JP2006295010A - Molding apparatus and molding method - Google Patents
Molding apparatus and molding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006295010A JP2006295010A JP2005116350A JP2005116350A JP2006295010A JP 2006295010 A JP2006295010 A JP 2006295010A JP 2005116350 A JP2005116350 A JP 2005116350A JP 2005116350 A JP2005116350 A JP 2005116350A JP 2006295010 A JP2006295010 A JP 2006295010A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- cavity
- resin
- substrate
- lower mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体チップを実装した基板とモールド樹脂を上下金型でプレスするモールド成型方法に関するものである。 The present invention relates to a molding method in which a substrate on which a semiconductor chip is mounted and a mold resin are pressed with upper and lower molds.
近年、携帯電子機器を中心とした製品の小型化、低コスト化に伴い、半導体装置は薄型化、小型化、低コスト化が要求されている。
そのため、複数個の半導体チップをマトリクス状にワイヤボンド実装またはフリップボンド実装した基板を一括で樹脂モールドするものが多く、一括モールドした製品は各半導体装置単位に分割して半導体装置単体を形成する。
In recent years, with the downsizing and cost reduction of products centering on portable electronic devices, semiconductor devices are required to be thinner, smaller and lower in cost.
For this reason, many substrates in which a plurality of semiconductor chips are wire-bonded or flip-bonded in a matrix are collectively resin-molded, and the batch-molded product is divided into individual semiconductor devices to form a single semiconductor device.
以下、図8を用いて従来のモールド成型方法を説明する。
図8は従来のモールド成型方法を説明する図であり、樹脂モールド中のモールド装置の断面図である。
Hereinafter, a conventional molding method will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional molding method, and is a cross-sectional view of a molding apparatus in a resin mold.
図8(a)のようにモールド部の高さが薄くてもモールド樹脂15の流動で半導体チップ8と基板10を接続するワイヤ9を変形させることなく一括で樹脂モールド成型する方法または、図8(b)のようにフリップ実装した半導体チップ8と基板10の間の狭間隙にモールド樹脂15を充填させて一括で樹脂モールド成型する方法として、半導体チップ8を実装した基板10上に直接液状のモールド樹脂15を塗布して樹脂モールド成型する方法がある。
As shown in FIG. 8 (a), even if the mold part is thin, a method of resin molding in a lump without deforming the
例えば、モールド樹脂15に粘度が低く充填性の高い液状樹脂を用い、半導体チップ8を実装した基板10に真空中で液状のモールド樹脂15を塗布する工程と、液状のモールド樹脂15を塗布した基板10をプレス装置に搭載して加熱した上金型1と下金型2で挟んで型締めする工程とにより樹脂モールド成型する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来のモールド成型方法では、以下のような課題がある。
ワイヤが細く、狭ピッチのワイヤボンド実装品や、半導体チップと基板の間が狭いフリップ実装品では、モールド樹脂に粘度の低い液状樹脂を使用しなければならず、その液状樹脂をモールドすべき領域に塗布した場合、表面張力が低いため塗布した位置より薄く濡れ広がってしまい、所定のモールド高さの確保が困難で、所定のモールド範囲の外まで濡れ広がってしまうといった問題点がある。
However, the conventional molding method has the following problems.
For wire bond mounting products with thin wires and narrow pitch, and flip mounting products with a narrow gap between the semiconductor chip and the substrate, a liquid resin with low viscosity must be used as the mold resin, and the area where the liquid resin should be molded When it is applied to the surface, the surface tension is low, so that it spreads thinner and thinner than the applied position, and it is difficult to secure a predetermined mold height, so that it spreads out of the predetermined mold range.
また、金型上での加熱によりモールド樹脂中に揮発成分による気泡が発生した場合、上下金型で挟んでプレスしても横方向は開放されており、更に、樹脂の粘度が低いため圧力がかからず、ボイドが発生しやすくなるといった問題点がある。 In addition, when bubbles on the mold resin are generated in the mold resin due to heating on the mold, the lateral direction is open even when sandwiched between the upper and lower molds and pressed, and the pressure is low due to the low viscosity of the resin. However, there is a problem that voids are likely to occur.
本発明は、前記した従来の問題点を解消するために、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても、所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であり、成型時に発生するボイドを低減でき、信頼性が高い半導体装置の樹脂モールド成型を行うことを目的とする。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention is a molding which ensures a predetermined mold height and a predetermined mold size even when a liquid resin having a low viscosity, or a powder resin or a granule resin is used. An object of the present invention is to perform resin molding of a semiconductor device that can reduce voids generated during molding and has high reliability.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載のモールド成型装置は、半導体装置を製造するに際し、1または複数の半導体チップを実装した基板をモールド樹脂で成形するモールド成形装置であって、前記基板を所定の位置に固定する下金型と、前記下金型に形成され、底部が上下可動機構となっている予備キャビティと、前記下金型上に固定され、前記モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する溝を備えたプレートと、前記プレートをはさんで前記下金型と密着する上金型とを有し、金型密着後に前記金型内を減圧し、さらに、前記予備キャビティの上下可動機構を用いて前記金型内を昇圧することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a molding apparatus according to claim 1 of the present invention is a molding apparatus that molds a substrate on which one or a plurality of semiconductor chips are mounted with a mold resin when manufacturing a semiconductor device. , A lower mold for fixing the substrate at a predetermined position, a preliminary cavity formed on the lower mold and having a bottom movable mechanism, and fixed on the lower mold, and supplied with the mold resin. And a plate provided with a groove for connecting the cavity and the preliminary cavity, and an upper mold that is in close contact with the lower mold across the plate, and the inside of the mold is in contact with the mold. The pressure is reduced, and further, the inside of the mold is pressurized using a vertically movable mechanism of the preliminary cavity.
