JP4723406B2 - 樹脂封止装置、半導体装置の製造方法、および樹脂封止方法 - Google Patents

樹脂封止装置、半導体装置の製造方法、および樹脂封止方法 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂封止装置、半導体装置の製造方法、および樹脂封止方法に関し、特に半導体素子を樹脂封止するための樹脂封止装置、半導体装置の製造方法、および樹脂封止方法に関する。
半導体パッケージには、金属リードフレームを使用したクワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）タイプやスモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）タイプ、また配線基板を使用したボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）タイプ、或いは半導体素子（半導体チップ）同士を電気的に接続したシステムインパッケージ（ＳＩＰ）タイプなどがある。
これらの半導体パッケージは、一般的に、耐衝撃、耐汚染等を目的として、リード線の接続後に熱硬化性樹脂で樹脂封止されている。
封止用樹脂として、エポキシ樹脂等の樹脂主剤に、硬化剤、溶融シリカ等のフィラー、触媒、着色剤、難燃剤等が、パッケージの形状、耐熱性、成形性等を考慮して適切な比率で含有されたものが用いられる。
封止用樹脂に金属異物が含まれていると、半導体チップとリードフレームとを接続するボンディングワイヤ等に金属異物が触れて、当該ボンディングワイヤ同士を短絡させてしまう。
下記の特許文献１に、樹脂封止用の金型に磁石を埋め込んで、樹脂中の金属異物を磁石に吸着させて除去する技術が開示されている。下記の特許文献２に、基板上に液状樹脂を供給し、その上方に磁石を配置して、液状樹脂に混入した金属異物を吸引する技術が開示されている。
特公平６−５３３６９号公報 特開２００２−３１３８２４号公報
近年、環境対策の観点から、従来の鉛入り半田に代えて、鉛を含まない接合材、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ペースト等の使用が広がりつつある。鉛を含まない接合材は、鉛を含む接合材よりも融点の高いものが多い。このため、半導体パッケージの高耐熱化が望まれている。
その解決方法として、熱硬化性樹脂の耐熱温度を高める方法が挙げられる。具体的には、樹脂に含まれるフィラーを多くすることで、低吸湿かつ高弾性率で、熱膨張係数の低い封止用樹脂が得られる。ところが、フィラーを多くすると、樹脂を微粉化する工程において、金属製粉砕羽のカケ等の金属異物が樹脂に混入され易くなる。樹脂の製造途中に、樹脂中の金属異物を磁石で除去しているが、すべてを除去することは困難である。
一方、近年、半導体素子（半導体チップ）に対する高機能化、高集積化の要求が一層高まり、その電極パッドの配置されるピッチ（パッドピッチ）がより狭くなりつつある。例えば、パッドピッチが５０μｍ以下の半導体チップの量産が始まっている。
パッドピッチが狭くなることに対応して、ボンディングワイヤの線径或いは半田バンプの寸法が小さくなっている。
パッドピッチが狭くなると、封止用樹脂に含まれている金属異物が、ボンディングワイヤ或いは半田バンプ等の導電部材に接触して、電気的な短絡が生じ易くなる。特に高機能化が求められるＳＩＰタイプの半導体装置にあっては、従来の半導体装置に比べ電気的接続箇所が増えるため、電気的な短絡を生じる可能性が大である。
封止用樹脂に混入した金属異物を除去する為に従来提案されている方法では当該金属異物の除去が不十分であり、当該金属異物に起因する電気的短絡がより生じにくい樹脂封止技術が望まれている。
本発明の目的は、封止用樹脂に混入した金属異物に起因する電気的短絡が生じにくい樹脂封止技術を提供することである。
本発明の一観点によると、
樹脂を収容するポットと、
被樹脂封止体が収容されるキャビティ及び前記ポットに収容された樹脂をキャビティに導くランナーを具備する金型と、
前記金型を支持するプラテンと、
前記金型の前記ポット内に収容された樹脂に圧力を印加して当該樹脂を前記キャビティ内に注入するプランジャと、
前記プランジャの前記樹脂への対応部に配設された磁石と、
前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビィティへの突出部が磁化されるイジェクタピンと
を具備してなることを特徴とする樹脂封止装置が提供される。
本発明の他の観点によると、
（ａ）半導体素子が装着された部材を、金型により画定されたキャビティ内に配置する工程と、
