JP2013146970A

JP2013146970A - 半導体装置の製造方法及び離型フィルム

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Publication number: JP2013146970A
Application number: JP2012010678A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Sato; 教史佐藤
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】各半導体装置に識別情報を付すための新たな手段を提供する。
【解決手段】第１金型１１及び第２金型１２を備える封入金型１０の第１金型１１上に半導体素子２０を載置後、離型面が第１金型１１と対峙するように離型フィルム３０を挟んで第１金型１１及び第２金型１２を重ね合わせることで、第１金型１１及び第２金型１２の間にキャビティを形成するセット工程と、セット工程の後、キャビティ内における離型フィルム３０と第１金型１１の間に封止樹脂を注入後、当該封止樹脂を固化させることで、半導体素子２０を封止する封止工程と、封止工程の後、封止後の半導体素子２０から離型フィルム３０をはがす分離工程と、を有し、離型フィルム３０の離型面には、半導体素子２０に付す識別情報を表す凹凸が形成されている半導体装置の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び離型フィルムに関する。

一般的に、半導体装置の製造方法においては、半導体素子を封止樹脂で封止した後、例えばレーザ捺印等の手段を用いて、各半導体装置に識別情報を付す工程が含まれる。

特許文献１には、次のような技術が開示されている。半導体装置の樹脂モールドパッケージを成形する成形金型のうちのマーク面金型に、マスクセット冶具を用いて凹凸マスクを装着する。当該凹凸マスクには、樹脂モールドパッケージの表面に付加すべきマークの内容に応じた凹凸が形成されている。このため、モールド成形と同時にマーク内容の付加を行うことができるので、モールド成形後に行われるマーキング工程を省略することができる。

特開平１１−２３３５３９号公報

本発明者は、以下のような課題を見出した。

特許文献１に記載の技術の場合、マスクセット冶具を用いて凹凸マスクを金型に装着する（固定する）ことを前提としている。そして、当該構成を実現するため、金型は、マスクセット冶具を装着するための構成、例えば、マスクセット冶具装着用の冶具固定用溝を備える必要がある。すなわち、特許文献１に記載の技術の場合、従来の金型をそのまま使用することはできず、マスクセット冶具を装着するための構成を備えた新たな金型を用意する必要がある。また、マスクセット冶具という新たな器具を用意する必要がある。

また、特許文献１には、凹凸マスクは比較的少数回の使用後、新たな凹凸マスクに取り替えられることが記載されているが、マスクセット冶具を用いて凹凸マスクを金型に装着して（固定して）使用する場合、凹凸マスクを取り替える作業が非常に手間であり、作業効率は大幅に低下すると考えられる。

本発明によれば、第１金型及び第２金型を備える封入金型の前記第１金型上に半導体素子を載置後、離型面が前記第１金型と対峙するように離型フィルムを挟んで前記第１金型及び前記第２金型を重ね合わせることで、前記第１金型及び前記第２金型の間にキャビティを形成するセット工程と、前記セット工程の後、前記キャビティ内における前記離型フィルムと前記第１金型の間に封止樹脂を注入後、当該封止樹脂を固化させることで、前記半導体素子を封止する封止工程と、前記封止工程の後、封止後の前記半導体素子から前記離型フィルムをはがす分離工程とを有し、前記離型フィルムの前記離型面には、前記半導体素子に付す識別情報を表す凹凸が形成されている半導体装置の製造方法が提供される。

また、本発明によれば、半導体素子を封止する封止工程で使用され、離型面を有する離型フィルムであって、前記離型面には、前記半導体素子に付す識別情報を表す凹凸が形成されている離型フィルムが提供される。

本発明では、封止処理において、従来から利用されている離型性能を有するフィルムに代えて、当該フィルムを一部改良したフィルム、具体的には、離型面に識別情報を表す凹凸を形成した離型フィルムを利用する。そして、従来と同様にして封止処理を行う。このような本発明によれば、封止処理において、封止面に、離型フィルムに形成されていた凹凸からなる識別情報と凹部及び凸部が逆となった凹凸からなる識別情報が形成（転写）される。このような本発明の効果は、従来から当該処理で使用されている離型性能を有するフィルムを一部改良するのみで実現することができる。すなわち、封止処理の大幅な設計変更などは不要である。また、従来から使用している金型をそのまま使用することができる。

