JP2012195330A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、配線基板に設けられた複数のデバイス領域を一括して樹脂で封止する一括モールドに適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a manufacturing technique of a semiconductor device, and more particularly to a technique effectively applied to a collective mold in which a plurality of device regions provided on a wiring board are collectively sealed with a resin.
基材(配線基板)上に半導体チップを搭載して組み立てる半導体装置の組み立てにおいて、基材の表面の複数の纏まった数のデバイス領域を一括して樹脂封止し、封止後に個片化して半導体装置を組み立てる、所謂、一括モールド(一括封止)方式を適用した組み立てが知られている。 In assembling a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a base material (wiring board) and assembled, a plurality of device regions on the surface of the base material are collectively sealed with resin, and then separated into individual pieces after sealing. Assembling a semiconductor device, a so-called batch molding (collective sealing) method is known.
このような一括モールド方式を適用した半導体装置の組み立てとしては、例えば特開2004−179345号公報(特許文献1)や特開2000−124163号公報(特許文献2)にその製造方法が示されている。 As for assembling a semiconductor device to which such a collective molding method is applied, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-179345 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-124163 (Patent Document 2) show a manufacturing method thereof. Yes.
樹脂封止型の半導体装置のうち、基材(配線基板)の片面(上面、チップ搭載面)にのみ封止体が形成される半導体装置は、反り易い。この反りの原因は、封止体を構成する材料(部材)の線膨張係数が、基材を構成する材料(部材)と異なるためである。 Among resin-encapsulated semiconductor devices, a semiconductor device in which a sealing body is formed only on one side (upper surface, chip mounting surface) of a base material (wiring substrate) is likely to warp. The cause of this warp is that the linear expansion coefficient of the material (member) constituting the sealing body is different from the material (member) constituting the substrate.
この基材の反りの問題は、配線基板に設けられた複数のデバイス領域を一括して樹脂で封止する一括モールド方式を適用した場合に、特に顕著とされている。 The problem of warpage of the base material is particularly noticeable when a batch molding method in which a plurality of device regions provided on the wiring board are collectively sealed with a resin is applied.
また、封止体が形成された基材(組み立て体)が反っていると、この基材を、封止体を形成する工程(モールド工程)から次の工程に搬送する際、例えばガイドレールを用いて搬送することが困難となる。 Moreover, when the base material (assembly body) in which the sealing body is formed is warped, when the base material is transported from the process of forming the sealing body (molding process) to the next process, for example, a guide rail is used. It becomes difficult to use and convey.
なお、ガイドレール方式は、配線基板の両側の端部をレールで支持した状態で配線基板を案内しながら搬送する方式であるが、配線基板が反っていると配線基板が移動しない、あるいは移動し難くなるといった搬送不良が発生する。 The guide rail method is a method of transporting while guiding the wiring board with the ends on both sides of the wiring board supported by the rail. However, if the wiring board is warped, the wiring board does not move or moves. A conveyance failure such as difficulty occurs.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、封止体が形成された基板(組み立て体)の反りを抑制することができる技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is to provide the technique which can suppress the curvature of the board | substrate (assembly body) in which the sealing body was formed.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
代表的な実施の形態による半導体装置の製造方法は、上面及び下面のうちの一方から他方に向かって形成された第1貫通孔及び第2貫通孔と、第1貫通孔と第2貫通孔との間に設けられた複数の上面側デバイス領域と、第1貫通孔と第2貫通孔との間に設けられた複数の下面側デバイス領域とを備えた配線基板を準備する。さらに、複数の半導体チップ、複数の上面側デバイス領域、第1貫通孔及び第2貫通孔を一括して封止する上面側封止部と、上面側封止部と第1貫通孔を介して一体に形成され、かつ複数の下面側デバイス領域の外側に形成され、かつ第1貫通孔を封止する第1下面側封止部と、上面側封止部と第2貫通孔を介して一体に形成され、かつ複数の下面側デバイス領域の外側に形成され、かつ第2貫通孔を封止する第2下面側封止部とを形成する。さらに、上面側封止部、第1下面側封止部及び第2下面側封止部が形成された配線基板を、ガイドレールを用いて別の処理部に搬送することを特徴とする。 A method of manufacturing a semiconductor device according to a representative embodiment includes a first through hole and a second through hole formed from one of an upper surface and a lower surface toward the other, a first through hole, and a second through hole. A wiring board including a plurality of upper surface side device regions provided between and a plurality of lower surface side device regions provided between the first through hole and the second through hole is prepared. Furthermore, the upper surface side sealing portion that collectively seals the plurality of semiconductor chips, the plurality of upper surface side device regions, the first through hole, and the second through hole, and the upper surface side sealing portion and the first through hole A first lower surface side sealing portion that is integrally formed and formed outside the plurality of lower surface side device regions and that seals the first through hole, and is integrated with the upper surface side sealing portion and the second through hole. And a second lower surface side sealing portion that is formed outside the plurality of lower surface side device regions and seals the second through hole. Furthermore, the wiring board on which the upper surface side sealing portion, the first lower surface side sealing portion, and the second lower surface side sealing portion are formed is transported to another processing portion using a guide rail.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
封止体が形成された基板(組み立て体)の反りを抑制することができる。 Warpage of the substrate (assembly body) on which the sealing body is formed can be suppressed.
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。 Further, in the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but they are not irrelevant to each other unless otherwise specified. The other part or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。 Also, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), particularly when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number.
また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Further, in the following embodiments, regarding constituent elements and the like, when “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A” are specifically indicated that only those elements are included. It goes without saying that other elements are not excluded except in the case of such cases. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図2は図1に示す半導体装置の裏面側の構造の一例を示す裏面図、図3は図1に示す半導体装置の内部構造の一例を封止体を透過して示す平面図、図4は図3のA−A線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a plan view showing an example of the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a back view showing an example of the structure on the back side of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure cut along the line AA in FIG. 3.
まず、本実施の形態1の半導体装置について説明する。 First, the semiconductor device of the first embodiment will be described.
図1〜図4に示す本実施の形態1の半導体装置は、基材である配線基板2の上面2aに搭載された半導体チップ1が封止体4によって樹脂封止され、かつ半導体チップ1が配線基板2のボンディングリード2cとワイヤ7を介して電気的に接続されて成る半導体パッケージであり、本実施の形態1では、前記半導体装置の一例として、配線基板2の下面2bに複数の外部接続用端子である半田ボール5が、図2に示すように外周部に設けられたBGA(Ball Grid Array)9を取り上げて説明する。ただし、半田ボール5は、例えば、グリッド状(格子状)等に配置されていてもよい。
In the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the
なお、本実施の形態1のBGA9は、図5に示すような多数個取り基板10を用いて一括モールド方式により樹脂封止され、かつ樹脂封止後に個片化されて組み立てられた半導体パッケージである。
The
BGA9の詳細構成について説明すると、上面(表面、チップ搭載面)2a、上面2aに形成された複数の接続用端子であるボンディングリード2c、上面2aとは反対側の下面(裏面、実装面)2b、及び下面2bに形成された複数のランド2dを有する配線基板(BGA基板もしくはパッケージ基板等ともいう)2と、表面1a及び表面1aに形成された複数の電極パッドであるボンディングパッド1cを有し、かつ配線基板2の上面2aに搭載された半導体チップ1と、配線基板2の複数のボンディングリード2cと半導体チップ1の複数のボンディングパッド1cとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤ7と、配線基板2の複数のランド2dにそれぞれ設けられた複数の外部接続用端子である半田ボール5とを有している。
The detailed configuration of the
すなわち、BGA9は、図3及び図4に示すように、半導体チップ1が配線基板2上に搭載されているとともに配線基板2とワイヤ接続され、さらに半導体チップ1と複数のワイヤ7が樹脂製の封止体4によって封止された基板タイプの半導体パッケージである。
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the
なお、半導体チップ1は、図4に示すように、表面1aとこの表面1aとは反対側の裏面1bを有しており、この裏面1bが配線基板2の上面2aと対向するように配置され、樹脂ペースト材等のダイボンド材6によって配線基板2の上面2aに固着されている。
As shown in FIG. 4, the
ここで、半導体チップ1は、例えば、シリコンによって形成され、さらにワイヤ7は、例えば、金線である。また、封止体4を形成する封止用の樹脂3は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂である。外部接続用端子は、Sn−Pb系半田やPbフリー半田等の半田材を用いた半田ボール5である。
Here, the
また、配線基板2は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等のコア材に対して複数の配線層及び絶縁層が形成されて成る樹脂基板であり、上面2aに露出する複数のボンディングリード2c、及び下面2bに露出する複数のランド2d以外の領域は、絶縁膜であるソルダレジスト膜によって覆われている。なお、複数のボンディングリード2cや複数のランド2dを含む配線層は、例えば、銅合金から成る。
The
このように半導体チップ1のボンディングパッド1cからBGA9の外部接続用端子である半田ボール5までが、ワイヤ7、ボンディングリード2c、ビア(図示せず)及びランド2d等を介して電気的に接続されている。
In this way, the
次に、本実施の形態1のBGA(半導体装置)9の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the BGA (semiconductor device) 9 according to the first embodiment will be described.
