JP2002076198A

JP2002076198A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2002076198A
Application number: JP2000255080A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Sato; 元昭佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の半導体チップが積層されて搭載される
半導体装置は、それぞれの半導体チップのサイズが異な
る場合、注入される封止樹脂の圧力の影響により、半導
体チップが半導体装置の厚み方向にシフトし、樹脂封止
面から半導体チップまたはダイパッド部が露出してしま
うことがあった。【解決手段】第１の半導体チップ３ｆの裏面にフィラ
ー１２を含有した熱硬化性のペースト樹脂１０を塗布し
て、第１の半導体チップ３ｆの裏面を樹脂封止金型１１
の表面に接着させることで、第１の半導体チップ３ｆの
裏面と樹脂封止金型１１の表面に固定されるため、樹脂
封止工程における封止樹脂注入時の圧力、注入速度の影
響を受けることなく、第１の半導体チップ３ｆおよびダ
イパッド部２が半導体装置の厚み方向にシフトすること
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の半導体チッ
プが基板上に搭載された半導体装置の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化に対応するため
に、樹脂封止型半導体装置などの半導体部品の小型化、
薄型化が要望されている。それにともなって、樹脂封止
工程における半導体装置の薄型化技術についても注目さ
れている。

【０００３】以下、従来の表面実装型の半導体装置につ
いて図面を参照しながら説明する。

【０００４】まず、１つの半導体チップが内蔵された場
合の半導体装置について説明する。図８は、１つの半導
体チップが内蔵された場合の従来の半導体装置を示す断
面図である。

【０００５】図８に示すように、リードフレーム１のダ
イパッド部２に半導体チップ３が接着剤４を介して搭載
され、半導体チップ３の電極とリードフレーム１のイン
ナーリード部５とが金属細線６でワイヤーボンディング
工法により電気的に接続され、所定の形状の樹脂封止金
型に封止樹脂７を注入して樹脂封止されることにより半
導体装置が完成する。そして封止樹脂の硬化後は、樹脂
封止金型から取り出された樹脂封止体のリードフレーム
１のアウターリード部８がリードフォーミング用金型に
て、所定のリード形状に加工される。

【０００６】次に、２つの半導体チップが内蔵された場
合の半導体装置について説明する。

【０００７】図９は、２つの半導体チップが内蔵された
場合の従来の半導体装置を示す断面図である。

【０００８】図９に示すように、リードフレーム１のダ
イパッド部２の一方の面に第１の半導体チップ３ｆの裏
面が接着剤４を介して接着され、第１の半導体チップ３
ｆの主面に第２の半導体チップ３ｓの裏面が接着剤４を
介して接着され、第１の半導体チップ３ｆおよび第２の
半導体チップ３ｓの電極とリードフレーム１のインナー
リード部５とが金属細線６でワイヤーボンディング工法
により電気的に接続され、所定の形状の樹脂封止金型に
封止樹脂７を注入して樹脂封止されることにより半導体
装置が完成する。そして封止樹脂７の硬化後は、樹脂封
止金型から取り出された樹脂封止体のリードフレーム１
のアウターリード部８がリードフォーミング用金型に
て、所定のリード形状に加工される。

【０００９】なお、搭載される半導体チップの数に関係
なく、半導体装置が完成した後は、電気的接続や信号検
査、信頼性試験が行われ、良品判定された後、梱包出荷
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の半導体装置においては、特に薄型タイプの半導体装置
内に、複数の半導体チップを搭載する場合、樹脂封止工
程において封止樹脂の厚みの安定性の低下が懸念されて
いる。

【００１１】例えば図９に示したように、複数個の半導
体チップが搭載されるタイプの半導体装置の製造工程で
は、２つの半導体チップのチップサイズが異なる場合、
注入される封止樹脂の圧力の影響により半導体チップが
半導体装置の厚み方向にシフトしないような封止樹脂流
動の圧力および速度のバランスのコントロールが必要で
あるが、そのコントロールは困難である。

【００１２】また、封止樹脂流動の圧力の影響による半
導体チップのシフトを防止するため、意図的にパッケー
ジ表面に半導体チップやダイパッドの一部を露出させる
方法もあるが、封止樹脂注入時の圧力により、樹脂封止
用金型と露出面との間の微小な隙間に封止樹脂が流入す
ることで、封止樹脂硬化後に薄バリや封止樹脂内に気泡
（ボイド）が発生し、半導体チップが割れる危険性もあ
る。

