JPS62217645A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS62217645A
JPS62217645A JP61059481A JP5948186A JPS62217645A JP S62217645 A JPS62217645 A JP S62217645A JP 61059481 A JP61059481 A JP 61059481A JP 5948186 A JP5948186 A JP 5948186A JP S62217645 A JPS62217645 A JP S62217645A
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Fujitsu Ltd
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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】 〔概　要〕 半導体装置の製造方法であって、温度の上昇に伴って溶
融、硬化する材質より成るフィルム状のペレットを用い
て半導体チップ等が載置され一次封止が行われたベース
上にキャップを固着しパッケージ化して半導体装置を製
造することにより、二次封止に作業性の悪い樹脂溶液を
使用することなく製造工程を簡略化し、しかもベースと
キャップ間のエツジ部に生じ易いボイド（隙間）やキャ
ップの下端部に生じ易い垂れ等を防止することを可能と
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に、封止材を
用いて半導体チップ等が載置されたベースにキャップを
固着してパッケージ化する半導体装置の製造方法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来より、封止材を用いて半導体チップ等が載置された
ベースにキャップを固着してパッケージ化する半導体装
πの製造方法は多数提案されている。
ところで、近年、小さなプリント基板上に半導体チップ
等を載πし合成樹脂により封止したプラスチック製のビ
ン・グリッド・アレイ　（ＰＧＡ）が高価なセラミック
に代わる多ビンで安いパッケージとして実用化されつつ
ある。
第６図は、従来のプラスチック製ＰＧＡの製造方法を示
す説明図である。
まず、第６図（ａ）に示されるようにベース１０２は高
耐熱プラスチック、例えば耐熱エポキシやビスマレイミ
ド・トリアジン（ＢＴ樹脂）、ポリイミド樹脂等の熱硬
化性樹脂より成る。このベース１０２は上方から見ると
正方形状で、その中央には半導体チップ１０３をｉ３載
置するためのキャビティ部１０２ｂが形成されている。
ベース１０２の周囲上部には、半導体チップ１０３を一
次封止する封止用樹脂１０４がベース１０２の側部に流
出しないようにするためのダみ部１０２ｃが形成され、
また、ベース１０２の底部の所定位置には複数のビン１
０２ａが設けられている。そして、このビン１０２ａは
ワイヤ１０３ａ等を介して半導体１０３チツプに接続さ
れる。
そして、第６図（ｂ）に示されるように、ベース１０２
の周囲上部に形成されたダム部１０２ｃの内側に封止用
樹脂１０４をポツティングし、硬化させて一次封止を行
う。この封止用樹脂１０４は通常エポキシ系樹脂等の熱
硬化性樹脂溶液が使用されこの封止用樹脂１０４゛の硬
化は温度を上昇させることにより行う。
次に、第６図（ｃ）に示されるように、キャップ１０６
の内側に前記封止用樹脂１０４と同様な熱硬化性樹脂溶
液の封止用樹脂１０５をボッティングし、さらに、この
封止用樹脂１０５を均して厚さを均一化する。そして、
一次封止が行われたベース１０２を封止用樹脂１０５が
ボッティグされたキャップ１０６上に載せ、さらに温度
を上昇させて封止用樹脂１０５を硬化させる。これによ
り、キャップ１０６は一次封止が行われたベース１０２
に固着され二次封止が完了する。第６図（ｄ）は、この
ようにしてパッケージ化されたプラスチック製ＰＧＡＩ
