DE102004017197A1 - Verfahren um eine Halbleitervorrichtung mit Harz einzugiessen, mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung und Druckgießform zum Eingiessen der Halbleitervorrichtung mit Harz - Google Patents

Verfahren um eine Halbleitervorrichtung mit Harz einzugiessen, mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung und Druckgießform zum Eingiessen der Halbleitervorrichtung mit Harz Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung (200) ist eine Halbleitervorrichtung (100) im Inneren eines Aufnahmeraums (340) einer Gussform (300) angeordnet, und Harz (60) wird durch einen Zugang (380) der Gussform (300) in den Aufnahmeraum (340) eingespritzt, um die Halbleitervorrichtung (100) mit dem Harz (60) in einem Zustand einzugießen, bei dem Abschnitte der Leitungsabschnitte (30) freigelegt sind. Der Zugang (380) ist nur an einer Seite des Aufnahmeraums (340) angeordnet, der der Bondfläche des Halbleiterchips (10) gegenüberliegt. Das Harz (60) wird durch den Zugang (380) in Richtung der Bondfläche des Halbleiterchips (10) eingespritzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung, die durch Eingießen einer Halbleitervorrichtung mit Harz ausgebildet wird, ein Verfahren zum Herstellens der mit Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung und eine Druckgießform, die bei einem Prozess des mit Harz Eingießens im Herstellungsverfahren verwendet wird.
  • Im Allgemeinen wird eine mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung dadurch ausgebildet, dass ein Halbleiternchip auf einen Inselabschnitt eines IC-Trägers montiert wird, und eine Seite des Halbleiterchips an die Leitungsabschnitte des IC-Trägers mit mehreren Bonddrähten angeschlossen wird, um eine integrierte Halbleitervorrichtung zu erzeugen, und dadurch, dass dann die Halbleitervorrichtung mit Harz eingegossen wird, so dass die Halbleitervorrichtung eingekapselt ist.
  • Insbesondere kann eine mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung durch Durchführen eines Harzeingießprozesses (Spritzpressverfahren), bei dem die Halbleitervorrichtung zunächst in den Aufnahmeraum einer Gussform, d.h. einer Druckgießform, gelegt wird, dann durch einen Zugang geschmolzenes Harz in den Aufnahmeraum eingespritzt wird, um den Aufnahmeraum zu füllen, und anschließend des Harz ausgehärtet wird.
  • Die 4A und 4B sind Blockdiagramme zum Beschreiben des Prozesses zum Eingießen mit Harz bei einer mit Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung des Standes der Technik. 4A ist eine schematische Draufsicht in einem Zustand, in dem eine Halbleitervorrichtung 100 in einer unteren Gussform 910 angeordnet ist. 4B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie IVB-IVB von 4A.
  • Eine Gussform 900, die als Druckgussform dient, wird ausgebildet, indem eine obere Gussform 920 und eine untere Gussform 910 aneinander ausgerichtet werden. Die Gussform 900 enthält einen Aufnahmeraum 940, der an ein Ende eines Angussverteilers 970 angeschlossen ist, der sich von einem Ausgleichsraum 960 bzw. einem einen Angussstutzen ausbildenden Behältnis her erstreckt, der als ein Harzreservoir dient.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 ist innerhalb des Aufnahmeraums 940 der Gussform 900 angeordnet. Die Halbleitervorrichtung 100 wird durch die Fläche eines Halbleiterchips 10 ausgebildet, der auf einer Seite eines Inselabschnitts 20 eines IC-Trägers montiert ist, der an Leitungsabschnitte 30 des IC-Trägers, die um den Halbleiterchip 10 positioniert sind, über mehrere Bonddrähte 40, auch Golddrähte, angeschlossen ist.
  • Wie in 4B gezeigt, wird geschmolzenes Harz 60 in einem Harztiegel 950 in Richtung des Ausgleichsraums 960 durch einen Druckkolben herausgepresst, fließt durch den Angussverteiler 970 und wird durch einen Zugang 980 in den Aufnahmeraum 940 eingespritzt. Somit wird der Aufnahmeraum 940 mit Harz 60 gefüllt. Der Angussverteiler 970 kann entlang der Flächen der Leitungsabschnitte 30 des IC-Trägers ausgebildet werden, und das Harz 60 fließt entlang der Leitungsabschnitte 30, die in dem Angussver teiler 970 angeordnet sind, und wird durch den Zugang 980 in den Aufnahmeraum 940 eingespritzt.
  • Das Harz 60, das in den Aufnahmeraum 940 eingespritzt wurde, fließt dann entlang der Fläche (das heißt der Bondfläche) des Halbleiterchips 10. Wenn das passiert, fließt das Harz 60 entlang der Anordnungsrichtung der Drähte 40, wie durch Pfeile in 4A gezeigt. Demzufolge werden die Drähte 40, die mit dem Harz 60 in Kontakt stehen, durch das Harz 60 gedrückt und werden in Richtung der angrenzenden Drähte 40 verschoben. Aus diesem Grund kontaktieren die Drähte 40 einander und es entsteht ein Kurzschluss.
