(57)【要約】【課題】樹脂封止型半導体装置のパッケージの封止樹脂のモールドキュア工程における製品不良の発生を防止する。【解決手段】半導体素子を樹脂封止した半導体パッケージ６と耐熱性平板からなる挿間プレート５とを交互に積重ねて基台１上に載置し、最上段の挿間プレート５上に設けた重し３により加圧した状態で半導体パッケージ６を所定温度まで加熱した後徐冷して半導体パッケージ６に生じた変形を矯正する工程を含む半導体装置の製造方法において、挿間プレート５は、その表面に、挿間プレート５に当接する半導体パッケージ６の外部端子、ダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けたものを使用する。これにより、挿間プレート５と外部端子、ダイパッドが当接せず、モールドキュア時に発生するキズ、異物がゼロとなり、歩留まりが向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を樹脂封止した半導体パッケージと耐熱性平板からなる挿間プレートとを交互に積重ねて基台上に載置し、最上段の挿間プレート上に設けた加圧手段により加圧した状態で前記半導体パッケージを所定温度まで加熱した後徐冷して半導体パッケージに生じた変形を矯正する工程を含む半導体装置の製造方法において、
前記挿間プレートは、その表面に、当該挿間プレートに当接する半導体パッケージの外部端子の輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けたものを使用することを特徴とする半導体の製造方法。
【請求項２】
前記挿間プレートには更に、前記半導体パッケージのダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けたものを使用することを特徴とする請求項１記載の半導体の製造方法。
【請求項３】
基台と、その基台上に積み重ねられる複数の半導体パッケージ間に挿入される挿間プレートと、最上段の挿間プレート上に設けられる加圧手段とを有する半導体パッケージの変形矯正装置において、
前記挿間プレートには、その表面に、当該挿間プレートに当接する半導体パッケージの外部端子の輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部が設けられていることを特徴とする半導体パッケージの変形矯正装置。
【請求項４】
前記挿間プレートには更に、前記半導体パッケージのダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の半導体パッケージの変形矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び装置に関し、特に半導体素子及びボンディングワイヤ部分を樹脂封止後に半導体パッケージ裏面の外部端子やダイパッド等の導体部を再エッチングによりリードフレームから切り離すタイプの半導体パッケージの変形矯正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の樹脂封止型半導体装置では、半導体素子をリードフレームの中央部に搭載し、半導体素子のボンディングパッドとリードフレームの内部リードとを金線等のボンディングワイヤによって結線した後、樹脂封止する。この樹脂封止工程の後に樹脂の硬化を促進し完了させる加熱エージング（モールドキュア）を行い、次いで外部リードをめっき処理し、外部リードを所定の形状に切断して曲げ加工し、製品とする。
【０００３】
この工程における樹脂硬化の際に、半導体パッケージの構成材料の違いや樹脂の硬化収縮、パッケージの上下厚さの違いなどの原因により、半導体パッケージの変形が生じる。
この変形は次工程の外部リードの切断・成型工程におけるジャミングなどを引き起こして歩留低下を招くほか、半導体装置をプリント基板に実装する際の半田付け不良を発生させる原因となる。
【０００４】
この問題を解消するために、特許文献１には、半導体素子を樹脂封止した半導体パッケージと金属平板（挿間プレート）とを交互に積重ねて筒形の金属容器内に収納し、半導体パッケージ及び挿間プレートを積重ねた最上段に耐熱性の重しを載置した状態で半導体パッケージをガラス転移温度を超える温度まで加熱した後徐冷して半導体パッケージに生じた変形を矯正する方法が開示されている。
【０００５】
