JP2000094477A - トランスファモールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は基板に搭載された個片化された半導体
素子に樹脂パッケージを形成するトランスファモールド
装置に関し、樹脂パッケージの形成効率を向上すること
を課題とする。 【解決手段】個片化された半導体素子４４が搭載された
基板４５を金型２１にクランプし、金型２１に形成され
たキャビティ２４内に樹脂を注入することにより封止パ
ッケージ４６をトランスファモールドするトランスファ
モールド装置において、金型２１を構成する上型２２及
び下型２３の夫々のクランプ面に、前記トランスファモ
ールド時に発生する余剰樹脂４８がクランプ面に付着す
ることを防止するフィルム２８，２９を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトランスファモール
ド装置に係り、特に基板に搭載された個片化された半導
体素子に樹脂パッケージを形成するトランスファモール
ド装置に関する。近年、半導体装置は小型化が進み、パ
ッケージ形状が半導体素子と略同一形状まで小型化され
たＣＳＰ(Chip Size Package) やμＢＧＡ(Ball Grid A
rray) が注目されるようになってきている。

【０００２】また、半導体装置には低コスト化の要求も
あり、半導体装置の製造工程の効率化を図る必要があ
る。よって、半導体装置の製造工程の一つである樹脂パ
ッケージの製造工程においても、パッケージの形成効率
の向上が望まれている。一般に、樹脂パッケージはトラ
ンスファモールド装置を用いて形成されており、よって
トランスファモールド装置による樹脂パッケージの形成
効率の向上が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】一般に、ＣＳＰ，μＢＧＡは、基板に半
導体素子（チップ）を搭載し、基板と半導体素子とをワ
イヤ，バンプ等により電気的に接続した後、半導体素子
を樹脂パッケージにより封止した構成とされている。ま
た、この樹脂パッケージを形成する方法としては、複
数の半導体素子を１枚の大きな基板に実装した後、この
複数の半導体素子に一括的に樹脂パッケージを形成し、
その後に個々の半導体装置に切断する方法（以下、一括
形成法という）と、予め半導体素子を個片化してお
き、この個片化した半導体素子に所定の検査を行なった
後に同じく個片化された基板に搭載し、その後に個々樹
脂パッケージを形成する方法（以下、個片化形成法とい
う）が知られている。

【０００４】上記した一括形成法の場合、複数の半導体
装置を一括的に形成することができるが、半導体装置が
完成した後に試験を行なうため、仮に基板に不良がある
と樹脂パッケージも含めて廃棄する必要があり不経済で
ある。これに対し、個片化形成法では、良品基板のみに
樹脂パッケージの形成を行なうため、一括形成法のよう
な不都合はなく、歩留り及び経済性の向上を図ることが
できる。

【０００５】また、個片化形成法を用いて半導体装置を
製造する場合、個片化された半導体装置及び基板は微小
であるため、従来では図１に示すように半導体素子１が
搭載された基板２をリードフレーム３に装着することが
行なわれている。そして、樹脂パッケージを形成するト
ランスファモールド装置の金型にこのリードフレーム３
を装着し、トランスファモールドを行なうことにより樹
脂パッケージを形成していた。

【０００６】しかるに、図１に示されるようなリードフ
レーム３を用いた樹脂パッケージの形成方法では、リー
ドフレーム３が高価であり、また半導体素子１を搭載し
た基板をリードフレーム３に取り付け及び取り外す作業
が必要となり、製造される半導体装置の製品コストが上
昇してしまうという問題点がある。具体的な樹脂パッケ
ージ９の製造方法としては、先ず金型４を構成する上型
５と下型６の間に半導体素子１を搭載した基板２をクラ
ンプする。この際、基板２は下型６に形成されている下
型キャビティ８内に装着される。続いて、上型５に形成
されている上型キャビティ７内に樹脂パッケージ９とな
る樹脂を注入し半導体素子１をオーバーモールドする。
続いて、樹脂パッケージ９が形成された基板２を金型４
から離型し、所定の外部接続端子を形成することにより
半導体装置が完成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記したよ
うに個片化された基板２は小さいため、金型４が基板２
をクランプするクランプ面積も必然的に小さくなり、よ
って確実なクランプを行なうことが困難となる。また、
図２に示されるように、基板２に厚み誤差等が存在する
場合、上型５と下型６との間に間隙１０が形成されてし
まう。

