JP3787131B2

JP3787131B2 - Mold used for manufacturing BGA package

Info

Publication number: JP3787131B2
Application number: JP2003202144A
Authority: JP
Inventors: 文夫宮島
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JP2004096094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＢＧＡパッケージの製造に用いるモールド金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３はＢＧＡパッケージの従来例の構成を示す。図のようにＢＧＡパッケージは基板５の上面に半導体チップ６を搭載し、片面樹脂モールドして成る。このようなＢＧＡパッケージを製造する場合、通常は、基板５に半導体チップ６を搭載し、基板５の片面を樹脂モールドした後、基板５の下面にはんだボール７を接合して製品とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＢＧＡパッケージはＱＦＰ等に比べて熱放散性に劣ることが問題になっている。これは、ＱＦＰ等の金属のリードフレームを用いたパッケージではリードフレーム部分から熱放散できるのに対して、ＢＧＡパッケージの場合は基板が絶縁体であることから基板からの熱放散性が低いことによる。また、ＢＧＡパッケージの場合はパッケージサイズに対し搭載される半導体チップの占める面積が大きく、半導体チップの発熱量に見合う熱放散が得られないこと、また、ＢＧＡパッケージは基板の片面のみ樹脂モールドするからＱＦＰに比べると樹脂モールド部分の表面積が２５％程度以下に減少して放熱が制限されることによる。
【０００４】
また、別の問題として、ＢＧＡパッケージは図１３に示すように基板５の片面のみ樹脂モールドすることと基板５の全面積に対する樹脂モールド範囲が占める面積が大きいことから、モールド樹脂がシュリンクした際に基板が反ることが問題になる。
本発明は、これら問題点を解消すべくなされたものであり、従来のＢＧＡパッケージでの熱放散性の問題を解消するとともに、ＢＧＡパッケージの反りを好適に防止した製品を好適に製造することができるモールド金型を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、基板を所定位置にセットするセット部を設けた下型と半導体チップを樹脂封止するキャビティ凹部を設けた上型とで基板をクランプし、キャビティ内に樹脂充填して樹脂成形するＢＧＡパッケージの製造に用いるモールド金型において、前記下型と上型の双方、または下型と上型の一方の前記キャビティの周囲位置に、キャビティ内に充填された樹脂を中心部から先に硬化させるよう溝幅あるいは溝の深さを変えて熱伝導を制御する断熱溝を設けたことを特徴とする。
また、金型ランナーおよびゲートの近傍に、溝幅あるいは溝の深さを変えることにより金型ランナーおよびゲート内の樹脂に対する熱伝導をキャビティ内に充填された樹脂に対するよりも抑制して金型ランナーおよびゲートからキャビティへの樹脂充填性を向上させる断熱溝を設けたことを特徴とする。
また、放熱板を配置するキャビティ凹部の内面を凹面形状に設け、樹脂充填時には前記キャビティ凹部に配置される放熱板を反らせて樹脂を過供給させるとともに、樹脂充填後の樹脂シュリンクによって前記放熱板を平坦面に復帰すべく設けたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明に係るＢＧＡパッケージの製造に用いるモールド金型によれば、金型に断熱溝を設けたことにより、パッケージの周囲部分、金型ランナー部分、ゲート部分での熱伝導を抑制することができ、パッケージの中心部分から樹脂硬化を促進させ、反り等の変形のないＢＧＡパッケージを得ることができる。また、放熱板とともに樹脂モールドすることにより、放熱板からの熱伝導によってキャビティの中央部から先に樹脂硬化し、変形を防止して信頼性の高い製品を製造することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ＢＧＡパッケージは基板の片面を樹脂封止する際に同時に放熱板を一体に樹脂成形して成る。図１はＢＧＡパッケージの製造に用いるモールド金型の構成を示す説明図である。図は半導体チップ１０を搭載した基板１２を放熱板１４とともにモールド金型のキャビティ１６内にセットした状態を示す。同図で１８はポット、２０はプランジャー、２２はポット１８とキャビティ１６とを連絡する金型ランナーおよびゲートである。
【０００８】