（ｂ）ポット内に収容された樹脂を異物滞留部が設けられたランナーを通して、前記キャビティ内に注入すると共に、前記異物滞留部に配設された磁石と、前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビティへの突出部が磁化されるイジェクタピンとにより、前記樹脂中に混入されている金属異物を捕獲する工程と、
（ｃ）前記キャビティ内に注入された樹脂を硬化させる工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の観点によると、
（ａ）被樹脂封止体が装着された部材を、金型により画定されたキャビティ内に配置する工程と、
（ｂ）ポット内に収容された樹脂を異物滞留部が設けられたランナーを通して、前記キャビティ内に樹脂を注入すると共に、前記異物滞留部に配設された磁石と、前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビティへの突出部が磁化されるイジェクタピンとにより、前記樹脂中に混入されている金属異物を捕獲する工程と、
（ｃ）前記キャビティ内に注入された樹脂を硬化させる工程と
を具備することを特徴とする樹脂封止方法が提供される。
封止用樹脂をポット内で溶融させたとき、樹脂に混入されている金属異物がプランジャ用磁石に引き寄せられ、プランジャの表面に吸着される。このため、金属異物がキャビティまで輸送されにくくなる。尚、プランジャは、種々の金型に共通に使用されるため、金型ごとに磁石を装着する必要がない。
また溶融した封止用樹脂がランナー内を流動する際、樹脂に混入されている金属異物がランナー用磁石に引き寄せられ、異物滞留部の表面に吸着され、捕獲される。異物滞留部に捕獲された金属異物は、ランナー内の樹脂の流れによって押し流され難い。このため、樹脂中の金属異物は効率的に捕獲され、当該金属異物がキャビティまで輸送されることが大きく抑制される。
更に、封止用樹脂を金型のキャビティに注入した際、樹脂に混入されている金属異物が
イジェクタピン用磁石に引き寄せられ、当該イジェクタピンの近傍の樹脂表面部分に収集される。このため、樹脂中の金属異物は効率的に捕獲され、当該金属異物が半導体素子或いはボンディングワイヤの近傍に存在することが大きく抑制される。
とを特徴とする付記１に記載の樹脂封止用金型。
以下、本発明を、実施例をもって詳細に説明する。
本発明の第１の実施例による樹脂封止装置及び金型の部分断面を、図１に示す。
同図に示されるように、下プラテン７０の上に下金型１０が保持され、上プラテン７１の下に上金型３０が保持される。
下金型１０及び上金型３０の相互に対向する面を「対向面」と呼び、その反対側の面（プラテンに接する面）を「背面」と呼ぶこととする。下プラテン７０及び上プラテン７１は、それぞれ下金型１０及び上金型３０を加熱する。
下金型１０には、その背面から対向面まで貫通するポット１１が形成されている。
また、下プラテン７０には、下金型１０に連通して昇降可能なプランジャ１４が配備されている。当該プランジャ１４は、駆動機構７２により昇降可能とされ、上昇すると、下金型１０のポット１１内に挿入される。
一方、上金型３０には、前記ポット１１に対向する部分に、凹部（カル）３１が形成されている。
また、下金型１０及び上金型３０の対向面の、相互に対向する領域に、それぞれ凹部（キャビティ）１９及び３９が形成されている。図１では、ポット１１の右側に配置されたキャビティ１９及び３９を示しているが、ポット１１の左側にも同様の構成のキャビティが配置されている。下金型１０及び上金型３０でリードフレーム５０を挟み込んだ状態のとき、リードフレーム５０に取り付けられた半導体チップ５１が、キャビティ１９と３９とにより画定される空洞内に収容される。
また、前記下金型１０の対向面には、ポット１１とキャビティ１９とを連絡させる溝（ランナー）１２が形成されている。ポット１１内に封止用樹脂を収容し溶融させて、プランジャ１４を上昇させると、ポット１１内の樹脂はランナー１２を通って、キャビティ１９及びキャビティ３９で画定される空洞内に注入される。本実施例にあっては、ランナー１２の底面のうち、ポット１１寄りの一部に、より深く掘り下げられた異物滞留部１３が形成されている。
また、前記下金型１０の背面からキャビティ１９の底面まで貫通する貫通孔内には、イジェクタピン１５が挿入されている。１つのキャビティ１９に対して、複数のイジェクタピン１５が配置される。イジェクタピン１５の先端が、キャビティ１９内に露出している。イジェクタピン１５をキャビティ１９内に突き出すことにより、硬化して下金型１０に密着する樹脂を、下金型１０から容易に脱離させる（離型させる）ことができる。上金型３０にも、同様の構造のイジェクタピン３５が配置されている。
本実施例にあっては、プランジャ１４に於いて、そのポット１１に対応する面に、磁石２２（以下プランジャ用磁石と称する）が配設されている。当該プランジャ用磁石２２は電磁石で構成されており、電源２７から励磁用の電流が供給される。この電磁石は、ポット１１内に露出させてもよいし、プランジャ１４の表面からやや深い位置に埋め込んでもよい。
