JP3572764B2 - ベアチップ封止方法およびベアチップ封止基板 - Google Patents
ベアチップ封止方法およびベアチップ封止基板 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一つの半導体ベアチップを基板上に封止する半導体実装技術の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ベアチップを基板上に封止する技術には、大きく分けてポッティングとプリンティングとモールディングとの三つの技術が従来からある。
ポッティングは、図１３に示すように、基板５上に固定されているベアチップ３の上から熱硬化性樹脂２をディスペンサーＤなどで注ぎ、ベアチップ３を覆う樹脂２の固まりを形成する封止技術である。この封止技術によれば、型等を使用することなく、極めて安価に樹脂によるベアチップ封止ができるという利点がある。しかしながら同技術では、所望の形状に樹脂２を固めることができず、粘度の微妙な違いなどのせいで樹脂２が覆う基板５上の範囲を精密に制御することが難しいという難点があった。
【０００３】
プリンティングは、図１４に示すように、印刷マスクＰの開口部をベアチップ３に被せ、高粘度の樹脂２を注入した上で同開口部から溢れた樹脂２’を印刷スキージＳで掻き取る封止技術である。同技術によれば、比較的容易に所望の平面形状の封止樹脂２を持つ実装構造を形成することが可能である。しかしながら同技術では、印刷性を向上させるために粘度の高い樹脂を使用する必要があり、ボンディングワイヤ４の間などの狭い部分への充填が不十分になりがちであるという不安要因を抱えている。
【０００４】
モールディング（トランスファー・モールディング）は、通常金属製の一対の鋳型でベアチップ３を載せた基板５を表裏両面から包み、高温の熱硬化性樹脂２を高圧で注入して固める封止技術である。この封止技術によれば、封止樹脂２の出来上がり形状が型の形状によって定まるので、精密に外形を形成することが可能である。しかしながら、同技術は精度の高い鋳型を必要とするので、鋳型の製造に費用や時間がかかり、コスト面で少量生産には向かない。
【０００５】
なお、ポッティングについては上記難点を解消する目的で、図１５に示すようにベアチップを保形部材Ｋで覆い、その中央部の注入孔Ｈから低粘度の封止材２を注入して固化させたのち、保形部材Ｋを取り去るベアチップ封止方法が、特開平３−２５７９３８号公報に開示されている。しかしながら、同公報の実施例では、気泡が排出されやすいように、保形部材Ｋの内面が略漏斗状に曲面で形成されている。さらに、保形部材Ｋの注入孔Ｈに相当するバリ等の不整形部分が、封止樹脂２の中央部に残ってしまう。それゆえ、同公報の技術によっては、必ずしも所望の表面形状に外形が形成されているベアチップ封止構造を製造できるとは限らない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記各従来技術の持つ不都合に鑑み、安価かつ簡便でありながら、ベアチップを覆う樹脂（封止樹脂）の外形を所望の形状に形成することが可能なベアチップ封止方法を提供することを解決すべき課題としている。ここで、封止樹脂の所望の外形とは、例えば頂面が平面ないし略平面であることなどを指す。本発明は併せて、上記封止方法を用いて安価かつ簡便に製造することが可能でありながら、所望の外形が得られるベアチップ封止基板（基板に接合されているベアチップが樹脂で封止されている基板）を提供することをも課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、発明者らは以下の手段を発明した。
（製造方法としてのベアチップ封止方法）
本発明の第１手段は、請求項１記載のベアチップ封止方法である。
本手段では、樹脂注入工程で、所定の表面形状（例えば平面とか凹面とか）が形成されている台座の上面に樹脂が適正な量だけ注入され、続く樹脂被覆工程で、基板に接合されているベアチップが台座の上面に注入されている樹脂に浸される。樹脂には流動性があるので、ベアチップと基板表面の配線とを接続するボンディング・ワイヤやボール等の細部にも行き渡るとともに、ベアチップの周囲の基板の表面部分にも接触し、ベアチップを覆い尽くして封止する。その後、樹脂硬化工程で、樹脂はベアチップを封止したまま硬化し、基板上にベアチップを気密水密に封止した封止樹脂を形成する。この際、封止樹脂の表面形状のうち少なくとも頂面の形状は、台座の上面の形状と嵌合する形状に形成されている。
【０００８】
本手段では、精密な金型などを必要とせず、樹脂を受ける台座や台座に樹脂を注入するディスペンサーなどの簡便な設備で済むので、設備投資やその運用費などのコストが極めて少ない。したがって、本手段によれば、安価かつ簡便でありながら、半導体ベアチップを基板上に封止する封止樹脂の表面形状を、台座の上面の形状の設定により所定の形状に形成することができるという効果がある。さらに、本手段では、台座の上面に形成された凹部に樹脂が注入されるので、凹部は樹脂の容器として作用し、樹脂注入工程で凹部の周囲に樹脂が流出することがない。続く樹脂被覆工程および樹脂硬化工程でも、基板はベアチップの周囲の限定された表面部分だけが樹脂に接触し、不用意に樹脂が周囲に広がって周囲の回路や回路要素などを汚すことがない。また、ベアチップを封止する樹脂（封止樹脂）の頂面ばかりではなく、側面も台座の凹部の形状に嵌合して形成されるので、所定の形状に形成することが可能になる。したがって、本手段によれば、封止樹脂の範囲を限定することができるとともに、封止樹脂の表面形状を所定の形状に形成することができるという効果がある。さらに、本手段では、樹脂注入工程で台座の凹部に樹脂が過剰に注入されたなどして、樹脂被覆工程で樹脂が台座の凹部を溢れ出た場合に、溢れた樹脂は凹部を囲む溝に流入するので、溝を越えて樹脂が溢れ出ることがない。したがって、本手段によれば、樹脂被覆工程で樹脂が凹部を溢れ出た場合にもその範囲は溝によって限定され、周囲の回路や回路要素を樹脂で汚すことがないという効果がある。
【０００９】
本発明の第２手段は、請求項２記載のベアチップ封止方法である。
本手段では、台座の上面の少なくとも一部は略平面であるから、同一部に対応して形成されるベアチップを封止する樹脂の頂面も、略平面で形成される。ベアチップを封止している樹脂の頂面が略平面ないし平面であれば、スタンプ等による印字や、真空チャックによる取扱いに好都合であり、さらに超音波探傷による非破壊検査にも好都合である。その結果、下流工程での生産ラインの自動化や、樹脂の剥離やボイドなどの不良品の発見率の向上などの効果があり好ましい。
【００１０】
したがって、本手段によれば、ベアチップを封止している樹脂の頂面を、略平面ないし平面に形成することができるという効果がある。本発明の第３手段は、請求項３記載のベアチップ封止方法である。本手段では、あたかも活字を活版の所定位置に配置するように、複数個の台座は保持手段により（基板上の各ベアチップ配置に対応する）所定位置に配設保持される。それゆえ、樹脂注入工程では一度に複数個の台座全部に樹脂が注入され、樹脂被覆工程および樹脂硬化工程では、一度に全ての台座に対応するベアチップが樹脂により封止される。
【００１１】
したがって、本手段によれば、複数個の樹脂を別個の封止樹脂によって一度に封止することができるので、複数個のベアチップが接合されている基板の封止を極めて安価かつ短時間にできるという効果がある。本発明の第４手段は、請求項４記載のベアチップ封止方法である。本手段では、台座を封止樹脂のカバーに取られることはなく、台座を封止樹脂から剥がしてしまうので、台座の再利用が可能である。
【００１２】
したがって、本手段によれば、台座の再利用によりコストダウンになるという効果がある。本発明の第５手段は、請求項５記載のベアチップ封止方法である。本手段では、樹脂硬化工程の後に台座を封止樹脂から剥がすことないので、封止樹脂と基板表面との間に引張応力や剪断応力が働くことがなく、封止樹脂の剥離不具合の発生が防止されている。さらに、台座を封止樹脂に接着したまま残しておくので、台座が封止樹脂表面を覆うカバーの役目を果たし、周囲の環境（水分や電磁波）から封止されたベアチップおよび封止樹脂を守る作用を生じる。
【００１５】
したがって、本手段によれば、封止樹脂の信頼性が増し、さらに封止されているベアチップの耐環境性も向上するという効果がある。
（製品としてのベアチップ封止基板）
本発明の第６手段は、請求項６記載のベアチップ封止基板（表面上に接合されているベアチップが樹脂により封止されている基板）である。
【００１６】
