JP5422047B2 - 半導体装置の製造方法、樹脂封止装置、及び、半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、特に、シールガラスの内側に空洞を有する半導体装置のシールガラスを離型フィルムで保護して樹脂成形する半導体装置の製造方法に関する。

また、本発明は、半導体装置、特に、シールガラスの内側に空洞を有し、シールガラスを離型フィルムにより保護して樹脂成形される半導体装置に関する。

また、本発明は、樹脂封止装置、特に、シールガラスの内側に空洞を有する半導体装置を離型フィルムで保護して樹脂成形するための樹脂封止装置に関する。

また、本発明は、半導体チップに形成された受光領域がシールガラスによって気密封止された半導体装置及びその製造方法に係るものである。

近年、電子機器の高機能化や軽薄短小化の要求に伴って、電子部品の高密度集積化や高密度実装化が進み、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の従来比較的大型のパッケージを用いていた電子部品においても、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）化が進められている。特に、センサチップのアクティブ面側にリブ材やスペーサを用いてシールガラスを直接積層し中空構造を形成したチップサイズパッケージが用いられるようになってきている。

このようなＣＳＰの製造工程では、樹脂成形工程においてシールガラスに薄バリができるのを防ぐために、シールガラスをリリースフィルムで保護して樹脂成形する、いわゆるフィルムモールドを採用しているが、リブ材やスペーサの上方ではフィルムが圧縮される一方、中空部分の上方ではフィルムは圧縮されずにシールガラスを押さえてしまうため、シールガラスが撓んで割れが発生する虞がある。

樹脂成形時のシールガラスの撓みによる破損を防止する方法としては、従来、特許文献１に記載されているように、シールガラス（シールガラス）１４の周囲にサポートフレーム１５を配置して、上側モールドダイ６８からカバーガラス１４にかかる押さえ圧力をサポートフレーム１５により受けるように構成し、カバーガラス１４の撓みを抑制するものがあった。

しかしながら、特許文献１記載の方法では、サポートフレームをシールガラスの周囲に配置する必要があるため、そのためのスペースを確保する必要があり、半導体装置の大型化をまねく虞がある。また、サポートフレーム自体の製造コスト及びサポートフレームの取付工数の増加により、半導体装置のコストアップをまねく虞がある。

特開２００８−４７６６５号公報（段落００４５、第１１図）

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、シールガラスの内側に空洞を有する半導体装置のシールガラスを離型フィルムで保護して樹脂成形する半導体装置の製造方法において、半導体装置の大型化及びコストアップを抑制しつつ、シールガラスでのバリの発生を防止し且つシールガラスの撓みによる破損から防止することにある。

本発明の一実施形態では、シールガラス割れを防止する為、シールガラスを支持するリブ材やスペーサの真上のみでリリースフィルム（離型フィルム）を押さえるようにする。センサチップ上のアクティブ面側にリブ材やスペーサを用いてシールガラスを直接積層し中空構造を形成したパッケージでは、シールガラス中央部は、構造上その下方に空洞が存在するため、離型フィルムの圧力を受けるものがなく、シールガラスでフィルム圧を受けている状態になっている。そのため、離型フィルムからの圧力がシールガラスの強度を上回ってしまい、シールガラスが破損する虞がある。そこで、シールガラス中央部にかかる離型フィルムの圧力を金型キャビティ側に逃がすために、シールガラス下が空洞となっている部分の上方において上金型にフィルム逃げ用の窪みを設ける。これにより、空洞の上方でフィルムがシールガラスに圧力を加えることを防止し、金型によるクランプ及び成形を実施する。この結果、離型フィルムを押さえる場所を、シールガラスの支持構造であるリブ材やスペーサの上方に制限できる。つまり、離型フィルムの圧力がシールガラス中央部にかからないよう金型キャビティ側にフィルム逃げ用の窪みを加工してシールガラスに曲げ応力が掛かるのを抑制ないし防止し、ガラスの破損を防止することができる。この構成によれば、サポートフレーム等の別途の部材を追加することなしに、シールガラスが破損することなく薄バリの発生を防止できる圧力で半導体装置を成形金型でクランプすることができる。

