JP2814827B2 - 半導体装置の製造方法及びその装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置及び半
導体装置の製造方法に関し、特に樹脂を用いて封止を行
う半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、リードフレームにマウント,ボン
ディングされた半導体ペレットをキャップを用いて封着
する場合、キャップに予め封止用樹脂を付着させたもの
を用いて行っていた。
【0003】従来の封着の工程を図3及び図4を用いて
説明する。半導体ペレット12は、リードフレーム2に
つらなって形成されたペレットマウント部16にマウン
トされ、ボンディングワイヤー13で電気的に接続され
ている。
【0004】窒素(または空気)雰囲気中で300℃程
度に加熱された第1ヒートブロック4上にリードフレー
ム2が送られ、順次封着すべき部分を加熱する。充分に
加熱された状態になってからキャップ14が置かれ、圧
力が加えられる。
【0005】このときキャップ14に付着していた樹脂
15が熱により液化し、リードフレーム12とキャップ
14が接着され、高温の気体がキャップ14内に封止さ
れる。
【0006】次に窒素(または空気)雰囲気中で300
℃程度に加熱された第2ヒートブロック5の上にリード
フレーム2が送られ、順次樹脂15を高温に保つ。樹脂
15は高温に保たれることによって高分子化が起こり、
数秒〜十数秒で再固化し、キャップ14を完全に固着さ
せる。
【0007】その後リードフレーム2をリードフレーム
送り用レール17に送り、室温まで放冷する。このと
き、キャップ14内に閉じ込められた高温の気体は室温
に冷却されるので圧縮し、外部との気圧差を生じる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】正常に封着が行われて
いれば、樹脂15は完全に固化しているので問題とはな
らない。しかしながら実際には、樹脂の液化時間あるい
は再固化時間は必ずしも一定とはならず、樹脂の質,
量,付着状態などのバラツキや、それに応じてあるいは
他の要因で封着条件を変えたりするために大きく変動し
てしまう。
【0009】そのため、樹脂が再固化した後に圧力が加
わったり、または液体状態のままで固化しないうちに圧
力が解除され放冷されたりすることがあり、付着の不良
が生じ、半導体素子不良となる問題があった。
【0010】つまり、樹脂15が完全に固化しない状態
で冷却すると、キャップ14内外の気体の圧力差によっ
てキャップの封止面での気体の通過が生じ、樹脂に穴明
きが生じてしまう。
【0011】ところが、樹脂の穴明きが生じないように
キャップ14への圧力の印加時間を長くすると、樹脂が
破壊され封着強度が低下してしまうという問題が生じ
る。また実際生産する上で印加時間が増加すると生産性
が悪くなってしまうので、限られた圧力印加時間で樹脂
穴明きを防ぐ必要がある。
【0012】本発明の目的は、樹脂封着の際の樹脂穴明
きなどの封着不良をなくす半導体製造方法及びその装置
を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードフレ
ームにマウント、ボンディングされた半導体素子をキャ
ップを用いて樹脂封止する半導体装置の製造方法におい
て、 リードフレームにキャップを載置し前記樹脂を液化
する工程と、 前記樹脂を固化しキャップをリードフレー
ムに固着する工程と、 キャップが固着されたリードフレ
ームを冷却する工程とを含み、 前記各工程を略一定の減
圧雰囲気下において連続して行うものである。
【0014】また、本発明に係る半導体装置の製造装置
は、樹脂とキャップを用いて半導体素子を封止する半導
体装置の製造装置において、 半導体素子とリードフレー
ムとキャップとを収容する減圧室と、 リードフレームに
キャップを載置し前記樹脂を液化する手段と、 前記樹脂
を固化しキャップをリードレームに固着する手段と、
ャップが固着されたリードフレームを冷却する手段とを
有し、 前記封止を行う間は前記減圧室の圧力を略一定の
減圧下に保つようにしたものである。
【0015】
【作用】樹脂を用いた封着の作業を減圧下で行う。これ
により、封着後キャップ内に封止される気体の量を少な
くする。
【0016】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例に係る半導体製造装置の
封着作業部分を示す上面図である。
【0017】図1において、半導体ペレット12がマウ
ント,ボンディングされたリードフレーム2が送り側の
リードフレーム用マガジン1から封着作業用減圧室3へ
送られる。
【0018】減圧室3内は数mTorr〜数十mTor
rに減圧される。減圧室3には第1ヒートブロック4及
び第2ヒートブロック5があり、従来技術と同様に封着
作業が行われる。まず、300℃程度に加熱された第1
のヒートブロック4上にリードフレーム2が送られ、順
次封着すべき部分を加熱する。充分に加熱された状態に
なつてからキャップ14が置かれ、圧力が加えられる。
このときキャップ14に付着していた樹脂15が熱によ
り液化し、リードフレーム12とキャップ14が接着さ
れる。
【0019】次に、300℃程度に加熱された第2ヒー
トブロック5上にリードフレーム2が送られ、順次樹脂
15を高温に保ち高分子化させて再固化し、キャップ1
4を完全に固着させる。
【0020】その後リードフレーム2を室温まで放冷す
る。リードフレーム2上のすべての半導体ペレットが封
止されたら減圧室3内に窒素や空気を導入して大気圧に
戻し、リードフレーム2を受け側のリードフレーム用マ
ガジン18へ送る。
【0021】封着作業を減圧下で行ったので、キャップ
14内に封止される気体の量が少なく、したがって放冷
したときに圧縮される気体の量が少ないので、キャップ
内外の圧力差がほとんど発生しない。よって樹脂15が
液体状態のときに高温状態から放冷されても、封止面で
の気体の通過はなく樹脂に穴明きは生じない。
【0022】減圧室3の雰囲気が大気圧に戻るまでの数
分間に樹脂は固化されるので、特に放冷時間を設けなく
