(57)【要約】【課題】熱硬化性の封止樹脂材料で半導体素子を樹脂封止するにあたって、封止樹脂材料中に含まれる熱硬化性樹脂の硬化物等に起因する半導体素子へのダメージや金属ワイヤによる内部配線の変形等を抑制する。【解決手段】配線基板２上に搭載されると共に、配線基板２と電気的に接続された半導体素子４を、樹脂封止装置１１に配置する。樹脂封止装置１１内に熱硬化性の封止樹脂材料１５を供給する。封止樹脂材料１５は熱硬化性樹脂の硬化物を有する固形状異物を含んでいるが、予め樹脂封止時に半導体素子４や金属ワイヤ６に悪影響を及ぼさない粒径まで微粉化されている。微粉化した封止樹脂材料１５を用いて、半導体素子４を樹脂封止する。【選択図】図２
2010062404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂の硬化物を有する固形状異物を含有し、かつ前記固形状異物を含めて微粉化された熱硬化性の封止樹脂材料を用意する工程と、
回路基材上に搭載されると共に、前記回路基材と電気的に接続された半導体素子を、前記微粉化された封止樹脂材料を用いて封止する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂封止工程は、前記半導体素子の近傍に前記封止樹脂材料を供給する工程と、前記封止樹脂材料を加圧しつつ加熱し、流動化させた前記封止樹脂材料で前記半導体素子を覆う工程と、前記封止樹脂材料を熱硬化させ、前記封止樹脂材料の硬化物で前記半導体素子を封止する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子上における前記封止樹脂材料の硬化物の厚さをＴとしたとき、前記封止樹脂材料は前記固形状異物の最大径がＴ未満となるように微粉化されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子と前記回路基材とを接続する金属ワイヤの配置ピッチをＰ、前記金属ワイヤの直径をＤとしたとき、前記封止樹脂材料は前記固形状異物の最大径が３Ｐ−３Ｄ未満となるように微粉化されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止樹脂材料は造粒されており、前記封止樹脂材料の造粒粉は前記固形状異物の最大径を超える一次粒子を含まないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、半導体素子の多段積層化、内部配線の高密度化、パッケージの薄型化の傾向にあり、半導体素子上の封止樹脂の厚さが１００〜１５０μｍ程度の半導体パッケージが要求されている。半導体素子の樹脂封止において、トランスファ成形では半導体素子上の封止樹脂の厚さが薄いパッケージの場合に樹脂を半導体素子上に十分充填できないという問題や、金属ワイヤによる内部配線が高密度の場合にワイヤの変形により配線間が短絡するという問題が生じる。これらの問題を解決するため、半導体素子の樹脂封止に圧縮成形を適用することが検討されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
圧縮成形では、例えばトランスファ成形で使用される熱硬化性樹脂組成物（封止樹脂材料）のタブレットを製造する過程で生じる粉粒状の熱硬化性樹脂組成物が使用される。従来の粉粒状の熱硬化性樹脂組成物（封止樹脂材料）は、例えば以下のようにして作製される。まず、未硬化の熱硬化性樹脂、硬化剤、充填剤等の各材料を計量して混合し、この混合物を混練する。混練工程は一般的に１００℃程度に加熱しながら各材料が均一に混ざり合うように実施する。この際、混練工程に長時間滞留する樹脂があり、硬化反応が進んで硬化物が生成されるおそれがある。この硬化物をアセトン不溶分と呼ぶ。
【０００４】
