JPH02102552A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フィルムキャリアを用いた半導体装置の製造
方法に関するものである。

［従来の技術］ 半導体装置は、一般にリードフレームに設けたダイパッ
ドに半導体チップを取付け、半導体チップの外部電極と
リードフレームの端子とをそれぞれワイヤで接続し、半
導体チップとワイヤの周囲及び端子の一部を熱硬化性樹
脂あるいはセラミックでパッケージしたのち端子部分で
切断し、端子を適宜折曲げて製造している。このため、
パッケージが厚くなり、全体として大形になっている。

ところで、最近は電子機器の小形化、薄形化に伴なって
、これに使用する半導体装置も高密度実装するため、小
形で薄いものが要望されている。

このような要望に応えるべく、絶縁樹脂フィルムのデバ
イスホールに半導体チップを配設し、この導体チップと
デバイスホールにオーバーハングしたフィンガーとを接
続した半導体装置（ＴＡＢ実装方式）を液状樹脂で封止
する方法が実用化されている。

第６図は従来のＴＡＢ実装の一例を示すもので、先ず、
（ａ）図に示すように、フィルムキャリア１のデバイス
ホール２に半導体チップ５を配設し、半導体チップ５と
、フィルムキャリア１のデバイスホール２内にオーバー
ハングしたフィンガー３とを接続する。この状態で半導
体チップ５及びフィンガー３を含むフィルムキャリア１
に刷毛等により液状樹脂を塗布して硬化させ、あるいは
（ｂ）図に示すように、注射筒の如き樹脂供給器１７に
入れられた液状樹脂１６に圧力を加えてノズル１８から
滴下させ、（Ｃ）図に示すように、半導体チップ５及び
フィンガー３を被覆して硬化し、封止１９する。

また、第７図に示すように、フィンガー３を含む半導体
チップ５を封止する範囲２０に対応した大きさ、形状を
有する窓２１を備えたマスク２２を用いる方法が提案さ
れ、実用化されている。この方法は、第８図（ａ）　、
　（ｂ）に示すように、半導体チップ５が取付けられた
フィルムキャリア１に、窓２１内に半導体チップ５が入
るようにマスク２２を重ね合せ、マスク２２上に載せた
液状の樹脂１６を例えばスキージ２３で矢印方向に移動
させて窓２１内に充填し、（Ｃ）図に示すようにマスク
２２を除去して硬化させ、封止１９するようにしたもの
である。

［発明が解決しようとする課８］ 第６図に示したＴＡＢ実装では、手作業又はロボット等
を使用し、半導体チップの形状に合せて１個ずつ封止し
ているので、きわめて面倒で多大の工数を要し、その上
半導体チップの形状に合わせてポツティングすること（
形状コントロール）が困難であった。さらに、ポツティ
ングの中央が盛り上って高くなり易いため薄くすること
が困難で、ときには頂面を削るようなこともあった。

さらに、第８図で説明したＴＡＢ実装では、窓に液状封
止材料を充填した際、窓の下部から基板とマスクとの間
に毛細管現象により液状樹脂が侵入し、マスクを除去す
ると、（Ｃ）図に示すように封止１９シた樹脂の外周が
パリ状に裾１９ａを引き、封止面積が大きくなるばかり
でなく、形状も不規則になって外観もよくないという問
題があった。

また、特に重要なことは、何れの場合も耐湿性や耐熱衝
撃性の面で劣り、信頼性に欠けるという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、半
導体チップを自動的に封止することができ、しかも耐湿
性や耐熱衝撃性に優れた半導体装置を得ることのできる
半導体装置の製造方法を実現することを目的としたもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体装置の製造方法は、長さ方向に等間
隔で形成された多数のデバイスホールにそれぞれ半導体
チップを配設し、該半導体チップの外部電極と前記各デ
バイスホールに設けたフィンガーとを接続してなる帯状
のフィルムキャリアを有し、該フィルムキャリアを間欠
的に射出成型機に送り込んで１個又は複数個の半導体チ
ップ及び前記フィンガーの一部を樹脂によりそれぞれ封
止するようにしたものである。