  • Insbesondere bei einer Halbleitervorrichtung, bei der der Mittenabstand der Zwischenräume zwischen den Drähten 40 kleiner gemacht wurde, wie in 5A gezeigt, oder bei einer Halbleitervorrichtung, bei der die Anordnung der Drähte 40 unregelmäßig ist, wie in 5B gezeigt, gibt es relativ lange Drähte 40. Daher gibt es die Tendenz, dass die Abstände zwischen den Drähten klein werden, und es wird wahrscheinlich, dass ein Kurzschluss in Folge der sich kontaktierenden Drähte 40 auftritt.
  • Um dieses Problem zu verhindern, wurden Verfahren vorgeschlagen, bei denen mehrere Zugänge und Angussverteiler, die sich von dem Harztiegel her erstrecken, angeordnet sind, um den Druck des geschmolzenen, fließenden Harzes zu verringern und die Einfülleffektivität zu verbessern, wobei die Deformation der Bonddrähte unterdrückt wird (zum Beispiel JP-A Nummern 2-297946 und 2000-58573).
  • Zum Beispiel wird es möglich, wie in den 6A, 6B und 6C gezeigt, unter Verwendung einer Gussform, die mit zwei Zugängen 980 für einen Aufnahmeraum 940 ausges tattet ist, die Fließgeschwindigkeit des Harzes 60, das durch den Aufnahmeraum 940 fließt, um ungefähr die Hälfte zu verringern, ohne die Füllmenge im Vergleich zu einer Gussform mit nur einem Zugang zu ändern. Daher kann das Mitfließen des Drahtes beziehungsweise das Wegdrücken des Drahtes auf Grund des einfließenden Harzes verringert werden, und die resultierende Deformation des Drahtes und die damit verbundene Kurzschlussstörung zwischen den Drähten kann verringert werden.
  • Allerdings wird bei dieser Gussform mit mehreren Zugängen das Harz 60 in der durch die gepunkteten Linien in den 6A, 6B und 6C gezeigten Weise eingefüllt, und es wird wahrscheinlich, dass eine Lücke bzw. ein Hohlraum B auf Grund eines Luftzuflusses an der Zusammenflussstelle der Harzströme auftritt.
  • Wenn ein solcher Hohlraum B in dem Harz 60 vorhanden ist, sind bei der fertiggestellten mit Harz umgossenen Halbleitervorrichtung Brüche in dem Harz 60 an den Stellen des Hohlraumes B wahrscheinlich, was die Zuverlässigkeit der Vorrichtung negativ beeinflusst.
  • Ferner ist der Angussverteiler 970, wie in Verbindung mit den 4A und 4B gezeigt, entlang der Flächen der Leitungsabschnitte 30 des IC-Trägers angeordnet, und das Harz fließt entlang der Leitungsabschnitte 30, die in dem Angussverteiler 970 angeordnet sind, und wird durch den Zugang 980 in den Aufnahmeraum 940 eingespritzt.
  • Aus diesem Grund können, wie in 4B gezeigt, Harzgrate an den Seiten K1 und K2 verbleiben, die in der Nähe des Zugangs 980 und des Angussverteilers 970 der Leitungsabschnitte 30 positioniert sind, nachdem die Gussform 900 entfernt wurde. Solche Harzgrate können Staub und Fremdkörper anziehen und führen daher zu einem Ausfall der Leitungsabschnitte 30 oder werden bei einem weiteren Prozess, wie zum Beispiel dem Ausformungsprozess ein Problem.
  • Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen geeigneten Mittelweg zwischen der Vermeidung von Hohlräumen in dem Harz und der Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den Bonddrähten in einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung zu schaffen.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, stellt ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung bereit, bei dem eine durch Anordnen der Unterseitenfläche eines Halbleiterchips auf eine Seite eines Inselabschnitts eines IC-Trägers und durch Verbinden der Fläche des Halbleiterchips mit den Leitungsabschnitten des IC-Trägers, die um den Halbleiterchip angeordnet sind, mit mehreren Bonddrähten, ausgebildete Halbleitervorrichtung innerhalb eines Aufnahmeraums einer Druckgießform angeordnet ist, und Harz durch einen Zugang der Druckgießform in den Aufnahmeraum eingespritzt wird, um die Halbleitervorrichtung mit Harz in einem Zustand zu vergießen, in dem Abschnitte der Leitungsabschnitte freigelegt sind. Der Zugang der Druckgießform ist nur in einer Fläche bzw. an einer Seite des Aufnahmeraums angeordnet, die der Fläche bzw. der Bondfläche des Halbleiterchips gegenüberliegt. Das Harz wird durch den Zugang in Richtung der Fläche des Halbleiterchips eingespritzt.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es möglich das Harz in den Aufnahmeraum von oben auf die Fläche (das heißt die Bondfläche) des Halbleiterchips einzuspritzen, wodurch erreicht wird, dass das Harz fließt und so den Aufnahmeraum mit dem Harz auffüllt.
