ＤＳＣパッケージは、異なる封入プロセスを用いて成形しなければならない。従来、市場におけるＤＳＣパッケージについては、オーバーモールドプロセスが一般的な封入のアプローチである。このアプローチを用いると、成形中に下部冷却プレートは露出されるが、成形コンパウンドによってＤＳＣパッケージの上部冷却プレートは覆われる。しかし、このアプローチは、前記オーバーモールド後に上部冷却プレートを露出させるために追加の研削および研磨プロセスが必要である。

【0005】

図１は、従来のモールドＤＳＣパッケージ（ｍｏｌｄｅｄ ＤＳＣ ｐａｃｋａｇｅ）１００の断面図である。モールドＤＳＣパッケージ１００は、成形コンパウンドにより、上部ダイ１０２と下部ダイ１０４とを備える成形システムを用いて封入されている。上部ダイ１０２および下部ダイ１０４は、協働して、基板１０６上に取り付けられた電子デバイス１０８が上部ダイ１０２と下部ダイ１０４内に形成されたキャビティ内に配置されるように、基板１０６をクランピングする。電子デバイス１０８の上面および下面上にはそれぞれ上部冷却プレート１１０および下部冷却プレート１１２がある。各冷却プレート１１０、１１２は、ＤＢＣ絶縁セラミック基板を備えることができる。

【0006】

成形コンパウンド１１４は、電子デバイス１０８ならびに上部および下部冷却プレート１１０、１１２を封入するために、上部ダイ１０２および下部ダイ１０４のキャビティに導入される。図１は、下部冷却プレート１１２が下部ダイ１０４のキャビティ表面と相対的に同一平面であることを示しているが、上部冷却プレート１１０と上部ダイ１０２のキャビティ表面との間には空隙があり、したがって、余分な成形コンパウンド１１４が、上部冷却プレート１１０と上部ダイ１０２のキャビティ表面との間に入り込んでしまっている。モールドＤＳＣパッケージ１００からの熱を奪う上部冷却プレート１１０の有効性を確実にするために、上部冷却プレート１１０の上面上に成形されるそのような余分な成形コンパウンド１１４は除去しなければならない。

【0007】

図２は、ＤＳＣパッケージを製造する従来のプロセスフローを示すフローチャートである。成形プロセス１２０は、まず、基板１０６上に電子デバイス１０８を封入するように実施される。続いて、成形後硬化１２２が実施され、それによって成形コンパウンド１１４の十分なセットおよび固化が確実になる。上部冷却プレート１１０の上面から余分な成形コンパウンド１１４を除去するために、モールドＤＳＣパッケージ１００において上面研削１２４が実施され、次いで、モールドＤＳＣパッケージ１００の表面品質の向上のために上面研磨１２６が実施されなければならない。

【0008】

下部冷却プレート１１２の下面上にも余分な成形コンパウンド１１４がある場合、下面研削１２８および下面研磨１３０も必要になる。パッケージングプロセスを完了するために、複数のモールドＤＳＣパッケージ１００を含む基板１０６上に配置された各モールドＤＳＣパッケージ１００を、前記モールドＤＳＣパッケージ１００のそれぞれをトリミング、形成または個別化１３２することによって分離しなければならない。

【0009】

上述のオーバーモールドアプローチからのいくつかの欠点に直面する。典型的にはオーバーモールド後に余分なばり（ｍｏｌｄ ｆｌａｓｈ）が存在し、それが、モールドＤＳＣパッケージ内における亀裂の伝播により信頼性の欠如のリスクの高まりにつながる。上述したような追加の処理によって、結果的に、生産サイクル時間がより長くなり、生産、労働力および機器費用などの費用がより高くなる。さらに、パッケージ厚が、許容できる仕様の範囲を外れる傾向があり、それを再加工するための追加のリソースが必要となる。したがって、品質が不合格になる場合がより多くなるので、歩留まり率が低減する。

【0010】

上述した従来技術の欠点の少なくともいくつかを回避するＤＳＣパッケージの封入プロセスを提供することが有益である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