また、前記ランナー１２に於ける前記異物滞留部１３の壁面には、磁石２０（以下ランナー用磁石と称する）が配設されている。当該ランナー用磁石２０は、例えば異物滞留部１３の長手方向に沿って配置された３個の電磁石を含み、電源２５から各電磁石に励磁用の電流が供給される。各電磁石は、異物滞留部１３の表面に露出させてもよいし、表面よりもやや深い位置に埋め込まれていてもよい。
また、前記下金型１０のイジェクタピン１５及び上金型３０のイジェクタピン３５内には、それぞれ磁石２１、４１（以下イジェクタピン用磁石と称する）が装填されている。当該イジェクタピン用磁石２１及び４１の各々は電磁石で構成されており、電源２６及び４６から、それぞれイジェクタピン用磁石２１及び４１に励磁用の電流が供給される。
下金型１０の平面形状を、図２Ａに示す。 図２Ａの一点鎖線Ａ１−Ａ１に於ける断面が前記図１に示す断面図に相当する。
図２Ａに於いて、６個のポット１１が縦方向に等間隔に配置されている。ポット１１の各々の平面形状は円形である。
各ポット１１の内側には、それぞれプランジャ１４が配置されている。ポット１１の各々の両側にキャビティ１９が配置されている。キャビティ１９の各々は、正方形の４つの角を斜めに切り落とされた或いは円弧状の平面形状を持ち、その四隅の近傍にイジェクタピン１５が配置されている。
ポット１１の各々の中心を通り、図に於いて横方向に延在する仮想直線に沿って、ポット１１の両側にランナー１２が延びる。ランナー１２は、途中で方向を変え、対応するキャビティ１９の角部近傍に達する。ランナー１２は、キャビティ１９に近づくに従って細く、かつ浅くなる。そして、ランナー１２の、ポット１１寄りの一部分に、前記異物滞留部１３が配置されている。
また、前記上金型３０の底面形状を、図２Ｂに示す。図２Ｂの一点鎖線Ａ１−Ａ１における断面図が、図１に示す断面図に相当する。
図２Ｂに於いて、下金型１０のポット１１に対応する位置に、カル３１が配置されている。カル３１は、ポット１１と同じ平面形状を有する。
また、下金型１０のキャビティ１９に対応する位置に、キャビティ３９が配置されている。キャビティ３９は、下金型１０側に設けられたキャビティ１９と同じ平面形状を有する。キャビティ３９の四隅の近傍にイジェクタピン３５が配置されている。
図１に於ける異物滞留部１３の長手方向に直交する断面を、図３Ａに示す。
下金型１０の対向面に、ランナー１２が形成され、さらにその底面を深く掘り下げた異物滞留部１３が配設されている。そして当該異物滞留部１３の底よりもやや深い位置に、ランナー用磁石２０が埋め込まれている。更に、ランナー１２の両脇にも、ランナー用磁石２０が埋め込まれている。なお、図３Ｂに示すように、ランナー用磁石２０を、ランナー１２及び異物滞留部１３の表面に沿う断面Ｕ字状の形状としてもよい。
当該ランナー用磁石２０の他の構成例を、図３Ｃに示す。
図１に示す構成にあっては、当該ランナー用磁石２０は、異物滞留部１３の長手方向に沿って配置された３個の電磁石を含んでいたが、図３Ｃに示すように、異物滞留部１３の長手方向に沿った１つの長い電磁石で構成してもよい。
また、前記プランジャ１４の平断面図を、図４Ａに示す。
平面形状が円形のプランジャ１４には、プランジャ用磁石２２が配設されている。当該プランジャ用磁石２２は、プランジャ１４の外周よりもやや内側に位置する外周線を持つ円形の平面形状を有する。
当該プランジャ用磁石２２の他の構成例を、図４Ｂに示す。同図に示すプランジャ用磁石２２は、プランジャ１４と中心軸を共有する円筒状の部材を、中心軸を通る複数の仮想平面で切断した形状を有する。ここでは円筒状部材が、中心軸の周りに８回転対称になるように分割されている。
次に、図５〜図８を参照し、前記第１の実施例による樹脂封止装置を用いた樹脂封止方法について説明する。
図５に示すように、下金型１０と上金型３０との間隔を広げた状態で、下金型１０の対向面上に、封止対象物である半導体チップ５１が搭載されたリードフレーム５０を載置する。当該半導体チップ５１の電極は、ボンディングワイヤ５２により対応するリード部に接続されている。
そして、ポット１１内に、封止用樹脂の固片６０を装填する。この段階では、ランナー用磁石２０の電源２５、イジェクタピン用磁石２１、４１の電源２６、４６、及びプランジャ用磁石２２の電源２７は、全てオフ状態になっている。
次いで、図６に示すように、上金型３０を下降させて、下金型１０と上金型３０との間に、リードフレーム５０を挟み込む。
その後、下金型１０及び上金型３０を加熱して、ポット１１に装填されている樹脂６０を溶融させる。樹脂６０を装填した後に、例えば加熱の開始と同時に、プランジャ用磁石２２用の電源２７をオン状態とし、プランジャ用磁石２２を励磁する。
