JP2010092982A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイドの発生を抑制することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供する。
【解決手段】キャビティと、複数個のポットとが設けられた金型を用い、半導体素子を樹脂で封止して半導体装置を製造する方法であって、キャビティに基板を載置した後、キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるように、複数個のポットのうちの一部からキャビティに樹脂を供給する。これにより、エアーが滞留しにくくなり、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等を抑制することができ、半導体素子の樹脂封止体の品質及び生産性を向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置に関し、特に、基板に実装された半導体素子を樹脂で封止して半導体装置を製造する方法及びその製造装置に関する。

従来、半導体装置のうち、例えばＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体装置を製造する方法においては、一括モールド方式と呼ばれる樹脂封止技術が採用されている。

一括モールド方式とは、半導体素子が複数実装されている複数のデバイス領域を有する基板を、成形用金型を使用して樹脂封止する方式であり、具体的には、成形用金型のキャビティに上記基板を配置し、樹脂注入ゲートを通してキャビティに樹脂を注入して基板上の各デバイス領域に配置された半導体素子を一括して樹脂封止する方式である。

このような一括モールド方式を採用した半導体装置の製造方法は、例えば、下記の特許文献１、特許文献２に開示されている。

図８は、特許文献１による半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、成形用金型に基板を配置した状態を示す平面図である。図８において、１００はモールド成形用金型、１０２はモールド樹脂タブレット注入用ポット、１０３はランナ、１０４はゲート、１０５はキャビティ、１０７はモールド成形用金型に設けられたエアーベント、１２０は基板、１２１はモールド領域、１２２はデバイス領域、１４０は半導体素子である。

図９は、特許文献１による半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、キャビティにおけるモールド溶融樹脂の巨視的な流れを説明するための平面図である。図９は、図８と同様の構成であるが、図８に対してモールド溶融樹脂の巨視的な（大まかな）流れ方向Ａ’が追加されている点で異なる。

図８及び図９に示すように、特許文献１等の従来技術によると、先ず、複数の半導体素子１４０が基板１２０の一主面上のデバイス領域１２２に実装された基板１２０を、モールド成形用金型１００のキャビティ１０５に配置する。

そして、該状態で樹脂注入を行う。即ち、モールド樹脂タブレット注入用ポット１０２にモールド樹脂タブレットを注入し、モールド成形用金型１００に設置されたプランジャ等によってモールド樹脂タブレットを押圧供給する。押圧供給されたモールド樹脂タブレットは溶融され、該溶融されたモールド溶融樹脂はモールド樹脂タブレット注入用ポット１０２からランナ１０３及びゲート１０４を通過した後、キャビティ１０５に注入される。これにより、基板１２０の一主面上のモールド領域１２１内に実装された複数の半導体素子１４０は、一括して樹脂封止される。

また、前記樹脂封止工程において、キャビティ１０５内にエアーが存在する場合、該エアーは、モールド溶融樹脂の流圧によって、モールド成形用金型１００に設けられたエアーベント１０７を介して金型外部に流出される構成となっている。

このような樹脂封止工程により、基板１２０上の一主面上に実装された複数の半導体素子１４０が一括して封止された半導体装置封止体を形成することができる。

しかしながら、特許文献１などの従来技術によると、キャビティ内部におけるモールド溶融樹脂の充填時差が存在するため、粘度の経時的な増大がキャビティ内部における樹脂流速の違いを発生させ、モールド溶融樹脂の流れが滞留しやすい箇所において、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等の問題が起きやすい。

以下、該問題について、図１０及び１１に基づいて具体的に説明する。

図１０は、特許文献１による半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、モールド溶融樹脂の流れ及びエアー溜りを説明するための平面図である。また、図１１は、樹脂封止工程において、図１０の一部（Ｃ_２ で示す部分）を拡大して示す平面図である。

図１０及び図１１に示すように、該特許文献１によると、ゲート１０４に対して物理的に遠くなり且つモールド溶融樹脂供給量も少なくなる、キャビティ１０５内部のモールド領域１２１のコナー部（たとえば、図１０中のＣ_１ で示す部分）、または、キャビティ１０５内部でモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向（図９中の流れ方向Ａ’）に対して垂直な方向の流路における、半導体素子１４０のゲート１０４から遠い側の側面と基板１２０とによって形成される角部（たとえば、図１０中のＣ_２ で示す部分、すなわち、半導体素子によって影になる部分）などにおいては、モールド溶融樹脂の流れが滞留しがちになる。

