JP2008112924A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リードフレーム上に配列された複数個の半導体素子を樹脂で封止してなる半導体装置の製造方法において、素子上経路と素子外経路との間の樹脂の流速差による半導体素子間のボイドの発生や、半導体素子間に位置するワイヤの流れを極力防止する。
【解決手段】金型５００に対し、素子上経路６０１を流れる樹脂５０の流速が素子外経路６０２を流れる樹脂５０の流速に対して同等以上の大きさとなるように、キャビティ５０３の内面の素子外経路６０２に対応する部位から突出する突起７００を設け、この突起７００を備える金型５００を用いて樹脂５０による封止を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板上に搭載された複数個の半導体素子を樹脂で封止してなる半導体装置の製造方法に関する。

従来より、この種の半導体装置は、ワークとして、リードフレームなどよりなる基板の一面上に複数個の半導体素子が間隔を空けて平面的に配列され、個々の半導体素子が基板の一面にボンディングワイヤなどを介して接続されたものを用意し、このワークにおける基板の一面側にて複数個の半導体素子を樹脂で封止した後、半導体素子の間に位置するダイシングラインにて、カットすることにより製造されていた。

ここで、樹脂封止は、ワークを樹脂成形用の金型のキャビティ内に設置し、キャビティ内に樹脂を注入することにより行うが、従来の成形用金型では、キャビティのサイズが、ゲートの接続部に対して大き過ぎることから、樹脂の充填時にキャビティ内全面にわたって樹脂を充填することが難しく、未充填部分が生じたり、ボイドを生じたりする不具合がある。また、樹脂の射出圧力を高圧にして充填した場合、ワイヤ流れによるワイヤショートが発生する恐れがあった。

これに対して、キャビティに対してゲートを数箇所設けることが提案されているが、この場合においても、それぞれのゲートから流入した樹脂が合流する部分において、ボイドの発生、ワイヤ流れによるワイヤショートが発生する恐れがあった。

このような樹脂封止における問題に対して、たとえば特許文献１では、ゲート付近に樹脂ダムを設け、樹脂が長手方向に広がり、ダムにいったん蓄えられるような状態を経て、一斉に注入させることで均質に樹脂を流そうとしている。

また、特許文献２に記載されているように、キャビティ内に案内板を入れ、流速を制御する方法や、特許文献３に記載されているように、注入ゲートに付近に稼動ピンを設け、樹脂の流動バランスをとる技術が提案されている。
特開２０００−１２５７８号公報 特開平１０−３４０９７６号公報 特開平６−３７１３０号公報

本発明者は、上記したような従来の半導体装置の製造方法について鋭意検討を行った。図１４〜図１６は、本発明者が従来の一般的な製造方法に準じて行った試作的な製造方法を示す図である。

ここで、図１４は、金型５００にワーク４００を設置した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。また、図１５は、樹脂封止工程における樹脂５０の進行を示す平面図であり、図１６は、樹脂封止工程におけるワイヤ流れを示す図であり、図１４（ａ）中の丸Ｋで囲んだ部分の拡大図である。

図１４に示されるように、ワーク４００を樹脂成形用の金型５００のキャビティ５０３内に設置する。このワーク４００は、基板２００の一面上に、複数個の半導体素子３０が間隔を空けて平面的に配列されたものである。ここで、個々の半導体素子３０は、基板２００の一面に対して、図１６に示されるように、ボンディングワイヤ４０を介して接続されている。

ここで、金型５００には、４個のゲート５０５がある。図１５に示されるように、このゲート５０５からキャビティ５０３内に樹脂５０を注入することにより、基板２００の一面側にて複数個の半導体素子３０を、樹脂５０で封止する。

このとき、この樹脂封止工程では、図１４や図１５に示されるように、金型５００内を流れる樹脂５０の経路として、基板２００の一面上のうち半導体素子３０の直上を樹脂５０が流れる素子上経路６０１と、基板２００の一面上のうち半導体素子３０の存在しない部位のみを樹脂５０が流れる素子外経路６０２とが同一方向に沿って並列に存在する。

ここで、素子外経路６０２についてさらに言うならば、素子外経路６０２は、基板２００の一面上のうち半導体素子３０間の部位およびワーク４００の両側の半導体素子３０の存在しない部位を、樹脂５０が流れる経路である。

図１４（ｂ）に示されるように、ワーク４００における基板２００の一面側は、半導体素子３０の部分が凸、半導体素子３０の存在しない部分が凹となっており、半導体素子３０間の方が隙間が広い。そのため、樹脂封止工程においては、図１５に示されるように、素子外経路６０２の方が樹脂５０が速く流れる。

そして、この素子上経路６０１を流れる樹脂５０の流速と素子外経路６０２を流れる樹脂５０の流速との差により、図１６に示されるように、流れの速い素子外経路６０２の部分では、ワイヤ４０の流れが生じる。あるいは、この流速の差により、樹脂５０の未充填部分が生じたり、ボイドが生じたりする。

