JP2005072082A

JP2005072082A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2005072082A
Application number: JP2003209307A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Iketani; 之宏池谷; Shinpei Yoshioka; 心平吉岡; Naotake Watanabe; 尚威渡邉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】所定間隔を存して配列される複数個のシートを一括して冷却器上に供給するとともに、テフロンシートなどを用いることなく、シートを接着できるようにした半導体装置の製造装置を提供する。
【解決手段】絶縁樹脂製のシート基材７を第１の保護フィルム５を残して第２の保護フィルム６とともに複数にカットし、このカット後、カットされた絶縁樹脂シート基材７の一部、及び第２の保護フィルム６を除去することにより、第１の保護フィルムに所定間隔を存して配列される複数個のシート２を形成し、シート形成後、第１の保護フィルムに所定間隔を存して配列される複数個のシート２を一括して冷却器１上に供給し、この供給後、ヒータ１０により第１の保護フィルム５を介して複数個のシート２を加圧するとともに加熱して冷却器１に接着し、このシート接着後、第１の保護フィルム５を剥離して複数個のシート２上に半導体チップ４を有した導体３を接着する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを接合した導体を、絶縁樹脂シートで冷却器に接着する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の半導体装置としては、例えば、図９に示すようなものが知られている。
【０００３】
即ち、図中１１は冷却器で、この冷却器１１上には、所定間隔を存してセラミックスを含有した複数枚（例えば、３枚）の絶縁樹脂シート１２が配置されている。これら絶縁樹脂シート１２上には並列に導体１３，１３が配列され、これら導体１３，１３の上面部には複数個の半導体チップ１４…が導体１３，１３の長手方向に亘って所定間隔を存して配置され、ハンダないし導電性ペーストなどで接合されている。
【０００４】
図１０は、上記した半導体装置の製造方法を示すものである。
【０００５】
まず、図１０（ａ）に示すように、両面がタック力の異なる保護フィルム１５，１６により保護された絶縁樹脂シート１２を所定の大きさで切出す。ついで、図１０（ｂ）に示すように、冷却器１１の上面部にケガキ線用治具によりシート１２を貼付ける位置を示すためのケガキ線を形成する。この形成後、図１０（ｃ）に示すように、絶縁樹脂シート１２から冷却器１１に接着する側の保護フィルム１６を剥がす。こののち、図１０（ｄ）に示すように、絶縁樹脂シート１２を冷却器１１に仮付けする。この仮付け後、図１０（ｅ）に示すように、反対側の保護フィルム１５を剥がす。そして、図１０（ｆ）に示すように、加圧加熱板２０により、テフロンシート２１を介して絶縁樹脂シート１２を加熱するとともに加圧して絶縁樹脂シート１２を冷却器１１に接着する。
【０００６】
なお、ここでテフロンシート２１を用いるのは、加圧加熱板２０と絶縁樹脂シート１２が接着してしまわないようにするためである。また、保護フィルム１５を剥がすのは、絶縁樹脂シート１２と保護フィルム１５とが同寸法であるため、絶縁樹脂シート１２を加熱、加圧した時に、樹脂が這い上がってしまうためである。従って、テフロンシート２１は、絶縁樹脂シート１２より約１ｍｍ大きくしてある。
【０００７】
絶縁樹脂シート１２を接着したのち、図１０（ｇ）に示すように、加圧加熱板２０を離間させてテフロンシート２１を剥してから、半導体チップ１４を接合配置した導体１３を絶縁樹脂シート１２…上に接合して組み立てを終える（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特願平１０−７２６１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、図１０で示した各工程を、手（ピンセット）で作業していた。シート１２は厚さ約０．１５ｍｍ、保護フィルム１５，１６は厚さ約０．０３８ｍｍであり、皺が寄ったり破いたりと、作業性が悪かった。
【００１０】