このような滞留部分（たとえば、Ｃ_１ 、Ｃ_２ で示す部分）においては、モールド溶融樹脂の粘度の経時的な増大により流動が鈍くなり、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等の問題が発生する。その結果、半導体素子を樹脂封止する際の品質が低下してしまう。

これに対し、上記の問題を解決するため、特許文献２には、以下のような製造方法が開示されている。

図１２は、特許文献２による半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、成形用金型に基板を配置した状態、及びモールド溶融樹脂の巨視的な流れを説明するための平面図である。

特許文献２の構成は、図１２に示すように、各半導体素子１４０の辺が基板１２０の長辺及び短辺方向に対して斜めになるように配置されている点を除いて、図９に示す特許文献１の構成と同様である。

特許文献２の構成によると、樹脂封止工程において、各半導体素子１４０の辺は、キャビティ１０５内部におけるモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａ’に対して斜め方向になるように配置されている。このため、特許文献１で問題となった、樹脂の供給が難くかつエアーが滞留しやすい上記のようなコナー部及び角部などが顕著に減少して、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイドを少なくすることができる。
特開２０００−１２５７８号公報（平成12(2000)年 1月14日公開） 特開２００２−３１９５９５号公報（平成14(2002)年10月31日公開）

しかしながら、上記の特許文献２のように、半導体素子を斜めに配置すると、半導体装置を製造する際に、該半導体装置封止体の切断工程において樹脂封止された基板を斜めに切断する必要があり、切断方向に関して高い位置合わせ精度が要求される問題がある。また、該半導体装置封止体を斜め方向に切断する必要があるため、半導体装置封止体の辺に対する垂直および平行方向の切断に対して切断回数が増加し、その結果、半導体装置の製造コストが高まり、生産効率が落ちてしまう。また、この場合、半導体素子を斜めに配置するため、従来の基板に対して新たに基板を設計し直す必要がある上、デバイスの載り数も減少する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の製造方法において、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイドの発生を抑制することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置に関して、半導体装置封止体の生産性の向上を図ることができる半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することにある。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記２つの目的を達成するために、半導体素子が実装された基板が載置されるキャビティと、当該キャビティに樹脂を供給可能な複数個のポットとが設けられた金型を用い、上記半導体素子を上記樹脂で封止して半導体装置を製造する方法であって、上記キャビティに上記基板を載置した後、上記キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるように、上記複数個のポットのうちの一部から上記キャビティに樹脂を供給することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の半導体装置の製造方法は、上記キャビティに上記基板を載置した後、上記キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に（大まかに）見て円弧状となるように、上記複数個のポットのうちの一部から上記キャビティに樹脂を供給する。このため、金型に設けられたキャビティの一端部のポットに樹脂を集中的に配置することができる。従って、半導体素子を樹脂で封止するときに、キャビティ内における巨視的な樹脂の流れが円弧状になり、キャビティに設けられた例えば樹脂注入用のゲートに対して物理的に遠くなり且つ樹脂の供給量も少なくなる、キャビティ内部のモールド領域のコナー部、または、キャビティ内部で巨視的な樹脂流れ方向に対して垂直な方向の流路における、半導体素子の前記ゲートから遠い側の側面と基板とによって形成される角部などにおいては、樹脂の流れが滞留しにくくなり、これにより、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等を抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記半導体素子の各辺に対する樹脂の流れが巨視的に見て上記各辺に沿うように、上記樹脂を供給することがより好ましい。

上記の構成によれば、上記半導体素子の各辺に沿って樹脂が流れるので、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記複数個のポットのうちの一部を、樹脂が供給されないダミーポットとし、上記キャビティの空気を上記ダミーポットへ移動させながら樹脂を供給することが好ましい。

上記の構成によれば、上記キャビティの空気を上記ダミーポットへ移動させながら樹脂を供給するため、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法において、上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられており、当該第１のエアーベントを介して空気を排出しながら樹脂を供給することがより好ましい。

