JPS63110645A

JPS63110645A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPS63110645A
Application number: JP25606786A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Natsume; 棗　茂夫; Toshio Hamano; 浜野　寿夫
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1988-05-16

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〕基板のキャビティに半導体チップを載置し、ワイヤボン
ディングした後、この上にエポキシ樹脂の保護膜を形成
するとき使用する成型樹脂剤として、突出部分を設けた
ものを使用し、ワイヤ変形を防止し、さらに、切欠きを
設けることによりボイド発生を防止する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置の製造方法に係わり、詳しくは、半
４体チップ積載基板に充填被覆する保護膜層形成用のエ
ポキシの成型樹脂剤の形状を改善した半導体装置の製造
方法に関する。

ＩＣカード（チップ・オン・ボード）、時計恭板、ＰＰ
ＧＡ　（プラスチック・ピン・グリッド・アレイ）等は
基板上に設けた窪みのキャビティに半導体チップを載置
し、ワイヤボンディングを行う。また、この基板にはキ
ャビティ周辺を取り囲んで樹脂枠があり、このキャビテ
ィと樹脂枠で形成される凹所をエポキシ樹脂で充填被覆
し保薄膜を形成する。このエポキシ樹脂の封止作業は、
エポキシの成型樹脂剤を凹所に置いて加熱処理し、成型
樹脂剤を溶融固化して凹所を埋める。

このとき、エポキシの成型樹脂剤は、流動性に劣り、チ
キン性（Ｔｈ　ｉ　ｘｏ　ｔｒｏｐ　ｔｃ）に富むため
、加熱による流動のみによると、凹所を樹脂で覆うのに
時間がかかり、充填し切れない所が生じがちで、ボイド
が発生しやすい欠点があり、さらに、成型樹脂剤を直接
ワイヤ上に置くため、ワイヤの変形するものが発生する
等の欠点があり、これらの改善が望まれている。

〔従来の技術〕

第５図は従来例におけるエポキシ成型樹脂剤による封止
図で、（ａ）は溶融前断イ図、（ｂ）は平板成型樹脂剤
、（ｃ）は切欠き平板成型樹脂剤、（ｄ）は封止後断面
図である。

第５図（ａ）において、１は樹脂性の基板で、これに設
けた窪みのキャビティ６には半導体チップ５を接着載置
する。また、キャビティ６の外側周辺の基板１の面上に
は図示されていないインナーリードが配設してあり、こ
れとチップ５の電極配線のポンディングパッドとの間は
ワイヤ３で接続する。

更に、このインナーリードの外側の基板１の面上には樹
脂枠２がキャビティ６を取り囲むように設けられている
。

このように、ワイヤボンド済の基板１は、樹脂枠２で形
成される凹所９に、エポキシの成型樹脂剤４を載せて、
１５０〜１７５℃の加熱炉にいれ、まず成型樹脂剤４を
溶融し、凹所９を埋め充填して、樹脂枠２の上面と略同
−面の面とする。さらに加熱を続けると成型樹脂剤４は
固化し始め、およそ１０数時間の加熱でキユアリングが
完了する。

第５図（ｂ）は、成型樹脂剤の一例で、その外形が四角
な平板であるが、その外形−辺の長さが樹脂枠２の内径
の約半分である。

このような小さい外形のエポキシの成型樹脂剤４では、
樹脂枠２まで流れて行くには時間がかかり、ときには途
中で固化して了うので、溶融時点で基板１を傾けたり、
窒素等を上面に吹きつけて流動を助けてやる必要がある
。

また、成型樹脂剤４よりキャビティ６のサイズが小さい
ときは、成型樹脂剤４を溶融したとき逃げ切れないエア
がキャビティ６や、ワイヤ３の下に残ることがあり、こ
れがボイドとなる。

第５図（ｃ）は、別の成型樹脂剤４の一例で、各辺に半
径約１〜２　ｍｍの半円状の切欠き（７）を設けてボイ
ド発生を防止するようにしたものであるか、これもその
外形寸法が（ｂ）の場合と略同じであるため、作業性の
悪さは同じである。

