(57)【要約】【課題】フリップチップ形式で半導体チップが搭載された半導体装置に対して確実にアンダーフィルをすると共に、フィレット部を形成すること。【解決手段】上金型２０に形成されたエア流路７０と、上金型２０から下金型３０へ向けられ、上金型２０の型面にはゲート１６およびキャビティ５０を形成するキャビティ壁２６が形成され、キャビティ壁２６が先端側に向けてキャビティ５０を拡げる傾斜壁面をなし、キャビティ５０内に収容される半導体装置６０の半導体チップ６４の平面領域よりも外方位置にエア流路７０が開口し、キャビティ壁２６に吸着したリリースフィルム８０へのエア給排状態を切り替えることにより、キャビティ５０内のリリースフィルム８０のセット状態を切り替えて、配線基板６２と半導体チップ６４との間にアンダーフィル樹脂９０を充てんした後に引き続きフィレット部６６を形成することができる構成を採用した。【選択図】図１
2010109252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポットと、前記ポット内を摺動して前記ポットに供給された封止用樹脂をカル、ランナおよびゲートを介してキャビティに圧送するプランジャと、上金型に形成されたエア流路と、前記上金型から下金型へ向けて突出させて設けられ、前記ゲートおよび前記キャビティを形成するためのキャビティ壁と、を有し、
前記キャビティ内に収容される、半導体チップがフリップチップ接続方式で配線基板に搭載された半導体装置にフィレット部を成形すべく、前記キャビティ壁の内壁面が、先端側に向けて前記キャビティを拡げるように傾斜する傾斜壁面に形成され、
前記半導体チップの平面領域よりも外方位置における前記キャビティ内の上面に、エア給排装置に連通するエア流路の一端が開口し、
前記上金型の型面に吸着させたリリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させた状態で、
前記エア流路が前記キャビティ内にエアを吹き出すことにより、前記傾斜壁面から離反させた前記リリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させて、前記半導体チップと前記配線基板との間に前記封止用樹脂を充てん可能にする第１の状態と、
前記エア流路が前記キャビティ内へのエアの吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減若しくはエアを吸引させることにより、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させて、フィレット部を形成可能にする第２の状態と、が切り替え可能であることを特徴とするトランスファモールド金型。
【請求項２】
前記キャビティ壁の先端側における前記ゲートの高さ位置は、前記リリースフィルムを前記キャビティ壁の先端に密着させた際において、前記リリースフィルムの下端面高さ位置が、前記半導体チップの下側面の高さ位置となるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のトランスファモールド金型。
【請求項３】
前記下金型のパーティング面に対向する面の前記キャビティ壁の外側に凹溝状のスティフナ形成部を有し、該スティフナ形成部は前記ポットと前記キャビティとに連通していることを特徴とする請求項１又は２記載のトランスファモールド金型。
【請求項４】
前記キャビティ壁の配設位置よりも外方位置における上金型の型面には、凹凸部がさらに形成されていて、
前記スティフナ形成部は、当該凹凸部および前記キャビティ壁により前記配線基板の半導体チップ搭載面に形成されることを特徴とする請求項３記載のトランスファモールド金型。
【請求項５】
前記スティフナ形成部は、第１のスティフナ形成部と第２のスティフナ形成部とに分割された状態に形成され、
前記第１のスティフナ形成部は前記ポットに連通し、前記第１のスティフナ形成部と前記第２のスティフナ形成部とは、それぞれ狭隘部を介して前記キャビティに連通していることを特徴とする請求項３又は４記載のトランスファモールド金型。
【請求項６】
前記配線基板の半導体チップ搭載面には、前記下金型と前記配線基板の側端面との間の隙間部分を跨ぐ形状の中間プレートが配設され、該中間プレートは、上面が前記ランナの一部を構成することを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のトランスファモールド金型。
【請求項７】
前記中間プレートは、前記配線基板の前記半導体チップ搭載面に当接する面に凹状部が形成されていることを特徴とする請求項６記載のトランスファモールド金型。
【請求項８】
前記スティフナ形成部は、前記凹状部によって形成されることを特徴とする請求項７記載のトランスファモールド金型。
【請求項９】
前記配線基板の半導体チップ搭載面には、前記下金型と前記配線基板の側端面との間の隙間部分を跨ぐ形状を有して上面が前記ランナの一部を構成すると共に該ランナとは異なる第２のランナの一部を構成する中間プレートが配設され、
前記中間プレートには、前記配線基板の前記半導体チップ搭載面に当接する面に凹状部が形成されていると共に、
第２のポット、前記第２のポット内を往復動して前記第２のポットに供給された樹脂を第２のカル、および前記第２のランナを介して前記樹脂を前記凹状部に圧送する第２のプランジャを、さらに有していることを特徴とする請求項１又は２記載のトランスファモールド金型。
【請求項１０】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のトランスファモールド金型と、当該トランスファモールド金型の動作を制御する制御手段と、を具備するトランスファモールド装置であって、
前記制御手段は、
前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる処理と、
前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させて第１の状態にする処理と、
前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す処理と、
前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させた第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する処理と、をそれぞれ実行させることを特徴とするトランスファモールド装置。
【請求項１１】
請求項９記載のトランスファモールド金型と、当該トランスファモールド金型の動作を制御する制御手段と、を具備するトランスファモールド装置であって、
前記制御手段は、
前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる処理と、
前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させて第１の状態にする処理と、
前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す処理と、
前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させた第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する処理と、
前記第２のプランジャを駆動させて、前記第２のポット内の樹脂を前記凹状部に充てんすることで前記半導体装置の半導体チップ搭載面側にスティフナを形成する処理と、をそれぞれ実行させることを特徴とするトランスファモールド装置。
【請求項１２】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のトランスファモールド金型を具備するトランスファモールド装置を用いた樹脂成形方法であって、
前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる工程と、
前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させた第１の状態にする工程と、
前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す工程と、
前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させた第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する工程と、を含むことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項１３】
請求項９記載のトランスファモールド金型を具備するトランスファモールド装置を用いた樹脂成形方法であって、
前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる工程と、
前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記半導体チップの側壁面に倣わせた状態で密着させて第１の状態にする工程と、
前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す工程と、
