JP2013187351A - Resin sealing device, resin used in resin sealing device, molding, and resin sealing method - Google Patents

Resin sealing device, resin used in resin sealing device, molding, and resin sealing method Download PDF

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JP2013187351A JP2012051273A JP2012051273A JP2013187351A JP 2013187351 A JP2013187351 A JP 2013187351A JP 2012051273 A JP2012051273 A JP 2012051273A JP 2012051273 A JP2012051273 A JP 2012051273A JP 2013187351 A JP2013187351 A JP 2013187351A
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正人 長澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the strength of a molding and reduce the occurence of chip cracks in a semiconductor chip.SOLUTION: A resin sealing device 100 includes: an upper mold 110; a lower mold 130 moving close to and away from the upper mold 110; a driving part 145 moving the lower mold 130; and a control part 146 controlling the driving of the driving part 145. The resin sealing device performs resin seals on a substrate 106, on which semiconductor chips 107 are mounted, in a cavity 150 formed between the upper mold 110 and the lower mold 130. In the resin sealing device 100, the control part 146 drives the driving part 145 to cause the lower mold 130 to move close to the upper mold 110 and brings surfaces 107B of the semiconductor chips 107, which are opposite to the substrate side, in contact with a surface of the cavity 150.

Description

本発明は、樹脂封止装置、樹脂封止装置に用いられる樹脂、成形品、及び樹脂封止方法に関する。   The present invention relates to a resin sealing device, a resin used for the resin sealing device, a molded product, and a resin sealing method.

特許文献1に示すように、半導体チップの搭載された基板の高密度化、小型化のために、半導体チップが基板にフリップチップ接合されている。そして、半導体チップと基板との接続部は、破断を回避するためアンダーフィル材で充填されている。   As shown in Patent Document 1, a semiconductor chip is flip-chip bonded to a substrate in order to increase the density and size of the substrate on which the semiconductor chip is mounted. And the connection part of a semiconductor chip and a board | substrate is filled with the underfill material in order to avoid a fracture | rupture.

特開2011−171426号公報JP 2011-171426 A

しかしながら、特許文献1で示されるようなアンダーフィル材を備えても、フリップチップ接合された基板(成形品)をハンドリングする際には、半導体チップにチップクラックが生じるおそれがあった。   However, even when an underfill material as disclosed in Patent Document 1 is provided, chip cracks may occur in the semiconductor chip when handling a flip-chip bonded substrate (molded product).

そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、成形品の強度を向上させ、半導体チップのチップクラックの発生を低減可能な樹脂封止装置、樹脂封止装置に用いられる樹脂、成形品、及び樹脂封止方法を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is a resin sealing device capable of improving the strength of a molded product and reducing the occurrence of chip cracks in a semiconductor chip, and a resin used in the resin sealing device. It is an object to provide a molded product and a resin sealing method.

本発明は、固定金型と、該固定金型に接近・離反可能な可動金型と、該可動金型を移動させる駆動部と、該駆動部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティで半導体チップの搭載された基板の樹脂封止を行う樹脂封止装置において、前記制御部は、前記駆動部を駆動させて前記可動金型を前記固定金型に接近させ、前記キャビティの表面に前記半導体チップの反基板側表面を接触させることにより、上記課題を解決したものである。   The present invention includes a fixed mold, a movable mold that can move toward and away from the fixed mold, a drive unit that moves the movable mold, and a control unit that controls the drive of the drive unit. In the resin sealing device that performs resin sealing of a substrate on which a semiconductor chip is mounted in a cavity formed between the fixed mold and the movable mold, the control unit drives the driving unit. The above-described problem is solved by bringing the movable mold closer to the fixed mold and bringing the surface of the cavity opposite to the substrate side into contact with the surface of the cavity.

即ち、本発明では、樹脂封止の際には、キャビティの表面に半導体チップの反基板側表面が接触した状態となる。   That is, in the present invention, when the resin is sealed, the surface of the cavity on the side opposite to the substrate is in contact with the surface of the cavity.

なお、本発明は、固定金型と、該固定金型に接近・離反可能な可動金型と、該可動金型を移動させる駆動部と、該駆動部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティで半導体チップの搭載された基板の樹脂封止を行う樹脂封止装置で成形された成形品であって、少なくとも前記半導体チップの反基板側表面が露出された形態とされていることを特徴とする成形品とも捉えることができる。   The present invention includes a fixed mold, a movable mold that can be moved toward and away from the fixed mold, a drive unit that moves the movable mold, and a control unit that controls the drive of the drive unit. A molded product molded by a resin sealing device that performs resin sealing of a substrate on which a semiconductor chip is mounted in a cavity formed between the fixed mold and the movable mold, It can also be regarded as a molded product characterized in that the surface of the semiconductor chip opposite to the substrate side is exposed.