一方、半導体装置のパッケージの構造としては、外部入出力用のピンを四辺に配置したＱＦＰ（Quad Flat Package）、外部入出力用のピンが外部に出ていないＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）、パッケージの下面に外部入出力用のパッドが並んでいるＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＬＧＡ（Land Grid Array）等のタイプがあるが、前二者は安価であるが半導体の高集積化、多ピン配列には限界があり、後二者は高集積化、他ピン配列に向いているが、製造コストが嵩むという、相反する問題を有している。
【０００６】
近年の半導体の高集積化、多ピン配列のニーズに対応するとともに製造コストを低減できる半導体装置の構造として、特許文献２に記載されたものがある。これは、図５（Ｅ）に示すように、中央に半導体素子５１が配置され、その半導体素子５１の周辺にエリアアレイ状に、表面側がワイヤボンディング部５２であり裏面側が外部接続端子部５３である導体端子５４が配置され、ワイヤボンディング部５２と半導体素子５１の各電極パッドがボンディングワイヤ５６で電気的に接続され、半導体素子５１、ボンディングワイヤ５２及び導体端子５４の表面側半分が封止樹脂５８で樹脂封止されている半導体装置５０である。
【０００７】
この半導体装置の製造方法は、次の工程からなる。
図５（Ａ）に示すように、板状のリードフレーム材６１の表面側に、中央に搭載予定の半導体素子５１を囲んで形成されるワイヤボンディング部５２と、該ワイヤボンディング部５２に対応して裏面側に形成される外部接続端子部５３と、半導体素子搭載部５０の形成予定領域となるリードフレームの表裏面に金めっき層６２、６３を形成する（第１工程）。
【０００８】
次に、図５（Ｂ）に示すように、リードフレーム材６１の裏面側に耐エッチングレジスト膜６４を形成した後、表面側に形成された金めっき層６２をレジストマスクとして表面側からリードフレーム材６１に所定深さのエッチング加工（ハーフエッチング）を行う。これによって、半導体素子搭載部５０とワイヤボンディング部５２とを突出させる（第２工程）。
【０００９】
そして、図５（Ｃ）に示すように、ハーフエッチングされたリードフレーム材６１の表面側中央に半導体素子５１を銀・エポキシ系樹脂からなる接着剤を介して搭載した後、半導体素子５１の電極パッド部５５とそれぞれ対応するワイヤボンディング部５２との間をボンディングワイヤ５６によって接続し、電気的導通回路を形成する（第３工程）。
【００１０】
この後、図５（Ｄ）に示すように、半導体素子５１、ボンディングワイヤ５６を含むリードフレーム材６１の表面側を封止樹脂５８で樹脂封止する（第４工程）。
【００１１】
以上の処理が終わった後、リードフレーム材６１の裏面側に貼着していた耐エッチングレジスト膜６４を除去する。更に、図５（Ｅ）に示すように、リードフレーム材６１の裏面側に、裏面側に形成された金めっき層６３をレジストマスクとして再エッチング加工を行って、外部接続端子部５３と半導体素子搭載部５０の裏面側を突出させると共に、隣り合う外部接続端子部５３を電気的に独立させる（第５工程）。この後、個片化のための分断作業を行って、独立した半導体装置５０が得られる。
【００１２】
以上のように、この半導体装置では、樹脂封止後に再エッチングを行うことでスタンドオフ（封止樹脂に保持されリードフレームから独立した端子）を形成できる。この実装端子のスタンドオフを設けていることで、半導体装置における高い実装性と実装信頼性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平９−１７８１６号公報
【特許文献２】特許第３９４７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前掲の特許文献２に記載されたタイプの半導体装置（以下、「ハイブリッド型半導体装置」という。）においても、通常のＱＦＰ型、ＱＦＮ型、ＢＧＡ型、ＬＧＡ型の半導体装置と同様に、樹脂封止工程（第４工程：図５（Ｄ）参照）の後、耐エッチングレジスト膜６４を除去した後に、樹脂の硬化を促進し完了させるモールドキュアを行うが、この際においても、半導体パッケージの構成材料の違いや樹脂の硬化収縮、パッケージの上下厚さの違いなどの原因により、半導体パッケージの変形が生じる。
そこで、前掲の特許文献１に記載された半導体装置の製造方法のように、パッケージ間に挿間プレートを挿入、もしくは直接パッケージを重ねた上で、重しで加圧した状態でモールドキュアを行い、変形を矯正している。
【００１５】
