JP2002313826A - 半導体装置の樹脂封止装置及び半導体装置の樹脂封止方法 - Google Patents

半導体装置の樹脂封止装置及び半導体装置の樹脂封止方法

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JP2002313826A
JP2002313826A JP2001117792A JP2001117792A JP2002313826A JP 2002313826 A JP2002313826 A JP 2002313826A JP 2001117792 A JP2001117792 A JP 2001117792A JP 2001117792 A JP2001117792 A JP 2001117792A JP 2002313826 A JP2002313826 A JP 2002313826A
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resin
sealing
nozzle
semiconductor element
gaseous fluid
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Takao Koshi
孝雄 越
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 半導体素子の電極端子形成面と、基板のパッ
ド形成面との間隙に確実に封止樹脂を充填できる樹脂封
止方法を提供する。 【解決手段】 半導体素子１４の電極端子形成面と、パ
ッド部１２が形成された基板１０のパッド形成面との間
隙２２に、封止樹脂１８を充填する際に、該間隙２２に
浸透し得る程度の流動性を呈する封止樹脂１８を吐出す
る樹脂ノズル１６と空気流を吹き出す気体状流体ノズル
２６とを具備する樹脂封止装置を用い、半導体素子１４
の端縁近傍に、樹脂ノズル１６から封止樹脂１８の吐出
を開始したとき、吐出した封止樹脂１８に気体状流体ノ
ズル２６から空気流を吹き付けて、封止樹脂１８の少な
くとも一部を半導体素子１４の端縁に接触させた後、半
導体素子１４の端縁と封止樹脂１８との接触状態を保持
しつつ、樹脂ノズル１６を半導体素子１４の端縁に沿っ
て移動し、間隙２２に封止樹脂１８を充填することを特
徴とする

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の樹脂封
止装置及び半導体装置の樹脂封止方法に関し、更に詳細
には半導体素子の電極端子が形成された電極端子形成面
と、前記電極端子が直接接続されたパッド部が形成され
た基板のパッド形成面との間隙に、封止樹脂を充填する
半導体装置の樹脂封止装置及び半導体装置の樹脂封止方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の一面側に形成された電極端
子と基板の一面側に形成されたパッド部とを直接接続し
た、いわゆるフリップチップ型の半導体装置（以下、Ｆ
Ｃ半導体装置と称することがある）では、半導体素子の
電極端子形成面と基板のパッド形成面との間に間隙が形
成される。この間隙は、通常、得られた半導体装置の信
頼性向上等を図るため、樹脂封止される。かかる樹脂封
止には、図４に示す様に、樹脂封止装置が使用される。
図４に示す封止樹脂装置では、基板１０の一面側に形成
されたパッド部１２，１２・・の各々に対応する電極端
子が直接された半導体素子１４の端縁近傍に、樹脂ノズ
ル１６から封止樹脂１８を吐出しつつ、半導体素子１４
の端縁に沿って矢印Ａ方向に移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す樹脂封止装
置を構成する樹脂ノズル１６から吐出される封止樹脂１
８としては、通常、良好な流動性を呈する熱硬化性樹脂
が汎用されており、所定温度下で所定時間保持すること
によって硬化する。このため、図５に示す様に、半導体
素子１４の端縁近傍に樹脂ノズル１６から吐出された封
止樹脂１８は、半導体素子１４の電極端子２０が形成さ
れた電極端子形成面と基板１０のパッド部１２が形成さ
れたパッド形成面との間隙２２内に、毛細管現象等によ
って容易に浸透して充填できる。次いで、間隙２２内に
封止樹脂１８が充填されたＦＣ半導体装置を、所定温度
