(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルムの片面に位置する半導体素子搭載部分と、前記絶縁フィルムの片面に形成された回路パターンと電気的に接続されており、半導体素子の電極とボンディングワイヤによって電気的に接続するためのワイヤボンディング用接続パッドとからなる配線パターン部を有するシート状のフレキシブル回路基板と、
複数の矩形開口部を有する金属フレームとを備え、
前記半導体素子搭載部分が前記矩形開口部に対向するように、前記シート状のフレキシブル回路基板と前記金属フレームとを接着剤を介して貼り付けた構成からなり、後の工程において、半導体素子の搭載、ワイヤボンディング、樹脂封止を行うために用いられる半導体パッケージ用中間製品の梱包方法において、
前記半導体パッケージ用中間製品と吸湿剤とをパックに同封し、このパック内部を真空にして前記パックの口を封止することを特徴とする半導体パッケージ用中間製品の梱包方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体パッケージ用中間製品の梱包方法において、前記フレキシブル回路基板内の水分の低減のためにフレキシブル回路基板を加熱することを特徴とする半導体パッケージ用中間製品の梱包方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体パッケージ用中間製品の梱包方法において、前記半導体パッケージ用中間製品をパックに挿入し、このパック内部を真空にしたものを出荷用の箱に入れ、該出荷用の箱内に吸湿剤を入れることを特徴とする半導体パッケージ用中間製品の梱包方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属フレームの開口部にシート状のフレキシブル回路基板を接着剤で貼り付ける工程を含む半導体パッケージ用中間製品の梱包方法、特にフレキシブル回路基板の反り等の変形を低減するようにした半導体パッケージ用中間製品の梱包方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ  ）を製造する従来の製造装置でＦＢＧＡ（Ｆｉｎｅ  Ｐｉｔｃｈ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）といわれるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）の製造が可能となる半導体パッケージの製造方法が望まれている。
【０００３】
この一環として、従来、キャリアフレームとしての金属フレームに、片面あるいは両面に回路パターンの付いた個片の単一回路基板又はこれら単一回路基板を複数個シート状に１単位としてまとめて成る集合回路基板シートを固定し、その上に半導体素子を搭載し、片面を樹脂封止する半導体パッケージの製造方法として、特開平８−８３８６６号公報、特開平９−２７５６３号公報、特開平９−２２９６３号公報に開示されたものがある。
【０００４】
特開平８−８３８６６号公報のものは、金属フレームに矩形の貫通孔から成る開口部を設け、このフレーム開口部に対して、片面あるいは両面に回路パターンの付いた個片の単一回路基板を、機械的な支持手段によって位置決め支持させたものを半導体パッケージ用中間製品として使用し、これを各工程に搬送することによって、既存の設備をそのまま利用して、半導体素子の搭載やワイヤボンディング、樹脂封止といった処理を効率的に行う半導体パッケージの製造方法である。金属フレームに回路基板を位置決め支持する支持手段としては、例えば金属フレームの板材を切り起こして形成した係止片が用いられ、これにより回路基板の周辺を弾性的に支持することにより、後工程で金属フレームから回路基板（単体のＢＧＡ製品）を容易に取り外すことができるようになっている。
【０００５】
