JPH10144713A - モールド方法および装置ならびに半導体装置 - Google Patents

モールド方法および装置ならびに半導体装置

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JPH10144713A
JPH10144713A JP30430296A JP30430296A JPH10144713A JP H10144713 A JPH10144713 A JP H10144713A JP 30430296 A JP30430296 A JP 30430296A JP 30430296 A JP30430296 A JP 30430296A JP H10144713 A JPH10144713 A JP H10144713A
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JP
Japan
Prior art keywords
resin
cavity
air vent
molding
mold
Prior art date
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Pending
Application number
JP30430296A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiki Saito
孝樹 齊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティへの樹脂の未充填を防止しつつレ
ジンバリの長さを短くすることのできるモールド装置を
得る。 【解決手段】 相対的に接近離反移動自在に設けられた
一対のモールド金型5と、この一対のモールド金型5を
接合して形成されるキャビティ6に樹脂を押圧注入する
プランジャと、キャビティ6と外部とを連通して形成さ
れ、注入される樹脂に押されたキャビティ6内のエアを
外部に排出するエアベント12とを有し、エアベント1
2を、キャビティ側から外部に向かって拡大するように
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモールド技術に関
し、特に、半導体チップを樹脂封止してなる半導体装置
のモールド技術に適用して有効なものである。
【0002】
【従来の技術】支持基板上に搭載された半導体チップお
よびその電気的接続箇所を樹脂により外部環境から保護
する樹脂封止タイプの半導体装置を製造するモールド装
置では、キャビティ内への樹脂の充填を完全にするため
に、注入される樹脂によってキャビティ内のエアが外部
に排出されるようにエアベントが設けられている。した
がって、注入された樹脂の一部はエアベントにも流入す
ることになる。そして、エアベントに流入した樹脂はバ
リ(以下「レジンバリ」という。)となって支持基板に
付着、残留する。
【0003】このようなレジンバリについて詳しく記載
している例としては、たとえば、日経BP社発行、「実
践講座 VLSIパッケージング技術(下)」(1993年
5月31日発行)、 P41〜 P43がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】レジンバリが長くなる
と、支持基板を所定の大きさに切断して製品化する切断
成形工程でレジンバリが剥離・切断されるようになる。
レジンバリが切断金型に付着したままで切断を行うと不
良になるので、これを防止するためにレジンバリの除去
工程が必要となる。
【0005】一方、レジンバリの長さを短くしてこのよ
うな問題を解決するには、できるだけエアベントに樹脂
が充填されないようにすればよい。そのためには、エア
ベントの厚さを薄くする、樹脂の注入圧力を低くするな
どの方法が考えられる。
【0006】しかしながら、これらの方法によれば、エ
アの排出効率の低下などによりキャビティ内への樹脂の
未充填や内部ボイドの発生といった問題が発生する。
【0007】そこで、本発明の目的は、キャビティへの
樹脂の未充填を防止しつつレジンバリの長さを短くする
ことのできるモールド技術を提供することにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0010】すなわち、本発明によるモールド方法は、
半導体チップの搭載された支持基板を用意する工程と、
この支持基板をキャビティにセットしてモールド金型の
型締めをする工程と、キャビティ側から外部に向かって
拡大形成されたエアベントからキャビティ内のエアを排
出しながらキャビティおよびエアベントに樹脂を充填し
て半導体チップを樹脂封止する工程と、モールド金型を
開いて半導体チップの樹脂封止された支持基板を取り出
す工程とを有することを特徴とするものである。このモ
ールド方法において、支持基板は、絶縁性を有するベー
ス材とこのベース材に形成された配線メタライズにより
構成することができる。
【0011】また、本発明によるモールド装置は、支持
基板に搭載された半導体チップを樹脂封止するもので、
相対的に接近離反移動自在に設けられた一対のモールド
金型と、この一対のモールド金型を接合して形成される
キャビティに樹脂を押圧注入するプランジャと、キャビ
ティと外部とを連通して形成され、注入される樹脂に押
されたキャビティ内のエアを外部に排出するエアベント
とを有しており、エアベントが、キャビティ側から外部
に向かって拡大するように形成されていることを特徴と
するものである。このモールド装置において、エアベン
トは、一対のモールド金型の合わせ面に対して水平方向
に拡大していることが望ましい。
【0012】さらに、本発明による半導体装置は、この
ようなモールド方法により製造されたことを特徴とする
ものである。
【0013】上記した手段によれば、レジンバリの突出
量が最小限に抑制されてレジンバリの飛散・剥離が防止
される。また、キャビティ内への樹脂の未充填や内部ボ
イドの発生が防止される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。
【0015】図1は本発明の一実施の形態であるモール