前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させて第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する工程と、
前記第２のプランジャを駆動させて、前記第２のポット内の樹脂を前記凹状部に充てんすることで前記半導体装置の半導体チップ搭載面側にスティフナを形成する工程と、を含むことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項１４】
半導体チップがフリップチップ接続方式で配線基板に搭載された半導体装置であって、
前記半導体チップと前記配線基板との間の隙間にアンダーフィルされたアンダーフィル樹脂と前記配線基板に形成されたスティフナとが少なくとも一対の狭隘部で連結されるように一体に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
前記スティフナ成形部は、複数に分割されて、
前記分割されたスティフナ成形部のうちの少なくとも一のスティフナ成形部が前記狭隘部のうちの一の狭隘部に接続されると共に、前記分割されたスティフナ成形部のうちの該狭隘部に接続されていない他のスティフナ成形部が他の狭隘部に接続されていることを特徴とする請求項１４記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランスファモールド金型およびトランスファモールド装置とこれを用いた樹脂成形方法と半導体装置に関し、より詳細には、半導体装置におけるアンダーフィルを確実に行うことが可能なトランスファモールド金型およびこれを用いたトランスファモールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から面実装型の半導体装置を配線基板（以下、単に基板という）に搭載する際には、図１４に示すように配線パターンが形成された基板ＫＢにフリップチップ接続方式によって接続されることで半導体チップＨＣが搭載される。この種の半導体装置ＨＳにおいては、半導体チップＨＣと基板ＫＢとの隙間部分にアンダーフィル樹脂ＵＦＲを充てんすることにより、半導体チップＨＣと基板ＫＢとの接合部分を保護している。
このようなアンダーフィル樹脂の注入方法としては、図１４に示すように、まず、樹脂供給ノズルＮＺが半導体チップＨＣの外周縁に沿ってアンダーフィル樹脂ＵＦＲを供給する。次いで、半導体チップＨＣと基板ＫＢとの隙間に毛細管現象を利用してアンダーフィル樹脂ＵＦＲを充てんしてフィレットＦＴを形成する半導体装置の樹脂成形方法が例えば特許文献１により提案されている。
特許文献１においては、半導体チップの外周縁部分に接続用バンプＢＭＰよりも小径に形成されたダミーバンプＤＢＭＰを配設し、毛細管現象を発生しやすくすることによって大型の半導体チップであっても確実にアンダーフィルを施すことが可能な半導体装置の構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００８−９１６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、半導体チップと基板との隙間寸法がきわめて狭くなってきており、特許文献１で提案されている半導体装置の構成であっても、アンダーフィル樹脂の充てんが十分に行うことができないことがあるという課題が明らかになった。
【０００４】
そこで本願発明は、フリップチップ方式により形成された半導体装置をトランスファモールドによって確実にアンダーフィルすることができると共に、フィレット部を確実に成形することが可能なトランスファモールド金型およびトランスファモールド装置とこれを用いた樹脂成形方法と半導体装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者は、トランスファモールド装置を用いて前記目的を達成するためには、半導体装置のフィレット部が形成される前に、アンダーフィルを充てんさせることが有効であることを見出し、本願発明を完成させた。
すなわち本発明は、ポットと、前記ポット内を摺動して前記ポットに供給された封止用樹脂をカル、ランナおよびゲートを介してキャビティに圧送するプランジャと、上金型に形成されたエア流路と、前記上金型から下金型へ向けて突出させて設けられ、前記ゲートおよび前記キャビティを形成するためのキャビティ壁と、を有し、前記キャビティ内に収容される、半導体チップがフリップチップ接続方式で配線基板に搭載された半導体装置にフィレット部を成形すべく、前記キャビティ壁の内壁面が、先端側に向けて前記キャビティを拡げるように傾斜する傾斜壁面に形成され、前記半導体チップの平面領域よりも外方位置における前記キャビティ内の上面に、エア給排装置に連通するエア流路の一端が開口し、前記上金型の型面に吸着させたリリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させた状態で、前記エア流路が前記キャビティ内にエアを吹き出すことにより、前記傾斜壁面から離反させた前記リリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させて、前記半導体チップと前記配線基板との間に前記封止用樹脂を充てん可能にする第１の状態と、前記エア流路が前記キャビティ内へのエアの吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減若しくはエアを吸引させることにより、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させて、フィレット部を形成可能にする第２の状態と、が切り替え可能であることを特徴とするトランスファモールド金型である。
【０００６】
また、前記キャビティ壁の先端側における前記ゲートの高さ位置は、前記リリースフィルムを前記キャビティ壁の先端に密着させた際において、前記リリースフィルムの下端面高さ位置が、前記半導体チップの下側面の高さ位置となるように形成されていることを特徴とする。これにより、ポットから圧送されてきた封止樹脂がリリースフィルムにより半導体チップと基板との隙間部分に誘導されることになるため、確実なアンダーフィルの充てんが可能になる。
【０００７】
また、前記下金型のパーティング面に対向する面の前記キャビティ壁の外側に凹溝状のスティフナ成形部を有し、該スティフナ成形部は前記ポットと前記キャビティとに連通していることを特徴とする。
また、前記キャビティ壁の配設位置よりも外方位置における上金型の型面には、凹凸部がさらに形成されていて、前記スティフナ成形部は、当該凹凸部および前記キャビティ壁により前記配線基板の半導体チップ搭載面に形成されることを特徴とする。
これらにより、キャビティ内に樹脂を圧送する際にスティフナ成形部にもアンダーフィル樹脂を充てんすることができ、配線基板の半導体チップ搭載面にスティフナを形成することができる。このスティフナにより半導体装置の薄型化を図る際にコアレス基板を採用しても、半導体装置をハンドリングする際に必要な剛性を備えさせることができる。
【０００８】
また、前記スティフナ成形部は、第１のスティフナ成形部と第２のスティフナ成形部とに分割された状態に形成され、前記第１のスティフナ成形部は前記ポットに連通し、前記第１のスティフナ成形部と前記第２のスティフナ成形部とは、それぞれ狭隘部を介して前記キャビティに連通していることを特徴とする。これにより、スティフナ成形部へのアンダーフィル樹脂の充てん効率が向上し、効率的な半導体装置の製造が可能になる。
【０００９】
また、前記配線基板の半導体チップ搭載面には、前記下金型と前記配線基板の側端面との間の隙間部分を跨ぐ形状の中間プレートが配設され、該中間プレートは、上面が前記ランナの一部を構成することを特徴とする。これにより、封止用樹脂による配線基板表面の汚染や配線基板の下面への封止用樹脂の侵入を防止することができる。
【００１０】
また、前記中間プレートは、前記配線基板の前記半導体チップ搭載面に当接する面に凹状部が形成されていることを特徴とする。これにより、配線基板の半導体チップ搭載面に半導体チップ以外の電子部品が搭載されている場合であっても、配線基板の半導体チップ搭載面に中間プレートを適切に配設することができ、より効果的に封止用樹脂による配線基板表面の汚染や配線基板の下面への封止用樹脂の侵入を防止することができる。
【００１１】
また、前記スティフナ成形部は、前記凹状部によって形成されることを特徴とする。これにより、電子部品搭載領域にもアンダーフィル樹脂を充てんすることができ、電子部品を外部環境から保護することができると共に、この部分をスティフナとして用いることができる。
【００１２】
また、前記配線基板の半導体チップ搭載面には、前記下金型と前記配線基板の側端面との間の隙間部分を跨ぐ形状を有して上面が前記ランナの一部を構成すると共に該ランナとは異なる第２のランナの一部を構成する中間プレートが配設され、前記中間プレートには、前記配線基板の前記半導体チップ搭載面に当接する面に凹状部が形成されていると共に、第２のポット、前記第２のポット内を往復動して前記第２のポットに供給された樹脂を第２のカル、および前記第２のランナを介して前記樹脂を前記凹状部に圧送する第２のプランジャを、さらに有していることを特徴とする。これにより、アンダーフィルとフィレット部（半導体チップと配線基板との隙間部分）以外のスティフナのそれぞれに対して異なる樹脂を使用することができる。すなわち、スティフナ部分には安価な成形用樹脂材料を採用することができるため、高価なアンダーフィル樹脂の使用量を削減し、低コストでのスティフナ付きの半導体装置を提供することが可能になる。