あるいは、本発明は、固定金型と、該固定金型に接近・離反可能な可動金型と、該可動金型を移動させる駆動部と、該駆動部の駆動を制御する制御部と、を用いて、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティで半導体チップの搭載された基板の樹脂封止を行う樹脂封止方法において、前記制御部によって、前記駆動部を駆動させて前記可動金型を前記固定金型に接近させ、前記キャビティの表面に前記半導体チップの反基板側表面を接触させる工程を含むことを特徴とする樹脂封止方法とも捉えることができる。   Alternatively, the present invention includes a fixed mold, a movable mold that can move toward and away from the fixed mold, a drive unit that moves the movable mold, and a control unit that controls the drive of the drive unit. In the resin sealing method for performing resin sealing of a substrate on which a semiconductor chip is mounted in a cavity formed between the fixed mold and the movable mold, the driving unit is driven by the control unit Thus, the method can be regarded as a resin sealing method including a step of bringing the movable mold closer to the fixed mold and bringing the surface of the cavity on the opposite side of the semiconductor chip into contact with the surface of the cavity.

本発明によれば、成形品の強度を向上させ、半導体チップのチップクラックの発生を低減することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to improve the intensity | strength of a molded article and to reduce generation | occurrence | production of the chip crack of a semiconductor chip.

本発明の実施形態の一例が適用された樹脂封止装置の模式図Schematic diagram of a resin sealing device to which an example of an embodiment of the present invention is applied 樹脂封止装置に用いられる基板を示す模式図Schematic diagram showing the substrate used in the resin sealing device 樹脂封止装置に用いられる樹脂の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of resin used in a resin sealing device 樹脂封止装置に用いられる樹脂の別の一例を示す模式図Schematic diagram showing another example of resin used in a resin sealing device 樹脂封止の手順を示す模式図Schematic diagram showing resin sealing procedure

以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態の一例が適用された樹脂封止装置の模式図である。まず、概略的な樹脂封止装置と離型フィルムと基板と半導体チップと樹脂とについて以下説明する。   FIG. 1 is a schematic view of a resin sealing device to which an example of an embodiment of the present invention is applied. First, a schematic resin sealing device, a release film, a substrate, a semiconductor chip, and a resin will be described below.

樹脂封止装置100は、図1、図2に示す如く、上型110(固定金型)と、上型110に接近・離反可能な下型130(可動金型)と、下型130を移動させる駆動部145と、駆動部145の駆動を制御する制御部146と、を有し、上型110と下型130との間に形成されるキャビティ150で半導体チップ107の搭載された基板106の樹脂封止を行う。ここで、制御部146は、駆動部145を駆動させて下型130を上型110に接近させ、キャビティ150の表面、即ち離型フィルム104を介して圧縮型132の表面132Aに半導体チップ107の反基板側表面107Bを接触させる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the resin sealing device 100 moves the upper mold 110 (fixed mold), the lower mold 130 (movable mold) that can approach and leave the upper mold 110, and the lower mold 130. A drive unit 145 for controlling the drive of the drive unit 145, and a cavity 150 formed between the upper mold 110 and the lower mold 130 of the substrate 106 on which the semiconductor chip 107 is mounted. Resin sealing is performed. Here, the control unit 146 drives the driving unit 145 to bring the lower mold 130 closer to the upper mold 110, and the surface of the cavity 150, that is, the surface 132 A of the compression mold 132 via the release film 104, The non-substrate side surface 107B is brought into contact.

なお、樹脂封止装置100は、半導体チップ107の反基板側表面側の金型である下型130の表面(圧縮型132の表面132A)に配置されて、キャビティ150の表面を形成する離型フィルム104を備える。離型フィルム104は、伸縮性を備えており、連続した状態で下型130の表面に供給される。この場合には、使用した離型フィルム104の回収が容易となる。また、離型フィルム104を樹脂108の搬送機構として用いてもよい。なお、離型フィルム104は、短冊状に分離された形態とされていてもよいし、離型フィルム自体を用いなくてもよい。   The resin sealing device 100 is disposed on the surface of the lower mold 130 (the surface 132A of the compression mold 132), which is a mold on the surface opposite to the substrate of the semiconductor chip 107, and forms a mold for forming the surface of the cavity 150. A film 104 is provided. The release film 104 has elasticity and is supplied to the surface of the lower mold 130 in a continuous state. In this case, the used release film 104 can be easily collected. Further, the release film 104 may be used as a transport mechanism for the resin 108. Note that the release film 104 may have a strip-like form, or the release film itself may not be used.

また、図2に示す如く、基板106は例えばガラスエポキシ基板(リードフレームであってもよい)であり、一方の表面に、複数の半導体チップ107が搭載され、そこが樹脂封止のなされる領域とされている。半導体チップ107の入出力端子には、はんだバンプが形成され、その半導体チップ107の入出力端子が基板106の電極端子に接合、つまりフリップチップ接合、もしくはフェイスダウン接合されている(即ち、半導体チップ107の入出力端子面が基板側表面107Aとされている)。このため、半導体チップ107の反基板側表面107Bには、入出力端子やワイヤボンドのための電極そして回路パターンはなく、反基板側表面107Bは平坦な形状とされている。   Further, as shown in FIG. 2, the substrate 106 is, for example, a glass epoxy substrate (may be a lead frame), and a plurality of semiconductor chips 107 are mounted on one surface, and this is a region where resin sealing is performed. It is said that. Solder bumps are formed on the input / output terminals of the semiconductor chip 107, and the input / output terminals of the semiconductor chip 107 are bonded to the electrode terminals of the substrate 106, that is, flip-chip bonding or face-down bonding (that is, semiconductor chip). 107 is the substrate side surface 107A). For this reason, there are no input / output terminals or electrodes and circuit patterns for wire bonding on the non-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107, and the anti-substrate side surface 107B has a flat shape.