次いで、各材料の混練物を板状に延ばし、それを冷却した後に粉砕することによって、粉粒状の封止樹脂材料（未硬化の熱硬化性樹脂組成物）を作製する。混練物の粉砕工程において、樹脂組成物の粒径は一般的に数１０μｍ〜２ｍｍ程度とされる。このため、封止樹脂材料が熱硬化性樹脂の硬化物（アセトン不溶分）を含む場合には、その粒径も数１０μｍ〜２ｍｍ程度と様々になる。一般的に使用されている封止樹脂材料には、熱硬化性樹脂の硬化物（アセトン不溶分）が数１０ｐｐｍ程度の割合で含まれている。
【０００５】
上述したような粉粒状の封止樹脂材料を用いて、圧縮成形による半導体素子の樹脂封止を実施した場合、封止樹脂材料中に含まれる熱硬化性樹脂の硬化物（アセトン不溶分）が半導体素子にダメージを与えたり、金属ワイヤによる内部配線を変形させる等の問題が生じる場合がある。すなわち、圧縮成形方法では樹脂封止装置のキャビティ内に半導体素子を配置し、その上に封止樹脂材料を供給する。熱硬化性の封止樹脂材料は加圧されながら加熱される。加圧・加熱処理により流動化した封止樹脂材料をキャビティ内に充填する。
【０００６】
この際、封止樹脂材料が粒径の大きいアセトン不溶分を含んでいると、半導体素子と加圧型とに挟まれたアセトン不溶分を介して、半導体素子に対して局所的に大きな圧力が付加される。これは半導体素子に傷やクラック等を生じさせる要因となる。また、金属ワイヤによる内部配線と加圧型との間に粒径の大きいアセトン不溶分が存在すると、加圧型がアセトン不溶分を内部配線に押し付け、内部配線を変形させるおそれがある。半導体装置は薄型化の傾向にあり、半導体素子上の封止樹脂の厚さは薄肉化される傾向にある。このような場合、特にアセトン不溶分が半導体素子や内部配線に悪影響を及ぼしやすい。
【０００７】
さらに、半導体素子の高密度化や高機能化に基づいても、半導体素子と配線基板等とを電気的に接続する内部配線（金属ワイヤ）は配置ピッチが微細化される傾向にある。封止樹脂材料が粒径の大きいアセトン不溶分を含んでいると、隣接する金属ワイヤ間に挟まれたアセトン不溶分が金属ワイヤを変形させ、金属ワイヤ間をショートさせるおそれがある。また、ショート不良が生じないまでも、隣接する金属ワイヤ間にリークが生じるおそれがある。アセトン不溶分に起因する金属ワイヤ間のショート不良等は圧縮成形に限らず、トランスファ成形を適用した樹脂封止においても発生するおそれがある。
【特許文献１】特開２００４−０５６１４１号公報
【特許文献２】特開２００６−０８８６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、熱硬化性の封止樹脂材料中に含まれる熱硬化性樹脂の硬化物等に起因する半導体素子へのダメージや金属ワイヤによる内部配線の変形等を抑制することを可能にした半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様に係る半導体装置の製造方法は、熱硬化性樹脂の硬化物を有する固形状異物を含有し、かつ前記固形状異物を含めて微粉化された熱硬化性の封止樹脂材料を用意する工程と、回路基材上に搭載されると共に、前記回路基材と電気的に接続された半導体素子を、前記微粉化された封止樹脂材料を用いて封止する工程とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の態様に係る半導体装置の製造方法では封止樹脂材料を微粉化することで、熱硬化性の封止樹脂材料中に含まれる熱硬化性樹脂の硬化物等に起因する半導体素子へのダメージや金属ワイヤによる内部配線の変形等を抑制することができる。従って、健全で信頼性の高い半導体装置を高歩留りで作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。まず図１を参照して、本発明の実施形態による半導体装置の製造方法が適用される半導体装置の構成について述べる。なお、図１は半導体装置の構成例を示すものであり、この実施形態の製造方法は図１に示す半導体装置の構成に限定されるものではない。この実施形態の製造方法は配線基板やリードフレーム等の回路基材上に搭載されると共に、回路基材と金属ワイヤ等の内部配線を介して電気的に接続された各種半導体素子の樹脂封止に適用することができる。