下型２４には基板１２を所定位置にセットするためのセット部を設け、半導体チップ１０を樹脂封止するキャビティ凹部を設けた上型２６と下型２４とで基板１２をクランプし、キャビティ１６内に樹脂充填することによって樹脂成形する。下型２４には基板１２を吸着支持する吸着溝２５を設ける。吸着溝２５は真空吸引機構に連絡する。また、上型２６のキャビティ凹部にはその凹面のほぼ中央部に吸着孔２８を設け、吸着孔２８を真空吸引機構に連絡して放熱板１４をキャビティ凹部の内面に吸着可能とする。
【０００９】
本実施の形態では図１に示すように上型２６に設けるキャビティ凹部の内面を中央部が膨らんだ凹面形状に形成する。このようにキャビティ１６を厚み方向に見て、中央部を厚くし周辺を薄くするのは樹脂成形時の樹脂シュリンクによって生じる基板１２の反りをできるだけ小さくするためである。
【００１０】
また、下型２４および上型２６にはカル周辺の熱伝導を抑制する断熱溝３０、およびパッケージ周辺部分の熱伝導を抑制する断熱溝３２、ゲート部分の熱伝導を抑制する断熱溝３４を設ける。図２にこれら断熱溝３０、３２の平面配置を示す。これらの断熱溝３０、３２、３４は金型内に空隙を設けることによって樹脂充填の際に溶融樹脂に作用する熱伝導を抑制し、熱硬化性樹脂の硬化を抑えて好適な樹脂成形ができるようにすることを目的とする。
【００１１】
図３〜図６は上記モールド金型を用いてＢＧＡパッケージを樹脂モールドする様子を示す。
図３はモールド金型を型開きした状態で下型２４に基板１２をセットし、上型２６に放熱板１４をセットした状態である。基板１２は吸着溝２５によってキャビティ凹部に吸着支持し、放熱板１４は吸着孔２８によって上型２６のキャビティ凹部内面に吸着支持する。ポット１８には樹脂タブレット４０を投入する。
【００１２】
次いで、基板１２を下型２４と上型２６とでクランプし、溶融樹脂をプランジャー２０でキャビティ内へ圧送する。図４はプランジャー２０で溶融樹脂４２をキャビティに樹脂充填している様子を示す。実施の形態のモールド金型はキャビティの中央部から先に樹脂硬化させるため放熱板１４の内面に突起部を設けて半導体チップ１０の表面と放熱板１４との間隔を狭くし、この間の樹脂容量を小さくするとともに放熱板１４から熱伝導しやすくして樹脂硬化を促進させるようにする。これによって、パッケージ内の中央部から樹脂硬化が進み、樹脂シュリンクによる影響を抑えることができる。
【００１３】
断熱溝３０、３２、３４は金型ランナー部分、パッケージの周囲部分、ゲート部分での熱伝導を抑制するように作用し、金型ランナーやパッケージの周囲部分での樹脂硬化が遅れるようにする。なお、断熱溝による熱伝導は溝幅や溝の深さを変えることによって適宜制御することができる。たとえば、断熱溝の深さが浅い方が深い場合よりも熱伝導が良好になるから樹脂硬化を促進させることができる。パッケージの周囲部分に設けた断熱溝３２はパッケージの中心部分から樹脂硬化を促進させ、樹脂シュリンクの作用を抑制することを目的としている。
【００１４】
ゲート近傍部分ではゲートの上下左右に断熱溝３４を巡らせ、熱伝導を抑えてゲート部分での硬化が遅れるようにする。これは、キャビティ内への樹脂充填がほぼ終了し、キャビティ内で樹脂硬化がはじまった後も、プランジャー２０で樹脂圧をかけて樹脂を圧送することを可能にし、良好な樹脂成形ができるようにするためである。図５はキャビティ内への樹脂充填がほぼ終了し、プランジャー２０で樹脂圧をかけながら樹脂成形している状態を示す。
【００１５】
なお、金型内には金型を加熱するためのヒータを設置するが、ポットあるいは金型ランナー近傍に設けるヒータを、樹脂タブレット４０を投入した際には１００％通電させて樹脂タブレット４０を早く溶融させ、樹脂タブレット４０が溶融した後は金型ランナーあるいはゲート部分での樹脂硬化を抑制するため通電を抑制し、また、キャビティへの樹脂充填が完了してゲートが閉塞した後は、再度通電を増大させて樹脂硬化を速めるように制御する方法も有効である。
【００１６】
前述したように実施の形態では上型２６のキャビティ凹部の内面を凹面形状にしているから、樹脂充填時には放熱板１４は樹脂圧によって上に反った形状となるが（図４）、樹脂硬化の際の樹脂シュリンクによって図５に示すように平坦面に復帰する。このように放熱板１４を反り形状にして樹脂充填する方法は、過供給された樹脂量を樹脂の硬化反応による樹脂シュリンク量に等しくさせることによって、樹脂モールド後に放熱板１４を平坦面にすることができてパッケージの反りを防止することが可能になる。
【００１７】
樹脂成形後は金型内から成形品を取り出し、成形品ランナー４４等の不要樹脂部分を除去して製品とする（図６）。樹脂モールド製品は基板１２の片面がモールド樹脂４６によって樹脂モールドされ、モールド樹脂４６の外面に放熱板１４の外面が露出して樹脂成形された製品となる。この成形品はモールド樹脂４６と一体に放熱板１４を樹脂成形したことによって、放熱板１４による放熱効果によりパッケージの熱放散性を有効に向上させることが可能になる。また、放熱板１４を一体成形したことによってパッケージの反り等の変形を放熱板１４によって防止することができ基板１２の平坦性を得ることが可能になる。