本発明によれば、各半導体装置に識別情報を付すための新たな手段が実現される。

、本実施形態の半導体装置の製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。本実施形態の半導体装置の製造方法の工程の一部を示す断面図の一例である。本実施形態の離型フィルムの一例を示す斜視図である。本実施形態の離型フィルムの一例を示す断面図である。本実施形態の離型フィルムの一例を示す断面図である。本実施形態の離型フィルムの一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、本実施形態の半導体装置の製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。図１に示すように、本実施形態の半導体装置の製造方法は、セット工程Ｓ１０と、封止工程Ｓ２０と、分離工程Ｓ３０とを有する。

セット工程Ｓ１０の前にはいわゆる前工程が行われ、ウエハ上に複数の半導体素子が形成される。次いで、ダイシング、ダイボンディングがこの順に行われ、その後、ワイヤボンディングが行われる。なお、半導体素子は、配線基板にフリップチップ接続してもよい。この後、セット工程Ｓ１０が行われる。

セット工程Ｓ１０では、まず、図２に示すように、ワイヤボンディング（またはフリップチップ接続）が行われた後の半導体素子２０を、第１金型１１及び第２金型１２を備える封入金型１０の第１金型１１上の所定位置に載置する。この時、複数の半導体素子２０を第１金型１１上の所定位置に載置することができる。ここまでの工程は、従来技術と同様にして実現できる。また、第１金型１１及び第２金型１２を備える封入金型１０の構成は、従来技術を利用したあらゆる構成とすることができる。

半導体素子２０を第１金型１１上の所定位置に載置した後、当該第１金型１１と第２金型１２とを、離型フィルム３０を挟んで重ね合わせることで（対向させることで）、第１金型１１及び第２金型１２の間にキャビティを形成する。当該キャビティ内には、半導体素子２０及び離型フィルム３０が位置する。

ここで、離型フィルム３０について説明する。

従来から、封止処理において、少なくとも一方の面が離型面となっているフィルム（以下、「従来離型フィルム」）が利用されていた。当該離型面は、封止樹脂に対する離型性能を向上させる処理が施されている。このような従来離型フィルムとしては、例えば、旭硝子株式会社製の「アフレックス」などがある。この従来離型フィルムは、ＥＴＦＥ（熱可塑性フッ素樹脂）を原料とするフィルムを含み、当該フィルム表面にエンボス加工やコロナ処理を施すことで、離型面を形成している。なお、旭硝子株式会社製の「アフレックス」はあくまで一例であり、従来離型フィルムはこれに限定されない。

封止処理において、このような離型フィルム３０をキャビティ内に位置させて金型を覆った状態で、キャビティ内に封止樹脂を注入することで、封止後、封止樹脂が金型にくっついてはがれにくくなる、また、金型にカスが残る等の不都合を解消することができる。

本実施形態の離型フィルム３０は、従来離型フィルムの離型面に、半導体素子に付す識別情報を表す凹凸を形成した構成となっている。図３に、離型フィルム３０の斜視図の一例を示す。また、図４乃至６に、離型フィルム３０の断面図の一例を示す。

図３に示すように、離型フィルム３０は、離型面に識別情報を表す凹凸が形成されている。例えば、凸部により、文字、数字、記号などからなる識別情報が構成されていてもよいし、または、凹部により、文字、数字、記号などからなる識別情報が構成されていてもよい。離型フィルム３０には、凹凸からなる複数の識別情報が形成されていてもよい。図３においては、１５個の識別情報が示されている。なお、離型フィルム３０上における１つの識別情報が占めるエリアの大きさは、半導体素子２０を封止樹脂で封止した後の封止面（封止樹脂で形成される露出面）よりも小さい。すなわち、当該封止面に、離型フィルム３０上に形成された１つの識別情報を転写することができる。また、離型フィルム３０上に形成された複数の識別情報の配置態様（配列の仕方、配列間隔等）は、セット工程Ｓ１０で第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０の配置態様（配列の仕方、配列間隔等）と同様である。すなわち、使用される第１金型１１の構成（複数の半導体素子２０を載置する所定位置の配置態様）に基づいて、離型フィルム３０上に形成される複数の識別情報の配置態様が決定される。

なお、離型フィルム３０には、離型フィルム３０が有する複数の識別情報各々と、第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０各々とを対峙させるために利用される位置合わせマーク（不図示）が形成されていてもよい。