  • Dadurch kann verhindert werden, dass die Drähte in die Richtung der angrenzenden Drähte verschoben werden, da das Harz in einer Richtung fließt, die im Wesentlichen orthogonal zu der Ausrichtung der mehreren Bonddrähte ist, die auf der Fläche des Halbleiterchips vorhanden sind. Aus diesem Grund können Kurzschlüsse auf Grund der Drahtverschiebung selbst dann verhindert werden, wenn das Harzgießen nicht unter Verwendung einer Druckgießform mit mehreren Zugängen durchgeführt wird, bei der einfach Hohlräume entstehen können.
  • Ferner ist bei der Druckgießform der vorliegenden Erfindung, da der Zugang in der Fläche, die der Fläche des Halbleiterchips gegenüberliegt angeordnet ist, ein mit dem Zugang verbundener Angussverteiler, nicht entlang der Flächen der Leitungsabschnitte des IC-Trägers angeordnet. Aus diesem Grund ist es unwahrscheinlich, dass Harzgrate an den Leitungsabschnitten auftreten.
  • Daher kann gemäß dieser Erfindung ein geeigneter Ausgleich zwischen der Vermeidung von Hohlräumen in dem Harz und der Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den Bonddrähten in einer mit Harz umgossenen Halbleitervorrichtung erreicht werden.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung einer mit Harz umgossenen Halbleitervorrichtung des ersten Aspektes bereit, wobei eine Halbleitervorrichtung, bei der eine Stützplatte bzw. Lagerplatte zum Verhindern, dass der Inselabschnitt durch den Druck des Harzes in die Einspritzrichtung des Harzes gebogen wird, wenn das Harz eingespritzt wird, an der anderen Seite des Inselabschnitts angeordnet ist, als die Halbleitervorrichtung verwendet wird.
  • Wenn der Inselabschnitt durch den Druck des Harzes in die Einspritzrichtung des Harzes gedrückt und gebogen wird, wenn das Harz eingespritzt wird und von oberhalb der Fläche des Halbleiterchips zum Fließen gebracht wird, ändert sich die Positionsbeziehung zwischen dem Halbleiterchip und den Leitungsabschnitten beim Durchbiegen und die Bonddrähte, die den Halbleiterchip mit den Leitungsabschnitten verbinden, werden deformiert.
  • Mit Bezug dazu wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Biegen des Inselabschnittes durch die Stützplatte unterdrückt, die an der anderen Seite des Inselabschnittes angeordnet ist. Daher kann die Deformation der Drähte, die gleichzeitig mit dem Biegen bzw. Verbiegen auftritt, verhindert werden und demzufolge kann ein Brechen der Drähte verhindert werden.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Druckgießform bereit, die bei einem Prozess verwendet wird, bei dem eine Halbleitervorrichtung, die durch Anordnung der Unterseitenfläche eines Halbleiterchips auf einer Seite des Inselabschnittes eines IC-Trägers und Verbinden der Fläche des Halbleiterchips mit den Leitungsabschnitten des IC-Trägers, die um den Halbleiterchip angeordnet sind, mit mehreren Bonddrähten, ausgebildet wird, mit Harz vergossen wird, um die Halbleitervorrichtung einzukapseln. Die Druckgießform enthält einen Aufnahmeraum, in dem die Halbleitervorrichtung angeordnet ist, und einen Zugang zum Einspritzen des Harzes in den Aufnahmeraum, wobei der Zugang nur in einer Fläche des Aufnahmeraums angeordnet ist, die der Fläche des Halbleiterchips gegenüberliegt, und das Harz durch den Zugang in Richtung der Fläche des Halbleiterchips eingespritzt wird.
  • Gemäß dieser Erfindung kann eine Druckgießform, die bei dem Herstellungsverfahren der ersten und zweiten Aspekte geeignet verwendet werden kann, bereitgestellt werden.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung stellt eine mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung bereit, wobei eine Halbleitervorrichtung, die durch Anordnen der Unterseitenfläche des Halbleiterchips auf einer Seite eines Inselabschnittes eines IC-Trägers und Verbinden der Fläche des Halbleiterchips mit den Leitungsabschnitten des IC-Trägers, die um den Halbleiterchip angeordnet sind, mit mehreren Bonddrähten, ausgebildet wird, mit Harz in einem Zustand eingegossen wird, in dem Abschnitte der Leitungsabschnitte freigelegt sind, wobei ein Einspritzkennzeichen bzw. eine Einspritzmarkierung des Harzes an einer Endfläche des Harzes angeordnet ist, die der Fläche des Halbleiterchips gegenüberliegt.
  • Diese Erfindung kann durch das Herstellungsverfahren des ersten Aspektes geeignet hergestellt werden, und die Effekte davon sind die gleichen wie die der Erfindung des ersten Aspekts.
  • Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung des vierten Aspekts bereit, wobei eine Stützplatte, die den Inselabschnitt stützt oder lagert, an einer anderen Seite des Inselabschnitts angeordnet ist.
  • Diese Erfindung kann durch das Herstellungsverfahren des zweiten Aspektes geeignet hergestellt werden, und die Wirkungen davon sind die selben wie die der Erfindung des zweiten Aspekts.
  • Obige Aufgabe, andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die vorliegende detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die beiliegende Zeichnungen klarer.
  • 1A und 1B sind Blockdiagramme einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung, die zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehört, wobei 1A eine schematische Querschnittsansicht und 1B eine schematische Draufsicht ist;
  • 2A und 2B sind Blockdiagramme einer Gussform, die in einem Verfahren zu Herstellung der in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung verwendet wird, wobei 2A eine schematische Querschnittsansicht der Gussform und 2B eine schematische Draufsicht einer unteren Gussform der Gussform ist;
  • 3A und 3B sind Blockdiagramme der bei dem Verfahren zur Herstellung der in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung verwendeten Gussform, wobei 3A eine schematische Draufsicht einer mittleren Gussform der Gussform ist und 3B eine schematische Draufsicht auf die obere Gussform der Gussform ist;
  • 4A und 4B sind Blockdiagramme zum Beschreiben eines Harzgießprozesses des Standes der Technik, wobei 4A eine schematische Draufsicht ist, bei einem Zustand, in dem eine Halbleitervorrichtung in einer unteren Gussform angeordnet ist, und 4B eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie IVB-IVB der 4A ist;
  • 5A ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung zeigt, bei der der Mittenabstand der Abstände zwischen den Bonddrähten kleiner gemacht wurde und die
  • 5B ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung zeigt, bei der die Anordnung der Bonddrähte unregelmäßig ist; und
  • 6A, 6B und 6C sind erläuternde Diagramme, die schematisch den Fluss des Harzes bei einer Gussform mit mehreren Zugängen zeigen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend auf Basis einer in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform beschrieben. 1A und 1B sind Blockdiagramme einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung 200, die zu einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gehört. 1A ist eine schematische Querschnittsansicht einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung 200 und 1B ist eine schematische Draufsicht auf eine in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung 200, wie sie oben gesehen werden kann. Es sollte beachtet werden, dass 1B eine Ansicht ist, wie sie durch das Harz 60 gesehen werden könnte.
  • In dieser mit Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung 200 sind Bauteile mit Ausnahme des Harzes 60 als eine Halbleitervorrichtung 100 aufgebaut. Bei der Halbleitervorrichtung 100 wird eine Unterseitenfläche eines Halbleiterchips 10 auf eine Seite eines Inselabschnittes 20 eines IC-Trägers montiert. Die Halbleitervorrichtung 100 kann eine in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung sein, bei der ein Halbleiterchip auf einen IC-Träger montiert wird, und der Halbleiterchip und der IC-Träger werden durch Bonddrähte verbunden, wie zum Beispiel ein flaches rechteckiges Chipgehäuse (QFP) oder ein kleines Gehäuse (SOP).
  • Ein herkömmlicher IC-Chip, der Elemente wie zum Beispiel Transistoren aufweist, die auf dem Halbleiterchip ausgebildet sind, kann für den Halbleiterchip 10 verwendet werden. Hier wird die Unterseite des Halbleiterchips 10 an eine Seite des Inselabschnitts 20 über einen Klebstoff wie zum Beispiel eine Chippaste bzw. die paste befestigt.
  • Leitungsabschnitte 30 eines IC-Trägers werden um die Peripherie des Halbleiterchips 10 und dem Inselabschnitt 20 angeordnet. Hier sind die Leitungsabschnitte 30 mehrfach um die Peripherie der Endflächenseiten des flachen Halbleiterchips 10 angeordnet. Ein gemeinsamer IC-Träger, wie zum Beispiel ein IC-Träger, bei dem der Inselabschnitt 20 und die Leitungsabschnitte 30 durch Stanzen und Ätzen eines Blechmaterials mit Kupfer, einer Kupferlegierung oder einer Legierung mit Nickel ausgebildet ist, kann als der IC-Träger verwendet werden.
  • Die Fläche des Halbleiterchips 10 und die Leitungsabschnitte 30, die um den Halbleiterchip 10 angeordnet sind, sind über mehrere Bonddrähte 40 verbunden. Herkömmliche Bonddrähte, wie zum Beispiel Bonddrähte, die durch Drahtbonden eines Drahtmaterials umfassend Gold oder Aluminium ausgebildet werden, können als die Bonddrähte 40 verwendet werden.
  • Eine Wärmesenke 50 ist an der anderen Seite des Inselabschnitts 20 des IC-Trägers angeordnet. Die Wärmesenke 50 ist ein Plattenmaterial aus einem Material mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Kupfer oder Molybdän, und die Wärmesenke 50 und der Inselabschnitt 20 sind aneinander durch Verstemmen oder Kleben befestigt.