図5は図1に示す半導体装置の組み立てで用いられる配線基板の構造の一例を示す平面図、図6は図5に示す配線基板の裏面側の構造の一例を示す裏面図である。また、図7は図1の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング時とワイヤボンディング時の構造の一例を示す斜視図、図8は図1の半導体装置の組み立てにおけるモールド時とモールドベーク時とマーク時の構造の一例を示す斜視図、図9は図1の半導体装置の組み立てにおけるボール搭載時と個片切断時と梱包・出荷時の構造の一例を示す斜視図である。さらに、図10は図1の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング後の構造の一例を示す平面図である。 5 is a plan view showing an example of the structure of the wiring board used in assembling the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a back view showing an example of the structure on the back side of the wiring board shown in FIG. 7 is a perspective view showing an example of a structure at the time of die bonding and wire bonding in the assembly of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 8 is a view at the time of molding, mold baking and marking in the assembly of the semiconductor device of FIG. FIG. 9 is a perspective view showing an example of the structure at the time of ball mounting, individual piece cutting, packing and shipping in the assembly of the semiconductor device of FIG. Further, FIG. 10 is a plan view showing an example of a structure after die bonding in the assembly of the semiconductor device of FIG.
まず、図5に示すような平面形状が長方形からなる上面(表面、チップ搭載面)10aと、図6に示すような同じく平面形状が長方形からなり、かつ上面10aとは反対側の下面(裏面、実装面)10bとを備えた多数個取り基板(配線基板)10を準備する。
First, an upper surface (surface, chip mounting surface) 10a having a rectangular shape as shown in FIG. 5 and a lower surface (back surface) having the same planar shape as shown in FIG. 6 and opposite to the
また、多数個取り基板10には、上面10a及び下面10bのうちの一方から他方に向かって形成された(上面10aと下面10bとの間に形成された)細長いスリット(貫通孔)10eと、上面10a及び下面10bのうちの一方から他方に向かって形成された(上面10aと下面10bとの間に形成された)同じく細長いスリット(貫通孔)10fとが形成されている。
The
なお、本実施の形態1では、図5及び図6に示すように、貫通孔10eと貫通孔10fは、長方形の多数個取り基板10の対向する長辺にそれぞれ沿って2つずつ形成されている。ただし、貫通孔10e,10fは、多数個取り基板10の対向する長辺にそれぞれ沿って形成されるとともに樹脂3が通ることが可能な貫通した孔であり、さらに基板の強度を著しく低下させない形状であれば、スリット状に限定されるものではなく、例えば、複数の長孔や複数の円形の孔等であってもよい。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, two through
また、多数個取り基板10の上面10a側には、図5に示すように、平面視において貫通孔10eと貫通孔10fとの間にマトリクス配置で設けられた複数の上面側デバイス領域であるデバイス領域10cと、複数のデバイス領域10cのそれぞれに形成された図3に示す複数のボンディングリード(電極パッド)2cとが形成されている。さらに、後述する図11に示す樹脂封止用の成形金型14のゲート側に対応した多数個取り基板10の長辺のみに沿って複数のゲートパターン10gが形成されている。
Further, on the
つまり、貫通孔10eと貫通孔10fのそれぞれは、多数個取り基板10の長辺に沿って設けられたゲートパターン10gが延在する延長線上に配置されている。なお、ゲートパターン10gは、例えば、メッキから成るものであり、樹脂封止後のゲートレジン19(図13参照)の剥離性を向上させるものである。
In other words, each of the through
このように貫通孔10eと貫通孔10fのそれぞれが、多数個取り基板10の長辺に沿って設けられたゲートパターン10gが延在する延長線上に配置されていることで、樹脂注入時の樹脂3がその流れに沿って貫通孔10eや貫通孔10fに入り易くなるため、樹脂3を多数個取り基板10の下面10b側に回り込み易くすることができる。
Thus, each of the through-
一方、多数個取り基板10の下面10b側には、図6に示すように、平面視において貫通孔10eと貫通孔10fとの間にマトリクス配置で設けられた複数の下面側デバイス領域であるデバイス領域10dと、複数のデバイス領域10dのそれぞれに形成された複数のランド(電極パッド)2dとが形成されている。本実施の形態1では、複数のランド2dが、各デバイス領域10dに格子状(グリッド状)に配置されている場合を例に取り上げて説明するが、複数のランド2dの数や配置形態は特に限定されるものではない(図6では便宜上、複数のランド2dが格子状に配置されている場合を図示しているが、ランド2dの配列は特に限定されるものではなく、半導体装置の品種等に応じて図2に示すような周辺配置であってもよい)。
On the other hand, on the
なお、多数個取り基板10の複数のデバイス領域10c,10dの1つが、組み立て後のBGA9の配線基板2に対応しており、したがって、多数個取り基板10も、例えば、ガラスエポキシ樹脂等のコア材に対して複数の配線層及び絶縁層が形成されて成る樹脂基板である。
One of the plurality of
また、図5及び図6に示すように、多数個取り基板10の対向する長辺の周縁部には、位置決め用またはガイド用の孔部10hが複数個形成されている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of positioning or guide
以上のような多数個取り基板10を準備した後、図7のステップS1に示すダイボンディングを行う。ここでは、図10に示すように、多数個取り基板10の上面10aの複数のデバイス領域(上面側デバイス領域)10cに、裏面1bが多数個取り基板10の上面10aと対向するように複数の半導体チップ1をそれぞれ搭載する。ここで、半導体チップ1は、図3及び図4に示すように、表面1a、表面1aに形成された複数のボンディングパッド1c、表面1aとは反対側の裏面1bを有している。
After preparing the
なお、ダイボンディング工程では、図7のステップS1に示すように、まず、ヒートステージ8上に多数個取り基板10を載置し、その後、コレット11によって半導体チップ1を保持(例えば、真空吸着保持等)して搬送し、図5に示す各デバイス領域10cに載置する。コレット11によって半導体チップ1を基板上に移載する際には、予め、多数個取り基板10の各デバイス領域10cに、図4に示すダイボンド材6(例えば、樹脂ペースト材等)を塗布しておく。
In the die bonding process, as shown in step S1 of FIG. 7, first, the
ダイボンディング完了後、図7のステップS2に示すワイヤボンディングを行う。ここでは、多数個取り基板10に搭載された図3に示す半導体チップ1のボンディングパッド1cと多数個取り基板10(配線基板2)のボンディングリード2cとをワイヤ7を介して電気的に接続する。ワイヤボンディング工程では、図7に示すように、まず、ヒートステージ12上に多数個取り基板10を載置し、キャピラリ等のボンディングツール13を用いて半導体チップ1と多数個取り基板10とをワイヤ7によって電気的に接続する。
After completion of die bonding, wire bonding shown in step S2 of FIG. 7 is performed. Here, the
ワイヤボンディング完了後、図8のステップS3に示すモールドを行う。 After the wire bonding is completed, the molding shown in step S3 in FIG. 8 is performed.
