JP2010212628A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線基板に搭載された複数の半導体素子を溶融樹脂により封止する際、金型のサイズを大きくすることなく、当該金型のキャビティの樹脂注入辺（樹脂注入ゲートが設けられている側の辺）と対向する辺の近傍に於いて、溶融樹脂の逆流（還流）によって半導体素子に接続されたボンディングワイヤのワイヤループが変形してしまうことを、防止・抑制する。
【解決手段】 一方の主面に半導体素子３１が搭載された配線基板３０を、前記配線基板３０の一方の主面に対応するキャビティが配設された樹脂封止用金型５０内に配置する工程、及び 前記キャビティ内に封止用樹脂７０を注入して、前記配線基板３０の一方の主面を樹脂封止する工程を含む半導体装置の製造方法は、前記キャビティ内への封止用樹脂７０の注入の際、前記配線基板３０に選択的に配設された貫通孔４１を介して、封止用樹脂７０の一部を前記配線基板３０の他方の主面側に導くことを特徴とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、トランスファーモールド法による一括封止方法を用いて、配線基板に搭載された複数の半導体素子を樹脂により封止する半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の製造にあっては、大判の配線基板の一方の主面にマトリクス状に配置された複数の半導体素子を、トランスファーモールド法等の封止樹脂法を用いて一括して樹脂封止した後、−半導体素子単位をもって樹脂封止体及び配線基板を厚さ方向に切断して、個片化された複数個の半導体装置を得る方法（ＭＡＰ：Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ方式とも称される）が採用されている。

この方法は、配線基板に搭載される半導体素子の数を複数として、一度の封止工程により当該複数の半導体素子を一括して封止することにより生産性を高めることができる。従って、ＦＢＧＡ（Ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型半導体装置、或いはＦＬＧＡ（Ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型半導体装置などの製造に好適とされる。

当該一括封止方式に於いては、予め、大判の配線基板の一方の主面に、複数の半導体素子が所定の間隔を於いて行列状に搭載・配置される。

そして、当該配線基板を、樹脂封止装置に於いて成型金型を構成する上金型と下金型との間に挟持し、当該上金型と下金型の一方又は両方に形成された前記キャビティ内に位置せしめる。この時、当該配線基板上に搭載された半導体素子、ならびに当該半導体素子の外部接続端子と前記配線基板上の電極端子とを接続するボンディングワイヤ等は当該キャビティ内に位置する。

当該大判の配線基板に搭載された複数の半導体素子をトランスファーモールド法により樹脂封止するにあたり、前記金型にあっては、矩形状を有する大判の配線基板を収容したキャビティに於いて、対向する２つの辺のうちの一方の辺に、当該辺に沿って一つ又は複数個の樹脂注入用ゲートが設けられる。封止用樹脂は、樹脂封止装置のポットに於いて溶融され、ランナ及びゲートを経由して、前記キャビティの一方の辺側から注入される。そして、当該封止様樹脂は、注入された辺に対向する他方の辺側に向かって流動し、当該キャビティの内部に充填される。これにより、前記半導体素子ならびにボンディングワイヤ等の樹脂封止が行われる。

ところで、かかるトランスファーモールド法に於いては、キャビティの内部全体への溶融樹脂の充填が完了する過程で、樹脂注入辺（注入ゲートが設けられている辺）と対向する辺（エア・ベントが設けられている辺）の近傍に於いて、キャビティの側壁に達した溶融樹脂が還流（逆流）する現象が生じる。

これについて、図１を参照して説明する。

下金型１の上面に形成された凹状の被処理基板収容部２に、上面にダイボンディングフィルム等の接着剤３を介して半導体素子４が搭載された配線基板５が載置されている。そして、上金型６に形成されたキャビティ７内には、前記配線基板５上に搭載された半導体素子４、ならびに当該半導体素子４の外部接続端子（図示せず）と配線基板５上の電極端子（図示せず）とを接続するボンディングワイヤ８等が受容されている。

そして、当該キャビティ７内に、封止用樹脂９が注入ゲート（図示せず）を介して充填される。尚、部位１０は、エア・ベント部である。

図１に於いて、キャビティ７の左側に配置されている注入ゲート（図示せず）から、封止用樹脂が当該キャビティ７の内部全体へ充填される過程に於いて、当該キャビティ７の側壁７ａに達した溶融樹脂９は、図１に於いて矢印ＦＢ１により示す方向に還流（逆流）を生ずる。

この様な溶融樹脂９の還流により、前記側壁７ａの近傍に位置する半導体素子に接続されたボンディングワイヤ８に於いて、そのワイヤループに変形を生じる。かかる変形により、隣接するボンディングワイヤ間に於いて相互の接触が生じてしまい、当該半導体素子の試験時或いは動作時に電気的ショート（短絡）が発生する。

ＦＢＧＡ型半導体装置、或いはＦＬＧＡ型半導体装置等に於いては、半導体装置の高集積化の要求に伴い、半導体素子の外部接続端子も微細化され、これに対応して半導体素子と配線基板とを接続するボンディングワイヤも、直径がより小さい（細い）ワイヤが用いられる。ボンディングワイヤの直径が細くなると、そのワイヤループは小さな応力によって容易に変形することから、ワイヤループの変形の問題はより顕著になる。

この様な、キャビティの側壁に達した溶融樹脂の還流（逆流）によるボンディングワイヤの変形を防止する手段として、特許文献１に於いては、キャビティのゲートとは反対側の長辺部分に沿って、ダミーキャビティを設け、キャビティとダミーキャビティとの間に、前記キャビティの長辺に沿ってその長さとほぼ等しくかつ長辺方向に連続した平行な隙間を設けた構成が提案されている。

