JPH11224883A - 樹脂封止半導体装置の製造方法および樹脂封止半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷方式により樹脂封止を行う際に、粘度の
低い樹脂を用いることができる樹脂封止半導体装置の製
造方法を提供する。 【解決手段】 チップ１２が搭載されたプリント基板１
１上にマスク１４を装着し（図１（ｂ））、このマスク
１４の上に置かれた液状樹脂１５をスキージ１６を用い
て伸展することにより、マスク１４の開口部からプリン
ト基板１１上に液状樹脂１５を注入する（図１（ｃ），
（ｄ））。液状樹脂１５をオーブン１７あるいはヒータ
ー１８を用いて加熱硬化させた後に（図１（ｅ），
（ｆ））、マスク１４をプリント基板１１から取り外す
（図１（ｇ））。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止半導体装
置の製造方法および樹脂封止半導体装置の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】樹脂封止型半導体装置の樹脂封止方法と
して、トランスファ・モールドやポッティングなどの方
法が一般に用いられている。近年、ＣＯＢ（chip on bo
ard）のように、プリント基板上にチップを直接搭載
し、チップ上を樹脂でオーバーコートするパッケージ形
態を有する樹脂封止半導体の樹脂封止方法として、印刷
方式が注目されている。

【０００３】図３は、従来の印刷方式による樹脂封止半
導体装置の製造方法を示す工程図である。以下、図３を
用いて従来の樹脂封止半導体装置の製造方法を説明す
る。まず、プリント基板３１上にチップ３２を接着剤に
より固定し、チップ３２に形成された図示せぬパッドと
配線基板３１に形成された図示せぬ配線とを、ワイヤ３
３により接続する（図３（ａ））。

【０００４】次に、プリント基板３１において樹脂が載
置されるべき部分に開口部を有するマスク３４を、この
プリント基板３１上に重ね合わせる（図３（ｂ））。そ
して、マスク３４上に液状樹脂３５を置き、スキージ３
６によってこの液状樹脂３５を伸展し、マスク３４の開
口部内に押し込む（図３（ｃ））。これにより、図３
（ｄ）に示すように、プリント基板３１上において、チ
ップ３２が固着された部分およびその周辺部のみに液状
樹脂３５が載置される。

【０００５】液状樹脂３５がプリント基板３１上に載置
された後に、マスク３４をプリント基板３１から取り外
す。そして、このプリント基板３１をオーブン３７に入
れる（図３（ｅ）），あるいはヒーター３８に載せる
（図３（ｆ））などして加熱し、プリント基板３１上の
液状樹脂３５を硬化させる。このようにして、プリント
基板３１上に載置された液状樹脂３５を加熱硬化させ
る。これにより、このプリント基板３１上に固定された
チップ３２およびこのチップとワイヤ３３が樹脂封止さ
れた半導体装置が得られる（図３（ｇ））。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような印刷方式
による樹脂の封止方法は、マスクのプリント基板への装
着を容易にすることができ、１枚のマスクで複数の基板
上に順次液状樹脂を印刷することができる。従って、Ｃ
ＯＢのような樹脂封止半導体装置の樹脂封止工程におい
て印刷方式を適用することにより、ポッティングやトラ
ンスファモールドなどの他の封止方法を用いた製造方法
に比べて、高い生産性を期待することができる。

【０００７】しかしながら、樹脂封止工程において印刷
方式を用いる場合、使用される樹脂の粘度が低いと、加
熱時に樹脂が硬化するまで転写された形状を維持するこ
とができずに流れ出してしまうことがある。すると、樹
脂はその形状が崩れた状態で硬化してしまうため、完成
された半導体装置の外観が悪くなるという問題があっ
た。また、同一基板上にマウントされたコンデンサなど
の他の回路部品の方へこの樹脂が流れ込むことにより、
他の回路部品の性能に影響を及ぼすおそれもある。さら
に、加熱時に樹脂が流れ出すと、ワイヤが樹脂から露出
してしまうこともあり、半導体装置の信頼性が低下しま
うこともある。このため、印刷方式を用いて樹脂封止半
導体装置を製造する場合、樹脂封止材として比較的粘度
の高い樹脂を用いる必要があり、材料の選択の幅が狭め
られていた。