【０００８】この状態においてトランスファーモールド
を行なうと、この間隙１０にも樹脂は進行して樹脂パッ
ケージ９に対し不要な樹脂部分（以下、これを余剰樹脂
１１という）が形成されてしまう。この余剰樹脂１１は
離型時に上型５或いは下型６に残存してしまい、よって
金型４は余剰樹脂１１により汚れてしまう。このため、
１回の樹脂パッケージ９の形成処理毎に余剰樹脂１１を
除去する作業が必要となり、樹脂パッケージ９の形成効
率が低下してしまうという問題点があった。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、樹脂パッケージの形成効率を向上しうるトランス
ファモールド装置を提供するとを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。請求項１記載の発明は、ウェーハを
切断することにより個片化された半導体素子が搭載され
た基板をキャビティが形成された金型にクランプし、前
記キャビティ内に樹脂を注入することにより前記半導体
素子を封止する封止パッケージをトランスファモールド
するトランスファモールド装置において、前記金型を構
成する上型及び下型の夫々のクランプ面に、前記トラン
スファモールド時に発生する余剰樹脂が前記クランプ面
に付着することを防止するフィルムを配設し、かつ、前
記上型或いは前記下型の少なくとも一方を分割型とし、
前記分割型を組み合わせる時、前記フィルムを前記分割
型間に挟み込み密着固定する構成としたことを特徴とす
るものである。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、前記請求項
１記載のトランスファモールド装置において、前記キャ
ビティに対応した形状を有しており、前記キャビティ内
に挿入させることにより、前記フィルムを前記キャビテ
ィの形状に対応した形状に成形するフィルム成形用治具
を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】更に、請求項３記載の発明は、前記請求項
１又は２記載のトランスファモールド装置において、前
記金型に前記フィルムを前記キャビティの内壁に向け吸
引する吸引孔を形成たことを特徴とするものである。上
記した各手段は、次のように作用する。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、金型を構成
する上型及び下型の夫々のクランプ面に、トランスファ
モールド時に発生する余剰樹脂がクランプ面に付着する
ことを防止するフィルムを配設することにより、個片化
された半導体素子に樹脂モールドを行なうことにより樹
脂洩れが発生し余剰樹脂が発生しても、これにより金型
が汚れることを防止することができる。よって、従来必
要とされた余剰樹脂の除去作業が不要となり、樹脂パッ
ケージの形成効率を向上させることができる。

【００１４】また、上型或いは下型の少なくとも一方を
分割型とし、分割型を組み合わせる時にフィルムを分割
型間に挟み込み密着固定することにより、フィルムに弛
みが発生することを防止でき、成形される樹脂パッケー
ジの精度の向上を図ることができる。また、請求項２記
載の発明によれば、キャビティに対応した形状を有した
フィルム成形用治具を設け、このフィルム成形用治具を
キャビティ内に挿入させ、フィルムをキャビティの形状
に対応した形状に成形することにより、シート状であっ
たフィルムはキャビティに対応した形状となる。即ち、
フィルムはキャビティの内壁に密着した状態となる。よ
って、金型にフィルムを配設しても、精度の高い樹脂パ
ッケージを形成することが可能となる。

【００１５】更に、請求項３記載の発明によれば、金型
に吸引孔を形成し、フィルムをキャビティの内壁に向け
吸引する構成としたことにより、フィルムは強制的にキ
ャビティの内壁に密着されるため、更に精度の高い樹脂
パッケージを形成することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図３は、本発明の一実施例であ
るトランスファモールド装置２０の要部構成図である。
同図に示すように、トランスファモールド装置２０は、
大略すると金型２１，上型用フィルム２８，下型用フィ
ルム２９，上型用フィルム成形治具３５（以下、上型用
治具という），及び下型用フィルム成形治具３６（以
下、下型用治具という）等により構成されている。

