JP2000252310A - モールド方法および装置ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜配線基板を用いた半導体装置のモールド
時のチップクラックの発生を防止してモールドの安定化
とモールド品質の向上とを図る。 【解決手段】 モールド金型１１の上金型３および下金
型４には、ＣＳＰの封止部に対応したキャビティ３ａ，
４ａが形成され、その上金型３には、キャビティ３ａの
一部を形成するテープ基板支持面３ｂに開口する吸引孔
３ｃが設けられており、半導体チップ２０の樹脂封止を
行う際のレジン注入時には、モールド装置に設けられた
基板吸引部１３により、吸引孔３ｃを介してテープ基板
２１を吸引して上金型３のテープ基板支持面３ｂにテー
プ基板２１を密着させてレジン注入を行い、これによ
り、チップクラックの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特に、薄膜配線基板を用いた半導体装置における
樹脂封止時のチップクラックの防止に適用して有効な技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】小形の半導体装置の一例として、半導体チ
ップとほぼ同じ、または、それより僅かに大きい程度の
外形サイズに形成されたＣＳＰ（Chip Scale Package)
と呼ばれる半導体パッケージが知られている。

【０００４】前記ＣＳＰにおいては、種々の構造のもの
が考案されているが、そのうち外部端子としてはんだボ
ール（バンプ電極）を有したファインピッチの小形のＢ
ＧＡ（Ball Grid Array)タイプのものがある。

【０００５】さらに、前記小形ＢＧＡタイプのＣＳＰで
は、半導体チップを搭載する実装基板として、ポリイミ
ドテープなどのテープ基材からなる薄膜配線基板を用い
るものが多く、それらは、小形バンプを用いたフリップ
チップ接続によって半導体チップを薄膜配線基板に実装
するタイプと、薄膜配線基板にマウント後、その基板電
極であるリード部と半導体チップの表面電極とをワイヤ
ボンディングによって電気的に接続するタイプとに大別
される。

【０００６】また、前記ＣＳＰの樹脂封止には、ポッテ
ィング方式とトランスファーモールド方式とがあるが、
コスト低減化を狙った場合、後者のトランスファーモー
ルド方式を用いることが多い。

【０００７】トランスファーモールド方式は、粉末状も
しくはタブレット状の封止用樹脂を加熱・加圧させた
後、モールド金型のキャビティに注入し、これを硬化さ
せてパッケージ化するものであり、金型への樹脂注入を
低速で行うことにより、モールド品質を一定に保つこと
ができ、さらに、比較的低コストで大量に生産すること
ができるという特徴がある。

【０００８】なお、前記ＣＳＰでは、その薄膜配線基板
の裏面に外部端子としてはんだボールが取り付けられる
ため、薄膜配線基板のチップ支持面側にのみ封止部が形
成される。すなわち、前記ＣＳＰは、片面モールドの構
造となる。

【０００９】ここで、種々のＣＳＰ（ＢＧＡを含む）に
ついては、例えば、日刊工業新聞社、１９９７年３月１
日発行、「表面実装技術１９９７年３月号Ｖｏｌ.7，Ｎ
ｏ.3」、２〜９頁に記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術の薄膜配線基板を用いたＣＳＰにおいて、薄膜配線基
板はポリイミドテープなどの軟らかい基材によって形成
されているため、片面モールドを行う際、ダイボンドを
行う以前の基板単体の段階で凹凸や反りが形成されてい
る場合があり、さらに、ダイボンド後にもこの変形が残
存することがある。

【００１１】また、ダイボンドキュア後のペースト材の
収縮により、薄膜配線基板に撓みが発生する。

【００１２】したがって、片面モールドにおいて薄膜配
線基板の反りや撓みが大きいと、モールド時に、モール
ド金型の薄膜配線基板支持面と薄膜配線基板の外部端子
取り付け面との間に隙間が形成され、その結果、封止用
樹脂注入時には、この隙間が封止用樹脂の注入圧力によ
り潰される。

【００１３】これにより、前記隙間が無くなって薄膜配
線基板が平坦に戻ろうとする応力が半導体チップの裏面
（主面と反対側の面）に掛かるため、その結果、半導体
チップの裏面側からチップクラックが形成されることが
問題となる。

【００１４】本発明の目的は、薄膜配線基板を用いた半
導体装置のモールド時のチップクラックの発生を防止し
てモールドの安定化とモールド品質の向上とを図るモー
ルド方法および装置ならびにそれを用いた半導体装置の
製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１７】すなわち、本発明のモールド方法は、半導
体装置の封止部に対応したキャビティを形成する薄膜配
線基板支持面に開口した吸引孔が設けられたモールド金
型を備えるモールド装置を準備する工程と、半導体チッ
プが搭載された前記薄膜配線基板を前記モールド金型の
前記キャビティに配置する工程と、前記半導体チップが
搭載された前記薄膜配線基板を前記吸引孔を介して吸引
して、前記モールド金型の前記薄膜配線基板支持面に前
記薄膜配線基板を密着させる工程と、前記薄膜配線基板
を前記薄膜配線基板支持面に密着させた後、前記モール
ド金型を構成する第１金型と第２金型の型締めを行う工
程と、型締め後、前記薄膜配線基板を前記薄膜配線基板
支持面に密着させた状態で前記キャビティに封止用樹脂
を供給して前記半導体チップをモールドする工程と、前
記封止用樹脂の硬化後、前記薄膜配線基板の吸引を解放
して前記モールド金型から前記封止部が形成された前記
薄膜配線基板を取り出す工程とを有するものである。