上記の構成によれば、第１のエアーベントを介してダミーポットの空気を排出しながら樹脂を供給するため、ダミーポット内においてエアーが滞留することを防ぐことができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記ポットのうちの複数個をダミーポットとし、上記金型には、ダミーポット間を相互に連通する第１の連通路が設けられていることがより好ましい。

上記の構成によれば、ダミーポット間を相互に連通する第１の連通路が設けられているため、ダミーポット内の圧力を均等化することができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法において、上記ポットのうちの複数個がキャビティに樹脂を供給するポットであり、上記金型には、樹脂を供給する当該ポット間を相互に連通する第２の連通路が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、樹脂を供給する当該ポット間を相互に連通する第２の連通路が設けられているため、樹脂を供給するポット内の圧力及び金型の流路内の圧力を均等化させることができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法において、上記金型には、キャビティの空気を金型外部へ排出する第２のエアーベントが設けられており、当該第２のエアーベントを介して空気を排出しながら樹脂を供給することがより好ましい。

上記の構成によれば、第２のエアーベントを介してキャビティの空気を排出しながら樹脂を供給するため、キャビティ内においてエアーが滞留することを防ぎ、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法において、上記金型には、上記キャビティが複数個形成されていることがより好ましい。

上記の構成によれば、複数個のキャビティに対して同時に樹脂の供給を行うことができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法においては、半導体素子をモールド成形することができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置は、上記２つの目的を達成するために、半導体素子が実装された基板が載置されるキャビティと、当該キャビティに樹脂を供給可能な複数個のポットとが設けられた金型を備え、上記半導体素子を上記樹脂で封止する半導体装置の製造装置であって、上記複数個のポットのうちの一部は、樹脂が供給されないダミーポットであり、上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の半導体装置の製造装置は、上記複数個のポットのうちの一部が、樹脂が供給されないダミーポットであり、上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられているため、第１のエアーベントを介してダミーポットの空気を排出しながら樹脂を供給することができ、これによりダミーポット内においてエアーが滞留することを防ぐことができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記金型には、キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるような位置に、上記ダミーポットが配置されていることがより好ましい。

上記の構成によれば、本発明の半導体装置の製造装置において、上記金型には、キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるような位置に、上記ダミーポットが配置されている。従って、半導体素子を樹脂で封止するときに、キャビティ内における巨視的な樹脂の流れが円弧状になり、キャビティに設けられる例えば樹脂注入用のゲートに対して物理的に遠くなり且つ樹脂の供給量も少なくなる、キャビティ内部のモールド領域のコナー部、または、キャビティ内部で巨視的な樹脂流れ方向に対して垂直な方向の流路における、半導体素子の前記ゲートから遠い側の側面と基板とによって形成される角部などにおいては、樹脂の流れが滞留しにくくなり、これにより、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等を抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記半導体素子の各辺に対して、樹脂の流れが巨視的に見て前記各辺に沿うような位置に、樹脂を供給するポットが配置されていることがより好ましい。

上記の構成によれば、上記半導体素子の各辺に沿って樹脂が流れるので、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記ポットのうちの複数個がダミーポットであり、上記金型には、ダミーポット間を相互に連通する第１の連通路が設けられていることがより好ましい。

上記の構成によれば、ダミーポット間を相互に連通する第１の連通路が設けられているため、ダミーポット内の圧力を均等化することができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記ポットのうちの複数個がキャビティに樹脂を供給するポットであり、上記金型には、樹脂を供給する当該ポット間を相互に連通する第２の連通路が設けられていることがより好ましい。

上記の構成によれば、樹脂を供給する当該ポット間を相互に連通する第２の連通路が設けられているため、樹脂を供給するポット内の圧力及び金型の流路内の圧力を均等化させることができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記金型には、キャビティの空気を金型外部へ排出する第２のエアーベントが設けられていることがより好ましい。

上記の構成によれば、第２のエアーベントを介してキャビティの空気を排出しながら樹脂を供給するため、キャビティ内においてエアーが滞留することを防ぎ、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記金型には、上記キャビティが複数個形成されていることがより好ましい。