【００１２】
図１に示す半導体装置１は、回路基材として配線基板２を示している。配線基板２はワイヤボンディング時における接続部となる接続パッド３を有している。配線基板２の第１の面（上面）には、複数の半導体素子４Ａ、４Ｂが積層されて搭載されている。複数の半導体素子４Ａ、４Ｂの電極パッド５ａ、５ｂは、それぞれ配線基板２の接続パッド３と金属ワイヤ（内部配線）６Ａ、６Ｂを介して電気的に接続されている。
【００１３】
配線基板２の第１の面には、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂の硬化物からなる封止樹脂層７が形成されている。半導体素子４Ａ、４Ｂは金属ワイヤ６Ａ、６Ｂと共に封止樹脂層７で一体的に封止されている。配線基板２の第２の面（下面）には、必要に応じて外部接続端子（図示せず）が形成される。半導体装置１を半導体パッケージ等として用いる場合、外部接続端子には半田ボール等による突起電極が適用される。半導体装置１を半導体メモリカード等として用いる場合、外部接続端子はメッキ電極等で構成される。
【００１４】
図１に示す半導体装置（半導体パッケージ）１は薄型化を図る上で、例えば半導体素子４Ｂ上における封止樹脂層７の厚さ（素子上樹脂厚）Ｔが１００〜１５０μｍの範囲とされている。素子上樹脂厚Ｔが１５０μｍ未満であると、封止樹脂層７の形成材料となる封止樹脂材料中に含まれる固形状異物が半導体素子４や金属ワイヤ６に悪影響を及ぼしやすい。このため、実施形態の製造方法は素子上樹脂厚Ｔが１５０μｍ以下の半導体装置（半導体パッケージ）１の作製に好適である。
【００１５】
図１では配線基板２上に２個の半導体素子４Ａ、４Ｂを積層して搭載した構成を示しているが、半導体素子４の搭載数は１個もくしは３個以上であってもよく、特に限定されるものではない。樹脂封止型の半導体装置１の具体的な構造としては、例えば１個もしくは複数個のメモリ素子を配線基板２上に積層して搭載した構造、さらにはその最上段にコントローラ素子を積層した構造、あるいは配線基板２にメモリ素子やロジック素子等を積層して搭載した構造が挙げられる。半導体素子４と配線基板２との接続構造はワイヤ接続に限らず、フリップチップ接続を適用してもよい。
【００１６】
第１の実施形態による半導体装置の製造方法について、図１に示す半導体装置１を例として図２および図３を参照して説明する。まず、配線基板２上に半導体素子４Ａ、４Ｂを積層すると共に、半導体素子４Ａ、４Ｂの電極パッド５ａ、５ｂをそれぞれ配線基板２の接続パッド３と金属ワイヤ６Ａ、６Ｂを介して電気的に接続する。このような半導体素子４Ａ、４Ｂが搭載された配線基板２を、図２に示すように樹脂封止装置１１にセットする。樹脂封止装置１１は半導体素子４の樹脂封止に圧縮成形を適用した封止装置である。
【００１７】
圧縮成形を適用した樹脂封止装置１１は、上下一対の型１２、１３を備えている。上型１２には半導体素子４が搭載された配線基板２がセットされる。下型１３の周囲にはキャビティブロック１４が配置されている。キャビティ１５は上型１２と下型１３とキャビティブロック１４とで形成される。下型１３はキャビティブロック１４と共に上下動が可能とされており、さらに下型１３のみで上下動が可能とされている。下型１３は予めキャビティブロック１４より下方に位置しており、その上に封止樹脂層７の形成材料となる熱硬化性の封止樹脂材料１６が供給される。
【００１８】
封止樹脂材料１６は未硬化の熱硬化性樹脂組成物からなり、圧縮成形に適用する上で粉粒体形状を有している。封止樹脂材料１６の具体例としては、熱硬化性のエポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物等が挙げられる。エポキシ樹脂組成物を例として説明すると、封止樹脂材料１６はエポキシ樹脂、硬化剤（フェノール樹脂硬化剤等）、無機質充填剤（シリカ、アルミナ、石英粉末、酸化チタン、炭酸カルシウム等）、また必要に応じて硬化促進剤、低応力化剤（シリコーン樹脂やシリコーンオイル等）、シランカップリング剤等を含んでおり、これからが均一に混練されたものである。
