JP2001267345A - Resin-sealing apparatus and resin-sealing method - Google Patents
Resin-sealing apparatus and resin-sealing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明は、主として半導体チ
ップをフリップチップ接続された基板や半導体パッケー
ジを搭載した基板などをモールド金型によりクランプし
てトランスファ成形、空圧成形或いは圧縮成形などによ
り樹脂封止する樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a method of clamping a substrate to which a semiconductor chip is flip-chip connected or a substrate on which a semiconductor package is mounted by a mold, and sealing the substrate by transfer molding, pneumatic molding or compression molding. The present invention relates to a resin sealing device and a resin sealing method for stopping.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体チップを基板にフリップチップ接
続した後、該半導体チップと基板との間の熱応力による
影響を緩和するため、所謂アンダーフィルが行われてい
る。このアンダーフィルは、半導体チップの一辺又は二
辺に相当する周囲にポッティングにより液状樹脂を垂ら
して、基板を傾けることにより、毛細管現象により半導
体チップと基板との間に樹脂を注入し、加熱硬化させて
樹脂封止していた。2. Description of the Related Art After a semiconductor chip is flip-chip connected to a substrate, so-called underfill is performed in order to reduce the influence of thermal stress between the semiconductor chip and the substrate. This underfill is made by dropping the liquid resin by potting around the periphery corresponding to one side or two sides of the semiconductor chip, injecting the resin between the semiconductor chip and the substrate by capillary action by tilting the substrate, and heating and curing. Resin sealing.
【０００３】しかしながら、半導体チップの微細配線化
に伴い、アンダーフィルにより樹脂を注入する半導体チ
ップと基板との隙間は１００μｍ程度と狭く、今後５０
〜３５μｍ程度まで狭くなることが想定されている。ま
た、システムＬＳＩなどの開発により、半導体チップの
サイズは、１０×１０ｍｍから２５×２５ｍｍへと大型
化するものもある。よって、毛細管現象により半導体チ
ップと基板との間に樹脂を注入する場合、生産性が低い
上に液状樹脂などの材料コストが高い。また、チップ面
の凹凸、封止面の材質による液状樹脂の濡れ性、バンプ
密度と配列の偏りなどにより樹脂が流れ易い部分と流れ
難い部分が生じ、アンダーフィル領域に空気塊（ボイ
ド）が生じる。この樹脂層にボイドが生ずると、熱によ
り樹脂層にボイドを起点とするクラックが生じて半導体
チップの故障の要因となる。また、環境保護の観点か
ら、液状樹脂にアンチモンなどの難燃化添加剤は減らさ
れる一方、フィラーの含有率を上げて樹脂量を減らす傾
向にあり、これによって樹脂の流動抵抗は増加する。し
たがって、ポッティングによるアンダーフィルでは、半
導体チップと基板間の隙間の狭小化やチップサイズの大
型化に対応できない。However, with the miniaturization of semiconductor chips, the gap between the semiconductor chip into which resin is injected by underfill and the substrate is as small as about 100 μm.
It is assumed that the width is reduced to about 35 μm. Further, due to the development of system LSIs and the like, the size of a semiconductor chip may be increased from 10 × 10 mm to 25 × 25 mm. Therefore, when the resin is injected between the semiconductor chip and the substrate by the capillary action, the productivity is low and the material cost of the liquid resin is high. Also, due to the unevenness of the chip surface, the wettability of the liquid resin due to the material of the sealing surface, the deviation of the bump density and the arrangement, a portion where the resin easily flows and a portion where the resin does not easily flow occur, and an air mass (void) occurs in the underfill region. . When a void is formed in the resin layer, cracks are generated in the resin layer starting from the void by the heat, which causes a failure of the semiconductor chip. In addition, from the viewpoint of environmental protection, the flame retardant additives such as antimony are reduced in the liquid resin, but the content of the filler is increased to decrease the amount of the resin, thereby increasing the flow resistance of the resin. Therefore, the underfill by potting cannot cope with a narrow gap between the semiconductor chip and the substrate or an increase in chip size.
【０００４】この半導体チップをフリップチップ接続し
た基板をアンダーフィルする処理時間を短縮し、樹脂層
にボイドの発生を抑えたアンダーフィル方法として、例
えば特開平９−１７２０３５号公報、特開平１１−１４
５１６８号公報など提案されている。特開平９−１７２
０３５号公報は、配線基板に搭載される半導体ダイの中
心又は中心付近に対応して単数又は複数の孔が貫通形成
されている。この配線基板の半導体ダイの周囲に液状樹
脂を垂らして、配線基板の孔から真空吸引することによ
り、基板上面側から底面側に圧力差を形成して、樹脂を
四辺から半導体ダイの中心側に注入させて、半導体ダイ
と基板間に樹脂を充填して各孔を樹脂で塞いだ後、真空
を解除することにより樹脂封止するものである。As an underfill method for shortening the processing time for underfilling a substrate to which a semiconductor chip is flip-chip connected and suppressing the occurrence of voids in a resin layer, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-172035 and 11-14.
No. 5168 has been proposed. JP-A-9-172
In Japanese Patent No. 035, one or a plurality of holes are formed through the semiconductor die mounted on the wiring board at or near the center of the semiconductor die. A liquid resin is dropped around the semiconductor die of the wiring board, and a vacuum is drawn from a hole of the wiring board to form a pressure difference from the top side to the bottom side of the substrate, and the resin is moved from four sides to the center side of the semiconductor die. After the resin is injected, the space between the semiconductor die and the substrate is filled with a resin, each hole is closed with the resin, and the resin is sealed by releasing the vacuum.
【０００５】特開平１１−１４５１６８号公報は、基板
の電子部品装着位置の中央に貫通孔が形成されており、
この貫通孔に樹脂加圧機構の注入口を一致させてピスト
ンによりシリンダ内に収容された液状樹脂を加圧しなが
ら電子部品と基板との隙間に強制的に加圧注入したり、
滴下機構により電子部品の周囲に液状樹脂を滴下させ、
減圧機構により隙間の空気を貫通孔より強制的に吸引排
出することにより液状樹脂を隙間に注入したりするもの
である。In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-145168, a through-hole is formed at the center of an electronic component mounting position on a substrate.
By aligning the injection port of the resin pressure mechanism with this through hole and forcibly pressurizing and injecting the liquid resin contained in the cylinder with the piston into the gap between the electronic component and the board,
The liquid resin is dropped around the electronic component by the dropping mechanism,
The liquid resin is injected into the gap by forcibly sucking and discharging the air in the gap from the through hole by the pressure reducing mechanism.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−１７２０３５号公報、特開平１１−１４５１６８号
公報に開示されているアンダーフィル方法は、半導体ダ
イ或いは電子部品の周囲に滴下した液状樹脂を、基板の
中央部に設けた貫通孔より真空吸引して強制的に半導体
ダイ或いは電子部品と基板との隙間に注入すると、半導
体ダイ或いは電子部品のバンプとバンプ間とでは樹脂の
流れ性（流動抵抗）に差があり、樹脂流れ先端部（フロ
ーフロント）のうち流動抵抗の低い部分が高い部分より
先に筋状に流れ込み、フローフロントがばらついて樹脂
の流れが切れ易く空気塊（ボイド）を取り込み易くな
り、成形品質が低下する。However, the underfill method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-172035 and 11-145168 disclose a method in which a liquid resin dropped around a semiconductor die or an electronic component is used. When vacuum suction is performed through a through hole provided in the center portion of the substrate and forcibly injected into the gap between the semiconductor die or electronic component and the substrate, the flowability of the resin between the bumps of the semiconductor die or electronic component (flow resistance) ), The part of the resin flow tip (flow front) where the low flow resistance flows streaks ahead of the high part, the flow front varies, and the resin flow is easily cut off, and the air mass (void) is taken in. And the molding quality is reduced.
【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、チップサイズが大型化したり、半導体チップと基
板との隙間が狭小化しても、該隙間を含む樹脂封止部を
効率良く均一に樹脂封止して成形品質を高めた樹脂封止
装置及び樹脂封止方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and even if the chip size is increased or the gap between the semiconductor chip and the substrate is narrowed, the resin sealing portion including the gap is efficiently and uniformly formed. To provide a resin sealing device and a resin sealing method in which the molding quality is improved by resin sealing.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。即ち、第１の樹脂封止
装置は、半導体チップがフリップチップ接続され、チッ
プ搭載部に基板排気孔が形成された基板をモールド金型
によりクランプして樹脂封止する樹脂封止装置におい
て、モールド金型は、基板が搭載され、該基板に形成さ
れた基板排気孔に連通する多孔質部材が設けられている
基板搭載部と、半導体チップを収容可能なキャビティ凹
部と、半導体チップと基板との隙間部分のエアーを基板
排気孔及び多孔質部材を介して吸引するエアー吸引手段
と、キャビティに封止樹脂を充填する樹脂充填部とを備
え、基板をクランプし、樹脂充填部より封止樹脂をキャ
ビティ凹部へ樹脂圧を印加しながら送出すると共に、エ
アー吸引手段により半導体チップと基板との隙間部分の
エアーを基板排気孔より吸引して該隙間部分を樹脂封止
することを特徴とする。また、基板搭載部には、多孔質
部材に代えて、基板に形成された基板排気孔に連通する
梨地状金型面が形成されていても良い。また、モールド
金型の樹脂充填部からキャビティ凹部に至る樹脂路を含
む金型面にはリリースフィルムが張設されていても良
い。この場合、半導体チップにはボス部を介して放熱板
が装着され、該放熱板の中心部には放熱板排気孔が貫通
形成されており、放熱板と半導体チップとの隙間のエア
ーを放熱板排気孔より排気しながら該隙間を樹脂封止す
るようにしても良い。また、リリースフィルムが張設さ
れた金型面には放熱板排気孔より排気されたエアーを収
容する金型凹部が形成されているのが好ましい。また、
基板排気孔は、基板の両面を導通するスルーホールに形
成されていても良く、或いはスルーホール内壁面と該ス
ルーホール内壁面に被着した導体層との空隙によって形
成されていても良い。To solve the above-mentioned problems, the present invention has the following arrangement. That is, a first resin sealing device is a resin sealing device in which a semiconductor chip is flip-chip connected and a substrate having a substrate exhaust hole formed in a chip mounting portion is clamped and molded with a mold. The mold has a substrate mounting portion on which a substrate is mounted and a porous member provided to communicate with a substrate exhaust hole formed in the substrate, a cavity recess capable of accommodating a semiconductor chip, and a semiconductor chip and a substrate. An air suction unit that sucks air in the gap through the substrate exhaust hole and the porous member, and a resin filling unit that fills the cavity with the sealing resin are provided.The substrate is clamped, and the sealing resin is filled from the resin filling unit. The resin is sent out while applying the resin pressure to the cavity concave portion, and the air in the gap between the semiconductor chip and the substrate is sucked from the substrate exhaust hole by the air suction means to seal the gap with the resin. Characterized in that it. Further, instead of the porous member, a matte mold surface communicating with a substrate exhaust hole formed in the substrate may be formed in the substrate mounting portion. Further, a release film may be stretched on the mold surface including the resin path from the resin filling portion of the mold to the cavity recess. In this case, a heat sink is mounted on the semiconductor chip via a boss portion, and a heat sink exhaust hole is formed through the center of the heat sink to allow air in a gap between the heat sink and the semiconductor chip to pass through the heat sink. The gap may be sealed with resin while exhausting air from the exhaust hole. Further, it is preferable that a mold concave portion for accommodating the air exhausted from the heat radiating plate exhaust hole is formed on the mold surface on which the release film is stretched. Also,
The substrate exhaust hole may be formed in a through hole that conducts through both surfaces of the substrate, or may be formed by a gap between the inner wall surface of the through hole and a conductor layer attached to the inner wall surface of the through hole.