請求項2記載のモールド成型方法は、半導体装置を製造するに際し、1または複数の半導体チップを実装した基板を上金型と下金型を用いてモールド成形するモールド成形方法であって、前記基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、前記基板を固定する領域に直接モールド樹脂を供給する工程と、前記下金型に前記上金型を密着した後、金型内を減圧する工程と、減圧後に前記金型内を所定の圧力に昇圧する工程とを有することを特徴とする。
The mold forming method according to
請求項3記載のモールド成型方法は、半導体装置を製造するに際し、1または複数の半導体チップを実装した複数の基板を上金型と下金型を用いてモールド成形するモールド成形方法であって、前記基板のうちの任意の基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、前記基板を固定する領域に直接モールド樹脂を供給する工程と、前記下金型に残りの基板を固定した前記上金型を半導体チップ実装面を下向きにして密着した後、金型内を減圧する工程と、減圧後に前記金型内を所定の圧力に昇圧する工程とを有することを特徴とする。 The mold forming method according to claim 3 is a mold forming method in which when a semiconductor device is manufactured, a plurality of substrates mounted with one or a plurality of semiconductor chips are molded using an upper mold and a lower mold. A step of fixing an arbitrary one of the substrates at a predetermined position of the lower mold, a step of supplying mold resin directly to a region for fixing the substrate, and fixing the remaining substrate to the lower mold After the upper mold is brought into close contact with the semiconductor chip mounting surface facing downward, the inside of the mold is depressurized, and after the depressurization, the inside of the mold is increased to a predetermined pressure.
請求項4記載のモールド成型方法は、請求項2または請求項3いずれかに記載のモールド成型方法において、前記基板にフリップ実装した前記半導体チップをモールド成型する際には、前記下金型に前記基板を供給する直前に、液状樹脂をフリップ実装した前記半導体チップの少なくとも一辺の近傍の前記基板上に吐出し、前記半導体チップと前記基板の間に前記液状樹脂を充填させることを特徴とする。
請求項5記載のモールド成型方法は、半導体装置を製造するに際し、1または複数の半導体チップを実装した基板を底部が上下可動機構となっている予備キャビティを備える下金型と上金型を用いてモールド成形するモールド成形方法であって、前記基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する溝を備えたプレートを前記下金型上に固定する工程と、前記キャビティに直接モールド樹脂を供給する工程と、前記下金型に前記プレートを介して前記上金型を密着した後、金型内を減圧する工程と、減圧後に前記金型内を前記予備キャビティの上下可動機構を用いて所定の圧力に昇圧する工程とを有することを特徴とする。
The mold molding method according to claim 4 is the mold molding method according to
According to a fifth aspect of the present invention, when manufacturing a semiconductor device, a lower mold and an upper mold having a preliminary cavity whose bottom part is a vertically movable mechanism are used on a substrate on which one or a plurality of semiconductor chips are mounted. A mold forming method for forming a mold, comprising: a step of fixing the substrate at a predetermined position of the lower mold, a cavity to which mold resin is supplied, and a groove connecting the cavity and the preliminary cavity Fixing the mold on the lower mold, supplying the mold resin directly to the cavity, and attaching the upper mold to the lower mold via the plate and then depressurizing the interior of the mold And a step of boosting the inside of the mold to a predetermined pressure after the pressure reduction by using a vertically movable mechanism of the preliminary cavity.
請求項6記載のモールド成型方法は、半導体装置を製造するに際し、1または複数の半導体チップを実装した基板を底部が上下可動機構となっているピンを備える1または複数の予備キャビティを設けた上金型と下金型を用いてモールド成形するモールド成形方法であって、前記基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する貫通孔を備えたプレートを前記下金型上に固定する工程と、前記キャビティに直接モールド樹脂を供給する工程と、前記下金型に前記キャビティを介して前記上金型を密着した後金型内を減圧する工程と、減圧後に前記金型内を前記予備キャビティのピンを用いて所定の圧力に昇圧する工程とを有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, when the semiconductor device is manufactured, the substrate on which one or more semiconductor chips are mounted is provided with one or more spare cavities having pins whose bottom portions are vertically movable mechanisms. A molding method for molding using a mold and a lower mold, the step of fixing the substrate to a predetermined position of the lower mold, a cavity to which mold resin is supplied, the cavity, and the preliminary cavity Fixing a plate having a through-hole for connecting to the lower mold; supplying a mold resin directly to the cavity; and contacting the upper mold to the lower mold via the cavity And a step of depressurizing the interior of the rear mold, and a step of increasing the pressure in the mold to a predetermined pressure using a pin of the preliminary cavity after the depressurization.
