JPH0966523A - 半導体封止用樹脂成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状が一定で薄く均一な厚さを有する半導体
封止用樹脂成型体を製造する方法を提供する。また、接
着剤等を使用することなく、フィルム付きで必要特性に
優れた前記樹脂の成型体を低コストで製造する方法を提
供する。 【構成】 本発明の第１の製造方法では、上金型４と下
金型３（下パンチ２または臼１）のいずれか一方または
両方に、それぞれ温度調節器９に接続された棒状の電気
ヒータ７と熱電対８とが挿設されており、こうして上金
型４および／または下金型３が電気ヒータ７により所定
の温度に加熱された状態で、下金型３のキャビティ内に
半導体封止用樹脂の粉体５が供給充填される。そしてこ
の樹脂粉体５が、油圧プレス等に連結された上金型４に
より加圧圧縮され、タブレット状等の所定の形状に成型
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体封止用樹脂成型
体の製造方法に係わり、特に半導体封止用樹脂の粉体を
加圧して成型し、タブレット（錠剤）状あるいはシート
状の成型体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の多様化に伴い、ＩＣ
等の半導体素子をエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂で
封止する方法も多岐にわたっており、前記樹脂を半導体
素子上にトランスファー成形する方法や、ポッティング
による封止が行なわれている。また近年、前記した樹脂
のタブレットを用い圧縮成形、あるいは液状封止用樹脂
によるポッティングにより半導体素子を封止することも
行なわれている。

【０００３】そして、このような封止用樹脂のタブレッ
トは、従来から以下に示すようなタブレット成型装置
（打錠装置）を用いて製造されている。すなわち、この
打錠装置においては、図９に示すように、臼１とその内
部に下方から挿嵌された下パンチ（下杵）２との組合わ
せにより、中央部にタブレット形状のキャビティを有す
る下金型（固定金型）３が形成され、この下金型３の上
方に、油圧プレス等の加圧機構（図示を省略。）に連結
された上金型（上杵または上パンチ）４が配置されてい
る。そして、下金型３のキャビティ内に充填された封止
用樹脂の粉体５を、上金型４と下パンチ２とにより上下
から加圧圧縮して成型するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような打錠
装置では、形状が一定で薄く均一な厚さを有し、半導体
封止に好適する樹脂タブレットを効率的に製造すること
が難しかった。

【０００５】また、防湿性に関する厳しい要求を満足さ
せる樹脂タブレットを、低コストで製造することができ
なかった。

【０００６】すなわち、半導体封止用の樹脂タブレット
においては、吸湿しないことが要求されており、樹脂タ
ブレットの吸湿性を改善する方法として、表面に防湿性
のフィルムを張り付ける方法が考えられる。そして、接
着剤やバインダはそれ自体が不純物となり好ましくない
ため、それらを一切使用しないでフィルムを接合する方
法が求められ、従来から、一度打錠した樹脂タブレット
を再び加圧・加熱し樹脂を溶融させることにより、フィ
ルムを接着する方法が行なわれている。しかしこの方法
では、工数が増加しそれに伴ってコストが高くなるとい
う問題があった。

【０００７】半導体素子の封止には、封止用樹脂のシー
トから切り分けられた四角形状の樹脂小片を用いる手法
も考案されている。そして、このような樹脂小片の元と
なる樹脂シートは、封止用樹脂の粉体を計量した後、こ
れを加熱装置（熱盤）の中心部に配置し加圧・加熱する
ことにより製造されていた。

【０００８】しかしこのような方法では、円形以外の形
状例えば四角形状のシートは得ることができず、得られ
た円形の樹脂シートを切り分けて四角形状の樹脂小片を
得ようとすると、図１０に示すように、円形の樹脂シー
ト６の周辺部に切り分け使用できない無駄な部分６ａが
でき、歩留りが非常に悪いという問題があった。なお、
符号６ｂは切り分けられた四角形状の樹脂小片を示す。

【０００９】また、四角形状の樹脂シートを製造するた
め、熱盤の上に角形の型枠を配置し、その中央空間部に
封止用樹脂の粉体を充填して加圧・加熱する方法も考え
られるが、この方法では、コーナー部への充填が不十分
となり、シート全体の厚さも厚くなるという問題があっ
た。