ＯＩを示すものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の半導体装置の製造方法、例えばプラスチック製Ｐ
ＧＡの製造方法は、キャップ１０６の内側に熱硬化性樹
脂溶液の封止用樹脂１０５をボッティングし、この封止
用樹脂１０５の厚さを均一化しなければならず、作業が
面倒である。また、封止用樹脂１０５の厚さを完全に均
一化することは困難であるため、第６図（ｄ）に示され
るようにベース１０２とキャップ１０６との間、特にエ
ツジ部にはボイド１０５ａが生じ易く耐湿性の低下を来
たしていた。
さらに、封止用樹脂１０５は熱硬化性の樹脂溶液である
ため、パッケージ１０２とキャップ１０６との間の側部
に流出する樹脂を調整することが難しく、キャップ１０
５の下端部に樹脂の垂れ１０５ｂ等が生じ易く半導体装
置の装着性が低下したり、外観不良のため不良品として
廃棄処分されることにもなっていた。・ 本発明は上述した従来の半導体装置の製造方法に鑑み、
温度の上昇に伴って溶融、硬化する材質より成るフィル
ム状のペレットを用いて半導体チツブ等が載置され一次
封止が行われたベース上にキャップを固着してパッケー
ジ化することにより、作業性の悪い樹脂溶液を使用する
ことなく製造工程を簡略化し、しかもベースとキャップ
間のエツジ部に生じ易いボイドやキャップの下端部に生
じ易い垂れ等を防止することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明の半導体装置の製造方法の原理を示す説
明図である。
本発明によれば、半導体チップ３等が載置され一次封止
が行われたベース２上に温度の上昇に伴って溶融、硬化
する材質より成るフィルム状のペレット５を載置し、該
フィルム状ペレット５の上にキャップ６を被せて加熱し
、該フィルム状ペレット５を溶融、硬化させて該キャッ
プ６を前記ベース２に固着しパッケージ化して半導体装
置１を製造する半導体装置の製造方法が提供される。
〔作　用〕
上述した本発明の半導体装置の製造方法においては、温
度の上昇に併って溶融、硬化する材質より成るフィルム
状ペレット５を用いて半導体チップ３等が！！置され一
次封止が行われたベース２上にキャップ５を固着してパ
ッケージ化するため、従来行われていた熱硬化性樹脂の
ボッティングやこのボッティングされた樹脂の厚さの均
−化作業等が不要となる。そして、フィルム状ペレット
５は温度の上昇に伴って溶融し、それから硬化すること
になり、一方、フィルム状ペレット５はフィルム状であ
るためかなり正確に一定の厚さにすることができ、ボイ
ドや垂れは殆ど生じることがない。
〔実施例〕
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施例を図
面に従って説明する。
第２図は第１の実施例を示す説明図であり、２１は第１
の実施例により製造されたピン・グリッド・アレイ　（
ＰＧＡ）　、２４は板状ペレットである。
第２図（ａ）に示されるようにベース２は、第６図を参
照して説明した従来のベース１０２と同様なものであり
、該ベース２は高耐熱プラスチック、例えば、耐熱エポ
キシやビスマレイミド・トリアジン（ＢＴ樹脂）、ポリ
イミド樹脂等の熱硬化性樹脂より成る。このベース２は
上方から見ると正方形状で、その中央には半導体チップ
３を載置するためのキャビティ部２ｂが形成され、そし
て、このキャビティ部２ｂ上に載置された半導体チップ
３はワイヤ３ａ等を介して複数のピン２ａに接続される
。このピン２ａはベース２の底部の所定位置に複数本設
けられている。また、ベース２の周囲上部にはダム部２
Ｃが形成され、板状ペレット２４が加熱されて溶融した
ときにベース２の側部に流出しないようになされている
。
このようなベース２の周囲上部に形成されたダム部２Ｃ
の内側に温度の上昇に伴って溶融、硬化する材１１Ｋ（
例えば、日東電工株式会社が製造しているＥペレット６
０５０等）の熱硬化性樹脂より成る板状ペレット２４を
載置する。この板状ペレット２４は、温度が上昇して溶