樹脂108は、図3、図4に示す如く、平板形状とされ、半導体チップ107に対応する位置に半導体チップ107の嵌入可能な貫通孔109が設けられている。なお、図3(A)と図4(A)は樹脂の上面図、図3(B)と図4(B)は樹脂の側断面図を示している。具体的に説明すると、貫通孔109の内幅W2は半導体チップ107の幅W1よりも大きくされている。そして、樹脂108の厚みH2や半導体チップ107の基板106の表面からの高さH1は(もちろん、幅W1、W2を含めてとなるが)、樹脂封止する半導体チップ107の数や樹脂封止のなされる領域なども考慮され、樹脂封止後に半導体チップ107の反基板側表面107Bが露出するように、樹脂108を成形する際に適宜定められる。なお、樹脂108は、図3に示す如く、平坦な平板形状の樹脂108Aを予備的に成形した後に、貫通孔109を設けるようにしてもよい。或いは、樹脂108は、図4に示す如く、貫通孔109の位置に凹部108BAを設けた樹脂108Bを予備的に成形した後に、貫通孔109を設けるようにしてもよい。もちろん、貫通孔109が設けられた樹脂108を直接的に成形してもよい。なお、上型110に基板106が吸着される前段で半導体チップ107のチップ検出がなされ、その結果、半導体チップ107がない部分に対しては樹脂108に貫通孔109が設けられないようになっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the resin 108 has a flat plate shape, and a through hole 109 into which the semiconductor chip 107 can be fitted is provided at a position corresponding to the semiconductor chip 107. 3A and 4A are top views of the resin, and FIGS. 3B and 4B are side sectional views of the resin. More specifically, the inner width W2 of the through hole 109 is set larger than the width W1 of the semiconductor chip 107. The thickness H2 of the resin 108 and the height H1 of the semiconductor chip 107 from the surface of the substrate 106 (of course, including the widths W1 and W2) are the number of semiconductor chips 107 to be resin-sealed and the resin sealing. In consideration of the region where the resin is formed, it is appropriately determined when the resin 108 is molded so that the surface 107B opposite to the substrate 107 of the semiconductor chip 107 is exposed after the resin sealing. As shown in FIG. 3, the resin 108 may be provided with a through-hole 109 after a flat plate-shaped resin 108A is preliminarily molded. Alternatively, as shown in FIG. 4, the resin 108 may be provided with the through hole 109 after preliminarily molding the resin 108 </ b> B provided with the recess 108 </ b> BA at the position of the through hole 109. Of course, the resin 108 provided with the through hole 109 may be directly molded. Note that the chip detection of the semiconductor chip 107 is performed before the substrate 106 is attracted to the upper mold 110, and as a result, the through hole 109 is not provided in the resin 108 for the portion where the semiconductor chip 107 is not provided. Yes.

以下、樹脂封止装置100の構成について詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the resin sealing device 100 will be described in detail.

樹脂封止装置100は、図1に示す如く、固定された上型110と、可動する下型130とを備える。なお、上型が可動金型とされ、下型が固定金型とされていてもよい。本実施形態の樹脂封止装置100は樹脂封止のための樹脂108が直接的にキャビティ150に供給される圧縮成形型とされているが、樹脂がカル部やランナー部を介してキャビティに導入されるトランスファー型の樹脂封止装置に適用してもよい。   As shown in FIG. 1, the resin sealing device 100 includes a fixed upper mold 110 and a movable lower mold 130. The upper mold may be a movable mold and the lower mold may be a fixed mold. The resin sealing device 100 of the present embodiment is a compression mold in which the resin 108 for resin sealing is directly supplied to the cavity 150, but the resin is introduced into the cavity via the cull part and the runner part. The present invention may be applied to a transfer type resin sealing device.

前記上型110の内部には、図示せぬ基板吸着路が形成されており、それにより基板106が吸着保持される。また、上型110の内部には、図示せぬヒータが設けられており、所定の温度とするようにされている。なお、上型に基板が吸着されてなくてもよいし、代わりに離型フィルムが吸着されていてもよい。   A substrate suction path (not shown) is formed inside the upper mold 110, whereby the substrate 106 is sucked and held. Further, a heater (not shown) is provided inside the upper mold 110 so as to have a predetermined temperature. In addition, the board | substrate does not need to be adsorb | sucked to an upper mold | type, and the release film may be adsorbed instead.

前記下型130は、図1に示す如く、圧縮型132と枠型136とを有する。圧縮型132は、ばね138を介して枠型136を支持している。圧縮型132には、図示せぬヒータが設けられており、所定の温度とするようにされている。枠型136には、貫通孔136Aが形成されており、その内側に圧縮型132が嵌合されている。そのため、枠型136は、圧縮型132に対してZ方向に移動可能とされている。なお、下型130には図示せぬフィルム吸着路が形成されており、当該フィルム吸着路を介して図示せぬ吸引機構で発生する負圧により離型フィルム104を下型130の表面に吸着することができる。なお、下型の表面に基板を吸着するようにしてもよい。   The lower mold 130 includes a compression mold 132 and a frame mold 136 as shown in FIG. The compression mold 132 supports the frame mold 136 via the spring 138. The compression mold 132 is provided with a heater (not shown) so as to have a predetermined temperature. A through hole 136A is formed in the frame mold 136, and a compression mold 132 is fitted therein. Therefore, the frame mold 136 is movable in the Z direction with respect to the compression mold 132. A film suction path (not shown) is formed in the lower mold 130, and the release film 104 is sucked onto the surface of the lower mold 130 by the negative pressure generated by a suction mechanism (not shown) through the film suction path. be able to. In addition, you may make it adsorb | suck a board | substrate to the surface of a lower mold | type.