しかしながら、前掲のハイブリッド型半導体装置のように、樹脂封止後にエッチングにて外部端子を独立させるパッケージにおいては、挿間プレートに付着した樹脂カス等の異物が外部端子やダイパッド等の導体部表面のめっき面に接触し、再エッチングの際のレジスト機能を果たすめっき面にキズをつけてしまい、このキズの部分がエッチング液により浸食されて、ピット不良を発生させ、歩留まり低下の原因となっている。
そこで本発明は、樹脂封止型半導体装置のパッケージの封止樹脂のモールドキュア工程における製品不良の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、本発明の第１の構成は、半導体素子を樹脂封止した半導体パッケージと耐熱性平板からなる挿間プレートとを交互に積重ねて基台上に載置し、最上段の挿間プレート上に設けた加圧手段により加圧した状態で前記半導体パッケージを所定温度まで加熱した後徐冷して半導体パッケージに生じた変形を矯正する工程を含む半導体装置の製造方法において、前記挿間プレートは、その表面に、当該挿間プレートに当接する半導体パッケージの外部端子の輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けたものを使用することを特徴とする。
【００１７】
この第１の構成においては、モールドキュア工程時に挿間プレートを介して各半導体パッケージを加圧するとき、挿間プレートにおける半導体パッケージの外部端子と接触する部位に座ぐり部または貫通孔部を設けているため、半導体パッケージの外部端子が挿間プレートに直接接触せず、外部端子のメッキ面にキズや異物の付着が生じない。これにより、後の再エッチング時にレジスト機能不良により外部端子が浸食されてキズが生じる等の製品不良が解消され、歩留まりを向上させることができる。
【００１８】
本発明の第２の構成は、第１の構成において、前記挿間プレートには更に、前記半導体パッケージのダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けたものを使用することを特徴とする。この第２の構成においては、挿間プレートに、更にダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けることにより、ダイパッド面にキズや異物の付着が生じず、製品不良を防ぐことができる。また、加圧時にダイパッド面にかかる荷重を無くし、封止樹脂部の変形を効率的に矯正することができる。
【００１９】
本発明の第３の構成は、基台と、その基台上に積み重ねられる複数の半導体パッケージ間に挿入される挿間プレートと、最上段の挿間プレート上に設けられる加圧手段とを有する半導体パッケージの変形矯正装置において、前記挿間プレートには、その表面に、当該挿間プレートに当接する半導体パッケージの外部端子の輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この第３の構成においては、挿間プレートにおける半導体パッケージの外部端子と接触する部位に座ぐり部または貫通孔部を設けているため、半導体パッケージの外部端子が挿間プレートに直接接触せず、外部端子のメッキ面にキズや異物の付着が生じない。これにより、後の再エッチング時にレジスト機能不良により外部端子が侵食されてキズが生じる等の製品不良が解消され、歩留まりを向上させることができる。
【００２１】
本発明の第４の構成は、第３の構成において、前記挿間プレートには更に、前記半導体パッケージのダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部が設けられていることを特徴とする。この第４の構成においては、挿間プレートに、更にダイパッドの輪郭に対応する座ぐり部または貫通孔部を設けることにより、ダイパッド面にキズや異物の付着が生じず、製品不良を防ぐことができる。また、加圧時にダイパッド面にかかる荷重を無くし、封止樹脂部の変形を効率的に矯正することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、モールドキュア時に製品の外部端子またはダイパッド等の導体部が挿間プレートと接触していた場合、挿間プレート表面に付着した樹脂カス、異物等により製品キズが発生し、外観不良で歩留まり低下の原因となるが、挿間プレートを導体部と接しない構造にしたことにより、モールドキュア時に発生するキズ、異物が削減され、歩留まりが向上する。
【００２３】