上記半導体パッケージ用中間製品を利用することの第１の利点は、従来の短冊状のプリント基板を使用した場合のプリント基板の無駄部分をなくすことができる点にある。即ち、従来の所定の配線パターンを設けた大判のプリント基板を短冊状に切断し、この短冊状に形成したプリント基板を、各工程に搬送して製品とする製造方法では、短冊状のプリント基板に無駄な切り代を取る必要があることから、プリント基板の材料の無駄が生じるが、個片の単一回路基板を取り扱って金属フレームに支持させる方法では、このような無駄が生じない。また、第２の利点は、既存の設備をそのまま利用して半導体素子の搭載やワイヤボンディング、樹脂封止といった処理を効率的に行うことができる点にある。
【０００６】
次に、特開平９−２７５６３号公報及び特開平９−２２９６３号公報のものは、上記の個片の単一回路基板を取り扱う代わりに、これら単一回路基板を複数個シート状に連結して１単位としてまとめて成る集合回路基板シートを取り扱うものである。
【０００７】
代表的に、図９に、特開平９−２２９６３号公報に開示された半導体パッケージ用中間製品（半導体回路素子搭載基板フレーム）を示す。この半導体回路素子搭載基板フレーム３０は、サイドレール３５に連結タブ３６で連結されて順次直線的に配列された複数の単一の金属基板層３１に、単一の半導体回路基板３２及び単一の半導体回路素子搭載基板３３を熱伝導性接着剤層であるプリプレグ層を介して設け、結果的にシート状に連接した構成となっている。なお、３４はサイドレール３５に設けた位置決め用の規準孔である。
【０００８】
この集合回路基板シートを取り扱った半導体パッケージ用中間製品によれば、個片の単一回路基板を取り扱う場合の欠点、即ち、個別の回路基板の搬送や位置決め等の取り扱いが煩雑となるという問題や、位置ずれや損傷によって品質や半導体回路素子実装の作業効率が低下し、生産性が著しく阻害されるという問題を解消することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、フレキシブル回路基板を金属フレームに接着剤で貼り付けるという手法については何ら検討されておらず、その貼り付けの際に生ずるフレキシブル回路基板の反り等の変形を低減する手法も確立していなかった。
【００１０】
これに対し、本出願人は、次のような半導体パッケージの製造方法を開発している。即ち、図４に示すように金属フレーム１に開口部２を設け、その開口部にシート状のフレキシブル回路基板７を図３の如く接着剤で貼り付けたものを半導体パッケージ用中間製品として使用し、これを各工程に搬送することによって、半導体素子９の搭載、ワイヤボンディング、樹脂封止等の処理を行う方法である。
【００１１】
この製造方法によれば、例えばフレーム開口部のフレーム幅方向の２辺又は３辺もしくは４辺に接着剤を塗布し、フレキシブル回路基板７を接着剤で貼り付けるだけでよく、従来の連結タブ等は不要であるので、金属フレーム１の製造及びフレキシブル回路基板７の取り扱いが非常に容易で、製造時間の短縮を図ることができる。また、金属フレーム１上でフレキシブル回路基板７が占める占有面積が小さく、生産性の増加を実現することができる。即ち、個片の回路基板を取り扱って金属フレームに支持させる従来の場合と同様に、回路基板の材料の無駄が生じないという長所を有する。また、既存の設備をそのまま利用して半導体素子９の搭載やワイヤボンディング、樹脂封止といった処理を効率的に行うことができるという長所も有する。
【００１２】
しかし、この製造方法では、フレキシブル回路基板７の直下が開口部２の空間であり、図９の場合のような金属基板層３１による支持がないこと、及び、フレキシブル回路基板７はその周囲の２辺又は３辺もしくは４辺が接着剤で固定されるにすぎないことから、貼り付け工程において、図８に示すように、フレキシブル回路基板７に反りが生ずるという問題がある。
【００１３】
フレキシブル回路基板に反り等の変形が発生すると、フレキシブル回路基板上の半導体素子９の搭載部分やワイヤボンド接続部分の平面性が悪化し、半導体搭載時やワイヤボンディング時の大きな障害となる可能性がある。また、半導体素子９のチップを搭載した後の工程、例えばモールド時に半導体チップにダメージを与え、最悪の場合は使用不可能となる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、金属フレームの開口部にフレキシブル回路基板を貼り付けた際の反り等の変形を低減し、且つその効果を維持することができる半導体パッケージ用中間製品の梱包方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１６】