請求項7記載のモールド成型方法は、半導体装置を製造するに際し、1または複数の半導体チップを実装した複数の基板を上金型と底部が上下可動機構となっている予備キャビティを備える下金型を用いてモールド成形するモールド成形方法であって、前記基板のうちの任意の基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する溝を備えたプレートを前記下金型上に固定する工程と、前記キャビティに直接モールド樹脂を供給する工程と、前記下金型に前記プレートを介して残りの基板を固定した前記上金型を半導体チップ実装面を下向きにして密着した後、金型内を減圧する工程と、減圧後に前記金型内を前記予備キャビティの上下可動機構を用いて所定の圧力に昇圧する工程とを有することを特徴とする。
8. The mold forming method according to
請求項8記載のモールド成型方法は、請求項2または請求項3いずれかに記載のモールド成型方法において、前記上金型と前記下金型の周囲にシール材を設置することを特徴とする。
The molding method according to
以上により、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても、所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であり、成型時に発生するボイドを低減でき、信頼性が高い半導体装置の樹脂モールド成型を行うことができる。 As described above, it is possible to mold with a predetermined mold height and a predetermined mold size even when using a low-viscosity liquid resin, or even a powder resin or granule resin, and the voids generated during molding can be reduced. Therefore, resin molding of a highly reliable semiconductor device can be performed.
本発明は、半導体チップを実装した基板を装着した下金型に、予備キャビティにモールド樹脂を流出させるための溝を備えたキャビティを形成するプレートを重ねた後に、上金型を密着させて金型内を減圧し、予備キャビティの底部を上昇させることによりモールド樹脂に一定の成形圧力を加えることができるため、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても、所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であり、モールド樹脂に圧力をかけることによりボイドを低減でき信頼性が高い半導体装置を実現できる。 In the present invention, after a plate that forms a cavity having a groove for allowing mold resin to flow out is placed in a preliminary cavity on a lower mold on which a substrate on which a semiconductor chip is mounted is mounted, the upper mold is brought into close contact with the lower mold. A certain molding pressure can be applied to the mold resin by depressurizing the inside of the mold and raising the bottom of the preliminary cavity. Therefore, even if a liquid resin having a low viscosity, a powder resin or a granule resin is used, a predetermined mold is used. Molding can be performed while ensuring a height and a predetermined mold size, and by applying pressure to the mold resin, voids can be reduced and a highly reliable semiconductor device can be realized.
また、上金型にピンを備える予備キャビティを設け、積層される基板を装着した上金型を密着させて金型内を減圧し、予備キャビティのピンを降下させることによりモールド樹脂に一定の成形圧力を加えることができるため、キャビティに繋がる予備キャビティをキャビティ中央部も含め必要箇所に設置することにより、上下の金型を閉じてモールド樹脂を圧縮するときの横方向の樹脂流動を抑制することができるため、ワイヤボンド実装した製品においてよりワイヤの流れを低減することができるとともに、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であり、モールド樹脂に圧力をかけることによりボイドを低減でき信頼性が高い半導体装置を実現できる。 Also, a preliminary cavity with pins is provided in the upper mold, the upper mold with the substrate to be stacked is brought into close contact with the mold, the inside of the mold is depressurized, and the pins of the preliminary cavity are lowered to form a certain mold resin. Since pressure can be applied, a preliminary cavity connected to the cavity is installed at necessary locations including the center of the cavity, thereby suppressing lateral resin flow when the upper and lower molds are closed and the mold resin is compressed. Therefore, it is possible to reduce the flow of the wire in the product with wire bond mounting, and to achieve a predetermined mold height and a predetermined mold size even when a liquid resin having a low viscosity, or a powder resin or a granule resin is used. A highly reliable semiconductor device that can reduce voids by applying pressure to the mold resin. It can be current.
以下、本発明のモールド成型方法における実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の実施の形態1について説明する。
Hereinafter, embodiments of the molding method of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the first embodiment of the present invention will be described.
図1は本発明の実施の形態1におけるモールド成型方法のモールド樹脂供給工程を説明する工程断面図、図2は本発明の実施の形態1におけるモールド成型方法の圧力制御工程を説明する工程断面図である。 FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a mold resin supply process of the mold forming method according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a process cross-sectional view illustrating a pressure control process of the mold forming method according to Embodiment 1 of the present invention. It is.