本手段では、基板に接合されているベアチップを樹脂が覆って封止しているばかりではなく、樹脂の表面もまたカバー容器によって覆われている。つまり、ベアチップは、カバー容器と封止樹脂とにより二重の保護を受けており、ベアチップの耐環境性は樹脂のみによる封止に比較して向上している。したがって、本手段によれば、安価かつ簡便な構成でありながら、封止されるベアチップの耐環境性がいっそう向上するという効果がある。さらに、本手段では、カバー容器の上面に形成された凹部に樹脂が注入されるので、凹部は樹脂の容器として作用し、樹脂注入工程で凹部の周囲に樹脂が流出することがない。続く樹脂被覆工程および樹脂硬化工程でも、基板はベアチップの周囲の限定された表面部分だけが樹脂に接触し、不用意に樹脂が周囲に広がって周囲の回路や回路要素などを汚すことがない。また、ベアチップを封止する樹脂（封止樹脂）の頂面ばかりではなく、側面もカバー容器の凹部の形状に嵌合して形成されるので、所定の形状に形成することが可能になる。したがって、本手段によれば、封止樹脂の範囲を限定することができるとともに、封止樹脂の表面形状を所定の形状に形成することができるという効果がある。さらに、本手段では、樹脂注入工程でカバー容器の凹部に樹脂が過剰に注入されたなどして、樹脂被覆工程で樹脂がカバー容器の凹部を溢れ出た場合に、溢れた樹脂は凹部を囲む溝に流入するので、溝を越えて樹脂が溢れ出ることがない。したがって、本手段によれば、樹脂被覆工程で樹脂が凹部を溢れ出た場合にもその範囲は溝によって限定され、周囲の回路や回路要素を樹脂で汚すことがないという効果がある。
【００１７】
本発明の第７手段は、請求項７記載のベアチップ封止基板である。本手段では、金属製（したがって導電性）のカバー容器は、製造が容易で安価であるばかりでなく、電磁波を通さないので内部に封止されているベアチップの耐電波環境性が向上する。また、熱伝導性にも優れるので内部のベアチップの廃熱が容易となる。カバー容器が放熱フィンを有すれば、放熱作用はいっそう有効である。さらに、カバー容器の材料が軟磁性の金属であれば、変動する磁場中などにおける耐磁場環境性も大幅に向上する。
【００１８】
したがって、本手段によれば、電磁環境等に極めて強いベアチップ封止基板を提供することができるという効果がある。本発明の第８手段は、請求項８記載のベアチップ封止基板である。本手段では、カバー容器がメッシュ材で形成されているので、樹脂がカバー容器に浸透しやすい。それゆえ、ベアチップを封止している封止樹脂の表面にカバー容器はしっかりと接合しており、容易に剥離して離脱することはない。
【００１９】
したがって、本手段によれば、カバー容器がより強固に封止樹脂の表面に接着されるので、カバー容器の離脱による故障などの不具合が防止されるという効果がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のベアチップ封止方法およびベアチップ封止基板の実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例等で明確かつ充分に説明する。
〔実施例１〕
（実施例１のベアチップ封止方法）
本発明の実施例１としてのベアチップ封止方法は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、樹脂注入工程、樹脂被覆工程、樹脂硬化工程および台座剥離工程から順に構成されている。
【００２１】
樹脂注入工程では、図１（ａ）に示すように、台座１の上面１１にディスペンサーＤにより適量の流動性のある樹脂２が滴下注入される。台座１はテフロン製の板であり、台座１の上面１１は平面であって、上面１１が水平になるよう台座１は（図示しない支持台などで）支持されている。樹脂２は、エポキシ系の樹脂を主成分とする硬化前で低粘度の熱硬化性樹脂であって、適正な温度に保たれており、適度の粘性および表面張力を有する。
【００２２】
樹脂被覆工程では、図１（ｂ）〜（ｃ）に示すように、表面５１に半導体ベアチップ３が接合され、金ワイヤ４によるワイヤボンディング（電気接続）が施されている基板５が、樹脂２に接近して接触する。すなわち、基板５はその表面５１を下にして台座１の上面１１上の樹脂２に接近し、接触して樹脂２の中にベアチップ３およびワイヤ４を浸漬する。
【００２３】
その際、基板５をやや斜めに傾けて、基板表面１１が樹脂２に順次接触していくようにすると良い。こうすれば、樹脂２中や、樹脂２とベアチップ３・ワイヤ４・基板５との間に形成される界面に、気泡（ボイド）を残すことが防止されるので、より良好な封止状態が期待できるようになる。
こうして、図１（ｃ）に示すように、基板表面５１が台座表面１１と平行で適正な距離に保たれ、ベアチップ３が樹脂２の占める領域の中央部に位置する所定の位置および姿勢に基板５を保ちつつ、樹脂硬化工程に入る。台座表面１１と基板表面５１との距離は、少なくともワイヤ４が台座表面１１に接触しない程度はあることが望ましい。樹脂硬化工程では、前述の状態を保ちながら、適正な温度に管理されて所定時間を過ごし、樹脂２を硬化させてベアチップ３およびワイヤ４とその周辺部分とを封止する。（その際、図１（ｃ）とは天地（上下）を逆転させておいてもよい。すると、樹脂２と基板５との接触面積が増え、ワイヤ４の基板５との接続部での封止状態が改善される。）その結果、ベアチップ３およびワイヤ４とその周辺部分とは、周囲の環境（水分、酸素、塵埃、導体の接触、その他）から固化した封止樹脂２により保護されるにいたる。
【００２４】
樹脂硬化工程を終了したのち、台座剥離工程に入る。本工程では、図１（ｄ）に示すように、台座１は封止樹脂２から剥がされ、基板５上のベアチップ３の樹脂２による封止は完了する。台座１から剥がされた樹脂２の頂面２１は、台座表面１１に対応して平面に形成されているので、真空チャックによる取扱い・スタンプによる印字・超音波探傷などに都合がよい。なお、封止樹脂２の側面２２は、基板５の濡れ性と台座１の濡れ性とにより変化するが、概ねなだらかな曲面を描くことが多い。
【００２５】
（実施例１の作用効果）
本実施例のベアチップ封止方法では、上面１１が平面の台座１１を用いるほかに特別の治具・工具の類を用いず、金型などの精密で高価な装置を要さない。それゆえ、極めて簡易で安価な方法により、樹脂２でベアチップ３を基板５上に封止することができる。しかも、封止樹脂２の頂面２１は、所望の形状（平面）に形成されている。
【００２６】
したがって、本実施例のベアチップ封止方法によれば、頂面２１が平面である封止樹脂２によりベアチップ３が封止されている基板５を、安価かつ簡便に製造することが可能になるという効果がある。
（実施例１の変形態様１）
実施例１の変形態様として、図２に示すように、基板５の複数個所に接合されている複数のベアチップ３を同時に樹脂２で封止する方法もある。
【００２７】
すなわち、複数のベアチップ３をもつ基板５を、水平に置かれている台座１の上面１１に対面させて実施例１同様に近づける。台座１の上面１１は平面で形成されていて、上面１１のうちベアチップ３の位置と対応する水平面内の複数個所には、樹脂注入工程で予め樹脂２が注入されており、流動性のある樹脂２の塊が形成されている。この状態で、樹脂２の各塊に各ベアチップ３を沈めることにより、実施例１と同様な樹脂被覆工程、樹脂硬化工程および台座剥離工程が行われ、複数のベアチップ３が各々封止されている基板５が、安価かつ容易に得られる。
【００２８】
（実施例１のその他の変形態様）
台座１の材料や樹脂２の材料を変えることにより、本実施例およびその変形態様１には、数多くの変形態様が存在しうる。
例えば、台座１の材料としては、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、チップコート樹脂、その他各種プラスチックや、シリコーンゴムなどのゴム類、各種硝子、各種金属が挙げられる。離型性が悪い場合には、台座上面１１に剥離剤を予め塗布しておけばよい。一方、樹脂２の材料としては、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フェノール樹脂など、熱硬化性樹脂を中心とする各種樹脂または各種ゴムの使用が可能である。
【００２９】
樹脂２の材料の選定には、樹脂２自身の封止材としての材料特性や、基板５に対する親和性（接着性）などのほか、樹脂２と台座１との濡れ性も考慮される。すなわち、濡れ性が低く、台座１の上面１１で濡れ拡がりが少ないほうが、硬化後の封止樹脂２の寸法の安定化が図れるので好都合である。
〔実施例２〕
（実施例２のベアチップ封止方法）
本発明の実施例２としてのベアチップ封止方法は、図３に示すように、上面１１に凹部１０とその周囲の溝１２とが形成されている台座１Ａ（テフロン製）を使用して行われる。凹部１０は部分的に平面を形成していて、凹部１０の底面１１’は上面１１に平行な平面である。
【００３０】
本実施例のベアチップ封止方法は、図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、樹脂注入工程、樹脂被覆工程、樹脂硬化工程および台座剥離工程から順に構成されている。
樹脂注入工程では、図４（ａ）に示すように、台座１の上面１１に形成されている凹部１０の中に、ディスペンサーＤにより適量の流動性のある樹脂２が滴下注入される。
【００３１】