本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、シールガラス（１０８）の内側に空洞（１０９）を有する半導体装置のシールガラス（１０８）を離型フィルム（１１０）で保護して樹脂成形する半導体装置の製造方法であって、前記半導体装置を成形金型（１００）でクランプしたときに、前記空洞上方において前記離型フィルム（１１０）を、成形金型（１００）又はシールガラス（１０８）に設けられたフィルム逃げ用の領域（１０４ａ；１０４ｂ；１０４ｃ）に逃がした状態で、前記半導体装置を樹脂成形することを特徴とする。一例では、フィルム逃げ用の領域は、空洞（１０９）が占める領域に対応する。また、空洞の上方でのシールガラスにかかる圧力が許容できる範囲である限り、フィルム逃げ用の領域は、空洞が占める領域より小さくても良い。また、シールガラスでの薄バリの発生を防止できる限り、フィルム逃げ用の領域は、空洞が占める領域より大きくても良い。

この半導体装置の製造方法によれば、成形金型による半導体装置のクランプ時において、空洞上方で離型フィルムをフィルム逃げ用の領域に逃がして、空洞上方でシールガラスに曲げ応力がかかるのを抑制ないし防止することができる。この結果、シールガラスの空洞上方でのシールガラスの撓みを抑制し、シールガラスの破損を防止することが可能である。従って、シールガラスの破損を防止しつつ、シールガラスにおける薄バリの発生を防止するような圧力で半導体装置を成形金型でクランプし、樹脂成形することができる。また、成形金型又はシールガラスにフィルム逃げ用の領域を設けるため、シールガラスの周囲にサポートフレーム等の別部材を配置する場合に比較して、半導体装置の大型化及びコストアップを抑制ないし防止できる。

本発明の一実施形態に係る樹脂封止装置は、シールガラス（１０８）の内側に空洞（１０９）を有する半導体装置のシールガラス（１０８）を離型フィルム（１１０）で保護して樹脂成形するための樹脂封止装置であって、前記半導体装置を成形金型（１００）でクランプしたときに、前記離型フィルム（１１０）を逃がすためのフィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）を、前記成形金型（１００）に、前記空洞（１０９）が占める領域と少なくとも一部が重なるように設けたことを特徴とする。一例では、前記フィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）が占める領域は、前記空洞（１０９）が占める領域に対応する。また、空洞上方でのシールガラスにかかる圧力が許容できる範囲である限り、フィルム逃げ用の窪みが占める領域は、空洞が占める領域より小さくても良い。また、シールガラスでの薄バリの発生を防止できる限り、フィルム逃げ用の窪みが占める領域は、空洞が占める領域より大きくても良い。この成形金型によれば、成形金型自体にフィルム逃げ用の領域を設けるので、半導体装置の大型化を抑制ないし防止できる方法で、シールガラスが破損せず薄バリが発生しない圧力で半導体装置を成形金型でクランプし、樹脂成形することができる。

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、シールガラス（１０８）の内側に空洞（１０９）を有し、シールガラス（１０８）が離型フィルム（１１０）により保護されて樹脂成形される半導体装置であって、前記半導体装置を成形金型でクランプしたときに、前記離型フィルム（１１０）を逃がすためのフィルム逃げ用の領域（１０４ｂ；１０４ｃ）を、前記シールガラス（１０８）に、前記空洞（１０９）が占める領域と少なくとも一部が重なるように設けたことを特徴とする。一例では、前記フィルム逃げ用の領域（１０４ｂ；１０４ｃ）が占める領域は、前記空洞（１０９）が占める領域に対応する。また、空洞の上方でのシールガラスにかかる圧力が許容できる範囲である限り、フィルム逃げ用の領域は、空洞が占める領域より小さくても良い。また、シールガラスでの薄バリの発生を防止できる限り、フィルム逃げ用の領域は、空洞が占める領域より大きくても良い。この半導体装置よれば、シールガラス自体にフィルム逃げ用の領域を設けるので、半導体装置の大型化を抑制ないし防止できる方法で、シールガラスが破損せず薄バリが発生しない圧力で半導体装置を成形金型でクランプし、樹脂成形することができる。

前記フィルム逃げ用の領域の深さは、成形金型（１００）によるクランプ時に前記空洞（１０９）以外の部分で前記離型フィルム（１１０）が圧縮される圧縮代の大きさ以上であることが好ましい。

前記フィルム逃げ用の領域は、前記成形金型（１００）に設けられたフィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）として設けることができる。

