JP2000195883A - 半導体ウエ―ハの樹脂封止方法 - Google Patents
半導体ウエ―ハの樹脂封止方法Info
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Abstract
止を行う方法を、電極ポスト付きウエ−ハの樹脂封止に
電極ポストの頂上を確実に露出させて優れた歩留りで適
用できるようにする。 【解決手段】電極ポスト21を有する半導体ウエ−ハ2
を樹脂組成物4の加圧成形により電極ポスト21の頂上
を露出させて封止する方法であり、動摩擦係数が0.2
以下のフッ素樹脂フィルムを離型フィルム3として使用
する。
Description
封止をチップに分割するまえのウエ−ハの段階で行う半
導体ウエ−ハの樹脂封止方法に関するものである。
の処理・加工を施したシリコンウエ−ハをチップに分割
し、ワイヤボンディングまたはワイヤレスボンディング
を行った後、チップを金型のキャビティにセットし、ト
ランスファ−成形法等により樹脂で封止している。この
樹脂封止において、金型内面にフッ素樹脂離型フィルム
を介在させることにより離型性を高めて金型クリ−ニン
グ回数の低減による作業能率の向上、金型の長寿命化に
よるコスト低減、エジェクトピンの省略による金型構造
の簡易化等を図ることが公知である(特開平8−197
567号、特開平8−186141号、特開昭60−2
40408号等)。
の製造方法として、ウエ−ハ上に絶縁層(例えば、ポリ
イミド層)を形成し、その表面にスパッタ法等で金属薄
膜を形成し、この金属薄膜を所定のパタ−ンに加工する
と共に電極とパタ−ンとをブリッジで導通させ、このパ
タ−ンに電極ポストを形成し、更に電極ポストの頂上を
露出させて樹脂封止を行い、而るのち、チップに分割す
ることが提案されている〔このチップサイズパッケ−ジ
半導体装置においては、絶縁層(ポリイミド層)と樹脂
封止層との積層体中に電極−ブリッジ−金属薄膜パタ−
ン−電極ポストからなる格子状リード構造が埋設され、
電極ポストの頂上が露出されている〕。
者の試験結果によれば、前記半導体ウエ−ハの樹脂封止
に上記したフッ素樹脂離型フィルムを介在させる方法を
使用すると、往々にして一部の電極ポスト頂上での樹脂
かぶりが観られる。これは、離型フィルムにシワが発生
し、一部の電極ポストの頂上面と離型フィルムとの間に
樹脂が侵入する結果である。
(円形)は周囲が固定され、熱収縮により引張り応力状
態となるが、フィルムの熱収縮性に方向性がないと、そ
の応力分布は中心に対し点対称の単純なパタ−ンとな
る。すなわち、中心から距離rと(r+Δr)とで囲ま
れた部分での半径方向応力δrと周方向応力δcとの平衡
から、
性率)、
周)の応力をδRとすれば、
い連続的に減少していく応力分布である。
は、離型フィルムにシワが発生する可能性は少ない。
脂フィルムについて、そのフィルムを離型フィルムに使
用して半導体ウエ−ハの樹脂封止を行う試験を行ったと
ころ、縦方向と横方向との熱収縮率の差を著しく小さく
したフッ素樹脂フィルムでも、シワ発生が往々にして観
られた。
でのシワ発生の原因につき鋭意究明したところ、フッ素
樹脂離型フィルムの動摩擦係数が強く関与しており、シ
ワ発生の抑制には動摩擦係数の低減が有効であることを
知った。この離型フィルムの動摩擦係数が関与する理由
としては、半導体ウエ−ハの樹脂封止の場合、チップ単
位の樹脂封止の場合とは異なり、金型の樹脂成形空間内
での樹脂の流動距離が長く、この流動樹脂と離型フィル
ムとの接触で離型フィルムに作用する摩擦力が大きくな
り離型フィルムがたぐられる結果であると推定される。
の介在のもとで樹脂封止を行う方法を、電極ポスト付き
ウエ−ハの樹脂封止に電極ポストの頂上を確実に露出さ
せて優れた歩留りで適用できるようにすることにある。
−ハの樹脂封止方法は、電極ポストを有する半導体ウエ
−ハを樹脂組成物の加圧成形により電極ポストの頂上を
露出させて封止する方法であり、動摩擦係数が0.2以
下のフッ素樹脂フィルムを離型フィルムとして使用する
ことを特徴とする構成であり、動摩擦係数が0.2以下
のフッ素樹脂フィルムを離型フィルムには、縦方向及び
横方向の樹脂組成物の加圧成形条件下での寸法収縮率が
5%以下のポリテトロフルオロエチレンフィルムを使用
することが望ましい。上記動摩擦係数は、バ−デンレ−
ベン法による測定値である。
実施の形態について説明する。図1の(イ)〜(ハ)は
本発明に係る半導体ウエ−ハの樹脂封止方法の一例を示
す工程図である。図1において、11は上金型、12は