あらかじめ、図1(a)に示すように、加熱した(加熱装置は図示せず)上金型1と下金型2において、下金型2に基板搭載凹部3とパイロットピン4および予備キャビティが形成されている。予備キャビティ底部5は圧力制御による上下可動機構になっており、成型前は所定の位置に下げておく。なお、上金型1の周囲には上金型シール材6が設置され、下金型2の周囲には下金型シール材7が設置されている。
As shown in FIG. 1A, the upper mold 1 and the
次に、図1(b)に示すように、下金型2の基板搭載凹部に、パイロットピン4で位置規制をして1または複数の半導体チップ8が実装された基板10を供給する。半導体チップ8と基板10はワイヤ9で電気的に接続されている。
Next, as shown in FIG. 1B, the
次に、図1(c)に示すように、下金型2の上および基板10の上にプレート11をパイロットピン4で位置規制をして重ね、それによりプレート11に加工された貫通孔が1または複数のキャビティ12となり、プレート11にはキャビティ12に繋げて溝13と第2の貫通孔14が加工されている。
Next, as shown in FIG. 1C, the position of the
次に、図1(d)に示すように、キャビティ内にキャビティ体積に対して若干多めのモールド樹脂15を供給する。モールド樹脂15は、液状樹脂だけでなく、パウダー樹脂、顆粒樹脂を使用することもできる。
Next, as shown in FIG. 1D, a slightly
次に、図2(a)に示すように、上金型1外周部に形成した上金型シール材6で金型内を気密できる高さまで上下金型を近づけて金型内を気密し、上金型1または下金型2に設置した排気口(図示しない)から金型内の空気を排気して金型内を減圧する。
Next, as shown in FIG. 2A, the upper and lower molds are brought close to a height at which the inside of the mold can be hermetically sealed with the upper
次に、図2(b)に示すように、モールド樹脂15が所定のレベルまで溶融し、金型内の気圧が所定のレベルに減圧された段階で金型を完全に閉じる。
減圧されて金型が完全に閉じることにより、キャビティ内にモールド樹脂15が行き渡って所定のモールド高さ,サイズとなり、基板10に実装された半導体チップ8がモールドされるとともに、プレート11に加工された溝13と第2の貫通孔14がそれぞれランナーと予備キャビティとなって余分なモールド樹脂15が流入する。
Next, as shown in FIG. 2B, the mold is completely closed when the
When the pressure is reduced and the mold is completely closed, the
次に、図2(c)に示すように、予備キャビティ底部5を圧力制御により上昇させ、所定の成型圧力(6MPa〜15MPa)をモールド樹脂15にかけ、所定の時間(30sec〜300sec)キュアする。
Next, as shown in FIG. 2C, the
最後に、図2(d)に示すように、所定の時間のキュア後、製品を金型から取り出す。
ここでは、予備キャビティを用いてモールド樹脂15を加圧したが、その他の方法で加圧することも可能である。
Finally, as shown in FIG. 2D, after curing for a predetermined time, the product is removed from the mold.
Here, the
以上のように、半導体チップを実装した基板を装着した下金型に、予備キャビティにモールド樹脂を流出させるための溝を備えたキャビティを形成するプレートを重ねることにより、キャビティつまり所定のモールドサイズの枠が形成されるため、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても、所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であるとともに、その後、上金型を密着させて金型内を減圧し、予備キャビティの底部を上昇させてモールド樹脂に一定の成型圧力を加えることができるため、ボイドを低減でき信頼性が高い半導体装置を実現できる。 As described above, a cavity, that is, a predetermined mold size, is formed by overlapping a plate that forms a cavity with a groove for allowing mold resin to flow out into a spare cavity on a lower mold on which a substrate on which a semiconductor chip is mounted is mounted. Since the frame is formed, it is possible to mold with a predetermined mold height and a predetermined mold size even when using a low-viscosity liquid resin, or even a powder resin or granule resin. Since the inside of the mold can be depressurized and the bottom of the preliminary cavity can be raised to apply a certain molding pressure to the mold resin, a void can be reduced and a highly reliable semiconductor device can be realized.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図3は本発明の実施の形態2におけるモールド成型方法の金型固定工程を説明する工程断面図、図4は本発明の実施の形態2におけるモールド成型方法の圧力制御工程を説明する工程断面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating a mold fixing process of a mold forming method according to
あらかじめ、図3(a)に示すように、加熱した(加熱装置は図示せず)上金型1と下金型2において、下金型2に基板搭載凹部3とパイロットピン4および予備キャビティが形成されている。予備キャビティ底部5は圧力制御による上下可動機構になっており、成型前は所定の位置に下げておく。なお、上金型1の周囲には上金型シール材6が設置され、下金型2の周囲には下金型シール材7が設置されている。
As shown in FIG. 3A, in the upper mold 1 and the
次に、図3(b)に示すように、下金型2の基板搭載凹部3にパイロットピン4で位置規制をして半導体チップ8がバンプ16で実装された第1の基板17を供給する。
次に、図3(c)に示すように、下金型2の上および第1の基板17の上にプレート11をパイロットピン4で位置規制をして重ね、それにより、プレート11に加工された貫通孔がキャビティ12となり、プレート11にはキャビティ12に繋げて溝13と第2の貫通孔14が加工されている。
Next, as shown in FIG. 3B, the
Next, as shown in FIG. 3 (c), the
次に、図3(d)に示すように、半導体チップ18がバンプ19で実装され、バンプ20が形成された第2の基板21を、半導体チップ18を実装した面を下向きにして上金型1に固定する。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図4(a)に示すように、キャビティ内にキャビティ体積に対して若干多めのモールド樹脂15を供給する。モールド樹脂15は、液状樹脂だけでなく、パウダー樹脂、顆粒樹脂を使用することもできる。
Next, as shown in FIG. 4A, a slightly
次に、図4(b)に示すように、上金型1外周部に形成した上金型シール材6で金型内を気密できる高さまで上下金型を近づけて金型内を気密し、上金型1または下金型2に設置した排気口(図示しない)から金型内の空気を排気して金型内を減圧する。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the upper and lower molds are brought close to a height at which the inside of the mold can be hermetically sealed with the upper
次に、図4(c)に示すように、モールド樹脂15が所定のレベルまで溶融し、金型内の気圧が所定のレベルに減圧された段階で金型を完全に閉じる。金型が完全に閉じることにより、基板17と基板21がバンプ20を介して電気的に接続され、キャビティ内にモールド樹脂15が行き渡るので、第1の基板17と第2の基板21に実装された各半導体チップがモールドされるとともに、プレート11に加工された溝13と第2の貫通孔14がそれぞれランナーと予備キャビティとなって余分なモールド樹脂15が流入する。
Next, as shown in FIG. 4C, when the
次に、図4(d)に示すように、予備キャビティ底部5を圧力制御により上昇させ、所定の成型圧力(6MPa〜15MPa)をモールド樹脂15にかけ、所定の時間(30sec〜300sec)キュアする。
Next, as shown in FIG. 4D, the
最後に、図2(i)に示すように、所定の時間のキュア後製品を金型から取り出す。
ここでは、予備キャビティを用いてモールド樹脂15を加圧したが、その他の方法で加圧することも可能である。
Finally, as shown in FIG. 2 (i), the product after curing for a predetermined time is taken out from the mold.