【００１３】本発明は前記した従来の課題を解決するた
めに、封止樹脂注入時のダイパッドのシフトを防止し、
封止樹脂の表面から半導体チップまたはダイパッド部が
露出しない半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の半導体装置の製造方法は、ダイパッ
ド部の第１の面上に第１の半導体チップの裏面を接着す
るとともに、前記ダイパッド部の第２の面上に第２の半
導体チップの主面を接着する工程と、前記第１の半導体
チップに形成された電極および前記第２の半導体チップ
に形成された電極とインナーリード部とを金属細線で電
気的に接続する工程と、前記第２の半導体チップの裏面
に単数または複数の均等サイズのフィラーを含有した熱
硬化性のペースト樹脂を塗布する工程と、前記第２の半
導体チップの裏面を対応した樹脂封止金型の表面に前記
ペースト樹脂を介して接着させる工程と、前記第１の半
導体チップ、前記第２の半導体チップ、前記ダイパッド
部および前記金属細線の領域を樹脂封止する工程とより
なる。

【００１５】このような半導体装置の製造方法により、
第２の半導体チップに対向する樹脂封止金型の表面に対
して、第２の半導体チップがフィラーを介して押圧され
た状態で接着されるので、封止樹脂の注入によりダイパ
ッド部または２つの半導体チップをシフトさせるような
圧力が生じても、ダイパッド部または半導体チップのシ
フトを防止することができる。

【００１６】また、ダイパッド部の第１の面上に第１の
半導体チップの裏面を接着する工程と、第２の半導体チ
ップの裏面を前記第１の半導体チップの主面に接着する
工程と、前記第１の半導体チップに形成された電極およ
び前記第２の半導体チップに形成された電極と前記イン
ナーリード部とを金属細線で電気的に接続する工程と、
前記ダイパッド部の裏面に単数または均等サイズの複数
のフィラーを含有した熱硬化性のペースト樹脂を塗布す
る工程と、前記ダイパッド部の裏面を対応した樹脂封止
金型の表面に前記ペースト樹脂を介して接着させる工程
と、前記第１の半導体チップ、前記第２の半導体チッ
プ、前記ダイパッド部および前記金属細線の領域を樹脂
封止する工程とよりなる。

【００１７】このような半導体装置の製造方法により、
ダイパッド部に対向する樹脂封止金型の表面に対して、
ダイパッド部がフィラーを介して押圧された状態で接着
されるので、封止樹脂の注入によりダイパッド部または
半導体チップをシフトさせるような圧力が生じても、ダ
イパッド部または半導体チップのシフトを防止すること
ができる。

【００１８】また、フィラーの形状は、破砕状である。

【００１９】このように、破砕状のフィラーを用いるこ
とにより、破砕状のフィラーが半導体チップまたはダイ
パッド部に対して引っかかりやすくなるので、樹脂封止
金型と半導体チップまたはダイパッド部との間でフィラ
ーが流動しにくくなり、樹脂封止工程において封止樹脂
の圧力が大きくなっても、ペースト樹脂が塗布された位
置から移動することを防止することができる。したがっ
て、フィラーを含有したペースト樹脂が分布する位置の
バラツキの拡大を抑制することが可能となる。また、樹
脂封止金型と半導体チップまたはダイパッド部との距離
を決定するフィラー径の粒度の選別が容易となる。ま
た、低コストのペースト樹脂の製造が可能となる。

【００２０】また、フィラーの形状は、球状である。

【００２１】このように、球状のフィラーを用いること
により、硬化後の封止樹脂の強度向上および応力低下を
実現することができる。

【００２２】また、フィラーの材料は、ＳｉＯ₂（シリ
カ）である。

【００２３】このように、フィラーの材料としてＳｉＯ
₂（シリカ）を用いることにより、高耐熱であって、半
導体チップおよびダイパッド部との密着力の大きいペー
スト樹脂の実現が可能となる。

【００２４】また、フィラーの材料は、ポリイミドまた
は耐熱性シリコンゴムを混合している。

【００２５】このようなフィラーの材料を混合して、ペ
ースト樹脂を半導体チップの裏面またはダイパッド部の
裏面に塗布することにより、ペースト樹脂の硬化後の内
部応力を緩和することが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法の一実施形態について図面を参照しながら説明す
る。

【００２７】まず、本発明の第１の実施形態について説
明する。

【００２８】図１は本実施形態の半導体装置の各製造工
程を示す断面図である。

【００２９】図１（ａ）に示すように、半導体チップ搭
載用のダイパッド部２がフレーム枠と接続した吊りリー
ド部によって支持され、一方の端部がフレーム枠と接続
したインナーリード部を有するリードフレームをダイボ
ンディング装置を用いて所定の位置に搬送し、ダイパッ
ド部２の一方の面に第１の半導体チップ３ｆの主面を対
向させるとともに、ダイパッド部２の他方の面に第２の
半導体チップ３ｓの裏面を対向させて、それぞれの半導
体チップを接着剤４を用いてダイパッド部２の両面にダ
イボンディングを行い、それぞれの半導体チップの電極
とインナーリード部５とを金属細線６により電気的に接
続し、ペースト塗布機９を用いて第１の半導体チップ３
ｆの裏面にフィラーを含有したペースト樹脂１０を３点
以上塗布する。