下金型であり、上下金型とも内蔵ヒ−タにより所望温度
に加熱されている。2は電極ポスト付き半導体ウエ−ハ
であり、電極面側に絶縁層(例えば、ポリイミド層)を
設けこの絶縁層上に金属薄膜のパタ−ンを設けこのパタ
−ンと電極とをブリッジで導通すると共にパタ−ンの所
定位置に電極ポスト21を設けてなる格子状リ−ドを有
する。3は動摩擦係数が0.2以下のフッ素樹脂離型フ
ィルムを示している。
ウエ−ハ2を樹脂封止するには、まず、所望温度に加熱
されている金型を開き、図1の(イ)に示すように下金
型12に半導体ウエ−ハ2を固定すると共に上金型11
にフッ素樹脂離型フィルム3の周囲を固定し(例えば吸
引固定による。周囲のみを固定するのは、フィルムの平
滑性を保持するためである)、半導体ウエ−ハ2上に封
止樹脂組成物4を供給する。この封止樹脂には、半導体
ウエ−ハ2上に載置される定重量のシ−ト状粉末圧縮成
形体、射出機により上下金型間に定量吐出される短円柱
状粉末圧縮成形体等を使用できる。
素樹脂離型フィルム3のセット及び封止樹脂4の供給を
行ったのちは、図1の(ロ)に示すように型を閉じ、封
止樹脂4を加圧成形し、余剰の樹脂をパ−ティクルライ
ンから排出する。この加圧成形の初期に封止樹脂4が加
圧流動され、離型フィルム2に摩擦力が作用し、この摩
擦力が大きいと離型フィルムが伸ばされて伸び方向の先
方にたぐられるが、本発明においてはフッ素樹脂離型フ
ィルムの動摩擦係数を0.2以下の超低摩擦係数にして
あるから、離型フィルムに作用する摩擦力を僅小にして
前記離型フィルムのたぐりを実質的に排除でき、離型フ
ィルムのシワ発生を防止できる。
よるフッ素樹脂離型フィルムの熱収縮が避けられない
が、熱収縮性に方向性がない場合はその応力分布が前記
式またはから推定できるように単純であり、また熱
収縮率が小さい場合は応力自体が小さくなり、これらの
場合はシワ発生に殆ど関与しない。従って、樹脂組成物
の加圧成形条件(例えば180℃×10分)での寸法収
縮率が縦方向及び横方向ともに5%以下、好ましくは3
%以下のフッ素樹脂フィルムを使用することが望まし
い。
て、離型フィルムの縦方向と横方向とで熱収縮率が相当
に異なる場合)や熱収縮率が大きい場合でも、これらに
基づくフッ素樹脂離型フィルムのシワ発生は前記の流動
封止樹脂との摩擦によるシワ発生に較べて僅少であり、
動摩擦係数が0.2以下のフッ素樹脂離型フィルムであ
れば、本発明の目的、すなわち電極ポスト頂上での樹脂
かぶりの防止を充分に達成できる。
例えば180℃×10分で行い封止樹脂を硬化させたの
ち、図1の(ハ)に示すように型を開き、フッ素樹脂離
型フィルムを剥離したうえで樹脂封止半導体ウエ−ハを
取出し、これにて本発明による半導体ウエ−ハの樹脂封
止を終了する。
法によれば、樹脂組成物の加圧成形をフッ素樹脂離型フ
ィルムにシワを発生させることなく行い得、電極ポスト
の頂上面とフッ素樹脂離型フィルムとを最終的に平滑面
で完全に接触させることができ、電極ポストの頂上を樹
脂かぶりを排除して確実に露出させ得、良好な歩留りで
樹脂封止を行うことができる。
ハの電極ポスト側のみを樹脂封止しているが、下金型に
前記動摩擦係数が0.2以下のフッ素樹脂離型フィルム
を固定し、この離型フィルムと半導体ウエ−ハの裏面と
の間にギャップを保持し半導体ウエ−ハの裏面側も樹脂
封止することができる。
以下のフッ素樹脂離型フィルムは、耐熱性キャリアシ−
ト上にフッ素樹脂ディスパ−ジョンを塗布し、これをフ
ッ素樹脂の融点以上の温度で焼成し、ついで焼成フィル
ムをキャリアシ−トから剥離することにより得ることが
できる。この場合、一段加熱で一挙に焼成することもで
きるが、フッ素樹脂ディスパ−ジョンの分散媒の蒸発温
度でまず加熱して分散媒の一部または大部分を蒸発によ
り除去し、次いでフッ素樹脂の融点以上に加熱して焼成
する多段加熱を使用することが好ましい。塗布は浸漬法
の外、スプレ−法、刷毛塗り法等により行うこともでき
る。通常、フッ素樹脂離型フィルムの厚みを所望厚さと
するために、塗布したフッ素樹脂ディスパ−ジョンの加
熱焼成とフッ素樹脂ディスパ−ジョンの塗布とが数回繰
り返えして所望厚みのフッ素樹脂離型フィルムを得る。
行うために、キャリアシ−トにシリコ−ン系等の剥離剤
を塗布することもできる。
脂ディスパ−ジョンの焼成温度に耐え、かつ表面粗さR
a(JIS B0601−1982法による)が0.5
μm以下のプラスチックフィルムであれば適宜のものを
使用でき、例えばポリイミドフィルム、ポリエ−テルエ
−テルケトンフィルム、ポリエ−テルサルホンフィルム