【００１８】
本実施の形態のモールド金型では放熱板１４を基板１２と一体成形するため、モールド金型のキャビティ内に放熱板１４をセットして樹脂モールドする。このため、上記実施の形態ではキャビティ内面に放熱板１４を真空吸着して樹脂モールドしたが、放熱板１４をキャビティ内にセットして樹脂モールドする場合は、放熱板１４の外面に樹脂の薄ばりが生じることが問題になることがある。図７〜９は樹脂ばりが生じないようにして樹脂モールドする金型の構成例を示す。
【００１９】
図７(b) はキャビティ凹部の内面に放熱板１４を真空吸着支持した様子、図７(a) はその部分拡大図である。この金型はキャビティ凹部の内面で放熱板１４の周縁部近傍に当接する部位に段差５０を設けて放熱板１４の周縁部の外面とキャビティ凹部内面との間に空隙を設けて樹脂トラップ部５２を構成した例である。この樹脂トラップ部５２は樹脂充填した際に溶融樹脂を放熱板１４の外面に若干入り込ませ、樹脂トラップ部５２部分で樹脂を硬化させることによってそれ以上放熱板１４上に樹脂を入り込ませないようにすることによって薄ばりの発生を防止する。樹脂トラップ部５２の空隙部分は０〜０．２mm、好適には０．０５〜０．２mm程度である。２８ａは放熱板１４を真空吸着支持するための吸着溝である。
【００２０】
図８はキャビティ凹部の内面に放熱板１４をセットするセット凹部５０ａを設け、セット凹部５０ａの壁面と放熱板１４の側面との間に樹脂トラップ部５４として空隙を設けて樹脂モールドするように構成した例である。この例では樹脂モールドの際に樹脂トラップ部５４に充填された樹脂が硬化して放熱板１４の外面に樹脂が回り込むことを防止する。なお、樹脂トラップ部５４は断面Ｖ字状に形成して抜きテーパ角を設けている。
【００２１】
図９に示す実施の形態はパッケージの外面のほぼ全域に放熱板１４を露出させて樹脂モールドする実施の形態である。この場合は、キャビティ凹部の内面で放熱板１４を配置する面の寸法、形状を放熱板１４とほぼ一致させ、放熱板１４の側面とキャビティ凹部の側面との間に若干空隙が生じるようにして樹脂モールドする。本実施の形態の場合はこの空隙部が樹脂トラップとして作用し、放熱板１４の外面へ樹脂が回り込むことを防止して樹脂モールドすることができる。また、図９(a) はプレス抜き加工によって作成した放熱板１４の破断面側を露出面側にして樹脂モールドする例を示す。このように破断面側を外側にして樹脂モールドした場合は、破断面部分が逆テーパ状に形成されることから放熱板１４がモールド樹脂から剥離しにくくなるという利点がある。
【００２２】
上記各実施の形態のモールド金型では上型２６に設けたキャビティ凹部内に放熱板１４を配置して樹脂モールドすることを特徴とするが、その場合にキャビティの中央部から先に樹脂硬化させるようにするため半導体チップ１０と放熱板１４との間隔を狭めて樹脂容量を小さくし、中央部分で熱伝導がより促進させるようにした。図１０、１１、１２はこの放熱板付きのＢＧＡパッケージに好適に使用できる放熱板１４の例を示す。
【００２３】
図１０に示す放熱板１４は半導体チップ１０に対向する内面の中央部に段差状の突部１４ａを設けた例である。図１に示すように半導体チップ１０はその外縁部で基板１２とボンディングするからボンディングワイヤに干渉しないよう内側に平坦状に突部１４ａを設ける。
図１１に示す放熱板１４は突部１４ａが山状に突出するように設けた例、図１２に示す放熱板１４は図１０に示す実施の形態で突部１４ａの対角線方向に溝を設けた例である。図１１、１２に示す放熱板１４によれば樹脂モールドの際に半導体チップ１０と放熱板１４との隙間部分に樹脂を注入しやすくし、エアを抜きやすくすることができるという利点がある。
【００２４】
放熱板１４に設ける突部１４ａは半導体チップ１０との間で挟む樹脂容量を小さくし、これによって樹脂硬化を促進させるためのものであるから、突部１４ａのデザインはもちろん上記例に限定されるものではない。たとえば、小突起を多数設ける方法や線状に複数個の突起を設けるといった方法も可能である。なお、これら放熱板１４はプレス抜き加工によって容易に製造でき、製造コストがかからない点でも有用である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係るＢＧＡパッケージの製造に用いるモールド金型によれば、上述したように、ＢＧＡパッケージの反り等の変形を防止して好適な樹脂モールドが可能となる。また、放熱板と一体成形することによってパッケージの反りを防止し、信頼性の高いＢＧＡパッケージを容易に製造することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】モールド金型の一実施形態の構成を示す説明図である。