ともよく、時間的に効率よく封着作業ができる。
【0023】次に、本発明の他の実施例に係る半導体製
造装置の封着作業部分を図2に示して説明する。本実施
例では、量産性及び封着確度の向上のためマガジン輸送
用及びリードフレーム輸送用にそれぞれロードロック室
を設け、また第3ヒートブロックを追加している。
【0024】大気圧にしたマガジン送り用ロードロック
室6にリードフレーム2を入れたリードフレーム用マガ
ジン1を置く。マガジン送り用ロードロック室6を数m
Torr〜数十mTorrに減圧する。マガジン送り用
ロードロック室7はマガジン送り用ロードロック室6と
同じように常圧から減圧しても良いが、常時数mTor
r〜数十mTorrに保っておけば減圧時間を省略でき
る。
【0025】減圧状態でリードフレーム用マガジン1を
マガジン輸送用レール10によりリードフレーム用ロー
ドロック室7に輸送し、リードフレーム2を封着作業用
減圧室3に輸送できる状態にする。
【0026】一方、空になったマガジン送り用ロードロ
ック室6は次のマガジンを設置する準備のために大気圧
に戻す。封着作業は第1の実施例と同様に行う。第3ヒ
ートブロック11は第2ヒートブロック5での圧着〜固
化が充分でないときに追加して圧着〜固化ができるよう
にしたもので、樹脂の特性に応じて温度と加圧加重を変
えるよう制御できる。
【0027】第3ヒートブロック11での作業が終了し
たら放冷し、リードフレーム2を室温に戻す。予め減圧
されたリードフレーム受け用ロードロック室8には空の
リードフレーム用マガジン18が準備されており、封止
が完了したリードフレーム2を受け取る。マガジン受け
用ロードロック室9が減圧状態であればリードフレーム
用マガジン1をマガジン輸送用レール10により輸送し
て、その後マガジン受け用ロードロツク室9を常圧に戻
して一連の封止作業は完了する。
【0028】本実施例では、マガジン輸送用及びリード
フレーム輸送用にそれぞれロードロック室を設け、封止
作業減圧室内での作業とは全く関係なくリードフレーム
の準備及び取出しが出きるので、第1の実施例に比べ減
圧時間及び大気開放時間が大幅に省略でき、量産性が格
段に向上した。また、第3ヒートブロックによって樹脂
特性に応じて追加圧着〜固化ができるので、封着確度が
向上し、不良率が少なくなった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では特に封
止材料として樹脂を用いた場合、封着の作業を減圧下で
行うことができるので、封着後キャップ内に封止される
気体の量が少ない。したがって封止時の温度履歴により
生じるキャップ内外の圧力差の発生を防ぐことが出きる
ために、樹脂が液体状態であっても封止面における気体
の通過はなく、樹脂の穴明きは全く生じない。
【0030】また、樹脂は周囲の雰囲気が大気圧に戻る
までに固化されればよく、樹脂の固化時間より大気圧に
戻る時間が長ければ特に樹脂固化時間を設ける必要がな
いので、効率よく封着作業ができる。更に、リードフレ
ーム送り用あるいは受け用ロードロック室は封止作業減
圧室内での作業とは無関係に減圧あるいは大気開放でき
るので減圧時間及び大気開放時間を短縮できる。
【0031】また、特に送り側において常時減圧状態を
保つことによって、塵などの混入を防ぎ高い清浄度を保
つことができるために、半導体装置の封止不良や半導体
ペレットへの塵の付着による特性不良などは全くない優
れた効果がある。
【0032】本発明は樹脂を付着したキャップを用いて
半導体ペレットを封止する例を揚げて説明したが、金型
内に樹脂を充填して封止する樹脂モールド技術にも応用
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体製造装置を示す
上面図である。
【図2】本発明の他の実施例に係る半導体製造装置を示
す上面図である。
【図3】従来の封着工程を示す縦断面図である。
【図4】従来の半導体製造装置を示す上面図である。
【符号の説明】
1,18 リードフレーム用マガジン 2 リードフレーム 3 封着作業用減圧室 4 第1ヒートブロック 5 第2ヒートブロック 6 マガジン送り用ロードロック室 7 リードフレーム送り用ロードロック室 8 リードフレーム受け用ロードロック室 9 マガジン受け用ロードロック室 10 マガジン輸送用レール 11 第3ヒートブロック 12 半導体ペレット 13 ボンディングワイヤー 14 キャップ 15 樹脂 16 ペレットマウント部 17 リードフレーム送り用レール

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレームにマウント、ボンディン
    グされた半導体素子をキャップを用いて樹脂封止する半
    導体装置の製造方法において、 リードフレームにキャップを載置し前記樹脂を液化する
    工程と、 前記樹脂を固化しキャップをリードフレームに固着する
    工程と、 キャップが固着されたリードフレームを冷却する工程と
    を含み、 前記各工程を略一定の減圧雰囲気下において連続して行
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 樹脂とキャップを用いて半導体素子を封
    止する半導体装置の製造装置において、 半導体素子とリードフレームとキャップとを収容する減
    圧室と、 リードフレームにキャップを載置し前記樹脂を液化する
    手段と、 前記樹脂を固化しキャップをリードレームに固着する手
    段と、 キャップが固着されたリードフレームを冷却する手段と
    を有し、 前記封止を行う間は前記減圧室の圧力を略一定の減圧下
    に保つようにしたもの であることを特徴とする半導体製
    造装置。
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JPH0391254A (ja) * 1989-09-04 1991-04-16 Hitachi Ltd 接合装置
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