このように、基板２００上に搭載された複数個の半導体素子３０を樹脂５０で封止してなる半導体装置を製造するにあたっては、素子上経路６０１の流速と素子外経路６０２の流速との差が問題となることが、本発明者の検討の結果、わかった。そして、上記した各特許文献１〜３に記載されている手法では、このような樹脂流れの差を解消することはできない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板上に配列された複数個の半導体素子を樹脂で封止してなる半導体装置の製造方法において、素子上経路と素子外経路との間の樹脂の流速差による半導体素子間のボイドの発生や、半導体素子間に位置するワイヤの流れを極力防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、金型（５００）に対し、素子上経路（６０１）を流れる樹脂（５０）の流速が素子外経路（６０２）を流れる樹脂（５０）の流速に対して同等以上の大きさとなるように、キャビティ（５０３）の内面の素子外経路（６０２）に対応する部位から突出する突起（７００）を設け、この突起（７００）を備える金型（５００）を用いて樹脂（５０）による封止を行うことを特徴とする。

それによれば、樹脂封止時には、金型（５００）のキャビティ（５０３）内において半導体素子（３０）上の空間つまり素子上経路（６０１）と半導体素子（３０）の存在しない部位上の空間つまり素子外経路（６０２）とで、樹脂（５０）の流速が同一、もしくは素子上経路（６０１）の流速の方が速くなるため、これら両経路（６０１、６０２）間の樹脂の流速差による半導体素子（３０）間のボイドの発生や、半導体素子（３０）間に位置するワイヤの流れを極力防止することができる。

また、素子上経路（６０１）において、半導体素子（３０）が、素子上経路（６０１）に沿って間隔を空けて複数個配列され、樹脂（５０）で封止された後のワーク（４００）が、素子上経路（６０１）における半導体素子（３０）間の位置を通り且つ素子上経路（６０１）および素子外経路（６０２）と直交するライン（Ａ）にて、ダイシングカットされるようになっている場合、突起（７００）を、キャビティ（５０３）の内面の素子外経路（６０２）に対応する部位のうちダイシングカットされるライン（Ａ）に対応した部位に、設けることが好ましい。

それによれば、ダイシングカット後の半導体装置において、上記突起（７００）によるパッケージ形状への影響を極力少ないものにできる。

また、キャビティ（５０３）にワーク（４００）が設置された状態を、素子上経路（６０１）および素子外経路（６０２）と直交する断面と正対する方向から眺めたとき、素子上経路（６０１）における半導体素子（３０）とこれに対向するキャビティ（５０３）の内面との最大距離（ｈ１）が、素子外経路（６０２）における突起（７００）の先端部とこれに対向するキャビティ（５０３）の内面との距離（ｈ２）よりも大きくなるように、突起（７００）を設けることが、好ましい。

さらに、この場合、突起（７００）の突出高さを、突起（７００）と隣り合う素子上経路（６０１）における半導体素子（３０）の厚さよりも大きいものにできる。

また、突起（７００）に、樹脂（５０）が通り抜ける通路（７０１）を樹脂（５０）の流れ方向に沿って設ければ、樹脂封止工程における樹脂（５０）の流れをスムーズにすることができる。

また、金型（５００）が、ワーク（４００）における基板（２００）の他面側に位置する下型（５０１）と、ワーク（４００）における基板（２００）の一面側に位置する上型（５０２）とを合致させ、これら下型（５０１）と上型（５０２）との間にキャビティ（５０３）が形成されるものである場合には、突起（７００）は、上型（５０２）の内面の素子外経路（６０２）に対応する部位に、設けてもよい。

また、ワーク（４００）における基板（２００）として、素子外経路（６０２）に対応する部位にて厚さ方向に貫通する開口部（２０１）を有するものを用いれば、突起（７００）は、下型（５０１）の内面の素子外経路（６０２）に対応する部位から開口部（２０１）を通して基板（２００）の一面上に突出するように、設けることもできる。

また、樹脂封止工程中に、キャビティ（５０３）内における突起（７００）の突出高さを可変とすれば、素子外経路（６０２）に位置するワイヤ（４０）などを樹脂（５０）で封止した後に、さらに突起（７００）の突出高さを変えて樹脂封止を続けることで、突起（７００）による樹脂（５０）の未充填部分を樹脂（５０）で埋めることができる。その結果、平坦なパッケージ形状を得ることも可能である。

また、金型（５００）のうち突起（７００）が設けられる部位に、当該金型（５００）の外側からキャビティ（５０３）へ貫通する貫通穴（５１０）を設け、突起（７００）を、金型（５００）の外側から貫通穴（５１０）に挿入してキャビティ（５０３）内に突出させるものとすることによって、突起（７００）を取り替え可能とすれば、ワーク（４００）の種類に応じて、樹脂封止工程における突起（７００）の突出高さや幅、位置などを設定できる。

また、突起（７００）を、樹脂（５０）と同じ材質の樹脂よりなるものとすれば、突起（７００）によるパッケージ形状への影響を極力少ないものにできる。

また、複数個の半導体素子（３０）は、基板（２００）の一面において格子状に配列されたものであり、この格子状配列における複数個の半導体素子（３０）の列に対応して素子上経路（６０１）が構成され、当該複数個の半導体素子（３０）の列の間の部位に対応して素子外経路（６０２）が構成されるものにできる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置１００の概略断面構成を示す図である。本実施形態の半導体装置１００は、大きくは、アイランド１０と、アイランド１０上に搭載された半導体素子３０と、アイランド１０の周囲に配置され半導体素子３０とボンディングワイヤ４０を介して電気的に接続されたリード端子２０と、これらアイランド１０、リード端子２０、ワイヤ４０および半導体素子３０を封止する樹脂５０とを備えて構成されている。