本発明の構成の挿間プレートは、ハイブリッド型半導体装置のみならず、ＢＧＡやＱＦＮ等の片面モールドを行う製品かつ重し等の加圧手段を用いたモールドキュアを行う製品であれば同様の効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体パッケージの変形矯正装置の一部分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体パッケージの変形矯正装置の正面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態に係る半導体パッケージの表面図、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る挿間プレートの上面の表面図、（ｃ）はその挿間プレートの下面の表面図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る挿間プレートの他の例を示す表面図である。
【図５】ハイブリッド型半導体装置の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る半導体パッケージの変形矯正装置は、基台１と、基台１から立設したガイド棒２と、重し３とを有している。基台１の上面及び重し３の下面はフラットであり、その間に、挿間プレート５と半導体パッケージ６が交互に積み重ねられる。基台１とガイド棒２と重し３は、モールドキュア時の温度（約１８０℃〜２００℃）に耐える耐熱性の部材で作られており、本例ではアルミニウム合金製としている。
【００２６】
ガイド棒２は、基台１上に挿間プレート５と半導体パッケージ６を積み重ねる際に位置を規制する機能を有しており、６本のガイド棒２の内側に、隙間なく外周が接するように、挿間プレート５、半導体パッケージ６、および重し３が設置される。
【００２７】
挿間プレート５の上下面には、その間に挟む半導体パッケージ６における外部端子、ダイパッドの配置、形状に応じた座ぐり部または貫通孔部が形成される。例えば、半導体パッケージ６の裏面の導電部が図３（ａ）に示す外部端子６ａおよびダイパッド６ｂの形態の場合は、挿間プレート５の上面は、図３（ｂ）に示す座ぐり部（または貫通孔部）５ａ，５ｂの形態となる。半導体パッケージ６の上面がフラットであれば、挿間プレート５の下面は図３（ｃ）に示すようにフラットとする。座ぐり部５ａ，５ｂの深さは、半導体パッケージの外部端子６ａ、ダイパッド６ｂの高さよりも深くして、外部端子６ａ、ダイパッド６ｂが座ぐり部５ａ，５ｂと接触しないようにする。
【００２８】
なお、挿間プレート５の上面または下面に形成される座ぐり部５ａ、５ｂまたは貫通孔部は、外部端子のそれぞれに対応する形状のほかに、外部端子アレイ全体を含むような形態とすることもできる。その例を図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。図４（ａ）は座ぐり部５ｃが図３（ａ）に示す半導体パッケージの４個分全体を含む場合、図４（ｂ）は座ぐり部５ｄが半導体パッケージの１個分全体を含む場合、図４（ｃ）は座ぐり部５ｅが外部端子のみと接触しない場合を示している。
【００２９】
以上のようにして基台１上に挿間プレート５と半導体パッケージ６を交互に積み立てて重し３を上に載せた状態で、モールドキュアを行う。これにより半導体パッケージ６の変形が矯正される。ハイブリッド型半導体装置の場合は、変形矯正後、再エッチングを行って外部端子のスタンドオフを形成する。
【００３０】
この半導体パッケージの変形矯正装置は、従来のモールドキュアで使用していたフラットの挿間プレートを、半導体パッケージのダイパッド、外部端子が接触しない構造の挿間プレートに全て変えることにより、従来のモールドキュアと同じ工程で、キズや異物混入による製品不良を解消することができる。すなわち、挿間プレートのみを変更することで、同じ手順を適用して本発明の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、本発明は、ハイブリッド型半導体装置の製造工程のみならず、通常のＢＧＡやＱＦＮ等の片面モールドを行う製品の製造工程にも適用できる。また、加圧手段として重しを用いるほかに、スプリングやプレス等の他の加圧手段を用いる変形矯正装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  基台
２  ガイド棒
３  重し
５  挿間プレート
５ａ〜５ｅ  座ぐり部
６  半導体パッケージ
６ａ  外部端子
６ｂ  ダイパッド
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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