したがって、本発明の目的は、ＤＳＣパッケージの欠陥のリスクを回避するために、封入プロセスの間における強固なばりのコントロールを確実にする封入プロセスの提供を求めること、および封入プロセス後に引き続き行われる研削および研磨の必要性を取り去ること、によってプロセスフローを簡単にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様によれば、１つ以上の電子デバイスに接触する少なくとも１つの冷却プレートを含む、基板上に取り付けられた１つ以上の電子デバイスを封入する方法であって、１つ以上の電子デバイスを成形するための成形キャビティを画定する第１のモールド半部と第２のモールド半部との間に基板を配置するステップと、第１のモールド半部と第２のモールド半部との間に基板をクランピングするステップと、少なくとも１つの冷却プレートに接触しそれに封止圧力を加えるために、第１のモールド半部内に可動的に配置されたキャビティインサートをキャビティ内へと突出させるステップと、キャビティ内に成形コンパウンドを第１の充填圧力で導入するステップと、その後に、第１の充填圧力よりも高い第２の充填圧力を加えることによって、キャビティ内に成形コンパウンドをパッキングする（ｐａｃｋ）ステップと、を含み、封止圧力が、成形コンパウンドの導入およびパッキングのそれぞれの間、第１の充填圧力および第２の充填圧力よりも高い値に維持される、方法が提供される。

【0013】

本発明の第２の態様によれば、１つ以上の電子デバイスに接触する少なくとも１つの冷却プレートを含む、基板上に取り付けられた１つ以上の電子デバイスを含む電子パッケージを製造する方法であって、１つ以上の電子デバイスを成形するための成形キャビティを画定する第１のモールド半部と第２のモールド半部との間に基板を配置するステップと、第１のモールド半部と第２のモールド半部との間に基板をクランピングするステップと、少なくとも１つの冷却プレートに接触しそれに封止圧力を加えるために、第１のモールド半部内に可動的に配置されたキャビティインサートをキャビティ内へと突出させるステップと、成形コンパウンドを第１の充填圧力でキャビティに導入することによって１つ以上の電子デバイスを封入するステップと、その後に、第１の充填圧力よりも高い第２の充填圧力を加えることによって、キャビティ内に成形コンパウンドをパッキングするステップと、を含み、封止圧力が、成形コンパウンドの導入およびパッキングのそれぞれの間、第１の充填圧力および第２の充填圧力よりも高い値に維持される、方法が提供される。

【0014】

本明細書の以下において、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面を参照することによって本発明をより詳細に述べることが好都合であろう。図面および関連の説明の詳細事項を特許請求の範囲に定義される本発明の広範な識別の一般性を奪うものと理解してはならない。

【0015】

次に、本発明による封入プロセスの例を、添付の図面を参照して述べる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来のモールドＤＳＣパッケージの断面図である。

【図2】ＤＳＣパッケージを製造する従来のプロセスフローを示すフローチャートである。

【図3】本発明の好ましい実施形態によるＤＳＣパッケージを封入するための、開位置にある成形装置の断面図である。

【図4】成形装置が閉位置にある、図３の成形装置の断面図である。

【図5】本発明の好ましい実施形態による封入プロセスの様々な段階の間の経時的な圧力のグラフである。

【図6】成形の間に上部冷却プレートに付勢力を加える上部キャビティインサートの側面図である。

【図7】上部冷却プレートにおける空気圧とパッキング圧力が及ぼされる領域の平面図である。

【図8】本発明の好ましい実施形態による成形装置に使用される封止機構の分解図である。

【図9】空気圧が上部キャビティインサートに加えられるときの封止機構の側面図である。

【図10】図８の封止機構によって封止される押出しギャップ（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｇａｐ）の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図３は、本発明の好ましい実施形態によるＤＳＣパッケージの封入のための、開位置にある成形装置１８の断面図である。ＤＳＣパッケージは、基板１０と、基板１０上に取り付けられた１つ以上の電子デバイス１２と、基板１０の上面に取り付けられた電子デバイス１２の上に位置決めされそれと接触する第１のまたは上部冷却プレート１４と、基板１０の下面に取り付けられた電子デバイス１２の下に位置決めされそれと接触する第２のまたは下部冷却プレート１６と、を備える。