【００３０】またペースト樹脂１０の塗布位置は、例え
ば、直線上、隣接する塗布位置が同距離となる位置、ダ
イパッド部の中央部を中心とした線対称および点対称と
なる位置である。

【００３１】次に図１（ｂ）に示すように、２つの半導
体チップが搭載されたリードフレーム１を樹脂封止金型
１１に投入し、位置決めを行う。

【００３２】次に図１（ｃ）に示すように、ペースト樹
脂１０が塗布された第１の半導体チップ３ｆの裏面を対
向する樹脂封止金型１１の表面に押圧して密着させ、ペ
ースト樹脂１０を半硬化または硬化させる。そして、封
止樹脂７を樹脂封止金型１１に注入し、加熱、硬化する
ことにより、第１の半導体チップ３ｆ、第２の半導体チ
ップ３ｓ、インナーリード部５および金属細線６を含む
領域を封止樹脂７によって樹脂封止した後、封止樹脂７
が硬化した状態でリードフレーム１を樹脂封止金型１１
から取り出す。ここで、第１の半導体チップ３ｆの裏面
に塗布したペースト樹脂１０と封止樹脂７とが混合しな
いように、封止樹脂注入前に、ペースト樹脂１０が半硬
化または硬化状態となっていることが必要である。

【００３３】次に図１（ｄ）に示すように、封止樹脂面
から露出したアウターリード８を所定の形状、長さに加
工することにより、半導体装置が完成する。

【００３４】なお、本実施形態では、搭載した２つの半
導体チップの主面が半導体装置の実装面に対向した場合
について説明したが、搭載した２つの半導体チップの主
面が半導体装置の実装面に対して逆向きでもよい。

【００３５】また、第１の半導体チップ３ｆの裏面に対
するペースト樹脂１０の塗布は、それぞれの半導体チッ
プの電極とインナーリード部５とを金属細線６によって
電気的に接続する工程の前後いずれに行ってもよい。

【００３６】また、本実施形態では、第１の半導体チッ
プ３ｆの裏面はフィラーを含有したペースト樹脂１０を
介して、上側の樹脂封止金型または下側の樹脂封止金型
に対して接着されればよく、フィラーの形状および材料
に関係なく、第１の半導体チップ３ｆの裏面がフィラー
を含有したペースト樹脂を介して接着される樹脂封止金
型は、上下どちらかの樹脂封止金型に限定されるもので
はない。

【００３７】次に本発明の第２の実施形態について説明
する。

【００３８】図２は本実施形態の半導体装置の各製造工
程を示す断面図である。

【００３９】図２（ａ）に示すように、半導体チップ搭
載用のダイパッド部２がフレーム枠と接続した吊りリー
ド部によって支持され、一方の端部がフレーム枠と接続
したインナーリード部を有するリードフレームをダイボ
ンディング装置を用いて所定の位置に搬送し、ダイパッ
ド部２の一方の面に第１の半導体チップ３ｆの裏面を対
向させて接着剤４を用いて接着し、第１の半導体チップ
３ｆの主面に第２の半導体チップ３ｓの裏面を対向させ
て接着剤４を用いて接着し、それぞれの半導体チップの
電極とインナーリード部５とを金属細線６により電気的
に接続し、ダイパッド部２の裏面にペースト塗布機９を
用いてフィラーを含有したペースト樹脂１０を３点以上
塗布する。

【００４０】次に図２（ｂ）に示すように、２つの半導
体チップが搭載されたリードフレーム１を樹脂封止金型
１１に投入してから位置決めを行う。

【００４１】次に図２（ｃ）に示すように、ペースト樹
脂１０が塗布されたダイパッド部２を対向する樹脂封止
金型１１の表面に押圧して密着させ、ダイパッド部２の
裏面に塗布したペースト樹脂１０に封止樹脂７が混合し
ないように、ペースト樹脂１０を半硬化または硬化させ
る。その後、樹脂封止金型１１内に封止樹脂７を注入し
加熱、硬化させ、リードフレーム１を樹脂封止金型１１
から取り出す。