かかるプランジャ用磁石２２の励磁により、溶融された樹脂６０中に既に混入している金属異物、特に鉄（Ｆｅ）及びその合金などの磁性を帯びることができる金属の粉体，微粒子がプランジャ用磁石２２に吸引されて、溶融した樹脂６０のプランジャ１４の上面近傍の領域に収集される。これにより、当該金属異物の高濃度領域６１が発生する。
これにより、溶融した樹脂６０の他の領域に於ける金属異物の濃度が低下する。
当該樹脂６０が溶融した後、図７に示すように、プランジャ１４を上昇させ、ポット１１内に装填されていた樹脂６０を、ランナー１２を経由してキャビティ１９及び３９内に注入する。このとき、ランナー用磁石２０の電源２５、イジェクタピン用磁石２１、４１の電源２６、４６をオン状態にする。
ランナー用磁石２０が励磁されることにより、樹脂６０がランナー１２内を通過する際に、樹脂６０内に混入されている金属異物がランナー用磁石２０に吸引され、異物滞留部１３内に取り込まれる。これにより、異物滞留部１３内には、金属異物の高濃度領域６２が発生する。当該異物滞留部１３は、前述の如くランナー１２の側面からさらに深く掘り下げられている。このため、異物滞留部１３に取り込まれた金属異物は、ランナー１２内の樹脂の流れによって押し流されることなく、異物滞留部１３内に留まる。
前記ランナー１２内を通過し、キャビティ１９及び３９内に注入された樹脂６０は当該キャビティ１９、３９内に充填され、前記半導体素子５１、ボンディングワイヤ５２及びリードフレーム５０の一部を樹脂封止する。
この時、当該樹脂６０に混入されていた金属異物は、イジェクタピン１５及び３５の先端に引き寄せられ、その近傍に、金属異物の高濃度領域６３が発生する。当該金属異物の高濃度領域６３は樹脂の表面近傍に位置して、半導体素子５１、ボンディングワイヤ５２などから遠い位置にあり、これらに接触する可能性は極めて低い。
キャビティ１９及び３９内が樹脂６０で完全に充填された後、樹脂６０に一定時間、熱を加えることにより、樹脂６０を硬化させる。
樹脂６０が硬化したならば、電源２５〜２７及び４６をオフ状態とし、ランナー用磁石２０、イジェクタピン用磁石２１、４１、及びプランジャ用磁石２２の励磁を終了する。
樹脂が硬化した後、図８に示すように、下金型１０から上金型３０を引き離し、イジェクタピン１５及び３５を突出させることにより、硬化した樹脂６０Ａにより外装封止された半導体装置を含むリードフレーム５０を離型させる。
そして、ポット１１、カル３１、ランナー１２内に残る樹脂６０Ｂも、下金型１０及び上金型３０から取り外す。
この様に、前記図６に示す工程に於いて、プランジャ１４の上面近傍に樹脂６０に混入していた金属異物が集中した高濃度領域６０が発生し、また図７に示す工程に於いて、ランナー１２の異物滞留部１３内に金属異物が集中した高濃度領域６２が発生する。
このため、キャビティ１９及び３９まで到達する金属異物の量を大きく低減させることができる。
また、キャビティ１９及び３９内にあっても、イジェクタピン１５及び３５の先端部に輸送された金属異物が集中した高濃度領域６３が発生する。
このため、リードフレーム５０、半導体チップ５１、及び両者を接続するボンディングワイヤ５２の近傍の樹脂内の金属異物の濃度が低くなる。これにより、ボンディングワイヤ５２間の電気的短絡等の発生を防止・抑制することができる。
金属異物を効率的に捕獲するために、ランナー用磁石２０、イジェクタピン用磁石２１、４１及びプランジャ用磁石２２の磁力を１００００ガウス以上とすることが好ましい。
前記プランジャ用磁石２２は、ポット１１内に収容された樹脂６０が溶融している期間のみ励磁される。またランナー用磁石２０は、ランナー１２内を樹脂６０が流れている期間のみ励磁される。イジェクタピン用磁石２１、４１は、キャビティ１９及び３９内の樹脂６０が溶融している期間のみ励磁される。
このように、励磁期間を選択することにより、電力消費を抑制することができる。
上記第１の実施例において、ランナー用磁石２０、イジェクタピン用磁石２１、４１、及びプランジャ用磁石２２のうち、何れか１つの箇所に磁石を配置しても、ある程度の効果が得られるであろう。
尚、プランジャ１４は下プラテン７０に配備されるため、金型ごとに磁石を装着することなく、種々の金型に対して効果が得られる。
また、イジェクタピン用磁石２１及び４１は、下金型１０及び上金型３０自体に加工を施すことなく、イジェクタピンを磁石つきのものに取り替えるだけで装着可能である。このため、従来の金型に、簡便に磁石を装着することができる。さらに、イジェクタピンの寸法を共通化すれば、種々の金型に、同一のイジェクタピンを使用することができる。
本発明の第２の実施例による樹脂封止装置の特徴的な部分の断面を図９に示す。
以下、前記第１の実施例による樹脂封止装置との相違点に着目して説明し、同一構成の部分については説明を省略する。