下で所定時間保持して封止樹脂１８を硬化する。
【０００４】ところで、近年、ＦＣ半導体装置でも小型
化が進行し、基板10上に復数個の半導体素子１４，１４
・・が搭載される場合がある。この場合、隣接する半導
体素子１４との間隔が狭く、図６に示す如く、封止樹脂
１８から吐出された封止樹脂１８は、封止対象とする半
導体素子１４の端縁の他にも、隣接する半導体素子１
４′の端縁にも接触し、封止すべき間隙２２の他に封止
対象としない間隙２２′にも浸透する。このため、封止
対象とする半導体素子１４の間隙２２を封止する封止樹
脂量が不足する事態が惹起されることがある。また、図
７に示す様に、半導体素子１４の電極端子２０，２０・
・が、ソルダレジスト層２４が除去されて基板１０が露
出された個所に形成されたパッド部１２，１２・・に直
接接続されたＦＣ半導体装置では、ソルダレジスト層２
４と基板１０の露出面との間に段差が形成される場合が
ある。この場合、樹脂ノズル１６から吐出された封止樹
脂１８は、図７に示す如く、その表面張力でソルダレジ
スト層２４の端縁に付着して半導体素子１４の端縁に接
触できないことがある。この様な状態では、半導体素子
１４の電極端子形成面と基板１０のパッド形成面との間
隙２２に封止樹脂１８を充填することができない。そこ
で、本発明の課題は、半導体素子の電極端子が形成され
た電極端子形成面と、前記電極端子が直接接続されたパ
ッド部が形成された基板のパッド形成面との間隙に確実
に封止樹脂を充填できる半導体装置の樹脂封止装置及び
半導体装置の樹脂封止方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく検討した結果、樹脂ノズルの吐出口１６から
吐出した封止樹脂１８に空気流を吹き付け、樹脂封止対
象の半導体素子１４の端縁方向に封止樹脂１８を吹き寄
せることによって、樹脂封止対象の半導体素子１４の端
縁のみに封止樹脂１８が接触し、樹脂封止対象の半導体
素子１４の間隙２２を充分に封止できることを見出し、
本発明に到達した。すなわち、本発明は、半導体素子の
電極端子が形成された電極端子形成面と、前記電極端子
が直接接続されたパッド部が形成された基板のパッド形
成面との間隙に、封止樹脂を充填する半導体装置の樹脂
封止装置において、該半導体素子の端縁に沿って移動可
能に設けられ、前記電極端子形成面とパッド形成面との
間隙に浸透し得る程度の流動性を呈する封止樹脂を前記
半導体素子の端縁近傍に吐出する樹脂ノズルと、前記樹
脂ノズルから吐出された封止樹脂が前記半導体素子の端
縁に接触するように、前記封止樹脂を半導体素子の端縁
方向に吹き寄せる気体状流体を吹き出す気体状流体ノズ
ルとが設けられていることを特徴とする半導体装置の樹
脂封止装置にある。
【０００６】また、本発明は、半導体素子の電極端子が
形成された電極端子形成面と、前記電極端子が直接接続
されたパッド部が形成された基板のパッド形成面との間
隙に、封止樹脂を充填する際に、該電極端子形成面とパ
ッド形成面との間隙に浸透し得る程度の流動性を呈する
封止樹脂を吐出する樹脂ノズルと気体状流体を吹き出す
気体状流体ノズルとを具備する樹脂封止装置を用い、前
記半導体素子の端縁近傍に、前記樹脂ノズルから封止樹
脂の吐出を開始したとき、吐出した封止樹脂に気体状流
体ノズルから気体状流体を吹き付けて、前記封止樹脂の
少なくとも一部を半導体素子の端縁に接触させた後、前
記半導体素子の端縁と封止樹脂との接触状態を保持しつ
つ、前記封止樹脂を吐出する樹脂ノズルを半導体素子の
端縁に沿って移動し、前記間隙に封止樹脂を充填するこ
とを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法でもある。
【０００７】かかる本発明において、樹脂ノズルから吐
出する封止樹脂として、未硬化状態の熱硬化性樹脂を用
いることによって、半導体素子の電極端子形成面と基板
のパッド形成面との間隙に封止樹脂を容易に充填するこ
とができ、充填された封止樹脂を所定温度下で所定時間
保持することにより容易に硬化できる。更に、かかる樹
脂ノズルとして、封止樹脂の吐出口が複数本の気体状流
体ノズルの吹出口によって囲まれている樹脂ノズルを用
いることによって、吐出された封止樹脂に所望の方向か