【００４２】次に図２（ｄ）に示すように、封止樹脂面
から露出したアウターリード８を所定の形状、長さに加
工すると、本実施形態の半導体装置が完成する。

【００４３】なお、本実施形態では、搭載した２つの半
導体チップの主面が半導体装置の実装面に対向した場合
について説明したが、搭載した２つの半導体チップの主
面が半導体装置の実装面に対して逆向きでもよい。

【００４４】また、ダイパッド部２の裏面に対するペー
スト樹脂の塗布は、それぞれの半導体チップの電極とイ
ンナーリード部５とを金属細線６によって電気的に接続
する工程の前後いずれに行ってもよい。

【００４５】なお、本実施形態でも、第１の半導体チッ
プ３ｆの裏面はフィラーを含有したペースト樹脂１０を
介して、上側の樹脂封止金型または下側の樹脂封止金型
に対して接着されればよく、フィラーの形状および材料
に関係なく、第１の半導体チップ３ｆの裏面がフィラー
を含有したペースト樹脂を介して接着される樹脂封止金
型は、上下どちらかの樹脂封止金型に限定されるもので
はない。

【００４６】次に本実施形態で用いるフィラーの形状に
ついて説明する。

【００４７】図３、図４、図５および図６は、それぞれ
破砕状、球状、楕円回転体状および多面体状のフィラー
を含有したペースト樹脂を半導体チップの裏面に塗布し
た状態を拡大して示す断面図である。また図７は、球
状、楕円回転体状、多角錐状および多面体状のフィラー
が混合して含有したペースト樹脂を塗布した状態を拡大
して示す断面図である。

【００４８】図３（ａ）は、半導体チップ３ｆの裏面に
破砕状のフィラー１２を含有したペースト樹脂１０を塗
布した状態を示す断面図であり、図３（ｂ）および図３
（ｃ）は、半導体チップ３ｆが、樹脂封止金型１１に対
して下側に位置する場合および上側に位置する場合の状
態を示す断面図である。

【００４９】まず図３（ａ）に示すように、破砕状のフ
ィラー１２を含有したペースト樹脂１０を第１の半導体
チップ３ｆの裏面に塗布する。ここで破砕状のフィラー
１２は、フィラーの原材料を粉砕した後、一定範囲のサ
イズの粒径のフィラーを選別したものであり、比較的鋭
利な角部を有する形状である。

【００５０】次に図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すよ
うに、第１の半導体チップ３ｆを搭載したリードフレー
ムを樹脂封止金型１１内に投入し、第１の半導体チップ
３ｆの裏面を破砕状フィラー１２を含有したペースト樹
脂１０を介して樹脂封止金型１１に押圧し、樹脂封止金
型１１の加熱装置によりペースト樹脂１０を加熱する。
ペースト樹脂１０が加熱されると、ペースト樹脂１０は
次第に硬化し、第１の半導体チップ３ｆと樹脂封止金型
１１の表面とは破砕状のフィラー１２を含有したペース
ト樹脂１０を介して接着される。

【００５１】この後、封止樹脂を第１の半導体チップ３
ｆと樹脂封止金型１１との間に注入するが、封止樹脂と
ペースト樹脂１０とが混合することを避けるため、本実
施形態では、樹脂封止金型１１をクランプしてから封止
樹脂注入までの間にペースト樹脂１０が半硬化または硬
化状態となっていることが必要である。なお、ペースト
樹脂１０の硬化時間の調整は、ペースト樹脂１０の添加
成分である硬化促進剤の含有量により調整可能である。

【００５２】また、樹脂封止金型１１に対してペースト
樹脂１０を介して第１の半導体チップ３ｆの裏面を押圧
することにより、第１の半導体チップ３ｆと樹脂封止金
型１１との間の距離は、フィラー１２の平均粒径とほぼ
同一となる。このときの押圧力は、第１の半導体チップ
３ｆが搭載されるダイパッド部、吊りリードおよびフレ
ーム本体の弾性力を利用したものである。このように、
破砕状のフィラー１２を用いると、破砕状のフィラー１
２が第１の半導体チップ３ｆおよび樹脂封止金型１１の
表面に引っかかりやすくなるので、封止樹脂の流入によ
る圧力の影響を受けることなく、ペースト樹脂１０が塗
布された位置から移動することを防止することができ
る。また、破砕状のフィラーを用いることにより、一定
範囲の粒径の選別が容易になり、他の形状のフィラーよ
りも安価に入手できる。

【００５３】次に、球状のフィラーを含有したペースト
樹脂を用いる場合について説明する。

【００５４】図４（ａ）は、半導体チップ３ｆの裏面に
球状のフィラー１３を含有したペースト樹脂塗布した状
態を示す断面図であり、図４（ｂ）および図４（ｃ）
は、半導体チップ３ｆが、樹脂封止金型１１に対して下
側に位置する場合および上側に位置する場合の状態を示
す断面図である。