本実施形態では、アイランド１０とリード端子２０とは、後述する基板としての１枚のリードフレーム２００（後述の図２参照）から分離形成されたものである。ここで、リードフレーム２００は、Ｃｕや４２アロイなどの通常のリードフレーム材料からなるものであり、１枚の板材をプレスやエッチング加工することなどによってアイランド１０とリード端子２０とのパターンが形成されたものである。

また、本実施形態では、アイランド１０は矩形板状のものであり、リード端子２０は、アイランド１０の４辺の外周において複数本のものが配列されている。また、図１に示されるように、アイランド１０の上には、Ａｇペーストや導電性接着剤などよりなる図示しないダイマウント材を介して半導体素子３０が搭載され、接着されている。

この半導体素子３０は、シリコン半導体などの半導体基板を用いて半導体プロセスにより形成されたＩＣチップなどである。ここで、半導体素子３０は複数個の素子の集合体であってもよい。

そして、図１に示されるように、半導体素子３０の上面と各リード端子２０の上面とは、同一方向に面しており、これらの上面同士は、Ａｕ（金）やアルミニウムなどからなるボンディングワイヤ４０を介して結線されて互いに電気的に接続されている。

そして、樹脂５０は、エポキシ樹脂などの通常のモールド材料を用いてトランスファーモールド法などにより形成されるもので、アイランド１０、リード端子２０、半導体素子３０およびボンディングワイヤ４０を包み込むように封止している。

ここでは、樹脂５０は矩形板状のものである。そして、図１において、アイランド１０の上面とは反対側の下面、および、リード端子２０の上面とは反対側の下面が、樹脂５０の下面から露出している。

そして、本実施形態の半導体装置１００では、これらアイランド１０の下面およびリード端子２０の下面が、プリント基板などの外部基材と、はんだ付けがなされるようになっている。

次に、本実施形態の半導体装置１００の製造方法について、図２〜図５を参照して述べる。

図２（ａ）〜（ｆ）は、本製造方法を工程順に示す工程図であり、図３（ａ）は図２（ｅ）の上面図、図３（ｂ）は図２（ｆ）の上面図である。また、図４は本製造方法の樹脂封止工程に用いる金型５００にワーク４００を設置した状態の概略断面を示す図であり、図５（ａ）は図４の概略上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の一点鎖線Ａに沿った概略断面図である。

まず、図２、図３を参照して、本製造方法の全体的な流れを述べる。図２（ａ）に示されるように、上記基板としてのリードフレーム２００を用意し、このリードフレーム２００における半導体素子３０が搭載される一面とは反対側の他面に粘着シート３００を貼り付ける。

ここで、リードフレーム２００は、上記した半導体装置１００の１個分に相当するアイランド１０およびリード端子２０が、複数個の単位で一体に連結されたもので、いわゆる多連のリードフレームである。また、粘着シート３００は、ポリイミド樹脂などよりなるもので、リードフレーム２００を金型４００内に固定するとともに、リードフレーム２００の他面に樹脂５０が付着しないようにするためのものである。

次に、図２（ｂ）に示されるように、リードフレーム２００の各アイランド１０の上に半導体素子３０を、上記ダイマウント材を介して搭載し、接着固定する。さらに、各半導体素子３０とリードフレーム２００のリード端子２０との間でワイヤボンディングを行い、当該間をボンディングワイヤ４０により結線する。

これにより、図２（ｃ）に示されるように、リードフレーム２００の一面上に複数個の半導体素子３０が間隔を空けて平面的に配列されたワーク４００が形成される。なお、上述したように、このワーク４００における１個の半導体素子３０は、１個の半導体装置１００を構成するのに必要な分の半導体素子を意味しており、上述したように、複数個の素子の集合体でもよい。

次に、図２（ｄ）に示される樹脂封止工程を行う。まず、樹脂封止工程では、このワーク４００を、樹脂成形用の金型５００のキャビティ５０３内に設置する。

この金型５００は、ワーク４００におけるリードフレーム２００の他面側に位置する下型５０１と、ワーク４００におけるリードフレーム２００の一面側に位置する上型５０２とを合致させ、これら下型５０１と上型５０２との間にキャビティ５０３が形成されるものである。また、ワーク４００は、粘着シート３００を介して下型５０１の内面に貼り付けられる。

そして、このようにキャビティ５０３内にワーク４００を設置した状態で、キャビティ５０３内に樹脂５０を注入することにより、リードフレーム２００の一面側にて複数個の半導体素子３０およびボンディングワイヤ４０を、樹脂５０で封止する。

ここまでの状態が、図２（ｄ）に示される。次に、図２（ｅ）、図３（ａ）に示されるように、樹脂５０で封止されたワーク４００を金型５００から取り出し、ダイシングラインＤＬに沿ってカットする。それにより、図２（ｆ）、図３（ｂ）に示されるように、ワーク４００が個片化され、複数個の半導体装置１００ができあがる。

このような工程流れを有する本実施形態の製造方法においては、樹脂封止工程およびそれに用いる金型５００に独自の工夫を施している。この工夫点について、図４、図５を参照して述べる。

金型５００は、下型５０１と上型５０２とが合致し、その間にキャビティ５０３が形成されるものであることは、上述したとおりである。ここで、図４に示されるように、金型５００には、溜まり部５０４、ゲート５０５、プランジャ５０６が設けられている。