ら気体状流体を吹き付けることができる。また、気体状
流体として、空気流を用いることが取扱性及び経済性等
の観点から好ましく、半導体素子の電極端子形成面と基
板のパッド形成面との間隙が、封止樹脂が毛細管現象で
浸透し得る程度の間隙に形成されている半導体装置に、
本発明を好適に適用できる。
【０００８】本発明では、封止対象の半導体素子の端縁
近傍に樹脂ノズルから吐出した封止樹脂を、気体状流体
の吹き付けによって半導体素子の端縁に吹き寄せ、封止
樹脂の一部と半導体素子の端縁とを接触させる。かかる
接触によって、半導体素子の電極端子形成面と基板のパ
ッド形成面との間隙に、樹脂ノズルから吐出された封止
樹脂はその表面張力等によって浸透できる。更に、本発
明では、封止樹脂と半導体素子の端縁との接触状態を保
持しつつ、封止樹脂を吐出する樹脂ノズルを半導体素子
の端縁に沿って移動することによって、半導体素子の電
極端子形成面と基板のパッド形成面との間隙を充分に樹
脂封止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体装置の樹脂封
止装置では、図４に示す樹脂封止装置と同様に、基板１
０の一面側に形成されたパッド部１２，１２・・の各々
に対応する電極端子が直接接続された半導体素子１４の
端縁近傍に、封止樹脂１８を吐出する樹脂ノズル１６
と、半導体素子１４の端縁に沿って樹脂ノズル１６を矢
印Ａ方向に移動する駆動手段（図示せず）とが設けられ
ている。更に、かかる樹脂ノズル１６の吐出口の近傍に
は、図１に示す様に、樹脂ノズル１６から吐出した封止
樹脂１８を、封止対象の半導体素子１４の端縁に吹き寄
せる空気流を吹き出す気体状流体ノズル２６が設けられ
ている。この図１に示す封止樹脂１８は、良好な流動性
を呈する熱硬化性樹脂が未硬化状態で使用されており、
所定温度下で所定時間保持することによって硬化する。
【００１０】図１に示す半導体装置の樹脂封止装置を用
いることによって、図１に示す様に、封止対象の半導体
素子１４と非封止対象の半導体素子１４′との間に、樹
脂ノズル１６から封止樹脂１８を吐出しても、封止樹脂
１８に気体状流体ノズル２６から半導体素子１４の端縁
方向に空気流を吹き付けると、封止対象の半導体素子１
４の端縁に封止樹脂１８は吹き寄せられる。このため、
封止樹脂１８の一部は、封止対象の半導体素子１４の端
縁とのみ接触し、半導体素子１４の電極端子形成面と基
板１０のパッド形成面との間隙２２内に、毛細管現象に
基づいて浸透する。更に、かかる封止樹脂１８と半導体
素子１４の端縁との接触状態を保持しつつ、図４に示す
様に、封止樹脂１８を吐出する樹脂ノズル１６を半導体
素子１４の端縁に沿って移動させることによって、間隙
２２に封止樹脂１８を充分に充填できる。この封止樹脂
１８と半導体素子１４の端縁との接触状態は、封止樹脂
１８に対する気体状流体ノズル２６からの空気流の吹き
付けを停止しても、封止樹脂１８の表面張力により継続
するため、樹脂ノズル１６の移動を封止樹脂１８に対す
る気体状流体ノズル２６からの空気流の吹き付けを停止
した状態で行ってもよい。次いで、間隙２２に封止樹脂
１８を充分に充填した半導体装置を、所定温度下で所定
時間保持することによって、封止樹脂１８を硬化させる
ことができる。
【００１１】また、図２に示す様に、半導体素子１４の
電極端子２０，２０・・が、ソルダレジスト層２４が除
去されて基板１０が露出された個所に形成されたパッド
部１２，１２・・に直接接続され、ソルダレジスト層２
４と基板１０の露出面との間に段差が形成されていて
も、ソルダレジスト層２４の端縁に付着している封止樹
脂１８の一部を、気体状流体ノズル２６からの空気流に
よって半導体素子１４の端縁に接触させることができ
る。このため、半導体素子１４の電極端子形成面と基板
１０のパッド形成面との間を、封止樹脂１８によって充
分に封止できる。この様に、樹脂ノズル１６から吐出さ
れた封止樹脂１８が封止対象の半導体素子１４の端縁に
接触するように、封止樹脂１８を封止対象の半導体素子
１４の端縁方向に吹き寄せる空気流を吹き出す気体状流
体ノズル２６を設けることによって、樹脂ノズル１６の
みでは間隙２２内に封止樹脂１８を充分に充填すること
が困難であった半導体装置でも、封止樹脂１８を間隙２
２内に充分に充填できる。
【００１２】かかる気体状流体ノズル２６は、封止対象