Here, the
以上のように、半導体チップを実装した基板を装着した下金型に、予備キャビティにモールド樹脂を流出させるための溝を備えたキャビティを形成するプレートを重ねることにより、キャビティつまり所定のモールドサイズの枠が形成されるため、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても、所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能である。さらに、その後、積層される基板を装着した上金型を密着させて金型内を減圧し、予備キャビティの底部を上昇させてモールド樹脂に一定の成形圧力を加えることができるため、内部にチップを積層できるとともに、半導体装置自体も積層することができるマルチチップタイプの半導体装置を効率よく実現でき、モールド樹脂に圧力をかけることによりボイドを低減でき信頼性が高い半導体装置を実現できる。 As described above, a cavity, that is, a predetermined mold size, is formed by overlapping a plate that forms a cavity with a groove for allowing mold resin to flow out into a spare cavity on a lower mold on which a substrate on which a semiconductor chip is mounted is mounted. Since the frame is formed, molding with a predetermined mold height and a predetermined mold size is possible even when a liquid resin having a low viscosity, or a powder resin or a granule resin is used. Furthermore, since the upper mold with the substrate to be stacked is brought into close contact with the mold, the inside of the mold is depressurized, the bottom of the preliminary cavity is raised, and a certain molding pressure can be applied to the mold resin. In addition, a multi-chip type semiconductor device in which the semiconductor device itself can be stacked can be efficiently realized, and by applying pressure to the mold resin, voids can be reduced and a highly reliable semiconductor device can be realized.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
図5は本発明の実施の形態3におけるモールド成型方法のモールド樹脂供給工程を説明する工程断面図、図6は本発明の実施の形態3におけるモールド成型方法の圧力制御工程を説明する工程断面図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a process cross-sectional view illustrating a mold resin supply process of the mold forming method according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a pressure control process of the mold forming method according to Embodiment 3 of the present invention. It is.
あらかじめ、図5(a)に示すように、加熱した(加熱装置は図示せず)上金型1と下金型2において、下金型2に基板搭載凹部3とパイロットピン4およびピン22が形成されている。ピン22は圧力制御による上下可動機構になっており、成型前は所定の位置に上げておく。なお、上金型1の周囲には上金型シール材6が設置され、下金型2の周囲には下金型シール材7が設置されている。
As shown in FIG. 5A, the upper mold 1 and the
次に、図5(b)に示すように、下金型2の基板搭載凹部3にパイロットピン4で位置規制をして半導体チップ8がワイヤ9で実装された基板10を供給する。
次に、図5(c)に示すように、下金型2の上および基板10の上にプレート11をパイロットピン4で位置規制をして重ね、それによりプレート11に加工された貫通孔によりキャビティ12が形成される。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the
Next, as shown in FIG. 5 (c), the
次に、図5(d)に示すように、キャビティ内にキャビティ体積に対して若干多めのモールド樹脂15を供給する。モールド樹脂15は、液状樹脂だけでなく、パウダー樹脂、顆粒樹脂を使用することもできる。
次に、図6(a)に示すように、プレート11の上に貫通孔23が加工された第2のプレート24をキャビティ上に貫通孔23が位置するように重ねる。なお、第2のプレート24の周囲にはプレートシール材25が設置されている。
Next, as shown in FIG. 5D, a slightly
Next, as shown in FIG. 6A, the
次に、図6(b)に示すように、上金型1外周部に設置した上金型シール材6と第2のプレート24の周囲に設置したプレートシール材25で金型内を気密できる高さまで上下金型を近づけて金型内を気密し、上金型1または下金型2に設置した排気口(図示しない)から金型内の空気を排気して金型内を減圧する。
Next, as shown in FIG. 6B, the inside of the mold can be hermetically sealed with the upper
次に、図6(c)に示すように、モールド樹脂15が所定のレベルまで溶融し、金型内の気圧が所定のレベルに減圧された段階で金型を完全に閉じる。
金型を完全に閉じることにより、キャビティ内にモールド樹脂15が行き渡って所定のモールド高さ,サイズとなり、基板10に実装された半導体チップ8がモールドされるとともに、第2のプレート24に加工された貫通孔23が予備キャビティとなって余分なモールド樹脂15が流入する。
Next, as shown in FIG. 6C, the mold is completely closed when the
By completely closing the mold, the
次に図6(d)に示すように、ピン22を圧力制御により下降させ、所定の成型圧力(6MPa〜15MPa)をモールド樹脂15にかけ、所定の時間(30sec〜300sec)キュアする。
Next, as shown in FIG. 6D, the
最後に、図6(e)に示すように、所定の時間のキュア後製品を金型から取り出す。
ここでは、予備キャビティのピン22を用いてモールド樹脂15を加圧したが、その他の方法で加圧することも可能である。
Finally, as shown in FIG. 6 (e), the product after curing for a predetermined time is taken out from the mold.