【００５５】まず図４（ａ）に示すように、球状のフィ
ラー１３が含有したペースト樹脂１０を第１の半導体チ
ップ３ｆの裏面に塗布する。

【００５６】次に図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すよ
うに、第１の半導体チップ３ｆを搭載したリードフレー
ムを樹脂封止金型１１内に投入し、第１の半導体チップ
３ｆの裏面を球状のフィラー１３を含有したペースト樹
脂１０を介して樹脂封止金型１１に押圧し、樹脂封止金
型１１の加熱装置によりペースト樹脂１０を加熱する。
ペースト樹脂１０が加熱されると、ペースト樹脂１０は
次第に硬化し、第１の半導体チップ３ｆと樹脂封止金型
１１の表面とは球状のフィラー１３を含有したペースト
樹脂１０を介して接着される。

【００５７】ここで用いた球状のフィラー１３は、他の
フィラーよりも高強度であり、また、エポキシ樹脂を成
分としたペースト樹脂と混合する場合は、硬化時に発生
する応力が小さくなり、第１の半導体チップ３ｆと樹脂
封止金型との密着性を確保することができる。

【００５８】次に、楕円回転体状のフィラーを含有した
ペースト樹脂を用いる場合について説明する。

【００５９】図５（ａ）は、半導体チップ３ｆの裏面に
楕円回転体状のフィラー１４を含有したペースト樹脂を
塗布した状態を示す断面図であり、図５（ｂ）および図
５（ｃ）は、半導体チップ３ｆが、樹脂封止金型１１に
対して下側に位置する場合および上側に位置する場合の
状態を示す断面図である。

【００６０】また図５（ａ）に示すように、楕円回転体
状のフィラー１４が含有したペースト樹脂１０を第１の
半導体チップ３ｆの裏面に塗布する。

【００６１】次に図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すよ
うに、第１の半導体チップ３ｆを搭載したリードフレー
ムを樹脂封止金型１１内に投入し、第１の半導体チップ
３ｆの裏面を楕円回転体状のフィラー１４を含有したペ
ースト樹脂１０を介して樹脂封止金型１１に押圧し、樹
脂封止金型１１の加熱装置によりペースト樹脂１０を加
熱する。ペースト樹脂１０が加熱されると、ペースト樹
脂１０は次第に硬化し、第１の半導体チップ３ｆと樹脂
封止金型１１の表面とは楕円回転体状のフィラー１４を
含有したペースト樹脂１０を介して接着される。

【００６２】このように楕円回転体状のフィラー１４を
用いると、ペースト樹脂１０の硬化が不十分の段階に封
止樹脂が流入しても、楕円回転体状のフィラー１４が第
１の半導体チップ３ｆおよび樹脂封止金型１１の表面に
ひっかかり、ペースト樹脂１０が塗布された位置から移
動することを防止することができる。

【００６３】次に、多角形状のフィラーを含有したペー
スト樹脂を用いる場合について説明する。

【００６４】図６（ａ）は、半導体チップ３ｆの裏面に
多角形状のフィラー１５を含有したペースト樹脂を塗布
した状態を示す断面図であり、図６（ｂ）および図６
（ｃ）は、半導体チップ３ｆが、樹脂封止金型１１に対
して下側に位置する場合および上側に位置する場合の状
態を示す断面図である。

【００６５】まず図６（ａ）に示すように、多角形状の
フィラー１５が含有したペースト樹脂１０を第１の半導
体チップ３ｆの裏面に塗布する。

【００６６】次に図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すよ
うに、第１の半導体チップ３ｆを搭載したリードフレー
ムを樹脂封止金型１１内に投入し、第１の半導体チップ
３ｆの裏面を多角形状のフィラー１５を含有したペース
ト樹脂１０を介して樹脂封止金型１１に押圧し、樹脂封
止金型１１の加熱装置によりペースト樹脂１０を加熱す
る。ペースト樹脂１０が加熱されると、ペースト樹脂１
０は次第に硬化し、第１の半導体チップ３ｆと樹脂封止
金型１１の表面とは多角形状のフィラー１５を含有した
ペースト樹脂１０を介して接着される。

【００６７】このように多角形状のフィラー１５を用い
ると、ペースト樹脂１０の硬化が不十分の段階に封止樹
脂が流入しても、多角形状のフィラー１５が半導体チッ
プおよび樹脂封止金型１１の表面にひっかかり、ペース
ト樹脂１０が塗布された位置から移動することを防止す
ることができる。また、多角形状は、多角錐、正四面
体、直方体のいずれであってもよく、特に限定されるも
のではない。