【０００９】また、第１の樹脂封止方法は、半導体チッ
プがフリップチップ接続され、チップ搭載部に基板排気
孔が形成された基板及び封止樹脂を型開きしたモールド
金型へ搬入する工程と、基板をモールド金型によりクラ
ンプしてキャビティ凹部へ樹脂圧を印加しながら充填す
ると共に半導体チップと基板との隙間部分のエアーを基
板排気孔より吸引しながら該隙間部分に封止樹脂を充填
する樹脂封止工程とを有することを特徴とする。The first resin encapsulation method comprises the steps of: loading a semiconductor chip to which a semiconductor chip is flip-chip connected, a substrate exhaust hole formed in a chip mounting portion, and a sealing resin into an open mold; Then, the substrate is clamped by a mold and filled while applying resin pressure to the cavity recesses, and the sealing resin is filled into the gaps while suctioning air in the gaps between the semiconductor chip and the substrate from the board exhaust holes. And a resin sealing step.
【００１０】また、第２の樹脂封止装置としては、半導
体チップがフリップチップ接続され、チップ搭載部に基
板排気孔が形成された基板の、半導体チップの周囲に液
状樹脂が供給された基板をモールド金型によりクランプ
して空圧成形する樹脂封止装置において、モールド金型
は、基板が搭載され、該基板に形成された基板排気孔に
連通する多孔質部材が設けられている基板搭載部と、半
導体チップを収容可能なキャビティ凹部と、該キャビテ
ィ凹部内に空圧を印加する空圧印加手段と、半導体チッ
プと基板との隙間部分のエアーを基板排気孔及び多孔質
部材を介して吸引するエアー吸引手段とを備え、基板を
クランプし、半導体チップの周囲に供給された液状樹脂
に空圧印加手段より空圧を印加すると共に、エアー吸引
手段より半導体チップと基板との隙間部分のエアーを基
板排気孔より吸引しながら該隙間部分を樹脂封止するこ
とを特徴とする。また、基板搭載部には、多孔質部材に
代えて、基板に形成された基板排気孔に連通する梨地状
金型面が形成されていても良い。また、基板排気孔は、
基板の両面を導通するスルーホールに形成されていても
良く、或いはスルーホール内壁面と該スルーホール内壁
面に被着した導体層との空隙によって形成されていても
良い。In a second resin sealing device, a semiconductor chip to which a semiconductor chip is flip-chip connected and a substrate mounting hole is formed, and a liquid resin is supplied around the semiconductor chip is used. In a resin sealing device that performs pneumatic molding by clamping with a mold die, the mold die has a substrate mounting portion on which a substrate is mounted and a porous member communicating with a substrate exhaust hole formed in the substrate is provided. A cavity recess capable of accommodating a semiconductor chip, air pressure applying means for applying air pressure in the cavity recess, and suction of air in a gap between the semiconductor chip and the substrate through the substrate exhaust hole and the porous member. Air suction means for clamping the substrate, applying air pressure to the liquid resin supplied around the semiconductor chip from the air pressure application means, and applying air pressure to the semiconductor resin from the air suction means. The the clearance portion while the air gap portion is sucked from the substrate exhaust hole of the flop and the substrate, characterized in that the resin sealing. Further, instead of the porous member, a matte mold surface communicating with a substrate exhaust hole formed in the substrate may be formed in the substrate mounting portion. Also, the substrate exhaust hole is
It may be formed in a through hole that connects both surfaces of the substrate, or may be formed by a gap between an inner wall surface of the through hole and a conductor layer attached to the inner wall surface of the through hole.
【００１１】また、第２の樹脂封止方法としては、半導
体チップがフリップチップ接続され、チップ搭載部に基
板排気孔が形成された基板の、半導体チップの周囲に液
状樹脂を供給する樹脂供給工程と、基板をモールド金型
によりクランプしてキャビティ凹部に収容された半導体
チップの周囲より空圧を印加しながら該半導体チップと
基板との隙間部分に液状樹脂を充填すると共に、該隙間
部分のエアーを基板排気孔より吸引しながら樹脂封止す
る空圧成形工程とを有することを特徴とする。In a second resin sealing method, a resin supply step of supplying a liquid resin around a semiconductor chip of a substrate having a semiconductor chip flip-chip connected and a substrate exhaust hole formed in a chip mounting portion. And filling the gap between the semiconductor chip and the substrate with liquid resin while applying air pressure from the periphery of the semiconductor chip housed in the cavity concave portion by clamping the substrate with a mold, and air in the gap. And a pneumatic molding step of sealing with a resin while sucking through a substrate exhaust hole.
【００１２】また、第３の樹脂封止装置としては、半導
体チップが実装された基板をモールド金型によりクラン
プし、半導体チップをリリースフィルムにより被覆され
たキャビティ凹部に供給された液状樹脂に浸漬させて圧
縮成形する樹脂封止装置において、モールド金型は、基
板を吸着保持する基板吸着部を有する上型と、キャビテ
ィ凹部を有するキャビティブロックと、キャビティブロ
ックの周囲に設けられ、リリースフィルムとキャビティ
凹部との隙間部分に連通する吸引路が形成された可動ブ
ロックと、リリースフィルムとキャビティ凹部との隙間
部分のエアーを吸引するエアー吸引手段とを有する下型
とを備え、上型の基板吸着部に基板を吸着保持したまま
モールド金型をクランプし、半導体チップをキャビティ
凹部に供給された液状樹脂に浸漬すると共に、エアー吸
引手段によりリリースフィルムとキャビティ凹部との隙
間部分のエアーを吸引して該リリースフィルムをキャビ
ティ凹部の内面に密着させつつ基板によりキャビティ凹
部を密閉することにより液状樹脂にクランプ圧を印加し
て樹脂封止することを特徴とする。また、基板に半導体
チップがフリップチップ接続され、チップ搭載部に基板
排気孔が形成されている場合には、モールド金型は基板
を基板吸着部に吸着保持してクランプし、半導体チップ
と基板との隙間部分のエアーを基板排気孔より吸引しな
がら該隙間部分に液状樹脂にクランプ圧を印加して樹脂
封止するのが望ましい。また、基板排気孔は、基板の両
面を導通するスルーホールに形成されていても良く、或
いはスルーホール内壁面と該スルーホール内壁面に被着
した導体層との空隙によって形成されていても良い。As a third resin sealing device, a substrate on which a semiconductor chip is mounted is clamped by a mold, and the semiconductor chip is immersed in a liquid resin supplied to a cavity recess covered with a release film. In a resin sealing device for compression molding, a mold is provided with an upper die having a substrate suction portion for sucking and holding a substrate, a cavity block having a cavity recess, and a release film and a cavity recess provided around the cavity block. A movable block formed with a suction path communicating with a gap portion between the movable film and a lower mold having an air suction means for sucking air in a gap portion between the release film and the cavity concave portion, and a substrate suction portion of the upper mold. The mold was clamped while holding the substrate by suction, and the semiconductor chip was supplied to the cavity recess. The resin is immersed in the resin, and the air is sucked into the gap between the release film and the cavity by air suction means to make the release film adhere to the inner surface of the cavity and seal the cavity with the substrate. The resin sealing is performed by applying a clamp pressure. Also, when the semiconductor chip is flip-chip connected to the substrate and the substrate exhaust hole is formed in the chip mounting portion, the mold mold suctions and holds the substrate on the substrate suction portion and clamps the semiconductor chip and the substrate. It is desirable to seal the resin by applying a clamp pressure to the liquid resin in the gap while sucking the air in the gap from the substrate exhaust hole. Further, the substrate exhaust hole may be formed in a through hole that conducts both surfaces of the substrate, or may be formed by a gap between the inner wall surface of the through hole and a conductor layer attached to the inner wall surface of the through hole. .
【００１３】また、第３の樹脂封止方法においては、半
導体チップが実装された基板を型開きしたモールド金型
に搬入して上型面に吸着保持する工程と、モールド金型
のキャビティ凹部を含む下型面がリリースフィルムで覆
われた該リリースフィルム上に液状樹脂を供給する工程
と、モールド金型をクランプし、半導体チップをキャビ
ティ凹部に供給された液状樹脂に浸漬すると共に、リリ
ースフィルムとキャビティ凹部との隙間部分のエアーを
吸引して該リリースフィルムをキャビティ凹部の内面に
密着させつつ基板によりキャビティ凹部を密閉すること
により液状樹脂にクランプ圧を印加しながら圧縮成形す
る工程とを有することを特徴とする。また、基板に半導
体チップがフリップチップ接続され、チップ搭載部に基
板排気孔が形成されている場合には、基板を上型面に吸
着保持してモールド金型をクランプし、半導体チップと
基板との隙間部分のエアーを基板排気孔より吸引しなが
ら該隙間部分に液状樹脂にクランプ圧を印加して樹脂封
止することを特徴とする。In the third resin sealing method, the step of carrying the substrate on which the semiconductor chip is mounted into the opened mold and holding it by suction on the upper mold surface includes the steps of: A step of supplying a liquid resin onto the release film whose lower mold surface is covered with the release film, clamping the mold, and immersing the semiconductor chip in the liquid resin supplied to the cavity recess, Compressing the liquid resin by applying a clamping pressure to the liquid resin by sucking air in a gap portion between the cavity concave portion and sealing the cavity concave portion by the substrate while keeping the release film in close contact with the inner surface of the cavity concave portion. It is characterized by. Also, when the semiconductor chip is flip-chip connected to the substrate and the substrate exhaust hole is formed in the chip mounting portion, the substrate is sucked and held on the upper mold surface, the mold die is clamped, and the semiconductor chip and the substrate are connected. The method is characterized in that the resin is sealed by applying a clamping pressure to the liquid resin in the gap while sucking the air in the gap from the substrate exhaust hole.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る樹脂封止装置
及び樹脂封止方法の好適な実施の形態について添付図面
と共に詳述する。 ［第１実施例］先ず、半導体チップをフリップチップ接
続された基板をトランスファ成形により樹脂封止する樹
脂封止装置及び樹脂封止方法について説明する。図１
（ａ）（ｂ）はトランスファ成形によるモールド金型の
樹脂充填完了前の状態を示す上視図及び断面図、図２は
図１のモールド金型の樹脂充填完了状態を示す断面図、
図３は半導体チップのバンプと基板貫通孔の配置構成を
示す上視図、図４（ａ）〜（ｄ）は半導体チップと基板
間を樹脂封止する状態説明図、図５（ａ）（ｂ）は放熱
板を装着された半導体チップの上視図及びモールド金型
の樹脂封止状態を示す断面説明図、図６及び図７は多層
基板を用いてアンダーフィルする場合の断面説明図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a resin sealing device and a resin sealing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment] First, a resin sealing device and a resin sealing method for resin-sealing a substrate to which a semiconductor chip is flip-chip connected by transfer molding will be described. FIG.
(A) and (b) are a top view and a sectional view showing a state before completion of resin filling of a mold die by transfer molding, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of completion of resin filling of the mold die of FIG. 1,
FIG. 3 is a top view showing the arrangement of the bumps of the semiconductor chip and the through holes of the substrate, FIGS. 4A to 4D are explanatory diagrams showing a state in which the semiconductor chip and the substrate are sealed with a resin, and FIGS. FIG. 6B is a top view of a semiconductor chip on which a heat sink is mounted and a cross-sectional explanatory view showing a resin-sealed state of a mold. FIGS. is there.