図11は図1の半導体装置の組み立てのモールド工程で用いられる成形金型の構造の一例を示す部分断面図、図12は図1の半導体装置の組み立てにおける樹脂モールド後の組み立て体の構造の一例を示す平面図、図13は図12のA−A線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図14は図12のB−B線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。また、図15は図1の半導体装置の組み立てのモールドベーク工程における組み立て体のラック収納状態の一例を示す部分断面図、図16は図15のA−A線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図17は図1の半導体装置の組み立てのマーク工程におけるレーザ照射状態の一例を示す断面図である。 11 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure of a molding die used in the molding process of assembling the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 12 is an example of the structure of the assembly after resin molding in the assembly of the semiconductor device of FIG. FIG. 13 is a sectional view showing an example of the structure cut along the line AA in FIG. 12, and FIG. 14 is a sectional view showing an example of the structure cut along the line BB in FIG. It is. 15 is a partial cross-sectional view showing an example of the rack storage state of the assembly in the mold baking process for assembling the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 16 shows an example of the structure cut along the line AA in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a laser irradiation state in the mark process for assembling the semiconductor device of FIG.
モールド工程では、まず、図11に示すような樹脂封止用の成形金型14を準備する。本実施の形態1の成形金型14は、一対を成すとともに相互に対向して配置される上型(金型)15と下型(金型)16を備えており、上型15には、図4に示す封止体4を形成するための主キャビティ(上面用凹部)15a、主キャビティ15aに樹脂3を供給するための樹脂注入口であるゲート15d、主キャビティ15aのゲート側の隣に配置された上面ゲート側キャビティ(上面用凹部)15b、主キャビティ15aと上面ゲート側キャビティ15bとの間に設けられた上面ゲート側突出部(突出部)15c、及び主キャビティ15aに繋がり、かつ主キャビティ15a内のエアを送り出すエアベント15eが形成されている。
In the molding step, first, a
さらに、上型15には、封止用の樹脂3の流路となり、かつゲート15dに繋がるランナ15fやカル15gが形成されている。なお、ゲート15dは上面ゲート側キャビティ15bに繋がっており、ゲート15dから注入された樹脂3は上面ゲート側キャビティ15bを介して主キャビティ15aに充填される。
Further, the
一方、上型15と対向して配置される下型16は、主キャビティ15aと対向して配置される基板載置面16a、上面ゲート側キャビティ15bと対向し、かつ基板載置面16aのゲート側の隣に形成された下面ゲート側キャビティ(下面用凹部)16b、及び基板載置面16aのエアベント側の隣に形成された下面エアベント側キャビティ(下面用凹部)16cを有している。
On the other hand, the
さらに、下型16には、硬化状(タブレット状)の樹脂3を収納するとともに溶融状態の樹脂3をランナ15fに向けて押し出すポット16d及びプランジャ16eが設けられ、また、樹脂充填中に多数個取り基板10を吸着支持するための吸引通路16fが形成されている。吸引通路16fは、基板載置面16aに開口しており、モールド時に多数個取り基板10を真空吸着可能な構造となっている。
Further, the
なお、上面ゲート側キャビティ15b、上面ゲート側突出部15c、下面ゲート側キャビティ16b及び下面エアベント側キャビティ16cは、基板載置面16a上に載置される多数個取り基板10の長手方向に沿って細長く形成されている。
The upper surface
すなわち、下面ゲート側キャビティ16bは、基板載置面16aに載置された状態の多数個取り基板10の一列に並んだ2つ分の貫通孔10eに対応するように細長く延在した形状に形成されている。同様に、下面エアベント側キャビティ16cも、多数個取り基板10の一列に並んだ2つ分の貫通孔10fに対応するように細長く延在した形状に形成されている。さらに、上面ゲート側キャビティ15bは下面ゲート側キャビティ16bに対向する位置に同様に細長く延在した形状に形成されている。
That is, the lower
また、上面ゲート側突出部15cは、上型キャビティを、主キャビティ15aと上面ゲート側キャビティ15bとに分割するように突出して形成されている。ただし、図11に示すように金型クランプ時に、多数個取り基板10に接触しないような突出量で形成されている。つまり、金型クランプ時に、上面ゲート側突出部15cの先端と多数個取り基板10との間に所望の隙間が形成されるような突出量で上面ゲート側突出部15cは形成されており、前記隙間を介して主キャビティ15aと上面ゲート側キャビティ15bとが連通している。
The upper gate-
なお、上面ゲート側突出部15cは、金型クランプ時に、多数個取り基板10に接触するような突出量で形成されていてもよく、その場合には、主キャビティ15aと上面ゲート側キャビティ15bとが多数個取り基板10のデバイス領域10c(デバイス領域10d)の外側の周縁部の領域の何れかで連通していればよい。
The upper gate-
以上のような構造の成形金型14を準備し、その後、下型16の基板載置面16aに多数個取り基板10を載置する。
The molding die 14 having the above structure is prepared, and then the
詳細には、平面視において多数個取り基板10の複数のデバイス領域10cが主キャビティ15aの内側に位置し、かつ平面視において上面ゲート側突出部15cが複数のデバイス領域10cの外側(複数のデバイス領域10cと貫通孔10eとの間)に位置し、かつ平面視において貫通孔10eが下面ゲート側キャビティ16bの内側に位置し、かつ平面視において貫通孔10fが下面エアベント側キャビティ16cの内側に位置し、かつ多数個取り基板10の下面10bが下型16と対向するように、多数個取り基板10を上型15と下型16との間に配置する。その後、吸引通路16fを介して多数個取り基板10を基板載置面16aで真空吸着保持する。
Specifically, the plurality of
基板配置後、上型15と下型16をクランプ(型締め)する。前記クランプが行われると、多数個取り基板10の図5に示す長辺10iに沿って複数のゲート15dが配置され、かつそれぞれスリット状の貫通孔10e及び貫通孔10fは、長辺10i及びこの長辺10iに対向する長辺10jに沿って配置される。
After the substrate is placed, the
また、成形金型14のクランプにより、多数個取り基板10の上面10aの複数のデバイス領域10cが、図11に示すように上型15の主キャビティ15aによって覆われた状態となる。
Further, the plurality of
その後、下型16によって多数個取り基板10が、例えば170℃程度に加熱された状態で、ポット16d内で溶融された樹脂3をプランジャ16eによって押し出して、ランナ15fやゲート15dを介してキャビティ内に樹脂3を供給して樹脂充填を行う。
Thereafter, in a state where the
その際、ゲート15dから樹脂3を注入すると、樹脂3は、まず、上面ゲート側キャビティ15bに入り、その後、主キャビティ15aにも入る。さらに、多数個取り基板10の貫通孔10eを通って下面ゲート側キャビティ16bにも入る。また、主キャビティ15aを移った樹脂3は、その後、下面エアベント側キャビティ16cにも入る。このようにゲート15dから注入された樹脂3は、上面ゲート側キャビティ15b、下面ゲート側キャビティ16b、主キャビティ15a、下面エアベント側キャビティ16cを順次充填するとともに、樹脂3の流れで主キャビティ15aから押し出された気泡(エア)は、エアベント15eに送り出される。
At this time, when the
これにより、図12〜図14に示すような複数の半導体チップ1、図5の複数のデバイス領域10c、貫通孔10e及び貫通孔10fを一括して封止する上面側封止部17と、上面側封止部17と貫通孔10eを介して一体に形成され、かつ図6の下面10bにおいて複数のデバイス領域10dの外側に形成され、かつ貫通孔10eを封止するゲート側下面封止部(下面側封止部、補強封止部、下面側周辺封止部)18aと、上面側封止部17と貫通孔10fを介して一体に形成され、かつ下面10bにおいて複数のデバイス領域10dの外側に形成され、かつ貫通孔10fを封止するエアベント側下面封止部(下面側封止部、補強封止部、下面側周辺封止部)18bとが形成される。
Thereby, the upper surface
なお、上面側封止部17は、複数の半導体チップ1、複数のデバイス領域10c及び貫通孔10fを一括して封止する本体封止部17aと、本体封止部17aと一体に形成され、かつ複数のデバイス領域10cの外側に設けられた貫通孔10eを封止する第1周辺封止部(上面側周辺封止部)であるゲート側周辺封止部17bとを有している。本体封止部17aは、図11の主キャビティ15aによって形成され、ゲート側周辺封止部17bは、上面ゲート側キャビティ15bによって形成される。
The upper surface
また、図12及び図13に示すように、本体封止部17aとゲート側周辺封止部17bとの間には凹部17dが形成されている。この凹部17dは、上面ゲート側突出部15cによって形成される。なお、凹部17dの下には凹部封止部17eが形成されている。したがって、凹部封止部17eは、本体封止部17aとゲート側周辺封止部17bとの間に位置しており、その厚さは、本体封止部17aやゲート側周辺封止部17bよりも遥かに薄い。
As shown in FIGS. 12 and 13, a
また、下面10b側には、ゲート側下面封止部18aとエアベント側下面封止部18bとが形成されており、ゲート側下面封止部18a及びエアベント側下面封止部18bは、多数個取り基板10の長辺10i,10jのみに沿って形成されており、短辺に沿っては形成されていない。つまり、多数個取り基板10の下面10b側に形成されるゲート側下面封止部18a及びエアベント側下面封止部18bは、多数個取り基板10の長手方向にだけ沿って形成される。
Further, a gate side lower
ここで、本実施の形態1のモールドの特徴について説明する。 Here, the characteristics of the mold according to the first embodiment will be described.