【図２】モールド金型の断熱溝の配置例を示す説明図である。
【図３】モールド金型によってＢＧＡパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図４】モールド金型によってＢＧＡパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図５】モールド金型によってＢＧＡパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図６】モールド金型によてＢＧＡパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図７】モールド金型に放熱板をセットする例を示す説明図である。
【図８】モールド金型に放熱板をセットする例を示す説明図である。
【図９】モールド金型に放熱板をセットする例を示す説明図である。
【図１０】放熱板の例を示す平面図及び側面図である。
【図１１】放熱板の例を示す平面図及び側面図である。
【図１２】放熱板の例を示す平面図及び側面図である。
【図１３】ＢＧＡパッケージの従来例について一部破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
１０半導体チップ
１２基板
１４放熱板
１６キャビティ
１８ポット
２４下型
２５吸着溝
２６上型
２８吸着孔
３０、３２、３４断熱溝
４０樹脂タブレット
４２溶融樹脂
４４成形品ランナー
４６モールド樹脂
５０段差
５０ａセット凹部
５２、５４樹脂トラップ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold used for manufacturing a BGA package.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a configuration of a conventional example of a BGA package. As shown in the figure, the BGA package is formed by mounting the semiconductor chip 6 on the upper surface of the substrate 5 and molding it on one side. When manufacturing such a BGA package, usually, a semiconductor chip 6 is mounted on the substrate 5, one surface of the substrate 5 is resin-molded, and then solder balls 7 are joined to the lower surface of the substrate 5 to obtain a product.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional BGA package has a problem that it is inferior in heat dissipation compared with QFP or the like. This is because a package using a metal lead frame such as QFP can dissipate heat from the lead frame portion, whereas in the case of a BGA package, since the substrate is an insulator, heat dissipation from the substrate is low. . Further, in the case of a BGA package, the area occupied by the mounted semiconductor chip is large with respect to the package size, and heat dissipation corresponding to the heat generation amount of the semiconductor chip cannot be obtained, and the BGA package is resin-molded only on one side of the substrate. Compared to QFP, the surface area of the resin mold portion is reduced to about 25% or less, and heat dissipation is limited.