下型130の下面には、ロードセル140(圧力検知部)が設けられている。ロードセル140は、上型110と下型130の接近によって変化する圧力を検知することができる。   A load cell 140 (pressure detector) is provided on the lower surface of the lower mold 130. The load cell 140 can detect a pressure that changes as the upper mold 110 and the lower mold 130 approach each other.

駆動部145は、ボールねじ141とベルト142とモータ143とエンコーダ144とを有する。ボールねじ141は、ロードセル140を介して下型130に連結されている。ボールねじ141は、モータ143の出力軸143Aに設けられたプーリ143Bとプーリ143Bにかけられたベルト142により回転可能とされている。即ち、モータ143により、下型130はZ方向に移動可能とされている。なお、モータ143にはエンコーダ144(距離検知部)が備えられている。エンコーダ144はモータ143の回転数をカウントするが、モータ143の回転数は固定された上型110に対する下型130の移動距離に比例する。即ち、エンコーダ144は、上型110と下型130が接近する際の両金型の相対距離を検知することができるといえる。   The drive unit 145 includes a ball screw 141, a belt 142, a motor 143, and an encoder 144. The ball screw 141 is connected to the lower mold 130 via the load cell 140. The ball screw 141 is rotatable by a pulley 143B provided on the output shaft 143A of the motor 143 and a belt 142 applied to the pulley 143B. That is, the lower mold 130 can be moved in the Z direction by the motor 143. The motor 143 includes an encoder 144 (distance detection unit). The encoder 144 counts the number of rotations of the motor 143, and the number of rotations of the motor 143 is proportional to the moving distance of the lower mold 130 relative to the fixed upper mold 110. That is, it can be said that the encoder 144 can detect the relative distance between the two molds when the upper mold 110 and the lower mold 130 approach each other.

また、樹脂封止装置100は、駆動部145の制御をする制御部146を備える。制御部146のうち演算部分は、ロードセル140で検知された圧力情報を所定のタイミングで取り込んでいる。同時に、演算部分は、エンコーダ144で検知された距離情報を取り込んでいる。制御部146のうち記憶部分は、圧力情報と距離情報とを必要に応じて記憶することができる。制御部146のうち設定部分は、各種設定を行うことができる。本実施形態では、半導体チップ107の反基板側表面107Bが露出する型締め条件(例えばキャビティ150の厚みが半導体チップ107の反基板側表面107Bから基板106の反半導体チップ側表面106Aまでの厚み以下となる条件)となる正常距離情報と正常圧力情報(併せて正常封止条件と称する)とが記憶部分に記憶される。記憶部分は、以前に行った半導体チップ107の反基板側表面107Bが露出する型締めの際に得られた距離情報と圧力情報を、正常距離情報と正常圧力情報として記憶してもよい。或いは、記憶部分は、設定部分から入力された距離情報と圧力情報を、正常距離情報と正常圧力情報として記憶してもよい。   In addition, the resin sealing device 100 includes a control unit 146 that controls the drive unit 145. The calculation part of the control unit 146 takes in pressure information detected by the load cell 140 at a predetermined timing. At the same time, the calculation part captures distance information detected by the encoder 144. The storage portion of the control unit 146 can store pressure information and distance information as necessary. The setting portion of the control unit 146 can perform various settings. In the present embodiment, the clamping condition under which the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 is exposed (for example, the thickness of the cavity 150 is equal to or less than the thickness from the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 to the anti-semiconductor chip side surface 106A of the substrate 106). Normal distance information and normal pressure information (collectively referred to as normal sealing conditions) are stored in the storage portion. The storage portion may store the distance information and the pressure information obtained at the time of the mold clamping where the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 is exposed previously as normal distance information and normal pressure information. Alternatively, the storage portion may store the distance information and pressure information input from the setting portion as normal distance information and normal pressure information.

次に、樹脂封止装置100による樹脂封止の手順について、図5を用いて説明する。   Next, a resin sealing procedure by the resin sealing device 100 will be described with reference to FIG.

まず、上型110と下型130とが離反された型開き状態(図5(A))において、図示せぬ搬送機構で半導体チップ107の搭載された基板106を上型110に近づける。このとき、図示せぬ吸引機構を動作させ、上型110に基板106を吸着させる。同時に、離型フィルム104を図示せぬフィルム搬送機構で連続した状態で下型130に配置し、図示せぬ吸引機構を動作させ、下型130に離型フィルム104を吸着させる。そして、図示せぬ樹脂搬送機構で、樹脂108を搬送し、樹脂108をキャビティ150に投入する。このとき、樹脂108の貫通孔109に半導体チップ107が嵌入可能に、樹脂108が配置される。なお、この状態で、上型110と下型130は樹脂封止する際の一定の温度(例えば175度)とされている(図5(B))。   First, in the mold open state in which the upper mold 110 and the lower mold 130 are separated (FIG. 5A), the substrate 106 on which the semiconductor chip 107 is mounted is brought close to the upper mold 110 by a transport mechanism (not shown). At this time, a suction mechanism (not shown) is operated to adsorb the substrate 106 to the upper mold 110. At the same time, the release film 104 is arranged on the lower mold 130 in a continuous state by a film transport mechanism (not shown), the suction mechanism (not shown) is operated, and the release film 104 is adsorbed to the lower mold 130. Then, the resin 108 is transported by a resin transport mechanism (not shown), and the resin 108 is put into the cavity 150. At this time, the resin 108 is disposed so that the semiconductor chip 107 can be inserted into the through hole 109 of the resin 108. In this state, the upper mold 110 and the lower mold 130 are set to a constant temperature (for example, 175 degrees) for resin sealing (FIG. 5B).