樹脂被覆工程では、図４（ｂ）〜（ｃ）に示すように、半導体ベアチップ３が接合されている基板５が、樹脂２に接近して接触する。すなわち、図４（ｃ）に示すように、基板５は、その表面５１を下にして台座１の上面１１に当接し、上面１１に形成されている凹部１０に溜まっている樹脂２に、ベアチップ３およびワイヤ４を浸漬する。
【００３２】
その際、樹脂２が適量より多いと凹部１０から溢れだすが、台座１Ａには凹部１０を囲む溝１２が形成されているので、溢れ出た樹脂２は周囲の溝１２にトラップされる。それゆえ、溝１２の外にまで溢れた樹脂２が浸入して基板５を汚すことは防止されている。
この状態で、クリップ（固定治具）Ｃを台座１および基板５の四方から掛けて両者を互いに固定し、図４（ｄ）に示すように天地を逆転させて樹脂硬化工程に入る。
【００３３】
樹脂硬化工程では、再び図４（ｄ）に示すように、基板５がその表面５１に樹脂２を載せた状態であるから、凹部１０に覆われている基板５の表面部分には重力で樹脂２が行き渡る。それゆえ、たとえ樹脂２の量が不足していた場合にも、基板表面５１と樹脂２との界面での気泡などによる接合不良が起こりにくい。この状態で温度管理がなされて所定時間を経れば、樹脂２は硬化して固体の封止樹脂２を形成する。
【００３４】
樹脂硬化工程を終了したのち、図４（ｅ）に示すように、台座１Ａは封止樹脂２から剥がされ、基板５上のベアチップ３の樹脂２による封止は完了する。台座１の溝１２に溜まった樹脂２も固化しているので、必要があればワイヤブラシ等で除去する。
できあがった封止樹脂２の頂面２１は、台座１Ａの凹部１０に底面１１’に対応して平面に形成されているので、実施例１と同じく真空チャックによる取扱い・スタンプによる印字・超音波探傷などに都合がよい。また、封止樹脂２の外形が台座１の凹部１０の形状に成形されるので、封止樹脂２の寸法精度も向上している。なお、台座１Ａの凹部１０に底面１１’と、これに対応する封止樹脂２の頂面２１とは、必ずしも平面としなくてもよい。
【００３５】
（実施例２の作用効果）
本実施例のベアチップ封止方法でも、凹部１０と溝１２とが上面１１に形成されている台座１１を用いるほかに特別の治具・工具の類を用いず、金型などの精密で高価な装置を要さない。それゆえ、極めて簡易で安価な方法により、樹脂２でベアチップ３を基板５上に封止することができる。しかも、封止樹脂２の頂面２１が平面に形成されるばかりではなく、封止樹脂２の外形形状が凹部１０により所望の形状に成形される。
【００３６】
したがって、本実施例のベアチップ封止方法によれば、所望の外形形状をもつ封止樹脂２によりベアチップ３が封止されている基板５を、安価かつ簡便に製造することが可能になるという効果がある。
（実施例２の変形態様１）
樹脂被覆工程で凹部１０を溢れて溝１２に入ってしまった樹脂２’を、容易に除去できるように、図５に示すように、テーパー断面をもった溝１２’を台座１Ａ’に設ける変形態様も可能である。凹部１０と溝１２’との間隔ｇは、強度の許す範囲で短いほうが、樹脂２’のはみ出す範囲を狭く限定できるので望ましい。樹脂２’は、先細りのテーパー面をもつ溝１２’に捕らえられて、台座剥離工程で台座１Ａ’と一緒に持ち上がって基板５から離れるので、エアブラシを上面１１から溝１２’に向かって一吹きするだけで余分な樹脂２’を除去することができる。
【００３７】
（実施例２の変形態様２）
本実施例およびその変形態様１に対しても、一つの台座１Ａ，１Ａ’の上面１１に複数個の凹部１０および溝１２，１２’が形成されている変形態様が可能である。本変形態様によれば、複数個のベアチップ３を搭載した基板５に対して、複数の凹部１０で複数のベアチップ３を一度に封止することが可能になる。
【００３８】
（実施例２の変形態様３）
樹脂注入工程で樹脂２の注入量を適正に制御することにより、実施例２およびその変形態様１に例示されている溝１２，１２’を廃し、凹部１０のみが上面１１に形成されている台座を使用して封止する変形態様も可能である。
本変形態様の一形態として、図６（ａ）に示すように、凹部１０の周囲の上面１１のうち、基板５の表面１１に当接するのに必要な最低限のみを残して、全体が略ブロック状に成形されている台座１Ｂを使用する方法もある。台座１Ｂは、図６（ｂ）に示す断面形状のほか、図６（ｃ）に示す断面形状のもの（台座１Ｂ’）でもよい。
【００３９】
さらに、ベアチップ３の型に合わせて規格化された台座１Ｂを複数個制作しておき、新設計の基板５が現れるたびに自在に台座１Ｂの配置を変更できる保持手段を用意しておけば、新設計の基板５に対して新たに台座を用意する必要がない。また、複数個のベアチップ３を搭載している基板５の新設計や改良設計に対しても、迅速に対応することが可能になる。その結果、生産性が向上し、特に少量多種生産をする場合には、迅速な生産の立ち上がりと生産性の向上およびコスト引下げとの効果がある。
【００４０】
なお、この方式は、活字と活字を保持する活版とによる活版印刷と発想において共通するものがあるので、以後「活字方式」と呼ぶことにする。
（実施例２のその他の変形態様）
本実施例およびその変形態様１〜３についても、実施例１と同様に、台座１Ａ，１Ａ’，１Ｂ，１Ｂ’の材料や樹脂２の材料を変えることにより、数多くの変形態様が存在しうる。それらの作用効果については、概ね実施例１のその他の変形態様と同様である。
【００４１】
〔実施例３〕
（実施例３のベアチップ封止基板）
本発明の実施例３としてのベアチップ封止基板は、図７に示すように、半導体ベアチップ３が接合されている基板５と、基板５の表面５１の一部を含めてベアチップ３およびワイヤ４と封止している樹脂２と、樹脂２の表面を覆うカバー容器１Ｃとから構成されている。他のベアチップ封止基板５と比較して特徴的である点は、封止樹脂２の表面がカバー容器１Ｃによって覆われている点である。
【００４２】
ここで、樹脂２は通常のエポキシ系の封止樹脂であるが、カバー容器１Ｃは軟磁性ステンレス合金の打ち出し加工品である。それゆえ、カバー容器１Ｃが覆っている範囲からの水分・酸素等の浸入はほとんど皆無である。さらに、カバー容器が高い導電性および透磁性を有するので、外部からの電磁波や磁場の影響を排除することができるうえに、内部のベアチップ３からの電磁波の発信を遮断することもできる。また、カバー容器１Ｃの熱伝導性が良いので、加熱個所から熱を散らして放熱効果をも発揮する。
【００４３】
したがって、本実施例のベアチップ封止基板は、極めて高い耐環境性を発揮し、過酷な環境での使用に供することができるという効果がある。
なお、カバー容器１Ｃによる配線間のショートが特に心配される場合は、基板５の表面５１のうちカバー容器１Ｃの端面１１が当接する部分には、絶縁加工を施すことにより、基板５に形成されている配線がカバー容器１Ｃによって短絡することは防止される。
【００４４】
さらに、ベアチップ３の放熱性を改善したいという要求がある場合には、樹脂２に熱伝導性の良好なものを使用するとともに、カバー容器１Ｃの側面に冷却フィンを形成してもよい。その場合、特に瓶の蓋状のフィンであれば、形成が容易で安価である。必要があれば、頂面１１”にも放熱フィンを形成してもよい。
（実施例３のベアチップ封止方法）
本発明の実施例３としてのベアチップ封止方法は、図８（ａ）に示すように、上面としての端面１１と凹部１０とを有するシャーレ状の台座１Ｃ（軟磁性ステンレス合金）を使用して行われる。凹部１０は部分的に平面を形成していて、凹部１０の底面１１’およびその背面１１”は、端面１１に平行な平面である。
【００４５】
本実施例のベアチップ封止方法は、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、樹脂注入工程、樹脂被覆工程および樹脂硬化工程から順に構成されており、実施例１および実施例２とは異なって台座剥離工程はない。
樹脂注入工程では、図８（ａ）に示すように、台座１Ｃに形成されている凹部１０の中に、ディスペンサーＤにより適量の流動性のある樹脂２が滴下注入される。
【００４６】
樹脂被覆工程では、図８（ｂ）〜（ｃ）に示すように、樹脂２を凹部１０に満たしている台座１Ｃを、上下逆にしてマニピュレーター（真空チャックなど）Ｍでつかみ、半導体ベアチップ３を搭載している基板５に被せる。この際、下になった樹脂２の液面がやや下に凸になっている状態で樹脂２をベアチップ３に接触させると、ベアチップ３の周囲に気泡が残りにくいので好ましい。なお、この作業は速やかに行われるので、流動性のある樹脂２が凹部１０からこぼれ落ちることはない。こうして端面１１が基板表面５１に当接すると、凹部１０に溜まっている樹脂２に浸漬されてベアチップ３およびワイヤ４は基板表面５１上に封止される。
【００４７】
樹脂硬化工程では、再び図８（ｃ）に示す状態で温度管理がなされて所定時間を経れば、樹脂２は硬化して固体の封止樹脂２を形成する。すると、台座１Ｃは樹脂２の表面に接着したまま基板５上に残り、前述のようにカバー容器１Ｃとして保護機能を発揮するにいたる。