【００１３】
また、他の発明として、上記のうちいずれかのトランスファモールド金型と、当該トランスファモールド金型の動作を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる処理と、前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させて第１の状態にする処理と、前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す処理と、前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させた第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する処理と、をそれぞれ実行させることを特徴とするトランスファモールド装置とすることもできる。
【００１４】
また、前記トランスファモールド金型には、第２のポット、前記第２のポット内を往復動して前記第２のポットに供給された樹脂を第２のカル、および第２のランナを介して前記樹脂を前記成形溝に圧送する第２のプランジャを、さらに有していて、前記制御手段は、前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる処理と、前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させて第１の状態にする処理と、前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す処理と、
前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させた第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する処理と、
前記第２のプランジャを駆動させて、前記第２のポット内の樹脂を前記凹状部に充てんすることで前記半導体装置の半導体チップ搭載面側に樹脂成形する処理と、をそれぞれ実行させることを特徴とするトランスファモールド装置とすることもできる。
【００１５】
また、他の発明としては、上記いずれかのトランスファモールド装置を用い、前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる工程と、前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記配線基板における前記半導体チップの搭載面に密着させた第１の状態にする工程と、前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す工程と、前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させた第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する工程と、を含むことを特徴とする樹脂成形方法とすることもできる。
【００１６】
また、前記トランスファモールド装置は、第２のポット、前記第２のポット内を往復動して前記第２のポットに供給された樹脂を第２のカル、および第２のランナを介して前記樹脂を前記凹状部に圧送する第２のプランジャを、さらに有していて、前記上金型または下金型のうちの少なくとも一方を駆動させて、前記上金型の型面に吸着させた前記リリースフィルムを前記半導体チップの上面に押圧させる工程と、前記エア流路にエアを吹き出させて、前記上金型の型面に吸着していた前記リリースフィルムを少なくとも前記傾斜壁面から離反させると共に、前記傾斜壁面から離反させたリリースフィルムを前記半導体チップの側壁面に倣わせた状態で密着させて第１の状態にする工程と、前記プランジャを駆動させて、前記ポット内の封止用樹脂を前記リリースフィルムに沿わせて前記配線基板と前記半導体チップとの間に誘導して充てんすることで前記半導体チップにアンダーフィルを施す工程と、前記エア流路からのエア吹き出し圧力を前記第１の状態よりも低減させ若しくはエアを吸引させて、前記リリースフィルムを前記傾斜壁面に密着させて第２の状態とし、前記半導体チップの側壁面と前記リリースフィルムが吸着している前記傾斜壁面との間に前記封止用樹脂を充てんし、前記半導体装置のフィレット部を形成する工程と、前記第２のプランジャを駆動させて、前記第２のポット内の樹脂を前記凹状部に充てんすることで前記半導体装置の半導体チップ搭載面側に樹脂成形する工程と、を含むことを特徴とする樹脂成形方法とすることもできる。
【００１７】
さらに他の発明としては、半導体チップがフリップチップ接続方式で配線基板に搭載された半導体装置であって、前記半導体チップと前記配線基板との間の隙間にアンダーフィルされたアンダーフィル樹脂と前記配線基板に形成されたスティフナとが少なくとも一対の狭隘部で連結されるように一体に形成されていることを特徴とする半導体装置とすることもできる。
【００１８】
また、前記スティフナ成形部は、複数に分割されて、前記分割されたスティフナ成形部のうちの少なくとも一のスティフナ成形部が前記狭隘部のうちの一の狭隘部に接続されると共に、前記分割されたスティフナ成形部のうちの該狭隘部に接続されていない他のスティフナ成形部が他の狭隘部に接続されていることを特徴とする。これにより効率的にスティフナの成形が可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明にかかるトランスファモールド金型およびトランスファモールド装置とこれを用いた樹脂成形方法によれば、フリップチップ接続方式の半導体装置におけるアンダーフィル樹脂の充てん処理を確実に行うことができる。またアンダーフィル樹脂の充てんを確実に行ったうえでフィレット部を同時に形成することもできる。これによりきわめて薄型に形成されたフリップチップ接続方式の半導体装置において半導体チップと基板との接合部分の接続信頼性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下に、本発明の好適な実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第１実施形態におけるトランスファモールド金型の断面図と平面図である。図２は、図１に示すトランスファモールド金型の分解断面図と、これにセットされる半導体装置の断面図である。
本実施形態におけるトランスファモールド金型２００は、ポット１０と、ポット１０内を摺動してポット１０に供給された封止用樹脂であるアンダーフィル樹脂９０をカル１２、ランナ１４およびゲート１６を介してキャビティ５０に圧送するプランジャ１８と、上金型２０と、下金型３０と、中間プレート４０とを有し、後述するようなアンダーフィル可能な状態とフィレット成形可能な状態との切り替え可能に構成されている。なお、本実施形態におけるトランスファモールド金型２００では、同図の断面においてポット１０を中心として図示したキャビティ５０の反対側にも同様のランナ、ゲートおよびキャビティを備えている。なお、同図の左右方向のいずれかのみにキャビティを備えるような構成を採用することもできる。
【００２１】
本実施形態におけるトランスファモールド金型２００は、上金型２０に構成された図示しないエア吸着孔によりリリースフィルム８０を型面に倣わせて吸着させた状態で、配線パターンが形成された配線基板である基板６２にフリップチップ方式により搭載した半導体チップ６４と、基板６２との隙間（アンダーフィル部）にアンダーフィル樹脂９０を充てんしてアンダーフィルし、半導体チップ６４の外周縁に補強用のフィレット部６６を形成するために用いられる。
【００２２】
上金型２０は、上チェイスブロック２２、上インサートブロック２３および上キャビティ駒２４を備えて構成されている。上キャビティ駒２４は、上インサートブロック２３に形成された矩形孔に挿入された状態で上チェイスブロック２２下面に配設されている。この上キャビティ駒２４は、被成形品である半導体装置６０に搭載されている半導体チップ６４の平面寸法とほぼ同一もしくはわずかに大きい平面寸法に形成されていて、キャビティ５０の壁面の一部（上面）を構成する。本実施形態においては、上キャビティ駒２４は、上センターインサート２５および上サイドインサート２７で構成される上インサートブロック２３との間に隙間を介した状態で配設されている。この場合、この隙間がエア流路７０として機能する。このエア流路７０は一端側がキャビティ５０の上面に開口し、他端側が上金型２０内に構成された流路（図示せず）を介してエアの給排をするエア給排装置（図示せず）に接続されている。これにより、キャビティ５０はエア制御手段に連通されて、その内部空間に対するエアの均一な吹き出し（供給）とその内部空間からのエアの均一な吸引（排出）を可能としている。なお、エア流路７０には、上述のような構成のみならず、エアを吹き出し可能な矩形孔や丸孔を上述したエア流路７０の位置に複数備える構成を採用することもできる。
【００２３】