また、絶縁樹脂シート１２の加圧加熱時に、樹脂が這い上がってしまうことに対する対策として、テフロンシート２１を使用しているため、工程数が増すとともに、コストが増大してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、所定間隔を存して配列される複数個のシートを一括して冷却器上に供給するとともに、テフロンシートなどを用いることなく、シートを接着できるようにした半導体装置の製造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、一面側が第１の保護フィルム、他面側が第２の保護フィルムにより保護された絶縁樹脂製のシート基材を前記第１の保護フィルムを残して第２の保護フィルムとともに複数にカットするカット工程と、このカット工程後、前記カットされた絶縁樹脂シート基材の一部、及び第２の保護フィルムを除去することにより、前記第１の保護フィルムに所定間隔を存して配列される複数個のシートを形成するシート形成工程と、このシート形成工程後、前記第１の保護フィルムに所定間隔を存して配列される複数個のシートを一括して冷却器上に供給する供給工程と、この供給工程後、ヒータにより前記第１の保護フィルムを介して前記複数個のシートを加圧するとともに加熱して前記冷却器に接着するシート接着工程と、このシート接着工程後、前記第１の保護フィルムを剥離して前記複数個のシート上に半導体素子を有した導体を接着する導体接着工程とを具備する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態である半導体装置を示す外観斜視図である。
【００１５】
即ち、図中１は冷却器で、この冷却器１上には所定間隔を存してセラミックスを含有した複数枚（例えば、３枚）の絶縁樹脂シート２…が配置されている。これら絶縁樹脂シート２…上には並列に導体３，３が配列され、これら導体３，３の上面部には複数個の半導体チップ４…が導体３，３の長手方向に亘って所定間隔を存して配置されてハンダないし導電ペーストなどで接合されている。
【００１６】
次に、上記した半導体装置の製造方法を図２に基づいて説明する。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、両面が第１及び第２の保護フィルム５，６により保護された絶縁樹脂シート基材７を用意し、この絶縁樹脂シート基材７を強タック側の第１の保護フィルム５を残して第２の保護フィルム６とともに所定間隔を存して複数にカットするとともに（カット工程）、第１の保護フィルム５に冷却器１に対する位置決め用の穴（図７に示す５ａ）を打ち抜く。
【００１８】
こののち、図２（ｂ）に示すように、第２の保護フィルム６を除去するとともに、カットされた絶縁樹脂シート基材７の一部７ａ，７ｂを除去して複数個（３個）の絶縁樹脂シート２を形成する（シート形成工程）。
【００１９】
ついで、図２（ｃ）に示すように、冷却器１に位置決めピン２５を取付け、この位置決めピン２５に第１の保護フィルム５の位置決め用の穴５ａを嵌め込んで位置合せしてシート２を供給する（供給工程）。
【００２０】
この供給後、図２（ｄ）に示すように、残っている第１の保護フィルム５を介してヒータ１０により絶縁樹脂シート２…を加熱するとともに加圧して絶縁樹脂シート２…を冷却器１に接着する（シート接着工程）。
【００２１】
この接着後、図２（ｅ）に示すように、残っている第１の保護フィルム５を剥し、図２（ｆ）に示すように半導体チップ４を接合配置した導体３を、絶縁樹脂シート２…上に接合して（導体接着工程）組み立てを終える。
【００２２】
上記したように、この実施の形態によれば、冷却器１に位置決めピン２５を取付け、この位置決めピン２５に保護フィルム５の位置決め用の穴５ａを嵌め込んで位置合せして絶縁樹脂シート２を供給するため、冷却器１に対し複数個の絶縁樹脂シート２を一括して供給することができ、作業性が優れる。
【００２３】
また、第１及び第２の保護フィルム５，６によって複数個の絶縁樹脂シート２を覆うため、各絶縁樹脂シート２から個別に保護フィルムを剥がす必要がなく、保護フィルムを一括して剥がすことができ、剥がし作業が容易になる。
【００２４】
さらに、絶縁樹脂シート２よりもサイズを大とする保護フィルム５を介してヒータ１０により加熱するため、絶縁樹脂シート２の樹脂が這い上がってきてもヒータ１０に接触することがなく、テフロンシートが不要になるとともに、テフロンシートの供給作業も不要となる。
【００２５】
ところで、上記したヒータ１０による加熱、加圧時には、絶縁樹脂シート２の上面が第１の保護フィルム５によって覆われているため、加熱、加圧時に絶縁樹脂シート２から染み出した樹脂の逃げ場所が無くなり、沁み出し範囲が従来に比べて広くなってしまう。
【００２６】