[0004]
As another problem, the BGA package is formed by resin molding only on one side of the substrate 5 as shown in FIG. 13 and the area occupied by the resin mold range with respect to the total area of the substrate 5 is large. The problem is that the substrate is warped.
The present invention has been made to solve these problems, and it is possible to solve the problem of heat dissipation in the conventional BGA package and to suitably manufacture a product that suitably prevents the warpage of the BGA package. An object of the present invention is to provide a mold that can be used.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, a BGA package in which a substrate is clamped with a lower mold provided with a set portion for setting the substrate at a predetermined position and an upper mold provided with a cavity recess for resin-sealing a semiconductor chip, and the resin is filled into the cavity and resin molded In the mold used for manufacturing the mold, the resin filled in the cavity is hardened first from the center at the peripheral position of both the lower mold and the upper mold, or one of the lower mold and the upper mold. A heat insulating groove for controlling heat conduction by changing the groove width or depth is provided.
In the vicinity of the mold runner and Gate, suppressed than to the resin heat conduction against the mold runner and the resin in the gate is filled in the cavity by changing the depth of the groove width or groove And a heat insulating groove for improving the resin filling property from the mold runner and the gate to the cavity.
Also, the inner surface of the cavity recess where the heat sink is disposed is provided in a concave shape, and when the resin is filled, the heat sink placed in the cavity recess is warped and the resin is oversupplied, and the heat sink is made by resin shrink after resin filling. It is provided to return to a flat surface.
[0006]
[Action]
According to the mold die used for manufacturing the BGA package according to the present invention, the heat conduction in the peripheral portion of the package, the die runner portion, and the gate portion can be suppressed by providing the heat insulating groove in the die. Resin hardening is promoted from the central portion of the package, and a BGA package free from deformation such as warpage can be obtained. In addition, by resin molding together with the heat sink, the resin is hardened first from the center of the cavity by heat conduction from the heat sink, thereby preventing deformation and manufacturing a highly reliable product.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The BGA package is formed by integrally resin-molding a heat sink at the same time that one side of the substrate is sealed with resin. FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a mold used for manufacturing a BGA package. The figure shows a state in which a substrate 12 on which a semiconductor chip 10 is mounted is set together with a heat sink 14 in a cavity 16 of a mold. In the figure, 18 is a pot, 20 is a plunger, and 22 is a mold runner and gate that connect the pot 18 and the cavity 16.
[0008]
The lower mold 24 is provided with a set portion for setting the substrate 12 at a predetermined position, and the substrate 12 is clamped by the upper mold 26 and the lower mold 24 provided with a cavity recess for resin-sealing the semiconductor chip 10. Resin molding is performed by filling the inside with resin. The lower mold 24 is provided with a suction groove 25 for supporting the substrate 12 by suction. The suction groove 25 communicates with the vacuum suction mechanism. Further, the cavity recess of the upper mold 26 is provided with a suction hole 28 at the substantially central portion of the concave surface, and the suction hole 28 is connected to a vacuum suction mechanism so that the heat radiating plate 14 can be suctioned to the inner surface of the cavity recess.
