JP2004146639A - Electronic component and its fabricating process - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を基板に実装しこの半導体素子を樹脂封止して成る電子部品製造方法およびこの製造方法によって製造された電子部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置など半導体素子を基板に実装した構成の電子部品の製造工程では、基板に実装された半導体素子を被覆して保護するための樹脂封止が行われる。この樹脂封止方法として、流動状態の封止樹脂を塗布ノズルによって基板に実装された半導体素子の上面を覆って塗布する方法が知られている。この方法によれば、モールドプレスを用いるモールド成型方法と比較して、簡便な設備で樹脂封止が行えるという利点がある。
【0003】
ところで近年、ICカード内蔵の用途など、薄型の半導体装置が用いられるようになってきていることから、樹脂封止工程においても、封止後の厚みを極力薄くすることが求められている。この方策として、塗布ノズルとして細径ノズルを用い樹脂封止のための樹脂塗布時の塗布流量を小さくして、塗布ピッチを微細にすることにより、できるだけ均一で薄い樹脂層を形成することが行われていた(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平1−186636号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法では、塗布流量が少ないことから所要量の塗布を行うのに長時間を要して生産性の向上が阻害されるとともに、塗布後に流動状態の樹脂の表面張力によって塗布面の中央部が周囲よりも高くなる凸形状となり易く、樹脂封止後の形状を所定の薄さに確保することが困難であるという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、樹脂封止後の形状を極力薄型に確保するとともに、封止樹脂の塗布時間を短縮して生産性を向上させることができる電子部品の製造方法および電子部品を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子部品製造方法は、半導体素子を基板に実装しこの半導体素子を樹脂封止して成る電子部品を製造する電子部品製造方法であって、基板に前記半導体素子を実装する半導体素子実装工程と、半導体素子実装後の基板の上面に前記半導体素子を囲んで枠形成用樹脂を塗布することにより封止樹脂の塗布範囲外への流動を防止する流動防止枠を形成する流動防止枠形成工程と、前記流動防止枠の内側へ流動状態の封止樹脂を供給することにより前記半導体素子を封止樹脂で覆って封止する樹脂封止工程とを含み、前記樹脂封止工程において、塗布ノズルから封止樹脂を吐出させながらこの塗布ノズルを流動防止枠の内側で移動させることにより流動防止枠の内周近傍に封止樹脂が連続した堤状に塗布された樹脂堤を形成する樹脂堤形成動作と、塗布ノズルからの封止樹脂の吐出を停止した状態で塗布ノズルを前記樹脂堤に接触させた後にこの塗布ノズルを樹脂堤の内側方向へ移動させる動作を反復することにより流動防止枠内全面を封止樹脂で覆う樹脂被覆形成動作とを行う。
【0008】
請求項2記載の電子部品製造方法は、請求項1記載の電子部品製造方法であって、前記樹脂封止工程後に枠形成用樹脂および封止樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを含む。
【0009】
請求項3記載の電子部品製造方法は、請求項1記載の電子部品製造方法であって、前記流動防止枠形成工程後に枠形成用樹脂を硬化させる第1の樹脂硬化工程と、前記樹脂封止工程後に封止樹脂を硬化させる第2の樹脂硬化工程とを含む。
【0010】
請求項4記載の電子部品は、半導体素子を基板に実装しこの半導体素子を樹脂封止して成る電子部品であって、基板に前記半導体素子を実装する半導体素子実装工程と、半導体素子実装後の基板の上面に前記半導体素子を囲んで枠形成用樹脂を塗布することにより封止樹脂の塗布範囲外への流動を防止する流動防止枠を形成する流動防止枠形成工程と、前記流動防止枠の内側へ流動状態の封止樹脂を供給することにより前記半導体素子を封止樹脂で覆って封止する樹脂封止工程とを含み、前記樹脂封止工程において、塗布ノズルから封止樹脂を吐出させながらこの塗布ノズルを流動防止枠の内側で移動させることにより流動防止枠の内周近傍に封止樹脂が連続した堤状に塗布された樹脂堤を形成する樹脂堤形成動作と、塗布ノズルからの封止樹脂の吐出を停止した状態で塗布ノズルを前記樹脂堤に接触させた後にこの塗布ノズルを樹脂堤の内側方向へ移動させる動作を反復することにより流動防止枠内全面を封止樹脂で覆う樹脂被覆形成動作とを行う電子部品の製造方法によって製造された。
【0011】