本実施例にあっては、ランナー１２に於ける樹脂の流通方向に直交する如く、磁性材料からなる網目部材２３が配置されている。
ランナー１２内を流れる樹脂は、網目部材２３の開口部を通過する。網目部材２３は、ランナー用磁石２０と磁気的に結合している。ランナー用磁石２０が励磁されると、網目部材２３が磁化される。
網目部材２３が磁化されることにより、樹脂に混入されている金属異物は当該網目部材２３により効率的に吸着される。特に、ランナー１２の表面から離れた領域を通過する金属異物を効率的に吸着することが可能になる。
本発明の第３の実施例による樹脂封止装置の断面を、図１０に示す。
以下、第１の実施例による樹脂封止装置との相違点に着目して説明し、同一構成の部分については説明を省略する。
前記第１の実施例にあっては、イジェクタピン１５及び３５の内部に、それぞれイジェクタピン用磁石２１及び４１が配設されていた。
第３の実施例にあっては、イジェクタピン１５及び３５が鉄等の磁性材料で形成されている。そして２本のイジェクタピン１５の背面側の端部同士を、イジェクタピン用磁石８０が連結している。イジェクタピン用磁石８０は電磁石で構成され、電源８２がイジェクタピン用磁石８０に励磁用の電流を供給する。
上金型３０に設けられたイジェクタピン３５においても同様に、イジェクタピン用磁石８１及び電源８３が配置されている。
イジェクタピン用磁石８０及び８１を励磁すると、イジェクタピン１５及び３５が磁化される。これにより、イジェクタピン１５及び３５の、キャビティ１９及び３９内に露出した先端に、金属異物を吸着させることができる。
尚、図１０に示す構成にあっては、１つのイジェクタピン用磁石が、複数個のイジェクタピンに磁気的に結合しているが、イジェクタピンごとに、独立したイジェクタピン用磁石を配置してもよい。
本発明の第４の実施例による樹脂封止装置の特徴的な部分の断面を、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。
以下、第１の実施例による樹脂封止装置との相違点に着目して説明し、同一構成の部分については説明を省略する。
図１１Ａに、第４の実施例による樹脂封止装置のランナー１２の長手方向に沿う断面図を示し、図１１Ｂに、ランナー１２の長手方向に直交する断面図を示す。
前記第１の実施例にあっては、下金型１０にのみランナー１２が配設されていたが、この第４の実施例では、上金型３０にもランナー３２が形成されている。上金型３０に形成されたランナー３２は、下金型１０に形成されているランナー１２と対向する位置に配置されている。
ランナー３２は、キャビティ３９に近づくに従って浅くなっている。ランナー３２の両側の側面及び底面よりもやや深い位置に、それぞれランナー用磁石４０が埋め込まれている。ランナー用磁石４０は、ランナー３２の長手方向に沿った長い形状を有する。ランナー用磁石４０は、下金型１０に埋め込まれているランナー用磁石２０と同様に電磁石で構成される。
このような構成により、上金型３０に形成されたランナー３２内を流れる樹脂に混入された金属異物を、ランナー用磁石４０によりランナー３２の壁面に吸着させることができる。このため、キャビティ１９及び３９への金属異物の侵入を防止・抑制する効果をより高めることができる。
尚、図１２Ａに示すように、ランナー用磁石４０を、ランナー３２の長手方向に沿って複数、例えば３個に分割して配置してもよい。また、図１１Ｂに示すように、ランナー用磁石４０の断面形状を、ランナー３２の表面に沿うＵ字状としてもよい。
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、本発明の第５の実施例による樹脂封止装置について説明する。以下、第１の実施例による樹脂封止装置との相違点に着目して説明し、同一構成の部分については説明を省略する。
第５の実施例による樹脂封止装置の下金型１０の平面形状を、図１３Ａ示す。
前記第１の実施例では、複数のランナー１２の各々に対応してランナー用磁石が配置されていた。
この第５の実施例では、ランナー用磁石９０が複数のランナー１２と重なるように配置されている。
第５の実施例による樹脂封止装置の上金型３０の、下金型への対向面の形状を図１３Ｂに示す。
即ち、下金型１０に設けられたランナー用磁石９０に対応する領域に、ランナー用磁石９１が配置されている。
このように、第５の実施例に於ける構成によっても、前記第１の実施例と同様に、ランナー１２の異物滞留部１３内に金属異物を吸着することができる。
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して、本発明の第６の実施例による樹脂封止装置について説明する。
図１４Ａに示すように、図１３Ａに示したランナー用磁石９０の占める領域を広げ、ランナー用磁石９０がキャビティ１９とも重なるような構成としてもよい。また、図１４Ｂに示すように、図１３Ｂに示した第４の磁石９１の占める領域を広げ、第４の磁石９１がキャビティ３９とも重なるような構成としてもよい。