前記フィルム逃げ用の領域は、前記シールガラス（１０８）の前記離型フィルム（１１０）側の面に形成されたフィルム逃げ用の窪み（１０４ｂ）として設けることができる。

前記フィルム逃げ用の領域は、前記シールガラス（１０８）の前記離型フィルム（１１０）側の面において、前記空洞（１０９）が占める領域の少なくとも一部を囲むように所定の厚みを有する部材（１１１）を設け、該部材（１１１）に囲まれた部分（１０４ｃ）を前記フィルム逃げ用の領域とすることができる。前記所定の厚みを有する部材として、例えば、前記離型フィルムよりも硬いフィルム（１１１）を用いることができる。この場合、既存のシールガラスにフィルム等の薄い部材を設けることで、装置の大型化を抑制しつつ、フィルム逃げ用の領域を形成することができる。

前記半導体装置の前記空洞（１０９）は、例えば、前記シールガラス（１０８）がリブ材又はスペーサ（１０７）を介して半導体チップ上に配置されることによって形成されている。

前記半導体装置は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を有する。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の断面図である。 図１の成形金型を型締めした状態での断面図である。 比較例に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の断面図である。 図３の成形金型を型締めした状態での断面図である。 成形金型にフィルム逃げ用の窪みがある場合とない場合におけるシールガラスに加わる圧力の様子を表す比較図である。 本発明による第２実施形態に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の拡大断面図であり、半導体装置のシールガラスにフィルム逃げ用の窪みがある場合の離型フィルムの圧縮形状とシールガラスの撓み状態を説明するための図である。 比較例に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の拡大断面図であり、フィルム逃げ用の窪みがない場合の離型フィルムの圧縮形状とガラスの撓み状態を説明するための図である。 第２実施形態の変形例であり、シールガラスの周辺部に配置したスペーサ部材で囲まれた部分をフィルム逃がし用の領域とした場合の、成形金型及び半導体装置の拡大断面図である。

（第１実施形態）
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、上金型キャビティにフィルム逃げ用の窪みを加工して、シールガラス下が空洞となっている部分に離型フィルムの圧力でシールガラスに曲げ応力が発生しないようにする。シールガラス割れが発生する理由は、シールガラス下が空洞となっているため、シールガラス中央部にフィルム押さえ時に発生する圧力でシールガラスに曲げ応力が発生していることによる。そこで、シールガラスに曲げ応力を発生させないためには、空洞の上方で離型フィルムを押さえないことであるから、空洞部の上方において成形金型に離型フィルムが逃げるためのフィルム逃げ用の窪みを設ける。この構成では、離型フィルムを介して中空構造のパッケージ（半導体装置）をクランプすると、リブ材やスペーサの上では離型フィルムが圧縮されるが、フィルム逃げ用の窪みの部分では離型フィルムが上方に逃げるため、シールガラスに圧力がかかることを防止して曲げ応力が発生することを防止することができる。これにより、シールガラスが割れることなく薄バリが発生しない圧力で、半導体装置を成形金型でクランプして樹脂成形することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置１を樹脂封止装置の成形金型１００に載置した状態の断面図である。図２は、図１の成形金型１００を型締めした状態を示す。

成形金型１００は、下金型１０１と上金型１０２とから成り、上金型１０２の下面にはキャビティ１０３が形成されている。このキャビティ１０３の底面には、半導体装置１のシールガラス１０８内側の空洞１０９に対応する領域にフィルム逃げ用の窪み１０４ａが形成されている。このフィルム逃げ用の窪み１０４ａは、平面視において空洞１０９に対応する領域を有し、半導体装置１を上金型１０２及び下金型１０３でクランプしたときに離型フィルム（リリースフィルム）１１０が圧縮されて厚みを減少させる分、つまり圧縮代の大きさ以上の深さ（例えば、約０．３ｍｍから約０．５ｍｍの深さ）を有する。

但し、フィルム逃げ用の窪み１０４ａの深さは、クランプ時に離型フィルム１１０が空洞１０９上方でシールガラス１０８に加える圧力が許容できる範囲（シールガラスが破損しない圧力の範囲）である限り圧縮代の大きさよりも小さくても良い。