請求項１の発明は、絶縁フィルムの片面に位置する半導体素子搭載部分と、前記絶縁フィルムの片面に形成された回路パターンと電気的に接続されており、半導体素子の電極とボンディングワイヤによって電気的に接続するためのワイヤボンディング用接続パッドとからなる配線パターン部を有するシート状のフレキシブル回路基板と、複数の矩形開口部を有する金属フレームとを備え、前記半導体素子搭載部分が前記矩形開口部に対向するように、前記シート状のフレキシブル回路基板と前記金属フレームとを接着剤を介して貼り付けた構成からなり、後の工程において、半導体素子の搭載、ワイヤボンディング、樹脂封止を行うために用いられる半導体パッケージ用中間製品の梱包方法において、前記半導体パッケージ用中間製品と吸湿剤とをパックに同封し、このパック内部を真空にして前記パックの口を封止することを特徴とする半導体パッケージ用中間製品の梱包方法である。
【００１８】
具体的には、図１に概略を示すように、金属フレームの開口部にシート状のフレキシブル回路基板を接着剤で貼り付けた後（工程（ａ））、そのフレキシブル回路基板を、例えば加熱し又は低湿度環境下（例えば相対湿度３０％の雰囲気中）に一定時間放置することにより、フレキシブル回路基板内の水分を低減し、以て当該フレキシブル回路基板の反りを低減する（工程（ｂ））。次いで、得られた半導体パッケージ用中間製品を真空パックして（工程（ｃ））、湿度の進入を防止した状態で各工程に搬送し（工程（ｄ））、半導体素子の搭載、ワイヤボンディング、樹脂封止等の処理を行う（工程（ｅ））。
【００１９】
なお、フレキシブル回路基板といった場合、片面あるいは両面に回路パターンの付いた個片のフレキシブル単一回路基板の形態と、これら単一回路基板を複数個シート状に１単位としてまとめて成るフレキシブル集合回路基板の形態の双方が含まれる。
【００２０】
上記フレキシブル回路基板内の水分を低減する手段としては、フレキシブル回路基板を加熱する方法が、水分低減効果が大きいので有効である。しかし、低湿度環境下（例えば相対湿度３０％の雰囲気中）に一定時間フレキシブル回路基板を放置しても同様の効果がある。また、金属フレームの開口部にシート状のフレキシブル回路基板を接着剤で貼り付けるに先立ち、フレキシブル回路基板を高湿度の雰囲気中（例えば温度６５℃、相対湿度８５％の高温高湿槽中）に一定時間以上置くことにより、予めフレキシブル回路基板を加湿しておいてもよい。
【００２１】
また、上記請求項１又は２記載の半導体パッケージ用中間製品の梱包方法において、前記半導体パッケージ用中間製品をパックに挿入し、このパック内部を真空にしたものを出荷用の箱に入れ、該出荷用の箱内にシリカゲル等の吸湿剤を入れてもよい（請求項３）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
図３に本発明の半導体パッケージ用中間製品の梱包方法で用いる半導体パッケージ用中間製品の形態を示す。この半導体パッケージ用中間製品は、キャリアフレームとしての金属フレーム１上に長方形の開口部２（図４参照）を設け、このフレーム開口部２に対して、ポリイミド樹脂製絶縁フィルムの片面あるいは両面に回路パターンを付けたフレキシブルテープ（いわゆるＴＡＢテープ）４（図６参照）から切り出したフレキシブル回路基板７を、接着剤８（図５参照）で貼り付けたものから成る。このフレキシブル回路基板７の貼り付けは、フレーム開口部２の周辺領域のうちフレーム幅方向の２辺に沿った金属フレーム上の部分であって貼り付け後にフレキシブル回路基板と重なる部分、つまり、「貼り付けしろ」の部分を対象として行い、この部分に対して接着剤８（図５参照）を塗布し、以て金属フレーム１のフレーム開口部２にフレキシブル回路基板７を貼り付ける。この半導体パッケージ用中間製品は、次のようにして作製する。
【００２４】