本実施の形態1のモールド工程における樹脂充填では、ゲート15dからキャビティに注入した樹脂3を多数個取り基板10のスリット状の貫通孔10eに通して下面10b側のフローキャビティ(樹脂溜まり)である下面ゲート側キャビティ16bに流し込んでゲート側下面封止部18aを形成している。同様にエアベント側においても、樹脂3を多数個取り基板10のスリット状の貫通孔10fに通してフローキャビティである下面エアベント側キャビティ16cに流し込んでエアベント側下面封止部18bを形成している。
In the resin filling in the molding process of the first embodiment, the
したがって、多数個取り基板10に形成される貫通孔10e,10fは、樹脂3が通る程度の大きさの孔であれば、スリット状でも良いし、あるいは複数の小孔であっても良く、少なくともゲート15dの延長線上に貫通孔10e,10fが設けられていることが好ましい。
Therefore, the through-
貫通孔10e,10fがスリット状である場合、キャビティ内に残存するエアが抜け易くなって(キャビティ内に残存し難くなって)ボイド対策として有効である。また、貫通孔10e,10fが複数の小孔である場合には、スリット状である場合に比較して多数個取り基板10の強度を高めることができる。
When the through
以上のように多数個取り基板10に貫通孔10e,10fを形成し、かつ成形金型14の下型16に下面ゲート側キャビティ16bや下面エアベント側キャビティ16cが形成されたことで、多数個取り基板(配線基板2)10の上面(表面、チップ搭載面)10a側の本体封止部17aやゲート側周辺封止部17bだけでなく、下面(裏面、実装面)10b側にもゲート側下面封止部18aやエアベント側下面封止部18bが形成されるため、多数個取り基板10の下面10b側にも熱膨張または熱収縮による応力を発生させることができる。
As described above, through
これにより、多数個取り基板10の両面において発生する応力のバランスを取ることができ、本体封止部17a等の封止部が形成された多数個取り基板(組み立て体)10の反りを抑制(低減)することができる。
Thereby, the stress which generate | occur | produces in both surfaces of the multi-cavity board |
また、成形金型14の上型15と下型16をクランプすることで形成されるキャビティ内において、ゲート15d側を流れる樹脂3の充填圧力は、エアベント15e側を流れる樹脂3の充填圧力に比べて高い(大きい)。そこで、上型15に形成されたキャビティ(凹部)において、平面視において複数のデバイス領域10cを包含する領域とこの領域の外側(周縁部)との間と重なる位置に上面ゲート側突出部15cを形成しておくことで、このキャビティのうちの複数のデバイス領域10cを封止する部分(主キャビティ15a(上面用凹部、本体封止部用凹部))に樹脂3が供給される際、樹脂3の流速を低下させることができる。
Further, in the cavity formed by clamping the
これにより、ゲート15d側に位置するデバイス領域10cに形成されたワイヤ7に加わる樹脂3の充填圧力を低減することができ、ワイヤ7が流れてしまう問題を抑制することができる。
Thereby, the filling pressure of the
すなわち、ゲート15dからキャビティ内に注入された樹脂3の流速を上面ゲート側突出部15cによって一度落として、ゲート15d近傍のワイヤ7にかかる応力の低減化を図る(樹脂注入圧力の均一化を図る)。これにより、ワイヤ7が変形してしまう問題を抑制できるとともに、ワイヤ7が流れてしまう問題についても抑制することができる。近年、ワイヤ7の線径が細くなる傾向にあるため、ワイヤ変形やワイヤ流れが発生し易くなっており、ワイヤ変形やワイヤ流れの問題に対する対策として非常に有効である。
That is, the flow rate of the
さらに、貫通孔10eと下面ゲート側キャビティ16bが設けられたことで、ゲート15dから注入された樹脂3をすぐに下面ゲート側キャビティ16bに流し込むことができ、ゲート15dからの樹脂注入圧力を分散させて抑えることができる。
Further, since the through
これにより、ワイヤ変形やワイヤ流れの発生を抑制することができる。 Thereby, generation | occurrence | production of a wire deformation | transformation and a wire flow can be suppressed.
一方、ゲート15dから遠い位置(エアベント15e側)では、注入された樹脂3の流速がさらに低下するため、封止する領域(デバイス領域10c)が大きい場合には、エアベント15e側(平面視において複数のデバイス領域10cを包含する領域とこの領域の外側(周縁部)との間と重なる位置)における樹脂3の充填圧力が低下し、上型15のキャビティ内に残存する空気(ボイド)を除去することが困難となる。
On the other hand, at a position far from the
そこで、本実施の形態1のように、エアベント15e側には前述の上面ゲート側突出部15cのような突起を形成しないことで、エアベント15e側における樹脂3の流速の更なる低下を抑制することができ、確実に下型16に形成された凹部である下面エアベント側キャビティ16cにまで樹脂3を供給することができる。
Therefore, unlike the first embodiment, the
すなわち、エアベント15e側には前述の突起が設けられず、かつ貫通孔10fと下面エアベント側キャビティ16cが設けられたことで、下面エアベント側キャビティ16cまで勢いよく樹脂3を流し込むことができ、キャビティ内の空気(ボイド)を排出させることができる。
That is, since the above-mentioned protrusion is not provided on the
これにより、ボイドの低減化を図ることができる。 Thereby, reduction of a void can be achieved.
また、ゲート側下面封止部18aとエアベント側下面封止部18bは、多数個取り基板10の長辺10i,10jのみに沿って形成されており、短辺に沿っては形成されていない。これは、多数個取り基板10において短辺方向よりも長辺方向に対する反りが顕著なためである。
Further, the gate side lower
したがって、多数個取り基板10の下面10b側において、ゲート側下面封止部18aとエアベント側下面封止部18bは環状などで繋がっていることはなく、下面10bにおいては両者が分離されている。すなわち、ゲート側下面封止部18aを形成するための下面ゲート側キャビティ16bは、エアベント側下面封止部18bを形成するための下面エアベント側キャビティ16cと直接繋がっていない。そのため、主キャビティ(上面用凹部)15a内に樹脂が完全に充填される前に、エアベント側に位置する下面エアベント側キャビティ16c内に樹脂が先に供給されることはないため、供給された樹脂がエアベント側からゲート側に向かって逆流しない。これにより、形成される封止部内にボイド(空気)が残存し難くなる。
Therefore, on the
これにより、先に下面ゲート側キャビティ16bに流れ込んだ樹脂3が下面10b側から上面10a側に逆流することを防止でき、ボイドの逆流を防止することができる。
Thereby, it is possible to prevent the
以上のようにモールドが完了すると、図8のステップS3に示すように、多数個取り基板10上に、上面側封止部17と一体でゲートレジン19、カルレジン20及びランナレジン21等も形成される。
When the molding is completed as described above, as shown in step S3 of FIG. 8, the
モールド完了後、図8のステップS4に示すモールドベークを行う。すなわち、モールドによって上面側封止部17である本体封止部17aやゲート側周辺封止部17b、さらにゲート側下面封止部18aやエアベント側下面封止部18bが形成された多数個取り基板(組み立て体)10を、複数の支持部22aを有するラック22の支持部22a上に載置してラック22に収納し、この状態でベーク処理を行う。
After the completion of molding, mold baking shown in step S4 in FIG. 8 is performed. That is, the multi-piece substrate in which the main
なお、ラック22は箱型であり、複数の多数個取り基板10を垂直方向に略等間隔で収納可能なように左右の内壁に略等間隔に支持部22aが設けられており、図15及び図16に示すように多数個取り基板10の図5に示す長辺10i,10j側(幅方向)の両端を支持部22aによって支持する構造となっている。
The
つまり、本実施の形態1のラック22では、多数個取り基板10の取り出し・収納を、多数個取り基板10をスライドさせるだけで容易に行うことができるようにガイドレール式を採用している。これにより、例えば、ラック22に多数個取り基板10を収納する前後の処理工程がガイドレール式の搬送形態であっても、多数個取り基板10のガイドレール25への移し替えが基板をスライドさせるだけであるため、多数個取り基板10のラック22への収納及び取り出しを容易に行うことができる。
That is, the
モールドベーク終了後、図8のステップS5に示すマークを行う。 After the mold baking, the mark shown in step S5 in FIG. 8 is performed.