【００１８】さらに、本発明のモールド装置は、半導体
装置の封止部に対応したキャビティが形成され、前記キ
ャビティを形成する薄膜配線基板支持面に開口した吸引
孔が設けられたモールド金型と、半導体チップが搭載さ
れた薄膜配線基板を前記モールド金型の前記薄膜配線基
板支持面に支持した際に、前記吸引孔を介して前記薄膜
配線基板を吸引する基板吸引部とを有し、前記半導体チ
ップの樹脂封止を行う際に、前記半導体チップが搭載さ
れた前記薄膜配線基板を前記基板吸引部によって前記吸
引孔を介して吸引して、前記モールド金型の前記薄膜配
線基板支持面に前記薄膜配線基板を密着させて樹脂封止
を行うものである。

【００１９】これにより、薄膜配線基板支持面と薄膜配
線基板との間に隙間が形成されることがないため、封止
用樹脂注入時に半導体チップに樹脂圧力が掛かった際に
も、半導体チップが変形するような応力は掛からない。

【００２０】したがって、モールド時のチップクラック
の発生を防ぐことができる。

【００２１】その結果、半導体装置の製造においてモー
ルドの安定化を図ることができるとともに、半導体装置
の封止部のモールド品質の向上を図ることができる。

【００２２】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
前記モールド装置を用いたものであり、主面に半導体集
積回路が形成された半導体チップを準備する工程と、前
記半導体チップを搭載可能な薄膜配線基板を準備する工
程と、前記半導体チップと前記薄膜配線基板とを接合す
る工程と、前記半導体チップの表面電極と前記薄膜配線
基板の基板電極とを電気的に接続する工程と、キャビテ
ィを形成する薄膜配線基板支持面に開口した吸引孔が設
けられたモールド金型の前記キャビティに前記半導体チ
ップが搭載された前記薄膜配線基板を配置した後、前記
吸引孔を介して前記薄膜配線基板を吸引して前記モール
ド金型の薄膜配線基板支持面に前記薄膜配線基板を密着
させ、その後、前記モールド金型の型締めを行って前記
薄膜配線基板支持面に前記薄膜配線基板を密着させた状
態で前記キャビティに封止用樹脂を供給して前記半導体
チップを樹脂封止する工程と、前記薄膜配線基板の外部
端子取り付け面に前記半導体チップの表面電極と電気的
に接続させて外部端子を取り付ける工程とを有するもの
である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２４】図１は本発明のモールド装置の構造の実施
の形態の一例を示す外観斜視図、図２は図１に示すモー
ルド装置のモールド金型および吸引制御系の構造の一例
を示す部分断面図、図３は図１に示すモールド装置によ
って樹脂封止された半導体装置の一例であるＣＳＰの構
造を示す断面図、図４は本発明の半導体装置の製造方法
の実施の形態の一例を示す製造プロセス図、図５は図４
に示す半導体装置の製造方法におけるモールド工程の一
例を示すモールドプロセス図、図６は本発明の半導体装
置の製造方法に対する比較例の半導体装置の製造方法を
示す図であり、（ａ）はテープ基板の断面図、（ｂ）は
ダイボンド後の半導体チップとテープ基板の断面図、
（ｃ）は金型セット時のモールド金型とワークの部分断
面図、（ｄ）はワークのチップクラック状態を示す部分
断面図である。

【００２５】図１に示す本実施の形態のモールド装置
は、薄膜配線基板であるテープ基板２１を用いて製造さ
れる樹脂封止形の半導体装置の組み立て工程において、
図２に示す半導体チップ２０をモールドによって樹脂封
止するものであり、本実施の形態では、マルチポット形
のトランスファー式のモールド装置を取り上げて説明す
る。

【００２６】なお、前記モールド装置によって樹脂封止
（モールド）が行われる半導体装置は、例えば、図３に
示すＣＳＰ１９であり、このＣＳＰ１９は、ポリイミド
テープなどからなるテープ基板２１（薄膜配線基板）を
用いて組み立てられるものである。その際、ＣＳＰ１９
のテープ基板２１の裏面、つまり、半導体チップ２０を
搭載する面と反対側の面（以降、この面をバンプ取り付
け面２１ａ（外部端子取り付け面）と呼ぶ）には、外部
端子となる複数のバンプ電極２３が取り付けられる。

【００２７】したがって、テープ基板２１のバンプ取り
付け面２１ａには、封止部２２を形成することができな
いため、テープ基板２１の半導体チップ２０を搭載する
面側のみにおいて樹脂封止（モールド）を行う。

【００２８】すなわち、前記モールド装置に設けられた
モールド金型１１は、テープ基板２１の片面側のみにお
いてモールドを行う片面モールドタイプのものである。

【００２９】図１に示すモールド装置の構成は、上側に
配置された第１金型である上金型３およびこれと一対を
成す第２金型である下金型４を備えたモールド金型１１
（図２参照）と、モールド金型１１が設けられた樹脂成
形部５と、ワーク１２（ここでは、ダイボンディングと
ワイヤボンディングとを終えたテープ基板２１）を樹脂
成形部５に搬入するローダ１と、ワーク１２を樹脂成形
部５から取り出すアンローダ２とを備えており、前記モ
ールド装置において、半導体チップ２０が搭載されたテ
ープ基板２１は、図１に示すローダ１から樹脂成形部５
に搬入され、この樹脂成形部５において半導体チップ２
０などが樹脂封止される。なお、モールド後、樹脂成形
を終了したワーク１２は、アンローダ２に搬出されてこ
こに収容される。