また、特許文献２に於いては、回路基板に搭載された半導体素子の位置を、キャビティの中でゲート側に偏倚して配置させる態様が提案されている。

特開２０００−１２５７８号公報 特開２００３−２４３４３３号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の態様では、キャビティの長辺部分に沿って連続して形成された隙間からダミーキャビティに溶融樹脂が流入する前に、ゲートとは反対側のキャビティの側壁に於いて溶融樹脂が跳ね返り、還流を生じてしまう。これについて、図２を参照して説明する。尚、図２に於いて、前記図１に示す構成に於ける部位と対応する部位には同じ符号を付してその説明を省略する。

特許文献１に記載された態様に従えば、図２に示すように、キャビティ７の、注入ゲート（図示せず）が設けられた辺と対向する辺に、キャビティ７の側壁７ｂを介して、ダミーキャビティ１１が設けられている。

そして、当該キャビティ７とダミーキャビティ１１との間に於いて、キャビティ７の側壁７ｂと配線基板との間には、キャビティ７の長辺部分に沿ってその長さとほぼ等しく且つ長辺方向に連続する平行な隙間１２が形成されている。

溶融樹脂９は、キャビティ７の、図２の左側（前記ゲートが設けられている側）から右側（エア・ベント１０が設けられている側）へ流れ、キャビティ７及びダミーキャビティ１１の内部全体に充填される。

かかる構成にあっては、ダミィキャビティ１１、ならびに側壁７ｂの設置により、溶融樹脂の均一な充填を行なうことができるとされている。

しかしながら、この様な構成にあっても、キャビティ７及びダミーキャビティ１１の内部への溶融樹脂９の充填がなされる過程に於いて、前記側壁７ｂに達した溶融樹脂９が、図２に於いて矢印ＦＢ２により示す方向に還流する。これにより、当該側壁７ｂの近傍に位置する半導体素子４の電極に接続されたボンディングワイヤ８に於いて、そのワイヤループに変形を生じ、隣接するボンディングワイヤ間に於いて相互の接触が生じてしまう。

一方、特許文献２に記載された態様では、被処理回路基板よりも大きい平面形状を有するキャビティを設ける必要があり、金型が大形になってしまう。更に、封止用樹脂は、当該キャビティ内に於いて回路基板が位置しない箇所にも充填されることになる為、結果として、半導体装置としての個片化の際に廃棄される樹脂の量が増加してしまい、製造コストを抑えることが困難である。

本発明の実施の形態によれば、一方の主面に半導体素子が搭載された配線基板を、前記配線基板の一方の主面に対応するキャビティが配設された樹脂封止用金型内に配置する工程、及び前記キャビティ内に封止用樹脂を注入して、前記配線基板の一方の主面を樹脂封止する工程を含む半導体装置の製造方法に於いて、前記キャビティ内への封止用樹脂の注入の際、前記配線基板に選択的に配設された貫通孔を介して、封止用樹脂の一部を前記配線基板の他方の主面側に導くことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、配線基板に搭載された複数の半導体素子を溶融樹脂により封止する際、金型のサイズを大きくすることなく、当該金型のキャビティの樹脂注入辺（樹脂注入ゲートが設けられている側の辺）と対向する辺の近傍に於いて、溶融樹脂の逆流（還流）によって半導体素子に接続されたボンディングワイヤのワイヤループが変形してしまうことを、防止・抑制することができる。

従来の樹脂封止技術の問題点その１を説明するための金型の断面図である。 従来の樹脂封止技術の問題点その２を説明するための金型の断面図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法が適用される配線基板を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法が適用される配線基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法が適用される配線基板の第１の変形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法が適用される配線基板の第２の変形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる下金型の平面図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる上金型の平面図である。 金型の配線基板搭載部に配線基板を搭載し、型締めした状態を示す透視平面図である。 金型の配線基板搭載部に配線基板を搭載し、型締めした状態を示す断面図である。 キャビティの壁面形状の変形例を示す断面図である。 オーバーフローキャビティ部の第１の変形例を示す断面図である。 オーバーフローキャビティ部の第２の変形例を示す平面図である。 溶融樹脂をキャビティ内に注入した状態を示す透視平面図である。 溶融樹脂をキャビティ内に注入した状態を示す断面図である。 溶融樹脂のキャビティ内への注入が完了した状態を示す透視平面図である。 溶融樹脂のキャビティ内への注入が完了した状態を示す断面図である。 樹脂封止用金型から取り出された配線基板の状態を示す平面図である。 樹脂封止用金型から取り出された配線基板の状態を示す断面図である。 配線基板に外部接続端子を形成した状態を示す断面図である。 配線基板及び封止樹脂の切断箇所を示す平面図ならびに断面図である。 本発明の実施の形態に係る製造方法により形成された半導体装置を示す断面図である。 第２の変形例であるオーバーフローキャビティ部を有する樹脂封止用金型の、キャビティ部への溶融樹脂の注入が完了した状態を示す図である。 第２の変形例であるオーバーフローキャビティ部を有する樹脂封止用金型から取り出された配線基板の状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

先ず、本発明による半導体装置の製造方法が適用されるところの配線基板の構成について説明する。そして、当該半導体装置の製造方法に適用される金型、ならびに当該金型を適用しての半導体装置の製造方法について説明する。

１．本発明による半導体装置の製造方法が適用される配線基板
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法が適用される配線基板を、図３及び図４に示す。図３（ａ）に示される如く、当該配線基板３０は、その平面形状が矩形であり、その一方の主面（上面）に、複数個（此処では７２個）の半導体素子が、行列状（マトリクス状）に搭載されている。尚、図３（ｂ）は、図３（ａ）に於いて破線Ａにより囲繞した領域を拡大して示し、また、図４は、図３（ａ）に於いて線Ｌ１−Ｌ１をもって示す箇所の断面を示している。

当該配線基板３０の一方の主面上にあっては、複数個の半導体素子が搭載される領域（第１領域、破線Ｂにより囲まれた領域）と、当該半導体素子が搭載される領域の周囲に於いて半導体素子が搭載されない領域（第２領域、破線Ｂにより囲まれた領域の外側の領域）とが設けられている。