本実施の形態1では、モールドベーク終了後、多数個取り基板(組み立て体)10をガイドレール25を用いてマーク工程のマーク処理部(別の処理部または他の処理部)24に搬送し、このマーク処理部24で多数個取り基板10上の上面側封止部17にマーキングを行う。
In the first embodiment, after mold baking, the multi-piece substrate (assembly) 10 is conveyed to the mark processing section (another processing section or other processing section) 24 of the marking process using the
詳細には、ラック22の開口部にガイドレール25を連結し、ラック22の支持部22aとガイドレール25の高さを合わせて多数個取り基板10をスライドさせてラック22から搬出し、そのままガイドレール25に搬入して、その後、ガイドレール25の案内で多数個取り基板10をマーク工程のマーク処理部(別の処理部)24に搬送し、多数個取り基板10上の上面側封止部17の本体封止部17aにマーキングを行う。その際、1枚多数個取り基板10を搬出するごとにラック22を上下動させて支持部22aとガイドレール25の高さ位置を合わせ直し、ラック22から順次、1枚ずつ多数個取り基板10をガイドレール25上に搬出する。
More specifically, the
ここで、本実施の形態1において、多数個取り基板(組み立て体)10を搬送する際に、ガイドレール方式を採用する理由について説明する。 Here, the reason why the guide rail system is adopted when the multi-piece substrate (assembly) 10 is transported in the first embodiment will be described.
まず、ガイドレール方式を用いた搬送方法の効果について説明する。ガイドレール方式では、前述のようにラック22から多数個取り基板(配線基板)10を取り出すことが容易である。すなわち、ガイドレール25に連結可能な支持部22aを備えたラック22(ガイド付きラック)を用いることで、ガイドレール25にラック22を連結してそのまま多数個取り基板10をスライドさせるだけで取り出すことが可能であり、したがって、ガイドレール25に多数個取り基板10を移し易い。
First, the effect of the conveyance method using a guide rail system is demonstrated. In the guide rail system, as described above, it is easy to take out the multi-piece substrate (wiring substrate) 10 from the
また、吸着搬送方式に比較して多数個取り基板10の位置合わせが容易である。すなわち、ガイドレール方式の場合、多数個取り基板10の両端部を支持しているため、吸着搬送方式に比較して多数個取り基板10の位置決めを行い易い。例えば、ガイドレール方式の基板の位置決め方法の一例として、多数個取り基板10の両端部の位置決め孔に位置決めピンを挿入して位置決めを行う方法があるが、その際、ガイドレール25に位置決めピンを設けておくことで、ガイドレール25上をスライドさせて位置決め孔に位置決めピンを挿入することになり、容易に多数個取り基板10の位置決めを行うことができる。
In addition, the alignment of the
しかしながら、吸着搬送方式の場合には、位置決めピンに対して多数個取り基板10を上方から下降させて基板の位置決め孔に位置決めピンを挿入しなければならず、基板の位置決め孔に位置決めピンを挿入すること自体が困難である。
However, in the case of the suction conveyance method, the
さらに、ガイドレール方式は、多数個取り基板10の両端部のみをガイドレール25によって支持する支持方式であり、基板の中央部付近はガイドレール25で塞がれることなく開口して露出しているため、マーク工程等において、ガイドレール25で支持されたそのままの状態でレーザーマークを行うことができる。すなわち、ラック22から多数個取り基板10を取り出した後、ガイドレール25の案内でマーク工程のマーク処理部24まで多数個取り基板10を搬送し、そのままガイドレール25によって支持された状態ですぐにマーキングを行うことができ、効率良くマーキングを行える。
Further, the guide rail system is a support system in which only the both end portions of the
また、ガイドレール方式の場合、封止部が形成された比較的重い多数個取り基板10等であっても搬送することが可能であり、耐荷重性が高い。しかしながら、吸着搬送方式では、基板が重くなると落下して搬送不良を引き起こすことがある。
In the case of the guide rail system, even a relatively heavy
ここで、基板搬送におけるガイドレール方式以外の搬送方式について説明する。 Here, conveyance methods other than the guide rail method in substrate conveyance will be described.
多数個取り基板10等の基板を次(別)の工程に搬送する手段としては、例えば、吸着ノズルにより基板を吸着した状態で搬送する方式(吸着搬送方式)、アームによって基板の周縁部を保持した状態で搬送する方式(アーム搬送方式)、さらには、ベルトコンベアによって基板を搬送する方式(ベルトコンベア方式)等もある。
As a means for transporting the substrate such as the
しかしながら、何れの方式も、一度、ラック22から基板を取り出さなくてはならないため、製造工程を簡略化することが困難である。また、吸着搬送方式に関しては、基板に反りが生じている場合、反った基板(ここでは、封止部の表面)に吸着ノズルを接触させて、真空吸着によって基板を保持することになるが、この吸着ノズルと基板(ここでは、封止体の表面)との間に隙間が生じないように、吸着ノズルを基板に押し付けなければならない。しかしながら、この荷重が強すぎると、基板にクラックが発生するため、吸着搬送方式では反った基板の搬送はさらに困難である。
However, in any method, since it is necessary to take out the substrate from the
したがって、本実施の形態1で採用するガイドレール方式は、ラック22からの多数個取り基板10の取り出しと移し替えが容易であり、さらに位置合わせの容易性や耐荷重性の高さ等を考慮すると、基板搬送における信頼性の高さ(基板の耐クラック性)も含めて、基板搬送において非常に多くの効果が得られ、必然性が高いと言える。
Therefore, the guide rail method employed in the first embodiment allows easy removal and transfer of the
なお、マーク工程では、図17に示すように、ガイドレール25によって多数個取り基板10の幅方向の両端を支持した状態で多数個取り基板10上の上面側封止部17にマーキングを行う。すなわち、ガイドレール25を用いてマーク工程のマーク処理部24まで多数個取り基板(組み立て体)10を搬送した後、ガイドレール25で多数個取り基板10を支持したそのままの状態でマーキングを行う。
In the marking step, as shown in FIG. 17, marking is performed on the upper surface
前記マーキングは、例えば、ガイドレール25の上方に設置されたレーザマーカ23から多数個取り基板10に形成された上面側封止部17の本体封止部17aに向けてレーザ23aを照射して行う。
The marking is performed, for example, by irradiating the
本実施の形態1では多数個取り基板10の搬送にガイドレール方式を用いているため、ラック22から取り出した多数個取り基板10をガイドレール25の案内によってマーク工程のマーク処理部24まで素早く搬送することができ、さらに、そのままガイドレール25によって支持された状態でマーキングを行うことができるため、マーク処理を効率良く行うことができる。
In the first embodiment, since the guide rail system is used for transporting the
すなわち、BGA9の組み立てでは、モールドベーク後にマーク工程があり、このマーク工程においても位置合わせが必要であるが、本実施の形態1では、モールドベーク工程からマーク工程までの多数個取り基板(組み立て体)10の搬送にガイドレール方式を採用することで、前述のようにラック22から取り出した多数個取り基板10をガイドレール25の案内によってマーク工程まで素早く搬送できるとともに、そのままガイドレール25によって支持された状態でマーキングを行うことができる。したがって、ガイドレール25での搬送時の多数個取り基板10の搬送不良を低減できるように、多数個取り基板10の反り対策(多数個取り基板10の表裏両面に封止部を設ける)が非常に重要となる。
That is, in assembling the
マーク工程でのマーク処理終了後、図9に示すステップS6のボール搭載を行う。すなわち、ボール付け工程において、多数個取り基板10の下面10bの複数のランド2dのそれぞれに半田ボール5を設ける。例えば、複数の半田ボール5を平板等を用いて吸着してそのまま搭載するボール吸着方式によって半田ボール5を設ける。このボール付け工程においても、多数個取り基板(組み立て体)10の表裏両面に封止部を設けることで多数個取り基板10の反りが低減化されているため、半田ボール5を搭載する際の位置ずれを低減することができ、多数個取り基板10の全てのランド2dに対して半田ボール5を均等に配置することができる。
After completion of the mark process in the mark process, ball mounting in step S6 shown in FIG. 9 is performed. That is, in the ball attaching step, the
ボール搭載後、図9に示すステップS7の個片切断を行う。すなわち、ダイシング工程のダイシングステージ26上に多数個取り基板10を載置し、ブレード27を走行させて上面側封止部17と多数個取り基板10とを一緒に切断して個々のBGA9への個片化を行う。ただし、切断は多数個取り基板10をテープに貼り付けた状態で行われ、前記テープは切断しないため、個々のBGA9にばらけることは無く、各BGA9が前記テープに貼り付けられた状態となる。
After mounting the ball, individual pieces are cut in step S7 shown in FIG. In other words, the
なお、前記個片切断工程においても、多数個取り基板(組み立て体)10の表裏両面に封止部を設けることで多数個取り基板10の反りが低減化されているため、ブレード27を用いて個片化搭載する際の位置ずれを低減することができる。
In the individual piece cutting step, since the warpage of the
個片切断終了後、図9のステップS8に示す梱包・出荷を行う。ここでは、切断後の多数個取り基板10(テープに貼り付けられた切断後の各BGA9)を梱包袋28に収納して出荷を行う。
After completion of the piece cutting, packing and shipment shown in step S8 of FIG. 9 are performed. Here, the cut multi-chip substrate 10 (each