の半導体素子１４の端縁方向に空気流を吹き出すことが
必要であるが、図４に示す様に、樹脂ノズル１６は半導
体素子１４の端縁に沿って移動する。このため、気体状
流体ノズル２６を、樹脂ノズル１６と共に移動可能に設
け、樹脂ノズル１６の移動に伴なって気体状流体ノズル
２６からの空気流の吹出方向を変更可能に設けることを
要する。この様に、気体状流体ノズル２６の移動及び空
気流の吹出方向の変更を一本の気体状流体ノズル２６に
よって行うことができるようにしてもよいが、図３に示
す樹脂ノズル１６を用いることが好ましい。図３（ａ）
は、樹脂ノズル１６の先端部の構造を説明するための部
分断面図であり、図３（ｂ）は、樹脂ノズル１６の吐出
口２８側からの平面図である。図３に示す樹脂ノズル１
６では、その吐出口２８を囲むように、四本の気体状流
体ノズル２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが設けられて
いる。かかる四本の気体状流体ノズル２６ａ〜２６ｄの
各々の空気吹出方向は、隣接する気体状流体ノズル２６
の空気吹出方向に対して直交する方向である。更に、各
気体状流体ノズル２６には、空気流の供給・停止を制御
する制御弁（図示せず）が設けられている。
【００１３】図３に示す樹脂ノズル１６は、矩形状の半
導体素子１４が基板に搭載された半導体装置の樹脂封止
装置に用いられる。つまり、矩形状の半導体素子１４の
端縁である一辺に対し、気体状流体ノズル２６ａ〜２６
ｄの一つの空気吹出方向、例えば気体状流体ノズル２６
ｄが半導体素子１４の一辺に直交する様に、樹脂ノズル
１６を位置決めした後、樹脂ノズル１６の吐出口２８か
ら吐出した封止樹脂１８を気体状流体ノズル２６ｄから
空気流を吹出して半導体素子１４の端縁に吹き寄せる。
次いで、半導体素子１４の一辺に沿って樹脂ノズル１６
を移動させた後、気体状流体ノズル２６ｃの空気流の吹
出方向に対して直交する方向に半導体素子１４の他の一
辺が存在するように、樹脂ノズル１６の移動方向を略９
０°変更し、吐出口２８から封止樹脂１８を吐出しつ
つ、空気流を気体状流体ノズル２６ｃから吹き出す。こ
の様に、半導体素子１４の各辺に沿って樹脂ノズル１６
を移動させて封止樹脂を吐出口２８から吐出しつつ、半
導体素子１４の各辺に対応する気体状流体ノズル２６か
ら空気流を吹き出すことによって、半導体素子１４の電
極端子形成面と基板１０のパッド形成面との間隙２２
を、封止樹脂１８で充分に封止できる。尚、以上の説明
では、樹脂ノズル１６を移動させていたが、樹脂ノズル
１６を固定し、半導体素子１４が搭載された基板10側を
移動せてもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、従来の半導体装置の樹
脂封止装置では、半導体素子の電極端子形成面と基板の
パッド形成面との間隙内に封止樹脂を充分に充填するこ
とが困難であった半導体装置でも、封止樹脂を充分に充
填できる。このため、樹脂封止された半導体装置の信頼
性等の向上を図ることができる。また、基板上に複数個
の半導体素子が搭載され、隣接する半導体素子との間隔
が狭い半導体装置でも、樹脂封止対象の半導体素子に対
して充分な樹脂封止を行うことができ、半導体装置の小
型化を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の樹脂封止方法の一例
を説明する断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の樹脂封止方法の他の
例を説明する断面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置の樹脂封止装置の一例
を説明するための部分断面図である。
【図４】半導体装置の樹脂封止方法の一例を説明するた
めの斜視図である。
【図５】図４に示す半導体装置の樹脂封止方法を説明す
るための断面図である。
【図６】従来の半導体装置の樹脂封止方法で発生する問
題の一例を説明するための断面図である。
【図７】従来の半導体装置の樹脂封止方法で発生する問