【００１７】このトランスファモールド装置２０は、図
９に示すように、個片化された半導体素子４４が搭載さ
れた基板４５が装着され、この基板４５上に半導体素子
４４を封止する樹脂パッケージ４６を形成するものであ
る。金型２１は、上型２２と下型２３とにより構成され
ている。この金型２１は図示しないプレス装置に装着さ
れており、トランスファモールド時以外は、上型２２と
下型２３とは離間した状態となっており、またトランス
ファモールド時には上型２２は下型２３に向け移動し、
上型２２と下型２３とがクランプした状態においてトラ
ンスファモールドが行なわれる構成とされている。

【００１８】上型２２は、図３に加え図４，図７に示す
ように、上型クランプ面４９に上型キャビティ２４，ゲ
ート３９，及びランナ４０が形成された構成とされてい
る。上型キャビティ２４は、形成される樹脂パッケージ
４６（図９参照）に対応した形状とされている。また、
ゲート３９は、後述する下型２３に形成されたプランジ
ャ４１と対向するよう形成されており、プランジャ４１
からの樹脂はゲート３９に供給され、ゲート３９を介し
て各上型キャビティ２４に供給される。また、上型２２
には複数の上型用吸引孔２６が形成されており、この上
型用吸引孔２６は図示しない吸引装置に接続されてい
る。この上型用吸引孔２６は、図８に示すように、上型
キャビティ２４の内部にも複数形成されており、特に上
型キャビティ２４の内周縁２４ａに沿うよう形成されて
いる。

【００１９】更に、本実施例では、上型２２を複数の分
割型２２Ａ〜２２Ｃからなる構成としている。即ち、上
型２２は、図４（Ｂ）に示す分割位置３７，３８により
図中矢印Ｚで示す方向に分割できる構成となっている。
下型２３は、図３に加え図５に示すように、下型クラン
プ面５０に下型キャビティ２５及びプランジャ４１が形
成された構成とされている。下型キャビティ２５は、半
導体素子４４が搭載された基板４５の形状に対応した形
状とされている（図９参照）。

【００２０】また、プランジャ４１は樹脂パッケージ４
６となる樹脂が注入される部位であり、このプランジャ
４１に注入された樹脂は、前記した上型２２に設けられ
たゲート３９に供給され、ゲート３９を介して各上型キ
ャビティ２４に供給される。また、下型２３には複数の
下型用吸引孔２７が形成されており、この下型用吸引孔
２７も図示しない吸引装置に接続されている。この下型
用吸引孔２７は、前記した上型用吸引孔２６と同様に下
型キャビティ２５の内部にも複数形成されている。

【００２１】尚、上記した上型２２は複数の分割型２２
Ａ〜２２Ｃからなる構成としたが、本実施例では下型２
３は分割型構造とはしていない。しかるに、下型２３を
上型２２と同様に分割型構造とすることも可能である。
上型用フィルム２８は耐熱性を有した樹脂テープであ
り、図１及び図４に示すように、上型２２の上型クラン
プ面４９と対向するよう配設されている。この上型用フ
ィルム２８は、供給側が供給リール３１に巻回されてお
り、排出側が巻き取りリール３３に巻回されている。ま
た、上型用フィルム２８は、上型２２に形成されたゲー
ト３９の配設位置には配設されていない。よって、上型
用フィルム２８は、ゲート３９の形成位置を挟んで２本
配設された構成となっている。

【００２２】供給リール３１及び巻き取りリール３３
は、図示しない駆動装置により回転する構成とされてい
る。よって、この駆動装置が駆動することにより、上型
用フィルム２８は供給リール３１から巻き取りリール３
３に向け移動しうる構成となっている。下型用フィルム
２９も耐熱性を有した樹脂テープであり、図１及び図５
に示すように、下型２３の上型クランプ面５０と対向す
るよう配設されている。この下型用フィルム２９も供給
側が供給リール３２に巻回され、排出側が巻き取りリー
ル３４に巻回されている。また、下型用フィルム２９
は、下型２３に形成されたプランジャ４１の配設位置に
は配設されていない。よって、下型用フィルム２９は、
プランジャ４１の形成位置を挟んで２本配設された構成
となっている。