次に、制御部146によって駆動部145を駆動させて下型130を上型110に接近させていく。すると、上型110と枠型136とが基板106と離型フィルム104を介して当接して、離型フィルム104と基板106とが固定される。そして、上型110と下型130とで密閉状態が構成される。このとき、図示せぬ減圧機構により、上型110と下型130の間に形成されたキャビティ150の減圧が行われ、キャビティ150の内部が真空状態となる(図5(C))。   Next, the control unit 146 drives the drive unit 145 to bring the lower mold 130 closer to the upper mold 110. Then, the upper mold 110 and the frame mold 136 come into contact with each other via the substrate 106 and the release film 104, and the release film 104 and the substrate 106 are fixed. The upper mold 110 and the lower mold 130 form a sealed state. At this time, the cavity 150 formed between the upper mold 110 and the lower mold 130 is decompressed by a decompression mechanism (not shown), and the inside of the cavity 150 is in a vacuum state (FIG. 5C).

更に、上型110と下型130とを接近させていく。そして、キャビティ150の表面に半導体チップ107の反基板側表面107Bを接触させる。そして、ロードセル140で検知された圧力情報に基づいてキャビティ150の内部が所定の圧力(正常圧力情報と許容範囲で一致)となった状態で、型締めを行い樹脂封止を行う(図5(D))。即ち、制御部146は、キャビティ150の厚みが半導体チップ107の反基板側表面107Bから基板106の反半導体チップ側表面106Aまでの厚み以下となるように、上型110に対する下型130の位置を制御する。このとき、制御部146は、キャビティ150の表面に半導体チップ107の反基板側表面107Bを押し付ける。このため、半導体チップ107の反基板側表面107Bに存在する離型フィルム104の部分104Aが、他の半導体チップ107のない離型フィルム104の部分104Bに比べてZ方向により大きく圧縮変形される。即ち、キャビティ150内で、離型フィルム104の部分104Aが最も圧縮変形される。なお、真空状態で樹脂108に圧力をかけるため、半導体チップ107と基板106との間の空間に樹脂が充填される。そして、単に樹脂が充填されたのではなく、外部から圧力がかけられた状態で基板106の樹脂封止がなされる。このため、樹脂封止後の基板106(成形品)では、いわば樹脂の詰まった状態とすることができ、ボイドや未充填の発生を回避し、且つ成形品の強度の向上を図ることができる。   Further, the upper mold 110 and the lower mold 130 are brought closer to each other. Then, the surface 107 B of the semiconductor chip 107 is brought into contact with the surface of the cavity 150. Then, based on the pressure information detected by the load cell 140, in a state where the inside of the cavity 150 is at a predetermined pressure (matched with the normal pressure information within an allowable range), the mold is clamped to perform resin sealing (FIG. 5 ( D)). That is, the control unit 146 positions the lower mold 130 with respect to the upper mold 110 so that the thickness of the cavity 150 is equal to or less than the thickness from the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 to the anti-semiconductor chip side surface 106A of the substrate 106. Control. At this time, the control unit 146 presses the anti-substrate side surface 107 </ b> B of the semiconductor chip 107 against the surface of the cavity 150. Therefore, the part 104A of the release film 104 existing on the surface 107B opposite to the substrate of the semiconductor chip 107 is greatly compressed and deformed in the Z direction as compared with the part 104B of the release film 104 without the other semiconductor chip 107. That is, in the cavity 150, the portion 104A of the release film 104 is most compressed and deformed. Note that in order to apply pressure to the resin 108 in a vacuum state, the space between the semiconductor chip 107 and the substrate 106 is filled with resin. Then, the resin sealing of the substrate 106 is performed in a state where pressure is applied from the outside, not simply filled with resin. For this reason, the resin-sealed substrate 106 (molded product) can be in a state of being clogged with resin, so that generation of voids and unfilling can be avoided and the strength of the molded product can be improved. .

なお、型締めによって得られる成形品は、少なくとも半導体チップ107の反基板側表面107Bが露出された形態となるが、この状態の判断は制御部146により記憶された正常封止条件を基準にして行われる。制御部146では、記憶部分に記憶された正常封止条件を読み出しておき、今回のロードセル140で検知された圧力情報を正常圧力情報と許容範囲で一致させて、ロードセル140で当該圧力情報を検知したときにエンコーダ144で検知された距離情報と正常距離情報とを比較する。   The molded product obtained by mold clamping is in a form in which at least the surface 107B opposite to the substrate of the semiconductor chip 107 is exposed. The determination of this state is based on the normal sealing condition stored by the control unit 146. Done. The control unit 146 reads the normal sealing condition stored in the storage portion, matches the pressure information detected by the current load cell 140 with the normal pressure information within an allowable range, and detects the pressure information by the load cell 140. Then, the distance information detected by the encoder 144 is compared with the normal distance information.