【0018】

電子デバイス１２と上部および下部冷却プレート１４、１６とを含む基板１０は、上部モールド半部または上部ダイ２０と下部モールド半部または下部ダイ２２とを有する成形装置１８内に配置される。上部および下部ダイ２０、２２は、電子デバイス１２を封入するための成形キャビティ２３を画定する。上部キャビティインサート２６のような第１のキャビティインサートは、上部冷却プレート１４に付勢力または封止力を加えるために、上部ダイ２０内の中央に位置決めされ可動的に配置される。やはりまた、下部キャビティインサート２８のような第２のキャビティインサートは、下部冷却プレート１６に対応する付勢力または封止力を加えるために下部ダイ２２内の中央に位置決めされ可動的に配置される。上部ダイ２０と上部冷却プレート１４を隔てる柔軟な保護フィルム２４も図示されている。下部ダイ２２と下部冷却プレート１６も、同様の柔軟な保護フィルムによって隔てられ得る。

【0019】

図４は、成形装置１８が閉位置にある、図３の成形装置１８の断面図である。この位置において、基板１０は、上部ダイ２０と下部ダイ２２との間にクランピングされる。上部キャビティインサート２６は、上部冷却プレート１４に接触しそれに上部付勢力３０を加えるために、成形キャビティ内へと突出され、それによって上部キャビティインサート２６と上部冷却プレート１４との間の空隙が閉じられる。柔軟な保護フィルム２４が上部ダイ２０と上部冷却プレート１４を隔てることに使用される場合、保護フィルム２４は、上部付勢力３０が上部キャビティインサート２６によって加えられるとき、上部冷却プレート１４と接触して上部冷却プレート１４の上面の周りに封止構成を形成するように働く。

【0020】

それに対応して、下部キャビティインサート２８は、下部冷却プレート１６と下部ダイ２２との間の空隙を閉じるために下部冷却プレート１６に接触しそれに下部付勢圧力または付勢力３２を加えるために、成形キャビティ２３内へと突出される。下部キャビティインサート２８は、同様に、下部冷却プレート１６に封止圧力を加える。したがって、下部冷却プレート１６と下部ダイ２２との間の境界には成形コンパウンドもまた流入することができない。

【0021】

上部および下部キャビティインサート２６、２８がそれぞれ上部および下部付勢力３０、３２を上部および下部冷却プレート１４、１６に加えている間、上部および下部ダイ２０、２２によって作製される成形キャビティ２３によって形成されるような、電子デバイス１２の周りのスペースまたは空間に成形コンパウンドが導入される。上部付勢力３０は、上部キャビティインサート２６に作用する空気圧から生成され（図６参照）、下部付勢力３２は、下部キャビティインサート２８に同様に作用し得る空気圧から生成される。したがって、電子デバイス１２の周りの空間には成形コンパウンドが充填されるが、上部冷却プレート１４の上面および下部冷却プレート１６の下面は成形コンパウンドで覆われず、したがって、モールドＤＳＣパッケージの熱放散を妨げることがある成形コンパウンドで上部および下部冷却プレート１４、１６の外面が覆われないことが確実になる。さらに、モールドＤＳＣパッケージの上面および下面の研削および研磨という追加のステップが必要なくなり、コストの節減につながる。

【0022】

図５は、本発明の好ましい実施形態による封入プロセスの様々な段階の間の経時的な圧力のグラフである。圧力－時間グラフ４０は、３つの段階、すなわち、成形コンパウンドが最初に成形装置１８に導入されるときの第１の段階、成形コンパウンドが成形キャビティ内のスペースを完全に満たすことを確実にするために成形コンパウンド上にパッキング圧力が加えられるときの第２の段階、ならびに、最終的にモールドＤＳＣパッケージを生産するように熱および圧力下で成形コンパウンドが硬化されるときの第３の段階に分割される。封止圧力を示す圧力－時間グラフ４０には２本の線が描かれており、それぞれ成形装置１８内に同時に及ぼされる空気圧４２と充填圧力４４に相関する。

