JP4500435B2

JP4500435B2 - 半導体集合基板樹脂封止体、その製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP4500435B2
Application number: JP2000364976A
Authority: JP
Inventors: 裕文織田
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP2002170909A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを含む集合基板の樹脂封止体、並びにその製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置の製造においては、樹脂封止工程の効率化のため、単数または複数個の半導体チップを含む回路を単位とする複数個の回路を同一の配線基板に搭載したもの（以下、集合基板と呼ぶ。）を一括樹脂封止し、封止後にダイシングにより個々の半導体装置に分割する方法がよくとられている。
【０００３】
図４及び図５はそれぞれ集合基板樹脂封止体の製造方法の従来例の説明図である。図４は、最も簡易な手段による封止の例であり、集合基板１の表面の被封止部を枠１０で囲み、枠内に液状の樹脂９を注いで樹脂封止を行うものである。
【０００４】
図５は、固定金型１２及び可動式金型１３を用いて樹脂封止を行う場合の例である。集合基板１の回路が形成された表面を下側にして、その周縁部を固定金型１２に載置、固定し、可動式金型１３に樹脂９を載せて下方から押し上げ、樹脂封止を行うものである。この方式による場合は封止体表面の平坦度が保たれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の樹脂封止においては、図４の方式では、封止部表面の平坦度が得られない、パッケージ厚のばらつきが大きい等の問題があった。
【０００６】
また、金型を使用する方式では平坦度は保たれるが、充填する樹脂量の制御が難しく、未充填や、オーバーフローによる基板への樹脂バリ付着が生じるという問題があった。
【０００７】
また、上記の問題を解決するため、図５に示したような、金型底面を可動式にし樹脂量の多少に対応できるようにした方式もあるが、封止後のパッケージ厚がばらつくという難点がある。
【０００８】
また、一般に樹脂封止においては、被封止物と樹脂の熱膨張係数に差により、被封止物の反りが発生するが、集合基板は基板サイズが大きいために、反りの変形量も大きく、基板のクラック、配線の変形、特性の劣化等の発生を招き易いという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の発明は、表面に半導体チップを含む回路を単位とする多数個の該回路が形成された集合基板に該回路を封止する封止樹脂体が形成された半導体集合基板樹脂封止体において、前記集合基板の表面に溶融した樹脂を用いて前記封止樹脂体を形成するとともに、前記集合基板の裏面周縁部に、樹脂封止後、ダイシングにより個々の半導体装置として分離する時に除去される補強用樹脂体を形成してなり、前記集合基板が、前記封止樹脂体の形成領域と前記補強用樹脂体の形成領域を貫通する単数又は複数個の溶融した樹脂の送り込み用の穴を有することを特徴とする
【００１０】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記補強用樹脂体が額縁状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第１又は２の発明において、前記集合基板の前記封止樹脂体の形成領域周辺及び前記補強用樹脂体の形成領域周辺にメッキ帯が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、表面に半導体チップを含む回路を単位とする多数個の該回路が形成され、表裏面周縁部を貫通する単数又は複数個の溶融した樹脂の送り込み用の穴を有する集合基板を用意し、金型により前記集合基板表面に溶融した樹脂を接触させると共に前記穴を通して前記裏面周縁部に送り込み、該樹脂を硬化させて前記集合基板の表面に封止樹脂体を、前記周縁部の裏面に補強用樹脂体をそれぞれ形成することを特徴とする。
【００１３】