また、図４及び５に示すように、識別情報を表す凹凸の凸部は、基材フィルム（従来離型フィルム）３１上に、フォトリソ法により感光性樹脂３２を用いて形成してもよい。図４は、凸部となる箇所以外の感光性樹脂３２を残さないようにエッチングすることで、凹凸の凹部には基材フィルム（従来離型フィルム）３１が露出するように構成した例である。当該例の場合、離型面が多く露出することとなるので、封止樹脂と離型フィルム３０との離型性能の点で好ましい。一方、図５は、凸部となる箇所以外の感光性樹脂３２を一部残すようにエッチングすることで、凹凸の凹部にも感光性樹脂３２が残っている例である。かかる例の場合、感光性樹脂３２の露出面に、封止樹脂に対する離型性能を向上させる処理を施してもよい。また、図６は、基材フィルム（従来離型フィルム）３１の離型面を加工し、凸部を形成した例である。例えば、識別情報を表す凹凸を有する面（凹凸面）を備えた金型を作製し、加熱された当該金型の凹凸面に基材フィルム（従来離型フィルム）３１の離型面となる面を押しつけることで、凹凸を転写させてもよい。当該手段はあくまで一例であり、その他の手段を利用することもできる。

ここで、離型フィルム３０の厚さ（凸部も含んだ最大厚さ）は、例えば、２５μｍ以上７５μｍ以下であり、前記凹凸の凹部の底から凸部の最頂部までの高さは、５μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。凹凸の高さをこのように設定すれば、封止面に識別情報を明確に転写することができる（転写処理の詳細は以下で説明する）。また、凸部の破損を軽減することができる。

セット工程Ｓ１０では、上述のような離型フィルム３０を、半導体素子２０が載置された第１金型１１と第２金型１２との間に挟んで、第１金型１１及び第２金型１２の間にキャビティを形成する。この時、離型面が第１金型１１と対峙するように、離型フィルム３０を挟む。また、離型フィルム３０上に形成された複数の識別情報各々と、第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０各々とが対峙するように、離型フィルム３０を挟む。

ここで、離型フィルム３０上に形成された複数の識別情報各々と、第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０各々とを対峙させる手段の一例を説明する。

例えば、ロール状に巻かれた離型フィルム３０を所定位置にセットする。そして、所定の送り出し装置により、第１金型１１と第２金型１２の間に離型フィルム３０を送り出すよう構成しておく。なお、使用済みの離型フィルム３０（第１金型１１と第２金型１２の間を通過後の離型フィルム３０）は、その後、巻き取られてもよいし、処分されてもよい。そして、離型フィルム３０の送り出し量を適切に調節することで、離型フィルム３０上に形成された複数の識別情報各々と、第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０各々とが対峙するように調整しておく。送り出し装置は、離型フィルム３０に付された位置合わせマークを認識し、当該位置合わせマークを所定位置に合わせる（離型フィルムの送り出し量を調節する）ことで、離型フィルム３０が有する複数の識別情報各々と、第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０各々とを対峙させる。

セット工程Ｓ１０の後、封止工程Ｓ２０が行われる。封止工程Ｓ２０では、キャビティ内に封止樹脂を注入後、当該封止樹脂を加熱により固化させることで、半導体素子２０を封止する。この時、封止樹脂は、離型フィルム３０と第１金型１１の間に注入される。すなわち、封止樹脂は、離型フィルム３０の離型面と接することとなる。このような封止工程Ｓ２０は従来技術と同様にして実現できる。

分離工程Ｓ３０は、封止工程Ｓ２０の後に行われる。分離工程Ｓ３０では、封止後の半導体素子２０から、離型フィルム３０をはがす。封止後の状態においては、離型フィルム３０の離型面と、半導体素子２０の封止樹脂からなる封止面とが接している。このため、離型フィルム３０を半導体素子２０からはがすと、封止面に、離型フィルム３０に形成されていた凹凸からなる識別情報と凹部及び凸部が逆となった凹凸からなる識別情報が形成（転写）される。

分離工程Ｓ３０の後、第１金型１１に同時に載置され、一括封止された複数の半導体素子２０を個片化する個片化工程が行われてもよい。なお、封止工程Ｓ２０の後、かつ、分離工程Ｓ３０の前に、個片化工程が行われてもよい。個片化工程は従来技術と同様にして実現できる。

本実施形態では、上述したセット工程Ｓ１０、封止工程Ｓ２０、及び、分離工程Ｓ３０を１セットとし、当該セットを繰り返し行う。当該セットの中には、上記個片化工程が含まれてもよい。

なお、本実施形態の離型フィルム３０は１回のみ使用される。すなわち、使い捨てとなる。このため、新たなセット工程においては、それ以前のセットで使用された離型フィルム３０は使用せず、新たな離型フィルム３０が使用される。