また、平面視におけるフィルム逃げ用の窪み１０４ａの領域は、空洞１０９の領域と対応させることが好ましいが、クランプ時に離型フィルム１１０が空洞１０９上方でシールガラス１０８に加える圧力が許容できる範囲である限り、空洞１０９の領域よりも小さくても良い。また、シールガラス１０８での薄バリ発生を防止できる限り、平面視におけるフィルム逃げ用の窪み１０４ａの領域は、リブ材又はスペーサ１０７の占める領域と重なっても良い。

半導体装置１は、センサチップ１０６のアクティブ面側にリブ材やスペーサ１０７を用いてシールガラス１０８を直接積層し、中空構造を形成したチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）である。この半導体装置１は、配線板としてのサブストレート１０５と、サブストレート１０５上に固定されるセンサチップ（半導体チップ）１０６と、センサチップ１０６上にリブ材又はスペーサ１０７に支持されてセンサチップ１０６と所定の間隔を維持して配置されたシールガラス１０８とを備えている。

サブストレート１０５は、図示していないが、スルーホールを通じて互いに導通された内部導体パッド（上面側）及び外部導体パッド（下面側）を備え、内部導体パッドがボンティングワイヤを介してセンサチップ１０６と接続されている。センサチップ１０６は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の素子が形成された受光領域を含むアクティブ面を有し、ボンディングワイヤによるサブストレート１０５との接続に用いられる入出力パッド（図示せず）を備える。リブ材又はスペーサ１０７は、所定の厚みを有する枠状の部材であり、センサチップ１０６のアクティブ面を囲むようにアクティブ面の周辺部に固定される。シールガラス１０８は、リブ材又はスペーサ１０７上に固定され、リブ材又はスペーサ１０７とともにセンサチップ１０６を気密封止する。このような構成により、センサチップ１０６とカバーガラス１０８との間には空洞１０９が形成される。

上述した成形金型１００による樹脂成形では、上金型１０２のキャビティ１０３内に離型フィルム１１０を貼り付け、下金型１０１内に半導体装置１を載置した（図１）後、成形金型１００を型締めして、半導体装置１を下金型１０１及び上金型１０２でクランプする（図２）。この状態で、半導体装置１のシールガラス１０８に離型フィルム１１０が密着してシールガラス１０８が保護される。より詳細には、樹脂成形作業時において、シールガラス１０８上に樹脂が入り込むのを防止して、シールガラス１０８に薄バリが生じないような圧力で離型フィルム１１０がシールガラス１０８に密着する。そして、トランスファーモールド法等により樹脂をキャビティ１０３内に供給して、半導体装置１００の周囲を樹脂で封止する。

半導体装置１を成形金型１００でクランプすると、キャビティ１０３の底面から離型フィルム１１０を介してシールガラス１０８に押え圧力が加わる。このとき、シールガラス１０８のリブ材又はスペーサ１０７の上方の部分では、離型フィルム１１０及びシールガラス１０８がキャビティ１０３の底面とリブ材又はスペーサ１０７とに挟まれるため、離型フィルム１１０がキャビティ１０３からの押え圧力により圧縮され、離型フィルム１１０からシールガラス１０８に押圧力が加わる。

一方、リブ材又はスペーサ１０７の上方の部分以外（空洞１０９上方の部分）では、離型フィルム１１０がキャビティ１０３の底面に形成されたフィルム逃げ用の窪み１０４ａに対向しており、離型フィルム１１０がフィルム逃げ用の窪み１０４ａに逃げるため、圧縮されない。このため、空洞１０９上方では、離型フィルム１１０がキャビティ１０３の底面からの押え圧力をシールガラス１０８に伝達せず、シールガラス１０８に曲げ応力がかからない。この結果、シールガラス１０８が空洞１０９上方の部分で曲げ応力を受けて破損することを防止することができる。
（比較例）
図３は、本発明に係る半導体装置の製造方法と比較するために例示した、比較例に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の断面図である。比較例に係る成形金型１００では、金型キャビティ１０３にフィルム逃げ用の窪み１０４ａを設けない。図４は、図３に示した成形金型を型締めしたときの断面図である。この比較例に係る成形金型によれば、シールガラス１０８の空洞１０９に対応する部分において、上金型１０２にフィルム逃げ用の窪みがないため、シールガラス１０８は、空洞１０９の上方においてもキャビティ１０３の底面から離型フィルム１１０を介して圧力を受ける。このため、空洞１０９の上方の部分でシールガラス１０８に大きな曲げ応力が加わり、シールガラス１０８が空洞１０９内部に向かって大きく撓むことになる。この曲げ応力がシールガラス１０８の強度を超えると、シールガラス１０８が割れるなど破損する問題がある。