第５図（ｂ）　、（ｃ）の両成型樹脂剤共平板で直接、
ワイヤの上に載置されるため、ワイヤを押しつぶし変形
さＺ易い欠点がある。

第５図（ｄ）は、封止後の断面図で、成型樹脂剤が溶融
固化した状態を示すもので、欠陥発生状況として、ワイ
ヤが変形している状況およびボイドがワイヤの下方に発
生している状況を示す。

また、固形のエポキシの成型樹脂剤からでなく、液状の
エポキシ樹脂剤を凹所に流し込んで、これをキユアリン
グする方法によると、作業性もよ（、ボイドも発生しに
くいが、耐湿性に劣ること、及び対サーマルショック性
に劣る等、材料上の問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

成型樹脂剤に突起を設けて、ワイヤに直接触れないよう
にしてワイヤ変形を防止すると同時に、深い切欠きを設
けてボイド発生を防止する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点の解決は、基板の窪んだキャビティに半導体
チップを載置し、該基板上のインナーリードと半導体チ
ップをワイヤで接続した後、該半導体チップ上および／
または基板上に、突出部分を有する平板状の成型樹脂剤
を該半導体チップおよび／または基板上に該突出部分を
接触させて置き、該成型樹脂剤を加熱溶融し、該キャビ
ティ内半導体チップを溶融樹脂により封止する本発明に
よる半導体装置の製造方法により達成される。

さらに、前記成型樹脂剤には平板状部分の周縁部分に前
記キャビティ領域の上の部分まで届く深さの複数個の切
欠きを設けることにより本発明の半導体装置の製造方法
は容易に達成される。

〔作用〕

ワイヤボンディング済の基板をエポキシ樹脂で封止する
にあたり、ワイヤにはあたらないで、他の部分で支える
ようにする突出部分をエポキシの成型樹脂剤に設けるこ
とにより、ワイヤの変形を防止する。

更に、成型樹脂剤の周縁部に切欠きを設けることにより
、エアの排除を容易にしボイド発生を防止する。

〔実施例〕

第３図は予備テスト（１）におけるエポキシ成型樹脂剤
による封止図で、（ａ）は溶融部断面図、（ｂ）は平板
成型樹脂剤である。

これら図において、第５図におけるものと同じ対象物は
同じ符号で示す。

第３図（ｂ）に示すものは、四角な平板成型樹脂剤で、
その−辺の長さｄは、樹脂枠２の内径■〕よりも０．２
〜１　ｍｍ小さいものである。

厚さは、これを溶融して凹所９を埋めたとき、丁度樹脂
枠の上面と同じレベルとするように調整される。即ち、
成型樹脂剤の容積は従来のものと同じである。

第３図（ａ）は、第３図（ｂ）に示した成型樹脂剤をワ
イヤポンディング済基板の凹所に置いたところを示す断
面図である。

これを、１５０〜１７５℃の加熱炉に入れて加熱すると
、エポキシの成型樹脂剤４が溶融し流れ出すが、樹脂枠
２とのギャップは最大１ｍｍ程度としているので、溶融
エポキシ樹脂は何等特別の操作をしなくても自然に凹所
９を完全に埋める。１０数時間加熱を続行してキユアリ
ングを行う。

このように、作業性が向上し加熱のみでよ（なるので、
量産的となる。

然しなから、ここに使用したものは、切欠きのない平板
であるためボイドとワイヤ変形が発生し易い欠点を有す
る。

第４図は予備テスト（２）に使用したエポキシ成型樹脂
剤図で、（ａ）は切欠き平板型、（ｂ）は内部切欠き平
板型のものである。

成型樹脂剤４の外寸ｄと樹脂枠２の内径りとの関係は第
３図（ε）に示すものと同様で、これは更に、ボイド防
止のための切欠き７を設けるものである。

第４図（ａ）において、幅１〜２　ｍｍの４個の切欠き
７を各辺中央に設け、この切欠き７の深さは、この成型
樹脂剤４を基板１の凹所９においたとき、キャビティ６
の領域が切欠き７にかかるようにする。