半導体素子が搭載される領域は、後に説明する製造工程を経て半導体装置が形成されることから、半導体装置形成領域（Ｚ１）と称する。一方、当該半導体素子が搭載される領域の周囲に位置して、半導体素子が搭載されない領域を半導体装置非形成領域（Ｚ２）と称する。尚、当該配線基板３０に於けるところの、後述する半導体装置の製造工程に於いて封止用樹脂により被覆される領域は、前記半導体装置形成領域Ｚ１を含み、且つ当該半導体装置形成領域Ｚ１よりも広く半導体装置非形成領域Ｚ２に迄至って設定される。

また、図３（ａ）に於いて、破線Ｃで示す矩形状の領域は、半導体素子の搭載部であり、此処では、当該配線基板３０の一方の主面上に、最多５０個の半導体素子が搭載される形態が示されている。

当該配線基板３０の半導体装置形成領域Ｚ１に於いては、図３（ｂ）及び図４に示される様に、複数の半導体素子３１が、一定の間隔をおいて行列状に搭載される。当該半導体素子３１は、その背面（機能素子、電子回路が形成されない面）に配置されたダイボンディングフィルム等の接着剤３２を介して、配線基板３０上に固着される。

そして、個々の半導体素子３１の電極端子（電極パッド）３３と配線基板３０上の電極端子３４は、金（Ａｕ）を主体とするボンディングワイヤ（線状部材）３５を介して相互に接続される。

本発明にあっては、かかる配線基板３０に於いて、当該配線基板３０の一辺３０Ｅ１に沿うところの半導体装置非形成領域Ｚ２に、貫通孔４１が複数個、当該辺３０Ｅ１に沿って設けられている。ここでは、当該貫通孔４１は、４１−１乃至４１−１１の１１個が設けられている。

当該貫通孔４１は、当該辺３０Ｅ１に沿うところの長辺を有する略矩形状の平面形状を呈し、その隅部が円弧状とされている。また、当該貫通孔４１は、その中央部が、当該配線基板３０に搭載された半導体素子３１の配列の中間、或いは外側に位置して配設されている。尚、当該半導体素子３１の配列とは、当該半導体素子３１などを封止する樹脂の流れる方向に沿う配列をいう。

そして、当該貫通孔４１に於いて対向する長辺間の距離、即ち開口幅Ｘは、樹脂封止金型に於けるキャビティの深さに対応して設定される。

当該貫通孔４１が配設された配線基板３０の一辺３０Ｅ１は、樹脂封止工程に於いて、当該配線基板３０が樹脂封止金型のキャビティ内に配置される際、当該金型に於ける樹脂注入部から遠い側、即ちエア・ベントの配設された側に位置して配置される。そして、当該貫通孔４１は、半導体素子３１などを封止する溶融樹脂の流動に対して、当該溶融樹脂が金型の内壁に衝突し逆流（還流）を生じる際、当該溶融樹脂の当該配線基板３１裏面への流動を可能とする。

尚、当該貫通孔４１は、その寸法、ならびに配線基板３０に於ける配設位置について、種々の変形をなすことができる。かかる変形例を、図５ならびに図６に示す。当該図５、図６に於いて、（ｂ）は、（ａ）に於いて破線Ｃにより囲まれた領域を拡大して示す。

［第１の変形例］
一つに、図５に示される様に、前記貫通孔を、配線基板３０の一辺３０Ｅ１に沿って、より長尺状の形態とすることができる。此処では、辺３０Ｅ１に沿って、長尺状の貫通孔５４１−１，５４１−２が２つ配設されている。この様に、長尺状の形態とすることにより、図３に示す構成に比して、開口面積を増加させることかできる。

［第２の変形例］
或いは、図６に示される様に、貫通孔６４１−１乃至６４１−１０を、配線基板３０に搭載された半導体素子３１の複数の配列に対応させて、即ち半導体素子３１の配列それぞれの端部に位置して配設することもできる。

２．本発明による半導体装置の製造方法に適用される金型
本発明にかかる半導体装置の製造方法に適用される樹脂封止用金型５０は、下金型（第１の金型）５１、ならびに主キャビティが形成された上金型（第２の金型）５２から構成される。

当該下金型５１の、上面（上金型への対向面）を図７に示し、上金型５２の、下面（下金型への対向面）を図８に示す。尚、図７及び図８にあっては、当該樹脂封止用金型５０内に収容される被処理配線基板３０に於ける樹脂封止部の外形を破線Ｂにより示し、当該樹脂封止用金型５０に於ける構成要素との位置関係を明らかなものとしている。

また、当該樹脂封止用金型５０に、前記被処理配線基板３０を装着し、型締めを行なった状態を、図９に透視平面図をもって示す。当該図９にあっても、樹脂封止用金型５０内に収容される被処理配線基板３０に於ける樹脂封止部の外形を破線Ｂにより示している。

当該図９に示される型締めがなされた封止用金型５０の線Ｌ２−Ｌ２に沿う断面を拡大し、図１０に示す。そして、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に於いて破線Ｄをもって囲まれた部位を拡大して示している。

図７に示される如く、下金型５１の上面には、被処理配線基板３０が収容・配置される配線基板搭載部５３が設けられている。当該配線基板搭載部５３の平面形状は、被処理配線基板３０の外形形状・外形寸法に対応し、またその深さは当該被処理配線基板３０の厚さに対応している。

また、当該下金型５１に於いては、前記配線基板搭載部５３から離間して貫通孔が設けられ、当該貫通孔内には中空円筒部５４が形成されている。当該中空円筒部５４は、封止用樹脂が投入されるポット部５５を構成し、当該ポット部５５内には、駆動部（図示せず）により鉛直方向に移動可能なプランジャ５６が配設されている。かかるポット部５５は、当該下金型５１に複数個（図７に示す態様では５個）配設されている。