【０００８】そこで、印刷方式を用いて樹脂封止半導体
装置を製造する際に、粘度が比較的低い樹脂を用いても
確実に印刷時の樹脂の形状が保持できる樹脂封止半導体
装置の製造方法を提供することを、本発明の課題とす
る。また、樹脂封止材として粘度が比較的低い樹脂を用
いる場合でも樹脂の形状を確実に保持することができる
樹脂封止半導体装置を提供することを、本発明の他の課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の樹脂封止半導体装置の製造方法の第１の態
様は、実装基板上に搭載した半導体チップを樹脂により
封止する樹脂封止半導体装置の製造方法において、
（i）実装基板上の半導体チップが搭載された部分およ
びこの半導体チップを実装基板に接続する配線が形成さ
れた部分に開口部を有するマスクをこの実装基板に装着
するマスク装着工程と、（ii）このマスク上に置かれた
樹脂を伸展することにより前記マスクの開口部内に樹脂
を注入する樹脂注入工程と、（iii）この樹脂を加熱す
ることにより硬化させる樹脂硬化工程と、（iv）この樹
脂硬化工程が行われた後に前記マスクを前記実装基板よ
り除去するマスク除去工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】すなわち、本発明の第１の態様は、実装基
板上の樹脂が注入されるべき部分に開口部を有するマス
クを実装基板上に装着し、マスク上に置かれた樹脂を伸
展することによりこの開口部内に樹脂を注入し、加熱硬
化させた後にこのマスクを実装基板より取り外してい
る。これにより、樹脂が加熱により充分に硬化するま
で、その樹脂の形状がマスクにより維持されるので、樹
脂が周囲に流れ出すことにより生じる種々の問題を防ぐ
ことができる。しかも、樹脂注入工程においては、マス
ク上に置かれた樹脂を伸展させることによりマスクの開
口部内に樹脂が注入されるため、効率が高い。

【００１１】また、本発明の樹脂封止半導体装置の製造
方法の第２の態様は、実装基板上に搭載した半導体チッ
プを樹脂により封止する樹脂封止半導体装置の製造方法
であって、（I）実装基板の半導体チップが搭載される
べき部分およびこの半導体チップを実装基板に接続する
配線が形成されるべき部分に凹部状のキャビティを形成
し、このキャビティ内に前記半導体チップを搭載するチ
ップ搭載工程と、（II）前記実装基板上の前記キャビテ
ィ以外の部分にフィルムを装着するフィルム装着工程
と、（III）前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注
入工程と、（IV）前記フィルムを基板より除去するフィ
ルム除去工程と、（V） 前記樹脂を加熱することによ
り硬化させる樹脂硬化工程とを含むことを特徴とする。

【００１２】すなわち、本発明の第２の態様では、実装
基板上に形成されたキャビティ内に半導体チップを搭載
し、このキャビティ部分以外の実装基板上にフィルムを
装着させた後にキャビティ内に樹脂を注入して加熱硬化
させているため、樹脂が硬化する前に周囲に流れ出して
しまうということもない。また、樹脂を注入する際に、
実装基板上にフィルムを装着するため、キャビティ以外
の実装基板上に樹脂が付着するのを防ぐことができる。

【００１３】なお、このような樹脂封止半導体装置の製
造方法を用いる際には、前記樹脂注入工程は、前記フィ
ルム上に置かれた樹脂を伸展することにより前記キャビ
ティ内に樹脂を注入する工程であってもよい。

【００１４】また、本発明の樹脂封止半導体装置は、実
装基板上に搭載された半導体チップを樹脂により封止す
る樹脂封止半導体装置であって、実装基板と、この実装
基板上に形成された凹部状のキャビティと、このキャビ
ティ内に搭載された半導体チップと、前記キャビティ内
に充填されることにより前記半導体チップを封止する樹
脂封止材とを備えることを特徴とする。

【００１５】このような構造の樹脂封止半導体装置を採
用すれば、印刷方式やポッティング等の方法を用いるこ
とにより、容易に半導体チップの樹脂封止を行うことが
できる。また、半導体チップが樹脂封止された部分が実
装基板の他の部分に比べて突出することがなく、平坦な
半導体装置を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。 ＜第１実施形態＞図１は本発明の第１実施形態による樹
脂封止半導体装置の製造方法を示す工程図である。ま
ず、実装基板であるプリント基板１１に、チップ１２を
接着剤等によりダイスボンドする。プリント基板１１に
は、チップ１２と外部回路とを接続するための図示せぬ
配線が形成されている。そして、チップ１２の各パッド
（図示せぬ）は、ワイヤ１３によりこのプリント基板１
１の各配線に接続される（図１（ａ））。