そして、今回の距離情報が正常距離情報の許容範囲外である場合には、制御部146は今回の樹脂封止を異常として判断し、型締めを中止し、型開きを行う(停止命令)。そして、制御部146は、金型や基板106や樹脂108や離型フィルム104の点検などの指示を図示せぬスピーカや表示器で行う。なお、エンコーダ144で検知された距離情報が正常距離情報を超えても、キャビティ150の内部が所定の圧力に到達しない場合には、同様に、制御部146から停止命令が出される。   If the current distance information is outside the allowable range of the normal distance information, the control unit 146 determines that the current resin sealing is abnormal, stops mold clamping, and performs mold opening (stop command). And the control part 146 gives the instruction | indication, such as inspection of a metal mold | die, the board | substrate 106, resin 108, and the release film 104, with a speaker and a display which are not shown in figure. Even if the distance information detected by the encoder 144 exceeds the normal distance information, if the inside of the cavity 150 does not reach a predetermined pressure, a stop command is similarly issued from the control unit 146.

今回の距離情報が正常距離情報の許容範囲内である場合には、型締め終了となる所定の時間経過まで、型締めが行われる。そして、所定の時間経過後、上型110と下型130の型開きをする。そして、図示せぬ搬送機構で樹脂封止された基板106(成形品)を上型110から取り出す。なお、許容範囲は、半導体チップ107の搭載された基板106のばらつきや樹脂108のばらつきなどが考慮されて決定される。   If the current distance information is within the allowable range of the normal distance information, the mold clamping is performed until a predetermined time elapses when the mold clamping ends. Then, after a predetermined time has elapsed, the upper mold 110 and the lower mold 130 are opened. Then, the substrate 106 (molded product) sealed with a resin by a transport mechanism (not shown) is taken out from the upper mold 110. The allowable range is determined in consideration of variations in the substrate 106 on which the semiconductor chip 107 is mounted, variations in the resin 108, and the like.

本実施形態においては、上型110と下型130とを接近させて、キャビティ150の内部が所定の圧力となる過程で、溶融した樹脂108が押し広げられる。しかし、その溶融した樹脂108が半導体チップ107の反基板側表面107Bを覆う前に、半導体チップ107の反基板側表面107Bとキャビティ150との間の隙間がなくなる。即ち、樹脂封止の際には、キャビティ150の表面に半導体チップ107の反基板側表面107Bが接触した状態となる。加えて、制御部146はキャビティ150の表面に半導体チップ107の反基板側表面107Bを押し付けている。このため、樹脂108が半導体チップ107の反基板側表面107Bに回り込むことを十分に防止することができる(なお、必ずしも制御部がキャビティの表面に半導体チップの反基板側表面を押し付けるに至らなくてもよい)。   In the present embodiment, the molten resin 108 is pushed and spread in the process in which the upper mold 110 and the lower mold 130 are brought close to each other and the inside of the cavity 150 becomes a predetermined pressure. However, the gap between the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 and the cavity 150 disappears before the molten resin 108 covers the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107. That is, during resin sealing, the surface of the cavity 150 is in contact with the surface 107B of the semiconductor chip 107 opposite to the substrate. In addition, the control unit 146 presses the anti-substrate side surface 107 </ b> B of the semiconductor chip 107 against the surface of the cavity 150. For this reason, it is possible to sufficiently prevent the resin 108 from entering the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 (note that the controller does not necessarily press the anti-substrate side surface of the semiconductor chip against the surface of the cavity. Also good).

また、本実施形態においては、半導体チップ107の反基板側表面側の下型130の圧縮型132の表面132Aに配置されて、キャビティ150の表面を形成する離型フィルム104を備える。このため、下型130の表面を樹脂108で汚すおそれを回避でき、且つ樹脂封止後の成形品の剥離を容易にすることができる。   Further, in the present embodiment, a release film 104 that is disposed on the surface 132A of the compression mold 132 of the lower mold 130 on the surface opposite to the substrate side of the semiconductor chip 107 and forms the surface of the cavity 150 is provided. For this reason, the possibility that the surface of the lower mold 130 is soiled with the resin 108 can be avoided, and the molded product after the resin sealing can be easily peeled off.