［発明の実施例］ 第１図は本発明を実施するフィルムキャリアに半導体チ
ップを実装した状態を示す平面図、第２図はそのＡ−Ａ
断面図である。図において、１は長さ方向に等間隔で多
数のデバイスホール２゜２ａ、２ｂ、・・・が設けられ
たポリイミドフィルムからなる帯状のフィルムキャリア
（以下フィルムという）である。３はフィルム１に設け
られた銅の如き導電率の良好な金属からなる多数のフィ
ンガーで、先端部はデバイスホール２，２ａ、２ｂ。

・・・内にそれぞれ突出してオーバーハングしている。

４はフィルム１を搬送するためのスプロケット穴である
。５，５ａ、５ｂ、・・・はデバイスホール２゜２ａ、
２ｂ、・・・内に配設された半導体チップで、その外部
電極には各フィンガー３が直接接続されている。

上記のような半導体チップ５，５ａ、５ｂ、・・・が実
装されたフィルム１は、例えばリール１２に巻回され、
第３図に示すように射出成型機８の一方の側に配設され
る。１３は射出成型機８の他方の側に設けられた巻取り
リールである。

次に、フィルム１を矢印方向に送り出し、パッケージの
形状に整合した複数個の凹部が設けられた上型９と下型
ｌＯとの間に、凹部に対応して半導体チップ５，５ａ、
５ｂ、・・・が送り込まれたときは、フィルム１の送り
を停止する。ついで、第４図に示すように上型９を下降
させ、下型１０を上昇させて凹部９ａ、ｌＯａの間に半
導体チップ５゜５ａ、５ｂ、・・・を含むフィルム１を
密封する。この状態で、注入穴１１から各凹部９ａ、ｌ
ｏａ内に熱可塑性樹脂を高圧で注入し、半導体チップら
の下面を除く周囲及びフィンガー３の一部を封止し、パ
ッケージ６．６ａ、６ｂ、・・・を成型する。

パッケージ６．６ａ、６ｂが固化したときは、上型９と
下型ｌＯを開放して巻取リリール１３を回転させ、成型
が終ったパッケージ６．６ａ、６ｂ。

・・・を上型９と下型ｌＯの外へ移動させ、次の半導体
チップを上型９と下型１０の間に位置させる。同様にし
て半導体チップ５を１個又は複数個ずつパッケージし、
順次巻取りリール１３に巻取る。このようにして、半導
体チップ５．５ａ、５ｂ、・・・が実装された帯状のフ
ィルム１は、間欠的に送られてすべての半導体チップ５
，５ａ、５ｂ、・・・かパッケージされ、巻取りリール
１３に巻取られる。

パッケージされた半導体装置７を基板に実装する場合は
、フィルム１を巻取りリール１３から巻戻し、第１図に
示すようにパッケージ６の１点鎖線Ｃの位置でフィンガ
ー３を切断すれば、薄くかっ小形の半導体装置７が得ら
れる。次に、第５図に示すようにこの半導体装置７を基
板１４の表面に当接し、各フィンガー３を基板１４に設
けた配線パターン１５にそれぞれ接続すれば、実装が完
了する。

上記のような半導体装置の製造方法において、パッケー
ジに使用する熱可塑性樹脂には、分子が一方向に配向す
る液晶ポリマやポリフェニルサルフオン（Ｐ　Ｐ　Ｓ）
の如く線膨張率の小さい樹脂に、フィシ（シリカ等）を
混入して線膨張率を２　Ｘ　１０−５以下に調整し、か
つはんだ耐熱試験温度（２６０℃）によっても熱変形し
ないものを使用した。この結果大形の半導体チップ（６
Ｘ９關）にパッケージを施した場合でも、クラックが生
じなかった。