【００２３】また、供給リール３２及び巻き取りリール
３４は、図示しない駆動装置により回転する構成とされ
ており、この駆動装置が駆動することにより下型用フィ
ルム２９は供給リール３２から巻き取りリール３４に向
け移動しうる構成となっている。尚、本実施例におい
て、上型２２に形成されたゲート３９の配設位置に上型
用フィルム２８を配設せず、かつ下型２３に形成された
プランジャ４１の配設位置に下型用フィルム２９を配設
しない構成としたのは、この位置に各フィルム２８，２
９を設けるとプランジャ４１から供給される樹脂をゲー
ト３９に供給することができなくなってしまうからであ
る。

【００２４】上型用治具３５は、図示しない移動装置に
より上型２２に向け移動可能な構成となっている。ま
た、上型用治具３５には複数の凸部３５ａが形成されて
おり、この凸部３５ａは上型２２に形成されている上型
キャビティ２４の配設位置及び形状に対応した構成とな
っている。具体的には、凸部３５ａは上型キャビティ２
４内に挿入しうる構成となっている。

【００２５】下型用治具３６も図示しない移動装置によ
り下型２３に向け移動可能な構成となっている。また、
下型用治具３６には複数の凸部３６ａが形成されてお
り、この凸部３６ａは下型２３に形成されている下型キ
ャビティ２５の配設位置及び形状に対応した構成となっ
ている。具体的には、凸部３６ａは下型キャビティ２５
内に挿入しうる構成となっている。

【００２６】続いて、上記構成とされたトランスファモ
ールド装置２０を用い、半導体素子４４を搭載した基板
４５上に樹脂パッケージ４６を形成する手順について説
明する。樹脂パッケージ４６を形成するには、先ず各供
給リール３１，３２及び巻き取りリール３３，３４を駆
動することにより、上型２２と対向する上型用フィルム
２８及び下型２３と対向する下型用フィルム２９を新規
なものとする。この際、上型２２に設けられた上型吸引
孔２６、及び下型２３に設けられた下型吸引孔２７は吸
引処理は行なっていない。

【００２７】続いて、上型２２を前記した分割位置３
７，３８で分割し、図７に示すように、上型用フィルム
２８の一部を分割位置３７，３８内に挿入する。そし
て、再び各分割型２２Ａ〜２２Ｃを組み合わせ上型２２
を形成する。このように、上型２２を分割型とし、分割
型２２Ａ〜２２Ｃを組み合わせる時に上型用フィルム２
８を挟み込むことにより、上型用フィルム２８を上型２
２に密着させた状態で固定することができる。これによ
り、上型用フィルム２８に弛みが発生することを防止で
き、成形される樹脂パッケージ４６の精度の向上を図る
ことができる。

【００２８】特に、上型２２に形成された上型キャビテ
ィ２４は樹脂が注入される部位であるため、基板４５が
形成される下型キャビティ２５に比べて上型用フィルム
２８の位置ずれが発生し易い。しかるに、上記のよう
に、上型２２を分割型とすることにより、上型用フィル
ム２８の弛み発生を確実に防止することができる。上記
のように各フィルム２８，２９の設定が終了すると、続
いて上型用治具３５を上型２２と対向する位置に移動さ
せると共に、下型用治具３６を下型２３と対向する位置
に移動させる。続いて、凸部３５ａが上型２２に形成さ
れた上型キャビティ２４に挿入されるよう上型用治具３
５を上動させると共に、凸部３６ａが下型２３に形成さ
れた下型キャビティ２５に挿入されるよう上型用治具３
６を下動させる。この時、前記した吸引装置を駆動し、
上型２２に形成された上型吸引孔２６、及び下型２３に
形成された上型吸引孔２７を用いて吸引処理を開始す
る。