融したときに前記キャビティ部２ｂを含めたダム部２Ｃ
の内側全体に樹脂が社製るだけの大きさとされ、また、
この溶融したときに前記ワイヤ３ａに大きな負担が掛ら
ずキャビティ部２ｂの隅にまで樹脂が届くような応力の
小さい（粘性の小さい）樹脂であることが好ましい。
そして、ダム部２Ｃの内側に！１置された板状ペレット
２４を加熱して溶融、硬化させ、第２図（ｂ）に示され
るように半導体チップ３の一次封止を行う。
このように、板状ペレット２４を用いて一次封止を行え
ば、ダム部２Ｃの内側に板状ペレット２４を７！！載置
して加熱するだけでよいため、一次封止の作業を簡単に
行うことができる。
次に、第２図（ｃ）に示されるように半導体チップ３が
ｉ１置され一次封止が行われたベース２上に温度の上昇
に伴って溶融、硬化する材！（例えば、日東電気工業株
式会社が製造しているＦペレット６０５０やＡＢＬＥＳ
ＴＩＫ　（アブレスティック）社が製造しているＡＢＬ
ＥＦＩＬＭ　５６４等）より成るフィルム状ペレット５
を載置し、このフィルムペレット５の上にアルミニウム
等の金属より成るキャップ６を被せて加熱する。このと
き、フィルム状ペレット５として前記Ｆペレッ）　６０
５０を使用する場合には、フィルム状ペレット５は約１
３０℃で溶融してベース２とキャップ５との間に広がり
、約１５０℃で硬化を開始する。そして、１５〜２０時
間程度加熱を続けておくことによりキャップ６をベース
２に固着しパッケージ化して半導体装置２１を製造する
。
このフィルム状ペレット５は、例えば前記Ｆペレット６
０５０は厚さ約６０μｍのガラスクロスを含む熱硬化性
のエポキシ系樹脂より成る厚さ約０゜４鶴のフィルム形
状であるが、このガラスクロスはエポキシ系の樹脂をフ
ィルム状に形成したときの強度を補強するためのもので
あり、必らずしも必要なものではない。
このようにフィルム状ペレット５は常温でフィルム状で
あるが、このフィルムはかなり正確に一定の厚さにする
ことができるため、加熱して該フィルム状ペレット５を
溶融、硬化するときにベース２とキャップ６との間にボ
イド等が生じることなく両者を固着しパフケージ化する
ことができる。
また、フィルム状ペレット５は常温でフィルム状であり
加熱することにより溶融し、さらに加熱することにより
硬化するため、フィルム状ペレット５として使用する樹
脂の物性を考慮して加熱を制御してやることにより、キ
ャップ６の下端に生じる樹脂の垂れを防止することがで
きる。
以上において、板状ペレット２４およびフィルム状ペレ
ット５は熱硬化性樹脂を使用したが、これはベース２の
材質が、例えばガラスエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の
場合に、同じ材質の方が封止性がよ（、また、同じ誘電
率のためインピーダンス整合がとりやすい等の利点があ
るためで、板状ペレット２４およびフィルム状ペレット
５の材質は温度の上昇に伴って溶融硬化する材質であれ
ば熱硬化性樹脂でなくともよい。さらに、本実施例では
ビン・グリッド・アレイ（ＰＧＡ）　２１について説明
したが、同様な他の半導体装置の製造をも行うことがで
きるのはいうまでもない。これらのことは以下の実施例
についても同様である。
また、第２図（ｅ）に示すようにダム部の大きさは板状
ペレット４が加熱されて溶融した時に、流れ止めとなる
に足るだけの部分ダム２ｄでもよい。
この場合フィルム状ペレット５の厚さを約１．Ｏ１■と
する以外第２図（ａ）と同様である。
第３図は第２の実施例を示す説明図であり、４は封止用
樹脂、３１は第２の実施例により製造されたＰＧＡ、３
２はダム無しベース、３７ａはフィルム状ペレット（ダ
ム部材）である。
この２の実施例は、前述した第１の実施例におけるベー
ス２の代わりにダム無しベース３２およびダム部材とし
てフィルム伏ペレッ）３７ａを使用するもので、第３図
（ａ）に示されるようにダム無しベース３２は高耐熱プ
ラスチック等より成る。
このダム無しベース３２は上方から見ると正方形状で、
その中央には半導体チップ３をＨ，Ｗするためのキャビ