一方、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置１を成形金型１００でクランプした際に、リブ材又はスペーサ１０７の上方の部分では所定の圧力で離型フィルム１１０をシールガラス１０８に密着させてシールガラス１０８を保護する一方、空洞１０９上方の部分で離型フィルム１１０をフィルム逃げ用の窪み１０４ａに逃がすことにより、空洞１０９上方の部分でシールガラス１０８が曲げ応力を受けて撓むことを抑制し、シールガラス１０８が破損することを防止することができる。これにより、シールガラス１０８が破損せず薄バリが発生しない圧力で半導体装置１を成形金型１００でクランプし、樹脂成形（樹脂封止）することができる。この結果、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。

また、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、成形金型１００にフィルム逃げ用の窪み１０４ａを設けるので、シールガラス１０８の周囲にサポートフレーム等を設ける場合に比較して、半導体装置１の大型化及びコストアップを防止できる。

図５は、本実施形態に係る成形金型（同図右側）と、比較例に係る成形金型（同図左側）とにおいて、成形金型１０２によるクランプ時にシールガラス１０８に加わる曲げ応力の様子を説明する説明図である。同図左側に示すように、比較例に係る成形金型では、リブ材又はスペーサ１０７の上方では、シールガラス１０８に、上金型１０２から離型フィルム１１０を介して下方に向かって受ける力と、リブ材又はスペーサ１０７から上方に向かって受ける力とによって離型フィルム１１０が圧縮される。一方、空洞１０９の上方では、シールガラス１０８には、上金型１０２及び離型フィルム１１０から下方に向かって受ける力のみが加わり、上方に向かって受ける力は存在しない。このため、上述したように、シールガラス１０８の中央部分が空洞１０９内に向かって下方に大きく撓むような曲げ応力を受け、シールガラス１０８が破損する虞を生じる。一方、同図右側に示す本実施形態に係る成形金型１００では、上金型１０２にフィルム逃げ用の窪み１０４ａが設けられているため、空洞１０９の上方において、離型フィルム１１０がフィルム逃げ用窪み１０４ａ内に逃げこみ、空洞１０９上方でシールガラス１０８が離型フィルム１１０によって圧縮されない。従って、空洞１０９の上方で、シールガラス１０８は下方に向かう曲げ応力を受けず、シールガラス１０８の撓みが抑制される。

本実施形態によれば、成形金型１００に設けたフィルム逃げ用の窪み１０４ａに離型フィルム１１０を逃がして、空洞１０９に対応する箇所でシールガラス１０８にクランプによる圧力が加わらないようにして、シールガラス１０８に曲げ応力がかかるのを抑制することが可能である。従って、シールガラス１０８が破損することなく薄バリが発生しない圧力で半導体装置１を成形金型１００でクランプすることができる。また、成形金型１００にフィルム逃げ用の窪み１０４ａを設けるため、シールガラス１０８の周囲にサポートフレーム等の別部材を配置する場合に比較して、半導体装置１の大型化及びコストアップを防止できる。

（第２実施形態）
上記実施形態では、成形金型１００にフィルム逃げ用の窪み１０４ａを設けたが、シールガラス１０８の空洞１０９に対応する部分とその周辺部との間に０．３ｍｍから０．５ｍｍ高さ程度の段差を設けて、空洞１０９に対応する部分でシールガラス１０８側に離型フィルム１１０を逃がすように構成しても良い。段差を設ける方法としては、シールガラス１０８の中央部（空洞１０９に対応する部分）を削って薄くするか、シールガラス１０８の周辺部に離型フィルム１１０よりも硬いフィルム（例えばポリイミドフィルム）等を貼付することが可能である。このような構成によれば、シールガラス１０８の周辺部で離型フィルム１１０を圧縮しても、シールガラス１０８の中央部では離型フィルム１１０がシールガラス１０８側に逃げるため、シールガラス１０８に曲げ応力がかかることを抑制ないし防止できる。

図６は、本発明による第２実施形態に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の拡大断面図を示す。図７は、比較例に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置を樹脂封止装置の成形金型に載置した状態の拡大断面図であり、フィルム逃げ用の窪みがない場合のフィルムの圧縮形状とガラスの撓み状態を説明するための図である。