【００１９】
粉粒状の封止樹脂材料１６を用意する工程について図４を参照して説明する。まず、エポキシ樹脂組成物等の封止樹脂材料１６を構成する各材料（未硬化の熱硬化性樹脂、硬化剤、充填剤等）を計量（１０１）して混合（１０２）する。次いで、各材料の混合物を混練（１０３）する。混練工程１０３は一般的に１００℃程度で加熱しながら各材料が均一に混ざり合うように実施される。この際、混練工程に長時間滞留する樹脂があり、硬化反応が進んで硬化物が生成される。この硬化物はアセトン不溶分と呼ばれる。
【００２０】
混練工程１０３で生成される各材料の混練物は、上述した熱硬化性樹脂の硬化物（アセトン不溶分）を含んでいる。アセトン不溶分はその粒径に基づいて樹脂封止工程に悪影響を及ぼすため、後述するように微粉砕する。ここで、アセトン不溶分は熱硬化性樹脂の硬化物（既硬化物）に限られるものではなく、例えば充填剤（シリカ等）の凝集物、金属不純物等も含まれる。このように、混練物は熱硬化性樹脂の硬化物を始めとして、充填剤の凝集物や金属不純物等を含む固形状異物を含有するものである。
【００２１】
次いで、各材料の混練物を板状に延ばし（１０４）、それを冷却（１０５）した後に粉砕（１０６）する。混練物（樹脂組成物）の粉砕工程１０６は、一般的に粉砕後の粒径が数１０μｍ〜２ｍｍ程度となるように実施される。このような粉砕工程１０６を実施しただけでは、混練工程１０３で生じた熱硬化性樹脂の硬化物の粒径も数１０μｍ〜２ｍｍの範囲となり、特に粒径の大きい熱硬化性樹脂の硬化物を含むアセトン不溶分が樹脂封止工程で半導体素子４や金属ワイヤ６に悪影響を及ぼす。
【００２２】
そこで、熱硬化性樹脂の硬化物が生成される混練工程１０３、延伸工程１０４、冷却工程１０５、粉砕工程１０６を経た後、樹脂組成物を微粉砕する工程１０７を実施する。微粉砕工程１０７は、例えば粉砕装置を用いて樹脂組成物を砕き、熱硬化性樹脂の硬化物を有する固形状異物（アセトン不溶分）を含めて樹脂組成物を微粉化する工程である。すなわち、微粉砕工程１０７を経ることによって、固形状異物（アセトン不溶分）を含めて樹脂全体が微粉化された封止樹脂材料（熱硬化性樹脂組成物）１６を得ることができる。微粉砕工程１６は、図５に示すように粉砕工程１０６を経ることなく、冷却工程１４後に直接実施してもよい。
【００２３】
ここで、粒径の大きいアセトン不溶分をなくす他の方法としては、例えば樹脂封止工程で半導体素子４や金属ワイヤ６に悪影響を及ぼす粒径以上の粒子を篩い分けして取り除くことが考えられる。しかし、篩い分けを適用した場合には、粒径の大きいアセトン不溶分のみならず、粒径の大きい封止樹脂材料までも除去されてしまうため、封止樹脂材料の使用率が極端に低くなり、半導体装置１の製造コストを増加させてしまう。これに対し、固形状異物（アセトン不溶分）を含めて封止樹脂材料１６を微粉化することによって、材料コストの増加を抑制することができる。また、熱硬化性樹脂の硬化物は粒径が大きいことによる影響を除いて、それ自体が樹脂封止に悪影響を及ぼすことはない。
【００２４】
上述した微粉砕工程１０７において、固形状異物（アセトン不溶分）を含む封止樹脂材料（熱硬化性樹脂組成物）１６は、固形状異物が樹脂封止工程で半導体素子４や金属ワイヤ６に悪影響を及ぼさない粒径まで微粉化される。具体的には、固形状異物を含む封止樹脂材料１６の粉粒体の最大径が半導体素子４を樹脂封止した後の素子上樹脂厚Ｔ未満となるように微粉化される。固形状異物の最大径を素子上樹脂厚Ｔ未満とすることによって、後述する樹脂封止工程で固形状異物が半導体素子４にダメージを与えるおそれがない。
【００２５】