【００１５】図１（ａ）（ｂ）において、樹脂封止装置
の構成について説明する。本実施例で樹脂封止される被
成形品は、複数の半導体チップ１をバンプ又ははんだボ
ールなどの電極端子１ａを介してマトリクス状にフリッ
プチップ接続された基板２が用いられる。基板２として
は、エポキシ系樹脂基板、ポリイミド系樹脂基板、ＢＴ
（Bismaleimide・Triazine）基板の他にセラミックス基
板なども用いられる。また、基板２は、単層基板でも多
層基板のいずれでも良い。樹脂封止装置は、上記樹脂基
板２をクランプして樹脂封止するモールド金型３、該モ
ールド金型３を開閉する公知の型開閉機構、モールド金
型３内で溶融した封止樹脂４をキャビティへ圧送するト
ランスファ機構などが装備されている。Referring to FIGS. 1A and 1B, the structure of the resin sealing device will be described. In the present embodiment, a substrate 2 in which a plurality of semiconductor chips 1 are flip-chip connected in a matrix through electrode terminals 1a such as bumps or solder balls is used as a molded article to be resin-sealed. As the substrate 2, an epoxy resin substrate, a polyimide resin substrate, BT
In addition to (Bismaleimide / Triazine) substrates, ceramic substrates and the like are also used. Further, the substrate 2 may be a single-layer substrate or a multilayer substrate. The resin sealing device includes a mold 3 for clamping the resin substrate 2 to seal the resin, a known mold opening / closing mechanism for opening and closing the mold 3, and a sealing resin 4 melted in the mold 3. It is equipped with a transfer mechanism for pressure feeding to the cavity.
【００１６】モールド金型３は上型５及び下型６を備え
ている。上型５には、半導体チップ１を収容可能なキャ
ビティ凹部６、該キャビティ凹部６に連通する金型ラン
ナゲート７が形成されている。また、下型８には樹脂基
板２を搭載する基板搭載部９、該基板搭載部９よりエア
ーを吸引するエアー吸引手段１０、封止樹脂４をキャビ
ティへ圧送りする樹脂充填部１１が設けられている。樹
脂充填部１１には、樹脂タブレットなどの封止樹脂４を
装填するポット１２や該ポット１２内に装填された封止
樹脂４をキャビティへ圧送りするプランジャ１３が設け
られている。このプランジャ１３は図示しないトランス
ファ機構により上動して封止樹脂４に樹脂圧を印加して
金型ランナゲート７を介して送出してキャビティへ充填
する。尚、上型５に基板搭載部９が設けられ、下型８に
キャビティ凹部６が設けられていても良い。The mold 3 has an upper die 5 and a lower die 6. The upper die 5 is formed with a cavity recess 6 that can accommodate the semiconductor chip 1 and a mold runner gate 7 that communicates with the cavity recess 6. The lower die 8 is provided with a substrate mounting portion 9 for mounting the resin substrate 2, air suction means 10 for sucking air from the substrate mounting portion 9, and a resin filling portion 11 for feeding the sealing resin 4 to the cavity by pressure. ing. The resin filling section 11 is provided with a pot 12 for loading the sealing resin 4 such as a resin tablet, and a plunger 13 for pressure-feeding the sealing resin 4 loaded in the pot 12 to the cavity. The plunger 13 is moved upward by a transfer mechanism (not shown) to apply resin pressure to the sealing resin 4 and to send the resin through the mold runner gate 7 to fill the cavity. Note that the upper die 5 may be provided with the substrate mounting portion 9 and the lower die 8 may be provided with the cavity recess 6.
【００１７】樹脂基板２のチップ搭載部（チップ下面
側）には基板排気孔１４が複数貫通形成されている。エ
アー吸引手段１０は、基板２に貫通形成された基板排気
孔１４を介して半導体チップ１と樹脂基板２との隙間部
分１５のエアーを吸引する。基板搭載部９には、樹脂基
板２に貫通形成された基板排気孔１４に連通可能な多孔
質部材１６が設けられていても良く、或いは基板搭載部
９の搭載面が基板２に貫通形成された基板排気孔１４に
連通可能な梨地状金型面１７に形成されていても良い。
上記多孔質部材１６又は梨地状金型面１７にはエアー吸
引路１８が連通しており、図示しない真空吸引装置によ
り吸引可能になっている。尚、梨地状金型面１７に樹脂
付着の少ない表面処理、例えば複合ニッケルめっき、テ
フロン（登録商標）系、フッソ系などの耐熱性樹脂をコ
ーティングしておくことにより、仮に基板２の裏面側に
封止樹脂４が回り込んだとしても離型性が良いため、該
封止樹脂４は基板２と共に取り出されるので金型面に樹
脂汚れが生ずることはない。A plurality of substrate exhaust holes 14 are formed in the chip mounting portion (chip lower surface side) of the resin substrate 2. The air suction means 10 sucks air in a gap 15 between the semiconductor chip 1 and the resin substrate 2 through a substrate exhaust hole 14 formed through the substrate 2. The substrate mounting portion 9 may be provided with a porous member 16 that can communicate with a substrate exhaust hole 14 formed through the resin substrate 2, or the mounting surface of the substrate mounting portion 9 is formed through the substrate 2. May be formed on the matte mold surface 17 which can communicate with the substrate exhaust hole 14.
An air suction passage 18 communicates with the porous member 16 or the satin-shaped mold surface 17 and can be sucked by a vacuum suction device (not shown). In addition, the surface of the matte mold surface 17 is coated with a heat-resistant resin such as a composite nickel plating, a Teflon (registered trademark) type, a fluorine type or the like, for example, so as to temporarily coat the rear surface side of the substrate 2. Even if the sealing resin 4 goes around, since the mold releasability is good, the sealing resin 4 is taken out together with the substrate 2, so that no resin stain is generated on the mold surface.
【００１８】図２に示すように、樹脂封止装置は、モー
ルド金型３により基板２をクランプして樹脂充填部１１
より封止樹脂４をキャビティへ圧送りすると共にエアー
吸引手段１０よりエアー吸引することにより、半導体チ
ップ１と樹脂基板２との隙間部分１５のエアーを基板排
気孔１４より吸引しながら該隙間部分１５を樹脂封止す
る。As shown in FIG. 2, the resin sealing device clamps the substrate 2 with a mold
Further, the sealing resin 4 is pressure-fed to the cavity and air is sucked by the air suction means 10 so that the air in the gap 15 between the semiconductor chip 1 and the resin substrate 2 is sucked from the board exhaust hole 14 while the gap 15 is sucked. Is sealed with a resin.
【００１９】尚、本実施例は半導体チップ１の上面を露
出させて樹脂封止するため、上型５の樹脂充填部１１か
らキャビティ凹部６に至る樹脂路を含む金型面にはリリ
ースフィルム１９が張設されていても良い。リリースフ
ィルム１９は、モールド金型３の加熱温度に耐えられる
耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するもの
であって、柔軟性、伸展性を有するフィルム材、例え
ば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸
ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等
が好適に用いられる。リリースフィルム１９は、上型５
のパーティング面に形成された吸着穴よりエアーを吸引
することで、上型５に密着して張設される。リリースフ
ィルム１９は、長尺状のものをリリースフィルム供給機
構（図示せず）により連続してモールド金型へ供給する
ようになっていても、或いは予め短冊状に切断されたも
のを用いても良い。尚、長尺状のリリースフィルム１８
を用いる場合には、リリースフィルムを上型５の開閉動
作に伴って金型面に対して上下動する必要がある。In this embodiment, since the upper surface of the semiconductor chip 1 is exposed and sealed with resin, the release film 19 is provided on the mold surface including the resin path from the resin filling portion 11 of the upper die 5 to the cavity recess 6. May be stretched. The release film 19 has heat resistance enough to withstand the heating temperature of the mold 3 and is easily peeled off from the mold surface. The release film 19 has flexibility and extensibility, for example, PTFE, ETFE. , PET, FEP, fluorine impregnated glass cloth, polypropylene, polyvinylidene chloride and the like are preferably used. The release film 19 is an upper mold 5
The air is sucked from the suction holes formed on the parting surface of the upper mold 5 so as to be tightly attached to the upper mold 5. The release film 19 may be configured such that a long film is continuously supplied to a mold by a release film supply mechanism (not shown), or a film that has been cut into strips in advance may be used. good. In addition, a long release film 18
When the release film is used, it is necessary to move the release film up and down with respect to the mold surface with the opening and closing operation of the upper mold 5.
【００２０】また、上型５のキャビティ凹部６には保圧
ピン２０が突き出し可能に設けられていても良い。この
保圧ピン２０は、樹脂封止部が基板面上の広範囲にわた
るため、キャビティの周縁部では流動抵抗により樹脂圧
が低下し易いため、該樹脂圧を均一に保つために設けら
れている。Further, the holding pin 20 may be provided in the cavity recess 6 of the upper die 5 so as to be able to protrude. The pressure-holding pin 20 is provided to keep the resin pressure uniform because the resin sealing portion extends over a wide area on the substrate surface, and the resin pressure tends to decrease at the peripheral portion of the cavity due to flow resistance.
【００２１】基板２に貫通形成される基板排気孔１４
は、ＣＯ2ガスレーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ或いはドリ
ルなどにより孔開け加工されている。この基板排気孔１
４は、隙間部分１５のエアーをスムーズに逃すため、図
３（ａ）に示すようにチップ搭載部の中心側に孔密度が
高く形成されているのが好ましい。また、図３（ｂ）に
おいて基板排気孔１４の形状は直線状に形成したり或い
はクランク状に形成しても良い。また、排気抵抗をチッ
プ搭載部の中心側より周辺側を大きくするため、中心側
の孔径が大きくなるように形成されていても良く、或い
はチップ搭載部の周辺側に向かって孔長が長くなるよう
に形成されていても良い。これは、封止樹脂４は半導体
チップ１の周辺側よりチップ搭載部の中心側に向かって
流れ、チップ搭載部の周辺側の基板排気孔１４から順次
進入して塞ぐため、早めに基板排気孔１４に進入した封
止樹脂４が基板２の裏面側に流出することなく充填硬化
させるためである。尚、基板排気孔１４をクランク状に
形成する場合には、後述するように基板２には多層配線
板が用いられ、各レイヤーを形成する基板を形成する際
に孔開け加工したものを積層して各孔どうしが連通する
ように形成される。Substrate exhaust hole 14 formed through substrate 2
Is drilled by a CO 2 gas laser, UV-YAG laser, drill, or the like. This substrate exhaust hole 1
4 is preferably formed with a high hole density at the center side of the chip mounting portion as shown in FIG. 3A in order to smoothly release the air in the gap portion 15. In FIG. 3B, the shape of the substrate exhaust hole 14 may be formed in a straight line or in a crank shape. Further, in order to increase the exhaust resistance on the peripheral side from the center side of the chip mounting portion, the hole diameter on the center side may be formed to be larger, or the hole length becomes longer toward the peripheral side of the chip mounting portion. It may be formed as follows. This is because the sealing resin 4 flows from the peripheral side of the semiconductor chip 1 toward the center of the chip mounting portion and sequentially enters and closes from the substrate exhaust holes 14 on the peripheral side of the chip mounting portion. This is because the sealing resin 4 that has entered 14 is filled and hardened without flowing out to the back surface side of the substrate 2. In the case where the substrate exhaust holes 14 are formed in a crank shape, a multilayer wiring board is used for the substrate 2 as described later, and holes formed at the time of forming the substrate for forming each layer are laminated. The holes are formed so as to communicate with each other.