  • Obwohl die Wärmesenke 50 vorzugsweise nicht einen Abschnitt der Halbleitervorrichtung 100 bildet, ist die Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungs form vorzugsweise mit der Wärmesenke 50 versehen. Auf Grund der Wärmesenke 50 wird durch den Halbleiterchip 10 erzeugte Wärme abgeleitet. Auch ist die Wärmesenke 50 als eine Stützplatte ausgelegt, die den Inselabschnitt 20 stützen kann.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 wird eingegossen, um mit dem Harz 60 in einem Zustand eingegossen zu sein, in dem Abschnitte der Leitungsabschnitte 30 freigelegt sind. Hier sind die Abschnitte der Leitungsabschnitte 30, die innerhalb des Harzes 60 positioniert sind, innere Leiter und Abschnitte der Leitungsabschnitte 30, die außerhalb des Harzes 60 positioniert sind, sind äußere Leiter.
  • Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Unterseitenfläche der Wärmesenke 50 vom Harz 60 freigelegt ist, um die Wärmeableitung weiter zu verbessern. Allerdings muss die Wärmesenke 50 nicht vom Harz 60 freigelegt sein und kann ebenso mit dem Harz 60 bedeckt sein.
  • Ein bekanntes Gussharz kann als das Harz 60 verwendet werden. Beispiele für Harze 60, die verwendet werden, sind Epoxidharz mit einem Cresol-Novolac-Stützgewebe und ein Epoxidharz mit einem Biphenyl-Stützgewebe.
  • Die mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung 200 wird durch Anordnung der Halbleitervorrichtung 100 im Inneren eines Aufnahmeraums in einer Druckgießform und Einspritzen von Harz in den Aufnahmeraum durch einen Zugang in die Druckgießform hergestellt, um dadurch die Halbleitervorrichtung 100 mit Harz einzugießen.
  • Wie in den 1A und 1B gezeigt, ist eine Einspritzmarkierung 62 des Harzes 60 an einer Endfläche 61 des Harzes 60 vorhanden, die dem Halbleiterchip 10 gege nüberliegt (das heißt einer Bondfläche des Halbleiterchips 10 gegenüberliegt).
  • Die Einspritzmarkierung 62 ist an einer Position entsprechend dem Zugang in die Druckgießform ausgebildet. Die Einspritzmarkierung 62 ist eine Markierung, die als ein Grat bleibt, wenn die in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung 200 aus der Druckgießform entfernt wird, nachdem die Halbleitervorrichtung 100 mit dem Harz 60 eingegossen wurde.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der mit Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung 200 mit Bezug auf die 2A, 2B, 3A und 3B beschrieben.
  • Die 2A, 2B, 3A und 3B sind Diagramme, die den Aufbau einer Gussform 300 zeigen, die als eine Druckgießform dient, die in dem Verfahren zur Herstellung der in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung 200 verwendet wird. Die Gussform 300 enthält eine untere Gussform 310, eine mittlere Gussform 320 und eine obere Gussform 330, die aufeinander gestapelt und aneinander ausgerichtet sind.
  • 2A ist eine schematische Querschnittsansicht der Gussform 300 und 2B ist eine schematische Draufsicht auf die untere Gussform 310 der Gussform 300. 2B zeigt einen Zustand, in dem die Halbleitervorrichtung 100 in der unteren Gussform 310 angeordnet wurde. 3A ist eine schematische Draufsicht auf die mittlere Gussform 320, und 3B ist eine schematische Draufsicht auf die obere Gussform 330.
  • Der in 2A gezeigte Querschnitt entspricht einem Querschnitt entlang der Linie IIA-IIA von den 2B, 3A und 3B. Um die Positionsbeziehung zwischen den Bauele menten zu zeigen werden ein Harztiegel 350 und Zugänge 380, die nicht in der oberen Gussform 330 ausgebildet sind, durch gestrichelte Linien in der 3B angezeigt.
  • Zunächst wird der Aufbau der Gussform 300 mit Bezug auf die 2A, 2B, 3A und 3B beschrieben. Die untere Gussform 310, die mittlere Gussform 320 und die obere Gussform 330 der Gussform 300 werden spanabhebend ausgebildet. Die drei Gussformen 310, 320 und 330 können aneinander ausgerichtet werden.
  • Die Aufnahmeräume 340 werden durch ausgesparte Abschnitte ausgebildet, die in der unteren Gussform 310 und der mittleren Gussform 320 ausgebildet sind. Zwei Aufnahmeräume 340 sind hier gezeigt, aber in Wirklichkeit sind mehrere Aufnahmeräume 340 ausgebildet, da zahlreiche Halbleitervorrichtungen 100, die durch mehrere IC-Träger ausgebildet sind, zur gleichen Zeit mit Harz eingegossen werden.