や金属箔を使用できる。
としては、例えば水を使用できる。フッ素樹脂として
は、テトラフルオロエチレン−パ−フルオロアルキルビ
ニルエ−テル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン
等の使用も可能であるが、ポリテトラフロオロエチレン
が離型性に優れているので好適である。このフッ素樹脂
ディスパ−ジョンの固形分濃度は作業性の面から20〜
60重量%、特に40〜60重量%とすることが好まし
い。
以下のフッ素樹脂離型フィルムは、フッ素樹脂のモ−ル
ディングパウダ−、好ましくはポリテトラフロオロエチ
レンモ−ルディングパウダ−を円筒形金型に充填し、こ
れを常温で予備加圧成形し、次いで、フッ素樹脂の融点
以上の温度で焼成して円筒体を得、この円筒体を切削旋
盤で所望厚みのフィルム状に切削することにより得るこ
ともでき、必要に応じ切削加工歪を除去して寸法収縮率
を調整するために加熱処理することができる。
の厚みは加圧力の均一化のために100μm以下、特に
50μm以下とすることが好ましい。
脂と硬化剤、硬化促進剤、可塑剤、着色剤、難燃剤、難
燃助剤、充填剤、離型剤等との粉末混合組成物のシ−ト
状または短円柱状圧縮成形体を使用でき、硬化性樹脂に
はエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
ハにおいてはチップに分割され、チップの実装において
リフロ−法等により電極ポストの露出頂上が回路板の導
体にはんだ付けされる。
脂離型フィルムの縦方向及び横方向の寸法収縮率は、1
80℃雰囲気下で10分間加熱直後の各方向の寸法をL
2、加熱前の同寸法をL1として、(L2 −L1)×10
0%/L1により算出し、フッ素樹脂離型フィルムの動
摩擦係数は、バ−デンレ−ベン法により測定時の接触相
手材として鋼球を使用し荷重量100g、駆動速度60
0mm/minのもとで測定した。
粉末濃度60重量%の水性ディスパ−ジョンを厚さ0.
1mmのポリイミドキャリアシ−トに浸漬塗布し、90
℃×2分の加熱で分散媒(水)を除去し、次いで360
℃×2分の加熱で焼成することを4回繰り返して厚み5
0μmのポリテトラフルオロエチレンフィルムを得、こ
のフィルムを離型フィルムとして使用した。この離型フ
ィルムの動摩擦係数及び寸法収縮率は表1に示す通りで
ある。電極ポスト付きシリコンウエ−ハの直径は5イン
チであり、離型フィルムをこれよりもやや大きい円形に
切断した。封止樹脂には、エポキシ樹脂主剤60重量
部,難燃助剤10重量部,硬化剤30重量部,充填剤2
20重量部,難燃剤5重量部,離型剤1重量部,顔料1
重量部,硬化促進剤1重量部,表面処理剤1重量部から
なる粉末混合組成物のシ−ト状圧縮成形体を使用した。
図1において、上金型及び下金型の加熱温度を180℃
とし、成形圧力30kg/cm2,成形時間120秒の
成形条件で樹脂を硬化させ樹脂封止した。かかる樹脂封
止を20枚のウエ−ハについて行い、その封止状態を調
査したところ、全てのウエ−ハの全電極ポストの頂上が
露出されており、不良率は0であった。
モ−ルディグパウダ−を円筒形金型に充填し、常温で2
00kgf/cm2×1時間にて予備成形し、次いで予
備成形体を380℃×3時間の加熱で焼成し、この円柱
形焼成体を切削旋盤によりフィルム状に切削し、更に3
00℃の熱ロ−ルに1分間接触させ7%延伸する熱処理
で歪み取りを行って厚み50μmのポリテトラフルオロ
エチレンフィルムを得、このフィルムを離型フィルムと
して使用した。この離型フィルムの動摩擦係数及び寸法
収縮率は表1に示す通りである。他は実施例1と同様と
した。この実施例の樹脂封止を20枚のウエ−ハについ
て行い、その封止状態を調査したところ、全てのウエ−
ハの全電極ポストの頂上が露出されており、不良率は0
であった。
に切削したのちでの歪み取りのための熱処理を、300
℃の熱ロ−ルに1分間接触させ10%延伸する処理とし
た以外、実施例2に同じとした。この実施例での離型フ
ィルムの厚みは48μmであり、離型フィルムの動摩擦
係数及び寸法収縮率は表1に示す通りである。この実施
例の樹脂封止を20枚のウエ−ハについて行い、その封
止状態を調査したところ、1枚のウエ−ハに若干の電極
ポストの樹脂かぶりが観察された。しかし、後述の比較
例に較べ優れた合格率である。
ン共重合体(ETFE)ンペレットをTダイ押出し機によ
りダイス温度340℃,リップ間隙0.6mm,引取速
度5m/minの成形条件で押出し成形して厚み50μ
mのETFEフィルムを得、このフィルムを離型フィル