溜まり部５０４は樹脂５０を溜めておく空間であり、プランジャ５０６は、この溜まり部５０４の樹脂５０に圧力を加えてゲート５０５からキャビティ５０３へ樹脂５０を注入するためのものである。

ゲート５０５は、キャビティ５０３への樹脂５０の注入口であり、ここでは、図５（ａ）に示されるように、４個のゲート５０５が設けられている。そして、キャビティ５０３内には、ワーク４００が設置されている。なお、図４、図５では、粘着シート３００やボンディングワイヤ４０などの細部は省略してある。

そして、上記樹脂封止工程では、この状態で、４つのゲート５０５からキャビティ５０３内に樹脂５０が注入され、ワーク４００における基板としてのリードフレーム２００の一面上を、樹脂５０が流れる。

このとき、本実施形態の樹脂封止工程では、図５（ａ）に示されるように、金型５００内を流れる樹脂５０の経路として、リードフレーム２００の一面上のうち半導体素子３０の直上を樹脂５０が流れる素子上経路６０１と、リードフレーム２００の一面上のうち半導体素子３０の存在しない部位のみを樹脂５０が流れる素子外経路６０２とが同一方向（図５（ａ）の上下方向）に沿って並列に存在する。

ここで、素子外経路６０２は、リードフレーム２００の一面上のうち半導体素子３０間の部位およびワーク４００の両側の半導体素子３０の存在しない部位であり、上記したボンディングワイヤ４０が位置する経路である。さらに言うならば、素子外経路６０２は、半導体素子３０の部分が凸、半導体素子３０の存在しない部分が凹となっているワーク４００の表面において、凹となっている部分を樹脂５０が流れる経路である。

そして、本実施形態では、図５に示されるように、金型５００に対して、キャビティ５０３の内面の素子外経路６０２に対応する部位から突出する突起７００を設けている。ここでは、突起７００は、金型５００における上型５０２の内面の素子外経路６０２に対応する部位に、設けられている（図５（ｂ）参照）。このような突起７００は金型５００と一体に加工されたものであり、切削や型加工などにより形成される。

そして、この突起７００を備える金型５００を用いて樹脂封止工程を行うことにより、樹脂封止工程では、素子上経路６０１を流れる樹脂５０の流速を、素子外経路６０２を流れる樹脂５０の流速に対して、同等か、もしくはそれ以上の大きさとしている。

また、本実施形態では、図５に示されるように、素子上経路６０１において、半導体素子３０は、素子上経路６０１に沿って間隔を空けて複数個（図５では２個）配列されている。そして、樹脂５０で封止された後のワーク４００は、上記図２にも示したように、各半導体素子３０の間の部位にてダイシングカットされる。

ここで、図５における一点鎖線Ａで示されるラインＡは、素子上経路６０１における半導体素子３０間の位置を通り且つ素子上経路６０１および素子外経路６０２（つまり樹脂５０の流れ）と直交するラインであるが、このラインＡは、上記製造工程におけるダイシングカットがなされるラインすなわちダイシングラインに相当するものである。

そして、本実施形態では、突起７００は、キャビティ５０３における上型５０２の内面の素子上経路６０２に対応する部位のうち当該ダイシングラインＡに対応した部位に、設けられている。ここでは、図５に示されるように、突起７００は、平面および断面ともに矩形をなしている。

また、図５（ｂ）は、キャビティ５０３にワーク４００が設置された状態を、素子上経路６０１および素子外経路６０２と直交する断面（図５（ａ）のＡ−Ａ断面）と正対する方向から眺めた図であるが、これからわかるように、素子上経路６０１における半導体素子３０とこれに対向するキャビティ５０３の内面との最大距離ｈ１が、素子外経路６０２における突起７００の先端部とこれに対向するキャビティ５０３の内面との距離ｈ２よりも大きくなっている。

なお、上記最大距離ｈ１は、半導体素子３０とこれに正対するキャビティ５０３の内面との間で最も両者が離れている部分の距離を意味し、一方、距離ｈ２は、突起７００とこれに正対するキャビティ５０３の内面との間で最も両者が近づいている部分の距離を意味する。

また、突起７００は樹脂の流れ方向に幅を持っているが、最大距離ｈ１＞距離ｈ２の関係は、樹脂の流れ方向における突起７００の全体に渡って成立するものでなくてもよく、一部分にて上記関係が成立していればよい。

本実施形態では、この最大距離ｈ１が距離ｈ２よりも大きくなるように、突起７００を設けることにより、キャビティ５０３における素子上経路６０１の流路断面積を、素子外経路６０２の流路断面積と同等かそれ以上のものとしている。それにより、素子上経路６０１の流速が、素子外経路６０２の流速に対して同等以上となるようにしている。

なお、このような最大距離ｈ１と距離ｈ２との大小関係を実現するために、突起７００の突出高さを、当該突起７００と隣り合う素子上経路６０１における半導体素子３０の厚さよりも大きいものすることが好ましい。また、半導体素子３０が複数個の素子の集合体であるときは、この集合体としての半導体素子３０の平均厚さを半導体素子３０の厚さとすればよい。