Here, the
以上のように、上金型にピンを備える予備キャビティを設け、上金型を2枚のプレートを挟んで下金型に密着させて金型内を減圧し、予備キャビティのピンを降下させてモールド樹脂に一定の成形圧力を加えることができるため、キャビティに繋がる予備キャビティをキャビティ中央部も含め必要箇所に設置することにより、上下の金型を閉じてモールド樹脂を圧縮するときの横方向の樹脂流動を抑制することができるため、ワイヤボンド実装した製品においてよりワイヤの流れを低減することができるとともに、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であり、モールド樹脂に圧力をかけることによりボイドを低減でき、信頼性が高い半導体装置を実現できる。 As described above, a preliminary cavity having pins is provided in the upper mold, the upper mold is brought into close contact with the lower mold with the two plates sandwiched therebetween, the inside of the mold is decompressed, and the pins of the preliminary cavity are lowered. Since a certain molding pressure can be applied to the mold resin, a spare cavity connected to the cavity is installed at the required location including the center of the cavity, so that the mold resin can be compressed in the lateral direction by closing the upper and lower molds. Since the resin flow can be suppressed, the flow of the wire can be further reduced in a wire-bond mounted product, and a predetermined mold height can be obtained even if a low-viscosity liquid resin, or a powder resin or granule resin is used. Highly reliable semiconductor that can be molded with a predetermined mold size and can reduce voids by applying pressure to the mold resin. It can realize the location.
次に、本発明の実施の形態4について説明する。
図7は本発明の実施の形態4におけるモールド成型方法を説明する工程断面図である。
まず、図7(a)に示すように、実施の形態1〜実施の形態3において半導体チップ8がバンプ16によりフリップ実装された基板10をモールドする際に、金型に基板10を供給する直前に、半導体チップ8の少なくとも一辺の近傍の基板10上にアンダーフィル樹脂26を吐出する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a process cross-sectional view illustrating a molding method according to Embodiment 4 of the present invention.
First, as shown in FIG. 7A, when the
次に、加熱した金型に供給された基板10において図7(b)に示すように、半導体チップ8と基板10の間に熱と毛細管現象によりアンダーフィル樹脂が充填され硬化する。
これにより、半導体チップと基板の間が狭くてモールド樹脂が充填できない場合でも、充填性を最適化したアンダーフィル樹脂を用いてアンダーフィル樹脂の充填と硬化をモールド金型の中でモールドの工程と並列処理で実現できるため、コストダウンを実現できるとともに、充填性を最適化したアンダーフィル樹脂により気密性を高めることができるので信頼性の高いフリップチップタイプの半導体装置を実現できる。
Next, in the
As a result, even when the space between the semiconductor chip and the substrate is narrow and the mold resin cannot be filled, the filling and curing of the underfill resin using the underfill resin with optimized filling properties is performed in the mold process. Since it can be realized by parallel processing, the cost can be reduced and the airtightness can be enhanced by the underfill resin with optimized filling property, so that a highly reliable flip chip type semiconductor device can be realized.
本発明にかかるモールド成型装置およびモールド成型方法は、粘度の低い液状樹脂、更にはパウダー樹脂または顆粒樹脂を用いても、所定のモールド高さ、所定のモールドサイズを確保しての成型が可能であり、成型時に発生するボイドを低減できるので、信頼性が高い半導体装置を提供でき、半導体チップを実装した基板とモールド樹脂を上下金型でプレスするモールド成型方法等に有用である。 The mold molding apparatus and the mold molding method according to the present invention can be molded while ensuring a predetermined mold height and a predetermined mold size even when a liquid resin having a low viscosity, or a powder resin or a granule resin is used. In addition, since voids generated during molding can be reduced, a highly reliable semiconductor device can be provided, which is useful for a molding method in which a substrate on which a semiconductor chip is mounted and a mold resin are pressed with upper and lower molds.