【００２９】前記したように、上型２２の上型クランプ
面４９には上型用フィルム２８が添接されており、また
下型２３の下型クランプ面５０には下型用フィルム２９
が添接されている。よって、凸部３５ａが上型キャビテ
ィ２４に挿入されることにより、上型用フィルム２８は
上型キャビティ２４内に圧入され上型キャビティ２４の
内壁に密着した状態となる。また、凸部３６ａが下型キ
ャビティ２５に挿入されることにより、下型用フィルム
２９は下型キャビティ２５内に圧入され下型キャビティ
２５の内壁に密着した状態となる。

【００３０】上記の処理が終了すると、上型用治具３５
及び下型用治具３６は、上型２２及び下型２３から離間
する。図６は、この状態を示している。前記したよう
に、上型２２に形成された上型吸引孔２６及び下型２３
に形成された上型吸引孔２７は吸引処理を開始している
ため、上型用治具３５及び下型用治具３６を上型２２及
び下型２３から離間させても、上型用フィルム２８及び
下型用フィルム２９は各キャビティ２４，２５の内壁に
密着した状態を保っている。

【００３１】続いて、上型用治具３５及び下型用治具３
６は、金型２１による樹脂パッケージ４６をトランスフ
ァーモールドするのに邪魔にならない位置まで移動す
る。この状態において、半導体素子４４が搭載された基
板４５を金型２１に装着する。本実施例では、半導体装
置４４は予めウェーハを切断することにより個片化され
たものであり、また基板４５も個片化されたものであ
る。よって、半導体素子４４が搭載された基板４５は、
小さな形状とされている。この基板４５は、下型２３に
形成された下型キャビティ２５内に装着される。

【００３２】上記のように半導体素子４４が搭載された
基板４５が下型キャビティ２５に装着されると、前記し
たプレス装置が駆動され、上型２２は下動して下型２３
にクランプされる。続いて、下型２３のプランジャ４１
から樹脂パッケージ４６となる樹脂が注入され、この樹
脂はゲート３９，ランナ４０を介して上型キャビティ２
４に供給される。

【００３３】前記したように、上型キャビティ２４の形
状は形成しようとする樹脂パッケージ４６の形状に対応
している。よって、上型キャビティ２４に樹脂を供給す
ることにより、基板４５上の半導体素子４４はオーバー
モールドされ、図９に示すように樹脂パッケージ４６が
形成される。この際、上型キャビティ２４の内部及び下
型キャビティ２５の内部には、夫々フィルム２８，２９
が介在することとなるが、各フィルム２８，２９は上型
用治具３５及び下型用治具３６により各キャビティ２
４，２５の形状に対応した形状に成形されている。更
に、上型２２及び下型２３に設けられている各吸引孔２
６，２７は吸引処理を行なっている。よって、各フィル
ム２８，２９は各キャビティ２４，２５の内壁に密着し
た状態となり、よって金型２１にフィルムを配設して
も、精度の高い樹脂パッケージ４６を形成することが可
能となる。

【００３４】ところで、前記したように個片化された基
板４５は小さいため、金型２１が基板４５をクランプす
るクランプ面積も必然的に小さくなり確実なクランプが
困難となる。また、基板４５に厚み誤差が存在すると上
型２２と下型２３との間に間隙が形成されてしまう。図
９は、基板４５の厚み誤差により上型２２と下型２３と
の間に間隙４７が形成された例を示している。このよう
に、間隙４７が形成された状態でトランスファーモール
ドを行なうと、この間隙４７内に樹脂は進行して余剰樹
脂４８が形成されてしまうことは前述した通りである。

【００３５】しかるに、本実施例では上型２２の下型ク
ランプ面４９（上型キャビティ２４を含む）、及び下型
２３の下型クランプ面５０（下型キャビティ２５を含
む）に、夫々上型用及び下型用フィルム２８，２９が配
設されている。この各フィルム２８，２９は、トランス
ファモールド時に発生する余剰樹脂４８が各クランプ面
４９，５０に付着することを防止する機能を奏する。