図７に示す比較例では、成形金型１０１，１０２及び半導体装置１の何れにもフィルム逃げ用窪み等のフィルム逃げ用の領域が設けられていないので、空洞１０９の上方において離型フィルム１１０が逃げるスペースがなく、離型フィルム１１０が上金型１０２からの押圧力をシールガラス１０８に伝達する。このため、図７に示すように、シールガラス１０８は、上面側における圧縮応力及び下面側における引張応力からなる曲げ応力を受け、この曲げ応力がシールガラス１０８の強度を超えると、シールガラス１０８が破損する問題がある。

図６に示すように、本実施形態では、シールガラス１０８の空洞１０９に対応する部分において、成形金型１００（上金型１０２）にフィルム逃げ用窪みを形成する代わりに、カバーガラス１０８の離型フィルム１１０側の面にフィルム逃げ用窪み１０４ｂを形成する。このフィルム逃げ用窪み１０４ｂは、例えば、カバーガラス１０８の離型フィルム１１０側の面において空洞１０９に対応する部分を機械的に削って加工するか、ガラスの空洞１０９に対応する部分を薬液等でエッチングして形成することが可能である。

このフィルム逃げ用の窪み１０４ｂは、平面視において空洞１０９に対応する領域を有し、半導体装置１を上金型１０２及び下金型１０３でクランプしたときに離型フィルム１１０が圧縮されて厚みを減少させる分、つまり圧縮代の大きさ以上の深さ（例えば、約０．３ｍｍから約０．５ｍｍの深さ）を有する。

但し、フィルム逃げ用の窪み１０４ｂの深さは、クランプ時に離型フィルム１１０が空洞１０９上方でシールガラス１０８に加える圧力が許容できる範囲である限り圧縮代の大きさよりも小さくても良い。

また、平面視におけるフィルム逃げ用の窪み１０４ｂの領域は、空洞１０９の領域と対応させることが好ましいが、クランプ時に離型フィルム１１０が空洞１０９上方でシールガラス１０８に加える圧力が許容できる範囲である限り、空洞１０９の領域よりも小さくても良い。また、シールガラス１０８での薄バリ発生を防止できる限り、平面視におけるフィルム逃げ用の窪み１０４ｂの領域は、リブ材又はスペーサ１０７の占める領域と重なっても良い。

本実施形態に係る構成によれば、成形金型１００にフィルム逃げ用窪み１０４ａを設けた場合と同様の作用効果を奏する。つまり、クランプ時に、空洞１０９に対応する部分において、離型フィルム１１０がシールガラス１０８のフィルム逃げ用窪み１０４ｂ内に逃げるため、上金型１０２のキャビティ１０３の底面からの押え圧力がシールガラス１０８に伝達されず、シールガラス１０８に曲げ応力がかかることを防止できる。これにより、シールガラス１０８が破損せず薄バリが発生しない圧力で半導体装置１を成形金型１００（上金型１０２、下金型１０１）でクランプし、樹脂成形（樹脂封止）することができる。この結果、半導体装置１の歩留まりを向上させることができる。更に、シールガラス１０８にフィルム逃げ用窪み１０４ｂを設けるので、シールガラス１０８の周囲にサポートフレームを配置する場合に比較して、半導体装置１の大型化及びコストアップを抑制ないし防止することができる。
（変形例）
図８は、第２実施形態の変形例であり、シールガラス１０８の周辺部に配置したスペーサ部材１１１で囲まれた部分をフィルム逃がし用の領域１０４ｃとした場合の、成形金型１００及び半導体装置１の拡大断面図である。また、シールガラス１０８の離型フィルム１１０側の面にフィルム逃げ用窪み１０４ｂを形成する代わりに、シールガラス１０８の離型フィルム１１０側の面において空洞１０９に対応する部分を囲むように、所定の厚みを有するスペーサ部材１１１をシールガラス１０８上に配置し、このスペーサ部材１１１で囲まれた部分をフィルム逃げ用領域１０４ｃとして機能させても良い。