【００３０】なお、モールド金型１１の上金型３および
下金型４には、ＣＳＰ１９の封止部２２に対応したキャ
ビティ３ａ，４ａが形成され、これらキャビティ３ａ，
４ａが合わさると封止部２２の形状を成す。

【００３１】さらに、上金型３には、そのキャビティ３
ａの一部を形成するテープ基板支持面３ｂ（薄膜配線基
板支持面）に開口する吸引孔３ｃが設けられている。

【００３２】また、本実施の形態のモールド装置には、
ワーク１２（半導体チップ２０が搭載されたテープ基板
２１）をモールド金型１１のテープ基板支持面３ｂに支
持した際に吸引孔３ｃを介してテープ基板２１を吸引す
る基板吸引部１３が設けられている。

【００３３】なお、吸引孔３ｃは、その一端が、上金型
３のテープ基板支持面３ｂに排気通路１８を介して開口
し、他端が基板吸引部１３に接続されている。

【００３４】したがって、前記モールド装置は、半導体
チップ２０の樹脂封止を行う際に、ワーク１２を基板吸
引部１３によって吸引孔３ｃを介して吸引して、モール
ド金型１１のテープ基板支持面３ｂにテープ基板２１を
密着させて樹脂封止を行うものであり、テープ基板２１
のバンプ取り付け面２１ａを上金型３のテープ基板支持
面３ｂに密着させるため、図６（ｃ）に示す比較例のよ
うなテープ基板２１とテープ基板支持面３ｂとの間の隙
間２６は形成されない。

【００３５】なお、吸引孔３ｃは、テープ基板２１のバ
ンプ取り付け面２１ａの半導体チップ２０に対応したチ
ップ領域２１ｆ（図３参照）を、テープ基板支持面３ｂ
に密着させるように上金型３に設けられていればよい。

【００３６】したがって、上金型３の１つのキャビティ
３ａに対して、テープ基板２１のバンプ取り付け面２１
ａのチップ領域２１ｆ内に開口する少なくとも１つの吸
引孔３ｃが設けられていればよいが、１つのキャビティ
３ａに応じて設けられる吸引孔３ｃの数は、特に限定さ
れるものではなく、複数個設けられていてもよい。

【００３７】本実施の形態のモールド装置のモールド金
型１１では、１つのキャビティ３ａに１つの吸引孔３ｃ
が設けられている場合を示している。

【００３８】さらに、吸引孔３ｃの開口部の形状は、円
形であってもよく、あるいは、多角形などであってもよ
い。

【００３９】また、基板吸引部１３には、図２に示すよ
うに、吸引孔３ｃを介してテープ基板２１を吸引する真
空排気手段である真空ポンプ１５と、真空ポンプ１５と
吸引孔３ｃとの接続通路１６ｃの開閉を行う弁部材であ
る電磁弁１６と、電磁弁１６の開閉動作を行う制御部１
７とが設置されている。

【００４０】さらに、電磁弁１６には、圧縮ばね１６ａ
とソレノイド１６ｂとが設けられている。

【００４１】したがって、基板吸引部１３によってテー
プ基板２１のバンプ取り付け面２１ａを吸引する際に
は、まず、モールド金型１１内に、ワーク１２（半導体
チップ２０の搭載を終えたテープ基板２１）におけるテ
ープ基板２１のバンプ取り付け面２１ａを上金型３のテ
ープ基板支持面３ｂと対向させて配置する。

【００４２】その後、制御部１７によって接続通路１６
ｃにおける電磁弁１６を開いた状態とし、この状態で真
空ポンプ１５によって吸引孔３ｃを介してキャビティ３
ａ，４ａの真空排気を行うことにより、テープ基板２１
のバンプ取り付け面２１ａを吸引することができ、これ
により、上金型３のテープ基板支持面３ｂにテープ基板
２１のバンプ取り付け面２１ａを密着させることができ
る。

【００４３】なお、テープ基板２１の吸引を停止する際
には、制御部１７によって電磁弁１６を閉じた状態に動
作させ、これにより、吸引を停止させる。

【００４４】ここで、電磁弁１６の開閉動作は、制御部
１７によってソレノイド１６ｂを動作させ、さらに、予
め電磁弁１６に取り付けられた圧縮ばね１６ａとの動作
により、接続通路１６ｃの開閉を行うものである。

【００４５】なお、本実施の形態では、前記弁部材とし
て電磁弁１６の場合を取り上げて説明しているが、前記
弁部材は、制御部１７の制御により接続通路１６ｃの開
閉を行うものであれば、他の弁部材であってもよい。

【００４６】また、本実施の形態のモールド装置におけ
る制御部１７は、電磁弁１６の開閉動作を制御するもの
であるが、この制御部１７は、電磁弁１６の開閉動作の
制御の他に、真空ポンプ１５の排気動作を制御するもの
であってもよく、さらに、上金型３や下金型４の昇降動
作や、封止用樹脂６の注入動作などを制御するものであ
ってもよい。

【００４７】また、モールド金型１１の上金型３には、
吸引孔３ｃと繋がった溝状の複数の排気通路１８が形成
されており、かつそれぞれの排気通路１８がテープ基板
支持面３ｂに開口して形成されている。