上インサートブロック２３は、上キャビティ駒２４と共に上チェイスブロック２２下面に配設されている。上インサートブロック２３には、キャビティ５０の側面を構成して上キャビティ駒２４と共にキャビティ５０を画成するキャビティ壁２６が形成されている。キャビティ壁２６は、下端面位置が上キャビティ駒２４の下端面位置よりも下金型３０側に向けて矩形枠状に突起するように形成されている。また、キャビティ壁２６には、金型クランプ時にポット１０側に向けられる一辺の中央部にゲート１６が形成されている。このゲート１６は、外側（ランナ側）と内側（キャビティ側）との間を所定幅で上方向にへこませるように形成されており、半導体装置６０の基板６２上においてアンダーフィル樹脂９０を通過させる。なお、キャビティ壁２６においてゲート１６が形成された辺の反対側の辺にはゲート１６と同様のスルーゲートが形成されている。
【００２４】
図１、図２からも明らかなように、キャビティ壁２６は、キャビティ５０の内壁面となる壁面２６Ａが、後述するフィレット部６６の形成を目的としてキャビティ壁２６突出先端側（図中の下端部側）に向けてキャビティ５０を拡げるように傾斜する傾斜壁面に形成されている。これに対してキャビティ壁２６の外壁面２６Ｂは、壁面２６Ａとは逆方向に傾斜する傾斜壁面に形成されている。また、外壁面２６Ｂには、ゲート１６に連通する位置において外側（ランナ側）と内側（ゲート側）との間を所定幅で凹ませることでランナとして機能し、アンダーフィル樹脂９０を通過させるランナ溝が形成されている。このように本実施形態においては、キャビティ壁２６の断面形状は突出側先端部における幅寸法が基部側の幅寸法より幅狭ないわゆる逆台形状に形成されている。
【００２５】
また、本実施形態におけるキャビティ壁２６の突出先端側のゲート１６における高さ位置は、図４に示すように、上金型２０の型面に配設されたエア流路７０により上金型２０の型面に沿って吸着されたリリースフィルム８０の下側表面の高さ位置が、下金型３０に形成されたセット凹部３６にセットされた半導体装置６０の半導体チップ６４の下側面の高さ位置と略一致する高さ寸法に形成されている。
【００２６】
下金型３０は、下チェイスブロック３２、下インサートブロック３３および下キャビティ駒３４を備えて構成されている。下キャビティ駒３４は、下インサートブロック３３に形成された矩形孔に挿入された状態で下チェイスブロック３２上面に配設されている。下キャビティ駒３４の上面（パーティング面）には、半導体装置６０をキャビティ５０に対して所定の位置関係となるように位置決めするためのセット凹部３６が形成されている。具体的には、セット凹部３６は、上キャビティ駒２４の平面位置と半導体チップ６４の平面位置とが一致するように半導体装置６０をセット可能な位置に形成されている。本実施形態におけるトランスファモールド金型２００は先述のとおり、半導体装置６０のアンダーフィルを行った後、フィレット部６６（図６参照）を形成可能である。
【００２７】
中間プレート４０は、複数の貫通孔を有する矩形板状に形成されて図外のローダによって搬送可能に構成されている。中間プレート４０は、アンダーフィルを行う際には半導体装置６０がセット凹部３６にセットされた後に、半導体装置６０の基板６２上に積み重ねて配設されると共に、金型クランプすることで上金型２０と下金型３０との間に挟持状態で配置される。中間プレート４０は、このような状態での配置時に少なくともセット凹部３６の内側壁面と基板６２の外側壁面との間の隙間を跨ぐような形状に形成されており、この隙間を跨ぐ配置となるように下金型３０および基板６２上にセットされる。本実施形態においては、セット凹部３６と基板６２との隙間部分以外にも、下インサートブロック３３と下キャビティ駒３４との間の隙間部分もまた跨ぐ配置となっている（図３参照）から、ポット１０から圧送されるアンダーフィル樹脂９０が、これらの下金型３０における隙間部分に入り込んでしまうことを好適に防ぐことができる。
中間プレート４０には、ポット１０および半導体チップ６４に対応する位置において板厚方向に貫通すると共に下方に向けて小径となるテーパ状に形成された貫通孔４２Ａ，４２Ｂが設けられている。この貫通孔４２Ａは、平面視円形状に形成され、貫通孔４２Ｂは、平面視矩形状に形成されている。
【００２８】
また、中間プレート４０の上面（上金型２０側）には、第１の貫通孔４２Ａと第２の貫通孔４２Ｂとを連通する所定幅のランナ溝４４が形成されており、ランナ溝４４と、第１の貫通孔４２Ａと、上金型２０と、によりカル１２およびランナ１４が形成されている。この場合、ランナ１４は、金型クランプ状態においてランナ溝４４によって構成されるランナと上金型２０の外壁面２６Ｂによって構成されるランナとが連通されることで構成される。また、ランナ１４の反対側には、ランナ１４とほぼ同様の形状に形成されると共に上述のスルーゲートに連通して樹脂をオーバーフローさせるオーバーフローキャビティ（ダミーキャビティ）が形成される。
【００２９】
そして、本実施形態では、中間プレート４０の下面（下金型３０側）には、半導体装置６０の基板６２の外周に配設されたチップコンデンサ等の電子部品６８と対向する部位に、電子部品６８を収容するための凹溝４６が形成されている。例えば、この溝４６は、電子部品６８が基板６２の外周の全周に配設されているときには、所定幅の凹溝が基板６２の外周に沿うように平面視矩形枠状に形成されることとなる。
このように、半導体装置６０の半導体チップ６４以外の部位は、中間プレート４０によりアンダーフィル樹脂９０との接触がないように被覆されているため、半導体装置６０の基板６２表面へのアンダーフィル樹脂９０の付着による汚染を防ぐことができる。このような中間プレート４０の材料としては、一般的な鋼材や、ステンレス鋼、チタン、ニッケル合金のような金属材料の他にも耐熱性や耐摩耗性の高いポリイミド樹脂のような樹脂材料を用いることができる。
【００３０】
本実施形態におけるトランスファモールド金型２００は以上に示す構成を有している。次に上述のトランスファモールド金型２００を具備するトランスファモールド装置を用いた樹脂成形方法について説明する。
本実施形態におけるトランスファモールド装置は、トランスファモールド金型２００を用い、トランスファモールド金型２００を構成するそれぞれの構成要素の動作を制御する制御手段を有している。本実施形態における制御手段は、ＣＰＵとＣＰＵに実行させる制御プログラムとにより構成されている。制御手段は、記憶手段に制御プログラムが記憶されているパーソナルコンピュータによっても構成することができる。
【００３１】
図３は、第１実施形態におけるトランスファモールド金型に被成形品である半導体装置をセットし、上金型と下金型とを型締めした状態を示す断面図である。図４〜図６は、本実施形態におけるトランスファモールド装置を用い、半導体装置にアンダーフィル樹脂を充てんした後、半導体チップの外周縁にフィレット部を形成する樹脂成形方法の各工程における状態を示すキャビティ壁付近の断面図（図３内のＺ部分における拡大図）である。
【００３２】
まず、図４に示す状態とする前に、図示されていないローダにより、半導体装置６０が型開き状態の下金型３０のセット凹部３６にセットされ、引き続いて中間プレート４０が、半導体チップ６４の平面位置に第２の貫通孔４２Ｂの位置を、電子部品６８の搭載位置に凹溝４６を、それぞれ位置合わせされた状態で半導体装置６０の上に載置される。図示しないが、位置決めした中間プレート４０がずれないように下金型３０にエア吸着部を配設して中間プレート４０をエア吸着したり、下金型３０と中間プレートとに嵌合用の孔および突起を設けたりしてもよい。
【００３３】
次に制御手段は、図４（Ａ）に示すように、エア給排装置を作動させて吸着孔（共に図示せず）により上インサートブロック２３（上センターインサート２５）および上キャビティ駒２４の型面にリリースフィルム８０を吸着させる。このとき、吸着孔に加えてエア流路７０にエア吸引させてもよい。また、金型構成によっては吸着孔を設けずにエア流路７０にエア吸引させてもよい。次に制御手段は、図示されていない金型駆動手段を駆動させて上金型２０と下金型３０とのうちのいずれか一方または両方を互いに接近させることにより図４（Ｂ）に示すように型締めさせる。これにより、中間プレート４０、半導体装置６０およびリリースフィルム８０は、上金型２０と下金型３０とによってクランプされる。この場合リリースフィルム８０は、上金型２０と中間プレート４０とによってクランプされていない（キャビティ５０内において半導体チップ６４の平面領域よりも外方となる領域）部分が上金型２０に吸着されることとなる。本実施形態においては、図４（Ｂ）に示すように、上キャビティ駒２４に吸着させたリリースフィルム８０の下面が半導体装置６０に搭載されている半導体チップ６４の上側面に押圧されている状態が型締めされた状態となっている。このとき、半導体チップ６４の側壁面と、これに対向するキャビティ壁２６の壁面２６Ａに吸着されたリリースフィルム８０との間にはフィレット部用空間５２が形成されている。換言すれば、半導体チップ６４の側面はその全周に亘ってフィレット部用空間５２が形成される。
【００３４】
次に、制御手段は、エア給排装置の制御により吸着孔（およびエア流路７０）によるエア吸着を停止させ、エア流路７０からエアを後述するような所定の圧力で吹き出させることにより、上金型２０の型面（パーティング面）に沿って吸着していたリリースフィルム８０を離反させる。これによりリリースフィルム８０のうちクランプされていない部分のみが上金型２０から離反することとなる。図５（Ａ）はリリースフィルム８０を上金型２０および上キャビティ駒２４の型面から離反させた状態を示す。
図５（Ａ）に示されているとおり、本実施形態におけるエア流路７０の開口部位置は、キャビティ５０の天井面のコーナー部付近（半導体チップ６４の平面位置よりも外方位置）に位置している。