例えば、半導体装置１の素子上樹脂厚Ｔが１２０μｍである場合、固形状異物の最大径が１２０μｍ未満、さらには１００μｍ以下となるように、封止樹脂材料１６を微粉化する。樹脂封止工程における半導体素子４のクラック等をより確実に抑制する上で、固形状異物の最大径は素子上樹脂厚Ｔの８５％以下（０．８５Ｔ以下）とすることがより好ましい。ただし、封止樹脂材料１６を微粉化しすぎると、それに含まれる充填剤の粒度分布も変化し、封止樹脂材料１６の特性が変わってしまうため、封止樹脂材料１６は粒径が充填剤の最大粒径（例えば７５μｍ）以上となるように微粉化することが好ましい。
【００２６】
また、熱硬化性樹脂の硬化物を含むアセトン不溶分による金属ワイヤ６間の接触やそれによるショートを抑制するためには、隣接する金属ワイヤ６間にアセトン不溶分が挟まれた場合においても、金属ワイヤ６間の接触が生じないような粒径以下とすることが好ましい。図６に示すように、金属ワイヤ６の配置ピッチをＰ、金属ワイヤ６の直径をＤとしたとき、隣接する金属ワイヤ６間に挟まれた固形状異物（アセトン不溶分）Ｆの粒径が［３Ｐ−３Ｄ］の場合に金属ワイヤ６間のショート不良等が生じる。
【００２７】
そこで、封止樹脂材料１６は固形状異物Ｆの最大径が［３Ｐ−３Ｄ］未満となるように微粉化することが好ましい。例えば、金属ワイヤ６の配置ピッチＰが６０μｍ、金属ワイヤ６の直径Ｄが２５μｍの場合、固形状異物Ｆの最大径が１０５μｍ未満であれば、金属ワイヤ６間のショートを抑制することができる。このような点からも、固形状異物の最大径が１００μｍ以下となるように微粉化することが好ましい。固形状異物Ｆによる金属ワイヤ６間のショートやリークをより確実に抑制する上で、固形状異物Ｆの最大径は［３Ｐ−３Ｄ］の８０％以下（０．８×［３Ｐ−３Ｄ］以下）とすることが好ましい。封止樹脂材料１６の粒径は充填剤の最大粒径以上となるように微粉化することが好ましい。
【００２８】
このようにして、熱硬化性樹脂の硬化物を有する固形状異物を含有し、かつ固形状異物を含めて微粉化された熱硬化性の封止樹脂材料１６を用意する。微粉化された封止樹脂材料１６は、上述したように樹脂封止装置１１に供給される。具体的には、配線基板２に搭載された半導体素子４がセットされた上型１２と対向する下型１３上に供給される。上型１２と下型１３は予め加熱されている。供給された粉粒状の封止樹脂材料１６が溶融するのを待って、図３に示すように下型１３およびキャビティブロック１４を上昇させる。
【００２９】
下型１３とキャビティブロック１４とを上昇させ、キャビティブロック１４を上型１２に突き当ててキャビティ１５の側壁を形成する。下型１３をさらに上昇させ、溶融（流動化）された封止樹脂材料１６をキャビティ１５内に押し広げ、半導体素子４を封止樹脂材料１６で覆う。キャビティ１５内に充填された封止樹脂材料１６をさらに加熱して熱硬化させる。このようにして、半導体素子４を封止樹脂材料１６の硬化物で封止する。熱硬化工程が終了した後に下型１３を下げて成形品（封止樹脂材料１６の硬化物からなる封止樹脂層７で封止された半導体素子４を有する配線基板２）を取り出す。
【００３０】
上述したように、封止樹脂材料１６中に含まれる固形状異物（熱硬化性樹脂の硬化物等）は、その最大径が素子上樹脂厚Ｔ、さらには素子上樹脂厚Ｔの８５％以下（０．８５Ｔ以下）とされている。このため、半導体素子４Ｂと下型１３との間に固形状異物（熱硬化性樹脂の硬化物等）が介在したとしても、下型１３の圧力が半導体素子４Ｂに対して局所的に加わることはない。従って、固形状異物（熱硬化性樹脂の硬化物等）に起因する半導体素子４のクラック等を抑制することが可能となる。
【００３１】
さらに、固形状異物（熱硬化性樹脂の硬化物等）は、隣接する金属ワイヤ６間に固形状異物が挟まれた場合においても、金属ワイヤ６間の接触が生じない粒径以下（固形状異物の最大径が金属ワイヤ６の配置ピッチＰと直径Ｄに対して［３Ｐ−３Ｄ］未満、さらには［３Ｐ−３Ｄ］の８０％以下とされている。従って、固形状異物（熱硬化性樹脂の硬化物等）に起因する金属ワイヤ６間のショートやリークを抑制することができる。これらによって、信頼性の高い半導体装置１を高歩留りで作製することが可能となる。