【００２２】基板排気孔１４の排気抵抗（大きさや形状
などによる）は、アンダーフィル条件（チップサイズや
隙間部分１５の大きさ）とアンダーフィル樹脂により相
対的に決まる。即ち、半導体チップ１のサイズが大きい
ほど基板排気孔１４の排気抵抗を下げる必要があり、更
に半導体チップ１と基板２との隙間部分１５が狭くなれ
ば、チップサイズよりも樹脂圧力が減衰するため、排気
抵抗を更に下げる必要がある。また、逆にチップサイズ
が小さく、隙間部分１５が大きくなれば、排気抵抗を上
げる必要がある。例えば、キャビティ中の樹脂圧力が４
０ｋｇf／ｃｍ2であり、半導体チップ１のサイズが１０
ｍｍ×１０ｍｍ、隙間部分１５の大きさ（アンダーフィ
ル空間）が１００μｍの場合、アンダーフィル空間の樹
脂圧力は７０％程度であり、チップサイズが２０ｍｍ×
２０ｍｍ、隙間１５の大きさ（アンダーフィル空間）が
１００μｍの場合には、アンダーフィル空間の樹脂圧力
は４０％程度に減衰する。上記各チップサイズで隙間部
分１５の大きさ（アンダーフィル空間）が半減する（５
０μｍになる）と、アンダーフィル空間の樹脂圧力は５
０％程度、２０％程度に減衰すると予想される。The exhaust resistance (depending on the size and shape) of the substrate exhaust hole 14 is relatively determined by the underfill condition (the chip size and the size of the gap 15) and the underfill resin. That is, as the size of the semiconductor chip 1 increases, the exhaust resistance of the substrate exhaust hole 14 needs to be reduced. If the gap 15 between the semiconductor chip 1 and the substrate 2 becomes narrower, the resin pressure is reduced more than the chip size. Therefore, it is necessary to further reduce the exhaust resistance. Conversely, if the chip size is small and the gap 15 is large, it is necessary to increase the exhaust resistance. For example, if the resin pressure in the cavity is 4
0 kgf / cm 2 and the size of the semiconductor chip 1 is 10
mm × 10 mm and the size of the gap 15 (underfill space) is 100 μm, the resin pressure in the underfill space is about 70%, and the chip size is 20 mm ×
When the gap 15 is 20 mm and the size of the gap 15 (underfill space) is 100 μm, the resin pressure in the underfill space attenuates to about 40%. The size of the gap 15 (underfill space) is halved in each of the above chip sizes (5).
0 μm), the resin pressure in the underfill space is 5
It is expected to decay to about 0% and about 20%.
【００２３】ここで、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して半
導体チップ１をフリップチップ実装した基板２をアンダ
ーフィルする過程について説明する。本実施例では、基
板２に設けられた基板排気孔１４は、チップ搭載部の中
心側に孔密度が高く形成されている。基板排気孔１４の
形状は、直線状のものとクランク状のものとが形成され
ており、チップ搭載部中心側より周辺側の排気抵抗が大
きくなるように孔径が調整されている。また、基板搭載
部９は梨地状金型面１７が形成されているものとする。Here, the process of underfilling the substrate 2 on which the semiconductor chip 1 is flip-chip mounted will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (d). In this embodiment, the substrate exhaust holes 14 provided in the substrate 2 are formed with a high hole density on the center side of the chip mounting portion. The shape of the substrate exhaust hole 14 includes a straight shape and a crank shape, and the hole diameter is adjusted so that the exhaust resistance on the peripheral side is larger than that on the center side of the chip mounting portion. It is also assumed that the substrate mounting portion 9 has a matte mold surface 17 formed thereon.
【００２４】先ず、半導体チップ１をフリップチップ接
続された基板２及び封止樹脂４（樹脂タブレットなど）
を型開きしたモールド金型３へ搬入する。図４（ａ）に
おいて、基板２をモールド金型３によりクランプして、
樹脂充填部１１より封止樹脂４を圧送りして、金型ラン
ナゲート７を介してキャビティに充填する。封止樹脂４
は比較的流動抵抗の少ない半導体チップ１間より充填さ
れる。また、図示しないエアー吸引手段１０によりエア
ー吸引が行われているため、チップ−基板間に閉じ込め
られたエアーは基板排気孔１４より梨地状金型面１７を
介して吸引される。First, a semiconductor chip 1 is flip-chip connected to a substrate 2 and a sealing resin 4 (eg, a resin tablet).
Is carried into the opened mold 3. In FIG. 4A, the substrate 2 is clamped by a mold 3 and
The sealing resin 4 is fed under pressure from the resin filling section 11 and is filled into the cavity via the mold runner gate 7. Sealing resin 4
Are filled from between the semiconductor chips 1 having relatively low flow resistance. Further, since air is sucked by the air suction means 10 (not shown), the air trapped between the chip and the substrate is sucked from the substrate exhaust hole 14 through the matte mold surface 17.
【００２５】そして、図４（ｂ）において、チップ−基
板間の隙間部分１５のエアー吸引とトランスファー成形
による成形樹脂圧によりアンダーフィル空間の樹脂圧力
の損失を補填しながら、封止樹脂４はフローフロントの
ばらつきなく半導体チップ１の周囲より略均等に隙間部
分１５に進入し始める。そして、封止樹脂４がチップ搭
載部の中心側に近づくと、図４（ｃ）に示すように周辺
側の基板排気孔１４より封止樹脂４が充填され始める。In FIG. 4 (b), the sealing resin 4 flows while the resin pressure loss in the underfill space is compensated for by the air suction of the gap 15 between the chip and the substrate and the molding resin pressure by transfer molding. It starts to enter the gap portion 15 almost uniformly from the periphery of the semiconductor chip 1 without variation in the front. Then, when the sealing resin 4 approaches the center side of the chip mounting portion, the sealing resin 4 starts to be filled from the substrate exhaust holes 14 on the peripheral side as shown in FIG.
【００２６】基板排気孔１４の排気抵抗は、チップ搭載
部中心側より周辺側が大きくなるように孔径が調整され
ているので、基板排気孔１４に進入した封止樹脂４は、
樹脂封止が完了するまでに基板２の裏面側に漏れ出すこ
とはない。そして、図４（ｄ）に示すように、隙間部分
１５に封止樹脂４が充填され、すべての基板排気孔１４
に封止樹脂４が閉塞されると、封止樹脂４は加熱硬化し
てアンダーフィルが完了する。Since the exhaust resistance of the substrate exhaust hole 14 is adjusted so that the peripheral resistance becomes larger on the peripheral side than on the center side of the chip mounting portion, the sealing resin 4 entering the substrate exhaust hole 14
There is no leakage to the back side of the substrate 2 until the resin sealing is completed. Then, as shown in FIG. 4D, the sealing resin 4 is filled in the gap 15 and all the substrate exhaust holes 14 are formed.
When the sealing resin 4 is closed, the sealing resin 4 is heated and hardened to complete the underfill.
【００２７】上記樹脂封止装置及び樹脂封止方法によれ
ば、半導体チップ１をフリップチップ実装された基板２
のチップ−基板間の隙間部分１５にトランスファー成形
による成形樹脂圧を印加すると共に隙間部分１５のエア
ー吸引を行うことにより、隙間部分１５の大きさや封止
樹脂４の流動抵抗の大小にかかわらず、半導体チップ１
の周囲より流れ込むフローフロントのばらつきをなくし
て、効率良くしかも均一に樹脂封止することができる。
また、封止樹脂４の樹脂流に空気塊（ボイド）を取り込
むのを抑えられるため、成形品質が向上し、しかも難燃
化添加剤の少ないフィラー含有率の高い高粘度の樹脂を
使用できるので、環境保護に資すると共に製造コストも
低減できる。According to the resin sealing device and the resin sealing method, the substrate 2 on which the semiconductor chip 1 is flip-chip mounted
By applying a molding resin pressure by transfer molding to the gap portion 15 between the chip and the substrate and performing air suction of the gap portion 15, regardless of the size of the gap portion 15 and the flow resistance of the sealing resin 4, Semiconductor chip 1
The resin can be efficiently and uniformly sealed by eliminating variations in the flow front flowing from the surrounding area.
In addition, since air bubbles (voids) are prevented from being taken into the resin flow of the sealing resin 4, molding quality is improved, and a high-viscosity resin having a low filler content and a low flame retardant additive can be used. In addition, it contributes to environmental protection and reduces manufacturing costs.
【００２８】次に樹脂封止装置の他の実施態様について
図５を参照して説明する。図５（ａ）は放熱板を装着さ
れた半導体チップの上視図、図５（ｂ）はモールド金型
の樹脂封止状態を示す断面説明図である。本実施例は、
上型５の樹脂充填部１１からキャビティ凹部６に至る樹
脂路を含む金型面にはリリースフィルム１９が張設され
ている。半導体チップ１には、放熱板（ヒートシンク）
２１がボス部２２を介して装着（接着）されていても良
い。また、放熱板２１の対向するコーナー部には位置決
め用の折り曲げ片２３が形成されている。また、放熱板
２１の中心部には放熱板排気孔２４が貫通形成されてい
る。放熱板排気孔２４は、チップ中心側に孔密度が高く
形成されている。また、リリースフィルム１９が張設さ
れた上型面には放熱板排気孔２４より排気されたエアー
を収容する金型凹部２５が形成されている。Next, another embodiment of the resin sealing device will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a top view of a semiconductor chip on which a heat sink is mounted, and FIG. 5B is a cross-sectional explanatory view showing a resin sealing state of a mold. In this embodiment,
A release film 19 is stretched on the mold surface including the resin path from the resin filling portion 11 of the upper mold 5 to the cavity recess 6. A heat sink (heat sink) is provided on the semiconductor chip 1.
21 may be attached (adhered) via the boss 22. In addition, bent pieces 23 for positioning are formed at opposite corners of the heat sink 21. A radiator plate exhaust hole 24 is formed through the center of the radiator plate 21. The heatsink exhaust holes 24 are formed with a high hole density on the chip center side. In addition, a mold concave portion 25 for accommodating the air exhausted from the heat radiating plate exhaust hole 24 is formed on the upper mold surface on which the release film 19 is stretched.
【００２９】アンダーフィルする過程について説明する
と、基板２をモールド金型３によりクランプして、樹脂
充填部１１より封止樹脂４を圧送りして、金型ランナゲ
ート７を介してキャビティに充填する。また、図示しな
いエアー吸引手段１０によりエアー吸引が行われ、チッ
プ−基板間に閉じ込められたエアーは基板排気孔１４よ
り梨地状金型面１７を介して吸引される。また、チップ
−放熱板間に閉じ込められたエアーは放熱板排気孔２４
を介して排気され、排気されたエアーはリリースフィル
ム１９を金型凹部２５側に撓ませて収容される。The underfilling process will be described. The substrate 2 is clamped by the mold 3 and the sealing resin 4 is fed under pressure from the resin filling portion 11 to fill the cavity through the mold runner gate 7. . In addition, air suction is performed by air suction means 10 (not shown), and the air trapped between the chip and the substrate is sucked from the substrate exhaust hole 14 through the matte mold surface 17. Further, the air trapped between the chip and the radiator plate is radiated to the radiator plate exhaust hole 24.
And the exhausted air is accommodated by bending the release film 19 toward the mold recess 25.
【００３０】そして、チップ−基板間の隙間部分１５の
エアー吸引とトランスファー成形による成形樹脂圧によ
りアンダーフィル空間の樹脂圧力の損失を補填しなが
ら、封止樹脂４はフローフロントのばらつきなく半導体
チップ１の周囲より略均等にチップ−基板間の隙間部分
１５及びチップ−放熱板間の隙間部分２６に進入し始め
る。そして、封止樹脂４がチップ搭載部中心側に近づく
と、周辺側の基板排気孔１４及び放熱板排気孔２４より
封止樹脂４が充填され、隙間部分１５及び隙間部分２６
に封止樹脂４が充填されてすべての基板排気孔１４及び
放熱板排気孔２４に封止樹脂４が閉塞されると、封止樹
脂４は加熱硬化してアンダーフィルが完了する。Then, while the resin pressure loss in the underfill space is compensated for by the air suction of the gap portion 15 between the chip and the substrate and the molding resin pressure by the transfer molding, the sealing resin 4 is applied to the semiconductor chip 1 without variation in the flow front. Starts to enter the gap 15 between the chip and the substrate and the gap 26 between the chip and the heat radiating plate substantially uniformly from the surroundings. When the sealing resin 4 approaches the center of the chip mounting portion, the sealing resin 4 is filled from the substrate exhaust holes 14 and the heat radiating plate exhaust holes 24 on the peripheral side, and the gap portion 15 and the gap portion 26 are filled.