フィルム逃げ用領域１０４ｃは、平面視において空洞１０９に対応する領域を有する。ここで、フィルム逃げ用領域１０４ｃの深さを、スペーサ部材１１１で囲まれた部分と、スペーサ部材１１１の上面との段差（スペーサ部材１１１の厚み）で定義すると、フィルム逃げ用領域１０４ｃの深さは、半導体装置１を上金型１０２及び下金型１０３でクランプしたときに離型フィルム１１０が圧縮されて厚みを減少させる分、つまり圧縮代の大きさ以上の深さ（例えば、約０．３ｍｍから約０．５ｍｍの深さ）を有する。

但し、フィルム逃げ用領域１０４ｃの深さは、クランプ時に離型フィルム１１０が空洞１０９上方でシールガラス１０８に加える圧力が許容できる範囲である限り圧縮代の大きさよりも小さくても良い。

また、平面視におけるフィルム逃げ用領域１０４ｃは、空洞１０９の領域と対応させることが好ましいが、クランプ時に離型フィルム１１０が空洞１０９上方でシールガラス１０８に加える圧力が許容できる範囲である限り、空洞１０９の領域よりも小さくても良い。また、シールガラス１０８での薄バリ発生を防止できる限り、平面視におけるフィルム逃げ用領域１０４ｃは、リブ材又はスペーサ１０７の占める領域と重なっても良い。

スペーサ部材１１１は、シールガラス１０８の周辺部分の全周に連続的に設けられることが好ましいが、空洞１０９の上方におけるシールガラス１０８が受ける曲げ応力が許容範囲になる限り、シールガラス１０８の周辺部分の一部に配置されなくても良い。

スペーサ部材１１１としては、例えば、離型フィルム１１０よりも硬い材質のフィルム（例えば、ポリイミドフィルム。以下、段差形成用フィルムと称す。）を用いることができる。この場合、例えば、シールガラス１０８周辺部に約０．３ｍｍから約０．５ｍｍ高さの段差形成用フィルムを接着剤等で貼付する。なお、スペーサ部材１１１は、フィルムに限るものではなく、所望の厚み及び硬さを有する任意の部材を用いることができる。

このように段差形成用フィルム等のスペーサ部材１１１により、離型フィルム１１０を逃がすためのフィルム逃げ用の領域１０４ｃを形成することによっても、シールガラス１０８の一部を薄膜化してフィルム逃げ用窪み１０４ｂを形成した場合と同様の作用効果を得ることができる。更に、スペーサ部材１１１を追加してフィルム逃げ用の領域１０４ｃを形成する場合、既存のシールガラスを用いてフィルム逃げ用の領域を簡易に形成することができる。また、シールガラス１０８の周囲にサポートフレームを配置する場合に比較して、半導体装置１の大型化及びコストアップを抑制ないし防止することができる。

以上説明したように、上記実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、離型フィルムの圧力がシールガラス中央部に掛からないようにすることにより、シールガラスが破損せず薄バリの発生を防止することが可能な圧力でクランプし、成形作業を行うことができる。その結果、ガラスが破損することなく薄バリがない良好な成形品を作成する事が出来る。

１ 半導体装置
１００ 成形金型
１０１ 下金型
１０２ 上金型
１０３ キャビティ
１０４ａ、１０４ｂ フィルム逃げ用窪み
１０４ｃ フィルム逃げ用の領域
１０５ サブストレート（配線板）
１０６ センサチップ
１０７ リブ材、又はスペーサ
１０８ シールガラス
１０９ ガラス下空洞
１１０ 離型フィルム
１１１ スペーサ部材

Claims (20)