上記の構成によれば、複数個のキャビティに対して同時に樹脂の供給を行うことができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記キャビティに上記基板を載置した後、上記キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるように、上記複数個のポットのうちの一部から上記キャビティに樹脂を供給することを特徴としている。

これにより、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子を樹脂で封止するときに、キャビティ内における巨視的な樹脂の流れが円弧状になる。従って、キャビティに設けられる例えば樹脂注入用のゲートに対して物理的に遠くなり且つ樹脂の供給量も少なくなる、キャビティ内部のモールド領域のコナー部、または、キャビティ内部で巨視的な樹脂流れ方向に対して垂直な方向の流路における、半導体素子の前記ゲートから遠い側の側面と基板とによって形成される角部などにおいては、樹脂の流れが滞留しにくくなり、これにより、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等を抑制することができる。

本発明に係る半導体装置の製造装置は、上記複数個のポットのうちの一部は、樹脂が供給されないダミーポットであり、上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられていることを特徴としている。

これにより、本発明に係る半導体装置の製造装置において、上記複数個のポットのうちの一部は、樹脂が供給されないダミーポットであり、上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられているため、第１のエアーベントを介してダミーポットの空気を排出しながら樹脂を供給することができ、これによりダミーポット内においてエアーが滞留することを防ぐことができる。

本発明の実施の形態を、図１乃至図７に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明を省略する。

〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造装置による樹脂封止工程（半導体素子を樹脂で封止する工程）において、モールド成形用金型（金型）に基板を配置した状態を示す平面図であり、図２は、上記樹脂封止工程において、モールド成形用金型に基板を配置した状態を示す図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

図１及び図２に示すように、半導体装置の製造に際しては、先ず、例えばウェハからチップ状に切り出された複数の半導体素子４０と、これら複数の半導体素子４０を実装する基板２０と、前記の複数の半導体素子４０を樹脂封止して樹脂封止体（半導体装置封止体）を形成するためのモールド成形用金型１とを準備する。半導体素子４０には、例えば、集積回路を内蔵することができる。なお、基板２０に実装される半導体素子４０は、１個であっても良い。

基板２０は、例えば、絶縁層及び導電層の各々を順次積み重ねた多層配線構造となっている。また、図１に示すように、本実施の形態においては、基板２０の平面形状が長方形になっているが、正方形またはほかの適当な形状に形成されてもよい。

また、基板２０の一主面には、複数のモールド領域２１が設けられ、それぞれのモールド領域２１の中には、複数のデバイス領域２２が設けられ、かつ、各デバイス領域２２の中には、半導体素子４０が実装されている。また、各デバイス領域２２に実装された半導体素子４０は、基板２０の長辺及び短辺に対して、前記半導体素子４０の辺が平行になるように配置されている。

モールド成形用金型１は、図１及び図２に示すように、上型１Ａ、下型１Ｂを備えており、上型１Ａと下型１Ｂとにより、これらの間にキャビティ５が形成される。

前記モールド成形用金型１の下型１Ｂには、複数のポットが設けられている。前記複数のポットは、前記キャビティの一端部に配置されて、樹脂封止に用いられるモールド樹脂タブレット（樹脂）を集中的に注入するための複数のモールド樹脂タブレット注入用ポット（ポット）２を含む。そして、前記複数のポットのうち、前記モールド樹脂タブレット注入用ポット２以外のポットは、ダミーポット６とする。

また、前記モールド成形用金型１には、前記上型１Ａと下型１Ｂとの間に形成され、かつ前記モールド樹脂タブレット注入用ポット２または前記ダミーポット６に接続して、樹脂封止工程において、モールド樹脂タブレット注入用ポット２にて押圧供給されたモールド溶融樹脂を通過させるか、または、前記キャビティ５から流出されるエアーまたはモールド溶融樹脂を通過させるランナ３が設けられている。また、ランナ３の先端にはゲート４が設けられており、該ゲート４が前記キャビティ５と接続されている。