【００４８】ここで、図２に示すモールド金型１１にお
ける溝状の排気通路１８は、例えば、上金型３のキャビ
ティ３ａを形成するテープ基板支持面３ｂにおいて、吸
引孔３ｃを中心としてほぼ同心円上に複数個形成されて
おり、それら排気通路１８は吸引孔３ｃに繋がってい
る。

【００４９】なお、溝状の排気通路１８の形状は、前記
同心円上に限定されるものではなく、上金型３のテープ
基板支持面３ｂにおいて格子状に形成されていてもよ
く、もしくは、蜂の巣状などに形成されていてもよい。

【００５０】また、モールド金型１１には、封止用樹脂
６をキャビティ３ａ，４ａに注入する際にその封止用樹
脂６の分岐点となるカル７ａに連通するランナ８が形成
されたカルブロック７と、カル７ａに封止用樹脂６を押
し出すプランジャ１０と、このプランジャ１０と一対を
成す封止用樹脂６の供給口であるポット９と、封止用樹
脂６のキャビティ３ａ，４ａへの注入口であるゲート１
４とが形成されている。

【００５１】さらに、本実施の形態のモールド装置は、
マルチポット形のトランスファー式のものであるため、
モールド金型１１の上金型３と下金型４との合わせ面２
７には、半導体チップ２０が搭載されたテープ基板２１
であるワーク１２が配置される所定形状、つまりＣＳＰ
１９の封止部２２の形状に対応したキャビティ３ａ，４
ａが複数個形成されている。

【００５２】したがって、本実施の形態のモールド装置
は、１台のモールド金型１１で同時に複数個のＣＳＰ１
９の封止部２２を形成することができる。

【００５３】また、本実施の形態のモールド装置は、マ
ルチポット形のものであるため、下金型４には、複数の
シリンダ状のポット９が貫通して形成され、モールド時
には、このポット９に、タブレット状の封止用樹脂６が
セットされる。

【００５４】つまり、本実施の形態のモールド装置は、
下金型４が稼動側であり、型締めおよび型開きの際に
は、この下金型４が上下動（昇降）する。

【００５５】次に、本実施の形態のモールド装置を用い
て樹脂封止（モールド）が行われて組み立てられた半導
体装置の一例であるＣＳＰ１９（図３参照）の構造につ
いて説明する。

【００５６】なお、ＣＳＰ１９は、半導体チップ２０搭
載用の基板としてテープ基板２１を用いたものであると
ともに、外部端子として複数のボール状の電極すなわち
複数のバンプ電極２３が設けられたファインピッチの小
形のテープＢＧＡタイプのものである。

【００５７】ＣＳＰ１９の構成は、主面２０ａに半導体
集積回路が形成されかつアルミニウムからなる表面電極
であるパッド２０ｂが設けられた半導体チップ２０と、
半導体チップ２０を支持し、かつこの半導体チップ２０
のパッド２０ｂに応じて設けられたリード部２１ｂ（基
板電極）を備えたテープ基板２１（薄膜配線基板）と、
ＣＳＰ１９の外部端子としてテープ基板２１のバンプ取
り付け面２１ａに複数個取り付けられたバンプ電極２３
と、半導体チップ２０のパッド２０ｂとこれに対応する
リード部２１ｂとを電気的に接続するボンディングワイ
ヤ２４と、半導体チップ２０およびボンディングワイヤ
２４を樹脂封止して形成した封止部２２とからなる。

【００５８】なお、外部端子である複数のバンプ電極２
３は、テープ基板２１のチップ搭載側の面と反対側の面
であるバンプ取り付け面２１ａにおいて格子状に配列さ
れ、さらに、半導体チップ２０は、樹脂系のダイボンド
材であるペースト材２５などによってテープ基板２１に
固定されている。

【００５９】また、半導体チップ２０には、その主面２
０ａ（半導体集積回路が形成された面）の外周部全体に
複数個の表面電極であるパッド２０ｂが形成されてい
る。

【００６０】なお、テープ基板２１は、例えば、ポリイ
ミドフィルムなどからなるテープ基材２１ｃからなり、
このテープ基材２１ｃにＮｉめっき層と金めっき層とか
らなるリード部２１ｂ（内部配線も含む）が形成され、
リード部２１ｂの露出部２１ｅ以外の箇所の表面は、レ
ジスト膜２１ｄによって覆われている。

【００６１】さらに、テープ基材２１ｃに取り付けられ
た複数のバンプ電極２３は、例えば、半田によって形成
されたものであり、また、封止部２２を形成する封止用
樹脂６は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂である。

【００６２】また、封止部２２は、図１に示すモールド
装置を用いてモールドされて形成されたものである。

【００６３】次に、本実施の形態のモールド方法につい
て説明する。

【００６４】なお、前記モールド方法は、図１に示すモ
ールド装置を用いて行うものであり、本実施の形態で
は、前記モールド方法を図３に示すテープＢＧＡである
ＣＳＰ１９（半導体装置）の製造方法と併せて図４およ
び図５に示すプロセス図に基づいて説明する。

【００６５】さらに、本実施の形態の半導体装置の製造
方法は、テープ基板２１の半導体チップ２０を搭載する
面側において樹脂封止を行ってチップ支持面側にのみ封
止部２２を形成するものである。