このように、本実施形態の半導体装置１００の製造方法によれば、上記突起７００を備える金型５００を用いて樹脂封止工程を行うことにより、キャビティ５０３内において半導体素子３０上の空間つまり素子上経路６０１と半導体素子３０の存在しない部位上の空間つまり素子外経路６０２とで、樹脂５０の流速が同一、もしくは素子上経路６０１の流速の方が速くなる。

そのため、従来の製造方法において問題となっていたこれら両経路６０１、６０２間の樹脂の流速差による半導体素子３０間のボイドの発生や、半導体素子３０間に位置するワイヤ４０の流れといった不具合を、極力防止することができる。

また、このような突起７００を設けた場合、この突起７００の分、できあがりのパッケージ形状において樹脂５０に凹みが発生すると考えられるが、本実施形態の製造方法によれば、上述したように、突起７００を、ダイシングカットされるラインＡに対応した部位に、設けている。

この場合、樹脂封止後のワーク４００においては、突起７００に対応した部分は突起の形状に合わせて変形したものとなるが、突起７００がダイシングラインＡにあるため、この変形部分は、ダイシングによって削られる。そのため、本実施形態では、ダイシングカット後の半導体装置１００において、上記突起７００によるパッケージ形状への影響を極力少ないものにできる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、樹脂封止工程に用いる金型５００にワーク４００を設置した状態の概略断面を示す図であり、（ａ）は本実施形態の第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。

上記第１実施形態では、上記図５（ｂ）に示したように、突起７００は、断面矩形をなすものとしたが、その突出形状は、これに限定されるものではない。本実施形態は、上記第１実施形態に対して突起７００の断面形状を変形したものであり、図６に示されるように、突起７００としては、（ａ）断面波形のものや（ｂ）断面三角形のものであってもよい。

なお、突起７００は、その一部が素子上経路６０１まではみ出して存在するものであってもよい。そして、これらの突起７００によっても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、本実施形態の突起７００の種々の例を示す概略断面図である。

本実施形態は、上記各実施形態に適用可能なものであり、上記各実施形態における突起７００に、樹脂５０が通り抜ける通路７０１を樹脂５０の流れ方向に沿って設けたものである。ここで、図７においては、樹脂５０の流れ方向は紙面垂直方向である。

この通路７０１としては、突起７００の先端部に設けられたスリット（図７（ａ）参照）や、突起７００の内部を貫通する穴（図７（ｂ）、（ｄ）参照）や、突起７００の側面に設けられたスリット（図７（ｃ）参照）が挙げられる。本実施形態によれば、上記各実施形態の効果を奏することに加えて、樹脂封止工程において、この通路７０１を樹脂５０が通過するため、樹脂５０の流れをスムーズにすることができる。

また、樹脂５０は突起７００内の通路７０１を通るため、当該通路７０１を通る樹脂５０が、最終的なパッケージ形状に影響を及ぼすことはない。

また、この場合には、上記素子上経路６０１における半導体素子３０とこれに対向するキャビティ５０３の内面との最大距離ｈ１が、素子外経路６０２における突起７００の先端部とこれに対向するキャビティ５０３の内面との距離ｈ２よりも大きいものでなくてもよい。つまり、本実施形態では、距離ｈ１の方が距離ｈ２よりも小さくてもよい。

なぜならば、突起７００の一部が素子情景路６０１にまで存在するとき、この部分に、これらスリットや穴などの通路７０１を設ければ、これら通路７０１が半導体素子３０の直上すなわち素子上経路６０１に位置することになる。そうすれば、その通路７０１の分、半導体素子３０の直上を樹脂５０が流れる面積が増えて、実質的に素子上経路６０１における樹脂５０の流速を速めることができるためである。

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、樹脂封止工程に用いる金型５００にワーク４００を設置した状態の概略断面を示す図である。

上記第１実施形態では、金型５００は、下型５０１と上型５０２とが合致し、その間にキャビティ５０３が形成されるものであり、突起７００は、金型５００における上型５０２の内面の素子外経路６０２に対応する部位に、設けていた（図５（ｂ）参照）。

それに対して、本実施形態では、図８に示されるように、突起７００を、金型５００における下型５０１の内面の素子外経路６０２に対応する部位に、設けている。この場合、基板としてのリードフレーム２００には、素子外経路６０２に対応する部位にて厚さ方向に貫通する開口部２０１を有するものを用いる。

この開口部２０１は、基板２００に対して穴あけ加工により設けてもよいが、リードフレーム２００の場合には、通常、素子外経路６０２には、上記リード端子２０が位置するものであり、このパターニングされたリード端子２０の隙間が、当該開口部２０１として構成される。

そして、突起７００は、下型５０１の内面の素子外経路６０２に対応する部位から開口部２０１を通してリードフレーム２００の一面上に突出している。なお、この場合、突起７００は、図示しない上記粘着シートを突き破ってリードフレーム２００の一面上に突出している。

本実施形態では、上記第１実施形態に比べて、突起７００が上型５０２ではなく下型５０１に設けられているという違いはあるものの、上記第１〜第３実施形態と同様の突起の形状や配置を採用することができ、その作用効果も同様である。

（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、樹脂封止工程に用いる金型５００にワーク４００を設置した状態の概略平面を示す図である。

上記第１実施形態では、上記図５（ａ）に示したように、素子上経路６０１において、半導体素子３０は、素子上経路６０１に沿って間隔を空けて２個配列されており、素子上経路６０１における半導体素子３０間の位置を通り且つ素子上経路６０１および素子外経路６０２と直交するダイシングラインＡは、１本であった。そして、この１本のダイシングラインＡに対して突起７００を設けていた。