例えば、０．５〜１　ｍｍ　　程度切欠き７がキャビテ
ィ６の領域に入るようにする。成型樹脂剤４がン容融し
て、キャビティ６における、チップ５と基十反１の間の
隙間を埋める最終時期頃に、この切欠き７が閉じるよう
になるので、ボイドのない、且つ充填の完全な封止を得
ることが出来る。

しかし、封止の際、成型樹脂剤４がワイヤ３の上に直接
載置されているので、ワイヤ変形を生ずる欠陥は残って
いる。

第４図（ｂ）においては、切欠き７が平板外縁で閉じた
形の切欠きの孔となったもので、作用上では第４図（ａ
）のものと同じである。

第１図は本発明の実施例（１）におけるエポキシ成型樹
脂剤による封止図で、（ａ）は溶融部断面図、（ｂ）は
成型樹脂剤、（ｃ）は封止後断面図である。

第１図（ｂ）に示す成型樹脂剤では、四角系の平板状部
分の中央片面に０．３〜０．５　ｍｍの突出部分８があ
り、又各辺の中央には幅１〜２１Ｔ１ｍの４個の切欠き
７がある。この切欠き７の深さは予備テスト（２）で示
したものと同様に　０．５〜１ｍｍ程度、キャビティ６
の領域に切欠き７がかかるようにする。

第１図（ａ）は前記成型樹脂剤４を基板１のチップ５の
表面に、突出部分８がこれに接触するように置いた図で
ある。

この様にするとワイヤ３にエポキシ成型樹脂剤４が乗り
かからないので、ワイヤ変形不良の発生を防止すること
が出来る。

この成型樹脂剤４には予備テスト（２）におけると同様
な切欠き７が平板状部分に設けであるので、容易にエア
抜きが出来、ボイドのない、充填の完全な封止を得るこ
とが出来る。

また、この中央部に付ける突出部分８は、切欠き７が成
型樹脂剤４の外縁で閉じた形の切欠きの孔となったもの
に応用しても同じ効果を得ることが出来る。

上記においては、平板状部分に切欠き７を設けたものに
ついて述べたが、この切欠き７がなくても、中央部の突
出部分８が先に軟らかくなり、エアを周辺に排除するよ
うに溶融して行くのでボイド発生は従来のものより少な
くなる。

第２図は本発明の実施例（２）におけるエポキシ成型樹
脂剤による封止図で、（ａ）は溶融部断面図、（ｂ）は
成型樹脂剤である。

これらは、平板状部分の片面周辺に幅０．５〜２ｍｍ、
高さ０．３〜０．５　ｍｍの枠状の突出部分８があり、
この突出部分８を下にして基板１の樹脂枠内に置く。こ
のようにするとワイヤ３に成型樹脂剤４が乗りかからな
いので、ワイヤ変形不良の発生を防止することが出来る
。

第２図（ｂ）に示す成型樹脂剤では、平板状部分の片面
周辺に幅０．５〜２　ｍｍ、高さ０．３〜０．５　ｍｍ
の枠状の突出部分８があり、又各辺の中央には幅１〜２
　ｍｍの４個の切欠き７がある。この切欠き７の深さは
予備テスト（２）で示したと同様に０．５〜１ｍｍ程度
、キャビティ６の領域に切欠きがかかるようにする。

第２図（ａ）は前記成型樹脂剤４を、樹脂枠２内の基板
ｌの表面に接触して、突出部分８を下にして置いた図で
ある。突出部分８は基板１の上に乗り、成型樹脂剤４は
ワイヤ３に触れないので、ワイヤ変形不良の発生を防止
することが出来る。