なお、本実施の形態1のガイドレール方式による基板搬送では、多数個取り基板10に反りが形成されていると、搬送不良を引き起こす可能性が高い。このことについて、図24乃至図26を用いて詳細に説明する。ここで、図24は本願発明者が比較検討した比較例の半導体装置の組み立てにおける組み立て体のラック収納状態を示す部分断面図、図25は図24のA−A線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図26は図24のB−B線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図24〜図26に示すように、上面側封止部17が形成された多数個取り基板(組み立て体)50をラック22内に収納する際にも、多数個取り基板50が反っていると、ラック22の支持部22a(ガイドレール)に多数個取り基板50が当たるもしくは擦る等して多数個取り基板50の収納・取り出し時に搬送不良が発生する。特に、平面形状が長方形の多数個取り基板50では、図24に示すように、長手方向(長辺)に対して反りが顕著に発生し、その結果、図25に示す箇所では、多数個取り基板50の幅方向の両端がラック22の支持部22aによって支持されているものの、図26に示す箇所では、多数個取り基板50が支持部22aから浮いた状態となる。そこで、ガイドレール25の上下のレール間隔を広くすることでこの搬送不良を低減する方法も考えられるが、多数個取り基板10の反りが大きいとレール自体から多数個取り基板10が外れて落下するおそれがあるため、ガイドレール25の上下のレール間隔を広くすることは好ましくない。
In the substrate conveyance by the guide rail system of the first embodiment, if the
一方、本実施の形態では、上記のように、多数個取り基板(配線基板2)10の上面(表面、チップ搭載面)10a側だけでなく、下面(裏面、実装面)10b側にも封止部(ゲート側下面封止部18a、エアベント側下面封止部18b)を形成しているため、多数個取り基板10の両面において発生する応力のバランスを取ることができ、多数個取り基板(組み立て体)10の反りを抑制(低減)することができる。これにより、ガイドレール25を用いた搬送方法を適用することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, not only the upper surface (front surface, chip mounting surface) 10a side of the multi-piece substrate (wiring substrate 2) 10 but also the lower surface (back surface, mounting surface) 10b side is sealed. Since the stop portions (the gate side lower
(実施の形態2)
図18は本発明の実施の形態2の半導体装置の組み立てにおける樹脂モールド後の組み立て体の構造の一例を示す平面図、図19は図18のA−A線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図20は本発明の実施の形態2の半導体装置の組み立てのモールド工程で用いられる成形金型の構造の一例を示す部分断面図である。さらに、図21は本発明の実施の形態2の半導体装置の組み立てにおける第1変形例の樹脂モールド後の組み立て体の構造を示す平面図、図22は本発明の実施の形態2の半導体装置の組み立てにおける第2変形例の樹脂モールド後の組み立て体の構造を示す断面図、図23は本発明の実施の形態2の第3変形例の構造を示す断面図である。
(Embodiment 2)
18 is a plan view showing an example of the structure of the assembly after resin molding in the assembly of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 19 is an example of the structure cut along the line AA in FIG. FIG. 20 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure of a molding die used in the molding process for assembling the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Further, FIG. 21 is a plan view showing the structure of the assembly after resin molding of the first modified example in the assembly of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 22 shows the structure of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the structure of the assembly body after the resin molding of the 2nd modification in an assembly, FIG. 23 is sectional drawing which shows the structure of the 3rd modification of
本実施の形態2は、図18及び図19に示すように、多数個取り基板10の上面側封止部17においてゲート側の凹部17dと同様に、エアベント側にも凹部(封止部に形成された溝または絞り)17fが形成されているものであり、したがって、本体封止部17aの外側に第2周辺封止部であるエアベント側周辺封止部17cが形成されている。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 18 and 19, in the upper surface
これは、封止部の表面において、一方の側(ゲート側)にのみ凹部(溝または絞り)17dが形成されていると、封止部に生じる応力のバランスが不安定となるおそれがあり、そこで、封止部が形成された多数個取り基板(組み立て体)10の平坦性をより向上させることに着目した場合は、多数個取り基板10の封止部の幅方向におけるエアベント側にも凹部(溝や絞り)17fを形成しておくことが、基板の反りに対しても好ましいというものである。
This is because if the concave portion (groove or diaphragm) 17d is formed only on one side (gate side) on the surface of the sealing portion, the balance of stress generated in the sealing portion may become unstable. Therefore, when attention is paid to further improving the flatness of the multi-piece substrate (assembly) 10 on which the sealing portion is formed, the concave portion is also formed on the air vent side in the width direction of the sealing portion of the
したがって、上面側封止部17は、複数の半導体チップ1及び複数のデバイス領域10cを一括して封止する本体封止部17aと、本体封止部17aと一体に形成され、かつ、複数のデバイス領域10cの外側に設けられた貫通孔10eを封止するゲート側周辺封止部(第1周辺封止部)17bと、本体封止部17aと一体に形成され、かつ、複数のデバイス領域10cの外側に設けられた貫通孔10fを封止するエアベント側周辺封止部(第2周辺封止部)17cとを有している。
Therefore, the upper surface
さらに、本体封止部17aとエアベント側周辺封止部17cとの間には凹部17fが形成されており、この凹部17fの下方には、ゲート側と同様に凹部封止部17gが形成されている。凹部封止部17gの厚さは、本体封止部17aやエアベント側周辺封止部17cよりも薄い。
Further, a
また、図18及び図19に示すように、ゲート側周辺封止部17bとエアベント側周辺封止部17cは、互いに分離しており、上面側において繋がってはいない。すなわち、ゲート側周辺封止部17bを形成するための上面ゲート側キャビティ15bは、エアベント側周辺封止部17cを形成するための上面エアベント側キャビティ15hと直接繋がっていなく、本体封止部17aを形成するための主キャビティ15aを介して繋がっている。このように、上面ゲート側キャビティ15bと、上面エアベント側キャビティ15hが分離していることで、主キャビティ(上面用凹部)15a内に樹脂が完全に充填される前に、エアベント側に位置する上面エアベント側キャビティ15h内に樹脂が先に供給されることはないため、供給された樹脂がエアベント側からゲート側に向かって逆流しない。これにより、形成される封止部内にボイド(空気)が残存し難くなる。なお、ゲート側下面封止部18aを形成するための下面ゲート側キャビティ16bは、エアベント側下面封止部18bを形成するための下面エアベント側キャビティ16cと直接繋がっていないことについても、同様の理由である。
Further, as shown in FIGS. 18 and 19, the gate side peripheral sealing
また、本体封止部17aとエアベント側周辺封止部17cとの間に形成される凹部17fは、図20の成形金型14に示すように上型15のキャビティのエアベント側に、ゲート側の上面ゲート側突出部(第1突出部)15cと同様の上面エアベント側突出部(第2突出部)15iが設けられ、この上面エアベント側突出部15iによって形成されたものである。
Further, a
したがって、本実施の形態2のモールド工程で使用する成形金型14の上型15においては、主キャビティ15aと上面エアベント側キャビティ(上面用凹部)15hの間に上面エアベント側突出部15iが形成されている。
Therefore, in the
つまり、上型15のキャビティは、主キャビティ(上面用凹部)15aと、主キャビティ15aのゲート側の隣に配置された上面ゲート側キャビティ(上面用凹部)15bと、主キャビティ15aと上面ゲート側キャビティ15bの間に設けられた上面ゲート側突出部(突出部)15cと、主キャビティ15aのエアベント側の隣に配置された上面エアベント側キャビティ(上面用凹部)15hと、主キャビティ15aと上面エアベント側キャビティ15hの間に設けられた上面エアベント側突出部(突出部)15iとを有している。
That is, the cavity of the
一方、下型16は、実施の形態1の下型16と同様であり、基板載置面16aと、基板載置面16aのゲート側の隣に配置されるとともに上面ゲート側キャビティ15bと対向する下面ゲート側キャビティ16bと、基板載置面16aのエアベント側の隣に配置されるとともに上面エアベント側キャビティ15hと対向する下面エアベント側キャビティ16cを有している。
On the other hand, the
これにより、上型15と下型16をクランプした際には、平面視において上面ゲート側突出部15cが複数のデバイス領域10cの外側(複数のデバイス領域10cと貫通孔10eとの間)に位置し、さらに平面視において上面エアベント側突出部15iが複数のデバイス領域10cの外側(複数のデバイス領域10cと貫通孔10fとの間)に位置するようになっている。
Thus, when the
本実施の形態2では、以上のような成形金型14を用いて一括モールドを行うが、一括モールドの手順については実施の形態1の一括モールドと同じである。 In the second embodiment, batch molding is performed using the molding die 14 as described above, and the batch molding procedure is the same as that of the first embodiment.
本実施の形態2のモールドによれば、多数個取り基板10上に形成された封止部に生じる応力のバランスの安定化を図ることができ、封止部が形成された多数個取り基板(組み立て体)10の平坦性を向上させることができる(基板の反りの低減化を図ることができる)。
According to the mold of the second embodiment, the balance of stress generated in the sealing portion formed on the