ド装置を示す断面図、図2は図1のモールド装置におけ
るモールド金型のエアベントを示す平面図、図3は図1
のモールド装置により製造された半導体装置を示す断面
図である。
【0016】図1に示すモールド装置は、支持基板1に
搭載された半導体チップ2を樹脂封止して図3に示すよ
うな半導体装置3を製造するもので、相対的に接近離反
移動自在に設けられた上プラテン4aと下プラテン4b
の対向面には、一対のモールド金型5を構成する上金型
5aと下金型5bとがそれぞれ固定されている。したが
って、上下プラテン4a,4bの接近動作により型締め
が、離反動作により型開きが行われる。
【0017】上金型5aと下金型5bとの合わせ面に
は、両者を接合してなるキャビティ6が形成されてお
り、図示するように、このキャビティ6に被モールド対
象である半導体チップ2の搭載された支持基板1が位置
している。
【0018】上金型5aには、エポキシ樹脂、硬化剤、
フィラーなどを成分とする円柱状のタブレット(樹脂)
7が投入されるシリンダ状のポット8が下金型5bに向
かって貫通形成されており、このポット8と前記したキ
ャビティ6とを連通するようにしてランナー9が形成さ
れている。また、ポット8に対応するようにして、下金
型5bには凹状のカル10が形成されている。
【0019】ポット8の上方には、ポット8内のタブレ
ット7を押圧するプランジャ11が設置されている。そ
して、所定の温度に加熱されて流動状態となっているタ
ブレット7は、このプランジャ11に押圧されてポット
8からランナー9を通りキャビティ6に注入される。こ
れにより、キャビティ6にセットされた支持基板1上の
半導体チップ2が樹脂封止される。
【0020】キャビティ6と外部とを連通するようにし
て、樹脂注入時におけるキャビティ6内や樹脂内のエア
を外部に排出して樹脂充填を完全にするためのエアベン
ト12が形成されている。図2に示すように、このエア
ベント12は、モールド金型5の合わせ面に対してキャ
ビティ側から外部に向かって拡大するように形成されて
いる。すなわち、エアベント12のキャビティ側の開口
寸法をa、外部側の開口寸法をbとした場合にa<bと
なっており、また、外部に向かうに従って徐々に広がっ
て行く形状とされている。なお、エアがこのエアベント
12から排出されながらキャビティ6に樹脂が充填され
て行くため、このエアベント12にも樹脂が注入される
ことになる。
【0021】このような構造を有するモールド装置によ
り、半導体装置3は次のようにしてモールドされる。
【0022】先ず、前記したような半導体チップ2の搭
載された支持基板1を用意する。そして、この支持基板
1をキャビティ6にセットしてから、上下プラテン4
a,4bを接近移動させてモールド金型5の型締めを行
う。
【0023】次に、プランジャ11によりポット8内の
タブレット7を押圧し、ランナー9からキャビティ6内
へと熱硬化性の樹脂を注入して行く。すると、エアがエ
アベント12から外部に押し出されるようにしてキャビ
ティ6内へ樹脂が充填され、キャビティ6に沿った形状
に半導体チップ2が樹脂封止される。
【0024】ここで、エアベント12はキャビティ側か
ら外部に向かって拡大するように形成されてその体積が
大きくなっているので、エアベント12に注入された樹
脂によるレジンバリ16a(図3)の形状は、エアベン
ト12の形状に沿って長さが短く、幅の広いものにな
る。これにより、レジンバリ16aの突出量が最小限に
抑制されて飛散・剥離することが防止され、支持基板1
の切断成形工程においてレジンバリ16aが切断金型に
付着することがなくなる。したがって、このようなレジ
ンバリ16aをあえて除去することも不要になる。
【0025】また、エアベント12の外部側が広くなっ
ているので、エアの排出効率が低下することはなく、キ
ャビティ6内への樹脂の未充填や内部ボイドの発生は未
然に防止される。これにより、モールド不良が防止され
て製品の信頼性向上を図ることができる。
【0026】なお、本実施の形態では、エアベント12
がモールド金型5の合わせ面に対して水平方向に拡大し
た形状となっているので、支持基板1との接着面積が大
きくなってレジンバリ16aは一層剥離しにくくなる。
【0027】モールド終了後、モールド金型5を開いて
半導体チップ2の樹脂封止された支持基板1を取り出
す。そして、支持基板1を製品外形サイズに切断し、さ
らに必要な加工を施すと、図3に示す半導体装置3が得
られる。
【0028】この半導体装置3は、バンプ13を介して
半導体チップ2と配線基板とを電気的に接続するBGA
(Ball Grid Array )タイプのものである。
【0029】支持基板1は、たとえばエポキシ樹脂から
なり絶縁性を有するベース材1aと、このベース材1a
に形成されたたとえばCu(銅)からなる配線メタライ
ズ1bとから構成されている。ベース材1aの一方面に
形成された配線メタライズ1bは、ベース材1aを貫通
して形成されたスルーホール14内の導電性を有するコ
ンタクトメタル15を介して他方面の全域にわたって設
けられているたとえばPb/Sn(鉛/スズ)からなる
バンプ13と電気的に接続されている。また、樹脂16
により封止された半導体チップ2はたとえばAu(金)
からなるボンディングワイヤ17により前記した配線メ
タライズ1bと接続されている。そして、半導体チップ
2を封止している樹脂16と連続したレジンバリ16a
は、除去されることなく製品の一部となっている。な
お、ベース材1aの両面はバンプ13を残して絶縁性の
保護マスク18が被着されており、装置内部を外的雰囲
気から遮断している。
【0030】そして、このような半導体装置3が実装さ
れれば、半導体チップ2はボンディングワイヤ17、配
線メタライズ1b、コンタクトメタル15およびバンプ
13を介して配線基板と電気的に接続される。
【0031】このように、本実施の形態のモールド技術
によれば、モールド金型5のエアベント12がキャビテ
ィ側から外部に向かって拡大するように形成されている
ので、レジンバリ16aの突出量が最小限に抑制され
る。これにより、レジンバリ16aの飛散・剥離が防止
されるので、これを除去する必要がなくなる。