そして、配線基板搭載部５３内には、当該配線基板搭載部５３の外周を構成する四辺のうち、前記ポット部５５から最も遠くに位置する辺、即ち注入ゲートが配設された辺と対向する辺の近傍に、当該辺に沿って、凹状の断面形状を有するオーバーフローキャビティ部３００が、所定の深さをもって配設されている。

当該オーバーフローキャビティ部３００は、溶融樹脂が上金型５１に於けるキャビティ６１内に流入する際の排気口となるエア・ベント部６２に連通している。

当該オーバーフローキャビティ部３００ならびにエア・ベント部６２は、当該配線基板搭載部５３に被処理配線基板３０が配置された際、当該配線基板３０に於ける半導体装置形成領域３１の外側であって、半導体装置非形成領域Ｚ２の下に位置するよう配設されている。

従って、被処理配線基板３０が当該配線基板搭載部５３に配置された際、当該配線基板３０に設けられた貫通孔４１は、当該オーバーフローキャビティ部３００上に位置することになる。

一方、図８に示される如く、上金型５２の下面、即ち下金型５１への対向面に於いて、前記下金型５１に於ける中空円筒部５４の上部開口穴、即ち、前記ポット部５５の開口面に対応した箇所に、カル部５７が形成されている。尚、図８に於いて、前記下金型に於ける配線基板搭載部５３に対向する部位を、二点鎖線により囲繞して示している。

図９に示される如く、樹脂封止用金型５０が型閉めされた状態に於いて、ポット部５５内で加熱溶融された封止用樹脂は、前記プランジャ５６の上昇によりカル部５７に流入される。即ち、前記ポット部５５は、カル部５７を介して、上金型５１の下面（下金型への対向面）に配設されたランナ５８に連通している。当該ランナ５８は、複数のカル部５７が共通に接続されている共通ランナ部５８ａと、上金型５１の下面に向かって先細るテーパー状の断面形状を有する複数の直線状ランナ部５８ｂとを具備する。

プランジャ５６によりポット部５５からカル部５７に流入された封止用樹脂は、共通ランナ部５８ａを充填しつつ直線状ランナ部５８ｂのそれぞれに流入する。複数の直線状ランナ５８ｂは、当該直線状ランナ５８ｂ間を相互に結ぶ如く配設されたダミーキャビティ５９に連通し、当該ダミーキャビティ５９はライン状注入ゲート部６０を介して、主（メイン）キャビティ６１に連通している。

ダミーキャビティ５９も直線状を有し、配線基板搭載部５３に搭載される被処理配線基板３０の半導体装置形成領域Ｚ１よりも外側に位置して配置される。かかる構成により、主キャビティ６１内に、封止用樹脂７０は均一に注入される。

ダミーキャビティ５９の深さ（鉛直方向の高さ）は、被処理配線基板３０の半導体装置形成領域Ｚ１の上方に位置する主キャビティ６１の深さ（鉛直方向の高さ）と同等の深さとされている。また、ライン状注入ゲート部６０の鉛直方向の高さは、主キャビティ６１の形成深さ（鉛直方向の高さ）よりも小とされる。主キャビティ６１は、その平面形状が被処理配線基板３０の形状、寸法に対応して設定されており、またその深さ（鉛直方向の高さ）は、当然半導体素子３１に接続されるボンディングワイヤ３５のループ高さを越えるものとされる。

そして、前記ライン状注入ゲート部６０に対向して、当該主キャビティ６１を構成する上金型の内側面Ｐは、被処理配線基板３０への対向部から配線基板３０の上面への接触部に対して所定の傾斜角をもって拡大する、直線状の傾斜面とされている。

図１０に示される如く、樹脂封止用金型５０内に収容・配置された被処理配線基板３１に設けられた貫通孔４１は、上金型５２に於ける主キャビティ６１を形成する当該上金型５２の内側面Ｐ、即ち当該主キャビティ６１の被処理配線基板３０への対向部から配線基板３０の上面への接触部に対して所定の傾斜角をもって延びる直線状の傾斜面に対向する如く位置する。

尚、当該上金型の内側面Ｐに於ける傾斜面と、被処理配線基板３１の主面（上面）とのなす角が４５度以下となるよう、当該傾斜面の傾斜角が設定される。

また、前述の如く、被処理配線基板３０に於ける貫通孔４１は、下金型５１に配設されたオーバーフローキャビティ部３００上に位置する。従って、前記上金型５２の傾斜した内側面Ｐ、配線基板３０に於ける貫通孔４１及びオーバーフローキャビティ部３００は、配線基板３０の主面に垂直な方向に、ほぼ重畳して位置する。

即ち、上金型５２に於いて形成された主キャビティ６１は、当該上金型５２の内側面Ｐに於ける傾斜面に近接して位置するところの被処理配線基板３０に設けられた貫通孔４１を通して、下金型５１に於けるオーバーフローキャビティ部３００に連通している。

当該貫通孔４１の開口幅Ｘ、即ち溶融樹脂の流れる方向に沿う開口の幅は、主キャビティ６１の深さ（鉛直方向の高さ）よりも大きな寸法とされる。また、前記オーバーフローキャビティ部３００の開口幅Ｘ１は、貫通孔４１の開口幅Ｘよりも大きい。更に、被処理配線基板３０と下金型５１との間には、オーバーフローキャビティ部３００に連通してエア・ベント６２が配設されている。

そして、これら上金型５２の内側面Ｐ即ち主キャビティ６１の傾斜面、被処理配線基板３０に設けられた貫通孔４１、オーバーフローキャビティ部３００、ならびにエア・ベント６２は、当該被処理配線基板３０に於ける半導体装置非形成領域Ｚ２に対応して配置されている。