【００１０】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたもので、タブレット状等の半導体封止用樹脂成型
体の製造において、形状が一定で薄く均一な厚さを有す
る樹脂成型体を製造する方法を提供することを第１の目
的とし、また、接着剤やバインダを用いることなく、フ
ィルム付きの樹脂成型体を低コストでを製造する方法を
提供することを第２の目的としている。

【００１１】さらに、四角形状で全体が均一な厚さを有
し、半導体封止用樹脂小片の切り出しの際の歩留りの良
い、シート状の樹脂成型体を製造する方法を提供するこ
とを、第３の目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の半導体封
止用樹脂成型体の製造方法は、固定金型のキャビティ内
に半導体封止用樹脂の粉体を充填し、可動金型により加
圧圧縮して成型するにあたり、前記樹脂粉体を温度制御
された所定の温度に加熱し、この樹脂粉体を前記可動金
型により加圧圧縮することを特徴とする。

【００１３】また、第２の半導体封止用樹脂成型体の製
造方法は、固定金型のキャビティ内に半導体封止用樹脂
の粉体を充填し、この樹脂粉体を可動金型により加圧圧
縮して成型するにあたり、前記樹脂粉体の上にフィルム
を配置し、このフィルムの上から前記可動金型により加
圧圧縮して、該フィルムを成型体の上面に接着すること
を特徴とする。

【００１４】さらに、第３の半導体封止用樹脂成型体の
製造方法は、空間部の形状の異なる２枚以上の型枠体
を、１段ずつ前記空間部内に半導体封止用樹脂の粉体を
充填しながら、前記型枠体の数だけ多段に積み重ねた
後、前記型枠体を取り外し、所定の形状に整形された前
記樹脂粉体を、所望の厚さで十分大きな空間部を有する
大枠体により囲繞し、次いでこれらを２枚の平板間に挟
んで加熱下に加圧し、四角形のシート状に成型すること
を特徴とする。

【００１５】本発明において、タブレット状あるいはシ
ート状の樹脂成型体を製造するための粉体材料として
は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニ
レンスルファイド樹脂のように、従来から半導体封止用
樹脂として用いられている熱硬化性樹脂および熱可塑性
樹脂の粉体が使用される。

【００１６】本第１の発明において、固定金型のキャビ
ティ内で加圧圧縮（打錠）される樹脂粉体の加熱は、金
型へ供給する以前に所定の温度に加熱しても良いが、固
定金型と可動金型のいずれか一方あるいは両方を、温度
制御された一定の温度に加熱することで行なう方が望ま
しい。また、固定金型と可動金型のどちら側を加熱する
かあるいは両方を加熱するかの選択や、加熱温度の設定
は、打錠される封止用樹脂の種類に応じて行なう。

【００１７】本第２の発明においては、樹脂粉体の打錠
と同時にフィルムを接合するが、このとき、固定金型と
可動金型のいずれか一方あるいは両方を加熱することも
可能である。

【００１８】

【作用】本第１の発明の製造方法においては、固定金型
のキャビティ内に充填された半導体封止用樹脂の粉体
が、温度調節器等により温度制御された所定の温度に加
熱され、この状態で可動金型により適当な圧力で加圧圧
縮されてタブレット状等に成型されるので、樹脂粉体の
充填密度が高く外観および品質の良好な樹脂成型体が得
られる。また、この樹脂成型体は、固定金型のキャビテ
ィの形状に相当する一定の形状を有し、薄く均一な厚さ
を有している。

【００１９】また、第２の製造方法においては、可動金
型での加圧により、半導体封止用樹脂の粉体が圧縮され
成型されると同時に、この成型体の上面にフィルムが圧
接接合されるので、接着剤やバインダを用いることな
く、フィルム付きで必要に応じた特性に優れた半導体封
止用樹脂成型体が得られる。またこの方法では、フィル
ムを接合するために工数を増加させる必要がないので、
低コストで効率的に製造することができる。

【００２０】さらに、第３の製造方法においては、空間
部の形状の異なる２枚以上の型枠体が、１段ずつ各空間
部内に半導体封止用樹脂の粉体が充填されながら多段に
積み重ねられた後、こうして形付けられた樹脂粉体が、
所望の厚さの大枠体の中央空間部内に配置される。そし
て、大枠体ごと２枚の平板間に挟持されて加圧・加熱さ
れ、四角形状で全体の厚さが均一な樹脂シートが得られ
る。得られた四角形状の樹脂シートからは、半導体封止
用の角形の樹脂小片を歩留り良く切り出すことができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２２】図１は、本第１の発明に使用する半導体封
止用樹脂タブレットの打錠装置の一実施例を示す斜視図
である。図１において、図９と同じ部分には同じ符号を
付して説明を省略する。