台座１Ｃの凹部１０の背面１１”は、転じてカバー容器１Ｃの頂面１１”となり、当初から平面に形成されているので、実施例１と同じく真空チャックによる取扱い・スタンプによる印字・超音波探傷などに都合がよい。また、封止樹脂２の外形にかわって、カバー容器１Ｃによって外形が形成されるので、寸法精度も向上している。
【００４８】
（実施例３のベアチップ封止方法の別法）
本実施例の別法としては、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、台座１Ｃの凹部１０を終始上に向けて、樹脂注入工程、樹脂被覆工程および樹脂硬化工程を行う方法もある。これらの全工程で、台座１ＣはテーブルＴの水平な上面に背面１１”を合わせているが、必ずしも同一のテーブルである必要はない。
【００４９】
樹脂被覆工程では、図９（ｂ）に示すように、基板５の表面５１を下にしてベアチップ３を樹脂２に浸漬する。この際、最初は基板５をやや斜めにして樹脂２の液面につけ、徐々に深くつけていき、最後に水平に戻して台座１Ｃの端面１１に当接するようにすれば、気泡が樹脂２中に残りにくいので好ましい。
樹脂硬化工程では、図９（ｃ）に示す上下逆転状態で樹脂２の硬化を待ち、全工程を完了する。ここで、樹脂硬化工程で、再び図９（ｃ）に示す正置状態で硬化させることもでき、この場合、樹脂２と基板表面５１との接合がより確実になる。
【００５０】
（実施例３の作用効果）
以上詳述したように、本実施例によれば、実施例１および実施例２と同様に安価かつ容易にベアチップ封止基板の製造ができるという効果がある。そればかりではなく、本実施例には、より耐環境性に優れたベアチップ封止基板を提供することができるという効果がある。
【００５１】
（実施例３の変形態様１）
本変形態様は、図１０（ａ）に示すように、凹部１０の全周囲に溝１２”が形成されているカバー容器１Ｄを使用する点が、実施例３と異なっている。カバー容器１Ｄは、製作が容易で安価である点に着目し、樹脂２と馴染み（濡れ性や接着性）が良いプラスチック製の押し出し成形品である。したがって、実施例３と異なり、基板５の表面５１に形成された回路に絶縁処理をする必要はない。
【００５２】
本変形態様によれば、樹脂被覆工程で、樹脂２が凹部１０から溢れだしても、図１０（ｂ）に示すように溢れた樹脂２’は溝１２”に捕らえられるので、周囲の回路を汚すことがない。
（実施例３の変形態様２）
本変形態様も、封止樹脂２が周囲の回路を汚染することを防止することを目的としている。
【００５３】
すなわち、本変形態様は、図１１（ａ）に示すように、凹部１０の底面１１’から背面（頂面）１１”に貫通する逃がし孔１３が形成されているカバー容器１Ｅを使用する点が、実施例３と異なっている。カバー容器１Ｅは、金属製でもプラスチック製でも良い。
本変形態様では、樹脂注入工程から速やかに樹脂被覆工程に移行し、樹脂被覆工程で樹脂２が凹部１０から溢れようとすると、図１１（ｂ）に示すように樹脂２は逃がし孔１３から頂面１１”へ溢れだす。溢れた樹脂２”は頂面１１”に溜まりを作って固まるので、周囲の回路を汚すことがない。もちろん、逃がし孔１３は、後の工程で不都合が無い位置に設けられている。
【００５４】
（実施例２の変形態様３）
前述の実施例３およびその変形態様１，２では、カバー容器１Ｃ〜１Ｅを樹脂２に接着したまま基板上に残すことにしていたが、樹脂硬化工程のあと、台座剥離工程を施して除去してしまってもよい。すなわち、カバー容器１Ｃ〜１Ｅは樹脂２が硬化するまでの保形部材として作用し、再利用が可能なので経済的である。カバー容器１Ｃ〜１Ｅの材料としては、離型性にすぐれたものが好ましいが、離型剤を塗布して金属などの耐久性や剛性に優れた材料を使用しても良い。
【００５５】
（実施例２の変形態様４）
本変形態様では、図１２に示すように、金属（例えばステンレス鋼）のメッシュ材で形成されているカバー容器１Ｆを使用する。樹脂２が樹脂硬化工程までに漏れださない程度に、メッシュは細かく形成されている。
本変形態様のベアチップ封止基板は、実施例３と同様の方法で製造される。その結果、樹脂２とカバー容器１Ｆとの接着は強固であり、振動などの原因でカバー容器１Ｆが脱落して不具合の原因になることは無くなる。
【００５６】
なお、メッシュ材の材料は金属に限られるものではなく、各種の繊維で形成されたメッシュ材を用いて本変形態様のカバー容器１Ｆをもつベアチップ封止基板を製造することができる。また、メッシュ材の概念を拡大して、各種の布、紙、不織布、合成紙、導電性繊維の成形体の類にまで、材料の範囲を広げることができる。
【００５７】
（実施例３の変形態様４）
前述の実施例３およびその変形態様１〜３においても、実施例２の変形態様３に記載されている「活字方式」を適用することができる。すなわち、台座としてのカバー容器１Ｃ〜１Ｆを保持手段に配置することにより、複数のベアチップ３の封止を一度に行うことが可能である。
【００５８】
（実施例３のその他の変形態様）
本実施例およびその変形態様１〜４についても、実施例１と同様に、カバー容器１Ｃ〜１Ｆの材料や樹脂２の材料を変えることにより、数多くの変形態様が存在しうる。それらの作用効果については、概ね実施例１のその他の変形態様と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側面図
（ｃ）樹脂硬化工程を示す透視側面図
（ｄ）台座剥離工程を示す透視側面図
【図２】実施例１の変形態様１のベアチップ封止方法を示す側面図
【図３】実施例２の封止方法に使用する台座の形状を示す斜視図
【図４】実施例２のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｃ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｄ）樹脂硬化工程を示す側断面図
（ｅ）台座剥離工程を示す側断面図
【図５】実施例２の変形態様１の台座の溝形状を示す部分断面図
【図６】実施例２の変形態様２の台座の形状を示す組図
（ａ）台座の形状を示す斜視図
（ｂ）台座の形状を示す側断面図
（ｃ）台座の他の形状を示す側断面図
【図７】実施例３のベアチップ封止基板の構成を示す要部側断面図
【図８】実施例３のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｃ）樹脂硬化工程を示す側断面図
【図９】実施例３のベアチップ封止方法の別法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｃ）樹脂硬化工程を示す側断面図
【図１０】実施例３の変形態様１のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程および樹脂硬化工程を示す側断面図
【図１１】実施例３の変形態様２のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程および樹脂硬化工程を示す側断面図
【図１２】実施例３の変形態様４に使用するカバー容器を示す組図
【図１３】従来技術としてのポッティングによる封止方法を示す側断面図
【図１４】従来技術としてのプリンティングによる封止方法を示す側断面図
【図１５】従来技術としての特許公開公報による封止方法を示す側断面図
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ａ’，１Ｂ，１Ｂ’：台座
１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ：台座とカバー容器とを兼ねる
１０：凹部１０ １１：台座上面（端面） １１’：底面
１１”：背面（頂面） １２，１２’，１２”：溝 １３：逃がし孔
２：樹脂（流動性のある樹脂、封止樹脂） ２１：頂面 ２２：側面
２’，２”：はみ出した樹脂 ３：半導体ベアチップ
４：ボンディング・ワイヤ ５，５’：基板 ５１：基板表面
Ｃ：クリップ Ｄ：ディスペンサー Ｈ：注入孔 Ｋ：保形部材
Ｐ：印刷マスク Ｓ：印刷スキージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一つの半導体ベアチップを基板上に封止する半導体実装技術の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ベアチップを基板上に封止する技術には、大きく分けてポッティングとプリンティングとモールディングとの三つの技術が従来からある。
ポッティングは、図１３に示すように、基板５上に固定されているベアチップ３の上から熱硬化性樹脂２をディスペンサーＤなどで注ぎ、ベアチップ３を覆う樹脂２の固まりを形成する封止技術である。この封止技術によれば、型等を使用することなく、極めて安価に樹脂によるベアチップ封止ができるという利点がある。しかしながら同技術では、所望の形状に樹脂２を固めることができず、粘度の微妙な違いなどのせいで樹脂２が覆う基板５上の範囲を精密に制御することが難しいという難点があった。
【０００３】