【００３５】
これらのことから、エア流路７０からのエア吹き出しにより、キャビティ壁２６および上金型２０の型面に吸着されていたリリースフィルム８０は、半導体装置６０の半導体チップ６４の上面に当接した状態は維持しつつも、部分的にキャビティ壁２６および上金型２０の型面からは離反した状態となる。また、キャビティ壁２６および上金型２０の型面から離反したリリースフィルム８０のうち、キャビティ壁２６の壁面２６Ａに吸着されていた部位は、エア流路７０から吹き出されると共にランナ１４およびゲート１６を介して各部に供給されるエア流により半導体チップ６４の側壁面、基板６２の上面（半導体チップ６４搭載面）、中間プレート４０の側面、および、中間プレート４０のランナ溝４４に倣って密着することになり、アンダーフィル部にアンダーフィル樹脂９０を充てん可能状態（本発明における「第１の状態」に相当）となる。
【００３６】
このように、キャビティ壁２６の壁面２６Ａに吸着されていたリリースフィルム８０を基板６２の上面および半導体チップ６４の側壁面に密着させることで、フィレット部用空間５２が潰されて、半導体チップ６４の側壁面に吸着されたリリースフィルム８０とキャビティ壁２６の壁面２６Ａとの間にエア貯留用空間５４が形成されることになる。
次に制御手段は、プランジャ１８をポット１０内で駆動させ、ポット１０に供給されている封止樹脂であるアンダーフィル樹脂９０を、カル１２、ランナ１４およびゲート１６を経由させてキャビティ５０に圧送する。この際に、アンダーフィル樹脂９０は、図５（Ｂ）に示すように、エアの吹き出しによって上述の部位に密着させられたリリースフィルム８０と中間プレート４０との間を押し拡げながら充てんされていく。
【００３７】
このとき、制御手段は、エア流路７０からエア貯留用空間５４にエアを吹き出すようにエア給排装置を制御している。また、エア流路７０から吹き付けられるエアの圧力（以下、エア圧ということがある）は、アンダーフィル樹脂９０の充てん圧力と略等しい圧力若しくはアンダーフィル樹脂９０の充てん圧力よりもわずかに高圧となるように設定されているので、アンダーフィル樹脂９０が圧送されてきてもエア貯留用空間５４は確実に維持されることになる。アンダーフィル樹脂９０は、キャビティ５０に到達するとリリースフィルム８０と基板６２との隙間を押し拡げながらその隙間に充てんされていくが、リリースフィルム８０にはその上面からエア圧によって押圧されているため薄く基板６２上に充てんされることになってアンダーフィル部に誘導される。これにより、半導体チップ６４と基板６２との隙間のアンダーフィルが開始される。この場合、リリースフィルム８０で押圧された領域よりもアンダーフィル部の方が低圧でアンダーフィル樹脂９０を流すことができる状態となっているため、アンダーフィルがフィレット成形よりも優先されて行われる。
【００３８】
本実施形態においては、図５（Ｂ）にも示されているように、キャビティ壁２６の突出先端側であってゲート１６の一部を構成する面の高さ位置は、この部分に吸着したリリースフィルム８０の下面の高さ位置が半導体チップ６４の下面の高さ位置に一致するように設定されている。これにより、ポット１０から圧送されてきたアンダーフィル樹脂９０は、リリースフィルム８０によりアンダーフィル部に誘導されるので、アンダーフィル処理を確実に行うことができる。
また、ポット１０から圧送されてくるアンダーフィル樹脂９０は、中間プレート４０により、基板６２の電子部品６８が搭載されている部分には接触しないため、基板６２の電子部品６８の搭載面が汚染されることがないため好都合である。また、中間プレート４０はセット凹部３６の側壁と基板６２との隙間を跨ぐように配設された状態で挟持（クランプ）されているので、アンダーフィル樹脂９０がこの隙間部分から漏れる事態を回避することができる。
【００３９】
制御手段は、プランジャ１８の駆動量などに基づいてアンダーフィル部へのアンダーフィル樹脂９０の充てんが完了したと判断した場合、エア流路７０からエア貯留用空間５４へのエアの吹き付けを停止した後、エア吸着を再開させる。すると、半導体チップ６４の側壁面に密着していたリリースフィルム８０が再びキャビティ壁２６の壁面２６Ａに吸着されエア貯留用空間５４が潰される。この際に、プランジャ１８はなおも継続してポット１０内のアンダーフィル樹脂９０をキャビティ５０側に圧送しているので、図６（Ａ）に示すようにリリースフィルム８０はアンダーフィル樹脂９０に押されて壁面２６Ａに再吸着させて密着させる。これにより、フィレット部６６を形成可能にする状態（本発明における「第２の状態」に相当）に切り替えられる。このとき壁面２６Ａに再吸着したリリースフィルム８０と半導体チップ６４の側壁面との間の部分（フィレット部用空間５２）にはアンダーフィル樹脂９０が充てんされ、フィレット部６６が形成される。このように、アンダーフィル可能な状態とフィレット成形可能な状態との切り替えにより、アンダーフィルの際にリリースフィルム８０を半導体装置６０側に密着させることでフィレット成形よりも先にアンダーフィルが行われることになり、確実にアンダーフィルすることが可能となっている。これに対して、例えば上述のようにリリースフィルム８０を半導体装置６０側に密着させる工程を行わずにアンダーフィルした場合には、アンダーフィル樹脂９０がフィレット部成形用空間５２に優先的に流れてしまう。このため、アンダーフィル部にはその全周からアンダーフィル樹脂９０が流入することになり、内部にボイドが形成されて高品位なアンダーフィルを行うことが困難になるおそれがある。本実施形態のアンダーフィルではこのような不都合を解消することが可能となっている。
【００４０】
フィレット部用空間５２にアンダーフィル樹脂９０の充てんが完了した後、制御手段は図示しない金型駆動装置を駆動させ、上金型２０および下金型３０のうち少なくとも一方を他方から離反させて、図６（Ｂ）に示すように型開きを行う。型開きが完了すると制御手段は図示しないアンローダを駆動させてアンダーフィル樹脂９０と半導体装置６０を下金型３０の型面から取り出すと共にディゲートして、不要なカルおよびランナと、フィレット部が形成された半導体装置６０とが分離される。分離された不要なカル等はカル収納部へ、半導体装置６０は成形品収容マガジンに収容される。また、リリースフィルム８０は巻き取り装置により所定の範囲に巻き取られ、新しいリリースフィルム８０がリリースフィルム供給部から供給される。
【００４１】
以上のようにしてトランスファモールド装置による半導体装置６０のアンダーフィル処理とフィレット部６６の形成が行われる。制御手段は、以上を繰り返し行うことにより、連続的な半導体装置６０の樹脂成形処理を行うことができる。このように、トランスファモールド装置により半導体装置６０にアンダーフィル処理を行うことにより、半導体チップ６４と基板６２との隙間がきわめて狭い場合であっても、確実にアンダーフィル処理を行うことができるため好適である。したがって、例えば毛細管現象を用いてアンダーフィルする際に用いる樹脂よりも比較的大きな粒径のフィラーを使用してもアンダーフィルすることができるため、アンダーフィルを安価に行うこともできる。なお、半導体装置へのアンダーフィル処理とフィレット部６６の成形処理との切り替えを行うタイミングは、予め試作等を行うことにより、成形時間による切り替え処理の制御が可能である。
【００４２】
なお、このような切り替えをエアの吹き出しおよび吸引の両方を行わずにフィレット部６６を成形するような方法を採用することもできる。例えば、アンダーフィル樹脂９０をオーバーフローキャビティに充てんしきってしまうことで樹脂圧をエア圧よりも上昇させ、エアの再吸引をせずにフィレット部６６を成形することもできる。このような方法により、オーバーフローキャビティの充てんが完了するまでアンダーフィル樹脂９０を半導体チップ６４と基板６２との隙間に圧送し続けることで仮にボイドが残留していたとしてもオーバーフローキャビティに押し流すことができ、アンダーフィルを確実に行うことができる。また、この場合、フィレット部６６の成形の前にアンダーフィル樹脂９０のオーバーフローキャビティへの充てんを行うことにより、アンダーフィル部に微少なボイドが残留していたとしてもこれらを確実に押し流すことができ、より確実にアンダーフィルすることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
第１実施形態においては、半導体装置６０のアンダーフィル部分とフィレット部６６のみにアンダーフィル樹脂９０による樹脂成形を行うために、他の部分を保護するための中間プレート４０を用いた形態について説明した。これに対して本実施形態においては、コアレス基板のような剛性の低い基板６２が用いられた半導体装置６０に対して樹脂成形を行う際に好適な実施形態について説明を行う。
図７は、第２実施形態におけるトランスファモールド金型の構成を示す断面図である。図７（Ａ）は、型締めをした状態を示し、図７（Ｂ）は、樹脂成形後に型開きした状態を示す。図８は、図７に示すトランスファモールド金型を有するトランスファモールド装置用いて樹脂成形した半導体装置の平面図と各切断面における断面図である。
【００４４】
本実施形態におけるトランスファモールド金型２００は、図７および図８に示すように、半導体装置６０に搭載されたチップコンデンサ等の電子部品６８をアンダーフィル樹脂９０で封止し、これをスティフナ６９として用いると共に電子部品６８の保護部材として用いている点が、第１実施形態と大きく相違している。なお、電子部品６８が搭載されていない半導体装置のスティフナとして用いることももちろん可能である。