【００２３】実施例の打錠装置においては、上金型（上
杵あるいは上パンチ）４と下パンチ（下杵）２とのいず
れか一方あるいは両方の中心部に、軸方向に沿ってほぼ
先端部まで達する挿入孔が設けられており、この孔に、
打錠すべき樹脂の溶融温度までの加熱が可能な棒状の電
気ヒータ７が挿入されている（図１では、上金型４だけ
に電気ヒータ７が挿設された例について示した。）。ま
た、このように棒状の電気ヒータ７が挿設された上金型
４および／または下パンチ２には、電気ヒータ７と近接
した位置に熱電対８が挿設され、これらの先端部の温度
が測定されるようになっている。そして、棒状電気ヒー
タ７と熱電対８とはそれぞれ温度調節器９に接続され、
電気ヒータ７による加熱温度が所定の温度に制御される
ようになっている。

【００２４】このような打錠装置を用いた実施例におい
ては、上金型４および／または下パンチ（下杵）２が電
気ヒータ７により所定の温度に加熱された状態で、下金
型３のキャビティ内に半導体封止用樹脂の粉体５を供給
して充填し、この樹脂粉体５を油圧プレス等に連結され
た上金型４で加圧圧縮して成型する。

【００２５】こうして、半導体封止用樹脂の粉体５を溶
融温度以下の所定の温度に加熱しながら加圧圧縮し成型
することにより、一定の形状を有し薄く均一で粉体の充
填密度が高く外観の良好な樹脂タブレットを、効率良く
得ることができる。また、上下金型の一部が適当な温度
に加熱されているので、打錠の際に樹脂粉体５が飛散す
ることがなく、作業性が良好である。

【００２６】なお、この実施例においては、上金型４お
よび／または下パンチ２をそれ自体に内蔵された電気ヒ
ータ７により加熱したが、それとともにあるいはこれら
の加熱を行なうことなく、下金型（固定金型）３の臼側
を制御された温度に加熱しながら打錠を行なうこともで
きる。すなわち、下金型３を構成する臼１本体に棒状の
電気ヒータ７を挿設するか、あるいは図２に示すよう
に、臼１本体を固定している周辺基盤部１０に電気ヒー
タ７や温水配管のような加熱手段を付設して加熱するこ
ともできる。また、このような下金型３または上金型４
を電気ヒータ７等で加熱しながら打錠を行なった後、別
に配設された冷水配管等の冷却手段により、上下金型を
冷却することも可能である。

【００２７】さらに別の実施例においては、図３に示す
ように、半導体封止用樹脂の粉体５の供給装置（供給
口）１１に、温度調節器９に接続された帯状の電気ヒー
タ１２と熱電対８とをそれぞれ配設し、供給口を通る樹
脂粉体５が、温度制御された所定の温度に加熱された
後、下金型３内に供給充填され打錠されるようにする。
この実施例においても、一定形状で薄く均一に厚さで粉
体の充填密度が高い樹脂タブレットが、効率良く得られ
る。

【００２８】次に、本第２の発明のフィルム付き半導体
封止用樹脂タブレットの製造方法の実施例を、図４およ
び図５に基づいて説明する。

【００２９】図４に示す実施例においては、臼１と下パ
ンチ２とにより形成された下金型３のキャビティ内に、
半導体封止用樹脂の粉体５を充填し、この樹脂粉体５の
上に、得られる樹脂タブレットの形状に合わせて切断し
た、プラスチック製の防湿性フィルムの小片１３を載せ
た後、その上から上金型４で加圧して圧縮し、防湿性フ
ィルムの小片１３を圧縮成型体の上面に接合させる。な
おこのとき、下金型３の臼１と下パンチ２および／また
は上金型４を、前記した実施例と同様に電気ヒータ７と
熱電対８とにより、封止用樹脂の溶融温度以下の所定の
温度に加熱しながら打錠することができる。