1. シールガラス（１０８）の内側に空洞（１０９）を有する半導体装置のシールガラス（１０８）を離型フィルム（１１０）で保護して樹脂成形する半導体装置の製造方法であって、
   前記半導体装置を成形金型（１００）でクランプしたときに、前記空洞上方において前記離型フィルム（１１０）を、成形金型（１００）又はシールガラス（１０８）に設けられたフィルム逃げ用の領域（１０４ａ；１０４ｂ；１０４ｃ）に逃がした状態で、前記半導体装置を樹脂成形することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記フィルム逃げ用の領域は、前記空洞（１０９）が占める領域に対応することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記フィルム逃げ用の領域の深さは、成形金型（１００）によるクランプ時に前記空洞（１０９）以外の部分で前記離型フィルム（１１０）が圧縮される圧縮代の大きさ以上であることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
4. 請求項１乃至３の何れかに半導体装置の製造方法において、
   前記フィルム逃げ用の領域が、前記成形金型（１００）に設けられたフィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）であることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
5. 請求項１乃至３の何れかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記フィルム逃げ用の領域が、前記シールガラス（１０８）の前記離型フィルム（１１０）側の面に形成されたフィルム逃げ用の窪み（１０４ｂ）であることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
6. 請求項１乃至３の何れかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記シールガラス（１０８）の前記離型フィルム（１１０）側の面において、前記空洞（１０９）が占める領域の少なくとも一部を囲むように所定の厚みを有する部材（１１１）を設け、該部材（１１１）に囲まれた部分（１０４ｃ）が前記フィルム逃げ用の領域とされていることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記所定の厚みを有する部材（１１１）が、前記離型フィルム（１１０）よりも硬いフィルムであることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記空洞（１０９）は、前記シールガラス（１０８）がリブ材又はスペーサ（１０７）を介して半導体チップ（１０６）上に配置されることによって形成されていることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記半導体装置は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を有することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
10. シールガラス（１０８）の内側に空洞（１０９）を有する半導体装置のシールガラス（１０８）を離型フィルム（１１０）で保護して樹脂成形するための樹脂封止装置であって、
    前記半導体装置を成形金型（１００）でクランプしたときに前記離型フィルム（１１０）を逃がすためのフィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）を、前記成形金型（１００）に、前記空洞（１０９）が占める領域と少なくとも一部が重なるように設けたことを特徴とする、樹脂封止装置。
11. 請求項１０に記載の樹脂封止装置において、
    前記フィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）が占める領域は、前記空洞（１０９）が占める領域に対応することを特徴とする、樹脂封止装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の樹脂封止装置において、
    前記フィルム逃げ用の窪み（１０４ａ）の深さは、成形金型（１００）によるクランプ時に前記空洞（１０９）以外の部分で前記離型フィルム（１１０）が圧縮される圧縮代の大きさ以上であることを特徴とする、樹脂封止装置。
13. シールガラス（１０８）の内側に空洞（１０９）を有し、シールガラス（１０８）が離型フィルム（１１０）により保護されて樹脂成形される半導体装置であって、
    前記半導体装置を成形金型（１００）でクランプしたときに前記離型フィルム（１１０）を逃がすためのフィルム逃げ用の領域（１０４ｂ；１０４ｃ）を、前記シールガラス（１０８）に、前記空洞（１０９）が占める領域と少なくとも一部が重なるように設けたことを特徴とする、半導体装置。
14. 請求項１３に記載の半導体装置において、
    前記フィルム逃げ用の領域（１０４ｂ；１０４ｃ）が占める領域は、前記空洞（１０９）が占める領域に対応することを特徴とする、半導体装置。
15. 請求項１３又は１４に記載の半導体装置において、
    前記フィルム逃げ用の領域（１０４ｂ；１０４ｃ）の深さは、成形金型（１００）によるクランプ時に前記空洞（１０９）以外の部分で前記離型フィルム（１１０）が圧縮される圧縮代の大きさ以上であることを特徴とする、半導体装置。
16. 請求項１３乃至１５の何れかに記載の半導体装置において、
    前記フィルム逃げ用の領域は、前記シールガラス（１０８）の前記離型フィルム（１１０）側の面に形成されたフィルム逃げ用の窪み（１０４ｂ）であることを特徴とする、半導体装置。
17. 請求項１３乃至１５の何れかに記載の半導体装置において、
    前記シールガラス（１０８）の前記離型フィルム（１１０）側の面において、前記空洞（１０９）が占める領域の少なくとも一部を囲むように所定の厚みを有する部材（１１１）を設け、該部材（１１１）に囲まれた部分（１０４ｃ）を前記フィルム逃げ用の領域としたことを特徴とする、半導体装置。
18. 請求項１７に記載の半導体装置において、
    前記所定の厚みを有する部材（１１１）は、前記離型フィルム（１１０）よりも硬いフィルムであることを特徴とする、半導体装置。
19. 請求項１３乃至１８の何れかに記載の半導体装置において、
    前記空洞（１０９）は、前記シールガラス（１０８）がリブ材又はスペーサ（１０７）を介して半導体チップ（１０６）上に配置されることによって形成されていることを特徴とする、半導体装置。
20. 請求項１３乃至１９の何れかに記載の半導体装置において、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を有することを特徴とする、半導体装置。

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