それに対して、図９では、素子上経路６０１において、半導体素子３０が素子上経路６０１に沿って間隔を空けて３個以上配列され、ダイシングラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄも複数本存在する。このような場合には、各ダイシングラインＡ〜Ｄに対応して、複数箇所、突起７００を設けてもよい。

本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。そして、本実施形態においても、上記した各実施形態のような種々の突起７００の形状を採用することができ、また、上型５０２だけでなく、下型５０１へ突起７００を配置することも可能である。

（第６実施形態）
図１０は、本発明の第６実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、樹脂封止工程に用いる金型５００にワーク４００を設置した状態の概略断面を示す図である。本実施形態では、上型５０２側に突起７００を設けている。

本実施形態の製造方法では、図１０（ａ）に示されるように、金型５００の上型５０２のうち突起７００が設けられる部位に、当該上型５０２の外側からキャビティ５０３へ貫通する貫通穴５１０を設けている。

そして、図１０（ｂ）に示されるように、突起７００が設けられている部材７０２を、上型５０２の外側から貫通穴５１０に挿入して、キャビティ５０３内に突起７００を突出させる。

このとき、当該部材７０２は貫通穴５１０に対して、樹脂５０の漏れがないように隙間なく挿入されるとともに、貫通穴５１０に対して摺動可能となっており、樹脂封止工程中に、キャビティ５０３内における突起７００の突出高さを可変としている。

そして、樹脂封止工程では、部材７０２を貫通穴５０１に摺動させ、上方へ引き上げるように移動させる。それによって、樹脂封止工程中は、キャビティ５０３内の突起７００の突出高さが、時間経過とともに低くなっていく。そして、樹脂５０の注入終了後には、図１０（ｃ）に示されるように、部材７０２を完全に引き上げる。この部材７０２の移動はサーボモータなどにより可能である。

本実施形態の製造方法によれば、素子外経路６０２に位置するボンディングワイヤ４０を樹脂５０で封止するまでは、突起７００を上記各実施形態と同様の突出状態としておき、ワイヤ４０の封止後には、突起７００を引き上げながら樹脂封止を続けることで、突起７００による樹脂５０の未充填部分を樹脂５０で埋めることができる。その結果、図１０（ｃ）に示されるように、平坦なパッケージ形状を実現できる。

なお、上記図１０では、上型５０２に貫通穴５１０を設け、この貫通穴５１０を介して上型５０２において突起７００を可変とした例を示したが、下型５０１においても同様に本実施形態が適用できることは、いうまでもない。

また、本実施形態においては、樹脂封止工程中に樹脂５０の流れを圧力センサなどで検出し、この樹脂５０の流れに応じて突起７００の位置を移動させることで、より精密に流れを制御することも可能である。また、このことは、金型５００におけるプランジャの圧力制御と同時に行うと、なお良い。

（第７実施形態）
図１１は、本発明の第７実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、（ａ）は樹脂封止工程に用いる金型５００の概略平面図、（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態における突起７００が設けられている部材７０２の概略側面図である。本実施形態では、上型５０２側に突起７００を設けている。

図１１に示されるように、本実施形態では、金型５００の上型５０２うち突起７００が設けられる部位に、上型５０２の外側からキャビティ（図１１では図示せず）へ貫通する貫通穴５１０を設けている。

この貫通穴５１０は、上記第６実施形態の貫通穴５１０と同様であり、突起７００が設けられている部材７０２を、上型５０２の外側から貫通穴５１０に挿入して突起７００をキャビティ内に突出させるようになっている。

もちろん本実施形態においても、部材７０２は貫通穴５１０に対して、樹脂５０の漏れがないように隙間なく挿入される。このようにすることにより、本実施形態では、突起７００を取り替え可能としている。たとえば、図１１（ｂ）、（ｃ）に示されるような、異なる突起７００を有する部材７０２同士を互いに取り替えることができる。

それにより、上記第１実施形態と同様の効果が発揮できるとともに、ワーク４００の種類に応じて、樹脂封止工程における突起７００の突出高さや幅、位置などを設定でき、一つの金型５００で様々な形状のパッケージに対応することが可能となる。

なお、上記図１１では、上型５０２に貫通穴５１０を設け、この貫通穴５１０を介して上型５０２において突起７００を取り替え可能とした例を示したが、下型５０１においても同様に本実施形態が適用できることは、いうまでもない。

（第８実施形態）
上記各実施形態では、突起７００は、金型５００と同様の金属などよりなるものであったが、上記した第１〜第５の各実施形態における突起７００を、半導体装置１００における樹脂５０と同じ材質の樹脂よりなるものとしてもよい。

たとえば、突起７００としては、樹脂５０を構成するエポキシ樹脂よりなるものにできる。それによれば、このような樹脂よりなる突起７００が樹脂封止中に、流動する樹脂５０の熱によって当該樹脂５０中に溶け込んだり、または、樹脂封止後のワーク４００を金型５００から取り出すときに、樹脂よりなる突起７００が、ワーク４００と一緒に金型５００から外され樹脂５０と一体化したりする。