Is filled with the sealing resin 4 and the sealing resin 4 is closed in all the substrate exhaust holes 14 and the heat radiating plate exhaust holes 24, the sealing resin 4 is heated and hardened to complete the underfill.
【００３１】このように、チップ−基板間の隙間部分１
５のみならず、放熱板２１と半導体チップ１との隙間部
分２６においても、該隙間部分２６のエアーを放熱板排
気孔２４より排気しながら半導体チップ１の周囲より流
れ込む封止樹脂４のフローフロントのばらつきをなくし
て、効率良くしかも均一に樹脂封止することができる。Thus, the gap 1 between the chip and the substrate
5 as well as in the gap 26 between the heat sink 21 and the semiconductor chip 1, the flow front of the sealing resin 4 flowing from around the semiconductor chip 1 while exhausting the air in the gap 26 from the heat sink exhaust hole 24. And uniform and efficient resin sealing can be achieved.
【００３２】次に、樹脂封止装置の他の実施態様につい
て図６及び図７を参照して説明する。本実施例は、基板
として絶縁樹脂層２７と導体層２８とが多層形成された
基板２９が用いられている。基板２９のチップ搭載部に
は、基板排気孔３０が貫通形成されている。図６に示す
ように、基板排気孔３０は、基板２９をＣＯ2ガスレー
ザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ或いはドリルなどにより孔開け
加工されて貫通孔に形成されていても良い。また、基板
２９を構成するレイヤー毎に貫通孔を形成して、これら
を積層して一体化することで連通する連通孔３２であっ
ても良い。また、基板２９の両面を導通するスルーホー
ル３３に形成されていても良く、或いは図７に示すよう
に、スルーホール内壁面３４と該スルーホール内壁面３
４に被着した導体層２８との空隙３５によって形成され
ていても良い。この空隙３５は、導体層２８とスルーホ
ール内壁面３４との間で異なる材料間の線膨張係数の差
（例えば基板；ポリイミド１９×１０-6ｍｍ／℃＞導体
層；銅１５×１０-6ｍｍ／℃）に起因して形成される。
尚、図６、図７において、３６は基板２９の導体層２８
の一部に接合される接続端子の一例を示すはんだボール
である。また、排気抵抗をチップ搭載部の中心側より周
辺側を大きくするため、中心側の孔径が大きくなるよう
に形成されていても良く、或いはチップ搭載部の周辺側
に向かって孔長が長くなるように形成されていても良
い。Next, another embodiment of the resin sealing device will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a substrate 29 in which an insulating resin layer 27 and a conductor layer 28 are formed in multiple layers is used. A substrate exhaust hole 30 is formed through the chip mounting portion of the substrate 29. As shown in FIG. 6, the substrate exhaust hole 30 may be formed as a through hole by drilling a hole in the substrate 29 using a CO 2 gas laser, a UV-YAG laser, a drill, or the like. Alternatively, the communication hole 32 may be formed by forming a through hole for each layer constituting the substrate 29, and stacking and integrating these to communicate. Further, it may be formed in a through hole 33 which conducts both surfaces of the substrate 29, or as shown in FIG.
4 may be formed by a gap 35 between the conductor layer 28 and the conductor layer 28. This gap 35 is formed by a difference in linear expansion coefficient between different materials between the conductor layer 28 and the through-hole inner wall surface 34 (for example, substrate: polyimide 19 × 10 −6 mm / ° C.> conductor layer; copper 15 × 10 −6). mm / ° C.).
6 and 7, reference numeral 36 denotes the conductor layer 28 of the substrate 29.
2 is a solder ball showing an example of a connection terminal joined to a part of the solder ball. Further, in order to increase the exhaust resistance on the peripheral side from the center side of the chip mounting portion, the hole diameter on the center side may be formed to be larger, or the hole length becomes longer toward the peripheral side of the chip mounting portion. It may be formed as follows.
【００３３】［第２実施例］次に樹脂封止装置及び樹脂
封止方法の他例について、図８及び図９を参照して説明
する。本実施例は半導体チップをフリップチップ接続さ
れた基板を空圧成形により樹脂封止する樹脂封止装置に
ついて説明する。図８は空圧成形によるモールド金型の
構成を示す断面説明図、図９（ａ）（ｂ）は樹脂封止プ
ロセスを示す平面説明図である。尚、第１実施例と同一
部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。[Second Embodiment] Next, another example of the resin sealing apparatus and the resin sealing method will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a resin sealing apparatus for resin-sealing a substrate to which a semiconductor chip is flip-chip connected by pneumatic molding will be described. FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration of a mold by pneumatic molding, and FIGS. 9A and 9B are plan explanatory views showing a resin sealing process. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is referred to.
【００３４】図８において、樹脂封止装置の構成につい
て説明する。本実施例で樹脂封止される被成形品は、第
１実施例同様に複数の半導体チップ１をバンプ又ははん
だボールなどの電極端子１ａを介してマトリクス状にフ
リップチップ接続された基板２が用いられる。基板２と
しては、エポキシ系樹脂基板、ポリイミド系樹脂基板、
ＢＴ基板の他にセラミック基板などにも用いられる。ま
た、基板２は単層基板でも多層基板のいずれでも良い。Referring to FIG. 8, the structure of the resin sealing device will be described. As the molded article to be resin-sealed in this embodiment, a substrate 2 in which a plurality of semiconductor chips 1 are flip-chip connected in a matrix through electrode terminals 1a such as bumps or solder balls as in the first embodiment is used. Can be As the substrate 2, an epoxy resin substrate, a polyimide resin substrate,
It is also used for ceramic substrates and the like in addition to BT substrates. The substrate 2 may be a single-layer substrate or a multilayer substrate.
【００３５】樹脂封止装置は、上記樹脂基板２をクラン
プして樹脂封止するモールド金型３、該モールド金型３
を開閉する公知の型開閉機構、モールド金型３内へ圧縮
空気をキャビティへ噴出させる空圧機構やチップ−基板
間のエアーを吸引する吸引機構などが装備されている。
モールド金型３のうち上型５には、半導体チップ１を収
容可能なキャビティ凹部６が形成されている。また、上
型５にはキャビティに空圧を印加する空圧印加手段３７
（例えばコンプレッサーなど）が設けられている。空圧
印加手段３７は、例えば５〜２０ｋｇｆ／ｃｍ2程度の
圧縮空気を送出し、エアー噴出路３８を経てキャビティ
内へ噴出可能になっている。また、下型８には基板２を
搭載する基板搭載部９が設けられており、この基板搭載
部９には多孔質部材１６が設けられている。尚、基板搭
載部９は基板２に貫通形成された基板排気孔１４に連通
可能な梨地状金型面１７に形成されていても良い。ま
た、下型８には半導体チップ１と基板２との隙間部分１
５のエアーを吸引するエアー吸引手段１０が設けられて
いる。エアー吸引手段１０は、基板２のチップ搭載部に
貫通形成された基板排気孔１４を介して隙間部分１５の
エアーを吸引して多孔質部材１６、エアー吸引路１８を
経て排気するようになっている。The resin sealing device includes a mold 3 for clamping the resin substrate 2 and sealing the resin with the resin 2.
There are provided a known mold opening / closing mechanism for opening and closing, a pneumatic mechanism for ejecting compressed air into the mold die 3 into the cavity, and a suction mechanism for sucking air between the chip and the substrate.
In the upper mold 5 of the mold 3, a cavity recess 6 that can accommodate the semiconductor chip 1 is formed. The upper die 5 has a pneumatic pressure applying means 37 for applying pneumatic pressure to the cavity.
(Eg, a compressor). The pneumatic pressure applying means 37 can send out compressed air of, for example, about 5 to 20 kgf / cm 2 , and can blow it out into the cavity through the air blowing path 38. The lower die 8 is provided with a substrate mounting portion 9 on which the substrate 2 is mounted, and the substrate mounting portion 9 is provided with a porous member 16. Note that the substrate mounting portion 9 may be formed on the matte die surface 17 which can communicate with the substrate exhaust hole 14 formed through the substrate 2. The lower die 8 has a gap 1 between the semiconductor chip 1 and the substrate 2.
5 is provided with air suction means 10 for sucking air. The air suction means 10 sucks air in the gap 15 through a substrate exhaust hole 14 formed through the chip mounting portion of the substrate 2 and exhausts the air through the porous member 16 and the air suction passage 18. I have.
【００３６】ここで空圧成形工程について図９を参照し
て説明する。図９（ａ）に示すように、基板２にマトリ
クス状にフリップチップ接続された半導体チップ１の周
囲に、マルチノズルを有するディスペンサにより液状樹
脂３９を供給する。マルチノズルは例えば図９（ａ）の
矢印方向に液状樹脂３９を供給しながら走査される。図
９（ｂ）において、モールド金型３は、液状樹脂３９が
供給された基板２をクランプして、空圧印加手段３７よ
りエアー圧をキャビティ内に印加すると共に、エアー吸
引手段１０より半導体チップ１と基板２との隙間部分１
５のエアーを基板排気孔１４より吸引して該隙間部分１
５を樹脂封止する。Here, the pneumatic forming step will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9A, a liquid resin 39 is supplied by a dispenser having a multi-nozzle around a semiconductor chip 1 which is flip-chip connected to a substrate 2 in a matrix. The multi-nozzle is scanned while supplying the liquid resin 39 in the direction of the arrow in FIG. 9A, for example. In FIG. 9B, the mold 3 clamps the substrate 2 to which the liquid resin 39 is supplied, applies air pressure to the cavity by the pneumatic pressure applying means 37, and sets the semiconductor chip by the air suction means 10. Gap 1 between substrate 1 and substrate 2
5 is sucked from the substrate exhaust hole 14 and the gap 1
5 is resin-sealed.
【００３７】上記樹脂封止装置及び樹脂封止方法によれ
ば、液状樹脂３９は半導体チップ１の周囲から圧縮空気
に後押しされると共に隙間部分１５のエアー吸引を行う
ことにより、隙間部分１５の大きさや液状樹脂３９の流
動抵抗の大小にかかわらず、半導体チップ１の周囲より
流れ込むフローフロントのばらつきをなくして、効率良
くしかも均一に樹脂封止することができる。また、液状
樹脂３９に混入した空気塊（ボイド）を圧縮空気による
空圧でボイド径を縮小して加熱硬化するので、成形品質
を向上させることができる。According to the resin sealing device and the resin sealing method, the liquid resin 39 is pushed by the compressed air from the periphery of the semiconductor chip 1 and the air is sucked into the gap portion 15 so that the size of the gap portion 15 is increased. Irrespective of the magnitude of the flow resistance of the liquid resin 39, there is no variation in the flow front flowing from around the semiconductor chip 1, and the resin can be efficiently and uniformly sealed. Further, since the air mass (void) mixed in the liquid resin 39 is heated and cured by reducing the diameter of the void by the air pressure of the compressed air, the molding quality can be improved.