【００３０】また、図５に示す実施例においては、幅の
広い防湿性フィルム１４がロール状に巻装された送出し
リール１５と、巻き取り可能な空のリール１６とが、打
錠装置の両側にそれぞれ配置され、防湿性フィルム１４
が送出しリール１５から間欠的に送り出され、下金型３
の臼１の直上を通り空リール１６に巻き取られるように
なっている。また、防湿性フィルム１４の間欠的な移動
に合わせて、上金型４と下パンチ２の上昇および下降が
コントロールされている。そして、樹脂の粉体５を下金
型３のキャビティ内に充填した後、この充填された樹脂
粉体５を、その上部を覆う防湿性フィルム１４の上から
上金型４で加圧して圧縮することにより、圧縮成型体の
上面にフィルムを圧接する。こうして、防湿性フィルム
１４はそのまま走行移動し、樹脂タブレット１７が接着
されたままの状態で空リール１６に巻き取られる。

【００３１】この実施例においては、図６に示すよう
に、上金型３の加圧圧縮により圧縮成型体の上面に連続
する防湿性フィルム１４を張り付けると同時に、あるい
は打錠（加圧圧縮）からフィルム巻き取りまでの工程
で、接着された防湿性フィルム１４を樹脂タブレット１
７の形状に打ち抜くようにしても良い。

【００３２】このような実施例によれば、接着剤やバイ
ンダを用いることなく、樹脂タブレット１７の表面に防
湿性フィルム１４を張り付け、吸湿性を改善することが
できる。また、打錠と同一の工程で防湿性フィルム１４
を張り付けることができるので、工数が余分にかからず
低コストで製造することができる。

【００３３】なお、これらの実施例においては、防湿性
のフィルムを用いた例を説明したが、防湿性フィルムに
代わり、金属製フィルムやセラミックフィルムを用いて
熱放散性を向上させることもできる。

【００３４】次に、本第３の発明の半導体封止用樹脂シ
ートの製造方法の実施例を、図７に基づいて説明する。

【００３５】この実施例においては、図７（ａ）に示す
ように、アルミニウム平板１８の上に平滑なフィルム１
９を載せ、その上に、中央部に４つの突起を有する星形
の空間部２０ａが設けられた１段目スペーサ２０を配置
した後、このスペーサ２０の星形空間部２０ａ内に半導
体封止用樹脂の粉体５を供給して充填し、すり切り刃２
１ですり切る。

【００３６】こうして樹脂粉体５の１段目の充填が終わ
った後、図７（ｂ）に示すように、１段目スペーサ２０
の上に、中央に小サイズの星形空間部２２ａを有する２
段目スペーサ２２を積み重ね、この２段目スペーサ２２
の空間部２２ａ内にも半導体封止用樹脂の粉体５を充填
し、すり切り刃２１ですり切る。なお、１段目スペーサ
２０、２段目スペーサ２２ともに、その空間部の形状
は、樹脂粉体５の流動性を考慮して決められるが、星形
のように、中心から放射状に突出した複数の突起と凹部
が交互に配列された形状とすることが望ましい。また、
図８に示すように、２段目スペーサ２２の空間部２２ａ
は、１段目スペーサ２０の空間部２０ａの内側に内包さ
れるような大きさとする。

【００３７】次いで、図７（ｃ）に示すように、１段目
スペーサ２０、２段目スペーサ２２をともに取り去り、
これら２つのスペーサにより形付けられた樹脂粉体の整
形体２３を、所望の厚さで四角形状の中央空間部を有す
る厚さ調整スペーサ２４により囲繞する。なお、この粉
体整形体２３が後工程で加圧・加熱されてシート状に延
伸されたとき、シート端部が厚さ調整スペーサ２４の枠
部に接触しないように、厚さ調整スペーサ２４の中央空
間部２４ａの大きさが設定される。

【００３８】しかる後、図７（ｄ）に示すように、厚さ
調整スペーサ２４の上に平滑フィルム１９とアルミニウ
ム平板１８とを順に載せ、全体を熱プレス盤に挟み加熱
しながら加圧する。こうして、図７（ｅ）に示すよう
に、厚さ調整スペーサ２４の空間部２４ａの形状にほぼ
等しい四角形状を有する樹脂シート２５が得られる。ま
た、この樹脂シート２５は、端部が厚さ調整スペーサ２
４の枠部に接触することがないので、全体が厚さ調整ス
ペーサ２４の厚さと等しい均一な厚さを有している。