本実施形態においては、第１実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付すことにより詳細な説明を省略している。
【００４５】
スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、下金型３０のパーティング面に対向する上金型２０のパーティング面におけるキャビティ壁２６の外側に凹溝状となるように形成されており、ポット１０とキャビティ５０とに連通している。スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、図７に示すように、キャビティ壁２６の配設位置よりも外方位置となる部分において、上センターインサート２５および上サイドインサート２７の型面の一部を凹凸させて形成した凹部２５Ａ、２７Ａおよび凸部２５Ｂ，２７Ｂと、キャビティ壁２６の外壁面２６Ｂと、基板６２と、により形成されている。また、スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、半導体チップ６４用のヒートシンク（図示せず）支持のためにキャビティ５０と同程度の高さ（深さ）に形成されている。スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、アンダーフィル樹脂９０の流路断面がランナ１４に比べて大幅に縮小された狭隘部９８およびゲート１６を介してランナ１４およびキャビティ５０にそれぞれ連通（図７，図９参照）しており、ポット１０から圧送されてくるアンダーフィル樹脂９０が充てん可能に形成されている。
【００４６】
本実施形態におけるスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、先の実施形態と同様に、基板６２の上面において、電子部品６８が搭載されている領域に沿って（半導体チップ６４の外方側の位置を周回する配置に）形成されている。このため、スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂを組み合わせると、所定幅の凹溝が基板６２の外周に沿うように平面視矩形枠状に形成される。本実施形態におけるスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、半導体チップ６４の前後位置（アンダーフィル樹脂９０の圧送方向における前後を指す。図７では左側が前である。）においてこの矩形枠を２つに分割するような形状に形成されている。なお、本実施形態では、スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、キャビティ５０に対するアンダーフィル樹脂９０の流入方向と平行な２辺の略中央を区切るようにキャビティ壁２６の高さまで突起したな区切り突起部（図示せず）によって分割されている。この区切り突起部は、図８（Ｃ）に示す断面における基板６２の延在方向においてスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂが重なるように形成されている。換言すれば、一方のスティフナ形成部９９Ａの先端部位置は、図８（Ａ）および（Ｃ）に示すように、他方のスティフナ形成部９９Ｂの先端部位置と互いに入り組んだ状態（先端部形状がＬ字状）に形成されている。
【００４７】
このような形状に形成されたスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂに、ポット１０から圧送されるアンダーフィル樹脂９０を順次充てんすることにより、基板６２の上面には電子部品６８を封止して電子部品６８を外部環境から保護すると共に、基板６２の剛性を高めるスティフナ６９を形成することができる。また、先述のとおり、スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂは、それぞれのスティフナ形成部の先端部どうしがＬ字状をなして互いに入り組んだ配列に形成されているため、スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂ先端部の平面位置がそろっている状態に比べて、図８（Ａ）のＢ−Ｂ断面に沿った折り曲げに対する抵抗を大幅に向上させることができる点で有利である。
【００４８】
本実施形態においては、一方のスティフナ形成部９９Ａの先端部の平面位置と他方のスティフナ形成部９９Ｂの先端部の平面位置とが互い違いとなる配列に形成されているが、この形状に限定されるものではない。スティフナ６９が分断されている位置どうしを結んだ線が一直線上に配置されないようにすれば、本実施形態におけるスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂの形状とは異なる形状であってもよい。これにより、スティフナ６９の分断部分における折り曲げ抵抗の低下は、半導体装置６０のハンドリングにおいて支障にならない程度に抑えることができる。
【００４９】
次に、本実施形態における中間プレートを具備するトランスファモールド金型を用いたトランスファモールド装置による半導体装置６０の樹脂成形方法について説明する。図９および図１０は、本実施形態におけるトランスファモールド金型を有するトランスファモールド装置により樹脂成形される半導体装置部分における状態変化を示す半導体装置の平面図である。
セット凹部３６への半導体装置６０の配設から、プランジャ１８によるポット１０内のアンダーフィル樹脂９０のキャビティ５０に向けて圧送するまでの工程については、第１実施形態と同様であるためここでの詳細な説明は省略する。
ポット１０からランナ溝４４を介して圧送されてきたアンダーフィル樹脂９０は、まず、狭隘部９８を通過して、一方のスティフナ形成部９９Ａに流入する。一方のスティフナ形成部９９Ａは、半導体チップ６４が収容されているキャビティ５０に連通するゲート１６に対して十分に大きい空間に形成されているため、一方のスティフナ形成部９９Ａ内に圧送されたアンダーフィル樹脂９０は、図９（Ａ）に示すように、最初はゲート１６を通過せず、一方のスティフナ形成部９９Ａ内にのみに充てんされることになる。
【００５０】
一方のスティフナ形成部９９Ａにアンダーフィル樹脂９０の充てんが完了すると、図９（Ｂ）に示すように、アンダーフィル樹脂９０は、ゲート１６から半導体チップ６４が収容されているキャビティ５０内に流入する。この時点において制御手段は、エア流路７０からリリースフィルム８０にエアを吹き付け、キャビティ壁２６の壁面２６Ａからリリースフィルム８０を離反させ、基板６２の上面および半導体チップ６４の側壁面にリリースフィルム８０を密着させる処理を実行させるのは、第１実施形態と同様である。これにより、図９（Ｃ）に示すように、フィレット部用空間５２へのアンダーフィル樹脂９０の先行充てんを防止すると共にリリースフィルム８０が、半導体チップ６４と基板６２との隙間部分にアンダーフィル樹脂９０を誘導する状態になり、半導体チップ６４と基板６２との間に確実なアンダーフィル処理を行うことができる。
【００５１】
予め設定されていた時間が経過してプランジャ１８が所定の駆動量だけ駆動した後、制御手段はアンダーフィル処理が完了したと判断する。すると、制御手段はエア流路７０からリリースフィルム８０へのエアの吹き出しを停止させた後、エアを吸引させることにより半導体チップ６４の側壁面に密着していたリリースフィルム８０を離反させる。ポット１０からは引き続きアンダーフィル樹脂９０がプランジャにより圧送されているので、エア流路７０からキャビティ５０内（エア貯留用空間５４）にエアを吹き込んでいた際においてアンダーフィル樹脂９０が充てんされていなかった部分の一部にアンダーフィル樹脂９０が充てんされる（図１０（Ａ）参照）。
【００５２】
アンダーフィル樹脂９０の充てんによりキャビティ５０内にフィレット部６６が形成されると、図１０（Ｂ）に示すように、下流側におけるゲート１６から他方のスティフナ形成部９９Ｂにアンダーフィル樹脂９０が充てんされることになる。他方のスティフナ形成部９９Bは狭隘部９８に対して十分に大きい空間であるため、アンダーフィル樹脂９０は狭隘部９８は通過せずに他方のスティフナ形成部９９Ｂのみに充てんされる。他方のスティフナ形成部９９Ｂにアンダーフィル樹脂９０の充てんが完了すると、図１０（Ｃ）に示すように、下流側における狭隘部９８から別の半導体装置６０がセットされているキャビティ５０または図示しないオーバーフローキャビティにアンダーフィル樹脂９０が流入する。
【００５３】
以上のようにして半導体装置６０に対して、アンダーフィル、フィレット部６６、スティフナ６９の樹脂成形が連続的に行うことができる。本実施形態においても、樹脂成形が完了した後、制御手段により上下の金型２０，３０を離反させて型開きをし、樹脂成形された半導体装置６０をアンローダにより取り出し、狭隘部９８の位置でディゲートすればよい。狭隘部９８の空間に充てんされ、硬化した硬化樹脂４９は基板６２上に残るが、硬化樹脂はきわめて薄くスティフナ６９の内側に位置するので何ら問題はない。また、制御手段は、型面にあったリリースフィルム８０を巻き取り装置により巻き取らせると共に、新しいリリースフィルム８０を型面に供給する処理を実行し、次の樹脂成形処理の準備を行う。
【００５４】