プリンティングは、図１４に示すように、印刷マスクＰの開口部をベアチップ３に被せ、高粘度の樹脂２を注入した上で同開口部から溢れた樹脂２’を印刷スキージＳで掻き取る封止技術である。同技術によれば、比較的容易に所望の平面形状の封止樹脂２を持つ実装構造を形成することが可能である。しかしながら同技術では、印刷性を向上させるために粘度の高い樹脂を使用する必要があり、ボンディングワイヤ４の間などの狭い部分への充填が不十分になりがちであるという不安要因を抱えている。
【０００４】
モールディング（トランスファー・モールディング）は、通常金属製の一対の鋳型でベアチップ３を載せた基板５を表裏両面から包み、高温の熱硬化性樹脂２を高圧で注入して固める封止技術である。この封止技術によれば、封止樹脂２の出来上がり形状が型の形状によって定まるので、精密に外形を形成することが可能である。しかしながら、同技術は精度の高い鋳型を必要とするので、鋳型の製造に費用や時間がかかり、コスト面で少量生産には向かない。
【０００５】
なお、ポッティングについては上記難点を解消する目的で、図１５に示すようにベアチップを保形部材Ｋで覆い、その中央部の注入孔Ｈから低粘度の封止材２を注入して固化させたのち、保形部材Ｋを取り去るベアチップ封止方法が、特開平３−２５７９３８号公報に開示されている。しかしながら、同公報の実施例では、気泡が排出されやすいように、保形部材Ｋの内面が略漏斗状に曲面で形成されている。さらに、保形部材Ｋの注入孔Ｈに相当するバリ等の不整形部分が、封止樹脂２の中央部に残ってしまう。それゆえ、同公報の技術によっては、必ずしも所望の表面形状に外形が形成されているベアチップ封止構造を製造できるとは限らない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記各従来技術の持つ不都合に鑑み、安価かつ簡便でありながら、ベアチップを覆う樹脂（封止樹脂）の外形を所望の形状に形成することが可能なベアチップ封止方法を提供することを解決すべき課題としている。ここで、封止樹脂の所望の外形とは、例えば頂面が平面ないし略平面であることなどを指す。本発明は併せて、上記封止方法を用いて安価かつ簡便に製造することが可能でありながら、所望の外形が得られるベアチップ封止基板（基板に接合されているベアチップが樹脂で封止されている基板）を提供することをも課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、発明者らは以下の手段を発明した。
（製造方法としてのベアチップ封止方法）
本発明の第１手段は、請求項１記載のベアチップ封止方法である。
本手段では、樹脂注入工程で、所定の表面形状（例えば平面とか凹面とか）が形成されている台座の上面に樹脂が適正な量だけ注入され、続く樹脂被覆工程で、基板に接合されているベアチップが台座の上面に注入されている樹脂に浸される。樹脂には流動性があるので、ベアチップと基板表面の配線とを接続するボンディング・ワイヤやボール等の細部にも行き渡るとともに、ベアチップの周囲の基板の表面部分にも接触し、ベアチップを覆い尽くして封止する。その後、樹脂硬化工程で、樹脂はベアチップを封止したまま硬化し、基板上にベアチップを気密水密に封止した封止樹脂を形成する。この際、封止樹脂の表面形状のうち少なくとも頂面の形状は、台座の上面の形状と嵌合する形状に形成されている。
【０００８】
本手段では、精密な金型などを必要とせず、樹脂を受ける台座や台座に樹脂を注入するディスペンサーなどの簡便な設備で済むので、設備投資やその運用費などのコストが極めて少ない。したがって、本手段によれば、安価かつ簡便でありながら、半導体ベアチップを基板上に封止する封止樹脂の表面形状を、台座の上面の形状の設定により所定の形状に形成することができるという効果がある。さらに、本手段では、台座の上面に形成された凹部に樹脂が注入されるので、凹部は樹脂の容器として作用し、樹脂注入工程で凹部の周囲に樹脂が流出することがない。続く樹脂被覆工程および樹脂硬化工程でも、基板はベアチップの周囲の限定された表面部分だけが樹脂に接触し、不用意に樹脂が周囲に広がって周囲の回路や回路要素などを汚すことがない。また、ベアチップを封止する樹脂（封止樹脂）の頂面ばかりではなく、側面も台座の凹部の形状に嵌合して形成されるので、所定の形状に形成することが可能になる。したがって、本手段によれば、封止樹脂の範囲を限定することができるとともに、封止樹脂の表面形状を所定の形状に形成することができるという効果がある。さらに、本手段では、樹脂注入工程で台座の凹部に樹脂が過剰に注入されたなどして、樹脂被覆工程で樹脂が台座の凹部を溢れ出た場合に、溢れた樹脂は凹部を囲む溝に流入するので、溝を越えて樹脂が溢れ出ることがない。したがって、本手段によれば、樹脂被覆工程で樹脂が凹部を溢れ出た場合にもその範囲は溝によって限定され、周囲の回路や回路要素を樹脂で汚すことがないという効果がある。
【０００９】
本発明の第２手段は、請求項２記載のベアチップ封止方法である。
本手段では、台座の上面の少なくとも一部は略平面であるから、同一部に対応して形成されるベアチップを封止する樹脂の頂面も、略平面で形成される。ベアチップを封止している樹脂の頂面が略平面ないし平面であれば、スタンプ等による印字や、真空チャックによる取扱いに好都合であり、さらに超音波探傷による非破壊検査にも好都合である。その結果、下流工程での生産ラインの自動化や、樹脂の剥離やボイドなどの不良品の発見率の向上などの効果があり好ましい。
【００１０】
したがって、本手段によれば、ベアチップを封止している樹脂の頂面を、略平面ないし平面に形成することができるという効果がある。本発明の第３手段は、請求項３記載のベアチップ封止方法である。本手段では、あたかも活字を活版の所定位置に配置するように、複数個の台座は保持手段により（基板上の各ベアチップ配置に対応する）所定位置に配設保持される。それゆえ、樹脂注入工程では一度に複数個の台座全部に樹脂が注入され、樹脂被覆工程および樹脂硬化工程では、一度に全ての台座に対応するベアチップが樹脂により封止される。
【００１１】
したがって、本手段によれば、複数個の樹脂を別個の封止樹脂によって一度に封止することができるので、複数個のベアチップが接合されている基板の封止を極めて安価かつ短時間にできるという効果がある。本発明の第４手段は、請求項４記載のベアチップ封止方法である。本手段では、台座を封止樹脂のカバーに取られることはなく、台座を封止樹脂から剥がしてしまうので、台座の再利用が可能である。
【００１２】
したがって、本手段によれば、台座の再利用によりコストダウンになるという効果がある。本発明の第５手段は、請求項５記載のベアチップ封止方法である。本手段では、樹脂硬化工程の後に台座を封止樹脂から剥がすことないので、封止樹脂と基板表面との間に引張応力や剪断応力が働くことがなく、封止樹脂の剥離不具合の発生が防止されている。さらに、台座を封止樹脂に接着したまま残しておくので、台座が封止樹脂表面を覆うカバーの役目を果たし、周囲の環境（水分や電磁波）から封止されたベアチップおよび封止樹脂を守る作用を生じる。
【００１５】
したがって、本手段によれば、封止樹脂の信頼性が増し、さらに封止されているベアチップの耐環境性も向上するという効果がある。
（製品としてのベアチップ封止基板）
本発明の第６手段は、請求項６記載のベアチップ封止基板（表面上に接合されているベアチップが樹脂により封止されている基板）である。
【００１６】
本手段では、基板に接合されているベアチップを樹脂が覆って封止しているばかりではなく、樹脂の表面もまたカバー容器によって覆われている。つまり、ベアチップは、カバー容器と封止樹脂とにより二重の保護を受けており、ベアチップの耐環境性は樹脂のみによる封止に比較して向上している。したがって、本手段によれば、安価かつ簡便な構成でありながら、封止されるベアチップの耐環境性がいっそう向上するという効果がある。さらに、本手段では、カバー容器の上面に形成された凹部に樹脂が注入されるので、凹部は樹脂の容器として作用し、樹脂注入工程で凹部の周囲に樹脂が流出することがない。続く樹脂被覆工程および樹脂硬化工程でも、基板はベアチップの周囲の限定された表面部分だけが樹脂に接触し、不用意に樹脂が周囲に広がって周囲の回路や回路要素などを汚すことがない。また、ベアチップを封止する樹脂（封止樹脂）の頂面ばかりではなく、側面もカバー容器の凹部の形状に嵌合して形成されるので、所定の形状に形成することが可能になる。したがって、本手段によれば、封止樹脂の範囲を限定することができるとともに、封止樹脂の表面形状を所定の形状に形成することができるという効果がある。さらに、本手段では、樹脂注入工程でカバー容器の凹部に樹脂が過剰に注入されたなどして、樹脂被覆工程で樹脂がカバー容器の凹部を溢れ出た場合に、溢れた樹脂は凹部を囲む溝に流入するので、溝を越えて樹脂が溢れ出ることがない。したがって、本手段によれば、樹脂被覆工程で樹脂が凹部を溢れ出た場合にもその範囲は溝によって限定され、周囲の回路や回路要素を樹脂で汚すことがないという効果がある。
【００１７】