ティ部３２ｂが形成され、そして、このキャビティ部３
２ｂ上に載置された半導体チップ３はワイヤ３ａ等を介
して複数のビン３２ａに接続される。このビン３２ａは
ベース３２の底部の所定位置に複数本設けられている。
ここまでの構成は第１の実施例のベース２と同様である
。
本実施例のダム無しベース３２は、その周囲上部が平面
状とされており、ダム部がベースに一体的に形成されて
いない。そして、このダム無しベース３２の周囲上部に
枠ぬきされたダム部材としてフィルム状ペレット３７ａ
を固着してダム部を形成する。このフィルム状ペレット
３７ａは、第１の実施例で説明した板状ペレット２４や
フィルム状ペレット５の材質と同様な熱硬化性樹脂を使
用する。
第３図（ｂ）に示されるように、ダム部材としてフィル
ム状ペレット３７ａが固着されたダム無しベース３２の
キャビティ部３２ｂは、板状ペレットまたは樹脂溶液等
の封止用樹脂４により封止される。
ここで、第３図（ｃ）および（ｄ）は前述した第２図（
ｃ）および（ｄ）と同様であるため説明を省略するが、
フィルム状ペレット５を用いて、一次封止が行われたダ
ム部材としてフィルム状ペレット３７ａを固着したダム
無しベース３２にキャップ６を固着しパッケージ化して
ＰＧＡ　３１を製造することになる。
このようにダム無しベース３２を使用すると、別にダム
部材としてフィルム状ペレット３７ａが必要になるが、
前記ベース２よりもこのダム無しベース３２は安く製造
することができるため、全体として製造された半導体装
置の価格を低下させることができる。
また、ダム部材としてのフィルム状ペレットカ第３図（
ｅ）のように部分ダム３７ｂであってもよいのは、実施
例１の場合と同様である。
第４図は第３の実施例を示す説明図であり、４１は第３
の実施例により製造されたＰＧＡ、４４は封止樹脂、４
５はダム付ペレットである。
この第３の実施例は、フィルム状ペレットとしてダム付
ペレット４５を使用して製造するものである。
第４図（ａ）に示されるようにダム無しベース３２は前
述した第２の実施例のダム無しベースと同じであるため
説明を省略する。まず、封止用樹脂４４によりダム無し
ベース３２のキャビティ部３２ｂ上に！１置された半導
体チップ３の一次封止を行う。このとき、第４図（ｂ）
に示されるように封止用樹脂４４は半導体チップ３およ
びワイヤ３ａを完全に封止するためにダム無しベース３
２の上面よりも盛上がった山形状となる。この封止用樹
脂４４は封止性等を考慮すると熱硬化性樹脂が好ましい
が、他の材質を用いてもよいのはいうまでもない。
次に、第４図（ｃ）に示されるように、一次封止が行わ
れたダム無しベース３２上に、周囲にダム用凸部４５′
ａが形成されたダム付ペレット４５を載置し、このダム
付ペレット４５の上にキャップ６を被せて加熱し、ダム
付ペレット４５を溶融、硬化させてキャップ６をダム無
しベース３２に固着しパッケージ化してＰＧＡ　４１を
製造する。ここで、封止用樹脂４４はダム無しベース３
２の上面よりも盛上がっていてダム付ペレット４５を載
置したときに空隙が生じることになるが、このような空
隙は封止用樹脂４４が加熱されて溶融状態になると完全
に封止され、またボイド等が生じ易いエツジ部（ダム部
４５ａ）は均一な厚さであるためボイド等が生じる心配
はない。
このように、ダム付ペレット４５を使用すると、ダム無
しベース３２を用いて、また作業工程を増加することな
く半導体装置を製造することができる。
第５図は第４の実施例を示す説明図で、この第４の実施
例は、前述した第１の実施例におけるフィルム状ペレッ
ト５の周囲端部をガラスクロスのみとしたガラスクロス
・ペレット５５を使用するものである。
第５図（ａ）は、ガラスクロス・ペレット５５をキャッ
プ・６の内側に入れた状態を示す図である。
この第５図（ａ）から明らかなように、ガラスクロス・
ペレット５５はペレットの周囲端部５５ａがガラスクロ
スのみとされ、ペレットの内側部５５ｂが樹脂（ガラス
クロスを含む）とされており、また、ガラスクロス・ペ
レット５５はキャップ６の内側に合致する形状になされ
ている。