本実施の形態2によって得られるその他の効果については、実施の形態1の効果と同様であるため、その重複説明は省略する。 The other effects obtained by the second embodiment are the same as the effects of the first embodiment, and thus redundant description thereof is omitted.
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments of the invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
例えば、前記実施の形態1,2で説明した多数個取り基板10の上面10aに形成される本体封止部17aをさらに分割構造としてもよい。すなわち、図21の第1変形例に示すように、平面形状が四角形(ここでは、長方形)からなる本体封止部17aの長辺方向の略中央で、2つに分断することで、封止部に生じる応力を分散(低減)することができ、多数個取り基板10の反りをさらに緩和させることができる。
For example, the main
また、図22に示す第2変形例は、多数個取り基板10の下面10b側にゲートレジン19が形成された例である。すなわち、図20に示す成形金型14のゲート15dを多数個取り基板(配線基板)10の下面(裏面、実装面)10b側に配置し、基板の下面10b側から上面10a側に向かって樹脂3を供給(注入)してゲート側下面封止部18a、上面側封止部17及びエアベント側下面封止部18bを形成する場合を示している。
22 is an example in which the
これにより、樹脂充填時には、多数個取り基板10の上面10aと下面10bとの間に形成された貫通孔(ビア)を樹脂3が経由するため、供給される樹脂3の流速を抑えることができ、ワイヤ(複数のデバイス領域のうち、特に、このゲート15dに近い位置に配置されたデバイス領域におけるワイヤ)が流れる(傾く)問題の発生を低減することができる。
As a result, when the resin is filled, since the
また、前記実施の形態1,2では、半導体装置の一例としてBGA9を取り上げて説明したが、前記半導体装置は、図23の第3変形例に示すように、配線基板2のランド(電極パッド)2dが樹脂で覆われていないパッケージであれば、半田ボール5が搭載されていないLGA(Land Grid Array)29等であってもよい。
In the first and second embodiments, the
本発明は、一括モールド方式を適用した電子装置の組み立てに利用可能である。 The present invention can be used for assembling an electronic device to which the batch molding method is applied.
1 半導体チップ
1a 表面
1b 裏面
1c ボンディングパッド
2 配線基板
2a 上面(表面、チップ搭載面)
2b 下面(裏面、実装面)
2c ボンディングリード(電極パッド)
2d ランド(電極パッド)
3 樹脂
4 封止体
5 半田ボール
6 ダイボンド材
7 ワイヤ
8 ヒートステージ
9 BGA(半導体装置)
10 多数個取り基板(配線基板)
10a 上面
10b 下面
10c デバイス領域(上面側デバイス領域)
10d デバイス領域(下面側デバイス領域)
10e スリット(貫通孔)
10f スリット(貫通孔)
10g ゲートパターン
10h 孔部
10i 長辺
10j 長辺
11 コレット
12 ヒートステージ
13 ボンディングツール
14 成形金型
15 上型(金型)
15a 主キャビティ(上面用凹部)
15b 上面ゲート側キャビティ(上面用凹部)
15c 上面ゲート側突出部(突出部)
15d ゲート
15e エアベント
15f ランナ
15g カル
15h 上面エアベント側キャビティ(上面用凹部)
15i 上面エアベント側突出部(突出部)
16 下型(金型)
16a 基板載置面
16b 下面ゲート側キャビティ(下面用凹部)
16c 下面エアベント側キャビティ(下面用凹部)
16d ポット
16e プランジャ
16f 吸引通路
17 上面側封止部
17a 本体封止部
17b ゲート側周辺封止部(周辺封止部)
17c エアベント側周辺封止部(周辺封止部)
17d 凹部
17e 凹部封止部
17f 凹部
17g 凹部封止部
18a ゲート側下面封止部(下面側封止部、補強封止部、下面側周辺封止部)
18b エアベント側下面封止部(下面側封止部、補強封止部、下面側周辺封止部)
19 ゲートレジン
20 カルレジン
21 ランナレジン
22 ラック
22a 支持部
23 レーザマーカ
23a レーザ
24 マーク処理部(別の処理部)
25 ガイドレール
26 ダイシングステージ
27 ブレード
28 梱包袋
29 LGA(半導体装置)
50 多数個取り基板
DESCRIPTION OF
2b Bottom surface (rear surface, mounting surface)
2c Bonding lead (electrode pad)
2d land (electrode pad)
3
10 Multi-piece substrate (wiring board)
10d Device area (lower side device area)
10e Slit (through hole)
10f Slit (through hole)
10
15a Main cavity (recess for upper surface)
15b Upper surface gate side cavity (recess for upper surface)
15c Top gate side protrusion (protrusion)
15i Top air vent side protrusion (protrusion)
16 Lower mold (mold)
16a
16c Lower air vent side cavity (recess for lower surface)
17c Air vent side peripheral sealing part (peripheral sealing part)
17d
18b Air vent side lower surface sealing part (lower surface side sealing part, reinforcing sealing part, lower surface side peripheral sealing part)
19
25
50 Multi-chip substrate
Claims (14)
(a)上面と、前記上面とは反対側の下面と、前記上面及び前記下面のうちの一方から他方に向かって形成された第1貫通孔と、前記上面及び前記下面のうちの前記一方から前記他方に向かって形成された第2貫通孔と、前記上面に形成され、かつ、平面視において前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間に設けられた複数の上面側デバイス領域と、前記複数の上面側デバイス領域のそれぞれに形成された複数のボンディングリードと、前記下面に形成され、かつ、平面視において前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間に設けられた複数の下面側デバイス領域と、前記複数の下面側デバイス領域のそれぞれに形成された複数のランドと、を備えた配線基板を準備する工程;
(b)前記複数の上面側デバイス領域に複数の半導体チップをそれぞれ搭載する工程;
(c)前記複数の半導体チップ、前記複数の上面側デバイス領域、前記第1貫通孔、及び前記第2貫通孔を一括して封止する上面側封止部と、前記上面側封止部と前記第1貫通孔を介して一体に形成され、かつ、前記下面において前記複数の下面側デバイス領域の外側に形成され、かつ、前記第1貫通孔を封止する第1下面側封止部と、前記上面側封止部と前記第2貫通孔を介して一体に形成され、かつ、前記下面において前記複数の下面側デバイス領域の外側に形成され、かつ、前記第2貫通孔を封止する第2下面側封止部と、を形成する工程;
(d)前記(c)工程の後、前記上面側封止部、前記第1下面側封止部、及び前記第2下面側封止部が形成された前記配線基板を、ガイドレールを用いて別の処理部に搬送する工程。 A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) an upper surface, a lower surface opposite to the upper surface, a first through hole formed from one of the upper surface and the lower surface toward the other, and the one of the upper surface and the lower surface A second through hole formed toward the other side, and a plurality of upper surface side device regions formed in the upper surface and provided between the first through hole and the second through hole in a plan view. A plurality of bonding leads formed on each of the plurality of upper surface side device regions, and a plurality of bonding leads formed on the lower surface and provided between the first through hole and the second through hole in plan view. Preparing a wiring board comprising: a lower-surface-side device region; and a plurality of lands formed in each of the plurality of lower-surface-side device regions;
(B) mounting a plurality of semiconductor chips on the plurality of upper surface side device regions;
(C) an upper surface side sealing portion that collectively seals the plurality of semiconductor chips, the plurality of upper surface side device regions, the first through hole, and the second through hole; and the upper surface side sealing portion; A first lower surface side sealing portion that is formed integrally with the first through hole and is formed outside the plurality of lower surface side device regions on the lower surface, and that seals the first through hole; The upper surface side sealing portion and the second through hole are integrally formed, and the lower surface is formed outside the plurality of lower surface side device regions, and the second through hole is sealed. Forming a second lower surface side sealing portion;
(D) After the step (c), using the guide rail, the wiring board on which the upper surface side sealing portion, the first lower surface side sealing portion, and the second lower surface side sealing portion are formed is used. The process of conveying to another processing part.