【００６６】まず、図４に示すステップＳ１により、主
面２０ａに半導体集積回路が形成された半導体チップ２
０を準備する。

【００６７】一方、ステップＳ２により、所定箇所にダ
イボンド用のペースト材２５が予め塗布され、かつ半導
体チップ２０を搭載可能なテープ基板２１を準備する。

【００６８】続いて、ステップＳ３により、ペースト材
２５上に半導体チップ２０を配置して所定温度に加熱し
てダイボンディングを行う。

【００６９】その後、半導体チップ２０のパッド２０ｂ
（表面電極）とこれに対応するテープ基板２１のリード
部２１ｂ（基板電極）の露出部２１ｅとを、ステップＳ
４に示すワイヤボンディングによって電気的に接続す
る。

【００７０】なお、ここで用いるボンディングワイヤ２
４は、例えば、金線であり、このボンディングワイヤ２
４によって半導体チップ２０のパッド２０ｂとテープ基
板２１のリード部２１ｂとを電気的に接続する。

【００７１】その後、ステップＳ５に示すモールドを行
う。

【００７２】その際、まず、ＣＳＰ１９（半導体装置）
の封止部２２に対応したキャビティ３ａ，４ａを備えか
つこのキャビティ３ａの一部を形成するテープ基板支持
面３ｂに開口した吸引孔３ｃが設けられたモールド金型
１１を備えるモールド装置を準備する。

【００７３】すなわち、図１および図２に示すモールド
装置を準備する。

【００７４】なお、前記モールド装置は、吸引孔３ｃを
介してテープ基板２１を吸引する基板吸引部１３を有し
ているものであり、この基板吸引部１３には、吸引孔３
ｃを介してテープ基板２１を吸引する真空ポンプ１５
と、真空ポンプ１５と吸引孔３ｃとの接続通路１６ｃの
開閉を行う電磁弁１６と、電磁弁１６の開閉動作を行う
制御部１７とが設置されている。

【００７５】一方、ダイボンディングとワイヤボンディ
ングとを終了したテープ基板２１であるワーク１２を準
備する。

【００７６】続いて、ワーク１２をモールド装置のロー
ダ１にセットした後、図５に示すモールド工程における
ステップＳ１１により、ワーク１２を、モールド金型１
１における一対の上金型３と下金型４のうちの下金型４
のキャビティ４ａ上に配置する。

【００７７】その際、図２に示すように、半導体チップ
２０の主面２０ａを下方に向け、テープ基板２１のバン
プ取り付け面２１ａ（図３参照）を上方に向けて下金型
４のキャビティ４ａにワーク１２を配置する。

【００７８】続いて、ステップＳ１２により、テープ基
板２１の吸引を開始する。

【００７９】まず、制御部１７によって電磁弁１６を開
けた状態とし、この状態で真空ポンプ１５によって吸引
孔３ｃを介してキャビティ４ａの真空排気を行い、これ
により、テープ基板２１を吸引する。

【００８０】その結果、半導体チップ２０が搭載された
テープ基板２１であるワーク１２を吸引孔３ｃを介して
吸引して、モールド金型１１の上金型３のテープ基板支
持面３ｂにテープ基板２１を密着させる。

【００８１】本実施の形態のモールド装置では、１つの
吸引孔３ｃが、テープ基板２１のバンプ取り付け面２１
ａの半導体チップ２０に対応したチップ領域２１ｆを、
テープ基板支持面３ｂに密着させるように１つのキャビ
ティ３ａに対応して設けられている。

【００８２】さらに、吸引孔３ｃは、上金型３において
同心円状に形成された複数の排気通路１８に連通し、こ
れら排気通路１８がテープ基板支持面３ｂに開口してい
るため、テープ基板２１のバンプ取り付け面２１ａのチ
ップ領域２１ｆを、図６（ｃ）に示す隙間２６を形成す
ることなくテープ基板支持面３ｂに密着させることがで
きる。

【００８３】その後、テープ基板２１をテープ基板支持
面３ｂに密着させた状態で、ステップＳ１３により、稼
動側である下金型４を上金型３（第１金型）に向けて上
昇させて、上金型３と下金型４の型締め（金型クラン
プ）を行う。

【００８４】モールド金型１１の型締め後、キャビティ
３ａ，４ａに封止用樹脂６（レジン）を供給して半導体
チップ２０のモールドを行う。

【００８５】その際、まず、ステップＳ１４により、下
金型４（第２金型）のポット９にタブレット状の封止用
樹脂６を投入してタブレットセットを行う。

【００８６】なお、モールド金型１１は、予め、所定温
度に加熱しておく。

【００８７】その後、ポット９内のタブレット状の封止
用樹脂６を溶融し、続いて、プランジャ１０によって封
止用樹脂６を押し出して、ステップＳ１５に示すレジン
加圧注入を行う。

【００８８】その際、所定の圧力でプランジャ１０を押
すことにより、ポット９から封止用樹脂６が押し出さ
れ、ランナ８やゲート１４などを介して上金型３と下金
型４のキャビティ３ａ，４ａの内部に封止用樹脂６を注
入し、これにより、半導体チップ２０やボンディングワ
イヤ２４のモールドを行う。

【００８９】この時、上金型３および下金型４のキャビ
ティ３ａ，４ａの内部には、封止用樹脂６が充填してい
くが、吸引孔３ｃを介した真空ポンプ１５による真空排
気によってテープ基板２１が上金型３側に吸引されてい
るため、テープ基板２１のバンプ取り付け面２１ａと上
金型３のテープ基板支持面３ｂとは密着しており、図６
（ｃ）に示すような隙間２６は形成されていない。

【００９０】したがって、テープ基板２１のチップ領域
２１ｆがレジン注入圧力によって変形することがなく、
このテープ基板２１の変形による応力が半導体チップ２
０に加わることもない。