【００３９】なお、２種類以上の異なる空間部形状を有
するスペーサを用い、それぞれのスペーサに対して種類
の異なる樹脂粉体を供給充填して加圧・加熱すること
で、２層以上の多層構造を有する樹脂シートを製造する
ことができる。

【００４０】このように実施例においては、四角形状で
全体の厚さが均一な樹脂シート２５を成型することがで
きる。したがって、こうして得られた樹脂シート２５か
ら、半導体封止用の角形の樹脂小片を無駄なく切り出す
ことができ、従来の円形樹脂シートからの切り出しに比
べて歩留りが向上する。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の製造
方法によれば、一定の形状で薄く均一な厚さを有し、充
填密度が高く外観の良好な半導体封止用樹脂成型体を、
効率的に製造することができ、製造の際に樹脂粉体の飛
散がなく作業性が良好である。また、第２の製造方法に
よれば、接着剤やバインダを用いることなく成型と同時
に所望の特性を有するフィルムを張り付けることがで
き、必要に応じた特性に優れたフィルム付きの半導体封
止用樹脂成型体を、低コストで製造することができる。

【００４２】さらに、本発明の第３の製造方法によれ
ば、四角形状で全体が均一な厚さを有し、半導体封止用
樹脂小片の切り出しの歩留りの良いシート状の半導体封
止用樹脂成型体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本第１の発明に使用する半導体封止用樹脂タブ
レットの打錠装置の一実施例を示す斜視図。

【図２】第１の発明に使用する打錠装置の別の実施例の
要部を示す斜視図。

【図３】第１の発明のさらに別の実施例の要部を示す斜
視図。

【図４】本第２の発明のフィルム付き半導体封止用樹脂
タブレットの製造方法の一実施例を示す斜視図。

【図５】第２の発明の別の実施例を示す斜視図。

【図６】第２の発明のさらに別の実施例の要部を示す斜
視図。

【図７】本第３の発明の半導体封止用樹脂シートの製造
方法の実施例の各工程を示す斜視図。

【図８】第３の発明の実施例に使用する１段目スペーサ
および２段目スペーサの平面図。

【図９】従来からのタブレット成型装置（打錠装置）の
斜視図。

【図１０】従来からの円形の樹脂シートを樹脂小片に切
り分けた状態を示す平面図。

【符号の説明】

１………臼 ２………下パンチ ３………下金型 ４………上金型 ５………樹脂粉体 ７………電気ヒータ ８………熱電対 ９………温度調節器 １１………樹脂粉体の供給装置 １３………防湿性フィルム小片 １４………防湿性フィルム １７………樹脂タブレット １８………アルミニウム平板 ２０………１段目スペーサ ２１………すり切り刃 ２２………２段目スペーサ ２４………厚さ調整スペーサ ２５………樹脂シート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型のキャビティ内に半導体封止用
   樹脂の粉体を充填し、可動金型により加圧圧縮して成型
   するにあたり、 前記樹脂粉体を温度制御された所定の温度に加熱し、こ
   の樹脂粉体を前記可動金型により加圧圧縮することを特
   徴とする半導体封止用樹脂成型体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記固定金型および／または可動金型を
   制御された所定の温度に加熱することにより、前記樹脂
   粉体を加熱することを特徴とする請求項１記載の半導体
   封止用樹脂成型体の製造方法。
3. 【請求項３】 固定金型のキャビティ内に半導体封止用
   樹脂の粉体を充填し、この樹脂粉体を可動金型により加
   圧圧縮して成型するにあたり、 前記樹脂粉体の上にフィルムを配置し、このフィルムの
   上から前記可動金型により加圧圧縮して、該フィルムを
   成型体の上面に接着することを特徴とする半導体封止用
   樹脂成型体の製造方法。
4. 【請求項４】 空間部の形状の異なる２枚以上の型枠体
   を、１段ずつ前記空間部内に半導体封止用樹脂の粉体を
   充填しながら、前記型枠体の数だけ多段に積み重ねた
   後、前記型枠体を取り外し、所定の形状に整形された前
   記樹脂粉体を、所望の厚さで十分大きな空間部を有する
   大枠体により囲繞し、次いでこれらを２枚の平板間に挟
   んで加熱下に加圧し、四角形のシート状に成型すること
   を特徴とする半導体封止用樹脂成型体の製造方法。