前記モールド樹脂タブレット注入用ポット２は、モールド溶融樹脂がキャビティ５内部の外周辺に沿ってキャビティ内部全域にわたって均一に充填されるように、例えばモールド成形用金型１の中央部に集中的に配置されており、前記ダミーポット６は、キャビティ５内部の外周辺に沿って流れてきたモールド溶融樹脂が流入されるように、モールド成形用金型１の端部に集中的に配置されている。

以下、上記半導体素子４０、基板２０及びモールド成形用金型１を用いて、半導体装置を製造する方法について、図１乃至図４に基づいて説明する。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法には、一括モールド方式が採用される。すなわち、図１に示すように、基板２０として、一主面に複数のデバイス領域２２を有する基板を用い、後述の樹脂封止工程において、この基板２０の各デバイス領域２２に配置された半導体素子４０を一括して１つの樹脂封止体に封止し、その後、樹脂封止体と共に基板２０の複数のデバイス領域２２を個々に分割することによって、複数の半導体装置が製造される。

まず、上記の半導体素子４０、基板２０及びモールド成形用金型１を準備し、その後、図２に示すように、半導体素子４０を実装した基板２０をモールド成形用金型１の上型１Ａと下型１Ｂとの間に位置決めし、セットする。このとき、図１に示すように、モールド成形用金型１のキャビティ５の４辺の長さ方向と基板２０の４辺の長さ方向とが一致するように位置決めする。次に、モールド成形用金型１にセットされた基板２０に対して樹脂封止を行う。

図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂封止工程において、モールド溶融樹脂の巨視的な（大まかな）流れを説明するための平面図であり、図１に対してモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａが追加されている点を除いて図１と同様の構造となっている。図４は、図３中のＢで示すデバイス領域２２部分を拡大した平面図である。

図３に示すように、樹脂封止工程において、モールド成形用金型１をモールド樹脂タブレットが溶融する温度に加熱した後、モールド成形用金型１の中央部に集中的に配置されたモールド樹脂タブレット注入用ポット２に、モールド樹脂タブレットを注入する。そして、モールド成形用金型１に設置されているプランジャ（図示しない）等によって、モールド樹脂タブレットをモールド成形用金型１に押圧供給する。

押圧供給されたモールド樹脂タブレットは溶融し、モールド樹脂タブレット注入用ポット２からランナ３及びゲート４を通過した後、キャビティ５の内部にモールド溶融樹脂として注入される。

モールド溶融樹脂が注入されることによって前記キャビティ５から流出したエアー及び余分なモールド溶融樹脂は、キャビティ５に接続されたゲート４及びゲート４の先端に接続されたランナ３を通過した後、ダミーポット６の内部に流入する。

モールド溶融樹脂は、所定時間が経過した後、硬化する。これにより、樹脂封止体が得られる。つまり、基板２０の一主面上のモールド領域２１内に実装された複数の半導体素子４０が一括して封止された樹脂封止体が形成される。

その後、樹脂封止体はモールド成形用金型１から取り出され、デバイス領域２２の区画ラインに沿って、基板２０を、例えばダイシング装置によって分割することにより、複数の半導体装置が得られる。

上記のように、モールド樹脂タブレット注入用ポット２がモールド成形用金型１の中央部に集中的に配置され、ダミーポット６がモールド成形用金型１の端部に集中的に配置されており、かつ、複数個のポットのうちの一部（つまり、モールド樹脂タブレット注入用ポット２）からキャビティ５に樹脂を供給するため、樹脂封止工程において、キャビティ５の内部に注入されたモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａは、図３に示すように、モールド樹脂タブレット注入用ポット２から延びるランナ３に接続されたゲート４の位置から、ダミーポット６から延びるランナ３に接続されたゲート４の位置に向かって円弧状となる。

また、図３に示すように、各デバイス領域２２に実装された半導体素子４０は、キャビティ５の長辺及び短辺に対して、前記半導体素子４０の辺が平行になるように配置される一方、キャビティ５の内部におけるモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａは、キャビティ５の長辺に対して斜めになる方向に円弧状になっているため、各デバイス領域２２に実装された半導体素子４０の辺の方向は、キャビティ５の内部におけるモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａに対して斜めになる。