【００１７】次に、図１（ｂ）に示すように、プリント
基板１１上にシリコーンゴムからなるマスク１４を重ね
合わせる。このマスク１４は、プリント基板１１とほぼ
同じ大きさであり、プリント基板１１上のチップ１２お
よびワイヤ１３を囲む位置（すなわち、プリント基板１
１上において樹脂が注入されるべき位置）に開口部を有
している。また、マスク１４の厚さは、チップ１２およ
びワイヤ１３のプリント基板１１からの高さよりも大き
く形成されており、このプリント基板上に形成されるべ
き樹脂の厚さに等しい。

【００１８】そして、マスク１４上に液状樹脂１５を置
き、弾力性の高い板状物からなるスキージ１６を用いて
この液状樹脂１５をマスク１４全面に伸展させることに
より、液状樹脂１５をマスク１４の開口部からプリント
基板１１上にへ押し出す（図１（ｃ））。すると、図１
（ｄ）に示すように、プリント基板１１上において、マ
スク１４の開口部が位置する部分のみに液状樹脂１５が
注入された状態となる。すなわち、プリント基板１１上
のチップ１２およびワイヤ１３が液状樹脂１５によって
覆われる。

【００１９】このように液状樹脂１５が注入されたプリ
ント基板１１を、オーブン１７あるいはヒーター１８を
用いて１２０〜１８０℃で数時間加熱し、液状樹脂１５
を硬化させる。（図１（ｅ），（ｆ））。なお、このと
き、マスク１４をプリント基板１１に装着させたまま、
プリント基板１１の加熱を行う。液状樹脂１５が加熱に
よって硬化したら、プリント基板１１をオーブン１７あ
るいはヒーター１８から取り出し、マスク１４をプリン
ト基板１１から取り外す。このようにして、樹脂封止半
導体装置が完成される（図１（ｇ））。

【００２０】液状樹脂１５は、加熱されると化学反応に
より硬化するが、反応が充分に進んでいない加熱の初期
の段階では、逆にその粘度が低くなり流動性を増す。こ
のため、従来はこの加熱の初期段階でプリント基板に印
刷された液状樹脂が周囲に流れてしまい、硬化するまで
その形状を保つことができなかった。しかし、本実施形
態では、マスク１４をプリント基板１１に装着させたま
まの状態で加熱が行われるので、液状樹脂１５が完全に
硬化するまでマスク１４によってその形状が保持され
る。このため、従来のように液状樹脂が硬化する前に流
れ出すことがない。従って、印刷方式を用いて半導体装
置の樹脂封止を行う際に、比較的粘度の低い樹脂を用い
た場合でも、樹脂が周囲に流れ出すことがなく、所望の
形状を保って硬化させることができる。よって、印刷方
式を用いて樹脂封止を行う場合でも、樹脂封止材の材料
の選択範囲を広げることができる。

【００２１】また、本実施形態では、マスク１４の材料
としてシリコーンゴムを用いているため、押着させるこ
とによりプリント基板に密着させることができる。ま
た、シリコーンゴムは２００℃で７０００時間以上の耐
熱性を有するので、半導体装置のパッケージに用いられ
る一般的な樹脂を加熱硬化させる温度にも耐えられる。

【００２２】＜第２実施形態＞図２は本発明の第２実施
形態による樹脂封止半導体装置の製造方法を示す工程図
である。まず、プリント基板２１表面のチップ１２が搭
載される部分およびワイヤ１３が接続される部分に、凹
部状のキャビティ２１ａを予め形成する。そして、キャ
ビティ２１ａ内にチップ１２をダイスボンドし、ワイヤ
１３によりこのチップ１２とプリント基板２１に形成さ
れた配線とを接続する（図２（ａ））。

【００２３】次に、プリント基板２１のキャビティ２１
ａの大きさに合わせて穴が形成されたフィルム２４をこ
のプリント基板２１上に押着させる。このフィルム２４
はシリコーンゴムからなるので、押着させることによ
り、図２（ｂ）に示すように、プリント基板２１表面の
キャビティ２１ａが形成されていない部分にフィルム２
４が密着される。

【００２４】そして、フィルム２４上に液状樹脂２５を
置き（図２（ｃ））、スキージ１６を用いてこの液状樹
脂２５をフィルム２４全面に伸展することにより、キャ
ビティ２１ａ内に液状樹脂２５を注入する。そして、フ
ィルム２４をプリント基板２１から剥がし（図２
（ｄ））、キャビティ２１ａ内に液状樹脂２５が注入さ
れたプリント基板２１を、オーブン１７あるいはヒータ
ー１８を用いて１２０〜１８０℃で数時間加熱して液状
樹脂２５を硬化させる（図２（ｅ），（ｆ））。このよ
うにして、樹脂封止半導体装置が完成される（図２
（ｇ））。