また、本実施形態においては、上型110、下型130が接近する際の両金型の相対距離を検知可能なエンコーダ144と、上型110、下型130の接近によって変化する圧力を検知可能なロードセル140と、を備え、制御部146は、エンコーダ144で検知された距離情報とロードセル140で検知された圧力情報とに基づいて、成形品の状態を判断する。このため、上型110、下型130による型開きの前に正常に樹脂封止がなされたか否かを安定して確認できる。即ち、例えば型開き後に成形品を取出し樹脂封止の異常を検査する工程を不要とすることができる。なお、ロードセル140で検知された圧力情報を正常圧力情報と許容範囲で一致させて、エンコーダ144で検知された距離情報と正常距離情報とを比較していたが、逆に、エンコーダ144で検知された距離情報を正常距離情報と許容範囲で一致させて、ロードセル140で検知された圧力情報と正常圧力情報とを比較して、成形品の状態を判断してもよい。もちろん、ロードセルやエンコーダが、必須の構成でなくてもよい。   In this embodiment, the encoder 144 that can detect the relative distance between the upper mold 110 and the lower mold 130 when the upper mold 110 and the lower mold 130 approach each other, and the pressure that changes depending on the approach of the upper mold 110 and the lower mold 130 can be detected. The control unit 146 determines the state of the molded product based on the distance information detected by the encoder 144 and the pressure information detected by the load cell 140. For this reason, it is possible to stably confirm whether or not resin sealing has been normally performed before the mold opening by the upper mold 110 and the lower mold 130. That is, for example, a step of taking out the molded product after opening the mold and inspecting the abnormality of the resin sealing can be made unnecessary. The pressure information detected by the load cell 140 is matched with the normal pressure information within an allowable range, and the distance information detected by the encoder 144 is compared with the normal distance information. Conversely, the pressure information detected by the encoder 144 is detected. The distance information may be matched with the normal distance information within an allowable range, and the pressure information detected by the load cell 140 may be compared with the normal pressure information to determine the state of the molded product. Of course, the load cell and the encoder do not have to be indispensable configurations.

なお、本実施形態においては、制御部146は、キャビティ150の厚みが半導体チップ107の反基板側表面107Bから基板106の反半導体チップ側表面106Aまでの厚み以下となるように、上型110に対する下型130の位置を制御していたが、必ずしもそのような構成とされていなくてもよい。   In the present embodiment, the control unit 146 controls the upper mold 110 so that the thickness of the cavity 150 is equal to or less than the thickness from the anti-substrate side surface 107B of the semiconductor chip 107 to the anti-semiconductor chip side surface 106A of the substrate 106. Although the position of the lower mold 130 is controlled, such a configuration is not necessarily required.

また、本実施形態においては、樹脂108は、平板形状とされ、半導体チップ107に対応する位置に半導体チップ107の嵌入可能な貫通孔109が設けられている。このため、樹脂封止に用いる樹脂量の変動を少なくでき、その管理も容易でありながら、樹脂108の搬送とキャビティ150内での樹脂108の位置決め及び樹脂108の配置を容易に行うことができる。なお、樹脂がそのような形態である必要はなく、例えば、樹脂は棒状、個片、粒状、粉状、液状、或いはこれらの組み合わせであってよく、キャビティの表面に半導体チップの反基板側表面が接触した状態で樹脂封止がなされるように、半導体チップに対応する位置のキャビティの部分を避けて、樹脂がキャビティに投入されればよい。   In the present embodiment, the resin 108 has a flat plate shape, and a through hole 109 into which the semiconductor chip 107 can be fitted is provided at a position corresponding to the semiconductor chip 107. For this reason, fluctuations in the amount of resin used for resin sealing can be reduced and the management thereof is easy, but the transport of the resin 108, the positioning of the resin 108 in the cavity 150, and the placement of the resin 108 can be easily performed. . The resin does not have to be in such a form. For example, the resin may be rod-shaped, individual, granular, powdery, liquid, or a combination thereof, and the surface of the cavity on the side opposite to the substrate side of the semiconductor chip The resin may be poured into the cavity while avoiding the cavity portion at a position corresponding to the semiconductor chip so that the resin is sealed in a state where the resin contacts.

即ち、本実施形態によれば、成形品の強度を向上させ、半導体チップ107のチップクラックの発生を低減させることが可能である。例えば、半導体チップ107の反基板側表面107Bを樹脂から安定して露出させることで、動作により高温となる半導体チップ107を直接的に冷却することが可能となり、成形品の長寿命化や安定動作や熱による性能低下の防止に役立てることができる。   That is, according to this embodiment, it is possible to improve the strength of the molded product and reduce the occurrence of chip cracks in the semiconductor chip 107. For example, by stably exposing the surface 107B of the semiconductor chip 107 opposite to the substrate from the resin, it becomes possible to directly cool the semiconductor chip 107 that becomes high temperature by the operation, thereby extending the life of the molded product and stable operation. This can be useful for preventing performance degradation due to heat.

本発明について本実施形態を挙げて説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。   Although the present invention has been described with reference to the present embodiment, the present invention is not limited to the present embodiment. That is, it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の樹脂封止装置、樹脂封止装置に用いられる樹脂、成形品、及び樹脂封止方法は、半導体チップの反基板側表面を樹脂から露出させて樹脂封止する用途に用いることができる。   The resin sealing device, the resin used for the resin sealing device, the molded product, and the resin sealing method of the present invention can be used for the purpose of resin sealing by exposing the surface opposite to the substrate of the semiconductor chip from the resin. .