1 上金型
2 下金型
3 基板搭載凹部
4 パイロットピン
5 予備キャビティ底部
6 上金型シール材
7 下金型シール材
8 半導体チップ
9 ワイヤ
10 基板
11 プレート
12 キャビティ
13 溝
14 第2の貫通孔
15 モールド樹脂
16 バンプ
17 第1の基板
18 半導体チップ
19 バンプ
20 バンプ
21 第2の基板
22 ピン
23 貫通孔
24 第2のプレート
25 プレートシール材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper die 2 Lower die 3 Substrate mounting recessed part 4
Claims (8)
前記基板を所定の位置に固定する下金型と、
前記下金型に形成され、底部が上下可動機構となっている予備キャビティと、
前記下金型上に固定され、前記モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する溝を備えたプレートと、
前記プレートをはさんで前記下金型と密着する上金型と
を有し、金型密着後に前記金型内を減圧し、さらに、前記予備キャビティの上下可動機構を用いて前記金型内を昇圧することを特徴とするモールド成型装置。 When manufacturing a semiconductor device, a mold forming apparatus for forming a substrate on which one or a plurality of semiconductor chips are mounted with a mold resin,
A lower mold for fixing the substrate in place;
A preliminary cavity formed in the lower mold and having a bottom movable mechanism;
A plate fixed on the lower mold and provided with a cavity for supplying the mold resin and a groove for connecting the cavity and the preliminary cavity;
An upper mold that is in close contact with the lower mold across the plate, and the pressure inside the mold is reduced after the mold is in close contact, and the inside of the mold is further moved by using a vertically movable mechanism of the preliminary cavity. A molding apparatus characterized in that the pressure is increased.
前記基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、
前記基板を固定する領域に直接モールド樹脂を供給する工程と、
前記下金型に前記上金型を密着した後、金型内を減圧する工程と、
減圧後に前記金型内を所定の圧力に昇圧する工程と
を有することを特徴とするモールド成型方法。 A method of molding a semiconductor device by molding a substrate on which one or more semiconductor chips are mounted using an upper mold and a lower mold,
Fixing the substrate at a predetermined position of the lower mold;
Supplying mold resin directly to a region for fixing the substrate;
A step of reducing the pressure inside the mold after the upper mold is closely attached to the lower mold;
And a step of increasing the pressure inside the mold to a predetermined pressure after depressurization.
前記基板のうちの任意の基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、
前記基板を固定する領域に直接モールド樹脂を供給する工程と、
前記下金型に残りの基板を固定した前記上金型を半導体チップ実装面を下向きにして密着した後、金型内を減圧する工程と、
減圧後に前記金型内を所定の圧力に昇圧する工程と
を有することを特徴とするモールド成型方法。 In manufacturing a semiconductor device, a mold forming method of molding a plurality of substrates mounted with one or more semiconductor chips using an upper mold and a lower mold,
Fixing any of the substrates to a predetermined position of the lower mold; and
Supplying mold resin directly to a region for fixing the substrate;
A step of reducing the pressure inside the mold after closely attaching the upper mold with the remaining substrate fixed to the lower mold with the semiconductor chip mounting surface facing downward;
And a step of increasing the pressure inside the mold to a predetermined pressure after depressurization.
前記下金型に前記基板を供給する直前に、
液状樹脂をフリップ実装した前記半導体チップの少なくとも一辺の近傍の前記基板上に吐出し、前記半導体チップと前記基板の間に前記液状樹脂を充填させることを特徴とする請求項2または請求項3いずれかに記載のモールド成型方法。 When molding the semiconductor chip flip-mounted on the substrate,
Immediately before supplying the substrate to the lower mold,
4. The liquid resin is discharged onto the substrate in the vicinity of at least one side of the semiconductor chip flip-mounted, and the liquid resin is filled between the semiconductor chip and the substrate. The mold forming method of crab.
前記基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、
モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する溝を備えたプレートを前記下金型上に固定する工程と、
前記キャビティに直接モールド樹脂を供給する工程と、
前記下金型に前記プレートを介して前記上金型を密着した後、金型内を減圧する工程と、
減圧後に前記金型内を前記予備キャビティの上下可動機構を用いて所定の圧力に昇圧する工程と
を有することを特徴とするモールド成型方法。 A method of molding a semiconductor device by using a lower mold and an upper mold, each having a preliminary cavity whose bottom is a vertically movable mechanism, on a substrate on which one or more semiconductor chips are mounted. ,
Fixing the substrate at a predetermined position of the lower mold;
Fixing a plate provided with a cavity to which mold resin is supplied and a groove connecting the cavity and the preliminary cavity on the lower mold; and
Supplying mold resin directly to the cavity;
A step of reducing the pressure inside the mold after the upper mold is brought into close contact with the lower mold via the plate;
And a step of increasing the pressure in the mold to a predetermined pressure by using a vertically movable mechanism of the preliminary cavity after depressurization.
前記基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、
モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する貫通孔を備えたプレートを前記下金型上に固定する工程と、
前記キャビティに直接モールド樹脂を供給する工程と、
前記下金型に前記キャビティを介して前記上金型を密着した後金型内を減圧する工程と、
減圧後に前記金型内を前記予備キャビティのピンを用いて所定の圧力に昇圧する工程と
を有することを特徴とするモールド成型方法。 In manufacturing a semiconductor device, a substrate on which one or more semiconductor chips are mounted is molded using an upper die and a lower die provided with one or more spare cavities having pins whose bottom portions are vertically movable mechanisms. A mold forming method for forming,
Fixing the substrate at a predetermined position of the lower mold;
Fixing a plate having a cavity to which mold resin is supplied and a through-hole connecting the cavity and the preliminary cavity on the lower mold;
Supplying mold resin directly to the cavity;
Depressurizing the inside of the mold after the upper mold is brought into close contact with the lower mold through the cavity;
And a step of boosting the inside of the mold to a predetermined pressure using a pin of the preliminary cavity after decompression.