【００９１】これにより、レジン注入時のチップクラッ
クの発生を防ぐことができる。

【００９２】封止用樹脂６の充填完了後、モールド金型
１１を所定の温度まで冷やし、これにより、キャビティ
３ａ，４ａの内部の封止用樹脂６を硬化させてモールド
を完了させる（ステップＳ１６）。

【００９３】その後、ステップＳ１７により、テープ基
板２１の吸引を停止する。すなわち、制御部１７によっ
て電磁弁１６を閉状態とし、接続通路１６ｃにおける真
空ポンプ１５からの真空排気（吸引）を停止させる。

【００９４】これにより、テープ基板２１は吸引状態か
ら解放される。

【００９５】その後、ステップＳ１８により、稼動側の
下金型４を下降させて型開きを行う。

【００９６】さらに、ステップＳ１９により、モールド
金型１１から封止部２２が形成されたテープ基板２１で
あるワーク１２を取り出す。

【００９７】これにより、ステップＳ５のモールド工程
を終了し、ワーク１２をアンローダ２を介してモールド
装置の外部に搬出する。

【００９８】その後、テープ基板２１のバンプ取り付け
面２１ａに半導体チップ２０のパッド２０ｂと電気的に
接続させてバンプ電極２３（外部端子）を取り付ける。

【００９９】ここでは、まず、ステップＳ６により、ワ
ーク１２のテープ基板２１のバンプ取り付け面２１ａの
所定箇所にはんだボールを供給するバンプ転写を行い、
各バンプ電極２３の仮固定を行う。

【０１００】続いて、ステップＳ７により、ワーク１２
に対してリフローによるバンプ形成を行う。つまり、ワ
ーク１２を所定温度のリフロー炉などに通して外部端子
である所定数のバンプ電極２３をテープ基板２１のバン
プ取り付け面２１ａに取り付ける。

【０１０１】これにより、各バンプ電極２３は、それぞ
れに半導体チップ２０のパッド２０ｂと電気的に接続さ
れて取り付けられる。

【０１０２】その後、種々の検査を行って図３に示すＣ
ＳＰ１９（半導体装置）の完成とする（ステップＳ
８）。

【０１０３】本実施の形態のモールド方法および装置な
らびにそれを用いた半導体装置の製造方法によれば、以
下のような作用効果が得られる。

【０１０４】すなわち、樹脂封止（モールド）を行う際
に、半導体チップ２０が搭載されたテープ基板２１をモ
ールド金型１１の上金型３に設けられた吸引孔３ｃを介
して吸引し、これにより、モールド金型１１のテープ基
板支持面３ｂにテープ基板２１を密着させて樹脂封止を
行うことが可能になる。

【０１０５】その結果、上金型３のテープ基板支持面３
ｂとワーク１２のテープ基板２１のバンプ取り付け面２
１ａとの間に隙間２６が形成されることをなくすことが
できる。

【０１０６】ここで、図６に示す比較例に、モールド時
（レジン注入時）のチップクラックの発生のメカニズム
を表す。

【０１０７】まず、図６（ａ）は、ダイボンディング前
のテープ基板２１を示したものであり、両端が外枠部２
１ｇによって支持されたテープ基板２１には、ダイボン
ディング前に、すでに局部的な凹凸や反りが形成されて
いる。

【０１０８】そこで、図６（ｂ）に示すように、ダイボ
ンディング（ペレットボンディングまたはぺ付けともい
う）後には、テープ基板２１の変形が残存し、さらに、
ペースト材２５の硬化収縮によってテープ基板２１には
撓みが発生する。

【０１０９】続いて、図６（ｃ）に示すように、モール
ド金型１１のキャビティ３ａ，４ａに配置した後、型締
めが行われると、テープ基板２１のバンプ取り付け面２
１ａと上金型３のテープ基板支持面３ｂとの間に隙間２
６が形成される。

【０１１０】この状態で、図６（ｄ）に示すように、樹
脂（レジン）注入が行われると、樹脂注入圧力により、
テープ基板２１とテープ基板支持面３ｂとの間の隙間２
６が押しつぶされ、これにより、半導体チップ２０にテ
ープ基板２１の上金型３側への変形による応力が加わ
る。

【０１１１】その結果、チップクラックに到る。

【０１１２】本実施の形態のモールド方法およびモール
ド装置ならびにＣＳＰ１９の製造方法では、上金型３に
テープ基板２１を密着させるため、上金型３のテープ基
板支持面３ｂとテープ基板２１のバンプ取り付け面２１
ａとの間に図６（ｃ）に示すような隙間２６が形成され
ることはない。

【０１１３】したがって、封止用樹脂６の注入時にテー
プ基板２１が上金型３側に変形することはない。

【０１１４】これにより、封止用樹脂６の注入時に、半
導体チップ２０に対してテープ基板２１の変形による応
力が加わることはないため、モールド時のチップクラッ
クの発生を防ぐことができる。

【０１１５】その結果、ＣＳＰ１９（半導体装置）の製
造においてモールドの安定化を図ることができ、さら
に、ＣＳＰ１９の封止部２２のモールド品質の向上を図
ることができる。

【０１１６】また、モールド金型１１のテープ基板支持
面３ｂにテープ基板２１を密着させて樹脂封止を行うこ
とにより、テープ基板２１の平坦度を向上させて樹脂封
止を行うことができ、その結果、ＣＳＰ１９組み立て後
のＣＳＰ１９におけるテープ基板２１の平坦度を高精度
にすることができる。