以上に説明したとおり本実施形態においては、半導体装置６０の電子部品６８が搭載された領域に、電子部品６８を封止して電子部品６８を外部環境から保護すると共に、基板６２の剛性を向上させるためのスティフナ６９をアンダーフィル処理およびフィレット部６６の形成と同時に樹脂成形することができる。
このようなスティフナ６９の形成は、基板６２がいわゆるコアレス基板と呼ばれる剛性の低い材料により形成されている場合において、半導体装置６０の剛性（強度）を向上させてそのハンドリング性を大幅に向上させることができるため好都合である。また、キャビティ５０に近いスティフナ形成部９９Ａに貯留させたアンダーフィル樹脂９０でアンダーフィルされるため、ランナ１４を経由してきたアンダーフィル樹脂９０が直接注入される場合に比べてより高品位にアンダーフィルを行うことができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、アンダーフィル樹脂９０の充てん順序として、スティフナ形成部９９Ａ、アンダーフィルの充てん、フィレット部６６の成形、スティフナ形成部９９Ｂの順番で行う形態について説明したが、この順序（順番）に限定されるものではない。
この順序の他にも、スティフナ形成部９９Ａ、アンダーフィルの充てん、スティフナ形成部９９Ｂ、フィレット部６６の成形といった順序を採用することもできる。この順序を採用することにより、アンダーフィル部分に長時間に亘って多くのアンダーフィル樹脂９０が圧送（通過）することになり微少なボイドが残留していたとしてもこれらを確実に押し流すことができるから、より確実にアンダーフィルを充てんすることができるといった利点がある。また、スティフナ形成部９９Ａおよびアンダーフィルの充てんを行った後にスティフナ形成部９９Ｂの充てんを開始し、スティフナ形成部９９Ｂの充てんが完了する前にフィレット部６６の成形を開始することもできる。この順序を採用することにより、アンダーフィルの充てんを確実に行いながら成形時間を短縮することができる。
【００５６】
また、スティフナ６９を２個に分割されたスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂで形成する構成について説明したが３個以上の複数個のスティフナ形成部を用いてスティフナ６９を形成することもできる。この場合には、アンダーフィル部のアンダーフィル樹脂９０とスティフナ６９とが少なくとも一対の狭隘部で連結されるように一体に形成されていればよい。また、スティフナ６９が３個以上に分割されたときには、分割されたスティフナのうちの少なくとも一のスティフナが狭隘部のうちの一の狭隘部に接続されると共に、その狭隘部に接続されていない他のスティフナが他の狭隘部に接続されることとなる。このような構成により、アンダーフィル樹脂９０のシュリンクによる半導体装置６０の反りを防止することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態におけるトランスファモールド金型とこれを用いたトランスファモールド装置の断面図である。図１１（Ａ）は、型締めして樹脂成形を行っている状態の断面図であり、図１１（Ｂ）は、型開きして樹脂成形した半導体装置を下金型のセット凹部から取り出した状態を示す断面図である。
本実施形態における中間プレート４０は、第２の実施形態の変形例といえる。第２実施形態においては、スティフナ形成部９９を上金型２０（上センターインサート２５および上サイドインサート２７）の型面に形成した凹凸部２５Ａ，２７Ａ，２５Ｂ，２７Ｂとキャビティ壁２６の外壁面２６Ｂと基板６２とにより形成していたのに対し、本実施形態においては、上金型２０の型面に形成した凸部２５Ｂ，２７Ｂを形成せずに、凸部２５Ｂ，２７Ｂの部分に替えて中間プレート４０の第２の貫通孔４２Ｂの内壁面を用いている点が第２実施形態との相違点である。
このスティフナ形成部９９には、ランナ溝４４の小断面部分４４Ａとゲート１６とによりポット１０とキャビティ５０とにそれぞれ連通している。
【００５８】
本実施形態における半導体装置６０の樹脂成形方法についても先述と同様にして行うことができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
樹脂成形後は、スティフナ形成部９９に連通するランナ溝４４の小断面部分４４Ａにおいて半導体装置６０と不要なカル１２およびランナ１４との分離を容易に行うことができる。また、基板６２上を経由させずにアンダーフィル樹脂９０をスティフナ形成部９９に流入させることができるため、スティフナ６９をより基板６２端側に配設することができる。したがって、より小型化な半導体装置６０にスティフナ６９を形成することができる。すなわち、スティフナ６９付きの半導体装置６０を小型化することができる。なお、小断面部分４４Ａがスティフナ６９上面の縁部に相当する部位のみならずスティフナ形成部９９の側面に接続するような構成を採用することもできる。
【００５９】
（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態におけるトランスファモールド金型とこれを用いたトランスファモールド装置の金型部分の断面図である。図１２（Ａ）は、型締めして樹脂成形を行っている状態の断面図であり、図１２（Ｂ）は、型開きして樹脂成形した半導体装置を下金型のセット凹部から取り出した状態を示す断面図である。カル１２およびランナ１４を上金型２０の型面に形成している点と、上キャビティ駒２４が上チェイスブロック２２に付勢部材であるばね２８により吊り下げられた状態で配設されている点が特徴的である。
【００６０】
本実施形態におけるトランスファモールド金型２００は、図１２（Ａ）に示すように、上キャビティ駒２４の上チェイスブロック２２側の端縁位置と上チェイスブロック２２との間には、上キャビティ駒２４が上下移動するための隙間２９が設けられている。また、上チェイスブロック２２と上キャビティ駒２４との間には、ばね２８が配設されている。このばね２８には、設計通りの厚さ寸法を有する半導体装置６０がセット凹部３６にセットされた状態において、上キャビティ駒２４と上チェイスブロック２２との間に隙間２９を生じさせて、半導体装置６０を損傷しない程度に上側から押圧することができるように、予め実験等によって算出された長さおよびばね定数を有するばねが用いられる。
【００６１】
このようにして上キャビティ駒２４を配設することにより、被成形品である半導体装置６０の厚さ寸法に多少のばらつきがあったとしても、上下金型２０，３０により半導体装置６０をクランプした際にばね２８の縮む量が変化することでそのばらつきを吸収するため、半導体装置６０に対して適切な高さ位置にキャビティ５０を形成することができる点で好都合である。
本実施形態における半導体装置６０の樹脂成形方法についても先述と同様にして行うことができるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６２】
（第５実施形態）
図１３は、第５実施形態におけるトランスファモールド金型とこれを用いたトランスファモールド装置の要部平面図とこれに対応する断面図である。
本実施形態においては、半導体装置６０のアンダーフィル領域とフィレット部６６にアンダーフィル樹脂９０を供給するポット１０、カル１２、ランナ１４およびプランジャ１８とは別に、凹溝４６に電子部品６８を樹脂封止して、半導体装置６０の基板６２にスティフナ６９を形成するために必要な樹脂９２を凹溝４６に供給するための第２のポット１００、第２のカル１０２、第２のランナ１０４、第２のゲート１０６および第２のプランジャ１０８を有している点が特徴である。
第２のランナ１０４は、ランナ溝４４と並ぶように中間プレート４０の上面に形成されたランナ溝によって中間プレート４０上に構成される。第２のポット１００から圧送された樹脂９２は、第２のランナ１０４に形成された貫通孔からなるトップゲート方式の第２のゲート１０６を経由して凹溝４６に充てんされることになる。
【００６３】
そもそも半導体装置６０の基板６２に形成されるスティフナ６９は、基板６２としてコアレス基板と呼ばれる低剛性の材料を用いた際において基板６２の剛性を高めるために配設されるものである。したがって、以上に示した実施形態のようにアンダーフィル部に充てんしやすいフィラー径の小さなフィラーを含む高価なアンダーフィル樹脂９０を用いてスティフナ６９を形成する必要はない。
これに対して本実施形態で示したトランスファモールド金型２００およびこれを用いたトランスファモールド装置の構成のように、スティフナ６９の形成材料に一般樹脂成形用の安価な樹脂９２を用いることにより、半導体装置６０の製造コストを低減させることができる。
【００６４】
また、本実施形態におけるトランスファモールド金型２００およびこれを用いたトランスファモールド装置を用いてアンダーフィル樹脂９０の充てん工程および、スティフナ６９の樹脂成形工程については、先に説明した製造工程と同様にして行うことができるため、ここでの詳細な説明は省略している。
第２のポット１００に収容された樹脂９２による樹脂成形方法は、第１のプランジャ１８により第１のポット１０からキャビティ５０に圧送されるアンダーフィル樹脂９０によるアンダーフィル領域への充てん工程と並行して、第２のプランジャ１０８により第２のポット１００からランナ１４とは異なる第２のランナ１０４を介して圧送される一般樹脂成形用の樹脂９２によるスティフナ６９の樹脂成形工程を行ってもよいし、第１のポット１０に収容されたアンダーフィル樹脂９０による樹脂成形と第２のポット１００に収容された樹脂９２による樹脂成形のいずれか一方の工程を他方の工程に先行させることももちろん可能である。
