(57)【要約】【課題】  半導体装置の歩留りの向上を図る。【解決手段】  封止体６を形成した後、封止体６の表面６ａおよび実装面６ｂに対応するキャビティ１ｄの底面１ｅにおいてこの底面１ｅより突出する突出部１ｆで進退移動するエジェクタピン１ｇによって封止体６を押し出す際に、表面６ａおよび実装面６ｂに突出部１ｆによって凹部６ｃを形成して押し出すことができ、さらに凹部６ｃ内に表面６ａおよび実装面６ｂより引っ込んだ樹脂バリを配置することにより、樹脂封止工程後のベーク工程で封止体同士を積み重ねてベークを行う際に、積み重ねた封止体同士を密着させた状態でベークすることができるため、各封止体６やリードフレーム３の反りなどの変形の形態を均一にすることができ、その結果、ＱＦＰ（半導体装置）の歩留りの向上を図る。【選択図】  図９
2006073600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップを樹脂封止する封止体と、
前記半導体チップと電気的に接続された複数の外部端子とを有し、
前記封止体の実装面と反対側の表面に凹部が形成されており、前記凹部内に前記表面より引っ込んだ樹脂バリが配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、前記封止体の前記実装面に凹部が形成されており、前記凹部内に前記実装面より引っ込んだ樹脂バリが配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置において、前記凹部の深さは、５０μｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
（ａ）半導体チップが搭載された薄板部材を樹脂成形金型の金型面に配置し、その後、前記樹脂成形金型を閉じる工程と、
（ｂ）前記樹脂成形金型のキャビティに封止用樹脂を充填する工程と、
（ｃ）前記封止用樹脂を硬化させて封止体を形成した後、前記封止体の実装面と反対側の表面に対応する前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって前記封止体を押し出して、前記封止体を前記樹脂成形金型から離型させる工程とを有し、
前記（ｃ）工程において前記封止体の前記表面に前記突出部によって凹部を形成し、さらに前記凹部内に前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置す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４記載の半導体装置の製造方法において、前記ピンは、前記封止体の前記実装面と前記表面とにそれぞれ対応する前記キャビティのそれぞれの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動し、前記（ｃ）工程において前記封止体の前記実装面と前記表面とに前記突出部によってそれぞれ凹部を形成し、さらにそれぞれの前記凹部内に前記実装面または前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、前記凹部の深さは、５０μｍ以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
（ａ）半導体チップが搭載された薄板部材を樹脂成形金型の金型面に配置し、前記樹脂成形金型を閉じた後、前記樹脂成形金型のキャビティに封止用樹脂を充填する工程と、
（ｂ）前記封止用樹脂を硬化させて封止体を形成した後、前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって前記封止体を押し出して、前記封止体を前記樹脂成形金型から離型させる工程と、
（ｃ）それぞれに前記封止体が形成された複数の前記薄板部材を前記封止体同士重ねて積層し、前記積層状態でベーク処理を行って前記封止体の硬化を促進させる工程とを有し、
前記（ｂ）工程で前記突出部によって形成された前記封止体の凹部内に前記封止体より引っ込んだ樹脂バリを配置し、前記（ｃ）工程で積層した複数の前記封止体を、それぞれ厚さ方向に隣接する封止体同士を密着させて前記ベーク処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記ピンは、前記封止体の実装面と反対側の表面に対応する前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動し、前記（ｂ）工程において前記封止体の前記表面に前記突出部によって凹部を形成し、さらに前記凹部内に前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記ピンは、前記封止体の前記実装面と前記表面とにそれぞれ対応する前記キャビティのそれぞれの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動し、前記（ｂ）工程において前記封止体の前記実装面と前記表面とにそれぞれ前記突出部によって凹部を形成し、さらにそれぞれの前記凹部内に前記実装面または前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｃ）工程後、ウォータジェット方法で前記樹脂バリの一部または全部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記封止体の厚さは、１.4ｍｍ以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記封止用樹脂は、それに含まれるフィラーの粒径が５０μｍであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記封止用樹脂は、その粘度がフローテスタ粘度で１００ｐｏｉｓ以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