この様に、主キャビティ６１を構成する上金型５２の内側面Ｐが、被処理配線基板３０への対向部から配線基板３０の上面への接触部に対して所定の傾斜角を有する直線状の傾斜面とされていることから、当該主キャビシティ６１内を流動してその内側面Ｐに到達した溶融樹脂は、当該内側面に於いて生ずる還流（逆流）の方向が大きく変えられてしまう。即ち、溶融樹脂流は、その還流（逆流）する主たる方向を、被処理配線基板３０ならびに下金型５１の方向へと変えられてしまう。

当該溶融樹脂の還流（逆流）の流れる方向に位置するところの被処理配線基板３０には、選択的に貫通孔４１が配設されており、且つ当該被処配線基板３０の下に位置する下金型５１には貫通孔４１に対応して、オーバーフローキャビティ部３００が配設されている。従って、前記傾斜面に於いて還流（逆流）を生じた溶融樹脂は、被処理配線基板３０に於ける貫通孔４１を通して、下金型５１に於けるオーバーフローキャビティ部３００内へ流入する。そして、当該オーバーフローキャビティ部３００内に受容される。

この時、貫通孔４１の開口寸法Ｘが、オーバーフローキャビティ部３００の開口幅Ｘ１よりも小であることから、当該オーバーフローキャビティ部３００内に流入した溶融樹脂が、当該貫通孔４１を通して再び主キャビティ６１内へ流入することは生じない。また、当該貫通孔４１は、被処理配線基板３０に上に搭載された半導体素子３１の配列の間に対応して配設されている。従って、当該半導体素子３１の配列の間を速やかに流れ、主キャビティ６１を構成する内側面Ｐに到達した溶融樹脂は、オーバーフローキャビティ部３００内に有効に流入する。

更に、キャビティ６１内に収容・配置された被処理配線基板３０上を溶融樹脂が流動する際、当該溶融樹脂のエア・ベント部６２方向への流動は、当該被処理配線基板３０の上面に於いて半導体素子３１が搭載されていない箇所に於ける流動のほうが、半導体素子３１が搭載されている箇所に比べ早い。

一方、図９に示される如く、貫通孔４１−１乃至４１−１１は、隣接している半導体素子３１の配列の延長線の間に、その開口中心が位置するように配設されている。従って、先にキャビティ６１の内側面Ｐに到達した溶融樹脂を、貫通孔４１−１乃至４１−１１を介して、オーバーフローキャビティ部３００内に有効に流動させることができる。

この様な金型の構成、ならびに配線基板の構成により、前記ライン状注入ゲート部６０に対向して主キャビティ６１を構成する内側面Ｐに到達した溶融樹脂が、被処理配線基板３０の方向従って当該被処理配線基板３０上に搭載された半導体素子３１方向へ還流（逆流）する量は、大きく減少する。

これにより、当該主キャビティ６１に配置された被処理配線基板３０の表面に搭載された半導体素子３１に於いて、その電極に接続されているボンディングワイヤ３５のワイヤループの変形が防止される。

従って、被処理配線基板３０に搭載された半導体素子３１を含む半導体装置を、高い製造歩留りをもって製造することができる。

尚、前記図８乃至図１０に示される上金型５２の構成にあっては、主キャビティ６１の内側面Ｐを直線状の傾斜面をもって構成しているが、当該内側面Ｐの形状を円弧状とすることもできる。即ち、図１１に示される様に、当該内側面Ｐを円弧状の傾斜面Ｐｒをもって構成することができる。かかる内側面の形状によれば、主キャビティ６１内を流動し当該内側面に到達した溶融樹脂は、半導体素子３１の置かれた方向へ流動することなく、図１１に於いて矢印をもって示すように、貫通孔４１に至り、当該貫通宛て４１を通してオーバーフローキャビティ部３００内へ流入する。

ところで、前記図７、図９及び図１０に示される下金型５１の構成にあっては、オーバーフローキャビティ部３００の最深部を被処理配線基板３０に設けられた貫通孔４１の直下に位置せしめているが、当該オーバーフローキャビティ部３００の形態はこれに限られるものではない。

即ち、図１２に示される様に、当該オーバーフローキャビティ部３００を構成する溝に於ける内側面のうち、半導体装置形成領域Ｚ１側に位置する内側面Ｑを傾斜面とし、当該傾斜面Ｑを前記貫通孔４１のほぼ直下に位置せしめる。この場合、当該オーバーフローキャビティ部３００を構成する溝は、半導体装置形成領域Ｚ１から、より遠のいた位置に配設される。かかる構成によれば、貫通孔４１を介してオーバーフローキャビティ部３００内に流入する溶融樹脂は、図１２に於いて矢印をもって示す如く、当該オーバーフローキャビティ部３００内に於ける傾斜面Ｑに沿って流動し、当該オーバーフローキャビティ部３００内に容易に収容される。

そして、貫通孔４１とオーバーフローキャビティ部３００の中央部とが異なる位置にあることから、当該オーバーフローキャビティ部３００上は、配線基板３０により有効にカバーされる。これにより、当該オーバーフローキャビティ部３００内に流入した溶融樹脂が主キャビティ６１内へ流入することが、より効果的に防止される。

また、当該オーバーフローキャビティ部３００を構成する溝は、図７或いは図１０に示される、封止用樹脂の注入部に対向する辺に配設されることに限定されない。

即ち、図１３に示される下金型５１Ｙの如く、半導体素子３１の配列に沿い且つ対向する２辺に、オーバーフローキャビティ部３００ａ，３００ｂを配設してもよい。当該対向する２辺に配設されるオーバーフローキャビティ部３００ａ，３００ｂは、半導体装置非形成領域Ｚ２に位置し、且つ前記オーバーフローキャビティ部３００の両端於いて当該オーバーフローキャビティ部３００に連通して配設される。この結果、連続するオーバーフローキャビティ部３００部は、その平面形状がコ字状を呈する。尚、対向する２辺に配設されるオーバーフローキャビティ部３００ａ，３００ｂは、同等の深さを有して配設される。そして、当該オーバーフローキャビティ部３００ａ，３００ｂのそれぞれに、エア・ベント６２が配設される。