なお、キャビティ５における上記流れ方向Ａは、半導体素子の各辺に対して斜めになる方向であれば特に限定がないが、例えば、上記のような円弧状（例えば、半円状）になっていても良いし、楕円弧状、または他の適当な曲線形状になっていても良い。

具体的には、たとえば、図３中のＢで示す部分（デバイス領域２２および該デバイス領域２２に設けられる半導体素子４０）を拡大した図４に示すように、上記流れ方向Ａは、半導体素子４０及びデバイス領域２２を囲むような方向になっていればよい。すなわち、上記モールド溶融樹脂は、上記半導体素子４０の各辺に対する当該モールド溶融樹脂の流れ方向が、巨視的に見て上記各辺に沿うように供給されていればよい。

したがって、上記実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、以下の効果が得られる。

前記キャビティ５の一端部に設けられたモールド樹脂タブレット注入用ポット２から前記キャビティ５へモールド溶融樹脂を供給して、前記半導体素子４０が実装された基板２０を前記モールド溶融樹脂で封止する。このため、樹脂封止工程において、キャビティ５内におけるモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向がモールド成形用金型１のキャビティ５内で斜め方向になり、キャビティ５に設けられた樹脂注入用のゲート４に対して物理的に遠くなり且つ樹脂の供給量も少なくなる、キャビティ５内部のモールド領域２１のコナー部、または、キャビティ５内部での上記流れ方向に対して垂直な方向の流路における、半導体素子４０の前記ゲート４から遠い側の側面と基板２０とによって形成される角部などにおいては、樹脂の流れが滞留しにくくなり、これにより、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等を抑制することができる。

また、モールド成形用金型１の中央部にモールド樹脂タブレット注入用ポット２を配置し、モールド成形用金型１の端部にダミーポット６を集中的に配置することにより、樹脂封止工程において、樹脂が前記キャビティ５の内部の外周辺に沿ってキャビティ内部の全域にわたって均一に充填され、前記モールド樹脂タブレット注入用ポット２から前記ゲート４等を介して流入した樹脂がキャビティ５の内部の外周辺に沿ってダミーポット６に流出し、かつキャビティ５内におけるモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａがモールド成形用金型１のゲート４の位置から斜め方向に（たとえば円弧状に）進むようになるので、上記のコナー部または角部における樹脂の流れの滞留をより効果的に減少し、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制することができる。

また、仮に前記のコナー部または角部においてエアーの巻き込み等が発生しても、前記エアーは前記箇所に留まることなく、モールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａに沿ってキャビティ５内を移動し、前記ダミーポット６内に流出する。また、樹脂未充填やボイド等を抑制することができるため、一括モールド方式を採用する半導体装置の製造方法において、半導体装置の歩留りの向上を図ることができる。

更に、本実施の形態においては、一般的に使用されている、各半導体素子４０の辺が基板の長辺及び短辺に対して平行に配置された構造を有する基板２０を使用するため、新たに、半導体素子４０の辺を基板２０の長辺及び短辺に対して斜めになった基板を設計し直す必要がなく、半導体素子４０の辺が基板の長辺及び短辺に対して斜めになった構造を有する基板と異なり、基板を斜めに切断する必要がないため、切断方向に関して高い位置合わせ精度が要求されない。加えて、本実施の形態においては、基板２０を当該基板の辺に対して垂直及び平行方向に切断するため、斜め方向の切断と比べて切断回数が少なくなる。以上の結果、半導体装置の製造コストを高めることなく、樹脂未充填やボイド等を抑制することができる。

〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の製造装置及び製造方法について、図５に基づいて説明する。

図５は、樹脂封止工程において、モールド成形用金型１に基板２０を配置した状態を示す平面図である。図５に示すように、本実施の形態における半導体装置の製造に用いられる一括モールド用のモールド成形用金型１は、基本的に上記実施の形態１のモールド成形用金型１と同様の構成になっているが、以下の点で異なる。

即ち、本実施の形態のモールド成形用金型１は、さらに、第１のエアーベント８がダミーポット６に設けられ、第２のエアーベント７がキャビティ５の辺に沿って設けられた構成となっている。

したがって、ダミーポット６に第１のエアーベント８を設けることによって、ダミーポット６の中に流入されたエアーは、モールド溶融樹脂の巨視的な流れに沿って、ダミーポット６の外に効率良く排出される。