（ａ）半導体チップが搭載された薄板部材を樹脂成形金型の金型面に配置し、その後、前記樹脂成形金型を閉じる工程と、
（ｂ）前記樹脂成形金型のキャビティに封止用樹脂を充填する工程と、
（ｃ）前記封止用樹脂を硬化させて封止体を形成した後、前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって前記封止体を押し出して、前記封止体を前記樹脂成形金型から離型させる工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程で前記突出部によって形成された前記封止体の凹部内に配置された樹脂バリを、ウォータジェット方法によって除去する工程とを有し、
前記（ｄ）工程で前記樹脂バリの一部または全部を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記ピンは、前記封止体の実装面と反対側の表面に対応する前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動し、前記（ｃ）工程において前記封止体の前記表面に前記突出部によって凹部を形成し、さらに前記凹部内に前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記ピンは、前記封止体の前記実装面と前記表面とにそれぞれ対応する前記キャビティのそれぞれの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動し、前記（ｃ）工程において前記封止体の前記実装面と前記表面とにそれぞれ前記突出部によって凹部を形成し、さらにそれぞれの前記凹部内に前記実装面または前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記封止体の厚さは、１.4ｍｍ以下である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、半導体製造技術に関し、特に、樹脂封止型の半導体装置の歩留りの向上に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品および樹脂モールド装置では、キャビティ内面に盛り上がり部を形成し、その盛り上がり部にピンをその退入位置で平坦面と面一になるように配設することにより、外装樹脂部に樹脂バリが発生しても、電子部品をプリント基板に良好な状態で実装できる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２４３３０２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
樹脂封止型の半導体装置の組み立てにおいて、その樹脂封止工程で樹脂成形金型からの封止体の離型は、樹脂成形金型に設けられた製品押し出し用のエジェクタピンによって押し出されて行われる。樹脂成形金型では、エジェクタピンの動作は金型のキャビティへの進退移動動作であるとともに、エジェクタピンの動作をガイドする孔部の内壁との摺動動作でもある。したがって、エジェクタピンと内壁による摺動動作が増えると、エジェクタピンまたは孔部の内壁が摩耗し、この孔部とエジェクタピンとの間の隙間がより大きく形成される。この影響により、エジェクタピンが押圧する封止体の表面にその厚さ方向への樹脂バリが形成される。
【０００４】
なお、樹脂封止工程の後には封止体の樹脂の硬化を更に促進させるためのベーク処理を行うが、本発明者は、特に薄型の半導体装置において、樹脂封止工程後のベーク工程で前記樹脂バリの影響により品質不良に関する問題が発生することを見出した。
【０００５】
まず、樹脂封止工程後のベーク工程では、封止体が形成されたフレーム（または基板）を封止体同士を積み重ねて専用のラックに収納した状態でベークを行っており、その際、封止体の表面に前記樹脂バリが形成されていると、重ねた封止体同士が密着せずに前記樹脂バリによって上下方向に隣接する封止体間に隙間が形成される。前記樹脂バリの長さはバラバラであるため、前記隙間も半導体装置ごとに不均一な大きさになる。封止工程後に、封止体の硬化を促進させるためにベークを行うが、このベーク工程において、封止体やフレームが熱膨張によって伸びるが、その後の冷却により変形し反りが形成される。その際、半導体装置ごとに封止体の周囲に不均一な大きさの隙間が形成された状態でベークを行うと、封止体やフレームの反りも半導体装置ごとに異なって不均一になり、その結果、封止体やフレーム（または基板）平坦度が悪くなるという問題が発生する。