【００２５】このように、第２実施形態によれば、プリ
ント基板２１上に形成されたキャビティ２１ａ内にチッ
プ１２を搭載し、印刷方式を用いてこのキャビティ２１
ａ内に液状樹脂２５を注入した後にこの液状樹脂２５の
加熱硬化を行っている。このため、粘度の低い樹脂を用
いて印刷方式による樹脂封止を行った場合でも、従来の
ように樹脂が周囲に流れ出す心配がない。また、液状樹
脂２５をキャビティ２１ａ内に注入する際にプリント基
板２１表面にフィルム２４を密着させて、液状樹脂２５
がキャビティ２１ａ以外のプリント基板２１表面に付着
するのを防いでいる。このため、樹脂封止工程に印刷方
式を用いることができ、高効率に樹脂封止を行うことが
できる。

【００２６】＜変形例＞なお、上記各実施形態において
は、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態
においては１枚のプリント基板上に１個のチップが搭載
された例を説明したが、１枚のプリント基板上に複数の
チップが搭載される場合にも、適用可能である。

【００２７】また、第１実施形態において、マスク１４
の材質をシリコーンゴムとしているが、プリント基板に
対する密着性が良く、耐熱性が高い他の材料が用いられ
ていても良い。同様に、第２実施形態で用いられるフィ
ルム２４も、シリコーンゴムに限らず、プリント基板へ
の密着性が高い他の材料を用いることができる。これら
マスク１４およびフィルム２４を基板へ密着させる際
に、必要に応じて接着剤や離型剤等を用いても良い。

【００２８】また、第２実施形態において、キャビティ
内への樹脂の注入方法としてフィルム２４上に置かれた
液状樹脂２５をスキージ１６で伸展する印刷方式が用い
られているが、これに限らず、ポッティングなど他の方
法を用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＯＢのような形態の
樹脂封止半導体装置の樹脂封止材として粘度の低い樹脂
も用いることができ、信頼性の高い半導体装置を容易に
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態による樹脂封止半導体
装置の製造方法を示す工程図

【図２】 本発明の第２実施形態による樹脂封止半導体
装置の製造方法を示す工程図

【図３】 従来技術による樹脂封止半導体装置の製造方
法を示す工程図

【符号の説明】

１１，２１，３１ プリント基板 １２，３２ チップ １３，３３ ワイヤ １４，３４ マスク １５，２５，３５ 液状樹脂 １６，３６ スキージ １７，３７ オーブン １８，３８ ヒーター ２４ フィルム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実装基板上に搭載した半導体チップを樹脂
   により封止する樹脂封止半導体装置の製造方法であっ
   て、 実装基板上の半導体チップが搭載された部分およびこの
   半導体チップを実装基板に接続する配線が形成された部
   分に開口部を有するマスクをこの実装基板に装着するマ
   スク装着工程と、 前記マスク上に置かれた樹脂を伸展することにより前記
   マスクの開口部内に樹脂を注入する樹脂注入工程と、 前記樹脂を加熱することにより硬化させる樹脂硬化工程
   と、 この樹脂硬化工程が行われた後に前記マスクを前記実装
   基板より除去するマスク除去工程とを含むことを特徴と
   する樹脂封止半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】実装基板上に搭載した半導体チップを樹脂
   により封止する樹脂封止半導体装置の製造方法であっ
   て、 実装基板の半導体チップが搭載されるべき部分およびこ
   の半導体チップを実装基板に接続する配線が形成される
   べき部分に凹部状のキャビティを形成し、このキャビテ
   ィ内に前記半導体チップを搭載するチップ搭載工程と、 前記実装基板上の前記キャビティ以外の部分にフィルム
   を装着するフィルム装着工程と、 前記キャビティ内に樹脂を注入する樹脂注入工程と、 前記フィルムを基板より除去するフィルム除去工程と、 前記樹脂を加熱することにより硬化させる樹脂硬化工程
   とを含むことを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造方
   法。
3. 【請求項３】前記樹脂注入工程は、前記フィルム上に置
   かれた樹脂を伸展することにより前記キャビティ内に樹
   脂を注入する工程であることを特徴とする請求項２記載
   の樹脂封止半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】実装基板上に搭載された半導体チップを樹
   脂により封止する樹脂封止半導体装置であって、 実装基板と、 この実装基板上に形成された凹部状のキャビティと、 このキャビティ内に搭載された半導体チップと、 前記キャビティ内に充填されることにより前記半導体チ
   ップを封止する樹脂封止材とを備えることを特徴とする
   樹脂封止半導体装置。