[0009]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the inner surface of the cavity recess provided in the upper mold 26 is formed in a concave shape with the center portion swelled. The reason that the cavity 16 is viewed in the thickness direction in this way is to thicken the central portion and thin the periphery in order to minimize the warpage of the substrate 12 caused by resin shrink during resin molding.
[0010]
The lower mold 24 and the upper mold 26 are provided with a heat insulating groove 30 for suppressing heat conduction around the cull, a heat insulating groove 32 for suppressing heat conduction around the package, and a heat insulating groove 34 for suppressing heat conduction at the gate part. . FIG. 2 shows a planar arrangement of these heat insulating grooves 30 and 32. These heat insulating grooves 30, 32, and 34 can provide suitable resin molding by suppressing the heat conduction acting on the molten resin when filling the resin by providing a gap in the mold, and suppressing the curing of the thermosetting resin. The purpose is to do so.
[0011]
3 to 6 show how the BGA package is resin-molded using the above mold.
FIG. 3 shows a state in which the substrate 12 is set on the lower die 24 and the heat sink 14 is set on the upper die 26 with the mold die opened. The substrate 12 is sucked and supported by the suction groove 25 in the cavity recess, and the heat sink 14 is sucked and supported by the suction hole 28 on the inner surface of the cavity recess of the upper die 26. A resin tablet 40 is placed in the pot 18.
[0012]
Next, the substrate 12 is clamped by the lower mold 24 and the upper mold 26, and the molten resin is pumped into the cavity by the plunger 20. FIG. 4 shows a state in which the molten resin 42 is filled in the cavity with the plunger 20. In the mold according to the embodiment, in order to cure the resin first from the center of the cavity, a protrusion is provided on the inner surface of the heat sink 14 to reduce the distance between the surface of the semiconductor chip 10 and the heat sink 14 and the resin capacity therebetween. And heat conduction from the heat radiating plate 14 to facilitate resin curing. Thereby, resin hardening advances from the center part in a package, and the influence by resin shrink can be suppressed.
[0013]
The heat insulating grooves 30, 32, and 34 act to suppress heat conduction in the mold runner portion, the package peripheral portion, and the gate portion, and delay the resin curing in the mold runner and package peripheral portions. In addition, the heat conduction by the heat insulating groove can be appropriately controlled by changing the groove width and the groove depth. For example, since the heat conduction is better when the depth of the heat insulation groove is shallower, the resin curing can be promoted. The heat insulating groove 32 provided in the peripheral portion of the package is intended to promote the resin curing from the central portion of the package and suppress the action of the resin shrink.
[0014]
In the vicinity of the gate, heat insulating grooves 34 are circulated on the top, bottom, left, and right of the gate to suppress heat conduction and delay the curing at the gate portion. This enables the resin to be pumped by applying the resin pressure with the plunger 20 even after the resin filling into the cavity is almost completed and the resin curing has started in the cavity, so that good resin molding can be performed. It is to make it. FIG. 5 shows a state in which resin filling into the cavity is almost completed and resin molding is performed while applying resin pressure with the plunger 20.
[0015]
In addition, although the heater for heating a metal mold | die is installed in a metal mold | die, when the resin tablet 40 is thrown in the heater provided in the pot or the mold runner vicinity, it will energize 100% and make the resin tablet 40 quick. Once melted and the resin tablet 40 is melted, the energization is suppressed in order to suppress the resin curing at the mold runner or the gate portion, and after the resin filling into the cavity is completed and the gate is closed, the energization is performed again. It is also effective to control the resin so as to increase the resin curing speed.
[0016]
As described above, in the embodiment, the inner surface of the cavity concave portion of the upper mold 26 has a concave shape. Therefore, when the resin is filled, the heat dissipation plate 14 is warped upward by the resin pressure (FIG. 4). As shown in FIG. 5, it returns to a flat surface due to the resin shrinkage. As described above, the method of filling the heat sink 14 with a warped shape is to make the heat sink 14 flat after the resin molding by making the amount of the resin supplied excessively equal to the amount of resin shrinkage caused by the resin curing reaction. It is possible to prevent the package from warping.