【０００６】
また、封止体の表面に樹脂バリが形成されていると、ベーク工程で封止体同士を重ねた際に隣接する封止体に樹脂バリによって傷が形成されるという問題が起こる。
【０００７】
なお、樹脂封止工程後に樹脂バリを除去することも可能であるが、この場合、製品完成までに要する時間が長くなり、かつ除去に要する費用が発生するため、製品原価が高くなることが問題となる。
【０００８】
前記特許文献１（特開平５−２４３３０２号公報）には、プリント基板への良好な実装を可能にすることを目的として、電子部品の外装樹脂部の下面（実装面）のみに凹み部が形成され、この凹み部内に樹脂バリが配置された構造が開示されている。すなわち、プリント基板へ実装するためのみの対策であるため、凹み部は外装樹脂部の下面のみにしか形成されておらず、外装樹脂部の下面と反対側の表面の凹み部の有無については全く記載されていない。
【０００９】
通常、エジェクタピンによる製品の押し出しは外装樹脂部の下面（実装面）と表面の両面に対して行われるものであり、前記特許文献１に開示された構造では、外装樹脂部の表面には凹み部が形成されていないため、表面側では樹脂バリが突出した状態となる。
【００１０】
したがって、前記特許文献１に記載された構造を採用して、本発明者が検討した樹脂封止工程後のベーク工程で前記外装樹脂部同士を積み重ねてベークを行うと、樹脂バリによって外装樹脂部の表面側に不均一な隙間が形成されるため、平坦度の悪化や外装樹脂部への傷という問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、歩留りの向上を図ることができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、製造コストの低減化を図ることができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１５】
すなわち、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップを樹脂封止する封止体と、前記半導体チップと電気的に接続された複数の外部端子とを有し、前記封止体の実装面と反対側の表面に凹部が形成されており、前記凹部内に前記表面より引っ込んだ樹脂バリが配置されているものである。
【００１６】
また、本発明は、半導体チップが搭載された薄板部材を樹脂成形金型の金型面に配置し、その後、前記樹脂成形金型を閉じる工程と、前記樹脂成形金型のキャビティに封止用樹脂を充填する工程と、前記封止用樹脂を硬化させて封止体を形成した後、前記封止体の実装面と反対側の表面に対応する前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって前記封止体を押し出して、前記封止体を前記樹脂成形金型から離型させる工程とを有し、前記離型させる工程において前記封止体の前記表面に前記突出部によって凹部を形成し、さらに前記凹部内に前記表面より引っ込んだ樹脂バリを配置するものである。
【００１７】
さらに、本発明は、半導体チップが搭載された薄板部材を樹脂成形金型の金型面に配置し、前記樹脂成形金型を閉じた後、前記樹脂成形金型のキャビティに封止用樹脂を充填する工程と、前記封止用樹脂を硬化させて封止体を形成した後、前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって前記封止体を押し出して、前記封止体を前記樹脂成形金型から離型させる工程と、それぞれに前記封止体が形成された複数の前記薄板部材を前記封止体同士重ねて積層し、前記積層状態でベーク処理を行って前記封止体の硬化を促進させる工程とを有し、前記離型させる工程で前記突出部によって形成された前記封止体の凹部内に前記封止体より引っ込んだ樹脂バリを配置し、前記封止体の硬化を促進させる工程で積層した複数の前記封止体を、それぞれ厚さ方向に隣接する封止体同士を密着させて前記ベーク処理するものである。
【００１８】
また、本発明は、半導体チップが搭載された薄板部材を樹脂成形金型の金型面に配置し、その後、前記樹脂成形金型を閉じる工程と、前記樹脂成形金型のキャビティに封止用樹脂を充填する工程と、前記封止用樹脂を硬化させて封止体を形成した後、前記キャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって前記封止体を押し出して、前記封止体を前記樹脂成形金型から離型させる工程と、前記離型させる工程で前記突出部によって形成された前記封止体の凹部内に配置された樹脂バリを、ウォータジェット方法によって除去する工程とを有し、前記除去する工程で前記樹脂バリの一部または全部を除去するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２０】