本発明によれば、半導体素子実装後の樹脂封止工程において、塗布ノズルから封止樹脂を吐出させながらこの塗布ノズルを流動防止枠の内周に沿って移動させることにより流動防止枠の内周近傍に封止樹脂が連続した堤状に塗布された樹脂堤を形成する樹脂堤形成動作と、塗布ノズルからの封止樹脂の吐出を停止した状態で塗布ノズルを樹脂堤に接触させた後に樹脂堤の内側方向へ移動させる動作を反復して流動防止枠内全面を封止樹脂で覆う樹脂被覆形成動作とを行うことにより、大径の塗布ノズルの使用を可能にして塗布時間を短縮できるとともに、塗布面の中央部の高さを低く保って封止後の形状を薄型にすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1(a)は本発明の一実施の形態の電子部品の平面図、図1(b)は本発明の一実施の形態の電子部品の断面図、図2、図3,図4は本発明の一実施の形態の電子部品製造方法の工程説明図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品の断面図である。
【0013】
本実施の形態に示す電子部品製造方法は、半導体素子を基板に実装しこの半導体素子を樹脂封止して成る電子部品を製造するものである。図1は、樹脂封止前の電子部品を示している。図1(a)、(b)に示すように、基板1の実装位置には、接着剤4を介して半導体素子5が実装されている。半導体素子5の上面の外部接続用の電極6と基板1上面の電極2とは、ボンディングワイヤ7によって接続されている(半導体素子実装工程)。
【0014】
次に、図2,図3,図4を参照して、図1に示す電子部品を樹脂封止して電子部品を完成させる樹脂封止工程について説明する。なお、図2,図3,図4においては、電極2,電極6およびボンディングワイヤ7の図示を省略している。図2(a)において、基板1の上面に実装された半導体素子5の周囲を囲んで、ディスペンサ8Aによって枠形成用樹脂3が塗布される。これにより、封止樹脂の塗布範囲外への流動を防止する流動防止枠としての樹脂枠3aが形成される(流動防止枠形成工程)。樹脂枠3aは、後述するように流動状態の封止樹脂を塗布する際に封止樹脂の塗布範囲外への不要な流動を防止する流動防止枠として機能する。
【0015】
次に半導体素子5の樹脂封止が行われる。まず基板1の上面の塗布範囲(樹脂枠3aの内側)の上方に、封止樹脂9を吐出するディスペンサ8Bを位置させる。ここで、枠形成用樹脂3と封止樹脂9について説明する。封止樹脂9は、枠形成用樹脂3が未硬化の状態のまま樹脂枠3a内に塗布されることから、これら2種類の樹脂は相互に混ざり合わない性質のものであることが望ましい。この要請を満足させるため、本実施の形態では以下に説明するような枠形成用樹脂3および封止樹脂9の組み合わせを用いる。
【0016】
まず枠形成用樹脂3としては、望ましくはチキソ比が2.2〜2.4のエポキシ樹脂を用い、封止樹脂9として、望ましくはチキソ比が1.1〜1.2の低チキソ比のエポキシ樹脂を用いる。チキソ比は粘性流体の流れ易さを表す特性値であり、E型粘度計を使用して、0.5回転の条件で求められた測定値を、5回転の条件で求められた測定粘度で除した比率で定義されるものである。すなわち、チキソ比が大きい程流れ難い粘性流体であることを示す。
【0017】
このようにチキソ比が大きい樹脂を枠形成用樹脂として用い、チキソ比が小さい樹脂を封止樹脂として用いることにより、2種類の樹脂が未硬化の状態で接触した場合においても、2種類の樹脂が容易に混ざり合うことがない。したがって封止樹脂9が樹脂枠3aと混ざり合って外側に広がることがなく、流動防止枠としての機能が確保される。
【0018】
次いで、図2(b)に示すようにディスペンサ8Bの塗布ノズル8aは、塗布範囲内の塗布開始点PS(図3(a)参照)に移動する。そして塗布ノズル8aから流動状態の封止樹脂9を吐出させながら、図3(a)に示す塗布軌跡に従って樹脂枠3aの内周に沿って移動することにより、塗布軌跡上に封止樹脂9を塗布する。この塗布動作においては、所要塗布量に応じて塗布軌跡を順次内側へ向かってずらしながら塗布を反復し、所要量の封止樹脂9を塗布する。これにより図2(c)、図3(b)に示すように、樹脂枠3aの内周近傍には封止樹脂9が連続した堤状に塗布された樹脂堤9aが形成される(樹脂堤形成動作)。
【0019】
この樹脂堤形成においては、塗布範囲内の中央部分には封止樹脂9は塗布されず、半導体素子5の上面は露呈状態のままである。またこの塗布動作においては塗布高さを均一にする必要がないことから、塗布条件として太径の塗布ノズル8aを高速で移動させる高速塗布が採用可能となっている。
【0020】
次に図4を参照して、樹脂枠3a内全面を封止樹脂9で覆う樹脂被覆形成動作について説明する。ここでは、塗布ノズル8aからの封止樹脂9の吐出を停止した状態で、図4(a)に示す塗布軌跡に従って塗布ノズル8aを樹脂堤9aに接触させた後に樹脂堤9aの内側方向へ移動させる動作を反復する。すなわち、図4(b)に示すように、樹脂堤9aの上面近傍の封止樹脂9を塗布ノズル8aの先端部に付着させ、塗布ノズル8aの移動によって半導体素子5の上面まで掻き寄せる。
【0021】
そしてこの封止樹脂9の掻き寄せを樹脂枠3a内側の全範囲について反復することにより、図4(c)に示すように、樹脂枠3a内全面は封止樹脂9によって覆われる(樹脂被覆形成動作)。またこの樹脂形成動作は、封止樹脂9の吐出量を調整する必要がないので、高速で行うことができる。