本発明の第７手段は、請求項７記載のベアチップ封止基板である。本手段では、金属製（したがって導電性）のカバー容器は、製造が容易で安価であるばかりでなく、電磁波を通さないので内部に封止されているベアチップの耐電波環境性が向上する。また、熱伝導性にも優れるので内部のベアチップの廃熱が容易となる。カバー容器が放熱フィンを有すれば、放熱作用はいっそう有効である。さらに、カバー容器の材料が軟磁性の金属であれば、変動する磁場中などにおける耐磁場環境性も大幅に向上する。
【００１８】
したがって、本手段によれば、電磁環境等に極めて強いベアチップ封止基板を提供することができるという効果がある。本発明の第８手段は、請求項８記載のベアチップ封止基板である。本手段では、カバー容器がメッシュ材で形成されているので、樹脂がカバー容器に浸透しやすい。それゆえ、ベアチップを封止している封止樹脂の表面にカバー容器はしっかりと接合しており、容易に剥離して離脱することはない。
【００１９】
したがって、本手段によれば、カバー容器がより強固に封止樹脂の表面に接着されるので、カバー容器の離脱による故障などの不具合が防止されるという効果がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のベアチップ封止方法およびベアチップ封止基板の実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例等で明確かつ充分に説明する。
〔実施例１〕
（実施例１のベアチップ封止方法）
本発明の実施例１としてのベアチップ封止方法は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、樹脂注入工程、樹脂被覆工程、樹脂硬化工程および台座剥離工程から順に構成されている。
【００２１】
樹脂注入工程では、図１（ａ）に示すように、台座１の上面１１にディスペンサーＤにより適量の流動性のある樹脂２が滴下注入される。台座１はテフロン製の板であり、台座１の上面１１は平面であって、上面１１が水平になるよう台座１は（図示しない支持台などで）支持されている。樹脂２は、エポキシ系の樹脂を主成分とする硬化前で低粘度の熱硬化性樹脂であって、適正な温度に保たれており、適度の粘性および表面張力を有する。
【００２２】
樹脂被覆工程では、図１（ｂ）〜（ｃ）に示すように、表面５１に半導体ベアチップ３が接合され、金ワイヤ４によるワイヤボンディング（電気接続）が施されている基板５が、樹脂２に接近して接触する。すなわち、基板５はその表面５１を下にして台座１の上面１１上の樹脂２に接近し、接触して樹脂２の中にベアチップ３およびワイヤ４を浸漬する。
【００２３】
その際、基板５をやや斜めに傾けて、基板表面１１が樹脂２に順次接触していくようにすると良い。こうすれば、樹脂２中や、樹脂２とベアチップ３・ワイヤ４・基板５との間に形成される界面に、気泡（ボイド）を残すことが防止されるので、より良好な封止状態が期待できるようになる。
こうして、図１（ｃ）に示すように、基板表面５１が台座表面１１と平行で適正な距離に保たれ、ベアチップ３が樹脂２の占める領域の中央部に位置する所定の位置および姿勢に基板５を保ちつつ、樹脂硬化工程に入る。台座表面１１と基板表面５１との距離は、少なくともワイヤ４が台座表面１１に接触しない程度はあることが望ましい。樹脂硬化工程では、前述の状態を保ちながら、適正な温度に管理されて所定時間を過ごし、樹脂２を硬化させてベアチップ３およびワイヤ４とその周辺部分とを封止する。（その際、図１（ｃ）とは天地（上下）を逆転させておいてもよい。すると、樹脂２と基板５との接触面積が増え、ワイヤ４の基板５との接続部での封止状態が改善される。）その結果、ベアチップ３およびワイヤ４とその周辺部分とは、周囲の環境（水分、酸素、塵埃、導体の接触、その他）から固化した封止樹脂２により保護されるにいたる。
【００２４】
樹脂硬化工程を終了したのち、台座剥離工程に入る。本工程では、図１（ｄ）に示すように、台座１は封止樹脂２から剥がされ、基板５上のベアチップ３の樹脂２による封止は完了する。台座１から剥がされた樹脂２の頂面２１は、台座表面１１に対応して平面に形成されているので、真空チャックによる取扱い・スタンプによる印字・超音波探傷などに都合がよい。なお、封止樹脂２の側面２２は、基板５の濡れ性と台座１の濡れ性とにより変化するが、概ねなだらかな曲面を描くことが多い。
【００２５】
（実施例１の作用効果）
本実施例のベアチップ封止方法では、上面１１が平面の台座１１を用いるほかに特別の治具・工具の類を用いず、金型などの精密で高価な装置を要さない。それゆえ、極めて簡易で安価な方法により、樹脂２でベアチップ３を基板５上に封止することができる。しかも、封止樹脂２の頂面２１は、所望の形状（平面）に形成されている。
【００２６】
したがって、本実施例のベアチップ封止方法によれば、頂面２１が平面である封止樹脂２によりベアチップ３が封止されている基板５を、安価かつ簡便に製造することが可能になるという効果がある。
（実施例１の変形態様１）
実施例１の変形態様として、図２に示すように、基板５の複数個所に接合されている複数のベアチップ３を同時に樹脂２で封止する方法もある。
【００２７】
すなわち、複数のベアチップ３をもつ基板５を、水平に置かれている台座１の上面１１に対面させて実施例１同様に近づける。台座１の上面１１は平面で形成されていて、上面１１のうちベアチップ３の位置と対応する水平面内の複数個所には、樹脂注入工程で予め樹脂２が注入されており、流動性のある樹脂２の塊が形成されている。この状態で、樹脂２の各塊に各ベアチップ３を沈めることにより、実施例１と同様な樹脂被覆工程、樹脂硬化工程および台座剥離工程が行われ、複数のベアチップ３が各々封止されている基板５が、安価かつ容易に得られる。
【００２８】
（実施例１のその他の変形態様）
台座１の材料や樹脂２の材料を変えることにより、本実施例およびその変形態様１には、数多くの変形態様が存在しうる。
例えば、台座１の材料としては、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、チップコート樹脂、その他各種プラスチックや、シリコーンゴムなどのゴム類、各種硝子、各種金属が挙げられる。離型性が悪い場合には、台座上面１１に剥離剤を予め塗布しておけばよい。一方、樹脂２の材料としては、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フェノール樹脂など、熱硬化性樹脂を中心とする各種樹脂または各種ゴムの使用が可能である。
【００２９】
樹脂２の材料の選定には、樹脂２自身の封止材としての材料特性や、基板５に対する親和性（接着性）などのほか、樹脂２と台座１との濡れ性も考慮される。すなわち、濡れ性が低く、台座１の上面１１で濡れ拡がりが少ないほうが、硬化後の封止樹脂２の寸法の安定化が図れるので好都合である。
〔実施例２〕
（実施例２のベアチップ封止方法）
本発明の実施例２としてのベアチップ封止方法は、図３に示すように、上面１１に凹部１０とその周囲の溝１２とが形成されている台座１Ａ（テフロン製）を使用して行われる。凹部１０は部分的に平面を形成していて、凹部１０の底面１１’は上面１１に平行な平面である。
【００３０】
本実施例のベアチップ封止方法は、図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、樹脂注入工程、樹脂被覆工程、樹脂硬化工程および台座剥離工程から順に構成されている。
樹脂注入工程では、図４（ａ）に示すように、台座１の上面１１に形成されている凹部１０の中に、ディスペンサーＤにより適量の流動性のある樹脂２が滴下注入される。
【００３１】
樹脂被覆工程では、図４（ｂ）〜（ｃ）に示すように、半導体ベアチップ３が接合されている基板５が、樹脂２に接近して接触する。すなわち、図４（ｃ）に示すように、基板５は、その表面５１を下にして台座１の上面１１に当接し、上面１１に形成されている凹部１０に溜まっている樹脂２に、ベアチップ３およびワイヤ４を浸漬する。
【００３２】
その際、樹脂２が適量より多いと凹部１０から溢れだすが、台座１Ａには凹部１０を囲む溝１２が形成されているので、溢れ出た樹脂２は周囲の溝１２にトラップされる。それゆえ、溝１２の外にまで溢れた樹脂２が浸入して基板５を汚すことは防止されている。
この状態で、クリップ（固定治具）Ｃを台座１および基板５の四方から掛けて両者を互いに固定し、図４（ｄ）に示すように天地を逆転させて樹脂硬化工程に入る。
【００３３】
樹脂硬化工程では、再び図４（ｄ）に示すように、基板５がその表面５１に樹脂２を載せた状態であるから、凹部１０に覆われている基板５の表面部分には重力で樹脂２が行き渡る。それゆえ、たとえ樹脂２の量が不足していた場合にも、基板表面５１と樹脂２との界面での気泡などによる接合不良が起こりにくい。この状態で温度管理がなされて所定時間を経れば、樹脂２は硬化して固体の封止樹脂２を形成する。
【００３４】