第６の実施例では、キャビティ１９及び３９の内面にも、金属異物を吸着することができる。
次に、図１５〜図１６Ｂを参照して、第７の実施例による樹脂封止装置について説明する。以下、第１の実施例による樹脂封止装置との相違点に着目して説明し、同一構成の部分については説明を省略する。
第７の実施例による樹脂封止装置の断面を、図１５に示す。
前記第１の実施例では、リードフレームに取り付けられた半導体チップを、その両側から樹脂で封止した。
当該第７の実施例は、樹脂封止対象がＢＧＡ型パッケージであり、支持基板１００の一方の主面上に搭載された半導体チップを、当該支持基板１００上に於いて樹脂封止する。
図１５に示すように、支持基板１００の一方の主面に複数の半導体チップ１０１が搭載され、当該半導体チップ１０１の電極は支持基板１０１に配設された電極にボンディングワイヤにより接続されている。
上金型３０には、前記支持基板１００の厚さとほぼ等しい形状、深さを有する基板収容用凹部３９Ａが配設されている。
一方、下金型１０に形成されたキャビティ１９は、複数個の半導体チップを共通にカバーする広さを有する。
支持基板１００の、半導体チップ１０１が搭載された面が、下金型１０に対向するように、支持基板１００が下金型１０の対向面上に保持される。全ての半導体チップ１０１が、１つのキャビティ１９内に収容される。上金型３０に設けられた基板収容用凹部３９Ａの内面が、支持基板１００の、半導体チップ１０１が取り付けられた面とは反対側の面に密着する。
図１６Ａ及び図１６Ｂに、第７の実施例に於ける樹脂封止装置の、下金型１０の平面形状、及び上金型３０の下金型への対向面の形状を示す。図１６Ａ及び図１６Ｂの一点鎖線Ａ１５−Ａ１５に於ける断面が、図１５に相当する。
図１６Ａに於いて、５個のポット１１が縦方向に等間隔に配置されている。ポット１１の各々の平面形状は円形である。
各ポット１１の内側には、それぞれプランジャ１４が配置されている。ポット１１の各々の右側に、長方形のキャビティ１９が配設されている。ポット１１の各々から右方にランナー１２が延び、途中で２つに分岐してそれぞれがキャビティ１９に到達している。
当該ランナー１２の、ポット１１寄りの一部に、異物滞留部１３が設けられ、当該異物滞留部１３の各々に対応して、ランナー用磁石２０が配置されている。
また、図１６Ｂに示すように、上金型３０の、ポット１１に対応する位置に、カル３１が配置されている。更に、キャビティ１９に対応する位置に、キャビティ１９よりも大きな平面形状を持つ基板収容用凹部３９Ａが配置されている。基板収容用凹部３９Ａの平面形状は、前記支持基板１００の平面形状とほぼ等しい。
第７の実施例のように、ＢＧＡ型パッケージの樹脂封止においても、ランナー１２に異物滞留部１３を設けてランナー用磁石２０を配置することにより、キャビティ１９内への金属異物の侵入を少なくすることができる。
また、プランジャ１４内にプランジャ用磁石２２を配置することにより、金属異物の侵入を更に抑制することができる。
図１７Ａ及び図１７Ｂに、それぞれ第８の実施例による樹脂封止装置の下金型１０の平面及び上金型３０の下金型への対向面の形状を示す。
以下、第７の実施例による樹脂封止装置との相違点に着目して説明し、同一構成の部分については説明を省略する。
図１７Ａに示すように、本実施例にあっては、第７の実施例のランナー用磁石２０に代えて、１つの磁石１１０が配置されている。磁石１１０は、複数のポット１１からそれぞれ延びる全てのランナー１２と重畳して、即ち共通に覆って配置されている。
一方、 図１７Ｂに示すように、上金型３０には、前記した金型の磁石１１０に対応する領域に、磁石１１１が配置されている。
当該第８の実施例においても、第７の実施例と同様に、ランナー１２の異物滞留部１３内に金属異物を吸着することができる。
更に、図１８Ａ及び図１８Ｂに、それぞれ本発明の第９の実施例による樹脂封止装置の下金型１０の平面、及び上金型３０の下金型への対向面の形状を示す。
第９の実施例では、前記第８の実施例に於ける磁石１１０の占める範囲が広げられ、磁石１１０がキャビティ１９とも重なっている。尚、上金型３０の磁石１１０は、図１７Ｂに示した第８の実施例に於ける磁石と同等の大きさを有する。
当該第９の実施例に於いては、キャビティ１９内に侵入した金属異物が、キャビティ１９の内面に吸着される。このため、半導体チップ１０１に接続されるボンディングワイヤ同士の短絡を防止することができる。
尚、前記図１４Ａ、図１４Ｂ、図１８Ａ、及び図１８Ｂに示した実施例にあっては、キャビティの内面の全域に磁石を配置して、金属異物を捕獲する場合を示したが、金属異物が集中しても半導体チップの動作に影響を与えないような特定の場所に、磁石を配置してもよい。即ち、半導体チップやボンディングワイヤから遠い領域に金属異物が集中するように磁石を配置すればよい。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