封止体を形成した後、封止体の表面に対応するキャビティの底面において前記底面より突出する突出部で進退移動するピンによって封止体を押し出す際に、封止体の表面に前記突出部によって凹部を形成して押し出すことができ、さらに前記凹部内に表面より引っ込んだ樹脂バリを配置することにより、樹脂封止工程後のベーク工程で封止体同士を積み重ねてベークを行う際に、積み重ねた封止体同士を密着させた状態でベークすることができ、各封止体および薄板部材の反りなどの変形の形態を均一にすることができる。これにより、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができ、その結果、半導体装置の歩留りの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２２】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００２３】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２５】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示す半導体装置の構造の一例を示す側面図、図３は図１に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図、図４は図１に示す半導体装置の構造をその一部を破断して示す拡大部分側面図、図５は図４のＡ部の構造を示す拡大部分断面図、図６は図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における金型クランプ時の構造の一例を示す断面図、図７は図６のＢ部の構造を示す拡大部分断面図、図８は図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における樹脂注入時の構造の一例を示す断面図、図９は図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程におけるエジェクタピンによる製品押し出し時の構造の一例を示す断面図、図１０は図９に示すエジェクタピンによって押し出された半導体装置の構造をその一部を破断して示す部分側面図、図１１は図１に示す半導体装置の組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図、図１２は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の組み立てにおけるウォータジェット時の構造を示す拡大部分断面図、図１３は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置であるＱＦＮの構造を示す平面図、図１４は図１３に示すＱＦＮの構造の一例を示す側面図、図１５は図１３に示すＱＦＮの構造の一例を示す裏面図、図１６は図１３に示すＱＦＮの組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図、図１７は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置であるＢＧＡの構造を示す平面図、図１８は図１７に示すＢＧＡの構造の一例を示す側面図、図１９は図１７に示すＢＧＡの構造の一例を示す裏面図、図２０は図１７に示すＢＧＡの組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図、図２１は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置である一括モールディング型パッケージの構造を示す平面図、図２２は図２１に示す一括モールディング型パッケージの構造の一例を示す側面図、図２３は図２１に示す一括モールディング型パッケージの構造の一例を示す裏面図、図２４は図２１に示す一括モールディング型パッケージの組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図である。
【００２６】
図１〜図４に示す本実施の形態の半導体装置は、樹脂封止型の半導体パッケージであり、その組み立てにおいて図６に示す樹脂成形金型１を用いて樹脂封止が行われて組み立てられたものであり、したがって、本実施の形態の半導体装置は封止体６を有している。
【００２７】
本実施の形態では、前記半導体装置の一例として、ＱＦＰ（Quad Flat Package)２を取り上げて説明する。
【００２８】
図１に示すＱＦＰ２の構成について説明すると、半導体集積回路が形成された図６に示す半導体チップ４と、半導体チップ４の周囲に配置された複数のインナリード３ａと、複数のインナリード３ａそれぞれに一体で繋がる複数の外部端子であるアウタリード３ｂと、半導体チップ４の電極とインナリード３ａとをそれぞれ電気的に接続する金線などの複数のワイヤ７と、半導体チップ４と接続する薄板状のタブ３ｃと、半導体チップ４や複数のインナリード３ａおよび複数のワイヤ７を樹脂封止する封止体６とからなり、封止体６の表面６ａに、図２および図４に示すように凹部６ｃが形成されており、この凹部６ｃ内に図５に示すような表面６ａより引っ込んだ樹脂バリ６ｄが配置されている。
【００２９】
さらに、ＱＦＰ２では、図２および図３に示すように、封止体６の実装面６ｂにも凹部６ｃが形成されており、表面６ａ側と同様に、凹部６ｃ内に実装面６ｂより引っ込んだ樹脂バリ６ｄが配置されている。
【００３０】