[0017]
After the resin molding, the molded product is taken out from the mold, and unnecessary resin parts such as the molded product runner 44 are removed to obtain a product (FIG. 6). The resin molded product is a product in which one side of the substrate 12 is resin-molded by the mold resin 46 and the outer surface of the heat radiating plate 14 is exposed to the outer surface of the mold resin 46. In this molded product, the heat radiating plate 14 is molded integrally with the mold resin 46, so that the heat dissipating effect of the heat radiating plate 14 can effectively improve the heat dissipation of the package. Further, since the heat radiating plate 14 is integrally formed, deformation of the package such as warpage of the package can be prevented by the heat radiating plate 14, and the flatness of the substrate 12 can be obtained.
[0018]
In the mold according to the present embodiment, the heat radiating plate 14 and the substrate 12 are integrally formed. Therefore, the heat radiating plate 14 is set in the cavity of the mold and resin molded. For this reason, in the above embodiment, the heat sink 14 is vacuum-adsorbed on the inner surface of the cavity and resin-molded. However, when the heat sink 14 is set in the cavity and resin-molded, a thin resin is applied to the outer surface of the heat sink 14. It can be a problem to occur. 7 to 9 show configuration examples of a mold for resin molding in such a manner that resin burrs are not generated.
[0019]
FIG. 7 (b) shows a state in which the heat sink 14 is supported by vacuum suction on the inner surface of the cavity recess, and FIG. 7 (a) is a partially enlarged view thereof. In this mold, a step 50 is provided at a part of the inner surface of the cavity recess that contacts the vicinity of the peripheral edge of the heat sink 14, and a gap is provided between the outer surface of the peripheral edge of the heat sink 14 and the inner surface of the cavity recess. It is the example which comprised. When the resin trap portion 52 is filled with resin, the molten resin slightly enters the outer surface of the heat radiating plate 14, and the resin is cured at the resin trap portion 52 portion so that the resin does not enter the heat radiating plate 14 any more. This prevents the occurrence of thinning. The gap portion of the resin trap portion 52 is about 0 to 0.2 mm, preferably about 0.05 to 0.2 mm. Reference numeral 28a denotes a suction groove for supporting the heat radiating plate 14 by vacuum suction.
[0020]
FIG. 8 shows a configuration in which a set recess 50a for setting the heat sink 14 is provided on the inner surface of the cavity recess, and a resin trap portion 54 is provided between the wall surface of the set recess 50a and the side surface of the heat sink 14 to perform resin molding. This is an example. In this example, the resin filled in the resin trap portion 54 during resin molding is cured and the resin is prevented from flowing around the outer surface of the heat sink 14. In addition, the resin trap part 54 is formed in a V-shaped cross section and is provided with a taper angle.
[0021]
The embodiment shown in FIG. 9 is an embodiment in which the heat radiating plate 14 is exposed over almost the entire outer surface of the package and resin molding is performed. In this case, the size and shape of the surface on which the heat radiating plate 14 is disposed on the inner surface of the cavity recess are made to substantially coincide with the heat radiating plate 14 so that a slight gap is formed between the side surface of the heat radiating plate 14 and the side surface of the cavity recess. Resin mold. In the case of the present embodiment, this void portion acts as a resin trap, and the resin can be molded by preventing the resin from entering the outer surface of the heat radiating plate 14. FIG. 9 (a) shows an example in which resin molding is performed with the fracture surface side of the heat radiating plate 14 formed by press punching as the exposed surface side. In this way, when the resin mold is performed with the fracture surface side outside, there is an advantage that the heat radiating plate 14 is difficult to peel off from the mold resin because the fracture surface portion is formed in a reverse taper shape.
[0022]
The mold of each of the above embodiments is characterized in that the heat radiation plate 14 is disposed in a cavity recess provided in the upper mold 26 and is resin-molded. In this case, the resin is cured first from the center of the cavity. In order to do so, the space between the semiconductor chip 10 and the heat sink 14 is narrowed to reduce the resin capacity, and the heat conduction is further promoted at the central portion. 10, 11, and 12 show examples of the heat sink 14 that can be suitably used for the BGA package with the heat sink.