100…樹脂封止装置
104…離型フィルム
106…基板
106A…反半導体チップ側表面
107…半導体チップ
107A…基板側表面
107B…反基板側表面
108、108A、108B…樹脂
109…貫通孔
110…上型
130…下型
132…圧縮型
132A…圧縮型の表面
136…枠型
136A…貫通孔
138…ばね
140…ロードセル
141…ボールねじ
142…ベルト
143…モータ
144…エンコーダ
145…駆動部
146…制御部
150…キャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Resin sealing apparatus 104 ... Release film 106 ... Substrate 106A ... Anti-semiconductor chip side surface 107 ... Semiconductor chip 107A ... Substrate side surface 107B ... Anti-substrate side surface 108, 108A, 108B ... Resin 109 ... Through-hole 110 ... Top Mold 130 ... Lower mold 132 ... Compression mold 132A ... Compression mold surface 136 ... Frame mold 136A ... Through hole 138 ... Spring 140 ... Load cell 141 ... Ball screw 142 ... Belt 143 ... Motor 144 ... Encoder 145 ... Drive unit 146 ... Control unit 150 ... cavity

Claims (8)

固定金型と、該固定金型に接近・離反可能な可動金型と、該可動金型を移動させる駆動部と、該駆動部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティで半導体チップの搭載された基板の樹脂封止を行う樹脂封止装置において、
前記制御部は、前記駆動部を駆動させて前記可動金型を前記固定金型に接近させ、前記キャビティの表面に前記半導体チップの反基板側表面を接触させる
ことを特徴とする樹脂封止装置。
A fixed mold; a movable mold that can move toward and away from the fixed mold; a drive unit that moves the movable mold; and a control unit that controls driving of the drive unit. In a resin sealing device that performs resin sealing of a substrate on which a semiconductor chip is mounted in a cavity formed between a mold and the movable mold,
The control unit drives the driving unit to bring the movable mold closer to the fixed mold, and contacts the surface of the cavity opposite to the substrate side with the surface of the cavity. .
請求項1において、
前記制御部は、前記キャビティの表面に前記半導体チップの反基板側表面を押し付ける
ことを特徴とする樹脂封止装置。
In claim 1,
The said control part presses the surface opposite to the board | substrate of the said semiconductor chip against the surface of the said cavity. The resin sealing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1または2において、
前記固定金型と可動金型のうちの前記半導体チップの反基板側表面側の金型の表面に配置されて、前記キャビティの表面を形成する離型フィルムを備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
In claim 1 or 2,
A resin seal comprising a release film disposed on a surface of a mold on the surface opposite to the substrate side of the semiconductor chip of the fixed mold and the movable mold, and forming a surface of the cavity. apparatus.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記固定金型と可動金型とが接近する際の両金型の相対距離を検知可能な距離検知部と、
該固定金型と可動金型の接近によって変化する圧力を検知可能な圧力検知部と、を備え、
前記制御部は、前記距離検知部で検知された距離情報と該圧力検知部で検知された圧力情報とに基づいて、樹脂封止後の前記基板の状態を判断する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
A distance detection unit capable of detecting the relative distance between the two molds when the fixed mold and the movable mold approach each other;
A pressure detection unit capable of detecting a pressure that changes due to the approach of the fixed mold and the movable mold,
The control unit determines a state of the substrate after resin sealing based on distance information detected by the distance detection unit and pressure information detected by the pressure detection unit. Stop device.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記制御部は、前記キャビティの厚みが前記半導体チップの反基板側表面から前記基板の反半導体チップ側表面までの厚み以下となるように、前記固定金型に対する可動金型の位置を制御する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The control unit controls the position of the movable mold with respect to the fixed mold so that the thickness of the cavity is equal to or less than the thickness from the surface of the semiconductor chip opposite to the substrate to the surface of the substrate opposite to the semiconductor chip. A resin sealing device.
請求項1に記載の樹脂封止装置に用いられる樹脂であって、
平板形状とされ、前記半導体チップに対応する位置に該半導体チップの嵌入可能な貫通孔が設けられている
ことを特徴とする樹脂。
A resin used in the resin sealing device according to claim 1,
A resin having a flat plate shape, and a through hole into which the semiconductor chip can be fitted is provided at a position corresponding to the semiconductor chip.
固定金型と、該固定金型に接近・離反可能な可動金型と、該可動金型を移動させる駆動部と、該駆動部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティで半導体チップの搭載された基板の樹脂封止を行う樹脂封止装置で成形された成形品であって、
少なくとも前記半導体チップの反基板側表面が露出された形態とされている
ことを特徴とする成形品。
A fixed mold; a movable mold that can move toward and away from the fixed mold; a drive unit that moves the movable mold; and a control unit that controls driving of the drive unit. A molded product molded by a resin sealing device that performs resin sealing of a substrate on which a semiconductor chip is mounted in a cavity formed between a mold and the movable mold,
A molded product characterized in that at least the surface of the semiconductor chip opposite to the substrate is exposed.
固定金型と、該固定金型に接近・離反可能な可動金型と、該可動金型を移動させる駆動部と、該駆動部の駆動を制御する制御部と、を用いて、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティで半導体チップの搭載された基板の樹脂封止を行う樹脂封止方法において、
前記制御部によって、前記駆動部を駆動させて前記可動金型を前記固定金型に接近させ、前記キャビティの表面に前記半導体チップの反基板側表面を接触させる工程を含む
ことを特徴とする樹脂封止方法。
A fixed mold, a movable mold that can be moved toward and away from the fixed mold, a drive unit that moves the movable mold, and a control unit that controls the drive of the drive unit, and the fixed mold. In a resin sealing method for performing resin sealing of a substrate on which a semiconductor chip is mounted in a cavity formed between a mold and the movable mold,
A step of causing the control unit to drive the driving unit to bring the movable mold closer to the fixed mold and to bring the surface of the semiconductor chip opposite to the substrate side into contact with the surface of the cavity. Sealing method.
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