ムとして使用した。この離型フィルムの動摩擦係数及び
寸法収縮率は表1に示す通りである。他は実施例1と同
様とした。この比較例の樹脂封止を20枚のウエ−ハに
ついて行い、その封止状態を調査したところ、6枚のウ
エ−ハに電極ポストの樹脂かぶりが観察された。
(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン
共重合体)フィルムを離型フィルムとして使用した。こ
の離型フィルムの動摩擦係数及び寸法収縮率は表1に示
す通りである。他は実施例1と同様とした。
について行い、その封止状態を調査したところ、4枚の
ウエ−ハに電極ポストの樹脂かぶりが観察された。
縦方向寸法収縮率及び横方向寸法収縮率が小またはその
差が小であっても、フッ素樹脂離型フィルムの動摩擦係
数が大(0.2を越える値)であれば、電極ポスト頂上
の樹脂かぶりの発生頻度が高くなることが明らかであ
り、実施例3から、フッ素樹脂離型フィルムの縦方向寸
法収縮率及び横方向寸法収縮率が大またはその差が大
(実施例3では8%の差)であっても、フッ素樹脂離型
フィルムの動摩擦係数が小(0.2以下)であれば、電
極ポスト頂上の樹脂かぶりの発生を効果的に防止できる
ことが明らかである。従って、フッ素樹脂離型フィルム
の動摩擦係数の低減がフッ素樹脂離型フィルムの寸法収
縮率を小または寸法収縮の方向性を無くするよりもウエ
−ハの電極ポスト頂上の樹脂かぶりの防止に有効に寄与
することが推定される。
0.2以下のフッ素樹脂フィルムを離型フィルムに使用
して半導体ウエ−ハを樹脂封止しており、電極ポスト頂
上の樹脂かぶりを排除して優れた歩留まりで樹脂封止で
きる。
導体ウエ−ハを電極ポストの頂上を露出させて樹脂組成
物の加圧成形により封止する場合、離型フィルムを使用
するにもかかわらず、電極ポスト頂上の樹脂かぶりを排
除して優れた歩留まりで樹脂封止でき、その結果、金型
クリ−ニング回数の低減による作業能率の向上、金型の
長寿命化によるコスト低減、エジェクトピンの省略によ
る金型構造の簡易化等を図ることができる。
一例を示す図面である。
Claims (3)
- 【請求項1】電極ポストを有する半導体ウエ−ハを樹脂
組成物の加圧成形により電極ポストの頂上を露出させて
封止する方法であり、動摩擦係数が0.2以下のフッ素
樹脂フィルムを離型フィルムとして使用することを特徴
とする半導体ウエ−ハの樹脂封止方法。 - 【請求項2】電極ポストを有する半導体ウエ−ハを樹脂
組成物の加圧成形により電極ポストの頂上を露出させて
封止する方法であり、動摩擦係数が0.2以下で、かつ
樹脂組成物の加圧成形条件下での縦方向及び横方向の寸
法収縮率が5%以下のフッ素樹脂フィルムを離型フィル
ムとして使用することを特徴とする半導体ウエ−ハの樹
脂封止方法。 - 【請求項3】フッ素樹脂フィルムがポリテトロフルオロ
エチレンフィルムである請求項1または2記載の半導体
ウエ−ハの樹脂封止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10369618A JP2000195883A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 半導体ウエ―ハの樹脂封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10369618A JP2000195883A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 半導体ウエ―ハの樹脂封止方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000195883A true JP2000195883A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18494896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10369618A Pending JP2000195883A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 半導体ウエ―ハの樹脂封止方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2000195883A (ja) |
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