【００６５】
以上に本願発明を実施形態に基づいて詳細に説明してきたが、本願発明は以上に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態であっても本願発明の技術的範囲に属するのはもちろんである。例えば、上記の実施形態においては、半導体装置の半導体チップ搭載面において、アンダーフィル領域以外の領域にアンダーフィル樹脂９０が接触しないように基板６２の表面（電子部品６８や半導体チップ６４が搭載されている面）の外周縁部（電子部品６８の搭載領域を含む場合もある）を保護する中間プレート４０を有するトランスファモールド金型２００およびこれを有するトランスファモールド装置について説明しているが、この構成に限定されるものではない。すなわち、半導体装置６０に供給されたアンダーフィル樹脂９０がディゲート処理により、アンダーフィル領域以外における特定の部位で電子部品６８等を損傷することなく、かつ、基板６２から確実に不要となった樹脂を除去することができれば、中間プレート４０の配設を省略することもできる。
【００６６】
また、以上の実施形態においては、アンダーフィル樹脂９０のアンダーフィル部への充てんが完了した後、エア流路７０からエア吸引をしている形態について説明しているが、エア吸引をせずにフィレット部６６の形成をすることもできる。例えば、キャビティ５０内にはポット１０から所定の樹脂圧でアンダーフィル樹脂９０が圧送されてきているので、アンダーフィルの充てんが完了した後に、エア貯留用空間５４に吹き込んでいたエア圧をわずかに低減させるだけであってもよい。このときアンダーフィル樹脂９０は圧送圧力によりリリースフィルム８０を壁面２６Ａ側に押し付けながら未充てん空間にアンダーフィル樹脂９０を充てんし、フィレット部６６が形成されることになる。このようにすることで、制御手段によるエア給排装置の動作制御を簡略化することができるため好都合である。
【００６７】
また、第２実施形態の変形例として、ポット１０から圧送されてきたアンダーフィル樹脂９０を最初にキャビティ５０に充てんするようにランナ１２（ランナ溝４４）を切り回し、キャビティ５０とスティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂとを連通部により連通させてもよい。この構成を採用することにより、アンダーフィル樹脂９０の充てんをキャビティ５０、スティフナ形成部９９Ａ，９９Ｂの順序にすることができ、アンダーフィル樹脂９０を最初にアンダーフィルさせてから、スティフナ６９を成形することができる。この場合スティフナの成形の完了時に合わせてフィレット部６６の成形を完了させるようにエア給排装置の動作を制御すれば、アンダーフィルを確実に充てんすることができる利点とスティフナの成形を短時間で行うことができるといった利点を同時に得ることができるため好都合である。
また、スティフナ形成部９９を二分割以上に分割してもよいし、狭隘部で接続してもよいし、スティフナ形成部９９を分割せずにスティフナ６９を成形する形態を採用してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、中間プレート４０のみを用いてスティフナ６９を形成する際には、第５実施形態で説明したように、複数のポットおよびプランジャを用いる形態について説明しているが、ポットとプランジャが１つの場合であっても、中間プレート４０のみでスティフナ６９の形成用キャビティを構成することも可能である。この場合、中間プレート４０に形成した凹溝４６をポット１０（ランナ１４）と半導体装置６０のキャビティ５０（ゲート１６）のそれぞれに連通部を介して接続させるのはもちろんであるが、連通部の形状に関しては任意の形状を採用することができるのはもちろんである。
【００６９】
また、以上に説明した実施形態においては、半導体チップの樹脂封止部分の外方領域における樹脂封止部をスティフナ６９として用いているが、基板６２の剛性が十分である場合には、スティフナ６９部分を電子部品６８の保護部としたり、単にヒートシンク（図示せず）の支持部とすることもできる。
【００７０】
以上に示した実施形態においては、配線パターンが形成された基板６２に半導体チップ６４をフリップチップ方式で電気的に接続した状態の半導体装置６０に対してアンダーフィル処理とフィレット部６６の樹脂成形処理を行う実施形態について説明してきたが、半導体装置６０の基板６２の下面側（半導体チップ６４搭載面と反対側の面）に外部接続端子としてはんだボールを接合した状態（ＢＧＡ）やピンを接合した状態（ＰＧＡ）の半導体装置６０に対してアンダーフィル処理やフィレット部６６の樹脂形成を行うこともできる。これらの半導体装置６０を用いる際には、下金型３０のセット凹部３６の深さ寸法を適宜調整するだけでよい。
【００７１】
また、エア流路７０と吸着孔とを別のエア給排装置に接続して個別制御することもできるが、エア流路７０と吸着孔とを同じエア給排装置に接続して一括制御することもできる。この場合、必要に応じて複数の吸着孔は上金型２０が中間プレート４０に当接する平面位置に配設すればよい。
また、具体的には説明しないが、以上に示した全ての実施形態および変形例について適宜組み合わせた実施形態を採用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施形態におけるトランスファモールド金型の断面図と平面図である。
【図２】図１に示すトランスファモールド金型の分解断面図と、これにセットされる半導体装置の断面図である。
【図３】第１実施形態におけるトランスファモールド金型に被成形品である半導体装置をセットし、上金型と下金型とを型締めした状態を示す断面図である。
【図４】第１実施形態におけるトランスファモールド装置を用い、半導体装置にアンダーフィル樹脂を充てんした後、半導体チップの外周縁にフィレット部を形成する樹脂成形方法の各工程における状態を示すキャビティ壁付近の断面図である。
【図５】第１実施形態におけるトランスファモールド装置を用い、半導体装置にアンダーフィル樹脂を充てんした後、半導体チップの外周縁にフィレット部を形成する樹脂成形方法の各工程における状態を示すキャビティ壁付近の断面図である。
【図６】第１実施形態におけるトランスファモールド装置を用い、半導体装置にアンダーフィル樹脂を充てんした後、半導体チップの外周縁にフィレット部を形成する樹脂成形方法の各工程における状態を示すキャビティ壁付近の断面図である。
【図７】第２実施形態におけるトランスファモールド金型の構成を示す断面図である。
【図８】図７に示すトランスファモールド金型を有するトランスファモールド装置用いて樹脂成形した半導体装置の平面図と各切断面における断面図である。
【図９】本実施形態におけるトランスファモールド金型を有するトランスファモールド装置により樹脂成形される半導体装置部分における状態変化を示す半導体装置の平面図である。
【図１０】本実施形態におけるトランスファモールド金型を有するトランスファモールド装置により樹脂成形される半導体装置部分における状態変化を示す半導体装置の平面図である。
【図１１】第３実施形態におけるトランスファモールド金型とこれを用いたトランスファモールド装置の断面図である。
【図１２】第４実施形態におけるトランスファモールド金型とこれを用いたトランスファモールド装置の金型部分の断面図である。
【図１３】第５実施形態におけるトランスファモールド金型とこれを用いたトランスファモールド装置の要部平面図とこれに対応する断面図である。
【図１４】従来技術における半導体装置へのアンダーフィル方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  ポット
１４  ランナ
１６  ゲート
２０  上金型
２３  上インサートブロック
２４  上キャビティ駒
２６  キャビティ壁
２６Ａ  壁面
２６Ｂ  外壁面
３０  下金型
３３  下インサートブロック
３４  下キャビティ駒
３６  セット凹部
４０  中間プレート
４４  ランナ溝
４６  凹溝
５０  キャビティ
５２  フィレット部用空間
５４  エア貯留用空間
６０  半導体装置
６２  基板
６４  半導体チップ
６６  フィレット部
６８  電子部品
６９  スティフナ
７０  エア流路
８０  リリースフィルム
９０  アンダーフィル樹脂
９２  樹脂
９８  狭隘部
２００  トランスファモールド金型
【図１】
2010109252.tif 000003
【図２】
2010109252.tif 000004
【図３】
2010109252.tif 000005
【図４】
2010109252.tif 000006
【図５】
2010109252.tif 000007
【図６】
2010109252.tif 000008
【図７】
2010109252.tif 000009
【図８】
2010109252.tif 000010
【図９】
2010109252.tif 000011
【図１０】
2010109252.tif 000012
【図１１】
2010109252.tif 000013
【図１２】
2010109252.tif 000014
【図１３】
2010109252.tif 000015
【図１４】
2010109252.tif 000016