  • Ähnlich dem bekannten Spritzpressverfahren wird das Harz 60, das von einem Harztiegel 350 eingespritzt und weich gemacht wurde, unter Druck gesetzt und zu einem Ausgleichsraum 360 gefördert. Es fließt dann durch einen Angussverteiler 370 und wird durch die Zugänge 380 in die Aufnahmeräume 340 eingespritzt.
  • In der Gussform 300 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Zugang 380 für einen Aufnahmeraum 340 angeordnet. Die Zugänge 380 sind in den Flächen 381 (bzw. auf den Seiten) der Aufnahmeräume 340 angeordnet, die den Flächen (Bondflächen) des Halbleiterchips 10 gegenüberliegen, und das Harz 60 wird durch die Zugänge 380 in Richtung der Flächen der Halbleiterchips 10 eingespritzt.
  • Insbesondere werden in der vorliegenden Ausführungsform die Zugänge 380 als konische Öffnungen ausgelegt, die die mittlere Gussform 320 von der Angussverteilerseite aus in Richtung der Aufnahmeraumseite durchdringen, und in Richtung der Aufnahmeraumseite enger werden. Der Angussverteiler 370 ist in der oberen Gussform 330 ausgebildet, um die Zugänge 380 zu verbinden.
  • Die mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform wird durch folgendes Vorgehen unter Verwendung der Gussform 300 erzeugt.
  • Zunächst wird ein IC-Träger vorbereitet. Obwohl nicht dargestellt ist es ein IC-Träger, der einen Inselabschnitt 20 und Leitungsabschnitte 30 aufweist, die durch einen Rahmenabschnitt des IC-Trägers oder Verbindungsstangen miteinander verbunden sind. Dann wird die Wärmesenke 50 auf dem Inselabschnitt 20 des IC-Trägers durch Verstemmen oder aneinander Kleben befestigt.
  • Als Nächstes wird die Unterseitenfläche des Halbleiterchips 10 auf den Inselabschnitt 20 des IC-Trägers befestigt und die Fläche des Halbleiterchips 10 wird über die Bonddrähte 40 and die Leitungsabschnitte 30 des IC-Trägers mittels Drahtbonden angeschlossen. Somit ist die Halbleitervorrichtung 100 fertiggestellt.
  • Als Nächstes wird, wie in 2B gezeigt, die Halbleitervorrichtung 100 in der unteren Gussform 310 angeordnet. Dann werden, wie in 2A gezeigt, die untere Gussform 310, die mittlere 320 und die obere Gussform 330 ausgerichtet und geschlossen. Auf diese Weise ist die Halbleitervorrichtung 100 innerhalb des Aufnahmeraums 340 der Gussform 300 angeordnet.
  • Dann wird, wie in 2A gezeigt, der Harzgießprozess durchgeführt. Durch Anordnung eines Heizers um die äußere Peripherie der Gussform 300, wird die Gussform 300 auf eine Temperatur größer gleich der Schmelztemperatur des Harzes 60 erhitzt.
  • Als Nächstes wird das geschmolzene Harz 60 durch einen Druckkolben 390 von dem Harztiegel 350 unter Druck gesetzt, um das Harz in den Ausgleichsraum 360 zu fördern. Von hier wird das Harz 60 in die Aufnahmeräume 340 über den Angussverteiler 370 und die Zugänge 380 eingespritzt. Somit wird das Harz 60 in die Aufnahmeräume 340 von oberhalb der Bondflächen der Halbleiterchips 10 eingespritzt und fließt, um die Aufnahmeräume 340 zu füllen.
  • Dann, nachdem das Füllen der Aufnahmeräume 340 mit dem Harz 60 beendet ist, und das Harz 60 ausgehärtet ist, werden die Halbleitervorrichtungen 100 von der Gussform 300 entfernt. Unmittelbar nach dem Aushärten des Harzes 60 sind das Harz 60, das das Innere der Zugänge 380 füllt und das Harz 60, das das Innere der Aufnahmeräume 340 füllt, miteinander verbunden, aber das Harz 60 bricht an den Grenzen zwischen den Zugängen 380 und den Aufnahmeräumen 340, wenn die Gussform 300 entfernt wird.
  • Somit wird die in 1A und 1B gezeigte Einspritzmarkierung 62 in dem Harz 60 ausgebildet. Danach wird die in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung 200, die in den 1A und 1B gezeigt ist, mittels Durchführen der Prozesse wie Trennen des Rahmenabschnitts des IC-Trägers und der Verbindungsstangen und das Ausformen beendet.
  • Bei vorliegender Ausführungsform wurde eine Gussform, bei der die Zugänge 380 in der Fläche 381 der Aufnahmeräume 340 angeordnet sind, die den Flächen der Halblei terchips 10 gegenüberliegen, und das Harz 60 durch die Zugänge 380 in Richtung der Flächen der Halbleiterchips 10 eingespritzt wurde, als die Gussform 300 verwendet.
  • Somit wird es, wie oben beschrieben, möglich das Harz 60 in die Aufnahmeräume 340 von oberhalb der Flächen (das heißt von Oberhalb der Bondflächen) der Halbleiterchips 10 einzuspritzen, wodurch bewirkt wird, dass das Harz 60 fließt und die Aufnahmeräume 340 mit dem Harz 60 aufgefüllt werden.