３．本発明による半導体装置の製造方法
上述の樹脂封止用金型５０を用いた、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について、前記図９、図１０、および図１４乃至図２４を参照して説明する。

先ず、樹脂封止用金型５０の下金型５１の上面に形成された凹状の配線基板搭載部５３に、一方の主面上に複数の半導体素子３１が搭載され、当該半導体素子３１の電極と配線基板に配設された電極との間を接続するボンディングワイヤが配設された被処理配線基板３０を載置する。そして、上金型５２に於ける主キャビティ６１の内部に、前記半導体素子３１及びボンディングワイヤ３５等が受容された状態をもって、型締めを行なう。

かかる状態は、図９、図１０に示される。尚、この段階で、下金型５１ならびに上金型５２は、内蔵する加熱機構（ヒーター、図示せず）により加熱されている。

かかる状態に於いて、固形状の封止用樹脂タブレット７０Ａを、中空円筒部５４の開口部から落とし込み、ポット部５５内に、駆動部（図示せず）により鉛直方向に運動自在に配設されたプランジャ５６上に投入する。当該封止用樹脂タブレット７０Ａは、封止用樹脂であるエポキシ系樹脂、及び無機フィラー、硬化剤、離型剤等の添加物を含む。

前述の如く、下金型５１と上金型５２は、加熱機構により加熱されている為、プランジャ５６上に投入された封止用樹脂タブレット７０Ａは溶融する。

そして、前記駆動部によりプランジャ５６を上昇せしめ、溶融状態にある封止用樹脂７０を、前記主キャビティ６１内に注入する。当該封止用樹脂７０が、主キャビティ６１内へ注入されつつある状態（注入継続状態）を、図１４ならびに図１５に示す。尚、図１５（ａ）は、図１４に於いて線Ｌ３−Ｌ３をもって示す箇所の断面であり、また、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に於いて破線Ｅにより囲まれた箇所を拡大して示している。

即ち、先ず、上面に溶融樹脂７０が保持されたプランジャ５６を、前記図１０に示す状態から、上金型５２に於けるカル部５７方向に上昇せしめる。

当該樹脂装置５０にあっては、５個のプランジャ５６が配設されているが、これらのプランジャ５６は同時に上昇する。尚、当該プランジャ５６の上昇は、図示されない駆動機構により行なわれる。

プランジャ５６の上昇により、当該プランジャ５６により押圧された溶融樹脂７０は、中空円筒部５４の上部開口穴、即ちポット部５５の開口部から、上金型５１に於けるカル部５７を通して、更に当該カル部５７に連通しているランナ５８（共通ランナ部５８ａ、ランナ部５８ｂ）を通してダミーキャビティ部５９に流入する。そして、当該溶融樹脂７０は、当該ダミーキャビティ部５９内に於いて一体化されつつライン状注入ゲート部６０へ流入し、更に当該ライン状注入ゲート部６０を通して、その先端部が当該注入ゲート部６０とほぼ平行な直線状をなして、主キャビティ６１内へ流入する。

これにより、当該主キャビティ６１内に収容された被処理配線基板３０の上面に搭載されている複数個の半導体素子３１、ならびに当該半導体素子３１から導出されているボンディングワイヤ３５、ならびに当該被処理配線基板３０の上面の表出部が、当該溶融樹脂７０により被覆されてゆく。

本発明にかかる樹脂封止用金型５０にあっては、前記封止用溶融樹脂７０は、前記主キャビティ６１内を充填しつつ流動し、更にその先端部は主キャビティ６１を構成する内側面Ｐの近傍へ到達する。かかる状態を、図１５（ｂ）に示す。

この時、当該主キャビティ６１を構成する内側面Ｐが傾斜面を有することから、流入した溶融樹脂７０は、当該内側面Ｐに沿って配線基板３０に設けられた貫通孔４１方向へ流れる。そして、当該貫通孔４１を通して、下金型５１に設けられているオーバーフローキャビティ部３００内へ流入する。

これにより、前記溶融樹脂７０が、当該主キャビティ６１を構成する内側面に於いて反射、還流して、前記半導体素子３１の搭載部の方向へ流れることは、防止・抑制される。

従って、当該半導体素子３１の電極端子に接続さているボンディングワイヤ３５のワイヤループの変形、ならびに当該変形によるボンディングワイヤ相互間の接触が防止される。

この様にして、前記注入ゲート部６０から流入した溶融樹脂７０は、主キャビティ６１内に充填され、更にオーバーフローキャビティ部３００内に充填される。

かかる状態を図１６及び図１７に示す。尚、図１７（ａ）は、図１６に於いて線Ｌ４−Ｌ４をもって示す箇所の断面であり、また、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に於いて破線Ｆにより囲まれた箇所を拡大して示している。図示される如く、溶融樹脂７０の一部は、エア・ベント６２内へも流入する。即ち、ゲート部５９から、当該ゲート部５９に対向する辺に向かって流れる封止用樹脂７０の流動の均一性は高く維持される。

前記主キャビティ６１内への溶融樹脂７０の充填後、樹脂封止用金型５０に設けられている加熱機構（ヒーター）による加熱により、当該溶融樹脂７０を硬化せしめる。

しかる後、樹脂封止用金型５０の型開きを行って、一方の主面上に搭載された複数の半導体素子３１及びボンディングワイヤ３５等が樹脂封止された配線基板３０を、当該樹脂封止用金型５０から取り出す。その後、恒温槽等を用い、当該配線基板３０を例えば１５０℃〜１９０℃に加熱して、封止用樹脂７０を完全硬化せしめる。