【0023】

成形コンパウンドが成形キャビティ２３に導入されるときの封入プロセスの第１の段階の間、第１の充填圧力４４ａが、成形コンパウンドが成形キャビティに導入されるときに成形コンパウンドに加えられ、第１の充填圧力４４ａは、ほぼ一定の値に維持され得る。この段階では、第１の空気圧４２ａは、第１の充填圧力４４ａよりも若干高い値に維持されるように設定される。図５において、第１の空気圧４２ａは、やはりまたほぼ一定の第１の一定値で維持されるように、第１の充填圧力４４ａに対して固定増分に設定される。しかし、第１の空気圧４２ａは、それが第１の充填圧力４４ａよりも高い値に一貫して維持される限り、第１の充填圧力４４ａに対して変化してもよい。

【0024】

第２の段階の開始時点では、成形キャビティは充填されており、より高いパッキング圧力が成形コンパウンドに加えられなければならない。したがって、第２の充填圧力４４ｂは、成形キャビティ２３内のスペースまたは空間すべてを満たすように、成形コンパウンドに対してより大きな圧力を加えるように着実に増加される。第２の充填圧力４４ｂが着実に増加される間、第２の空気圧４２ｂも、それが第２の充填圧力４４ｂよりも常に高くなるように、それに対応して着実に増加されるべきである。第２の空気圧４２ｂと第２の充填圧力４４ｂとの差は、一定のままである必要はなく、変化してもよいことを理解されるべきである。したがって、第２の空気圧４２ｂと第２の充填圧力４４ｂとの差は、図５に示されるように狭くなり始めてもよい。グラフに示されるように、第１の封止圧力または空気圧４２ａは、第２の封止圧力または空気圧４２ｂを下回る。

【0025】

充填圧力４４が所定の最大値に達した後、最大の第３の充填圧力４４ｃが、成形コンパウンドが硬化されるときのプロセスの第３の段階において維持される。それと同時に、成形コンパウンドが硬化され固化されるように、熱が加えられる。第３の段階の間、システムは、冷却プレート１４、１６上に及ぼされる第３の空気圧４２ｃが第３の充填圧力４４ｃを上回ることを確実にし続ける。この差は、第３の段階の過程で変化してもよく、または一定のままであってもよい。図５に示されるように、第３の空気圧４２ｃと第３の充填圧力４４ｃとの差は、第３の段階の間中第２の一定値に維持され得、第２の一定値は、第１の一定値よりも高い。成形コンパウンドが硬化されたらＤＳＣパッケージの封入は完了し、成形装置１８はモールドＤＳＣパッケージの取り出しのために開けられ得る。

【0026】

図６は、成形中の、ＤＢＣ基板など、上部冷却プレート１４上に付勢力を加える上部キャビティインサート２６の側面図である。隔壁（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）５２が、上部キャビティインサート２６と空気圧チャンバ５０とを隔てていることを見ることができ、空気圧チャンバ５０は、上部付勢力３０を上部冷却プレート１４に加えるように、下向きの空気圧５１を隔壁５２、したがって上部キャビティインサート２６、に及ぼすためのガスを収容する。図面には示されないが、下部キャビティインサート２８も、下部キャビティインサート２８と下部空気圧チャンバとの間に配置された隔壁を含まなければならず、下部空気圧チャンバは、同様に、上向きの空気圧を隔壁および下部キャビティインサート２８に及ぼすためのガスを収容することが理解されよう。

【0027】

上部キャビティインサート２６は、上部冷却プレート１４と直接接触し、上部冷却プレート１４は、基板１０上に載るダイオードダイ５６およびトランジスタダイ５８のような電子デバイスと接触する。さらに、上部冷却プレート１４と基板１０との間のスペーサとして機能する支柱５４がある場合もある。

【0028】

図７は、空気圧およびパッキング圧力がＤＢＣデバイス上に及ぼされる領域の平面図である。封止圧力または空気圧４２は、支柱５４、ダイオードダイ５６およびトランジスタダイ５８など、付勢力が上部冷却プレート１４によって加えられる領域上に及ぼされることが理解されよう。その一方で、成形コンパウンドが充填される空間６２があり、それらは、空間６２全部を充填するために、上昇される充填圧力４４の形態のパッキング圧力が成形コンパウンドに及ぼされる領域である。