前記基板のうちの任意の基板を前記下金型の所定の位置に固定する工程と、
モールド樹脂が供給されるキャビティおよび前記キャビティと前記予備キャビティを接続する溝を備えたプレートを前記下金型上に固定する工程と、
前記キャビティに直接モールド樹脂を供給する工程と、
前記下金型に前記プレートを介して残りの基板を固定した前記上金型を半導体チップ実装面を下向きにして密着した後、金型内を減圧する工程と、
減圧後に前記金型内を前記予備キャビティの上下可動機構を用いて所定の圧力に昇圧する工程と
を有することを特徴とするモールド成型方法。 In manufacturing a semiconductor device, a plurality of substrates on which one or more semiconductor chips are mounted are molded by using a lower mold having an upper mold and a preliminary cavity having a bottom movable mechanism. There,
Fixing any of the substrates to a predetermined position of the lower mold; and
Fixing a plate provided with a cavity to which mold resin is supplied and a groove connecting the cavity and the preliminary cavity on the lower mold; and
Supplying mold resin directly to the cavity;
A step of depressurizing the inside of the mold after closely attaching the upper mold with the remaining substrate fixed to the lower mold via the plate with the semiconductor chip mounting surface facing downward;
And a step of increasing the pressure in the mold to a predetermined pressure by using a vertically movable mechanism of the preliminary cavity after depressurization.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005116350A JP2006295010A (en) | 2005-04-14 | 2005-04-14 | Molding apparatus and molding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005116350A JP2006295010A (en) | 2005-04-14 | 2005-04-14 | Molding apparatus and molding method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006295010A true JP2006295010A (en) | 2006-10-26 |
Family
ID=37415233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005116350A Withdrawn JP2006295010A (en) | 2005-04-14 | 2005-04-14 | Molding apparatus and molding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006295010A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012138517A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Toyota Motor Corp | Manufacturing apparatus for semiconductor device |
WO2014112167A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 株式会社村田製作所 | Module and method for producing same |
JP2014225619A (en) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | アサヒ・エンジニアリング株式会社 | Resin molding apparatus and semiconductor device manufacturing method |
JP2017103468A (en) * | 2017-01-10 | 2017-06-08 | 信越化学工業株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
-
2005
- 2005-04-14 JP JP2005116350A patent/JP2006295010A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012138517A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Toyota Motor Corp | Manufacturing apparatus for semiconductor device |
WO2014112167A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 株式会社村田製作所 | Module and method for producing same |
CN104919586A (en) * | 2013-01-16 | 2015-09-16 | 株式会社村田制作所 | Module and method for producing same |
JPWO2014112167A1 (en) * | 2013-01-16 | 2017-01-19 | 株式会社村田製作所 | Module and manufacturing method thereof |
JP2014225619A (en) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | アサヒ・エンジニアリング株式会社 | Resin molding apparatus and semiconductor device manufacturing method |
JP2017103468A (en) * | 2017-01-10 | 2017-06-08 | 信越化学工業株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101832597B1 (en) | Resin Sealing Apparatus and Resin Sealing Method | |
KR102192732B1 (en) | Resin sealing device and resin sealing method | |
JP4519398B2 (en) | Resin sealing method and semiconductor device manufacturing method | |
JP6654861B2 (en) | Resin sealing device and resin sealing method | |
JP6580519B2 (en) | Compression molding apparatus, resin-encapsulated product manufacturing apparatus, compression molding method, and resin-encapsulated product manufacturing method | |
JP6598642B2 (en) | Resin sealing device and resin sealing method | |
TW200406898A (en) | Techniques-for manufacturing flash-free contacts on a semiconductor package | |
JP2003174124A (en) | Method of forming external electrode of semiconductor device | |
US6780682B2 (en) | Process for precise encapsulation of flip chip interconnects | |
JP2002270638A (en) | Semiconductor device, resin-sealing method and resin- sealing apparatus | |
JP2009181970A (en) | Semiconductor chip compression molding method and metallic mold | |
JP2001053094A (en) | Resin sealing method and device | |
KR20210124428A (en) | Resin molding apparatus and manufacturing method of resin molded article | |
KR20190049485A (en) | Resin molding apparatus and method for manufacturing resin-molded component | |
JP6438794B2 (en) | Mold, resin molding apparatus and resin molding method | |
KR102086889B1 (en) | Resin-encapsulation apparatus and method | |
JP2009166415A (en) | Resin for compression molding, resin sealing apparatus and resin sealing method | |
TW201628107A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2006295010A (en) | Molding apparatus and molding method | |
JP2010086993A (en) | Resin sheet and method of manufacturing circuit device using the same | |
JP5058144B2 (en) | Resin sealing method for semiconductor element | |
KR20210124429A (en) | Resin molding apparatus and manufacturing method of resin molded article | |
JP2006073600A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2008311558A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR101111421B1 (en) | Mold for manufacturing semiconductor package and method for molding using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080312 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080430 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090316 |