上記実施例から、以下の付記に示す発明が導出される。
（付記１）
樹脂を収容するポットと、
被樹脂封止体が収容されるキャビティと、
前記ポットに収容された樹脂をキャビティに導くランナーと、
前記ランナーの前記ポット近傍部に配設された異物滞留部と
を具備してなることを特徴とする樹脂封止用金型。
（付記２）
前記異物滞留部に配設された磁石
を具備してなることを特徴とする付記１に記載の樹脂封止用金型。
（付記３）
前記ランナー部に配置され、前記磁石により磁化される網目部材
を具備してなることを特徴とする付記２に記載の樹脂封止用金型。
（付記４）
樹脂を収容するポットと、
被樹脂封止体が収容されるキャビティ及び前記ポットに収容された樹脂をキャビティに導くランナーを具備する金型と、
前記金型を支持するプラテンと、
前記金型の前記ポット内に収容された樹脂に圧力を印加して当該樹脂を前記キャビティ内に注入するプランジャと、
前記プランジャの前記樹脂への対応部に配設された磁石と
を具備してなることを特徴とする樹脂封止装置。
（付記５）
前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビィティへの突出部が磁化されるイジェクタピンを具備してなることを特徴とする付記４記載の樹脂封止装置。
（付記６）
（ａ）半導体素子が装着された部材を、金型により画定されたキャビティ内に配置する工程と、
（ｂ）ポット内に収容された樹脂を異物滞留部が設けられたランナーを通して、前記キャビティ内に樹脂を注入すると共に、前記異物滞留部に配設された磁石により、前記樹脂中に混入されている金属異物を捕獲する工程と、
（ｃ）前記キャビティ内に注入された樹脂を硬化させる工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記７）
前記ポット内に於いてプランジャ上に収容された樹脂を溶融し、当該樹脂に混入された金属異物を前記プランジャ表面部に吸着させる工程を有することを特徴とする付記６記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）
前記工程（ｂ）に於いて、前記金属異物を、前記ランナー部に配置され磁化された網目部材により捕獲することを特徴とする付記６記載の半導体装置の製造方法。
（付記９）
前記工程（ｂ）に於いて、前記キャビティに対応して配設されたイジェクタピンにより、前記キャビティ内に注入された樹脂に混入された金属異物を捕獲する工程
を有することを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１０）
（ａ）被樹脂封止体が装着された部材を、金型により画定されたキャビティ内に配置する工程と、
（ｂ）ポット内に収容された樹脂を異物滞留部が設けられたランナーを通して、前記キャビティ内に樹脂を注入すると共に、前記異物滞留部に配設された磁石により、前記樹脂中に混入されている金属異物を捕獲する工程と、
（ｃ）前記キャビティ内に注入された樹脂を硬化させる工程と
を具備することを特徴とする樹脂封止方法。
（付記１１）
前記ポット内に於いてプランジャ上に収容された樹脂を溶融し、当該樹脂に混入されている金属異物を前記プランジャ表面部に吸着させる工程を有することを特徴とする付記１０記載の樹脂封止方法。
（付記１２）
前記工程（ｂ）に於いて、前記金属異物を、前記ランナー部に配置され磁化された網目部材により捕獲することを特徴とする付記１０記載の樹脂封止方法。
（付記１３）
前記工程（ｂ）に於いて、前記キャビティに対応して配設されたイジェクタピンにより、前記キャビティ内に注入された樹脂に混入された金属異物を捕獲することを特徴とする付記１０に記載の樹脂封止方法。
第１の実施例による樹脂封止装置の断面図である。 （２Ａ）は第１の実施例による樹脂封止装置の下金型の平面図であり、（２Ｂ）は、上金型の底面図である。 （３Ａ）は、第１の実施例による樹脂封止装置の下金型に設けられらランナー及びランナー用磁石の、長手方向に垂直な断面図であり、（３Ｂ）は、その他の構成例を示す断面図であり、（３Ｃ）は、ランナー及びランナー用磁石の、長手方向に沿った断面図である。 （４Ａ）は、第１の実施例による樹脂封止装置のプランジャの平断面図であり、（４Ｂ）は、その他の構成例を示す平断面図である。 第１の実施例による樹脂封止装置を用いて樹脂封止する手順を説明するための装置の断面図（その１）である。 第１の実施例による樹脂封止装置を用いて樹脂封止する手順を説明するための装置の断面図（その２）である。 第１の実施例による樹脂封止装置を用いて樹脂封止する手順を説明するための装置の断面図（その３）である。 