【0029】

図８は、本発明の好ましい実施形態による成形装置において使用される封止機構の分解図である。上部キャビティインサート２６は、キャビティブロック７０上に配置され、キャビティバックプレート７２内に形成された貫通孔に挿入可能である。Ｏリング７８またはシリコンシールの形態であってよい弾性シールは、上部キャビティインサート２６を囲繞し、Ｏリング７８を囲繞し傾斜面を有する内側ウェッジリング７４に載置されるように位置決めされる。内側ウェッジリング７４は、外側ウェッジリング７６の傾斜面に対して摺動可能であり、外側ウェッジリングは、内側ウェッジリング７４を囲繞する。内側ウェッジリング７４と外側ウェッジリング７６とは、協働してＯリング７８の封止効果を高める。Ｏリング７８、内側ウェッジリング７４および外側ウェッジリング７６は、エアバッグブロック８０の溝内に収容される。

【0030】

図９は、空気圧が上部キャビティインサート２６に加えられるときの封止機構の側面図である。空気圧が上部キャビティインサート２６に及ぼされると、上部キャビティインサート２６の方向から発せられる高い空気圧がＯリング７８を内側ウェッジリング７４に対して押し付ける。高い空気圧によってＯリング７８が押されて内側ウェッジリング７４に当接するとき、内側ウェッジリング７４の傾斜面は、外側ウェッジリング７６の対向する傾斜面を摺動する。

【0031】

図１０は、図８の封止機構によって封止されている押出しギャップの側面図である。内側ウェッジリング７４が外側ウェッジリング７６に対して上方に摺動すると、内側ウェッジリング７４の上部が内側ウェッジリング７６とキャビティバックプレート７２との間（したがって、Ｏリング７８と外側環境との間）に存在する押出しギャップ８２を閉じ、押出しギャップ８２を完全に封止する。この封止効果によって、押出しギャップ８２を通って外部環境へガスが漏れることが防止され、望ましくないガス漏れによって空気圧４２が低減されないことが確実になる。

【0032】

上述したようなＤＳＣパッケージの封入プロセスフローは、成形キャビティ充填プロセスの所定の時点における所定の空気圧４２および成形コンパウンド充填圧力４４の多数の段階に適用され、それによってモールドフロー（ｍｏｌｄ ｆｌｏｗ）と可動キャビティインサート機構の動きとの間のバランスが確実になることを理解されたい。前記プロセスは、強固なばりのコントロールを維持し、ＤＳＣパッケージにおける亀裂の伝播のリスクをなくす助けとなる。さらに、プロセスフローは、ＤＳＣパッケージの封入の後にさらなる研削および研磨のプロセスの必要がないので単純になる。

【0033】

本明細書に記載の本発明は、具体的に記載されたもの以外の変形、修正および／または追加の余地があり、本発明は、それらすべての変更、修正および／または追加を含み、それらは、上述の趣旨および範囲内に入ることを理解すべきである。

【符号の説明】

【0034】

１０ 基板
１２ 電子デバイス
１４ 上部冷却プレート
１６ 下部冷却プレート
１８ 成形装置
２０ 上部ダイ
２２ 下部ダイ
２３ 成形キャビティ
２４ 保護フィルム
２６ 上部キャビティインサート
２８ 下部キャビティインサート
３０ 上部付勢力
３２ 下部付勢力
４０ 圧力－時間グラフ
４２ 空気圧
４２ａ 第１の空気圧
４２ｂ 第２の空気圧
４２ｃ 第３の空気圧
４４ 充填圧力
４４ａ 第１の充填圧力
４４ｂ 第２の充填圧力
４４ｃ 第３の充填圧力
５０ 空気圧チャンバ
５１ 下向きの空気圧
５２ 隔壁
５４ 支柱
５６ ダイオードダイ
５８ トランジスタダイ
６２ 空間
７０ キャビティブロック
７２ キャビティバックプレート
７４ 内側ウェッジリング
７６ 外側ウェッジリング
７８ Ｏリング
８０ エアバッグブロック
８２ 押出しギャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【外国語明細書】