まず、金属フレーム１については、図４に示すように、１６０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ２００μｍの銅合金にエッチングを施して、フレーム開口部２としての３０ｍｍ×３０ｍｍの四角い穴を４個直線的に形成し配列したものを作製し、これを金属フレーム１とする。このフレーム開口部２を形成することにより、金属フレーム１のフレーム幅方向の２辺（両側部）には、各フレーム開口部２に共通にサイドレール領域１ａ、１ａが残され、また、各フレーム開口部２間には区画領域１ｂが残される。金属フレーム１のサイドレール領域１ａには、複数の位置決め用のガイド穴３が穿設されている。
【００２５】
次に、フレキシブル回路基板７については、図６に示すように、高密度実装が可能なポリイミド樹脂製絶縁フィルムの片面又は両面に回路パターンを設けたコイル状の厚さ５０μｍのフレキシブルテープ（いわゆるＴＡＢテープ）４から、図示していない金型を用いたプレス加工法により、３０ｍｍ×３４ｍｍの長方形を金型で打ち抜き、得られたフレキシブルテープ切断部をフレキシブル回路基板７とする。このフレキシブル回路基板７の寸法はフレーム開口部２と長さが同一で、幅が４ｍｍだけ大きい。フレキシブル回路基板７の幅をフレーム開口部２より若干長くしたのは、そのフレキシブル回路基板７の短辺のはみ出し部分を上記貼り付けしろに対する被接着部分７ｂとして利用するためである。なお、フレキシブルテープ４の側部には、送り位置決め用のガイド穴５が所定のピッチで穿設されている。
【００２６】
フレキシブル回路基板７は、この実施形態の場合、フレキシブルテープ４の配線パターン部である単一回路基板６を、「田」の字状の枠が連接部７ａとして残る形で４枚連接したものから成る。しかし、フレキシブル回路基板７は、単一回路基板６を所要数だけ連接した所要の任意の形状とすることができる。
【００２７】
次に、図５に示すように、金属フレーム１の貼り付けしろの部分に接着剤８を塗布する。即ち、フレーム開口部２の周辺領域である各穴の周縁のうち、フレーム幅方向の２辺に沿った位置に、機械制御のディスペンサを用いて、一直線状に、熱硬化性の接着剤８を塗布する。フレキシブル回路基板７が金属フレーム１と重なる部分の長さは３０ｍｍであり、接着剤８はそれより若干短めに、即ち、その部分の内側に長さ２８ｍｍの塗布を行い、金属フレーム１とフレキシブル回路基板７の重なる部分以外に接着剤８が漏れないようにした。ここで用いている接着剤８の硬化温度は２５０℃である。そこで、リフロー炉を用いてｌ００℃、３０秒＋１５０℃、３０秒の加熱を行い不完全な硬化を施す。
【００２８】
その後、図６に示すフレキシブルテープ４を３０ｍｍ×３４ｍｍの長方形に金型で打ち抜いて得た上述のフレキシブル回路基板７の被接着部分７ｂを金属フレーム１の接着剤塗布部に重ね、２７０℃に加熱した貼り付け金型を用いて６ｋｇ／平方センチの圧力で１秒加圧し、フレキシブル回路基板７と金属フレーム１とを貼り付ける。
【００２９】
これらを金属フレーム１の１枚分繰り返す。
【００３０】
上記貼り付け工程においては、フレキシブル回路基板７の直下が空間で支持材がないこと、及び、フレキシブル回路基板７はその周囲の２辺が接着剤で固定されるにすぎないことから、図８に示すように、フレキシブル回路基板７に反りが生じ易い。フレキシブル回路基板７を金属フレーム１に図３の如く固定した際、図８で示すように、半導体素子３が搭載される部分のフレキシブル回路基板７が反っていると、モールド時に半導体素子３にダメージを与える。
【００３１】
そこで、図３で示すようにフレキシブル回路基板７を金属フレーム１に貼り付けた後に、つまり、図１の工程（ａ）の後に、フレキシブル回路基板７を加熱してフレキシブル回路基板７内部の水分を低減させ（図１の工程（ｂ））、これによりフレキシブル回路基板７の反りを低減させる。要するに、フレキシブル回路基板７を金属フレーム１へ貼付後、加熱すると、内部の水分が少なくなり収縮するので、フレキシブル回路基板７の反り量が低減する。
【００３２】
かくして、半導体パッケージ用中間製品が完成した。
【００３３】