【0022】
次に、樹脂封止工程後の基板1は加熱炉に送られる。そしてここで枠形成用樹脂3および封止樹脂9の熱硬化温度よりも高温で所定時間加熱することにより、枠形成用樹脂3および封止樹脂9の双方がほぼ同時期に硬化する(樹脂硬化工程)。これにより、半導体素子5を基板1に実装しこの半導体素子5を樹脂封止して成る電子部品が完成する。
【0023】
図5は、このようにして製造された電子部品の断面を示している。本実施の形態では、上述のように樹脂枠3a内への塗布ノズル8aによる封止樹脂9の塗布において、樹脂枠3aの内周近傍に樹脂堤9aを形成するようにしており塗布範囲の中央部分には封止樹脂9が吐出されないことから、樹脂枠3a内全面に封止樹脂9を吐出する従来の塗布方法による塗布形状、すなわち樹脂枠3a内で封止樹脂9が表面張力によって盛り上がり中央部分が周囲よりも高くなる凸形状を避けることができる。
【0024】
従って、樹脂封止後の封止樹脂9の塗布高さh1は、図5に示すように樹脂枠3aとほぼ同じ高さに抑えられて、過度に高くなることがない。これにより、樹脂封止後の電子部品の厚み寸法を極力小さく抑えて薄型の電子部品を実現することが可能となっている。また、本実施の形態によれば、封止樹脂9の塗布形状(上下方向の断面形状)は、中央部近傍が周囲よりも低い凹形状となっている。このため、同一樹脂量で比較した場合、基板1に対して曲げ外力が作用した場合における電子部品全体の曲げ剛性が増大し、破壊に対する強度が向上するという効果を併せて得ることができる。
【0025】
なお上記実施の形態においては、枠形成用樹脂3および封止樹脂9を同時に熱硬化させるようにしているが、図2(a)に示す流動防止枠形成工程後に基板1を加熱炉に送り、ここで枠形成用樹脂3を硬化させて(第1の樹脂硬化工程)固化状態の樹脂枠3aを形成し、この樹脂枠3a内に封止樹脂9を塗布するようにしてもよい。この場合には、樹脂封止工程後に基板1を再度加熱炉に送り封止樹脂9を硬化させる(第2の樹脂硬化工程)。
【0026】
このような方法を採用することにより、同一基板に対して加熱を2回反復する必要があり、工程が複雑化するものの、枠形成用樹脂3および封止樹脂9としてチキソ比の異なる2種類の樹脂を組み合わせて用いる必要がなく、同一種類の樹脂材料を準備するのみでよい。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体素子実装後の樹脂封止工程において、塗布ノズルから封止樹脂を吐出させながらこの塗布ノズルを流動防止枠の内周に沿って移動させることにより流動防止枠の内周近傍に封止樹脂が連続した堤状に塗布された樹脂堤を形成する樹脂堤形成動作と、塗布ノズルからの封止樹脂の吐出を停止した状態で塗布ノズルを樹脂堤に接触させた後に樹脂堤の内側方向へ移動させる動作を反復して流動防止枠内全面を封止樹脂で覆う樹脂被覆形成動作とを行うようにしたので、大径の塗布ノズルの使用を可能にして塗布時間を短縮できるとともに、塗布面の中央部の高さを低く保って封止後の形状を薄型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施の形態の電子部品の平面図
(b)本発明の一実施の形態の電子部品の断面図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品製造方法の工程説明図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品製造方法の工程説明図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品製造方法の工程説明図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品の断面図
【符号の説明】
1 基板
3 枠形成用樹脂
3a 樹脂枠
5 半導体素子
8a 塗布ノズル
9 封止樹脂
9a 樹脂堤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component manufacturing method in which a semiconductor element is mounted on a substrate and the semiconductor element is sealed with a resin, and an electronic component manufactured by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of an electronic component having a configuration in which a semiconductor element such as a semiconductor device is mounted on a substrate, resin sealing for covering and protecting the semiconductor