[0023]
A heat sink 14 shown in FIG. 10 is an example in which a stepped protrusion 14 a is provided at the center of the inner surface facing the semiconductor chip 10. As shown in FIG. 1, since the semiconductor chip 10 is bonded to the substrate 12 at the outer edge portion thereof, a flat protrusion 14a is provided on the inner side so as not to interfere with the bonding wire.
The heat radiating plate 14 shown in FIG. 11 is an example in which the protrusion 14a protrudes like a mountain, and the heat radiating plate 14 shown in FIG. 12 is provided with grooves in the diagonal direction of the protrusion 14a in the embodiment shown in FIG. It is an example. 11 and 12 has an advantage that resin can be easily injected into the gap between the semiconductor chip 10 and the heat sink 14 during resin molding, and air can be easily removed.
[0024]
Since the protrusion 14a provided on the heat sink 14 is for reducing the resin capacity sandwiched between the semiconductor chip 10 and thereby promoting resin curing, the design of the protrusion 14a is of course limited to the above example. It is not a thing. For example, a method of providing a large number of small protrusions or a method of providing a plurality of protrusions in a line shape is also possible. In addition, these heat sinks 14 can be easily manufactured by press punching, and are also useful in that no manufacturing cost is required.
[0025]
【The invention's effect】
According to the mold die used for manufacturing the BGA package according to the present invention, as described above, it is possible to prevent deformation such as warpage of the BGA package and to perform a suitable resin mold. Further, by integrally molding with the heat sink, it is possible to prevent the package from warping and to produce a highly reliable BGA package easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an embodiment of a mold die.
FIG. 2 is an explanatory view showing an arrangement example of heat insulating grooves of a mold.
FIG. 3 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package with a mold.
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package with a mold.
FIG. 5 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package with a mold.
FIG. 6 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package using a mold.
FIG. 7 is an explanatory view showing an example in which a heat sink is set in a mold.
FIG. 8 is an explanatory view showing an example in which a heat sink is set in a mold.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example in which a heat sink is set in a mold.
10A and 10B are a plan view and a side view showing an example of a heat sink.
FIG. 11 is a plan view and a side view showing an example of a heat sink.
FIG. 12 is a plan view and a side view showing an example of a heat sink.
FIG. 13 is a partially broken perspective view showing a conventional example of a BGA package.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor chip 12 Substrate 14 Heat sink 16 Cavity 18 Pot 24 Lower mold 25 Adsorption groove 26 Upper mold 28 Adsorption holes 30, 32, 34 Heat insulation groove 40 Resin tablet 42 Molten resin 44 Molded product runner 46 Mold resin 50 Step 50a Set recess 52 , 54 Resin trap part

Claims

Manufacture of a BGA package that clamps a substrate with a lower mold provided with a set part for setting the substrate at a predetermined position and an upper mold provided with a cavity recess for resin-sealing a semiconductor chip, and fills the cavity with resin and molds the resin. In the mold used for
The groove width or depth of the groove is changed so that the resin filled in the cavity is hardened first from the center at the peripheral position of both the lower mold and the upper mold, or one of the lower mold and the upper mold. A mold die used for manufacturing a BGA package, characterized in that a heat insulating groove for controlling heat conduction is provided.

In the vicinity of the mold runner and Gate suppresses than to the resin heat conduction against the mold runner and the resin in the gate it is filled in the cavity by changing the depth of the groove width or groove gold 2. A mold die for use in manufacturing a BGA package according to claim 1, further comprising: a mold runner and a heat insulating groove for improving resin filling properties from the gate to the cavity.

The inner surface of the cavity recess is formed in a concave shape, and when the resin is filled, the heat sink placed in the cavity recess is warped to oversupply the resin, and the heat sink is returned to the flat surface by the resin shrink after the resin is filled. 3. A mold for use in manufacturing a BGA package according to claim 1 or 2.