【0032】また、エアベント12の外部側が広くなっ
てエアの排出効率が確保されているので、キャビティ6
内への樹脂の未充填や内部ボイドの発生が防止され、製
品の信頼性向上を図ることができる。
【0033】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな
い。
【0034】たとえば、前記実施の形態では、エアベン
ト12がモールド金型5の合わせ面に対して水平方向に
拡大した形状となっているが、図4に示すように、垂直
方向に拡大した形状としてもよい。つまり、キャビティ
側の開口寸法をc、外部側の開口寸法をdとしたとき、
外部に向かうに従って徐々に広がってc<dとなる形状
としてもよい。
【0035】また、製造される半導体装置3は、本実施
の形態に示すBGAではなく、PGA(Pin Grid Arra
y)といった他の基板タイプの半導体装置でもよい。さ
らに、基板タイプではなく、リードフレームを用いた半
導体装置でもよい。さらに、半導体チップ2は、ボンデ
ィングワイヤ17ではなくバンプで接続されていてもよ
い。
【0036】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
【0037】(1).本発明のモールド技術によれば、エア
ベントがキャビティ側から外部に向かって拡大するよう
に形成されているので、レジンバリの突出量が最小限に
抑制される。これにより、レジンバリの飛散・剥離が防
止されるので、支持基板を切断成形する際に、切断金型
にレジンバリが付着して切断不良が発生することを未然
に防止することができる。
【0038】(2).エアベントをモールド金型の合わせ面
に対して水平方向に拡大した形状とすれば、レジンバリ
は支持基板との接着面積が大きくなって一層剥離しにく
くなる。
【0039】(3).エアベントの外部側が広くなってエア
の排出効率が確保されているので、キャビティ内への樹
脂の未充填や内部ボイドの発生が防止され、製造された
半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるモールド装置を示
す断面図である。
【図2】図1のモールド装置におけるモールド金型のエ
アベントを示す平面図である。
【図3】図1のモールド装置により製造された半導体装
置を示す断面図である。
【図4】モールド金型のエアベントの変形例を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 支持基板 1a ベース材 1b 配線メタライズ 2 半導体チップ 3 半導体装置 4a 上プラテン 4b 下プラテン 5 モールド金型 5a 上金型 5b 下金型 6 キャビティ 7 タブレット(樹脂) 8 ポット 9 ランナー 10 カル 11 プランジャ 12 エアベント 13 バンプ 14 スルーホール 15 コンタクトメタル 16 樹脂 16a レジンバリ 17 ボンディングワイヤ 18 保護マスク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップの搭載された支持基板を用
    意する工程と、 前記支持基板をキャビティにセットしてモールド金型の
    型締めをする工程と、 前記キャビティ側から外部に向かって拡大形成されたエ
    アベントから前記キャビティ内のエアを排出しながら前
    記キャビティおよび前記エアベントに樹脂を充填して前
    記半導体チップを樹脂封止する工程と、 前記モールド金型を開いて前記半導体チップの樹脂封止
    された前記支持基板を取り出す工程とを有することを特
    徴とするモールド方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のモールド方法において、
    前記支持基板は、絶縁性を有するベース材とこのベース
    材に形成された配線メタライズにより構成されているこ
    とを特徴とするモールド方法。
  3. 【請求項3】 支持基板に搭載された半導体チップを樹
    脂封止するモールド装置であって、 相対的に接近離反移動自在に設けられた一対のモールド
    金型と、 前記一対のモールド金型を接合して形成されるキャビテ
    ィに樹脂を押圧注入するプランジャと、 前記キャビティと外部とを連通して形成され、注入され
    る前記樹脂に押された前記キャビティ内のエアを外部に
    排出するエアベントとを有し、 前記エアベントが、前記キャビティ側から外部に向かっ
    て拡大するように形成されていることを特徴とするモー
    ルド装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のモールド装置において、
    前記エアベントは、前記一対のモールド金型の合わせ面
    に対して水平方向に拡大していることを特徴とするモー
    ルド装置。
  5. 【請求項5】 請求項1または2記載のモールド方法に
    より製造されたことを特徴とする半導体装置。
JP30430296A 1996-11-15 1996-11-15 モールド方法および装置ならびに半導体装置 Pending JPH10144713A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260795A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Nec Corp 樹脂封止半導体装置用基板及び樹脂封止半導体装置
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KR20190043444A (ko) * 2017-10-18 2019-04-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 장치의 제조 방법
JP2021037698A (ja) * 2019-09-03 2021-03-11 ハジメ産業株式会社 樹脂成形装置

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