しかし、このままの状態で半導体パッケージ用中間製品を次工程に搬送すべく管理すると、時間の経過と共にフレキシブル回路基板７内部の水分が元に戻ってしまうことがある。特に、輪送中に高湿状態に放置されたような場合には、再び、フレキシブル回路基板７が吸湿し、変形を生じる。
【００３４】
そこで、得られた半導体パッケージ用中間製品２０を図２の如く真空パック２１に入れ、真空にしてパックの口２３を加熱封止し、これにより湿度の進入を防止した。また、その真空パック２１の内部には、吸湿剤としてシリカゲル２２を同封し低湿度雰囲気に保った（図１の工程（ｃ））。
【００３５】
この実施形態では、上記半導体パッケージ用中間製品２０を真空パック２１内に入れると同時にシリカゲル２２を同封したが、シリカゲル２２は入れなくてよい。また、半導体パッケージ用中間製品２０を単に入れただけの真空パック２１を出荷用の箱に入れ、その出荷用の箱内にシリカゲル２２を入れてもよい。
【００３６】
次に、図７に示す小型のグリッド・エリア・アレイ型半導体パッケージを製造すべく、上記の如くして得られた半導体パッケージ用中間製品２０を図２の如く真空パック２１に入れた状態で各工程に搬送し（図１の工程（ｄ））、半導体素子の搭載、ワイヤボンディング、樹脂封止等の処理を行った（図１の工程（ｅ））。
【００３７】
なお、図７において、フレキシブル回路基板６０はフレキシブル回路基板７に単一回路基板６（図３、図６）として「田」の字状に４つ連続して形成されていたものの一つであり、その片面側の銅箔１３により回路パターンが形成されている。
【００３８】
まず、金属フレーム１にフレキシブル回路基板７が貼付された状態で、導体回路基板６上には、その回路パターンの表面にレジスト樹脂１４が塗布され、半導体素子９が搭載される。
【００３９】
次いで、半導体素子９の電極９ａと回路パターンの接続パッド（金めっき１２ｂ）との間が、ボンディングワイヤ１１によりワイヤボンディングされる。
【００４０】
更に、これら半導体素子９とボンディングワイヤ１１上にモールド樹脂１０又はポッティング材を施す。このとき、上述の接着剤８の部分は、この樹脂が開口部２の幅方向２辺の領域外に流出するのを阻止する堰として働く。なお、図３中、１６はモールドラインを示す。
【００４１】
樹脂封止した後、回路基板６０の下面に実装基板などと接続する外部接続端子として半田ボール１５を取り付ける。なお、回路パターンの一部は、回路基板６０を貫く金めっき１２ａを施したビアホールを通して他側の片面に導出されており、その導出部に半田ボール１５が接続される。なお、ＢＧＡの場合は外部接続端子として半田ボールを使用するが、片面樹脂封止型半導体パッケージとして半田ボールの他にリードピン等を外部接続端子として使用することも可能である。
【００４２】
最後に、金属フレーム１からフレキシブル回路基板７を又はフレキシブル回路基板７から回路基板６０を取り外すことにより、単体のＢＧＡ製品として小型のグリッド・エリア・アレイ型半導体パッケージが得られる。
【００４３】
通常、上記のような小型のグリッド・エリア・アレイ型半導体パッケージ向けのフレキシブルテープは、リードフレームパッケージを作製する装置を用いての生産はできず、新たな装置の導入等の投資が必要となる。しかし、本実施形態による半導体パッケージ用中間製品を用いると、これまでの大型のリードフレームパッケージ用の装置を流用しての半導体パッケージ作製が可能となる。即ち、上記実施形態による半導体パッケージの製造方法によれば、ＱＦＰを製造する従来の装置でＦＢＧＡ（Ｆｉｎｅ  Ｐｉｔｃｈ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）といわれるＣＳＰの製造が可能となる。また、本発明は、その対象となる半導体素子に制約が無く、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等のメモリーやＣＰＵ、ＭＰＵ等のロジック系のいずれにも対応が可能である。
【００４４】
上記実施形態では、フレキシブル回路基板内の水分の低減する方法として、フレキシブル回路基板を加熱した。しかし、低湿度環境下に一定時間以上フレキシブル回路基板を置く、例えば相対湿度３０％の雰囲気中に１２時間放置してもよい。
【００４５】