【００３２】
次に、第２の実施形態による半導体装置の製造方法について説明する。まず、第１の実施形態と同様に、半導体素子４が搭載された配線基板２を樹脂封止装置１１にセットする。次いで、熱硬化性の封止樹脂材料１６を用意する。封止樹脂材料１６の構成材料は第１の実施形態と同様である。粉粒状の封止樹脂材料１６は以下のようにして用意される。封止樹脂材料１６を用意する工程について図７を参照して説明する。第１の実施形態と同様に、材料計量工程１０１、混合工程１０２、混練工程１０３、延伸工程１０４、冷却工程１０５、粉砕工程１０６、微粉砕工程１０７を実施する。
【００３３】
微粉砕工程１０７は第１の実施形態と同様にして実施し、固形状異物が樹脂封止工程で半導体素子４や金属ワイヤ６に悪影響を及ぼさない粒径まで封止樹脂材料１６を微粉化する。固形状異物の最大径は第１の実施形態と同様とされる。具体的には、固形状異物の最大径を素子上樹脂厚Ｔ未満、さらには素子上樹脂厚Ｔの８５％以下とすることが好ましい。金属ワイヤ６の配置ピッチＰおよび直径Ｄに対して、固形状異物の最大径を［３Ｐ−３Ｄ］未満、さらには［３Ｐ−３Ｄ］の８０％以下とすることが好ましい。封止樹脂材料１６は充填剤の最大粒径以上となるように微粉化することが好ましい。
【００３４】
次に、微粉化した封止樹脂材料１６を造粒する（１０８）。一旦微粉化した封止樹脂材料１６を造粒することによって、固形状異物の粒径に起因する半導体素子４や金属ワイヤ６への悪影響を取り除いた上で、封止樹脂材料１６の取扱い性や充填性等を高めることが可能となる。封止樹脂材料１６の造粒粉の粒径はおおよそ一定でもよいし、また所望の粒度分布を持たせてもよい。特に、後述するような粒度分布を有することが好ましい。
【００３５】
例えば、従来の粉粒状樹脂は粒度分布が不規則で、樹脂搬送部で微粉が付着・堆積したり、粉粒体が詰まる等の問題を有していた。また、粉粒状樹脂を下型に供給した後、粉粒状樹脂が溶融するのを待って金型を閉じるため、樹脂の溶融時間が製品の生産性に影響を及ぼす。従来の封止樹脂材料は粒度分布が不規則であるため、粒子間の間隙が多くて熱伝導性が低く、樹脂の昇温や溶融に時間を要し、生産性が低いという問題を有していた。
【００３６】
このような点に対して、微粉化した封止樹脂材料１６を造粒して用いることによって、微粉の付着・堆積や詰まり等を解消することができる。さらに、一般に粒子の大きさが均一の場合に比べて、大きさが異なる多分散系の方が充填率が大きくなり、高密度に充填できることが知られている。微粉化した封止樹脂材料１６を造粒して所望の粒度分布を持たせることによって、粉粒状の封止樹脂材料１６の充填率を高めることができる。
【００３７】
Ｈｏｒｓｆｉｅｌｄの充填模型の場合、等大球形粒子を六方最密充填した場合の充填率は約７４％である。６つの球で囲まれた四角孔と４つの球で囲まれた三角孔に入る最大球を順次充填した場合、最初の等大球を１次球、四角孔に入る最大球を２次球、三角孔に入る最大球を３次球、１次球と２次球の間隙に入る最大球を４次球、１次球と３次球の間隙に入る最大球を５次球、最後に残った間隙に微細な等大球を最密充填していった場合の充填率は約９６％である。均一な等大球や不規則な大きさに造粒するよりも、規則性のある粒径に造粒する方がより高密度な充填が可能となる。１次球から５次球の粒径と個数比は１次球の粒径をＡ、１次球の個数を１とした場合、表１に示す粒径と個数比になる。
【００３８】
【表１】
2010062404.tif 000003
【００３９】