また、モールド成形用金型１に第２のエアーベント７を設けることによって、キャビティ５の内部においてモールド溶融樹脂中に巻き込まれたエアーは、モールド溶融樹脂の巨視的な流れに沿って、モールド領域２１の外に効率良く排出される。

ここで、モールド溶融樹脂の巨視的な流れは、実施の形態１の図３で示されるものと大体同様である。

上述のように、本実施の形態２の半導体装置の製造装置及び製造方法によると、エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド等をより一層抑制する効果が得られる。

〔実施の形態３〕
以下、本発明のさらに他の実施の形態に係る半導体装置の製造装置及び製造方法について、図６に基づいて説明する。

図６は、樹脂封止工程において、モールド成形用金型１に基板２０を配置した状態を示す平面図である。図６に示すように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる一括モールド用のモールド成形用金型１は、基本的に上記実施の形態２と同様の構成になっているが、以下の点で異なる。

即ち、本実施の形態のモールド成形用金型１は、複数のモールド樹脂タブレット注入用ポット２の間を相互に連通する第２の連通路９と、複数のダミーポット６の間を相互に連通する第１の連通路１０とが、さらに設けられた構成となっている。

したがって、モールド成形用金型１にモールド樹脂タブレット注入用ポット２の間を相互に連通する第２の連通路９を設けることによって、個々のモールド樹脂タブレット注入用ポット２に投入されるモールド樹脂タブレットの量がばらついても、個々のモールド樹脂タブレット注入用ポット２内の圧力及びモールド成形用金型１の流路内の圧力を均等化させることができる。

また、ダミーポット６の間を相互に連通する第１の連通路１０を設けることによって、個々のダミーポット６内の圧力を均等化することができる。

上述のように、本実施の形態に係る半導体装置の製造装置及び製造方法によると、モールド成形用金型１の流路内の圧力を均等化させることにより、モールド成形用金型１の流路内においてモールド溶融樹脂の流れを、スムーズかつ均一なものにする効果が得られる。

以下、従来技術に対する本発明の効果について、図７に基づいて説明する。

図７は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造装置によって成形した一例の樹脂封止体のボイド及び樹脂未充填等の不良を合わせた欠陥発生率を、特許文献１による半導体装置の製造装置によって成形した樹脂封止体の上記欠陥発生率と比較したグラフである。

図７において、αは特許文献１の半導体装置の製造方法における樹脂封止体の欠陥発生率を示し、βは本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法における樹脂封止体の欠陥発生率を示す。図７から明らかなように、本発明による樹脂封止体の欠陥発生率β（０．１％）は、特許文献１による樹脂封止体の欠陥発生率α（５０％）よりも、著しく低減していることがわかる。

上記のとおり、実施の形態１〜３では、複数のポットのうち、前記キャビティ５の一端部のポットを、モールド樹脂タブレットを集中的に配置するためのモールド樹脂タブレット注入用ポット２とし、残りのポットをダミーポット６として取り扱う。

また、上記実施の形態１〜３では、モールド成形用金型１を上型１Ａと下型１Ｂとに分割しているが、上記上型１Ａおよび下型１Ｂは、その機能が互いに入れ代わった構成となっていてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置は、例えば一括モールド方式を採用する半導体装置の製造に適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造装置による樹脂封止工程において、モールド成形用金型に基板を配置した状態を示す平面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造装置による樹脂封止工程において、モールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａを説明するための平面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造装置による樹脂封止工程に関して、図３中のＢが示す部分を拡大して示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造装置による樹脂封止工程において、モールド成形用金型に基板を配置した状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造装置による樹脂封止工程において、モールド成形用金型に基板を配置した状態を示す平面図である。 特許文献１の半導体装置の製造方法における樹脂封止体の欠陥発生率と、本発明の実施の形態３の半導体装置の製造方法における樹脂封止体の欠陥発生率とを比較したグラフである。 特許文献１の半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、モールド成形用金型に基板を配置した状態を示す平面図である。 特許文献１の半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、モールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａ’を説明するための平面図である。 特許文献１の半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、モールド溶融樹脂の流れ及びエアー溜りを説明するものであり、図９の一部を拡大して示す平面図である。 特許文献１の半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、図１０中のＣ_２ が示す部分を拡大して示す平面図である。 特許文献２の半導体装置の製造方法による樹脂封止工程において、モールド成形用金型に基板を配置した状態、及びモールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向Ａ’を説明するための平面図である。