第１の実施例による樹脂封止装置を用いて樹脂封止する手順を説明するための装置の断面図（その４）である。 第２の実施例による樹脂封止装置の特徴的部分の断面図である。 第３の実施例による樹脂封止装置の断面図である。 （１１Ａ）及び（１１Ｂ）は、第４の実施例による樹脂封止装置の特徴的部分の断面図である。 （１２Ａ）及び（１２Ｂ）は、第４の実施例による樹脂封止装置の特徴的部分の他の構成例を示す断面図である。 （１３Ａ）は、は第５の実施例による樹脂封止装置の下金型の平面図であり、（１３Ｂ）は、上金型の底面図である。 （１４Ａ）は、は第６の実施例による樹脂封止装置の下金型の平面図であり、（１４Ｂ）は、上金型の底面図である。 第７の実施例による樹脂封止装置の断面図である。 （１６Ａ）は第７の実施例による樹脂封止装置の下金型の平面図であり、（１６Ｂ）は、上金型の底面図である。 （１７Ａ）は第８の実施例による樹脂封止装置の下金型の平面図であり、（１７Ｂ）は、上金型の底面図である。 （１８Ａ）は第９の実施例による樹脂封止装置の下金型の平面図であり、（１８Ｂ）は、上金型の底面図である。
符号の説明
１０ 下金型
１１ ポット
１２ ランナー
１３ 滞留部
１４ プランジャ
１５ イジェクタピン
１９ キャビティ
２０、２１、２２ 磁石
２３ 磁性ネット
２５、２６、２７ 電源
３０ 上金型
３１ カル
３２ ランナー
３５ イジェクタピン
３６ 電磁石
３７ 電源
３９ キャビティ
３９Ａ 基板収容用凹部
４０ 磁石
４１ 磁石
４６ 電源
５０ リードフレーム
５１ 半導体素子
６０ モールド用樹脂
６０Ａ 樹脂パッケージ
６０Ｂ 余分な樹脂
６１、６２、６３ 金属異物高濃度領域
７０ 下プラテン
７１ 上プラテン
７２ 駆動機構
８０、８１ イジェクタピン用磁石
８２、８３ 電源
９０、９１ 磁石
１００ 樹脂基板
１０１ 半導体チップ

Claims (6)

  1. 樹脂を収容するポットと、
    被樹脂封止体が収容されるキャビティ及び前記ポットに収容された樹脂をキャビティに導くランナーを具備する金型と、
    前記金型を支持するプラテンと、
    前記金型の前記ポット内に収容された樹脂に圧力を印加して当該樹脂を前記キャビティ内に注入するプランジャと、
    前記プランジャの前記樹脂への対応部に配設された磁石と、
    前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビィティへの突出部が磁化されるイジェクタピンと
    を具備してなることを特徴とする樹脂封止装置。
  2. 前記ランナーの前記ポット近傍部に配設された異物滞留部と、
    前記異物滞留部に配設された磁石と
    をさらに具備してなることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
  3. （ａ）半導体素子が装着された部材を、金型により画定されたキャビティ内に配置する工程と、
    （ｂ）ポット内に収容された樹脂を異物滞留部が設けられたランナーを通して、前記キャビティ内に注入すると共に、前記異物滞留部に配設された磁石と、前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビティへの突出部が磁化されるイジェクタピンとにより、前記樹脂中に混入されている金属異物を捕獲する工程と、
    （ｃ）前記キャビティ内に注入された樹脂を硬化させる工程と
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記ポット内に於いて前記プランジャ上に収容された樹脂を溶融し、当該樹脂に混入された金属異物を前記プランジャ表面部に吸着させる工程を有することを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
  5. （ａ）被樹脂封止体が装着された部材を、金型により画定されたキャビティ内に配置する工程と、
    （ｂ）ポット内に収容された樹脂を異物滞留部が設けられたランナーを通して、前記キャビティ内に樹脂を注入すると共に、前記異物滞留部に配設された磁石と、前記キャビティに配設され、少なくともそのキャビティへの突出部が磁化されるイジェクタピンとにより、前記樹脂中に混入されている金属異物を捕獲する工程と、
    （ｃ）前記キャビティ内に注入された樹脂を硬化させる工程と
    を具備することを特徴とする樹脂封止方法。
  6. 前記ポット内に於いて前記プランジャ上に収容された樹脂を溶融し、当該樹脂に混入されている金属異物を前記プランジャ表面部に吸着させる工程を有することを特徴とする請求項５記載の樹脂封止方法。
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