この様な工程により、配線基板３０の一方の主面に搭載された複数個の半導体素子３１、当該半導体素子３１の電極端子から導出されたボンディングワイヤ３５、ならびに当該半導体素子３１の周囲に於ける配線基板３０の一方の主面の表出部は、封止用樹脂により被覆、即ち樹脂封止される。

一方の主面が樹脂封止された配線基板３０を、図１８及び図１９に示す。図１８（ａ）は、半導体素子３１が搭載された一方の主面を示し、図１８（ｂ）は、他方の主面（裏面）を示している。また図１９は、図１８に於いて線Ｌ５−Ｌ５をもって示す部位に於ける断面を示している。

当該図１８及び図１９に示される様に、配線基板３０の一方の主面上には、封止用樹脂として前記主キャビティ６１に対応して形成された半導体装置形成領域Ｚ１を被覆する封止用樹脂部７０Ｓ１と共に、その外側に位置して、即ち半導体装置非形成領域Ｚ２に於いて、少なくとも前記ダミーキャビティ５９内に充填された封止用樹脂からなる樹脂体７０Ｓ２、ならびに前記オーバーフローキャビティ部３００内に充填された封止用樹脂からなる樹脂体７０Ｓ３が形成されている。

当該封止用樹脂の完全硬化後、配線基板３０の他方の主面（裏面）に、個々の半導体素子に対応して、半田ボールからなる外部接続端子９１を配設する。

即ち、配線基板３０の他方の主面（裏面）を上とした状態に於いて、当該配線基板３０の裏面に配設されている電極端子に、クリーム半田を介して半田ボールを配置し、加熱溶融（リフロー）することにより外部接続用端子９１を形成する。

当該外部接続用端子９１が配設された配線基板３０の形態を、図２０に示す。当該図２０は、前記図１９に対応する部位に於ける断面であって、個々の半導体素子に対応して外部接続用端子９１が配設されている。

当該半田ボールからなる外部接続端子９１の配設工程にあっては、前記配線基板３０の主面がほぼ水平に保持される必要がある。

前述の如く、本実施の形態に於ける配線基板３０にあっては、その一方の主面に、封止樹脂体７０Ｓ１及び樹脂体７０Ｓ２が、互いに同等の高さ（厚さ）を呈して形成されている。従って、当該配線基板３０を、その一方の主面（上面）を下にして作業ステージ上に載置・保持し、他方の主面（裏面）に外部接続端子９１を配設する際に、封止樹脂体７０Ｓ１部及び樹脂体７０Ｓ２部を支持することにより、当該配線基板３０を傾斜させることなく保持することができる。これにより、当該配線基板３０の他方の主面に対する外部接続端子９１の配設を容易に行なうことができる。

尚、前記ダミィキャビティ５９が適用されず、もって樹脂体７０Ｓ２が形成されない場合であっても、封止樹脂体７０Ｓ１部が相当の広さを有することから、当該配線基板３０を傾斜させることなく保持することができる。

この様に、他方の主面（裏面）に外部接続端子９１の配設がなされた配線基板３０に対して所謂ダイシング処理を施し、当該配線基板３０を封止用樹脂７０と共にその厚さ方向に切断・分離して、個々の半導体装置に分離（個片化）する。

即ち、ダイシングソー（図示せず）を用い、図２１に於いて破線ＣＬにて描かれたダイシングラインに沿って、配線基板３０を封止用樹脂７０と共に切断して、個片化された最大５０個の半導体装置を得る。

図２１（ａ）は、半導体素子３１が搭載された一方の主面を示し、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に於いて線Ｌ６−Ｌ６をもって示す部位に於ける断面を示している。

かかるダイシング処理にあっては、被処理配線基板３０を、その他方の主面（裏面）を上とし、ダイシングテープ（図示せず）を介して作業テーブル（図示せず）上に配置して、当該配線基板３０側から封止樹脂体７０Ｓ１方向にダウンカットを行う。

かかるダウンカットによれば、配線基板３０と封止樹脂体７０Ｓ１との間に剥離を生ずることが防止される。この時、前記封止樹脂体７０Ｓ１及び樹脂体７０Ｓ２が同等の高さを有することから、配線基板３０の主面とダイシングテーブルの表面は平行となり、当該配線基板３０及び封止樹脂体７０Ｓ１のダイシング処理は容易且つ確実に行なわれる。

前述の如く、ダミィキャビティ５９が適用されず、もって樹脂体７０Ｓ２が形成されない場合でも、封止樹脂体７０Ｓ１部が相当の広さを有することから、当該配線基板３０を傾斜させることなく保持することができる。

前記配線基板３０と当該配線基板３０の一方の主面を被覆する封止樹脂体７０Ｓ１が、ダイシングラインＱに沿って、その厚さ方向にダイシング処理されることにより、個片化された半導体装置１００を、図２２に示す。

即ち、当該半導体装置１００にあっては、配線基板３０Ｓの一方の主面（上面）に、接着材３２を介して半導体素子３１が搭載され、当該半導体素子３１の電極端子と前記配線基板に配設された電極端子との間はボンディングワイヤ３５により接続されており、更に当該半導体素子３１ならびにボンディングワイヤ３５は封止用樹脂７０Ｓにより被覆されている。そして、配線基板３０Ｓの他方の主面（下面）には、外部接続用端子９１が複数個配設されている。

一方、前記図１３に示す下金型５１Ｙを適用した場合には、オーバーオーバーフローキャビティ部は、前記オーバーフローキャビティ部３００よりも容量が大きく、より多量の溶融樹脂を受容することができる。

即ち、当該下金型５１Ｙを適用した場合には、図２３に示される様に、配線基板３０の裏面に形成される樹脂部７０Ｓは、前記貫通孔４１に対応して配設されたオーバーフローキャビティ部３００に受容された樹脂部７０Ｓ６−１と、その両端部から延在するオーバーフローキャビティ部３００ａ、３００ｂに受容された樹脂部７０Ｓ６−２ならびに樹脂部７０Ｓ６−３とからなる。当該樹脂部は、略コ字状の平面形状を呈する。