符号の説明

１、１００ モールド成形用金型（金型）
１Ａ 上型
１Ｂ 下型
２、１０２ モールド樹脂タブレット注入用ポット（ポット）
３、１０３ ランナ
４、１０４ ゲート
５、１０５ キャビティ
６ ダミーポット（ポット）
７ 第２のエアーベント
１０７ エアーベント
８ 第１のエアーベント
９ 第２の連通路
１０ 第１の連通路
２０、１２０ 基板
２１、１２１ モールド領域
２２、１２２ デバイス領域
４０，１４０ 半導体素子
Ａ モールド溶融樹脂の巨視的な流れ方向
Ｂ 一つのデバイス領域
Ｃ_１ 、Ｃ _２ エアーの巻き込み等により発生する樹脂未充填やボイド

Claims (16)

1. 半導体素子が実装された基板が載置されるキャビティと、当該キャビティに樹脂を供給可能な複数個のポットとが設けられた金型を用い、上記半導体素子を上記樹脂で封止して半導体装置を製造する方法であって、
   上記キャビティに上記基板を載置した後、
   上記キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるように、上記複数個のポットのうちの一部から上記キャビティに樹脂を供給することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 上記半導体素子の各辺に対する樹脂の流れが巨視的に見て上記各辺に沿うように、上記樹脂を供給す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. 上記複数個のポットのうちの一部を、樹脂が供給されないダミーポットとし、上記キャビティの空気を上記ダミーポットへ移動させながら樹脂を供給す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. 上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられており、当該第１のエアーベントを介して空気を排出しながら樹脂を供給す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. 上記ポットのうちの複数個をダミーポットとし、上記金型には、ダミーポット間を相互に連通する第１の連通路が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 上記ポットのうちの複数個がキャビティに樹脂を供給するポットであり、上記金型には、樹脂を供給する当該ポット間を相互に連通する第２の連通路が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
7. 上記金型には、キャビティの空気を金型外部へ排出する第２のエアーベントが設けられており、当該第２のエアーベントを介して空気を排出しながら樹脂を供給することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
8. 上記金型には、上記キャビティが複数個形成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
9. 半導体素子をモールド成形することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
10. 半導体素子が実装された基板が載置されるキャビティと、当該キャビティに樹脂を供給可能な複数個のポットとが設けられた金型を備え、上記半導体素子を上記樹脂で封止する半導体装置の製造装置であって、
    上記複数個のポットのうちの一部は、樹脂が供給されないダミーポットであり、上記金型には、ダミーポットの空気を金型外部へ排出する第１のエアーベントが設けられていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
11. 上記金型には、キャビティにおける樹脂の流れが巨視的に見て円弧状となるような位置に、上記ダミーポットが配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造装置。
12. 上記半導体素子の各辺に対して、樹脂の流れが巨視的に見て前記各辺に沿うような位置に、樹脂を供給するポットが配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造装置。
13. 上記ポットのうちの複数個がダミーポットであり、上記金型には、ダミーポット間を相互に連通する第１の連通路が設けられていることを特徴とする請求項１０ないし１２の何れか１項に記載の半導体装置の製造装置。
14. 上記ポットのうちの複数個がキャビティに樹脂を供給するポットであり、上記金型には、樹脂を供給する当該ポット間を相互に連通する第２の連通路が設けられていることを特徴とする請求項１０ないし１３の何れか１項に記載の半導体装置の製造装置。
15. 上記金型には、キャビティの空気を金型外部へ排出する第２のエアーベントが設けられていることを特徴とする請求項１０ないし１４の何れか１項に記載の半導体装置の製造装置。
16. 上記金型には、上記キャビティが複数個形成されていることを特徴とする請求項１０ないし１５の何れか１項に記載の半導体装置の製造装置。

Images