このようなガラスクロス・ペレット５５を一次封止が行
われたベース２上に載置し、その上にキャップ６を被せ
て加熱し、ガラスクロス・ペレット５５を溶融、硬化さ
せてキャップ６をベース２に固着しパフケージ化してＰ
ＧＡ　５１を製造する。
このように、周＠端部５５ａがガラスクロスだけのガラ
スクロス・ペレット５５を使用すると、ガラスクロス・
ペレット５５が加熱されて熱硬化性樹脂が溶融し、加熱
温度や加熱時間等では樹脂の垂れを十分に防止すること
ができない樹脂でも、溶融した樹脂はガラスクロスだけ
の周囲端部５５ａに吸収されることになるため、溶融時
に大きな流動性を有する樹脂に対しても加熱の制御と共
にガラスクロスにより樹脂の垂れを防止することができ
、より広い範囲の材質をフィルム状ペレットとして使用
することができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明に係る半導体装置の製造方
決は、温度の上昇に伴って溶融、硬化する材質より成る
フィルム状のペレットを用いて半導体チップ等が［１さ
れ一次封止が行われたベース上にキャップを固着しパッ
ケージ化して半導体装置を製造することにより、二次封
止に作業性の悪い樹脂溶液を使用することなく製造工程
を簡略化することができ、しかもベースとキャップ間の
エツジ部に生じ易いボイドやキャップ下端部に生じ易い
垂れ等を防止して、低価格で高品質の半導体装置を製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の半導体装置の製造方法の原理を示す説
明図、 第２図は第１の実施例を示す説明図、 第３図は第２の実施例を示す説明図、 第４図は第３の実施例を示す説明図、 第５図は第４の実施例を示す説明図、 第６図は従来の半導体装置の製造方法を示す説明図であ
る。 ｌ・・・半導体装置、　　　　　　２・・・ベース、３
・・・半導体チップ、　　　　４・・・封止用樹脂、５
・・・フィルム状ペレット、　　６・・・キヤ、７ブ、
２４・・・板状ペレット、 ３２・・・ダム無しベース、 ３７・・・フィルム状ペレット（ダム部材）、４５・・
・ダム付ペレット、 ５５・・・ガラスクロス・ペレット。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体チップ等が載置され一次封止が行われたベー
    ス上に温度の上昇に伴って溶融、硬化する材質より成る
    フィルム状のペレットを載置し、該フィルム状ペレット
    の上にキャップを被せて加熱し、該フィルム状ペレット
    を溶融、硬化させて該キャップを前記ベースに固着しパ
    ッケージ化する半導体装置の製造方法。 ２、前記一次封止は、前記ベースの周囲上部に設けられ
    たダム部の内側に温度の上昇に伴って溶融、硬化する材
    質より成る板状のペレットを載置し、該板状ペレットを
    加熱して溶融、硬化させ前記ベース上に載置された半導
    体チップ等を封止するようになっている特許請求の範囲
    第１項に記載の製造方法。 ３、前記ダム部は、前記半導体チップ等が載置された平
    面状のダム無しベース上に枠ぬきされたダム部材として
    フィルム状ペレットを固着して形成するようになってい
    る特許請求の範囲第２項に記載の製造方法。 ４、前記一次封止は、前記ダム無しベース上に載置され
    た半導体チップ等を封止するようになっており、前記フ
    ィルム状ペレットにはダム用凸部が形成されている特許
    請求の範囲第１項に記載の製造方法。 ５、前記フィルム状ペレットは、ガラスクロスを含む熱
    硬化性樹脂より成る特許請求の範囲第１項から第４項ま
    でのいずれか１項に記載の製造方法。 ６、前記フィルム状ペレットは、前記キャップの内側に
    合致する形状で周囲端部がガラスクロスのみで形成され
    ている特許請求の範囲第５項に記載の製造方法。
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