【００６８】次に、多角形状混合のフィラーを含有した
ペースト樹脂を用いる場合について説明する。

【００６９】図７（ａ）は、第１の半導体チップ３ｆの
裏面に多角形状混合のフィラー１６を含有したペースト
樹脂を塗布した状態を示す断面図であり、図７（ｂ）お
よび図７（ｃ）は、第１の半導体チップ３ｆが、樹脂封
止金型１１に対して下側に位置する場合および上側に位
置する場合の状態を示す断面図である。

【００７０】まず図７（ａ）に示すように、多角形状混
合のフィラー１６が含有したペースト樹脂１０を第１の
半導体チップ３ｆの裏面に塗布する。

【００７１】次に図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すよ
うに、第１の半導体チップ３ｆを搭載したリードフレー
ムを樹脂封止金型１１内に投入し、第１の半導体チップ
３ｆの裏面を多角形状混合のフィラー１６を含有したペ
ースト樹脂１０を介して樹脂封止金型１１に押圧し、樹
脂封止金型１１の加熱装置によりペースト樹脂１０を加
熱する。ペースト樹脂１０が加熱されると、ペースト樹
脂１０は次第に硬化し、第１の半導体チップ３ｆと樹脂
封止金型１１の表面とは多角形状混合のフィラー１６を
含有したペースト樹脂１０を介して接着される。

【００７２】このように多角形状のフィラー１６を混在
して用いると、ペースト樹脂１０の硬化が不十分の段階
に封止樹脂が流入しても、多角形状混合のフィラー１６
が第１の半導体チップ３ｆと樹脂封止金型１１の表面に
ひっかかり、ペースト樹脂１０が塗布された位置から移
動することを抑制することができる。また、高強度であ
り、さらにペースト樹脂１０の硬化時に発生する応力を
小さく抑制することが可能となる。また、多角形状は、
多角錐、正四面体、直方体のいずれであってもよく、特
に限定されたものではない。

【００７３】以上、フィラーの形状を適宜選択すること
により、封止樹脂流入によるペースト樹脂の移動の防
止、フィラー強度の向上、ペースト樹脂硬化時に発生す
る応力の低下を達成することができるが、いずれのフィ
ラー形状を選択しても、樹脂封止金型と対向するダイパ
ッド部および半導体チップとがフィラー径と同一の距離
を保って平行となり、ダイパッド部および半導体チップ
のシフトを防止できる。

【００７４】なお、ここでは第１の実施形態に対応し
て、第１の半導体チップ３ｆを樹脂封止金型１１に対し
てフィラーを含有するペースト樹脂１０を介して接着し
た場合について説明したが、第２の実施形態に対応して
ダイパッド部２を樹脂封止金型１１にフィラーを含有す
るペースト樹脂１０を介して接着した場合でも、フィラ
ー形状は適宜選択できる。

【００７５】次に、ペースト樹脂に含有されるフィラー
径について説明する。

【００７６】半導体チップは、半導体チップが搭載され
たダイパッド部、吊りリードおよびリードフレームのバ
ネ弾性力によって樹脂封止金型に押し付けられるため、
半導体チップと樹脂封止金型との距離は、ペースト樹脂
に分布したフィラー径によって決定され、半導体チップ
と樹脂封止金型とはほぼ平行となり、半導体チップを搭
載したダイパッド部が、樹脂封止金型投入時の初期状態
からシフトすることを防止することができる。

【００７７】なお、フィラーのサイズは、目標とする半
導体チップと樹脂封止金型との間の距離と同一になるよ
うに設定する必要がある。

【００７８】また、半導体チップと樹脂封止金型との間
のペースト樹脂が塗布された以外の領域には、封止樹脂
を充填する必要があるため、ペースト樹脂に含有された
フィラー径は、封止樹脂に含有されたフィラー径よりも
大きい必要がある。具体的には、ペースト樹脂に含有さ
れるフィラー径は、１００[μｍ]〜２００[μｍ]である
ことが望ましいが、これは、封止樹脂に含有されるフィ
ラー径の粒度分布のピークが７０[μｍ]程度であり、ペ
ースト樹脂に含有されるフィラー径が１００[μｍ]以上
であれば、封止樹脂に含有されるフィラーが、硬化した
ペースト樹脂を挟む半導体チップと樹脂封止金型との間
に流入することが可能となるためである。