また、第５の発明は、表面に半導体チップを含む回路を単位とする多数個の該回路が形成され、表裏面周縁部を貫通する単数又は複数個の溶融した樹脂の送り込み用の穴を有する集合基板の表面に前記回路を封止する封止樹脂体を形成し、裏面周縁部に補強用樹脂体を形成する半導体集合基板樹脂封止体の製造装置であって、前記集合基板の表面周縁部を支持する第１の下型と、前記封止樹脂体成形のためのキャビティーを上部に有し、かつ第１の下型に内接して上下動可能に構成された第２の下型と、前記補強用樹脂体の成形のためのキャビティーを有し、かつ該キャビティーの上部に単数又は複数個のエアベントを有する上型とを具備し、型締め時に前記第２の下型のキャビティーと前記上型のキャビティーが前記集合基板の穴によって連通することを特徴とする
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の半導体集合基板樹脂封止体及びその樹脂封止方法を説明するための一実施例の断面図であり、同図（ａ）は封止前、同図（ｂ）は封止後の状態を示す。
【００１６】
図中、１は樹脂封止される集合基板であり、その表面（図では下面）には半導体チップを含む回路を単位とする多数個の回路が形成されており、回路が形成されない周縁部には、表裏面を貫通する樹脂送り込み用の穴２が設けられている。
【００１７】
また、表面の封止樹脂体及び裏面周縁部の補強用樹脂体それぞれの形成予定領域周辺には、樹脂流れ堰止め用の被メッキ部分（メッキ帯）が形成されている。
【００１８】
封止用金型として、集合基板１の表面周縁部を支持する第１の下型７、上部に回路面の樹脂封止成形のためのキャビティーを有し、下型７に内接して上下動可能な可動式の第２の下型８、及び補強用の樹脂体形成のための上型４を用いる。
【００１９】
上型４には、補強用樹脂体成形のためのキャビティーとして、集合基板１の裏面周縁部に対応して連なった断面台形状の溝５が設けられており、上述の集合基板の穴２は、該溝５に対応した位置に設けられている。また、溝５の上部にはエアベント６が設けられている。
【００２０】
以下、樹脂封止の工程について述べる。先ず、集合基板１をその表面（半導体チップ等搭載面）を下側にして下型７上にセットし、下型７と上型４で集合基板１を挟持して型締めする。
【００２１】
次に、下方位置にある下型８のキャビティー上に、集合基板１の表面の封止樹脂体用及び裏面の補強用樹脂体用を含む所要量の樹脂９を図示していない供給装置により供給する。なお、この樹脂９は、通常のＩＣパッケージに用いられるモールド樹脂で、加熱されて溶融したものである。
【００２２】
次に、下型８を駆動し設定位置まで押し上げる。この際、下型８のキャビティーと上型４の溝５は穴２によって連通しているため、集合基板１の表面に樹脂が接触すると同時に、残余の樹脂が穴２を通って上型４の溝５に供給される。
【００２３】
また、下型８内の空気は、穴２、溝５及びエアベント６を経由して外部に排出される。このようにして樹脂を注入した後、所定の時間放置して樹脂を硬化させ、集合基板１の裏面周縁部に、図２に示したような額縁状樹脂１０が成形される。封止作業を終わる。
【００２４】
ここで、上述の補強用樹脂体の効果について説明する。図３は、封止樹脂の硬化収縮により生じる応力の説明図である。同図（ａ）は、集合基板の片面にのみ樹脂成形を行った場合であるが、集合基板１と樹脂９との両材料の熱膨張係数の差により図示のような曲げ応力が生じ基板に反りが発生する。
【００２５】
同図（ｂ）は、集合基板１の両面に樹脂成形を行った場合であり、この場合は、各面に生じる曲げ応力は互いに逆方向に作用するので両応力はバランスし、基板の反りは発生しない。
【００２６】
上述の実施例においては、集合基板の裏面周縁部に補強用樹脂体として額縁状樹脂１０を設けたもので、裏面全体には樹脂成形を行っていないので完全ではないが、縦方向及び横方向にそれぞれ延びる樹脂体が成形されるので、実用上十分な反り防止の効果が得られる。
【００２７】
なお、上記樹脂封止後、ダイシングにより個々の回路（半導体装置単体）に分離すると同時に額縁状樹脂１０を除去する。額縁状樹脂の除去により補強はなくなるが、個々の回路サイズは極めて小さいので問題となるような反りが残ることはない。
【００２８】
本実施例の説明では、補強用樹脂体として額縁状の樹脂体を設けた場合を示したが、リング状や格子状のもの等、種々な形状のもので補強用樹脂体を実現することができる。また、額縁状の樹脂体を断面台形状の溝からなるキャビティーで形成したが、半円形や多角形等の断面を有するものであってもよい。
【００２９】