前記上面側封止部は、前記複数の半導体チップ、前記複数の上面側デバイス領域及び前記第2貫通孔を一括して封止する本体封止部と、前記本体封止部と一体に形成され、かつ、前記複数の上面側デバイス領域の外側に設けられた前記第1貫通孔を封止する第1周辺封止部と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The upper surface side sealing portion is formed integrally with the main body sealing portion and the main body sealing portion that collectively seals the plurality of semiconductor chips, the plurality of upper surface side device regions, and the second through hole. And a first peripheral sealing portion that seals the first through-hole provided outside the plurality of upper surface side device regions.
前記上面側封止部は、前記複数の半導体チップ及び前記複数の上面側デバイス領域を一括して封止する本体封止部と、前記本体封止部と一体に形成され、かつ、前記複数の上面側デバイス領域の外側に設けられた前記第1貫通孔を封止する第1周辺封止部と、前記本体封止部と一体に形成され、かつ、前記複数の上面側デバイス領域の外側に設けられた前記第2貫通孔を封止する第2周辺封止部とを有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The upper surface side sealing portion is formed integrally with the main body sealing portion that collectively seals the plurality of semiconductor chips and the plurality of upper surface side device regions, and the plurality of the main surface sealing portions. A first peripheral sealing portion that seals the first through hole provided outside the upper surface side device region, and is formed integrally with the main body sealing portion, and outside the plurality of upper surface side device regions. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a second peripheral sealing portion that seals the second through hole provided.
前記本体封止部と前記第1周辺封止部との間には凹部が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 2,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a recess is formed between the main body sealing portion and the first peripheral sealing portion.
前記本体封止部と前記第1周辺封止部との間、及び前記本体封止部と前記第2周辺封止部との間にはそれぞれ凹部が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 3,
A recess is formed between the main body sealing portion and the first peripheral sealing portion, and between the main body sealing portion and the second peripheral sealing portion, respectively. Manufacturing method.
前記第1周辺封止部と前記第2周辺封止部は、互いに分離していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 5,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first peripheral sealing portion and the second peripheral sealing portion are separated from each other.
前記配線基板は平面形状が長方形からなり、前記第1下面側封止部及び前記第2下面側封止部は、前記配線基板の長辺のみに沿って形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The wiring board has a rectangular planar shape, and the first lower surface side sealing portion and the second lower surface side sealing portion are formed along only the long side of the wiring substrate. Device manufacturing method.
前記配線基板は平面形状が長方形からなり、前記(c)工程で成型金型においてクランプした際、前記配線基板の第1長辺に沿って複数のゲートが配置され、かつ前記第1貫通孔及び前記第2貫通孔は、前記第1長辺及び前記第1長辺に対向する第2長辺に沿って配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The wiring board has a rectangular planar shape, and when clamped in the molding die in the step (c), a plurality of gates are arranged along the first long side of the wiring board, and the first through holes and The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second through hole is disposed along the first long side and the second long side opposite to the first long side.
前記第1貫通孔及び前記第2貫通孔のそれぞれは、複数個設けられており、前記配線基板の辺に沿って設けられたゲートパターンが延在する延長線上に配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
A plurality of the first through holes and the second through holes are provided, and the first through holes and the second through holes are arranged on an extension line extending along a side of the wiring board. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記(d)工程は、前記上面側封止部にマーキングを行うマーク工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step (d) is a mark step of marking the upper surface side sealing portion.
前記(d)工程の後、前記配線基板の前記複数のランドに半田ボールを設けるボール付け工程と、個々の前記半導体装置に個片化を行うダイシング工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
After the step (d), there is further provided a ball attaching step for providing solder balls on the plurality of lands of the wiring board, and a dicing step for dividing the individual semiconductor devices into individual pieces. Production method.
前記(c)工程で、前記配線基板の下面側に配置された成形金型のゲートから樹脂を注入して前記第1下面側封止部、前記上面側封止部及び前記第2下面側封止部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
In the step (c), a resin is injected from a gate of a molding die disposed on the lower surface side of the wiring board to seal the first lower surface side sealing portion, the upper surface side sealing portion, and the second lower surface side sealing. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a stop.
前記(c)工程の後、前記上面側封止部、前記第1下面側封止部及び前記第2下面側封止部が形成された前記配線基板を、支持部を有するラックの前記支持部上に載置して前記ラックに収納し、その後、前記ラックの前記支持部と前記ガイドレールとを連結して前記ガイドレールの案内で前記配線基板を前記別の処理部に搬送することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 1,
After the step (c), the wiring board on which the upper surface side sealing portion, the first lower surface side sealing portion, and the second lower surface side sealing portion are formed, the support portion of the rack having a support portion. It is placed on the rack and accommodated in the rack, and then the support part of the rack and the guide rail are connected, and the wiring board is conveyed to the other processing part by the guide rail. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記マーク工程では、前記ガイドレールによって前記配線基板の両端を支持した状態で前記配線基板上の前記上面側封止部にマーキングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 10,
In the marking step, a marking is performed on the upper surface side sealing portion on the wiring board in a state where both ends of the wiring board are supported by the guide rail.
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