【００７９】また、２００[μｍ]よりも大きな径のフィ
ラーを用いると、ペースト樹脂を塗布するためのノズル
の内径を２００[μｍ]よりも大きくする必要があるの
で、ノズルからの１回の滴下量が増加し、連続して塗布
量が安定した高精度な塗布が困難になる。

【００８０】次に本実施形態で用いるフィラーの材料に
ついて説明する。

【００８１】フィラーとして用いられる材料は、シリカ
（ＳｉＯ₂ガラス）、ポリイミド、耐熱性シリコンゴム
が一般的であるが、これらの材料の使い分けは、必要と
される弾力性の程度によって決定され、場合によっては
シリカ、ポリイミド、耐熱性シリコンゴムを混合して使
用する場合もある。

【００８２】以下、それぞれのフィラー材料を用いた場
合のペースト樹脂の特性について説明する。

【００８３】まず、シリカ（ＳｉＯ₂ガラス）は高耐熱
性で密着強度が大きいので、ペースト樹脂および封止樹
脂の高温加熱時にも特性上問題なく、また、ペースト樹
脂との密着強度を確保することができ、ペースト樹脂と
フィラーとの界面におけるボイドの発生を防止すること
が可能となる。

【００８４】また、ポリイミドは弾力性が富み、ペース
ト樹脂の硬化時における内部応力の発生を緩和すること
ができ、半導体チップとの密着性を確保できる。

【００８５】また、耐熱性シリコンゴムは高耐熱性であ
り、弾力性も有するので、ペースト樹脂および封止樹脂
の高温加熱時にも特性上問題なく、ペースト樹脂の硬化
時における内部応力の発生を緩和することができる。

【００８６】また、フィラーを含有したペースト樹脂１
０と封止樹脂７とは、同色で同種の熱硬化タイプ、同種
の離型剤を使用することにより、完成後の半導体装置の
外観上の見栄えが良くなり、内部応力の偏りを防止で
き、さらに硬化後の封止樹脂面が樹脂封止金型１１の表
面から離形しやすくなる。

【００８７】なお、第１の実施形態および第２の実施形
態では、図１および図２に示した半導体装置は、ダイパ
ッド部２の片面または両面に対して、合計２つの半導体
チップが搭載された半導体装置であって、樹脂封止金型
１１のクランプ動作完了によって封止樹脂７の注入可能
な状態になった時点ではダイパッド部２または第１の半
導体チップ３ｆと樹脂封止金型１１との間に、フィラー
を含有したペースト樹脂１０層が形成されるように、ペ
ースト樹脂１０の半硬化または硬化と封止樹脂注入との
タイミングを考慮した樹脂封止装置の設計を行っておく
ことが重要である。この時、ダイパッド部２に吊りリー
ドを介して接続されるリードフレーム１全体のバネ弾性
力を利用することにより、第１の半導体チップ３ｆおよ
びダイパッド部２が対向する樹脂封止金型１１に対する
押し付け力を設計段階で調整して、第１の半導体チップ
３ｆまたはダイパッド部２に塗布したペースト樹脂１０
に含有したフィラーを挟み込むことも可能である。ま
た、封止樹脂７を樹脂封止金型１１に注入することによ
り樹脂封止金型１１内の全領域に封止樹脂７が充填さ
れ、樹脂封止工程が完了する。

【００８８】また、第１の実施形態および第２の実施形
態において、ダイパッド部２、第１の半導体チップ３ｆ
および第２の半導体チップ３ｓを互いに接着する接着剤
４は、ポリイミドを基材としてその両面に粘着性を有す
る熱可塑性樹脂を積層した絶縁テープ材であり、厚さは
２０[μｍ]程度である。いずれの実施形態においても、
第１の半導体チップの主面（回路形成面）に接着剤４が
接触しているが、第１の半導体チップの主面（回路形成
面）は保護膜であるパッシベーション膜とポリイミド樹
脂の膜により被覆されているので、第１の半導体チップ
３ｆの正常な回路動作を妨げるものではない。また第１
の実施形態では、第１の半導体チップ３ｆの主面をダイ
パッド部２にダイボンディングし、第２の実施形態で
は、第１の半導体チップ３ｆの主面に第２の半導体チッ
プをダイボンディングするので、いずれの実施形態にお
いても、第１の半導体チップの主面（回路形成面）はダ
イボンディング時の衝撃を受けるが、接着剤４がダイボ
ンディング時の衝撃を吸収することと、半導体チップの
厚み方向の耐衝撃性が比較的大きいことにより、第１の
半導体チップの主面（回路形成面）に対する衝撃は、回
路動作を妨げる程度に達するものではない。