【００３６】よって、樹脂洩れが発生し余剰樹脂４８が
形成されても、これにより金型２１が汚れることを防止
することができる。これにより、従来必要とされた余剰
樹脂４８の除去作業が不要となり、樹脂パッケージ４６
の形成効率を向上させることができる。尚、樹脂パッケ
ージ４６が形成された後、上型２２と下型２３は分離さ
れ離型処理が行なわれるが、この離型処理時において各
フィルム２８，２９は離型剤と同様の機能を奏し、離型
処理を容易に行なうことができる。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１記載の発
明によれば、樹脂洩れが発生し余剰樹脂が発生しても、
これにより金型が汚れることを防止することができ、よ
って従来必要とされた余剰樹脂の除去作業が不要とな
り、樹脂パッケージの形成効率を向上させることができ
る。

【００３８】また、分割型を組み合わせる時にフィルム
を分割型間に挟み込み密着固定することにより、フィル
ムに弛みが発生することを防止でき、成形される樹脂パ
ッケージの精度の向上を図ることができる。また、請求
項２及び請求項３記載の発明によれば、フィルムはキャ
ビティの内壁に密着した状態となるため、金型にフィル
ムを配設しても、精度の高い樹脂パッケージを形成する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一例である樹脂パッケージの製造方法を
説明するための図である（その１）。

【図２】従来の一例である樹脂パッケージの製造方法を
説明するための図である（その２）。

【図３】本発明の一実施例であるトランスファモールド
装置の要部構成図である。

【図４】本発明の一実施例であるトランスファモールド
装置の上型を説明するための図である。

【図５】本発明の一実施例であるトランスファモールド
装置の下型を説明するための図である。

【図６】本発明の一実施例であるトランスファモールド
装置の上型用治具及び下型用治具を説明するための図で
ある。

【図７】上型を構成する分割型を説明するための図であ
る。

【図８】金型に設けられる吸引孔を説明するための図で
ある。

【図９】本発明の一実施例であるトランスファモールド
装置の樹脂形パッケージ形成状態を示す図である。

【符号の説明】

２０ トランスファモールド装置 ２１ 金型 ２２ 上型 ２２Ａ〜２２Ｃ 分割型 ２３ 下型 ２４ 上型キャビティ ２５ 下型キャビティ ２６ 上型吸引孔 ２７ 下型吸引孔 ２８ 上型用フィルム ２９ 下型用フィルム ３５ 上型用治具 ３６ 下型用治具 ４４ 半導体素子 ４５ 基板 ４６ 樹脂パッケージ ４７ 間隙 ４８ 余剰樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AD05 AD08 AH37 CA12 CB12 CB17 CK42 CP06 CQ01 CQ05 4F206 AD05 AD08 AH37 JA02 JB12 JB17 JF05 JF23 JL02 JQ06 JQ81 5F061 AA01 BA03 CA21 DA02 DA08 EA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを切断することにより個片化さ
   れた半導体素子が搭載された基板をキャビティが形成さ
   れた金型にクランプし、前記キャビティ内に樹脂を注入
   することにより前記半導体素子を封止する封止パッケー
   ジをトランスファモールドするトランスファモールド装
   置において、 前記金型を構成する上型及び下型の夫々のクランプ面
   に、前記トランスファモールド時に発生する余剰樹脂が
   前記クランプ面に付着することを防止するフィルムを配
   設し、 かつ、前記上型或いは前記下型の少なくとも一方を分割
   型とし、前記分割型を組み合わせる時、前記フィルムを
   前記分割型間に挟み込み密着固定する構成としたことを
   特徴とするトランスファモールド装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトランスファモールド装
   置において、 前記キャビティに対応した形状を有しており、前記キャ
   ビティ内に挿入させることにより、前記フィルムを前記
   キャビティの形状に対応した形状に成形するフィルム成
   形用治具を設けたことを特徴とするトランスファモール
   ド装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のトランスファモー
   ルド装置において、 前記金型に前記フィルムを前記キャビティの内壁に向け
   吸引する吸引孔を形成たことを特徴とするトランスファ
   モールド装置。