例えば、樹脂組成物の粒径を１次球は１ｍｍ、２次球は０．４１４ｍｍ、３次球は０．２２５ｍｍ、４次球は０．１７７ｍｍ、５次球は０．１１６ｍｍとし、粒子の個数比を１次球：２次球：３次球：４次球：５次球＝１：１：２：８：８に極力近くなるよう造粒すれば高密度充填が可能な粉粒状樹脂（粉粒状の封止樹脂材料１６）が得られる。粒子の個数比は上記に限定されるものではない。少なくとも、１次球乃至２次球のそれぞれの個数よりも３次球の個数が多く、３次球の個数よりも４次球乃至５次球のそれぞれの個数が多ければよい。また、上記粒径は各球の粒径の典型例であり、粒径の大小順序を保った範囲で変動させることが可能である。
【００４０】
粉粒状の封止樹脂材料１６を全て一旦微粉化した後、規則性のある粒度分布に造粒した粉粒体（造粒粉）を用いて、半導体素子４を樹脂封止する。樹脂封止工程は第１の実施形態と同様にして実施される。第２の実施形態では以下に示すような効果を得ることができる。すなわち、第１の実施形態の効果に加えて、樹脂搬送部で樹脂が付着・堆積したり、樹脂が詰まったりする等の悪影響を防止できる。また、粒子間の間隙が狭くなり、粒子同士の接触面積が増し、樹脂の受熱効率が向上する。これによって、樹脂の溶融時間が早くなり、製品の生産性を向上させることができる。さらに、粉粒状樹脂全てを一旦微粉化してから造粒するため、樹脂の使用率が高く、製品のコストを低減することができる。
【００４１】
前述した第１および第２の実施形態では、半導体素子の樹脂封止に圧縮成形を適用した例について説いしたが、樹脂封止工程は圧縮成形に限定されるものではない。微粉化した封止樹脂材料や造粒した封止樹脂材料はトランスファ成形を適用した樹脂封止工程に対しても有効に利用することができる。特に、金属ワイヤの配置ピッチＰおよび直径Ｄに対して、固形状異物の最大径を［３Ｐ−３Ｄ］未満、さらには［３Ｐ−３Ｄ］の８０％以下とした封止樹脂材料は、トランスファ成形を適用する場合においても有効に作用する。すなわち、トランスファ成形を適用した樹脂封止工程において、金属ワイヤ間の接触によるショートの発生等を有効に抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、配線基板等の回路基材に搭載された半導体素子を樹脂封止する各種の半導体装置の製造工程（樹脂封止工程）に適用可能である。そのような半導体装置の製造方法も本発明に含まれるものである。また、本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態による製造方法を適用して製造される半導体装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体装置の製造工程における封止樹脂材料の供給過程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の半導体装置の製造工程における封止樹脂材料の圧縮成形過程を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に用いられる封止樹脂材料の製造工程を示す図である。
【図５】図４に示す封止樹脂材料の製造工程の変形例を示す図である。
【図６】金属ワイヤの配置ピッチおよび直径と固形状異物の径との関係に基づく金属ワイヤの接触状態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に用いられる封止樹脂材料の製造工程を示す図である。
【図８】図６に示す封止樹脂材料の製造工程の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…半導体装置、２…配線基板、３…接続パッド、４，４Ａ，４Ｂ…半導体素子、５ａ，５ｂ…電極パッド、６，６Ａ，６Ｂ…金属ワイヤ、７…封止樹脂層、１１…樹脂封止装置、１２…上型、１３…下型、１４…キャビティブロック、１５…キャビティ、１６…封止樹脂材料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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