  • Dadurch kann verhindert werden, dass die Drähte 40 in die Richtung der angrenzenden Drähte 40 verschoben werden, da das fließende Harz 60 in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Anordnungsrichtung der mehreren Bonddrähte 40 fließt, die auf den Flächen der Halbleiterchips 10 vorhanden sind. Aus diesem Grund können Kurzschlüsse, die von dem Verschieben der Drähte herrühren, selbst dann verhindert werden, wenn ein Gießen mit Harz nicht unter Verwendung einer Druckgießform durchgeführt wird, die mehrere Zugänge aufweist und bei der Hohlräume erzeugt werden.
  • Auch sind in der Gussform 300 der vorliegenden Ausführungsform, da die Zugänge 380 in der Fläche angeordnet sind, die der Fläche der Halbleiterchips 10 gegenüberliegen, der Angussverteiler 370, der die Zugänge 380 verbindet, nicht entlang der Flächen der Leitungsabschnitte 30 des IC-Trägers angeordnet, wie im Stand der Technik. Aus diesem Grund wird verhindert, dass Harzgrate sich an den Leitungsabschnitten 30 bilden.
  • Ferner ist, obwohl die Einspritzmarkierung 62 des Harzes 60 an der Endfläche 61 des Harzes 60 vorhanden ist, die der Fläche des Halbleiterchips 10 gegenüberliegt, ein Aussparungsabschnitt 63 in der Endfläche 61 angeordnet, wie in 1A gezeigt, und das obere der Einspritzmarkierung 62 wird niedriger gemacht als die Endfläche 61, wobei das spätere Prozesse nicht merklich beeinflusst, selbst wenn die Einspritzmarkierung 62 an solch einer Position vorhanden ist.
  • Somit ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich eine geeignete Balance zwischen dem Verhindern der Hohlräume in dem Harz 60 und dem Verhindern von Kurzschlüssen zwischen den Bonddrähten 40 in der mit Harz umgossenen Halbleitervorrichtung 200 zu schaffen.
  • Auch enthält in der vorliegenden Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 100 vorzugsweise die Wärmesenke 50, die als eine Stützplatte dient, die den Inselabschnitt 20 stützt, der an der anderen Seite des Inselabschnitts 20 des IC-Trägers angeordnet ist.
  • Im Allgemeinen besteht die Möglichkeit, da der IC-Träger eine dünne, flache Form aufweist, dass der Inselabschnitt 20 unter Druck gesetzt und durch den Druck des Harzes 60 in die Einspritzrichtung des Harzes 60 gebogen wird, wenn das Harz 60 eingespritzt wird und von oben auf die Fläche des Halbleiterchips 10 fließt. Wenn der Inselabschnitt 20 sich auf diese Weise biegt, ändert sich die Positionsbeziehung zwischen dem Halbleiterchip 10 und den Leitungsabschnitten 30 zusammen mit dem Biegen und die Bonddrähte 40, die den Halbleiterchip 10 mit den Leitungsabschnitten 30 verbinden, werden deformiert.
  • Deshalb ist die Wärmesenke 50, die als Stützplatte 50 dient, auf der anderen Seite des Inselabschnitts 20 angeordnet, so dass das Durchbiegen des Inselabschnitts 20 durch die Wärmesenke 50 verhindert wird. Somit kann die Deformation der Drähte 40 beim Biegen verhindert werden und dem zu Folge auch das Brechen der Drähte 40.
  • Es sollte beachtet werden, dass statt der Wärmesenke 50 auch ein anderes Material, wie zum Beispiel ein Metall, das härter als der Inselabschnitt 20 des IC-Trägers ist, als die Stützplatte verwendet werden kann. Auch kann eine Halbleitervorrichtung, die nicht mit der Stützplatte angeordnet ist, verwendet werden.
  • Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt wiedergeben. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer in Harz eingegossenen Halbleitervorrichtung (200) ist eine Halbleitervorrichtung (100) im Inneren eines Aufnahmeraums (340) einer Gussform (300) angeordnet, und Harz (50) wird durch einen Zugang (380) der Gussform (300) in den Aufnahmeraum (340) eingespritzt, um die Halbleitervorrichtung (100) mit dem Harz (60) in einem Zustand einzugießen, bei dem Abschnitte der Leitungsabschnitte (30) freigelegt sind. Der Zugang (380) ist nur an einer Seite des Aufnahmeraums (340) angeordnet, der der Bondfläche des Halbleiterchips (10) gegenüberliegt. Das Harz (60) wird durch den Zugang (380) in Richtung der Bondfläche des Halbleiterchips (10) eingespritzt.
  • Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhaft und somit können Abänderungen, die nicht den Grundgedanken der Erfindung verlassen, als innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung erachtet werden. Solche Änderungen werden nicht als Abweichung vom Wesen und Bereich der Erfindung erachtet.