樹脂硬化工程を終了したのち、図４（ｅ）に示すように、台座１Ａは封止樹脂２から剥がされ、基板５上のベアチップ３の樹脂２による封止は完了する。台座１の溝１２に溜まった樹脂２も固化しているので、必要があればワイヤブラシ等で除去する。
できあがった封止樹脂２の頂面２１は、台座１Ａの凹部１０に底面１１’に対応して平面に形成されているので、実施例１と同じく真空チャックによる取扱い・スタンプによる印字・超音波探傷などに都合がよい。また、封止樹脂２の外形が台座１の凹部１０の形状に成形されるので、封止樹脂２の寸法精度も向上している。なお、台座１Ａの凹部１０に底面１１’と、これに対応する封止樹脂２の頂面２１とは、必ずしも平面としなくてもよい。
【００３５】
（実施例２の作用効果）
本実施例のベアチップ封止方法でも、凹部１０と溝１２とが上面１１に形成されている台座１１を用いるほかに特別の治具・工具の類を用いず、金型などの精密で高価な装置を要さない。それゆえ、極めて簡易で安価な方法により、樹脂２でベアチップ３を基板５上に封止することができる。しかも、封止樹脂２の頂面２１が平面に形成されるばかりではなく、封止樹脂２の外形形状が凹部１０により所望の形状に成形される。
【００３６】
したがって、本実施例のベアチップ封止方法によれば、所望の外形形状をもつ封止樹脂２によりベアチップ３が封止されている基板５を、安価かつ簡便に製造することが可能になるという効果がある。
（実施例２の変形態様１）
樹脂被覆工程で凹部１０を溢れて溝１２に入ってしまった樹脂２’を、容易に除去できるように、図５に示すように、テーパー断面をもった溝１２’を台座１Ａ’に設ける変形態様も可能である。凹部１０と溝１２’との間隔ｇは、強度の許す範囲で短いほうが、樹脂２’のはみ出す範囲を狭く限定できるので望ましい。樹脂２’は、先細りのテーパー面をもつ溝１２’に捕らえられて、台座剥離工程で台座１Ａ’と一緒に持ち上がって基板５から離れるので、エアブラシを上面１１から溝１２’に向かって一吹きするだけで余分な樹脂２’を除去することができる。
【００３７】
（実施例２の変形態様２）
本実施例およびその変形態様１に対しても、一つの台座１Ａ，１Ａ’の上面１１に複数個の凹部１０および溝１２，１２’が形成されている変形態様が可能である。本変形態様によれば、複数個のベアチップ３を搭載した基板５に対して、複数の凹部１０で複数のベアチップ３を一度に封止することが可能になる。
【００３８】
（実施例２の変形態様３）
樹脂注入工程で樹脂２の注入量を適正に制御することにより、実施例２およびその変形態様１に例示されている溝１２，１２’を廃し、凹部１０のみが上面１１に形成されている台座を使用して封止する変形態様も可能である。
本変形態様の一形態として、図６（ａ）に示すように、凹部１０の周囲の上面１１のうち、基板５の表面１１に当接するのに必要な最低限のみを残して、全体が略ブロック状に成形されている台座１Ｂを使用する方法もある。台座１Ｂは、図６（ｂ）に示す断面形状のほか、図６（ｃ）に示す断面形状のもの（台座１Ｂ’）でもよい。
【００３９】
さらに、ベアチップ３の型に合わせて規格化された台座１Ｂを複数個制作しておき、新設計の基板５が現れるたびに自在に台座１Ｂの配置を変更できる保持手段を用意しておけば、新設計の基板５に対して新たに台座を用意する必要がない。また、複数個のベアチップ３を搭載している基板５の新設計や改良設計に対しても、迅速に対応することが可能になる。その結果、生産性が向上し、特に少量多種生産をする場合には、迅速な生産の立ち上がりと生産性の向上およびコスト引下げとの効果がある。
【００４０】
なお、この方式は、活字と活字を保持する活版とによる活版印刷と発想において共通するものがあるので、以後「活字方式」と呼ぶことにする。
（実施例２のその他の変形態様）
本実施例およびその変形態様１〜３についても、実施例１と同様に、台座１Ａ，１Ａ’，１Ｂ，１Ｂ’の材料や樹脂２の材料を変えることにより、数多くの変形態様が存在しうる。それらの作用効果については、概ね実施例１のその他の変形態様と同様である。
【００４１】
〔実施例３〕
（実施例３のベアチップ封止基板）
本発明の実施例３としてのベアチップ封止基板は、図７に示すように、半導体ベアチップ３が接合されている基板５と、基板５の表面５１の一部を含めてベアチップ３およびワイヤ４と封止している樹脂２と、樹脂２の表面を覆うカバー容器１Ｃとから構成されている。他のベアチップ封止基板５と比較して特徴的である点は、封止樹脂２の表面がカバー容器１Ｃによって覆われている点である。
【００４２】
ここで、樹脂２は通常のエポキシ系の封止樹脂であるが、カバー容器１Ｃは軟磁性ステンレス合金の打ち出し加工品である。それゆえ、カバー容器１Ｃが覆っている範囲からの水分・酸素等の浸入はほとんど皆無である。さらに、カバー容器が高い導電性および透磁性を有するので、外部からの電磁波や磁場の影響を排除することができるうえに、内部のベアチップ３からの電磁波の発信を遮断することもできる。また、カバー容器１Ｃの熱伝導性が良いので、加熱個所から熱を散らして放熱効果をも発揮する。
【００４３】
したがって、本実施例のベアチップ封止基板は、極めて高い耐環境性を発揮し、過酷な環境での使用に供することができるという効果がある。
なお、カバー容器１Ｃによる配線間のショートが特に心配される場合は、基板５の表面５１のうちカバー容器１Ｃの端面１１が当接する部分には、絶縁加工を施すことにより、基板５に形成されている配線がカバー容器１Ｃによって短絡することは防止される。
【００４４】
さらに、ベアチップ３の放熱性を改善したいという要求がある場合には、樹脂２に熱伝導性の良好なものを使用するとともに、カバー容器１Ｃの側面に冷却フィンを形成してもよい。その場合、特に瓶の蓋状のフィンであれば、形成が容易で安価である。必要があれば、頂面１１”にも放熱フィンを形成してもよい。
（実施例３のベアチップ封止方法）
本発明の実施例３としてのベアチップ封止方法は、図８（ａ）に示すように、上面としての端面１１と凹部１０とを有するシャーレ状の台座１Ｃ（軟磁性ステンレス合金）を使用して行われる。凹部１０は部分的に平面を形成していて、凹部１０の底面１１’およびその背面１１”は、端面１１に平行な平面である。
【００４５】
本実施例のベアチップ封止方法は、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、樹脂注入工程、樹脂被覆工程および樹脂硬化工程から順に構成されており、実施例１および実施例２とは異なって台座剥離工程はない。
樹脂注入工程では、図８（ａ）に示すように、台座１Ｃに形成されている凹部１０の中に、ディスペンサーＤにより適量の流動性のある樹脂２が滴下注入される。
【００４６】
樹脂被覆工程では、図８（ｂ）〜（ｃ）に示すように、樹脂２を凹部１０に満たしている台座１Ｃを、上下逆にしてマニピュレーター（真空チャックなど）Ｍでつかみ、半導体ベアチップ３を搭載している基板５に被せる。この際、下になった樹脂２の液面がやや下に凸になっている状態で樹脂２をベアチップ３に接触させると、ベアチップ３の周囲に気泡が残りにくいので好ましい。なお、この作業は速やかに行われるので、流動性のある樹脂２が凹部１０からこぼれ落ちることはない。こうして端面１１が基板表面５１に当接すると、凹部１０に溜まっている樹脂２に浸漬されてベアチップ３およびワイヤ４は基板表面５１上に封止される。
【００４７】
樹脂硬化工程では、再び図８（ｃ）に示す状態で温度管理がなされて所定時間を経れば、樹脂２は硬化して固体の封止樹脂２を形成する。すると、台座１Ｃは樹脂２の表面に接着したまま基板５上に残り、前述のようにカバー容器１Ｃとして保護機能を発揮するにいたる。
台座１Ｃの凹部１０の背面１１”は、転じてカバー容器１Ｃの頂面１１”となり、当初から平面に形成されているので、実施例１と同じく真空チャックによる取扱い・スタンプによる印字・超音波探傷などに都合がよい。また、封止樹脂２の外形にかわって、カバー容器１Ｃによって外形が形成されるので、寸法精度も向上している。
【００４８】
（実施例３のベアチップ封止方法の別法）
本実施例の別法としては、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、台座１Ｃの凹部１０を終始上に向けて、樹脂注入工程、樹脂被覆工程および樹脂硬化工程を行う方法もある。これらの全工程で、台座１ＣはテーブルＴの水平な上面に背面１１”を合わせているが、必ずしも同一のテーブルである必要はない。
【００４９】
樹脂被覆工程では、図９（ｂ）に示すように、基板５の表面５１を下にしてベアチップ３を樹脂２に浸漬する。この際、最初は基板５をやや斜めにして樹脂２の液面につけ、徐々に深くつけていき、最後に水平に戻して台座１Ｃの端面１１に当接するようにすれば、気泡が樹脂２中に残りにくいので好ましい。
樹脂硬化工程では、図９（ｃ）に示す上下逆転状態で樹脂２の硬化を待ち、全工程を完了する。ここで、樹脂硬化工程で、再び図９（ｃ）に示す正置状態で硬化させることもでき、この場合、樹脂２と基板表面５１との接合がより確実になる。
【００５０】