【０１１７】これにより、ＣＳＰ１９において、そのテ
ープ基板２１のバンプ取り付け面２１ａに取り付けられ
た外部端子であるバンプ電極２３の高さのばらつきも抑
えることができ、その結果、ＣＳＰ１９の実装性を向上
させることができる。

【０１１８】また、テープ基板２１のバンプ取り付け面
２１ａのチップ領域２１ｆに対応した箇所に開口する吸
引孔３ｃが上金型３に設けられ、この吸引孔３ｃを介し
てテープ基板２１を上金型３のテープ基板支持面３ｂに
密着させることにより、様々な大きさの半導体チップ２
０に対してもそれらの半導体チップ２０を密着させるこ
とができる。

【０１１９】すなわち、吸引孔３ｃを、テープ基板２１
のチップ領域２１ｆ内に対応した箇所に開口するように
設けておくことにより、この吸引孔３ｃを様々な大きさ
の半導体チップ２０に対応させることができ、その結
果、モールド金型１１を加工する際の加工費を最小限に
留めることができる。

【０１２０】したがって、モールド金型１１の金型加工
費を低減できる。

【０１２１】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【０１２２】例えば、前記実施の形態においては、モー
ルド装置がマルチポット式のトランスファーモールド装
置の場合を説明したが、前記モールド装置は、必ずしも
マルチポット式に限定されるものではなく、シングルポ
ット式のトランスファーモールド装置であってもよい。

【０１２３】また、前記実施の形態においては、第１金
型を上金型３とし、第２金型を下金型４としたが、両者
の関係は、その反対であってもよい。

【０１２４】つまり、第１金型を下金型４とし、第２金
型を上金型３としてもよい。

【０１２５】さらに、前記実施の形態においては、上金
型３に吸引孔３ｃが設けられている場合を説明したが、
吸引孔３ｃは下金型４に設けられていてもよい。

【０１２６】すなわち、テープ基板２１のバンプ取り付
け面２１ａが下方を向いて配置される場合には、下金型
４に吸引孔３ｃを設けることになる。

【０１２７】また、前記実施の形態では、半導体装置の
一例としてＣＳＰ１９を取り上げて説明したが、前記半
導体装置は、ＣＳＰ１９に限定されるものではなく、薄
膜配線基板（テープ基板２１）を用いて組み立てられ、
かつ樹脂封止が行われる半導体装置であれば、ＣＳＰ１
９より大形のＢＧＡなどの他の半導体装置であってもよ
い。

【０１２８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０１２９】（１）．樹脂封止の際に、モールド金型に
設けられた吸引孔を介して薄膜配線基板を吸引し、モー
ルド金型の薄膜配線基板支持面に薄膜配線基板を密着さ
せて樹脂封止を行うことにより、薄膜配線基板支持面と
薄膜配線基板との間に隙間が形成されることがないた
め、薄膜配線基板が変形することはない。これにより、
封止用樹脂注入時に半導体チップに対して薄膜配線基板
の変形による応力が加わることはないため、モールド時
のチップクラックの発生を防ぐことができる。その結
果、半導体装置の製造においてモールドの安定化を図る
ことができ、さらに、半導体装置の封止部のモールド品
質の向上を図ることができる。

【０１３０】（２）．モールド金型の薄膜配線基板支持
面に薄膜配線基板を密着させて樹脂封止を行うことによ
り、薄膜配線基板の平坦度を向上させて樹脂封止を行う
ことができ、その結果、半導体装置組み立て後の薄膜配
線基板の平坦度を高精度にすることができる。これによ
り、半導体装置において、その薄膜配線基板の外部端子
取り付け面に取り付けられた外部端子の高さのばらつき
も抑えることができ、その結果、半導体装置の実装性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモールド装置の構造の実施の形態の一
例を示す外観斜視図である。

【図２】図１に示すモールド装置のモールド金型および
吸引制御系の構造の一例を示す部分断面図である。

【図３】図１に示すモールド装置によって樹脂封止され
た半導体装置の一例であるＣＳＰの構造を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
一例を示す製造プロセス図である。

【図５】図４に示す半導体装置の製造方法におけるモー
ルド工程の一例を示すモールドプロセス図である。

【図６】（ａ),（ｂ),（ｃ),（ｄ）は本発明の半導体装
置の製造方法に対する比較例の半導体装置の製造方法を
示す図であり、（ａ）はテープ基板の断面図、（ｂ）は
ダイボンド後の半導体チップとテープ基板の断面図、
（ｃ）は金型セット時のモールド金型とワークの部分断
面図、（ｄ）はワークのチップクラック状態を示す部分
断面図である。

【符号の説明】

１ ローダ ２ アンローダ ３ 上金型（第１金型） ３ａ キャビティ ３ｂ テープ基板支持面（薄膜配線基板支持面） ３ｃ 吸引孔 ４ 下金型（第２金型） ４ａ キャビティ ５ 樹脂成形部 ６ 封止用樹脂 ７ カルブロック ７ａ カル ８ ランナ ９ ポット １０ プランジャ １１ モールド金型 １２ ワーク １３ 基板吸引部 １４ ゲート １５ 真空ポンプ（真空排気手段） １６ 電磁弁（弁部材） １６ａ 圧縮ばね １６ｂ ソレノイド １６ｃ 接続通路 １７ 制御部 １８ 排気通路 １９ ＣＳＰ（半導体装置） ２０ 半導体チップ ２０ａ 主面 ２０ｂ パッド（表面電極） ２１ テープ基板（薄膜配線基板） ２１ａ バンプ取り付け面（外部端子取り付け面） ２１ｂ リード部（基板電極） ２１ｃ テープ基材 ２１ｄ レジスト膜 ２１ｅ 露出部 ２１ｆ チップ領域 ２１ｇ 外枠部 ２２ 封止部 ２３ バンプ電極（外部端子） ２４ ボンディングワイヤ ２５ ペースト材 ２６ 隙間 ２７ 合わせ面