【００８９】なお、接着剤４の材質は、シート状の接着
剤や液状のペースト樹脂でもよい。

【００９０】また、本発明の第１の実施形態では、第１
の半導体チップ３ｆの裏面と樹脂封止金型１１の表面が
対向しているので、第１の半導体チップ３ｆの裏面にペ
ースト樹脂１０を塗布するが、第２の実施形態では、ダ
イパッド部２と樹脂封止金型１１の表面が対向している
ので、ダイパッド部２にペースト樹脂１０を塗布する。
それぞれの実施形態において、ペースト樹脂１０に含有
されるフィラーの径、形状、材料を適宜選択することに
より、高耐熱、高強度、高弾力性および応力緩和性を達
成するペースト樹脂１０の実現が可能となる。

【００９１】

【発明の効果】以上、本発明の半導体装置の製造方法に
より、フィラーを含有したペースト樹脂を半導体チップ
またはダイパッド部の表面に塗布し、対向する樹脂封止
金型に対してペースト樹脂を介して半導体チップおよび
ダイパッド部を押圧した状態でペースト樹脂の硬化を行
うことにより、封止樹脂を樹脂封止金型に注入した時の
封止樹脂の圧力の影響を受けることなく、ダイパッド部
のシフトを防止できる。

【００９２】また、フィラーの形状を適宜選択すること
により、封止樹脂の注入時にペースト樹脂が塗布された
位置から流動することを防止する。また、フィラーの材
料を適宜選択することにより、高耐熱、高強度、高弾力
性および応力緩和性を達成することが可能となり、ペー
スト樹脂の安定した半硬化および硬化を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法の
各工程を示す断面図

【図２】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法の
各工程を示す断面図

【図３】本発明の一実施形態のペースト樹脂が塗布され
た半導体チップを示す断面図

【図４】本発明の一実施形態のペースト樹脂が塗布され
た半導体チップを示す断面図

【図５】本発明の一実施形態のペースト樹脂が塗布され
た半導体チップを示す断面図

【図６】本発明の一実施形態のペースト樹脂が塗布され
た半導体チップを示す断面図

【図７】本発明の一実施形態のペースト樹脂が塗布され
た半導体チップを示す断面図

【図８】従来の半導体装置を示す断面図

【図９】従来の半導体装置を示す断面図

【符号の説明】

１リードフレーム２ダイパッド部３半導体チップ３ｆ第１の半導体チップ３ｓ第２の半導体チップ４接着剤５インナーリード部６金属細線７封止樹脂８アウターリード部９ペースト塗布機１０ペースト樹脂１１樹脂封止金型１２破砕状のフィラー１３球状のフィラー１４楕円回転体状のフィラー１５多角形状のフィラー１６多角形状混合のフィラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイパッド部の第１の面上に第１の半導
体チップの裏面を接着するとともに、前記ダイパッド部
の第２の面上に第２の半導体チップの主面を接着する工
程と、前記第１の半導体チップに形成された電極および
前記第２の半導体チップに形成された電極とインナーリ
ード部とを金属細線で電気的に接続する工程と、前記第
２の半導体チップの裏面に単数または複数の均等サイズ
のフィラーを含有した熱硬化性のペースト樹脂を塗布す
る工程と、前記第２の半導体チップの裏面を対応した樹
脂封止金型の表面に前記ペースト樹脂を介して接着させ
る工程と、前記第１の半導体チップ、前記第２の半導体
チップ、前記ダイパッド部および前記金属細線の領域を
樹脂封止する工程とよりなることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【請求項２】ダイパッド部の第１の面上に第１の半導
体チップの裏面を接着する工程と、第２の半導体チップ
の裏面を前記第１の半導体チップの主面に接着する工程
と、前記第１の半導体チップに形成された電極および前
記第２の半導体チップに形成された電極と前記インナー
リード部とを金属細線で電気的に接続する工程と、前記
ダイパッド部の裏面に単数または均等サイズの複数のフ
ィラーを含有した熱硬化性のペースト樹脂を塗布する工
程と、前記ダイパッド部の裏面を対応した樹脂封止金型
の表面に前記ペースト樹脂を介して接着させる工程と、
前記第１の半導体チップ、前記第２の半導体チップ、前
記ダイパッド部および前記金属細線の領域を樹脂封止す
る工程とよりなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項３】フィラーの形状は、破砕状であることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置
の製造方法。
【請求項４】フィラーの形状は、球状であることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の
製造方法。
【請求項５】フィラーの材料は、ＳｉＯ₂（シリカ）
であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】フィラーの材料は、ポリイミドまたは耐
熱性シリコンゴムを混合したことを特徴とする請求項５
に記載の半導体装置の製造方法。