上記のようにして製造した半導体装置と、従来の液状封
止剤を使用して封止したＴＡＢ実装半導体装置とを、−
６５℃（３０分）、常温（１０分）１５０℃（３０分）
、常温（１０分）の８０分サイクルで繰返して温度試験
を行なった結果を、表１に示す。

表　　１ ［注コ表１中分母は試験個数、分子は不良発生個数を示
す。

表１から明らかなように、従来のＴＡＢ実装半導体装置
は、２５０サイクルで約１３％の不良品が発生し、ｔ、
ｏｏｏサイクルで全数不良品となったが、本発明によっ
て製造した半導体装置は７５０〜１．０００サイクルで
約３％の不良品が発生したにすぎなかった。

また、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気中に半導体装置
を配設し、６Ｖの電圧を印加して通電耐湿試験を行なっ
た結果を、表２に示す。

表　　２ このように、従来のＴＡＢ実装半導体装置は５００時間
で不良品が発生し始め、２０００時間では４０％以上の
不良品が発生したが、本発明に係る半導体装置は１．５
００時間で不良品が発生し、２０００時間でも僅かに６
〜７％に止まった。

表１、表２から明らかなように、本発明によって製造し
た半導体装置は、液状封止剤を使用して封止した従来の
ＴＡＢ実装半導体装置に比べて、信頼性の面で各段に優
れていることが明らかになった。

本発明に係る半導体装置の製造にあたり、パッケージに
熱可塑性樹脂を使用した場合は、成型の際に成型歩留り
落ちした樹脂（２０〜３０％ある）を再生できるので材
料費を低減することができる。

また、成型後の冷却時間も極く短かいので全体として成
型時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させ
ることができる。

上記の説明では、半導体チップが取付けられた帯状のフ
ィルムをリールに巻いて射出成型機の近傍に配置し、こ
れを間欠的に射出成型機に送り込［注］表２中分母は試
験個数、分子は不良発生個数を示す。

んでパッケージする場合について説明したが、必ずしも
リールに巻回する必要はなく、帯状のま−で射出成型機
に送り込んでもよい。また、熱可塑性樹脂によりパッケ
ージを成型する場合について説明したが、若干能率が悪
く、成型歩留り落ちの利用もできない欠点はあるけれど
も、熱硬化性樹脂を用いてパッケージを成型してもよい
。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明はフィルムキャ
リアに半導体チップを取付け、帯状のままで射出成型機
によりパッケージを成型して小形かつ薄形の半導体装置
を製造するようにしたので、自動化が容易になるばかり
でなく、従来の液状封止剤によるＴＡＢ実装方式の半導
体装置に比べて生産性が大幅に向上し、また耐熱衝撃性
や耐湿性が著しく向上して信頼性を高めることができる
等、実施による効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るフィルムキャリアに半導体チップ
を実装した例を示す平面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図
、第３図はパッケージの成型状態を示す模式図、第４図
は射出成型機によるパッケージの成型を説明するための
断面図、第５図は本発明によって製造した半導体装置の
実施例を示す断面図、第６図（ａ）〜（Ｃ）は従来のポ
ツティングによるＴＡＢ実施例を示す説明図、第７図は
印刷用マスクの一例の説明図、第８図（ａ）〜（ｃ）は
従来の印刷によるＴＡＢ実施例の説明図である。 １：フィルム、２．２ａ、２ｂ：デバイスホール、３：
フィンガー　５．５ａ、５ｂ二半導体チップ、６．５ａ
、６ｂ：パッケージ、７；半導体装置、８：射出成型機
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 長さ方向に等間隔で形成された多数のデバイスホールに
   それぞれ半導体チップを配設し、該半導体チップの外部
   電極と前記各デバイスホールに設けたフィンガーとを接
   続してなる帯状のフィルムキャリアを有し、該フィルム
   キャリアを間欠的に射出成型機に送り込んで１個又は複
   数個の半導体チップ及び前記フィンガーの一部を樹脂に
   よりそれぞれ封止することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。