また、この樹脂よりなる突起７００はダイシングで切ることが可能なため、ダイシングへの影響はない。こうして、本実施形態によれば、上記各実施形態の効果に加えて、突起７００によるパッケージ形状への影響を極力少ないものにできる。

また、本実施形態においては、突起７００の全体を、樹脂５０と同じ材質の樹脂よりなるものとしなくてもよく、その先端部側の部分のみを樹脂５０と同じ材質の樹脂よりなるものとしてもよい。その例を図１２に示す。

図１２は、本実施形態の製造方法における樹脂封止工程の一例を示す工程図であり、（ａ）は樹脂５０の注入前の状態を示す概略断面図、（ｂ）は樹脂５０の充填後の状態を示す概略断面図である。ここでは、上記図８と同様に、下型５０１側に突起７００を設けている。

この場合、図１２（ａ）に示されるように、突起７００の先端部を、樹脂５０と同じ材質の樹脂よりなる樹脂部７００ａとして構成している。この樹脂部７００ａは、金属製の突起７００の先端に樹脂の塊を載せることにより形成することができる。

そして、樹脂封止工程を行うと、流動する樹脂５０の熱により、樹脂部７００ａが樹脂５０中に溶け込み、一体化する。そのため、図１２（ｂ）に示されるように、樹脂封止の終了後は、樹脂部７００ａは無くなる。なお、上記図１２では、下型５０１に突起７００を設けた例を示したが、上型５０２においても同様に、樹脂部７００ａを適用できることは、いうまでもない。

（第９実施形態）
上記実施形態では、実質的に素子外経路６０２にのみ突起７００を設けたが、素子上経路６０１にも突起を設けてもよい。ただし、この場合は、素子上経路６０１に突起が存在しても、素子上経路６０１の流速が素子外経路６０２の流速に対して同等以上の大きさとなるようにすることが肝要である。

図１３は、本発明の第９実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、（ａ）は樹脂封止工程に用いる金型５００にワーク４００を設置した状態の概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の突起７００、７００ｂの概略平面図である。

図１３に示されるように、素子上経路にも突起７００ｂが存在するが、ここでは、この素子上経路の突起７００ｂには、スリット７００ｃが設けられ、このスリット７００ｃは半導体素子３０の直上に樹脂５０を案内するガイド７００ｃとして構成されている。これにより、素子上経路に突起７００ｂが存在しても、素子上経路の流速を遅くすることなく、素子外経路の流速と同等以上にできる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、突起７００は、素子上経路６０１における半導体素子３０間の位置を通り且つ素子上経路６０１および素子外経路６０２と直交するラインＡ〜Ｄに部分的に位置したが、素子外経路６０２の全域に渡って延びるように配置されていてもよい。

また、基板としては、上記のリードフレーム２００以外にも、半導体素子３０が搭載される部分がヒートシンクであり、このヒートシンクをリードフレームにかしめなどによって固定したもの等であってもよい。

また、上記各実施形態では、図５などに示したように、複数個の半導体素子３０は、基板としてのリードフレーム２００の一面において格子状に配列されたものであり、この格子状配列における複数個の半導体素子３０の列に対応して素子上経路６０１が構成され、当該複数個の半導体素子３０の列の間の部位に対応して素子外経路６０２が構成されている。

ここにおいて、基板の一面上に複数個の半導体素子が間隔を空けて平面的に配列されたワークを封止するものであって、金型内を流れる樹脂の経路として上記素子上経路と、上記素子外経路とが同一方向に沿って並列に存在するものであるならば、上記した格子状の半導体素子の配列でなくてもよい。

また、ワークとしては、個々の半導体素子が基板の一面にボンディングワイヤ４０を介して接続されたものでなくてもよく、たとえば、ボンディングワイヤに代えて、バンプなどを用い、フリップチップ実装による半導体素子の搭載を行ってもよい。

また、金型としては、上記各実施形態に示されるように、下型５０１と上型５０２とを合致させ、これら下型５０１と上型５０２との間にキャビティ５０３が形成されるものに限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は第１実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 （ａ）は上記図２（ｅ）の上面図、（ｂ）は上記図２（ｆ）の上面図である。 第１実施形態の製造方法の樹脂封止工程に用いる金型にワークを設置した状態を示す概略断面である。 （ａ）は上記図４の概略上面図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線Ａに沿った概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。 本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図である。 図１１は、本発明の第７実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、（ａ）は樹脂封止工程に用いる金型の概略平面図、（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態における突起が設けられている部材の概略側面図である。 本発明の第８実施形態の製造方法における樹脂封止工程の一例を示す工程図であり、（ａ）は樹脂の注入前の状態を示す概略断面図、（ｂ）は樹脂の充填後の状態を示す概略断面図である。 本発明の第９実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す図であって、（ａ）は樹脂封止工程に用いる金型にワークを設置した状態の概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の突起の概略平面図である。 本発明者の試作としての製造方法における金型にワークを設置した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 上記図１４に示される製造方法の樹脂封止工程における樹脂の進行を示す平面図である。 上記図１４に示される製造方法の樹脂封止工程におけるワイヤ流れを示す図である。