当該下金型５１Ｙを適用して樹脂封止された配線基板３０の、図２３に於いて線Ｌ７−Ｌ７をもって示す箇所の断面を、図２４に示す。

図２４に示すように、樹脂封止成型用金型５０から取り出された配線基板３０の半導体装置形成領域には封止樹脂体７０Ｓ１が形成され、配線基板３０の裏面には、互いに厚さが略等しい樹脂体７０Ｓ６−１、７０Ｓ６−２及び７０Ｓ６−３が形成される。当該樹脂体７０Ｓ６−２及び７０Ｓ６−３は、樹脂体７０Ｓ６−１の両端部に於いて、当該樹脂体７０Ｓ６−１に連続している。そして、当該樹脂体７０Ｓ６−１乃至７０Ｓ６−３の上面は、配線基板３０の主面とほぼ並行な面となる。

従って、半導体素子搭載部を覆う樹脂封止体の表面に、レーザー光等により文字、数字、記号等の描画・マーキングを行う捺印工程など、樹脂封止工程後の工程に於いて、当該配線基板を作業ステージ等の主面と並行して載置、保持することができ、当該捺印工程等を容易に行うことができる。

また、捺印工程等に於いて用いられる作業ステージ等を、樹脂封止体の凹凸形状に合わせた特殊な形状にすることが不要になり、製造コストを抑制することができる。

尚、平行する樹脂体７０Ｓ６−２及び樹脂体７０Ｓ６−３の高さを等しく、且つ樹脂体７０Ｓ６−１の高さよりも高くした場合であっても、同等の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内に於いて、種々の変形及び変更が可能である。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
一方の主面に半導体素子が搭載された配線基板を、前記配線基板の一方の主面に対応するキャビティが配設された樹脂封止用金型内に配置する工程、及び
前記キャビティ内に封止用樹脂を注入して、前記配線基板の一方の主面を樹脂封止する工程を含む半導体装置の製造方法に於いて、
前記キャビティ内への封止用樹脂の注入の際、前記配線基板に選択的に配設された貫通孔を介して、封止用樹脂の一部を前記配線基板の他方の主面側に導くことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）
前記配線基板に於ける貫通孔を、前記キャビティを構成する金型に於いて封止用樹脂の流動路の終端側に位置するところの傾斜した内側面に対応して、金型内に配置することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記配線基板の一方の主面を封止する樹脂を、前記貫通孔を介して、金型内に配設されたオーバーフローキャビティ内に受容することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）
前記配線基板の一方の主面を被覆し、前記キャビティを構成する金型に於ける傾斜した内側面に達した樹脂を、前記配線基板に於ける貫通孔を介して、金型内に配設されたオーバーフローキャビティ内に受容することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記配線基板の一方の主面には、複数個の半導体素子が行列状に搭載され、当該半導体素子の電極にはボンディングワイヤが接続されていることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
前記貫通孔の短手方向の穴径長さは、前記キャビティの深さより長いことを特徴とする付記１乃至５いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）
前記複数の半導体素子は前記配線基板に行列状に配設されており、
前記封止樹脂体を形成する工程の後に、隣接する半導体素子間を切断ラインとして、前記封止樹脂体と前記配線基板とを切断する工程を更に含み、
前記配線基板に形成された前記貫通孔の略中心箇所が、前記切断ライン上に位置する箇所に位置していることを特徴とする付記１乃至６いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）
前記オーバーフローキャビティは、前記ゲート部から最も離間した箇所と、前記配線基板の対向する２辺に沿った箇所とに形成されていることを特徴とする付記１乃至７いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
（付記９）
前記配線基板の対向する２辺に沿った箇所に形成された前記オーバーフローキャビティは互いに略同じ深さを有していることを特徴とする付記８記載の半導体装置の製造方法。
（付記１０）
前記ゲート部は、前記キャビティの外周の一部に沿って、前記キャビティの高さより低い高さで連続的に形成されていることを特徴とする付記１乃至９いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。

３０ 配線基板
３１ 半導体素子
３５ ボンディングワイヤ
５０ 樹脂封止成型金型
５１ 下金型
５２ 上金型
６０ 注入ゲート部
６１ 主キャビティ
６２ エア・ベント
７０ 封止用樹脂
４１、５４１、６４１ 貫通孔
３００、３５０ オーバーフローキャビティ部

Claims (5)

1. 一方の主面に半導体素子が搭載された配線基板を、前記配線基板の一方の主面に対応するキャビティが配設された樹脂封止用金型内に配置する工程、及び
   前記キャビティ内に封止用樹脂を注入して、前記配線基板の一方の主面を樹脂封止する工程を含む半導体装置の製造方法に於いて、
   前記キャビティ内への封止用樹脂の注入の際、前記配線基板に選択的に配設された貫通孔を介して、封止用樹脂の一部を前記配線基板の他方の主面側に導くことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記配線基板に於ける貫通孔を、前記キャビティを構成する金型に於いて封止用樹脂の流動路の終端側に位置するところの傾斜した内側面に対応して、金型内に配置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。
3. 前記配線基板の一方の主面を封止する樹脂を、前記貫通孔を介して、金型内に配設されたオーバーフローキャビティ内に受容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。
4. 前記配線基板の一方の主面を被覆し、前記キャビティを構成する金型に於ける傾斜した内側面に達した樹脂を、前記配線基板に於ける貫通孔を介して、金型内に配設されたオーバーフローキャビティ内に受容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。
5. 前記配線基板の一方の主面には、複数個の半導体素子が行列状に搭載され、当該半導体素子の電極にはボンディングワイヤが接続されてい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。

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