（実施例３の作用効果）
以上詳述したように、本実施例によれば、実施例１および実施例２と同様に安価かつ容易にベアチップ封止基板の製造ができるという効果がある。そればかりではなく、本実施例には、より耐環境性に優れたベアチップ封止基板を提供することができるという効果がある。
【００５１】
（実施例３の変形態様１）
本変形態様は、図１０（ａ）に示すように、凹部１０の全周囲に溝１２”が形成されているカバー容器１Ｄを使用する点が、実施例３と異なっている。カバー容器１Ｄは、製作が容易で安価である点に着目し、樹脂２と馴染み（濡れ性や接着性）が良いプラスチック製の押し出し成形品である。したがって、実施例３と異なり、基板５の表面５１に形成された回路に絶縁処理をする必要はない。
【００５２】
本変形態様によれば、樹脂被覆工程で、樹脂２が凹部１０から溢れだしても、図１０（ｂ）に示すように溢れた樹脂２’は溝１２”に捕らえられるので、周囲の回路を汚すことがない。
（実施例３の変形態様２）
本変形態様も、封止樹脂２が周囲の回路を汚染することを防止することを目的としている。
【００５３】
すなわち、本変形態様は、図１１（ａ）に示すように、凹部１０の底面１１’から背面（頂面）１１”に貫通する逃がし孔１３が形成されているカバー容器１Ｅを使用する点が、実施例３と異なっている。カバー容器１Ｅは、金属製でもプラスチック製でも良い。
本変形態様では、樹脂注入工程から速やかに樹脂被覆工程に移行し、樹脂被覆工程で樹脂２が凹部１０から溢れようとすると、図１１（ｂ）に示すように樹脂２は逃がし孔１３から頂面１１”へ溢れだす。溢れた樹脂２”は頂面１１”に溜まりを作って固まるので、周囲の回路を汚すことがない。もちろん、逃がし孔１３は、後の工程で不都合が無い位置に設けられている。
【００５４】
（実施例２の変形態様３）
前述の実施例３およびその変形態様１，２では、カバー容器１Ｃ〜１Ｅを樹脂２に接着したまま基板上に残すことにしていたが、樹脂硬化工程のあと、台座剥離工程を施して除去してしまってもよい。すなわち、カバー容器１Ｃ〜１Ｅは樹脂２が硬化するまでの保形部材として作用し、再利用が可能なので経済的である。カバー容器１Ｃ〜１Ｅの材料としては、離型性にすぐれたものが好ましいが、離型剤を塗布して金属などの耐久性や剛性に優れた材料を使用しても良い。
【００５５】
（実施例２の変形態様４）
本変形態様では、図１２に示すように、金属（例えばステンレス鋼）のメッシュ材で形成されているカバー容器１Ｆを使用する。樹脂２が樹脂硬化工程までに漏れださない程度に、メッシュは細かく形成されている。
本変形態様のベアチップ封止基板は、実施例３と同様の方法で製造される。その結果、樹脂２とカバー容器１Ｆとの接着は強固であり、振動などの原因でカバー容器１Ｆが脱落して不具合の原因になることは無くなる。
【００５６】
なお、メッシュ材の材料は金属に限られるものではなく、各種の繊維で形成されたメッシュ材を用いて本変形態様のカバー容器１Ｆをもつベアチップ封止基板を製造することができる。また、メッシュ材の概念を拡大して、各種の布、紙、不織布、合成紙、導電性繊維の成形体の類にまで、材料の範囲を広げることができる。
【００５７】
（実施例３の変形態様４）
前述の実施例３およびその変形態様１〜３においても、実施例２の変形態様３に記載されている「活字方式」を適用することができる。すなわち、台座としてのカバー容器１Ｃ〜１Ｆを保持手段に配置することにより、複数のベアチップ３の封止を一度に行うことが可能である。
【００５８】
（実施例３のその他の変形態様）
本実施例およびその変形態様１〜４についても、実施例１と同様に、カバー容器１Ｃ〜１Ｆの材料や樹脂２の材料を変えることにより、数多くの変形態様が存在しうる。それらの作用効果については、概ね実施例１のその他の変形態様と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側面図
（ｃ）樹脂硬化工程を示す透視側面図
（ｄ）台座剥離工程を示す透視側面図
【図２】実施例１の変形態様１のベアチップ封止方法を示す側面図
【図３】実施例２の封止方法に使用する台座の形状を示す斜視図
【図４】実施例２のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｃ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｄ）樹脂硬化工程を示す側断面図
（ｅ）台座剥離工程を示す側断面図
【図５】実施例２の変形態様１の台座の溝形状を示す部分断面図
【図６】実施例２の変形態様２の台座の形状を示す組図
（ａ）台座の形状を示す斜視図
（ｂ）台座の形状を示す側断面図
（ｃ）台座の他の形状を示す側断面図
【図７】実施例３のベアチップ封止基板の構成を示す要部側断面図
【図８】実施例３のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｃ）樹脂硬化工程を示す側断面図
【図９】実施例３のベアチップ封止方法の別法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程を示す側断面図
（ｃ）樹脂硬化工程を示す側断面図
【図１０】実施例３の変形態様１のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程および樹脂硬化工程を示す側断面図
【図１１】実施例３の変形態様２のベアチップ封止方法を示す組図
（ａ）樹脂注入工程を示す側断面図
（ｂ）樹脂被覆工程および樹脂硬化工程を示す側断面図
【図１２】実施例３の変形態様４に使用するカバー容器を示す組図
【図１３】従来技術としてのポッティングによる封止方法を示す側断面図
【図１４】従来技術としてのプリンティングによる封止方法を示す側断面図
【図１５】従来技術としての特許公開公報による封止方法を示す側断面図
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ａ’，１Ｂ，１Ｂ’：台座
１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ：台座とカバー容器とを兼ねる
１０：凹部１０ １１：台座上面（端面） １１’：底面
１１”：背面（頂面） １２，１２’，１２”：溝 １３：逃がし孔
２：樹脂（流動性のある樹脂、封止樹脂） ２１：頂面 ２２：側面
２’，２”：はみ出した樹脂 ３：半導体ベアチップ
４：ボンディング・ワイヤ ５，５’：基板 ５１：基板表面
Ｃ：クリップ Ｄ：ディスペンサー Ｈ：注入孔 Ｋ：保形部材
Ｐ：印刷マスク Ｓ：印刷スキージ
Claims (8)
- 基板の表面上に接合されている半導体ベアチップを樹脂で封止する方法であって、
台座の上面には前記樹脂を保持する凹部及び前記凹部の周囲に前記凹部を囲む溝が形成されており、前記凹部に流動性のある樹脂を注入して乗せる樹脂注入工程と、
該台座の該上面と前記基板の前記表面とを互いに対向させて近づけ、前記ベアチップを前記樹脂内に挿入するとともに、該ベアチップ周辺の前記基板の該表面を該樹脂に接触させて、該ベアチップを該樹脂で覆う樹脂被覆工程と、
該樹脂を固化させ、該ベアチップを硬化した樹脂で封止する樹脂固化工程と、を有し、
前記樹脂注入工程及び前記樹脂被覆工程で前記凹部より溢れた前記樹脂を前記溝に収納することを特徴とするベアチップ封止方法。 - 前記台座の前記上面の少なくとも一部は、略平面であり、前記樹脂注入工程は前記略平面上に前記樹脂を注入する工程である請求項１記載のベアチップ封止方法。
- 前記ベアチップは、複数個が前記基板の表面上に接合されており、
前記樹脂被覆工程では、複数個の前記台座をそれぞれ該ベアチップに対応する位置に保持する保持手段が使用される請求項１記載のベアチップ封止方法。 - 前記樹脂硬化工程の後、前記基板および前記ベアチップに接合している前記樹脂から、前記台座を剥がす台座剥離工程を有する請求項１記載のベアチップ封止方法。
- 前記樹脂硬化工程の後、前記基板および前記ベアチップに接合している前記樹脂の表面に、前記台座を接着したまま残しておく請求項１記載のベアチップ封止方法。
- 半導体ベアチップと、
該ベアチップが接合されている基板と、
該ベアチップを内部に収納するように該基板と対向するカバー容器と、
該カバー容器に注入された樹脂内に該ベアチップを挿入するように該基板を該カバー容器に接近させ、該樹脂を該基板と該カバー容器で区画される空間に充填させることにより該ベアチップ周辺の前記基板の表面を該樹脂に接触させたのち硬化させた樹脂と、
を備え、
前記カバー容器は、前記ベアチップを内部に収納する凹部及び該凹部の周囲に該凹部より溢れた樹脂を収納する溝を有していることを特徴とするベアチップ封止基板。 - 前記カバー容器は、金属製である請求項６記載のベアチップ封止基板。
- 前記カバー容器は、メッシュ材で形成されている請求項６記載のベアチップ封止基板。
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