符号の説明

３０…半導体素子、５０…樹脂、２００…基板としてのリードフレーム、
２０１…リードフレームの開口部、４００…ワーク、
５００…金型、５０１…金型の下型、５０２…金型の上型、５０３…キャビティ、
５１０…金型の貫通穴、６０１…素子上経路、６０２…素子外経路、７００…突起、
Ａ…素子上経路における半導体素子間の位置を通り且つ素子上経路および素子外経路と直交するダイシングライン、
ｈ１…素子上経路における半導体素子とこれに対向するキャビティの内面との最大距離、ｈ２…素子外経路における突起の先端部とこれに対向するキャビティの内面との距離。

Claims (11)

1. 基板（２００）の一面上に複数個の半導体素子（３０）が間隔を空けて平面的に配列されたワーク（４００）を用意し、
   このワーク（４００）を樹脂成形用の金型（５００）のキャビティ（５０３）内に設置し、前記キャビティ（５０３）内に樹脂（５０）を注入することにより、前記基板（２００）の一面側にて前記複数個の半導体素子（３０）を、前記樹脂（５０）で封止する樹脂封止工程を備え、
   この樹脂封止工程では、前記キャビティ（５０３）内を流れる前記樹脂（５０）の経路として、前記基板（２００）の一面上のうち前記半導体素子（３０）の直上を前記樹脂（５０）が流れる素子上経路（６０１）と、前記基板（２００）の一面上のうち前記半導体素子（３０）の存在しない部位のみを前記樹脂（５０）が流れる素子外経路（６０２）とが同一方向に沿って並列に存在する半導体装置の製造方法において、
   前記金型（５００）に対し、前記素子上経路（６０１）を流れる前記樹脂（５０）の流速が前記素子外経路（６０２）を流れる前記樹脂（５０）の流速に対して同等以上の大きさとなるように、前記キャビティ（５０３）の内面の前記素子外経路（６０２）に対応する部位から突出する突起（７００）を設け、
   この突起（７００）を備える前記金型（５００）を用いて前記樹脂（５０）による封止を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記素子上経路（６０１）において、前記半導体素子（３０）は、前記素子上経路（６０１）に沿って間隔を空けて複数個配列されており、
   前記樹脂（５０）で封止された後の前記ワーク（４００）は、前記素子上経路（６０１）における前記半導体素子（３０）間の位置を通り且つ前記素子上経路（６０１）および前記素子外経路（６０２）と直交するライン（Ａ）にて、ダイシングカットされるようになっており、
   前記突起（７００）は、前記キャビティ（５０３）の内面の前記素子外経路（６０２）に対応する部位のうち前記ダイシングカットされるライン（Ａ）に対応した部位に、設けることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記キャビティ（５０３）に前記ワーク（４００）が設置された状態を、前記素子上経路（６０１）および前記素子外経路（６０２）と直交する断面と正対する方向から眺めたとき、
   前記素子上経路（６０１）における前記半導体素子（３０）とこれに対向する前記キャビティ（５０３）の内面との最大距離（ｈ１）が、前記素子外経路（６０２）における前記突起（７００）の先端部とこれに対向する前記キャビティ（５０３）の内面との距離（ｈ２）よりも大きくなるように、前記突起（７００）を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記突起（７００）の突出高さは、前記突起（７００）と隣り合う前記素子上経路（６０１）における前記半導体素子（３０）の厚さよりも大きいものであることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記突起（７００）には、前記樹脂（５０）が通り抜ける通路（７０１）が前記樹脂（５０）の流れ方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記金型（５００）は、前記ワーク（４００）における前記基板（２００）の一面とは反対側の他面側に位置する下型（５０１）と、前記ワーク（４００）における前記基板（２００）の一面側に位置する上型（５０２）とを合致させ、これら下型（５０１）と上型（５０２）との間に前記キャビティ（５０３）が形成されるものであり、
   前記突起（７００）は、前記上型（５０２）の内面の前記素子外経路（６０２）に対応する部位に、設けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記金型（５００）は、前記ワーク（４００）における前記基板（２００）の一面とは反対側の他面側に位置する下型（５０１）と、前記ワーク（４００）における前記基板（２００）の一面側に位置する上型（５０２）とを合致させ、これら下型（５０１）と上型（５０２）との間に前記キャビティ（５０３）が形成されるものであり、
   前記ワーク（４００）における前記基板（２００）として、前記素子外経路（６０２）に対応する部位にて厚さ方向に貫通する開口部（２０１）を有するものを用い、
   前記突起（７００）は、前記下型（５０１）の内面の前記素子外経路（６０２）に対応する部位から前記開口部（２０１）を通して前記基板（２００）の一面上に突出するように、設けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記樹脂封止工程中に、前記キャビティ（５０３）内における前記突起（７００）の突出高さを可変としたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記金型（５００）のうち前記突起（７００）が設けられる部位に、当該金型（５００）の外側から前記キャビティ（５０３）へ貫通する貫通穴（５１０）を設け、
   前記突起（７００）を、前記金型（５００）の外側から前記貫通穴（５１０）に挿入して前記キャビティ（５０３）内に突出させるものとすることによって、前記突起（７００）を取り替え可能としたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
10. 前記突起（７００）を、前記樹脂（５０）と同じ材質の樹脂よりなるものとしたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記複数個の半導体素子（３０）は、前記基板（２００）の一面において格子状に配列されたものであり、
    この格子状配列における複数個の前記半導体素子（３０）の列に対応して前記素子上経路（６０１）が構成され、当該複数個の前記半導体素子（３０）の列の間の部位に対応して前記素子外経路（６０２）が構成されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
    

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