また、これは切欠き７が成型樹脂剤４の外縁で閉じた形
の切欠きの孔となったものに応用しても同じ効果を得る
ことが出来る。

然しなから、この周辺に突出部分をもつ成型樹脂剤にあ
っては、切欠きがないとエアの抜けが悪いので、ボイド
発生不良は従来のものより増える。

従って、この型の成型樹脂剤は、切欠きを設けること必
要である。

また、平板状部分の片面の中央部と周辺部に突出部分を
もつ形状の成型樹脂剤、即ち、第１図（ｂ）と第２図（
ｂ）とに示すものの複合型のものでも、同様な良好結果
を得ることが出来る。

さらに、本発明における成型樹脂剤の材料はエポキシ樹
脂に限定されるものでなく、他の樹脂材料に対しても適
用される。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によると、基板の凹
所をエポキシ樹脂で充填封止するエポキシの成型樹脂剤
に突出部分を設けて、これをワイヤボンディング済の基
板上に置いたときもワイヤにあたらない形状とすること
により、ワイヤ変形を防止することができる。

さらに、切欠きを設けたものとすると、エアの排除が容
易になりボイドの発生を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例（１）におけるエポキシ成型樹
脂剤による封止図で、（ａ）は溶融部断面図、（ｂ）は
成型樹脂剤、（ｃ）は封止後断面図、第２図は本発明の
実施例（２）におけるエポキシ成型樹脂剤による封止図
で、（ａ）は溶融前断面図、（ｂ）は成型樹脂剤、第３図は予備テスト（１）におけるエポキシ成型樹脂剤
による封止図で、（ａ）は溶融部断面図、（ｂ）は平板
成型樹脂剤、第４図は予備テスト（２）に使用したエポキシ成型樹脂
剤図で、（ａ）は切欠き平板型、（ｂ）は内部切欠き平
板型、第５図は従来例におけるエポキシ成型樹脂剤による封止
図で、（ａ）は溶融部断面図、（ｂ）は平板成型樹脂剤
、（ｃ）は切欠き平板成型樹脂剤、（ｄ）は封止後断面
図である。これら図において、ｌは基板、２は樹脂枠、３はワイヤ、４は成型樹脂剤、５はチップ、６はキャビティ、７は切欠き、８は突出部分、９は凹所７料量ｅ月め突止イチ頓月二郭（すうエボ゛キシ成！ｌ
すρ副剤１１木イ芒帽め賞彷？＋１］　（２’Ｈ：、Ｂ
　　けう工１Ｔ・°へンへ弘鑓すＨ赫１（ユニうＨよＥ
ａ第　２　閃６Ａマビテイ、７　ｔｎ”）ｙて　　　　、７切ハ（／Ｉ）　　”ｔ゛クク？乎も吸２　　　　　　　（し
）ルー１−七咲乏手オ斥８５カ子喝斗スト　（２）（二
あけラエ心シ成ツ゛控す、鴫なＨ力易４　図（）、）　　　４−板１ヶ（型子を寸脂８１　　　　　
　（Ｃ）　　　−刀欠参平、授β（型オ【十脂列イ羨未
タ忙おけろ玉、ｆ：六ンＡ隻１裡す８昌剖に５手寸止−
ｐり予　夕　図

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕基板（１）の窪んだキャビティ（６）に半導体チ
ップ（５）を載置し、該基板（１）上のインナーリード
と半導体チップ（５）をワイヤ（３）で接続した後、該
半導体チップ（５）上および／または基板（１）上に、突出部分（８）を有する平板状の成型樹脂剤（４）を該
半導体チップ（５）および／または基板（１）上に該突
出部分（８）を接触させて置き、該成型樹脂剤（４）を加熱溶融し、該キャビティ（６）
内半導体チップ（５）を溶融樹脂により封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。〔２〕前記成型樹脂剤（４）には平板状部分の周縁部分
に前記キャビティ（６）領域の上の部分まで届く深さの
複数個の切欠き（７）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
置の製造方法。