element mounted on the substrate is performed. As this resin sealing method, there is known a method in which a sealing resin in a flowing state is applied by a coating nozzle so as to cover an upper surface of a semiconductor element mounted on a substrate. According to this method, there is an advantage that resin sealing can be performed with simple equipment as compared with a molding method using a mold press.
[0003]
By the way, in recent years, since a thin semiconductor device has been used, for example, for use with a built-in IC card, the thickness after sealing has been required to be reduced as much as possible in the resin sealing step. As a countermeasure, it is necessary to use a small-diameter nozzle as the application nozzle, reduce the application flow rate during resin application for resin encapsulation, and make the application pitch fine, thereby forming a resin layer as uniform and thin as possible. (For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-1-186636
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional method, since the application flow rate is small, it takes a long time to perform a required amount of application, thereby hindering the improvement in productivity, and the surface tension of the resin in a fluid state after the application makes it possible to prevent the application surface from being coated. There is a problem that the central portion is likely to have a convex shape that is higher than the surroundings, and it is difficult to secure the shape after resin sealing to a predetermined thickness.
[0006]
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing an electronic component and an electronic component capable of improving productivity by shortening the application time of the sealing resin while securing the shape after resin sealing as thin as possible. Aim.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
2. The electronic component manufacturing method according to
[0008]
The electronic component manufacturing method according to a second aspect is the electronic component manufacturing method according to the first aspect, and includes a resin curing step of curing the frame forming resin and the sealing resin after the resin sealing step.