また、付加的に、金属フレームの開口部にシート状のフレキシブル回路基板を接着剤で貼り付けるに先立ち、フレキシブル回路基板を、高湿度の雰囲気中に一定時間以上置き、予め加湿しておいてもよい。例えば金属製のフレーム２に貼り付ける前に、フレキシブル回路基板７を温度６５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）の高温高湿槽内に１２時間以上置き、フレキシブル回路基板７内に充分に水分を入れる。つまり、フレキシブル回路基板７を加湿し充分に水分を吸わせて伸びた状態にする。この加湿処理は、効率を高めるため、図６の段階、即ち、フレキシブル回路基板７がフレキシブルテープ（ＴＡＢテープ）４の形で金属リールに巻き付けられている状態で行う。その後、金型で打ち抜いたフレキシブル回路基板７を金属フレーム１に貼り付ける（図１の工程（ａ））。そして、フレキシブル回路基板７を相対湿度３０％の雰囲気中に１２時間以上放置することにより、内部の水分を少なくさせ収縮させて、フレキシブル回路基板７の反りを低減する（図１の工程（ｂ））。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、半導体パッケージ用中間製品と吸湿剤とをパックに同封し、このパック内部を真空にしてパックの口を封止して梱包したため、半導体パッケージ用中間製品を出荷輸送する過程においてもパック内部を低湿度雰囲気に保つことができ、フレキシブル回路基板の吸湿現象が起こらず、フレキシブル回路基板を反りのない状態に維持することができる。これにより、フレキシブル回路基板の半導体素子の搭載領域とワイヤボンドの接続領域の平坦性を確保し、半導体素子の搭載時およびワイヤボンディング時の障害を回避することができる。
【００４７】
真空パックしなかった場合には、貼付後にフレキシブル回路基板内の水分を低減しても、フレキシブル回路基板が再び水分を吸収して元に戻る（伸びる）ために、基板の反り低減効果がなくなってしまうが、本発明では、得られた半導体パッケージ用中間製品を真空パックして防湿梱包を行っているので、フレキシブル回路基板の吸湿現象が起こらず、フレキシブル回路基板を反りのない状態に維持することができる。
【００４８】
従って、半導体素子を搭載した後の、例えばモールド時において、半導体素子に与えるダメージを少なくすることができる。よって、本発明により歩留りの高い半導体パッケージの製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体パッケージ用中間製品の梱包方法の一例を示した概要図である。
【図２】本発明の半導体パッケージ用中間製品を梱包した状態を示した図である。
【図３】本発明の方法で梱包する半導体パッケージ用中間製品を示す平面図である。
【図４】本発明の梱包方法で用いる金属フレームを示す平面図である。
【図５】本発明の梱包方法で用いる金属フレームの開口部を示す図である。
【図６】本発明の梱包方法で用いるフレキシブル回路基板の作成に使用されるフレキシブルテープを示す図である。
【図７】本発明の方法で梱包された半導体パッケージ用中間製品を用いた半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【図８】従来のフレキシブル回路基板の反りを示す断面図である。
【図９】従来の半導体パッケージ用中間製品を示す図である。
【符号の説明】
１  金属フレーム
２  開口部
４  フレキシブルテープ
６  単一回路基板（フレキシブルテープの配線パターン部）
７  フレキシブル回路基板（フレキシブルテープの切断部）
８  接着剤
９  半導体素子
１０  モールド樹脂
２０  半導体パッケージ用中間製品
２１  真空パック
２２  シリカゲル
【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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【図９】
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