【００３８】尚、基板２は絶縁樹脂層２７と導体層２８
とが交互に多層形成された基板２９が用いられ、該基板
２９のチップ搭載部に基板排気孔３０が貫通形成されて
いても良い。また、基板排気孔１４、３０は、基板２の
両面を導通するスルーホール３３に形成されていても良
く、或いはスルーホール内壁面３４と該スルーホール内
壁面３４に被着した導体層２８との空隙３５によって形
成されていても良い。また、基板排気孔１４、３０は、
チップ搭載部の中心側に孔密度が高く形成されているの
が好ましく、チップ搭載部の中心側の孔径が大きくなる
ように形成されていても良く、或いはチップ搭載部の中
心側に向かって孔長が長くなるように形成されていても
良い。また、半導体チップ１に当接するキャビティ凹部
６には、保護フィルムなどの弾性部材を装着して、半導
体チップ１を保護するようにしても良い。また、図１０
に示すように、半導体チップ１の回りに液状樹脂３９が
供給された基板２を基板搭載部９に搭載してリリースフ
ィルム１９を被せた後、モールド金型３をクランプし
て、空圧印加手段３７より圧縮空気を送り込んで空圧成
形を行っても良い。The substrate 2 comprises an insulating resin layer 27 and a conductor layer 28
Alternatively, a substrate 29 in which a plurality of layers are alternately formed may be used, and a substrate exhaust hole 30 may be formed through a chip mounting portion of the substrate 29. Further, the substrate exhaust holes 14 and 30 may be formed in a through hole 33 that conducts both surfaces of the substrate 2, or may be formed by a through hole inner wall surface 34 and the conductor layer 28 attached to the through hole inner wall surface 34. The gap 35 may be formed. The substrate exhaust holes 14 and 30 are
It is preferable that the hole density is formed high on the center side of the chip mounting portion, and the hole diameter on the center side of the chip mounting portion may be formed to be large, or the hole may be formed toward the center side of the chip mounting portion. It may be formed to have a longer length. Further, the semiconductor chip 1 may be protected by attaching an elastic member such as a protective film to the cavity concave portion 6 in contact with the semiconductor chip 1. FIG.
As shown in (1), after the substrate 2 to which the liquid resin 39 is supplied around the semiconductor chip 1 is mounted on the substrate mounting portion 9 and covered with the release film 19, the mold 3 is clamped to Pneumatic forming may be performed by sending compressed air from 37.
【００３９】［第３実施例］次に、樹脂封止装置及び樹
脂封止方法の他例について、図１１を参照して説明す
る。本実施例は半導体チップを実装された基板を圧縮成
形により樹脂封止する樹脂封止装置及び樹脂封止方法に
ついて説明する。図１１は圧縮成形による樹脂封止プロ
セスを示す断面説明図である。尚、第１実施例と同一部
材には同一番号を付して説明を援用するものとする。Third Embodiment Next, another example of the resin sealing device and the resin sealing method will be described with reference to FIG. In this embodiment, a resin sealing device and a resin sealing method for resin-sealing a substrate on which a semiconductor chip is mounted by compression molding will be described. FIG. 11 is an explanatory sectional view showing a resin sealing process by compression molding. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is referred to.
【００４０】先ず、樹脂封止装置の構成について説明す
る。基板２には半導体チップ４０の外部リードがはんだ
接続されている。基板２としては、エポキシ系樹脂基
板、ポリイミド系樹脂基板、ＢＴ基板の他にセラミック
基板などにも用いられる。また、基板２は単層基板でも
多層基板のいずれでも良い。また、基板２にはチップ搭
載部に基板排気孔１４が設けられているのが望ましい。
モールド金型４１のうち、上型４２のパーティング面に
は基板吸着部４３が設けられている。基板吸着部４３に
は多孔質部材４４が設けられており、該多孔質部材４４
には上型エアー吸引路４５が連通している。上型エアー
吸引手段４６により上型エアー吸引路４５を介してエア
ーを吸引することで、基板２を基板吸着部４３の多孔質
部材４４に吸着保持させることができる。First, the configuration of the resin sealing device will be described. External leads of the semiconductor chip 40 are connected to the substrate 2 by soldering. As the substrate 2, an epoxy resin substrate, a polyimide resin substrate, a BT substrate, or a ceramic substrate may be used. The substrate 2 may be a single-layer substrate or a multilayer substrate. Further, it is desirable that the substrate 2 is provided with a substrate exhaust hole 14 in a chip mounting portion.
A substrate suction part 43 is provided on the parting surface of the upper die 42 of the mold 41. A porous member 44 is provided in the substrate suction section 43.
Is connected to an upper air suction passage 45. The substrate 2 can be adsorbed and held on the porous member 44 of the substrate adsorbing section 43 by sucking air through the upper air suction passage 45 by the upper air suction means 46.
【００４１】下型４７には上面にキャビティ凹部４８が
形成されたキャビティブロック４９が下型ベース５０の
上に設けられている。キャビティブロック４９の周囲に
は可動ブロック５１が下型ベース５０にスプリング５２
を介して可動に支持されている。この可動ブロック５１
は、スプリング５２により常時上方へ付勢されており、
上型４２との間で基板２をクランプする際に、下方に押
し下げられる。可動ブロック５１にはブロック吸引路５
３が形成されており、該ブロック吸引路５３は下型エア
ー吸引手段５４に連通している。キャビティブロック４
９のキャビティ凹部４８を含む上面を被覆してリリース
フィルム１９が敷設されている。下型エアー吸引手段５
４はキャビティ凹部４８とリリースフィルム１９との隙
間部分５５のエアーをブロック吸引路５３を介して吸引
する。キャビティ凹部４８には、各凹部を満たすのに十
分な液状樹脂３９がリリースフィルム１９を介して供給
される。液状樹脂３９は、リリースフィルム１９に形成
される凹部に一括して供給されるが、モールド金型４１
をクランプし、下型エアー吸引手段５４を作動させる
と、リリースフィルム１９は各キャビティ凹部４８の内
面に密着して各キャビティ凹部４８に液状樹脂３９が充
填される。A cavity block 49 having a cavity concave portion 48 formed on the upper surface of the lower mold 47 is provided on a lower mold base 50. A movable block 51 is attached to the lower mold base 50 around the cavity block 49 by a spring 52.
It is movably supported via. This movable block 51
Is constantly urged upward by a spring 52,
When the substrate 2 is clamped between the upper die 42, the substrate 2 is pushed down. The movable block 51 has a block suction path 5
3 are formed, and the block suction path 53 communicates with the lower die air suction means 54. Cavity block 4
A release film 19 is laid so as to cover the upper surface including the nine cavity recesses 48. Lower air suction means 5
4 sucks the air in the gap 55 between the cavity recess 48 and the release film 19 via the block suction path 53. Liquid resin 39 sufficient to fill each cavity is supplied to the cavity recesses 48 through the release film 19. The liquid resin 39 is supplied collectively to a concave portion formed in the release film 19,
When the lower mold air suction means 54 is operated, the release film 19 comes into close contact with the inner surface of each cavity concave part 48, and the liquid resin 39 is filled in each cavity concave part 48.
【００４２】ここで、圧縮成形工程について説明する。
上型エアー吸引手段４６により半導体チップ４０が実装
された基板２を上型４２の基板吸着部４３に吸着保持さ
せる。また、半導体チップ１がフリップチップ実装され
ている場合には、基板吸着部４３のエアー吸引により半
導体チップ１と基板２との隙間部分のエアーを基板排気
孔１４より吸引する。また、下型４７のキャビティブロ
ック４９及び可動ブロック５１の上面を覆って敷設され
たリリースフィルム１９の凹部に液状樹脂３９を供給す
る（図１１（ａ）参照）。Here, the compression molding step will be described.
The substrate 2 on which the semiconductor chip 40 is mounted is suction-held by the substrate suction portion 43 of the upper die 42 by the upper die air suction means 46. When the semiconductor chip 1 is flip-chip mounted, the air in the gap between the semiconductor chip 1 and the substrate 2 is sucked from the substrate exhaust hole 14 by the air suction of the substrate suction part 43. Further, the liquid resin 39 is supplied to the concave portion of the release film 19 laid over the cavity block 49 and the movable block 51 of the lower mold 47 (see FIG. 11A).
【００４３】次に、下型４７を上動させて型締めし、基
板２を吸着保持した上型４２と可動ブロック５１との間
で基板２をクランプする。同時に下型エアー吸引手段５
４によりブロック吸引路５３を介してキャビティ凹部４
８とリリースフィルム１９との隙間部分５５のエアーを
吸引する（図１１（ｂ）参照）。Next, the lower die 47 is moved upward to clamp the die, and the substrate 2 is clamped between the upper die 42 holding the substrate 2 by suction and the movable block 51. At the same time, lower air suction means 5
4 through the block suction path 53 and the cavity recess 4
The air in the gap 55 between the release film 8 and the release film 19 is sucked (see FIG. 11B).
【００４４】また、更に型締めが進行すると、可動ブロ
ック５１が上型４２によりスプリング５２の付勢力に抗
して押し下げられ、リリースフィルム１９をキャビティ
凹部４８の内面に徐々に密着させると共に、半導体チッ
プ４０を各キャビティ凹部４８内の液状樹脂３９に浸漬
させる（図１１（ｃ）参照）。When the mold further proceeds, the movable block 51 is pushed down by the upper mold 42 against the urging force of the spring 52, and the release film 19 is gradually brought into close contact with the inner surface of the cavity 48, and the semiconductor chip 40 is immersed in the liquid resin 39 in each cavity recess 48 (see FIG. 11C).
【００４５】そして、可動ブロック５１とキャビティブ
ロック４９が略面一となって型締めが完了すると、リリ
ースフィルム１９がキャビティ凹部４８の内面に完全に
密着し、基板２によりキャビティ凹部４８を密閉するこ
とにより半導体チップ４０の周囲より液状樹脂３９にク
ランプ圧が印加されて樹脂封止される（図１１（ｄ）参
照）。本実施例の場合には、半導体チップ４０と基板２
の隙間部分、即ち外部リードに囲まれた領域に液状樹脂
３９が入り込んで均一な樹脂封止を行うことができる。
また、半導体チップ１が基板２にフリップチップ実装さ
れている場合には、チップ−基板間のエアーを基板排気
孔１４より基板吸着部４３へ吸引しながら液状樹脂３９
にクランプ圧を印加して隙間部分１５を樹脂封止でき
る。When the movable block 51 and the cavity block 49 are substantially flush with each other and the mold clamping is completed, the release film 19 comes into close contact with the inner surface of the cavity recess 48, and the cavity 2 is sealed by the substrate 2. As a result, a clamping pressure is applied to the liquid resin 39 from the periphery of the semiconductor chip 40 to seal the resin (see FIG. 11D). In the case of this embodiment, the semiconductor chip 40 and the substrate 2
The liquid resin 39 penetrates into the gap portion, that is, the region surrounded by the external leads, and uniform resin sealing can be performed.
When the semiconductor chip 1 is flip-chip mounted on the substrate 2, the air between the chip and the substrate is sucked into the substrate suction portion 43 through the substrate exhaust hole 14 while the liquid resin 39 is sucked.
The gap 15 can be resin-sealed by applying a clamping pressure to the gap.
【００４６】上記樹脂封止装置及び樹脂封止方法によれ
ば、液状樹脂３９は半導体チップ４０の周囲からクラン
プ圧が印加されると共にチップ−基板間のエアー吸引を
行うことにより、隙間の大きさや液状樹脂３９の流動抵
抗の大小にかかわらず、半導体チップ４０の周囲より流
れ込むフローフロントのばらつきをなくして、効率良く
しかも均一に樹脂封止することができる。また、液状樹
脂３９に混入した空気塊（ボイド）をクランプ圧でボイ
ド径を縮小して加熱硬化するので、成形品質を向上させ
ることができる。According to the resin sealing device and the resin sealing method, the liquid resin 39 is applied with a clamping pressure from around the semiconductor chip 40 and sucks air between the chip and the substrate, thereby reducing the size of the gap. Irrespective of the magnitude of the flow resistance of the liquid resin 39, there is no variation in the flow front flowing from the periphery of the semiconductor chip 40, and the resin can be efficiently and uniformly sealed. Further, the air mass (void) mixed in the liquid resin 39 is heated and cured by reducing the diameter of the void by the clamping pressure, so that the molding quality can be improved.
【００４７】また、基板２は絶縁樹脂層２７と導体層２
８とが交互に多層形成された基板２９が用いられ、該基
板２９のチップ搭載部に基板排気孔３０が貫通形成され
ていても良い。また、基板排気孔１４、３０は、基板
２、２９の両面を導通するスルーホール３３に形成され
ていても良く、或いはスルーホール内壁面３４と該スル
ーホール内壁面３４に被着した導体層２８との空隙３５
によって形成されていても良い。また、基板排気孔１
４，３０は、チップ搭載部の中心側に孔密度が高く形成
されているのが望ましい。The substrate 2 is composed of the insulating resin layer 27 and the conductor layer 2.