[0009]
The electronic component manufacturing method according to
[0010]
5. The electronic component according to
[0011]
According to the present invention, in the resin sealing step after the semiconductor element is mounted, the application nozzle is moved along the inner circumference of the flow prevention frame while discharging the sealing resin from the application nozzle, thereby moving the inner circumference of the flow prevention frame. A resin levee forming operation that forms a resin levee in which a sealing resin is applied in a continuous levee shape in the vicinity, and after the application nozzle is brought into contact with the resin levee while the discharge of the sealing resin from the application nozzle is stopped. By repeating the operation of moving in the inward direction of the bank and performing a resin coating forming operation of covering the entire surface of the flow prevention frame with the sealing resin, it is possible to use a large-diameter application nozzle and shorten the application time. In addition, the height of the central portion of the application surface can be kept low, and the shape after sealing can be made thin.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view of an electronic component according to one embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of the electronic component according to one embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 5 is a process explanatory view of a method for manufacturing an electronic component according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view of the electronic component according to an embodiment of the present invention.
[0013]
The electronic component manufacturing method described in the present embodiment is for manufacturing an electronic component in which a semiconductor element is mounted on a substrate and the semiconductor element is sealed with a resin. FIG. 1 shows an electronic component before resin sealing. As shown in FIGS. 1A and 1B, a
[0014]
Next, with reference to FIGS. 2, 3, and 4, a resin sealing step of completing the electronic component by resin sealing the electronic component shown in FIG. 1 will be described. 2, 3, and 4, the
[0015]
Next, resin sealing of the
[0016]
First, an epoxy resin having a thixo ratio of 2.2 to 2.4 is preferably used as the
[0017]
By using a resin having a large thixo ratio as a resin for forming a frame and using a resin having a small thixo ratio as a sealing resin, even when two kinds of resins come into contact with each other in an uncured state, two kinds of resins can be obtained. Are not easily mixed. Therefore, the sealing
[0018]
Next, as shown in FIG. 2B, the application nozzle 8a of the dispenser 8B moves to the application start point PS (see FIG. 3A) within the application range. Then, while discharging the sealing
[0019]
In the formation of the resin bank, the sealing
[0020]
Next, a resin coating forming operation for covering the entire surface of the resin frame 3a with the sealing
[0021]
By repeating the scraping of the sealing
[0022]
Next, the
[0023]
FIG. 5 shows a cross section of the electronic component manufactured as described above. In the present embodiment, when the sealing
[0024]
Therefore, the application height h1 of the sealing
[0025]
In the above embodiment, the
[0026]
By adopting such a method, it is necessary to repeat heating to the same substrate twice, and the process becomes complicated, but two kinds of different thixotropic ratios are used as the
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the resin sealing step after mounting the semiconductor element, the application nozzle is moved along the inner circumference of the flow prevention frame while discharging the sealing resin from the application nozzle, thereby moving the inner circumference of the flow prevention frame. A resin levee forming operation for forming a resin levee in which a sealing resin is applied in a continuous levee shape in the vicinity, and after the application nozzle is brought into contact with the resin levee while the discharge of the sealing resin from the application nozzle is stopped. The operation to move in the inward direction of the embankment is repeated to perform the resin coating forming operation to cover the entire surface of the flow prevention frame with the sealing resin, enabling the use of a large-diameter coating nozzle and shortening the coating time. In addition, the height of the central portion of the application surface can be kept low, and the shape after sealing can be made thin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view of an electronic component according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of the electronic component according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 3 is an explanatory view of a process of a manufacturing method. FIG. 3 is an explanatory view of a process of an electronic component manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view of a process of an electronic component manufacturing method according to an embodiment of the present invention. Sectional view of an electronic component according to an embodiment of the present invention.
REFERENCE SIGNS
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