題の他の例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０ 基板 １２ パッド部 １４ 半導体素子 １６ 樹脂ノズル １８ 封止樹脂 ２０ 電極端子 ２２ 間隙 ２４ ソルダレジスト層 ２６ 気体状流体ノズル ２８ 封止樹脂の吐出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F204 AA36 AD01 AE10 AH33 AM11 AR02 AR07 AR08 AR14 EA07 EB01 EB11 EF01 EF27 EF49 5F061 AA01 CA04

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子の電極端子が形成された電極
    端子形成面と、前記電極端子が直接接続されたパッド部
    が形成された基板のパッド形成面との間隙に、封止樹脂
    を充填する半導体装置の樹脂封止装置において、 該半導体素子の端縁に沿って移動可能に設けられ、前記
    電極端子形成面とパッド形成面との間隙に浸透し得る程
    度の流動性を呈する封止樹脂を前記半導体素子の端縁近
    傍に吐出する樹脂ノズルと、 前記樹脂ノズルから吐出された封止樹脂が前記半導体素
    子の端縁に接触するように、前記封止樹脂を半導体素子
    の端縁方向に吹き寄せる気体状流体を吹き出す気体状流
    体ノズルとが設けられていることを特徴とする半導体装
    置の樹脂封止装置。
  2. 【請求項２】 樹脂ノズルが、封止樹脂の吐出口が複数
    本の気体状流体ノズルの吹出口によって囲まれている樹
    脂ノズルである請求項１記載の半導体装置の樹脂封止装
    置。
  3. 【請求項３】 気体状流体ノズルが、気体状流体として
    の空気流を吹き出す気体状流体ノズルである請求項１又
    は請求項２記載の半導体装置の樹脂封止装置。
  4. 【請求項４】 樹脂ノズルが、未硬化状態の熱硬化性樹
    脂を吐出する樹脂ノズルである請求項１〜３のいずれか
    一項記載の半導体装置の樹脂封止装置。
  5. 【請求項５】 半導体素子の電極端子形成面と基板のパ
    ッド形成面との間隙が、封止樹脂が毛細管現象で浸透し
    得る程度の間隙に形成されている請求項１〜４のいずれ
    か一項記載の半導体装置の樹脂封止装置。
  6. 【請求項６】 半導体素子の電極端子が形成された電極
    端子形成面と、前記電極端子が直接接続されたパッド部
    が形成された基板のパッド形成面との間隙に、封止樹脂
    を充填する際に、 該電極端子形成面とパッド形成面との間隙に浸透し得る
    程度の流動性を呈する封止樹脂を吐出する樹脂ノズルと
    気体状流体を吹き出す気体状流体ノズルとを具備する樹
    脂封止装置を用い、 前記半導体素子の端縁近傍に、前記樹脂ノズルから封止
    樹脂の吐出を開始したとき、吐出した封止樹脂に気体状
    流体ノズルから気体状流体を吹き付けて、前記封止樹脂
    の少なくとも一部を半導体素子の端縁に接触させた後、 前記半導体素子の端縁と封止樹脂との接触状態を保持し
    つつ、前記封止樹脂を吐出する樹脂ノズルを半導体素子
    の端縁に沿って移動し、前記間隙に封止樹脂を充填する
    ことを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
  7. 【請求項７】 樹脂ノズルから吐出する封止樹脂とし
    て、未硬化状態の熱硬化性樹脂を用いる請求項６記載の
    半導体装置の樹脂封止方法。
  8. 【請求項８】 気体状流体として、空気流を用いる請求
    項６又は請求項７記載の半導体装置の樹脂封止方法。
  9. 【請求項９】 樹脂ノズルとして、封止樹脂の吐出口が
    複数本の気体状流体ノズルの吹出口によって囲まれてい
    る樹脂ノズルを用いる請求項６〜８のいずれか一項記載
    の半導体装置の樹脂封止方法。
  10. 【請求項１０】 半導体装置として、半導体素子の電極
    端子形成面と基板のパッド形成面との間隙が、封止樹脂
    が毛細管現象で浸透し得る程度の間隙に形成されている
    半導体装置を用いる請求項６〜９のいずれか一項記載の
    半導体装置の樹脂封止方法。
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