Alternatively, a substrate 29 may be used in which a plurality of layers 8 and 8 are alternately formed, and a substrate exhaust hole 30 may be formed through the chip mounting portion of the substrate 29. In addition, the substrate exhaust holes 14 and 30 may be formed in a through hole 33 that conducts both surfaces of the substrates 2 and 29, or the inner wall surface 34 of the through hole and the conductor layer 28 attached to the inner wall surface 34 of the through hole may be formed. Gap 35 with
May be formed. In addition, the substrate exhaust hole 1
Preferably, the holes 4 and 30 have a high hole density at the center side of the chip mounting portion.
【００４８】以上本発明の好適な実施例について種々述
べてきたが、樹脂封止装置及び樹脂封止方法は上述した
各実施例に限定されるのではなく、例えばフリップチッ
プ実装タイプの基板のみならず、キャビティダウンタイ
プの基板を用いて樹脂封止する場合にも適用可能であ
る。また、基板に形成される基板排気孔の大きさ、形
状、レイアウトなどは成形条件により任意に設定可能で
ある等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施
し得るのはもちろんである。Although various preferred embodiments of the present invention have been described above, the resin sealing device and the resin sealing method are not limited to the above embodiments. For example, if only a flip-chip mounting type substrate is used, Instead, the present invention can be applied to a case where a resin is sealed using a cavity-down type substrate. Of course, many modifications can be made without departing from the spirit of the invention, such as the size, shape, layout, etc. of the substrate exhaust holes formed in the substrate can be arbitrarily set according to the molding conditions.
【００４９】[0049]
【発明の効果】本発明に係る、請求項１記載の樹脂封止
装置及び請求項７記載の樹脂封止方法によれば、半導体
チップをフリップチップ実装された基板のチップ−基板
間の隙間部分にトランスファー成形による成形樹脂圧を
印加すると共に隙間部分のエアー吸引を行うことによ
り、隙間部分の大きさや封止樹脂の流動抵抗の大小にか
かわらず、半導体チップの周囲より流れ込むフローフロ
ントのばらつきをなくして、効率良くしかも均一に樹脂
封止することができる。また、封止樹脂の樹脂流に空気
塊（ボイド）を取り込むのを抑えられるため、成形品質
が向上し、しかも難燃化添加剤の少ないフィラー含有率
の高い高粘度の樹脂を使用できるので、環境保護も資す
ると共に製造コストも低減できる。また、請求項８記載
の樹脂封止装置及び請求項１１記載の樹脂封止方法によ
れば、液状樹脂は半導体チップの周囲から圧縮空気に後
押しされると共にチップ−基板間の隙間部分のエアー吸
引を行うことにより、隙間の大きさや液状樹脂の流動抵
抗の大小にかかわらず、半導体チップの周囲より流れ込
むフローフロントのばらつきをなくして、効率良くしか
も均一に樹脂封止することができる。また、液状樹脂に
混入した空気塊（ボイド）を圧縮空気による空圧でボイ
ド径を縮小して加熱硬化するので、成形品質を向上させ
ることができる。また、請求項１２記載の樹脂封止装置
及び請求項１６記載の樹脂封止方法によれば、液状樹脂
は半導体チップの周囲からクランプ圧が印加されると共
にチップ−基板間の隙間部分のエアー吸引を行うことに
より、隙間の大きさや液状樹脂の流動抵抗の大小にかか
わらず、半導体チップの周囲より流れ込むフローフロン
トのばらつきをなくして、効率良くしかも均一に樹脂封
止することができる。また、液状樹脂に混入した空気塊
（ボイド）をクランプ圧でボイド径を縮小して加熱硬化
するので、成形品質を向上させることができる。According to the resin sealing device of the present invention and the resin sealing method of the present invention, a gap portion between a chip and a substrate of a substrate on which a semiconductor chip is flip-chip mounted is provided. By applying the molding resin pressure by transfer molding and suctioning air in the gap, the variation of the flow front flowing from around the semiconductor chip is eliminated regardless of the size of the gap and the flow resistance of the sealing resin. Thus, resin sealing can be performed efficiently and uniformly. In addition, since air bubbles (voids) are suppressed from being taken into the resin flow of the sealing resin, molding quality is improved, and a high-viscosity resin having a low filler content and a small amount of a flame retardant additive can be used. It also contributes to environmental protection and reduces manufacturing costs. According to the resin sealing device and the resin sealing method of the eleventh aspect, the liquid resin is pushed from the periphery of the semiconductor chip by the compressed air and the air is sucked in the gap between the chip and the substrate. By doing so, the resin can be efficiently and uniformly sealed regardless of the size of the gap and the magnitude of the flow resistance of the liquid resin, without variations in the flow front flowing from around the semiconductor chip. In addition, the air mass (void) mixed in the liquid resin is heated and cured by reducing the diameter of the void by the air pressure of the compressed air, so that the molding quality can be improved. According to the resin sealing device and the resin sealing method of the present invention, a clamp pressure is applied to the liquid resin from the periphery of the semiconductor chip, and the liquid resin is sucked in air at a gap between the chip and the substrate. By doing so, the resin can be efficiently and uniformly sealed regardless of the size of the gap and the magnitude of the flow resistance of the liquid resin, without variations in the flow front flowing from around the semiconductor chip. In addition, since the air mass (void) mixed in the liquid resin is heated and cured by reducing the diameter of the void with the clamping pressure, the molding quality can be improved.
【図１】トランスファ成形によるモールド金型の樹脂充
填完了前の状態を示す上視図及び断面図である。FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view showing a state before completion of resin filling of a mold by transfer molding.
【図２】図１のモールド金型の樹脂充填完了状態を示す
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a completed state of resin filling of the mold die of FIG. 1;
【図３】半導体チップのバンプと基板貫通孔の配置構成
を示す上視図である。FIG. 3 is a top view showing an arrangement configuration of bumps of a semiconductor chip and substrate through holes.
【図４】半導体チップと基板間を樹脂封止する状態説明
図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a state where a resin is sealed between a semiconductor chip and a substrate.
【図５】放熱板を装着された半導体チップの上視図及び
モールド金型の樹脂封止状態を示す断面説明図である。FIG. 5 is a top view of a semiconductor chip on which a heat sink is mounted, and a cross-sectional explanatory view showing a resin-sealed state of a mold.
【図６】多層基板を用いてアンダーフィルする場合の断
面説明図である。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view when underfilling is performed using a multilayer substrate.
【図７】多層基板を用いてアンダーフィルする場合の断
面説明図である。FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view when underfilling is performed using a multilayer substrate.
【図８】第２実施例に係る空圧成形によるモールド金型
の構成を示す断面説明図である。FIG. 8 is an explanatory sectional view showing a configuration of a mold according to a second embodiment by pneumatic molding.
【図９】樹脂封止プロセスを示す平面説明図である。FIG. 9 is an explanatory plan view showing a resin sealing process.
【図１０】図８の他例に係る空圧成形によるモールド金
型の構成を示す断面説明図である。FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of a mold by pneumatic molding according to another example of FIG. 8;
【図１１】第３実施例に係る圧縮成形による樹脂封止プ
ロセスを示す断面説明図である。FIG. 11 is an explanatory sectional view showing a resin sealing process by compression molding according to a third embodiment.
１、４０ 半導体チップ ２、２９ 基板 ３、４１ モールド金型 ４ 封止樹脂 ５、４２ 上型 ６、４８ キャビティ凹部 ７ 金型ランナゲート ８、４７ 下型 ９ 基板搭載部 １０ エアー吸引手段 １１ 樹脂充填部 １２ ポット １３ プランジャ １４、３０ 基板排気孔 １５、２６、５５ 隙間部分 １６、４４ 多孔質部材 １７ 梨地状金型面 １８ エアー吸引路 １９ リリースフィルム ２０ 保圧ピン ２１ 放熱板 ２２ ボス部 ２３ 折り曲げ部 ２４ 放熱板排気孔 ２５ 金型凹部 ２７ 絶縁樹脂層 ２８ 導体層 ３２ 連通孔 ３３ スルーホール ３４ スルーホール内壁面 ３５ 空隙 ３６ はんだボール ３７ 空圧印加手段 ３８ エアー噴出路 ３９ 液状樹脂 ４３ 基板吸着部 ４５ 上型エアー吸引路 ４６ 上型エアー吸引手段 ４９ キャビティブロック ５０ 下型ベース ５１ 可動ブロック ５２ スプリング ５３ ブロック吸引路 ５４ 下型エアー吸引手段 1, 40 Semiconductor chip 2, 29 Substrate 3, 41 Mold 4 Sealing resin 5, 42 Upper mold 6, 48 Cavity recess 7 Mold runner gate 8, 47 Lower mold 9 Substrate mounting part 10 Air suction means 11 Resin filling Portion 12 Pot 13 Plunger 14, 30 Substrate exhaust hole 15, 26, 55 Gap portion 16, 44 Porous member 17 Mat surface 18 Air suction path 19 Release film 20 Holding pin 21 Heat sink 22 Boss 23 Bending portion 24 Heat sink exhaust hole 25 Mold concave part 27 Insulating resin layer 28 Conductive layer 32 Communication hole 33 Through hole 34 Through hole inner wall surface 35 Air gap 36 Solder ball 37 Air pressure applying means 38 Air ejection path 39 Liquid resin 43 Substrate adsorption part 45 Top Mold air suction path 46 Upper mold air suction means 49 Cavity block 50 Lower mold bay S 51 movable block 52 spring 53 block suction path 54 lower air suction means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｃ 45/26 Ｂ２９Ｃ 45/26 // Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｆターム(参考） 4F202 AH33 CA09 CA12 CB01 CB17 CK15 CP02 CP06 CQ01 CQ05 4F204 AH33 FA01 FB01 FB17 FF05 FN12 FQ01 FQ15 4F206 AH33 JA02 JB17 JF05 JQ81 5F061 AA01 BA03 CA21 CB03 DA05 DA06 DA08 DA12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) B29C 45/26 B29C 45/26 // B29L 31:34 B29L 31:34 F term (reference) 4F202 AH33 CA09 CA12 CB01 CB17 CK15 CP02 CP06 CQ01 CQ05 4F204 AH33 FA01 FB01 FB17 FF05 FN12 FQ01 FQ15 4F206 AH33 JA02 JB17 JF05 JQ81 5F061 AA01 BA03 CA21 CB03 DA05 DA06 DA08 DA12
Claims (17)
れ、チップ搭載部に基板排気孔が形成された基板をモー
ルド金型によりクランプして樹脂封止する樹脂封止装置
において、 前記モールド金型は、前記基板が搭載され、該基板に形
成された基板排気孔に連通する多孔質部材が設けられて
いる基板搭載部と、前記半導体チップを収容可能なキャ
ビティ凹部と、前記半導体チップと基板との隙間部分の
エアーを前記基板排気孔及び前記多孔質部材を介して吸
引するエアー吸引手段と、キャビティに封止樹脂を充填
する樹脂充填部とを備え、 前記基板をクランプし、前記樹脂充填部より封止樹脂を
キャビティ凹部へ樹脂圧を印加しながら送出すると共
に、前記エアー吸引手段により前記半導体チップと基板
との隙間部分のエアーを前記基板排気孔より吸引して該
隙間部分を樹脂封止することを特徴とする樹脂封止装
置。1. A resin sealing device in which a semiconductor chip is flip-chip connected and a substrate having a substrate exhaust hole formed in a chip mounting portion is clamped with a mold and sealed with a resin. A substrate mounting portion on which a substrate is mounted and provided with a porous member communicating with a substrate exhaust hole formed in the substrate; a cavity recess capable of accommodating the semiconductor chip; and a gap between the semiconductor chip and the substrate Air suction means for sucking air through the substrate exhaust hole and the porous member, and a resin filling portion for filling a cavity with a sealing resin, wherein the substrate is clamped and sealed from the resin filling portion. The resin is fed to the cavity recess while applying resin pressure, and the air in the gap between the semiconductor chip and the substrate is released by the air suction means into the substrate exhaust hole. Resin sealing apparatus, wherein a the clearance portion by sucking resin sealing Ri.