Claims (8)

  1. Ein Verfahren mit dem eine Halbleitervorrichtung (100) mit Harz eingegossen wird, die durch Anordnen der Unterseitenfläche eines Halbleiterchips (10) auf einer Seite eines Inselabschnitts (20) eines IC-Trägers und Verbinden der Fläche des Halbleiterchips (10) mit den Leitungsabschnitten (30) des IC-Trägers, die um den Halbleiterchip (10) angeordnet sind, mit mehreren Bonddrähten (40), ausgebildet ist, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen des Halbleiterchips (10) innerhalb eines Aufnahmeraums (340) einer Druckgießform (300) und Einspritzen von Harz (60) durch einen Zugang (380) der Druckgießform, (300) in den Aufnahmeraum (340), um die Halbleitervorrichtung (100) mit dem Harz (60) in einem Zustand einzugießen, in dem die Abschnitte der Leitungsabschnitte (30) freigelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang (380) der Druckgießform (300) nur in einer Fläche (381) des Aufnahmeraums (340) angeordnet ist, die der Fläche des Halbleiterchips (10) gegenüber liegt, und das Harz (60) durch den Zugang (380) in Richtung der Fläche des Halbleiterchips (100) eingespritzt wird.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleitervorrichtung (10) eine Stützplatte (50) an der anderen Seite des Inselabschnitts (20) enthält, wobei die Stützplatte (50) im Wesentlichen verhindert, dass der Inselabschnitt (20) durch den Druck des Harzes (60) in die Einspritzrichtung des Harzes (60) während des Einspritzens gebogen wird.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz (60) durch den Zugang (380) in Richtung der Fläche des Halbleiterchips (10) in eine Richtung eingespritzt wird, die im Wesentlichen orthogonal zu der Fläche des Halbleiterchips (10) ist.
  4. Eine Druckgießform (300) zum mit Harz Eingießen einer Halbleitervorrichtung (100) mit einem Harz (60), um die Halbleitervorrichtung (100) einzukapseln, wobei die Halbleitervorrichtung (100) durch Anordnen der Unterseitenfläche des Halbleiterchips (10) auf einer Seite eines Inselabschnitts (20) eines IC-Trägers und durch Verbinden der Fläche des Halbleiterchips (10) mit den Leitungsabschnitte (30) des IC-Trägers ausgebildet wird, die um den Halbleiterchip (10) mit mehreren Bonddrähten (40) angeordnet sind, wobei die Druckgießform umfasst: einen Aufnahmeraum (340), in dem die Halbleitervorrichtung (10) angeordnet ist; und einen Zugang (380) zum Einspritzen des Harzes (60) in den Aufnahmeraum (340), dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang (380) nur in einer Fläche (381) des Aufnahmeraums (340) angeordnet ist, um der Fläche des Halbleiterchips (10) gegenüberzuliegen, so dass das Harz (60) durch den Zugang (380) in Richtung der Fläche des Halbleiterchips (10) eingespritzt wird.
  5. Die Druckgießform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang (380) so angeordnet ist, dass das Harz (60) durch den Zugang (380) in Richtung der Fläche des Halbleiterchips (10) in eine Richtung eingespritzt wird, die im Wesentlichen orthogonal zu der Fläche des Halbleiterchips (10) ist.
  6. Eine in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung (200), bei der eine Halbleitervorrichtung (100) durch Anordnen einer Unterseitenfläche eines Halbleiterchips (10) auf einer Seite eines Inselabschnitts (20) eines IC-Trägers und Verbinden der Fläche des Halbleiterchips (10) mit den Leitungsabschnitten (30) des IC-Trägers mit mehreren Bonddrähten (40) ausgebildet wird, die um den Halbleiterchip (10) angeordnet sind, mit Harz (60) in einem Zustand vergossen wird, in dem Abschnitte der Leitungsabschnitte (30) freigelegt sind, wobei die in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung (200) umfasst: eine Einspritzmarkierung (62) des Harzes (60), die an einer Endfläche (61) des Harzes positioniert ist, die der Fläche des Halbleiterchips (10) gegenüberliegt.
  7. Die in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung (200) nach Anspruch 6, ferner mit einer Stützplatte (50) zum Stützen des Inselabschnitts (20), die an der anderen Seite des Inselabschnitts (20) angeordnet ist.
  8. Die in Harz eingegossene Halbleitervorrichtung (200) nach Anspruch 6, ferner mit einem ausgespartem Abschnitt (63), der in der Endfläche (61) des Harzes (60) angeordnet ist, wobei das Obere der Einspritzmarkierung (62) niedriger als die Endfläche (61) ist.
DE102004017197A 2003-04-08 2004-04-07 Verfahren um eine Halbleitervorrichtung mit Harz einzugiessen, mit Harz eingegossene Halbleitervorrichtung und Druckgießform zum Eingiessen der Halbleitervorrichtung mit Harz Ceased DE102004017197A1 (de)

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