また、半導体装置では、最終的には図３に示すように、絶縁樹脂シート２，２間にケース２７の足２７ａを立てる場合もあるため、図４に示すように沁み出す樹脂２ａの量が比較的少ない場合には、ケース２７の足２７ａを立てることが可能となるが、図５に示すように、沁み出す樹脂２ａの量が多い場合には、ケース２７の足２７ａを立てることができなくなる恐れがある。
【００２７】
そこで、本発明では、図６に示すように、沁み出した樹脂２ａを溜め込むための溝部２８を、冷却器１の表面に絶縁樹脂シート２の外周に沿って設けた。これにより、沁み出した樹脂２ａの広がり範囲を溝部２８によって規制することができ、ケース２７の足２７ａを確実に立てることができる。
【００２８】
図７は、本発明の他の実施の形態を示す平面図である。
【００２９】
この実施の形態においては、沁み出した樹脂２ａを溜め込むための溝部３０を、保護フィルム５の下面部に絶縁樹脂シート２の外周に沿って設けている。これによっても、上記した実施の形態と同様に沁み出した樹脂２ａの広がり範囲を規制することが出来る。
【００３０】
また、絶縁樹脂シート基材７をより無駄なく使用するため、図８に示すように、冷却器１に接着する面と反対側に搬送用のシート３２を設けても良い。
【００３１】
さらに、応用例としては、保護フィルム５，６はシート枚葉でなく、ロール巻きで供給することも出来る。この場合、シート送り、位置決め用にスプロケットホールを設けても良い。
【００３２】
その他、本発明はその要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、複数個のシートを一括して冷却器に供給することができるため、作業性が優れる。
【００３４】
また、第１及び第２の保護フィルムにより複数個のシートを覆うため、保護フィルムの剥がし作業が容易になり、作業ミスにより廃棄される絶縁樹脂シートの量を減らすことが出来る。
【００３５】
さらに、テフロンシートを用いる必要がないため、テフロンシートの供給作業が不要になるとともに、コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置を示す外観斜視図。
【図２】図１の半導体装置の製造方法を示す図。
【図３】図１の半導体装置にケースが被せられた状態を示す図。
【図４】図１の半導体装置の製造時に絶縁樹脂シートから樹脂が沁み出した状態を示す図。
【図５】図１の半導体装置の製造時に絶縁樹脂シートから樹脂が沁み出した状態を示す図。
【図６】図１の半導体装置の冷却器の他の実施例を示す図。
【図７】図１の半導体装置の保護フィルムの他の実施例を示す図。
【図８】図１の半導体装置の絶縁樹脂シート基材の他の実施例を示す図。
【図９】従来の半導体装置を示す外観斜視図。
【図１０】従来の半導体装置の製造方法を示す図。
【符号の説明】
１…冷却器、２…シート、３…導体、４…半導体チップ（半導体素子）、５…第１の保護フィルム、６…第２の保護フィルム、７…絶縁樹脂製のシート基材、１０…ヒータ、２８，３０…溝部、３２…搬送用シート。

Claims

一面側が第１の保護フィルム、他面側が第２の保護フィルムにより保護された絶縁樹脂製のシート基材を前記第１の保護フィルムを残して第２の保護フィルムとともに複数にカットするカット工程と、
このカット工程後、前記カットされた絶縁樹脂シート基材の一部、及び第２の保護フィルムを除去することにより、前記第１の保護フィルムに所定間隔を存して配列される複数個のシートを形成するシート形成工程と、
このシート形成工程後、前記第１の保護フィルムに所定間隔を存して配列される複数個のシートを一括して冷却器上に供給する供給工程と、
この供給工程後、ヒータにより前記第１の保護フィルムを介して前記複数個のシートを加圧するとともに加熱して前記冷却器に接着するシート接着工程と、
このシート接着工程後、前記第１の保護フィルムを剥離して前記複数個のシート上に半導体素子を有した導体を接着する導体接着工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記絶縁樹脂シートはセラミックスを含有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
前記冷却器の表面に、前記絶縁樹脂シートの外周に沿って溝部を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第１の保護フィルムに、前記絶縁樹脂シートの外周に沿って溝部を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第１の保護フィルム側に搬送用シートを設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。