なお、穴２及びエアベント６については、図１では、それぞれ左右に各１個示しているが、言うまでもなく、そのような配置、個数に限定されるものではなく任意に決めることができる。ただし、実際の設定に当たっては、穴２は充填に要する時間を考慮して個数及び穴径を決定する必要があり、また、設置位置は、エアベント６の配置との関連で適宜決定する必要がある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体集合基板樹脂封止体は、半導体チップを含む回路が搭載された集合基板表面に封止樹脂体を形成すると共に、裏面に補強用の樹脂体を形成たものであり、この補強用の樹脂体の形成により、樹脂封止工程で生じる反り発生を緩和することができ、反りの発生に伴う基板のクラック、配線の変形、特性の劣化等の害を防止することができる。
【００３１】
また、補強用の樹脂体を、額縁状樹脂で構成したものでは、限られた樹脂量で効果的に反り防止効果を発揮させることができる。
【００３２】
また，集合基板として、回路が形成されていない周縁部にその表裏を貫通する単数又は複数個の樹脂送り込み用の穴を設けたものを用いた場合、本発明の製造装置及び製造方法を適用することにより、表面の封止樹脂体の成形と裏面の補強用樹脂体の成形が同時に行われることになる。この場合、表面の封止樹脂体の厚さは上下動可能となった第２の下型の押し上げ停止位置で決まるので、パッケージ厚は一定のものが得られる。
【００３３】
一方、補強用の樹脂体の厚さは精度を必要としないので、上型のキャビティーを充満させる必要がなく、供給樹脂量を若干少なめにしておくことにより、その部分を樹脂量の多少に対処する部分として活用でき、供給樹脂量の多寡により生じる樹脂バリ付着や未充填の問題が解消される。
【００３４】
また、穴周辺に樹脂洩れ防止用のメッキ帯を形成することにより、樹脂バリ付着の防止効果は更に補強される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体集合基板樹脂封止体の製造方法の説明図である。
【図２】本発明の額縁状樹脂を形成した半導体集合基板樹脂封止体の斜視図である。
【図３】封止樹脂の硬化収縮による応力の説明図である。
【図４】従来の半導体集合基板樹脂封止体の製造方法の説明図である。
【図５】従来の半導体集合基板樹脂封止体の別の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１：集合基板、２：穴、３：メッキ帯、４：上型、５：溝、６：エアベント、７：第１の下型、８：第２の下型、９：樹脂、１０：額縁状樹脂、１１：枠、１２：固定金型、１３：可動式金型。

Claims

表面に半導体チップを含む回路を単位とする多数個の該回路が形成された集合基板に該回路を封止する封止樹脂体が形成された半導体集合基板樹脂封止体において、前記集合基板の表面に溶融した樹脂を用いて前記封止樹脂体を形成するとともに、前記集合基板の裏面周縁部に、樹脂封止後、ダイシングにより個々の半導体装置として分離する時に除去される補強用樹脂体を形成してなり、
前記集合基板が、前記封止樹脂体の形成領域と前記補強用樹脂体の形成領域を貫通する単数又は複数個の溶融した樹脂の送り込み用の穴を有することを特徴とする半導体集合基板樹脂封止体。
前記補強用樹脂体が額縁状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体集合基板樹脂封止体。
前記集合基板の前記封止樹脂体の形成領域周辺及び前記補強用樹脂体の形成領域周辺にメッキ帯が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体集合基板樹脂封止体。
表面に半導体チップを含む回路を単位とする多数個の該回路が形成され、表裏面周縁部を貫通する単数又は複数個の溶融した樹脂の送り込み用の穴を有する集合基板を用意し、金型により前記集合基板表面に溶融した樹脂を接触させると共に前記穴を通して前記裏面周縁部に送り込み、該樹脂を硬化させて前記集合基板の表面に封止樹脂体を、前記周縁部の裏面に補強用樹脂体をそれぞれ形成することを特徴とする半導体集合基板樹脂封止体の製造方法。
表面に半導体チップを含む回路を単位とする多数個の該回路が形成され、表裏面周縁部を貫通する単数又は複数個の溶融した樹脂の送り込み用の穴を有する集合基板の表面に前記回路を封止する封止樹脂体を形成し、裏面周縁部に補強用樹脂体を形成する半導体集合基板樹脂封止体の製造装置であって、前記集合基板の表面周縁部を支持する第１の下型と、前記封止樹脂体成形のためのキャビティーを上部に有し、かつ第１の下型に内接して上下動可能に構成された第２の下型と、前記補強用樹脂体の成形のためのキャビティーを有し、かつ該キャビティーの上部に単数又は複数個のエアベントを有する上型とを具備し、型締め時に前記第２の下型のキャビティーと前記上型のキャビティーが前記集合基板の穴によって連通することを特徴とする半導体集合基板樹脂封止体の製造装置。