例えば、ロール状に巻かれた離型フィルム３０を所定位置にセットし、所定の送り出し装置によりロール状の離型フィルム３０を所定量送り出すことで、第１金型１１と第２金型１２の間に離型フィルム３０を送り出すよう構成している場合を考える。かかる場合、上記１セットを終了後、図２に示すように、第１金型１１の所定位置に新たな半導体素子２０が載置される。また、送り出し装置はロール状の離型フィルム３０を所定量送り出して新たな位置合わせマークを認識し、当該位置合わせマークを所定位置に合わせる（離型フィルムの送り出し量を調節する）ことで、新たな離型フィルム３０上に形成された複数の識別情報各々と、第１金型１１上の所定位置に載置された複数の半導体素子２０各々とを対峙させる。以降、同様の処理が行われる。

以上説明したように、本実施形態の半導体装置の製造方法では、半導体素子を封止する封止処理において従来から利用されている従来離型フィルムに代えて、当該フィルムを一部改良したフィルム、具体的には、離型面に識別情報を表す凹凸を形成した離型フィルム３０を利用する。そして、従来と同様にして封止処理を行う。このような本発明によれば、封止処理において、封止面に識別情報の付与を行うことができる。また、従来から当該処理で使用されている従来離型フィルムを一部改良するのみで、当該効果を実現することができる。すなわち、封止処理の大幅な設計変更などは不要である。また、従来から使用している金型をそのまま使用することができる。

さらに、離型フィルム３０の所定位置へのセットをコンピュータによる自動制御で行うことができるので、作業効率の低下を抑制することができる。また、離型フィルム３０は使い捨てとすることができるので、繰り返し使用による凹凸の劣化等の不具合が生じることはない。また、離型フィルム３０の清掃等の面倒な作業も発生しない。

さらに、離型フィルム３０上に形成される凹凸は、例えばフォトリソ法により感光性樹脂を用いて形成することができるので、数字、記号、文字などからなる多様な識別情報を容易に形成することができる。

１０封入金型
１１第１金型
１２第２金型
２０半導体素子
３０離型フィルム
３１基材フィルム
３２感光性樹脂

Claims

第１金型及び第２金型を備える封入金型の前記第１金型上に半導体素子を載置後、離型面が前記第１金型と対峙するように離型フィルムを挟んで前記第１金型及び前記第２金型を重ね合わせることで、前記第１金型及び前記第２金型の間にキャビティを形成するセット工程と、
前記セット工程の後、前記キャビティ内における前記離型フィルムと前記第１金型の間に封止樹脂を注入後、当該封止樹脂を固化させることで、前記半導体素子を封止する封止工程と、
前記封止工程の後、封止後の前記半導体素子から前記離型フィルムをはがす分離工程と、
を有し、
前記離型フィルムの前記離型面には、前記半導体素子に付す識別情報を表す凹凸が形成されている半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記離型フィルムには位置合わせマークが付されており、
前記セット工程は、前記離型フィルムに付された前記位置合わせマークを所定の位置に合わせた後、当該状態の前記離型フィルムを挟んで前記第１金型及び前記第２金型を重ね合わせることで、前記第１金型及び前記第２金型の間にキャビティを形成する半導体装置の製造方法。
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記離型フィルムは１回のみ使用され、新たな前記セット工程においては、新たな離型フィルムが使用される半導体装置の製造方法。
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記セット工程では、複数の半導体素子を前記第１金型上に載置し、
前記封止工程の後、前記複数の半導体素子を個片化する個片化工程をさらに有する半導体装置の製造方法。
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記離型面に形成された凹凸の凸部は、基材フィルム上に、フォトリソ法により感光性樹脂を用いて形成されている半導体装置の製造方法。
請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記離型フィルムの厚さは２５μｍ以上７５μｍ以下であり、前記凹凸の凹部の底から凸部の最頂部までの高さは、５μｍ以上１０μｍ以下である半導体装置の製造方法。
半導体素子を封止する封止工程で使用され、離型面を有する離型フィルムであって、
前記離型面には、前記半導体素子に付す識別情報を表す凹凸が形成されている離型フィルム。
請求項７に記載の離型フィルムにおいて、位置合わせマークが付されている離型フィルム。
請求項７または８に記載の離型フィルムにおいて、前記離型面に形成された凹凸の凸部は、基材フィルム上に、フォトリソ法により感光性樹脂を用いて形成されている離型フィルム。
請求項７から９のいずれか１項に記載の離型フィルムにおいて、
前記離型フィルムの厚さは２５μｍ以上７５μｍ以下であり、前記凹凸の凹部の底から凸部の最頂部までの高さは、５μｍ以上１０μｍ以下である離型フィルム。