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 悟 北海道亀田郡七飯町字中島145番地 日立 北海セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 平野 次彦 北海道亀田郡七飯町字中島145番地 日立 北海セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 小澤 英美 北海道亀田郡七飯町字中島145番地 日立 北海セミコンダクタ株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AM32 CA11 CB01 CB17 CK25 CP05 CP07 CQ01 CQ06 5F061 AA01 BA05 CA21 DA06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜配線基板を用いて組み立てられる樹
   脂封止形の半導体装置のモールド方法であって、 前記半導体装置の封止部に対応したキャビティを形成す
   る薄膜配線基板支持面に開口した吸引孔が設けられたモ
   ールド金型を備えるモールド装置を準備する工程と、 半導体チップが搭載された前記薄膜配線基板を前記モー
   ルド金型の前記キャビティに配置する工程と、 前記半導体チップが搭載された前記薄膜配線基板を前記
   吸引孔を介して吸引して、前記モールド金型の前記薄膜
   配線基板支持面に前記薄膜配線基板を密着させる工程
   と、 前記薄膜配線基板を前記薄膜配線基板支持面に密着させ
   た後、前記モールド金型を構成する第１金型と第２金型
   の型締めを行う工程と、 型締め後、前記薄膜配線基板を前記薄膜配線基板支持面
   に密着させた状態で前記キャビティに封止用樹脂を供給
   して前記半導体チップをモールドする工程と、 前記封止用樹脂の硬化後、前記薄膜配線基板の吸引を解
   放して前記モールド金型から前記封止部が形成された前
   記薄膜配線基板を取り出す工程とを有することを特徴と
   するモールド方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモールド方法であって、
   前記薄膜配線基板を前記モールド金型の前記薄膜配線基
   板支持面に密着させる際に、前記薄膜配線基板の外部端
   子取り付け面の前記半導体チップに対応したチップ領域
   を前記薄膜配線基板支持面に密着させることを特徴とす
   るモールド方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のモールド方法で
   あって、前記薄膜配線基板のチップ支持面側において樹
   脂封止を行って前記チップ支持面側にのみ前記封止部を
   形成することを特徴とするモールド方法。
4. 【請求項４】 薄膜配線基板を用いて組み立てられる半
   導体装置の樹脂封止を行うモールド装置であって、 前記半導体装置の封止部に対応したキャビティが形成さ
   れ、前記キャビティを形成する薄膜配線基板支持面に開
   口した吸引孔が設けられたモールド金型と、 半導体チップが搭載された前記薄膜配線基板を前記モー
   ルド金型の前記薄膜配線基板支持面に支持した際に、前
   記吸引孔を介して前記薄膜配線基板を吸引する基板吸引
   部とを有し、 前記半導体チップの樹脂封止を行う際に、前記半導体チ
   ップが搭載された前記薄膜配線基板を前記基板吸引部に
   よって前記吸引孔を介して吸引して、前記モールド金型
   の前記薄膜配線基板支持面に前記薄膜配線基板を密着さ
   せて樹脂封止を行うことを特徴とするモールド装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のモールド装置であって、
   前記モールド金型に、前記吸引孔と繋がる複数の排気通
   路が前記薄膜配線基板支持面に開口して形成されている
   ことを特徴とするモールド装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載のモールド装置で
   あって、前記基板吸引部に、前記吸引孔を介して前記薄
   膜配線基板を吸引する真空排気手段と、前記真空排気手
   段と前記吸引孔との接続通路の開閉を行う弁部材と、前
   記弁部材の開閉動作を行う制御部とが設けられているこ
   とを特徴とするモールド装置。
7. 【請求項７】 請求項４，５または６記載のモールド装
   置を用いた半導体装置の製造方法であって、 主面に半導体集積回路が形成された半導体チップを準備
   する工程と、 前記半導体チップを搭載可能な薄膜配線基板を準備する
   工程と、 前記半導体チップと前記薄膜配線基板とを接合する工程
   と、 前記半導体チップの表面電極と前記薄膜配線基板の基板
   電極とを電気的に接続する工程と、 キャビティを形成する薄膜配線基板支持面に開口した吸
   引孔が設けられたモールド金型の前記キャビティに前記
   半導体チップが搭載された前記薄膜配線基板を配置した
   後、前記吸引孔を介して前記薄膜配線基板を吸引して前
   記モールド金型の薄膜配線基板支持面に前記薄膜配線基
   板を密着させ、その後、前記モールド金型の型締めを行
   って前記薄膜配線基板支持面に前記薄膜配線基板を密着
   させた状態で前記キャビティに封止用樹脂を供給して前
   記半導体チップを樹脂封止する工程と、 前記薄膜配線基板の外部端子取り付け面に前記半導体チ
   ップの表面電極と電気的に接続させて外部端子を取り付
   ける工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の半導体装置の製造方法で
   あって、前記薄膜配線基板のチップ支持面側において樹
   脂封止を行って前記チップ支持面側にのみ封止部を形成
   することを特徴とする半導体装置の製造方法。