ビティ凹部に至る樹脂路を含む金型面にはリリースフィ
ルムが張設されていることを特徴とする請求項１記載の
樹脂封止装置。2. The resin sealing device according to claim 1, wherein a release film is stretched on a mold surface including a resin path from a resin filling portion of the mold to a cavity recess.
熱板が装着され、該放熱板の中心部には放熱板排気孔が
貫通形成されており、前記放熱板と半導体チップとの隙
間部分のエアーを前記放熱板排気孔より排気しながら該
隙間部分を樹脂封止することを特徴とする請求項２記載
の樹脂封止装置。3. A radiator plate is mounted on the semiconductor chip via a boss portion, and a radiator plate exhaust hole is formed through the center of the radiator plate to form a gap between the radiator plate and the semiconductor chip. 3. The resin sealing device according to claim 2, wherein the gap is sealed with a resin while the air is exhausted from the exhaust hole of the heat sink.
面には前記放熱板排気孔より排気されたエアーを収容す
る金型凹部が形成されていることを特徴とする請求項３
記載の樹脂封止装置。4. The mold surface on which the release film is stretched is provided with a mold recess for accommodating air exhausted from the heatsink exhaust hole.
The resin sealing device as described in the above.
通するスルーホールに形成されていることを特徴とする
請求項１、２、３又は請求項４記載の樹脂封止装置。5. The resin sealing device according to claim 1, wherein the substrate exhaust hole is formed in a through hole that connects both surfaces of the substrate.
と該スルーホール内壁面に被着した導体層との空隙によ
って形成されていることを特徴とする請求項１、２、３
又は請求項４記載の樹脂封止装置。6. The substrate exhaust hole according to claim 1, wherein the substrate exhaust hole is formed by a gap between an inner wall surface of the through hole and a conductor layer attached to the inner wall surface of the through hole.
Or the resin sealing device according to claim 4.
れ、チップ搭載部に基板排気孔が形成された基板及び封
止樹脂を型開きしたモールド金型へ搬入する工程と、 前記基板をモールド金型によりクランプしてキャビティ
凹部へ樹脂圧を印加しながら充填すると共に前記半導体
チップと基板との隙間部分のエアーを基板排気孔より吸
引しながら該隙間部分に封止樹脂を充填する樹脂封止工
程とを有することを特徴とする樹脂封止方法。7. A step in which a semiconductor chip is flip-chip connected and a substrate having a substrate exhaust hole formed in a chip mounting portion and a sealing resin are carried into an opened mold, and the substrate is clamped by the mold. Filling the cavity recess while applying resin pressure and filling the gap with a sealing resin while sucking air in the gap between the semiconductor chip and the substrate from the substrate exhaust hole. A resin sealing method characterized by the above-mentioned.
れ、チップ搭載部に基板排気孔が形成された基板の、前
記半導体チップの周囲に液状樹脂が供給された前記基板
をモールド金型によりクランプして空圧成形する樹脂封
止装置において、 前記モールド金型は、前記基板が搭載され、該基板に形
成された基板排気孔に連通する多孔質部材が設けられて
いる基板搭載部と、前記半導体チップを収容可能なキャ
ビティ凹部と、該キャビティ凹部内に空圧を印加する空
圧印加手段と、前記半導体チップと基板との隙間部分の
エアーを前記基板排気孔及び前記多孔質部材を介して吸
引するエアー吸引手段とを備え、 前記基板をクランプし、前記半導体チップの周囲に供給
された液状樹脂に前記空圧印加手段より空圧を印加する
と共に、前記エアー吸引手段より前記半導体チップと基
板との隙間部分のエアーを基板排気孔より吸引しながら
該隙間部分を樹脂封止することを特徴とする樹脂封止装
置。8. A semiconductor chip to which a semiconductor chip is flip-chip connected and a substrate mounting hole is formed in a chip mounting portion, and the liquid resin is supplied around the semiconductor chip and the substrate is clamped by a molding die and emptied. In a resin molding apparatus for performing pressure molding, the mold is provided with a substrate mounting portion on which the substrate is mounted and a porous member provided in communication with a substrate exhaust hole formed in the substrate; A cavity recess that can be accommodated, air pressure applying means for applying air pressure to the cavity recess, and air for sucking air in a gap between the semiconductor chip and the substrate via the substrate exhaust hole and the porous member A suction means for clamping the substrate, applying air pressure to the liquid resin supplied around the semiconductor chip from the air pressure applying means, and Resin sealing apparatus, wherein a the clearance portion while the air gap portion is sucked from the substrate exhaust hole and the semiconductor chip and the substrate from stage resin sealing.
通するスルーホールに形成されていることを特徴とする
請求項８記載の樹脂封止装置。9. The resin sealing device according to claim 8, wherein the substrate exhaust hole is formed in a through hole that connects both surfaces of the substrate.
面と該スルーホール内壁面に被着した導体層との空隙に
よって形成されていることを特徴とする請求項８記載の
樹脂封止装置。10. The resin sealing apparatus according to claim 8, wherein the substrate exhaust hole is formed by a gap between an inner wall surface of the through hole and a conductor layer attached to the inner wall surface of the through hole.
れ、チップ搭載部に基板排気孔が形成された基板の、前
記半導体チップの周囲に液状樹脂を供給する樹脂供給工
程と、 前記基板をモールド金型によりクランプしてキャビティ
凹部に収容された前記半導体チップの周囲より空圧を印
加しながら該半導体チップと基板との隙間部分に前記液
状樹脂を充填すると共に、該隙間部分のエアーを基板排
気孔より吸引しながら樹脂封止する空圧成形工程とを有
することを特徴とする樹脂封止方法。11. A resin supply step of supplying a liquid resin around a semiconductor chip of a substrate in which a semiconductor chip is flip-chip connected and a substrate exhaust hole is formed in a chip mounting portion; The gap between the semiconductor chip and the substrate is filled with the liquid resin while applying air pressure from around the semiconductor chip housed in the cavity recess by clamping, and air in the gap is sucked from the substrate exhaust hole. And a pneumatic molding step of sealing with resin.
ルド金型によりクランプし、前記半導体チップをリリー
スフィルムにより被覆されたキャビティ凹部に供給され
た液状樹脂に浸漬させて圧縮成形する樹脂封止装置にお
いて、 前記モールド金型は、前記基板を吸着保持する基板吸着
部を有する上型と、前記キャビティ凹部を有するキャビ
ティブロックと、前記キャビティブロックの周囲に設け
られ、前記リリースフィルムとキャビティ凹部との隙間
部分に連通する吸引路が形成された可動ブロックと、前
記リリースフィルムとキャビティ凹部との隙間部分のエ
アーを吸引するエアー吸引手段とを有する下型とを備
え、 前記上型の基板吸着部に前記基板を吸着保持したまま前
記モールド金型をクランプし、前記半導体チップを前記
キャビティ凹部に供給された液状樹脂に浸漬すると共
に、前記エアー吸引手段により前記リリースフィルムと
キャビティ凹部との隙間部分のエアーを吸引して該リリ
ースフィルムをキャビティ凹部の内面に密着させつつ前
記基板によりキャビティ凹部を密閉することにより前記
液状樹脂にクランプ圧を印加して樹脂封止することを特
徴とする樹脂封止装置。12. A resin sealing apparatus for clamping a substrate on which a semiconductor chip is mounted by a mold, immersing the semiconductor chip in a liquid resin supplied to a cavity recess covered with a release film, and compression-molding the semiconductor chip. An upper mold having a substrate suction portion for sucking and holding the substrate, a cavity block having the cavity concave portion, and a gap between the release film and the cavity concave portion provided around the cavity block; A movable block formed with a suction path communicating with the release film, and a lower mold having an air suction means for sucking air in a gap between the release film and the cavity recess. While holding the semiconductor chip by suction, the mold die is clamped, and the semiconductor chip is While being immersed in the liquid resin supplied to the concave portion, the air suction means sucks air in the gap between the release film and the cavity concave portion to bring the release film into close contact with the inner surface of the cavity concave portion, and the substrate causes the cavity concave portion. A resin sealing device, wherein a clamping pressure is applied to the liquid resin to seal the resin.
チップ接続され、チップ搭載部に基板排気孔が形成され
ており、前記モールド金型は前記基板を基板吸着部に吸
着保持してクランプし、前記半導体チップと基板との隙
間部分のエアーを前記基板排気孔より吸引しながら該隙
間部分に液状樹脂にクランプ圧を印加して樹脂封止する
ことを特徴とする請求項１２記載の樹脂封止装置。13. A semiconductor chip is flip-chip connected to the substrate, and a substrate exhaust hole is formed in a chip mounting portion. The mold mold sucks and holds the substrate on a substrate suction portion and clamps the substrate. 13. The resin sealing apparatus according to claim 12, wherein the resin is sealed by applying a clamp pressure to the liquid resin in the gap while suctioning air in a gap between the semiconductor chip and the substrate from the substrate exhaust hole. .
導通するスルーホールに形成されていることを特徴とす
る請求項１２又は１３記載の樹脂封止装置。14. The resin sealing device according to claim 12, wherein the substrate exhaust hole is formed in a through hole that conducts between both surfaces of the substrate.
面と該スルーホール内壁面に被着した導体層との空隙に
よって形成されていることを特徴とする請求項１２又は
請求項１３記載の樹脂封止装置。15. The resin according to claim 12, wherein the substrate exhaust hole is formed by a gap between an inner wall surface of the through hole and a conductor layer attached to the inner wall surface of the through hole. Sealing device.
きしたモールド金型に搬入して上型面に吸着保持する工
程と、 前記モールド金型のキャビティ凹部を含む下型面がリリ
ースフィルムで覆われた該リリースフィルム上に液状樹
脂を供給する工程と、 前記モールド金型をクランプし、前記半導体チップを前
記キャビティ凹部に供給された液状樹脂に浸漬すると共
に、前記リリースフィルムとキャビティ凹部との隙間部
分のエアーを吸引して該リリースフィルムをキャビティ
凹部の内面に密着させつつ前記基板によりキャビティ凹
部を密閉することにより前記液状樹脂にクランプ圧を印
加しながら圧縮成形する工程とを有することを特徴とす
る樹脂封止方法。16. A step of carrying a substrate on which a semiconductor chip is mounted into an opened mold and holding it by suction on an upper mold surface, and covering a lower mold surface including a cavity recess of the mold mold with a release film. Supplying a liquid resin onto the release film, clamping the mold, dipping the semiconductor chip in the liquid resin supplied to the cavity recess, and a gap between the release film and the cavity recess. Compressing the liquid resin by applying a clamp pressure to the liquid resin by sealing the cavity concave by the substrate while sucking the air of the part and bringing the release film into close contact with the inner surface of the cavity concave. Resin sealing method.
チップ接続され、チップ搭載部に基板排気孔が形成され
ており、前記基板を上型面に吸着保持して前記モールド
金型をクランプし、前記半導体チップと基板との隙間部
分のエアーを前記基板排気孔より吸引しながら該隙間部
分に液状樹脂にクランプ圧を印加して樹脂封止すること
を特徴とする請求項１６記載の樹脂封止方法。17. A semiconductor chip is flip-chip connected to the substrate, a substrate exhaust hole is formed in a chip mounting portion, and the substrate is sucked and held on an upper mold surface to clamp the mold, and 17. The resin sealing method according to claim 16, wherein a resin is sealed by applying a clamping pressure to the liquid resin in the gap while suctioning air in a gap between the semiconductor chip and the substrate from the substrate exhaust hole. .
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