本実施の形態のＱＦＰ２では、図１に示すように封止体６の表面６ａに４個の凹部６ｃが形成され。さらに、図３に示す実装面６ｂには５個の凹部６ｃが形成されている。
【００３１】
なお、樹脂バリ６ｄは、ＱＦＰ２の組み立てにおける樹脂封止工程で、樹脂充填後、樹脂成形金型１から製品を取り出す際に、製品を押圧して樹脂成形金型１から離脱させる図６に示すエジェクタピン（ピン）１ｇの金型との摺動動作による摩耗で大きく形成された隙間に起因して形成されるものである。
【００３２】
すなわち、図６に示すように、樹脂成形金型１では、エジェクタピン１ｇの動作は金型のキャビティ１ｄへの進退移動動作であるとともに、エジェクタピン１ｇの動作をガイドする孔部１ｈの内壁との摺動動作でもある。したがって、エジェクタピン１ｇと孔部１ｈの内壁とによる摺動動作が増えると、エジェクタピン１ｇまたは孔部１ｈの内壁が摩耗し、この孔部１ｈとエジェクタピン１ｇとの間の隙間がより大きく形成される。
【００３３】
したがって、樹脂バリ６ｄは、図１０に示すように、封止体６の厚さ方向に平行な方向に延在して形成される。
【００３４】
そこで、本実施の形態のＱＦＰ２では、封止体６の実装面６ｂと表面６ａに対応する樹脂成形金型１の図６に示すキャビティ１ｄの底面１ｅにおいてこの底面１ｅより突出する突出部１ｆを図７のように設け、エジェクタピン１ｇをこの突出部１ｆでキャビティ１ｄに向かって進退移動するように配置することにより、樹脂硬化後、エジェクタピン１ｇによって封止体６を押し出して、封止体６を樹脂成形金型１から離型させた際に金型の突出部１ｆによって封止体６に凹部６ｃを形成し、これにより、この凹部６ｃ内に形成される樹脂バリ６ｄを、図５に示すように封止体６の表面６ａ（または実装面６ｂ）から引っ込んだ状態にするものである。
【００３５】
その結果、樹脂封止工程後のベーク工程（樹脂成形金型１から取り出した封止体６の硬化を更に促進させるための加熱処理）で封止体同士を積み重ねてベーク処理を行う際に、樹脂バリ６ｄが封止体６の表面６ａや実装面６ｂより引っ込んでいるため、積み重ねた封止体同士を密着させた状態でベーク処理を行うことができる。
【００３６】
したがって、複数の封止体６における各封止体や図１１に示すリードフレーム（薄板部材）３の反りなどの変形の形態を均一にすることができ、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができる。
【００３７】
これにより、ＱＦＰ２の歩留りの向上を図ることができる。
【００３８】
なお、ＱＦＰ２の封止体６を形成する封止用樹脂５は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などである。さらに、インナリード３ａ、アウタリード３ｂおよびタブ３ｃは、例えば、銅合金や鉄合金などから形成された薄板材である。また、半導体チップ４は、例えば、シリコンからなり、さらに、ワイヤ７は、例えば、金線である。
【００３９】
また、ＱＦＰ２の封止体６から四方向に突出する複数のアウタリード３ｂは、ガルウィング状に曲げ成形されている。
【００４０】
また、樹脂封止の際に用いられる樹脂成形金型１は、図６に示すように、上金型１ａと下金型１ｂとを有しており、それぞれが備えるキャビティ１ｄによって封止体６に相当するキャビティ形状が形成される。さらに、それぞれのキャビティ１ｄに対して進退移動を行うエジェクタピン１ｇが上金型１ａと下金型１ｂにそれぞれ設けられている。また、それぞれのキャビティ１ｄの底面１ｅにおいてこの底面１ｅより突出する突出部１ｆが設けられており、各エジェクタピン１ｇはこの突出部１ｆでキャビティ１ｄに向かって進退移動するように配置されている。
【００４１】
図７に示すように、エジェクタピン１ｇの直径Ｐは、例えば、Ｐ＝１.5ｍｍまたはＰ＝１.6ｍｍであり、突出部１ｆの直径Ｑは、例えば、Ｑ＝３.0ｍｍであり、さらに、突出部１ｆの高さＲは、例えば、Ｒ＝５０μｍである。
【００４２】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００４３】
まず、チップ搭載部であるタブ３ｃと、その周囲に配置された複数のインナリード３ａと、各インナリード３ａにそれぞれ一体で連結された複数のアウタリード３ｂとを有する薄板部材であるリードフレーム３（図６参照）を準備する。
【００４４】
その後、タブ３ｃに半導体チップ４を固定するダイボンディングを行う。ここでは、半導体チップ４の裏面４ｂとタブ３ｃとをダイボンディング剤によって接続する。
【００４５】
その後、ワイヤボンディングを行う。ここでは、半導体チップ４の主面４ａの電極とこれに対応するインナリード３ａとをワイヤ７によって電気的に接続する。
【００４６】
その後、樹脂封止を行う。まず、図６に示すように半導体チップ４が搭載され、かつワイヤボンディングが行われたリードフレーム３を、樹脂成形金型１の下金型１ｂの合わせ面である金型面１ｃ上に配置し、その後、樹脂成形金型１を閉じる。すなわち、図８に示すように、半導体チップ４が搭載され、かつワイヤボンディングが行われたリードフレーム３を下金型１ｂと上金型１ａによってクランプする。
【００４７】
その際、下金型１ｂと上金型１ａによって形成されるキャビティ１ｄに、タブ３ｃ、半導体チップ４、複数のインナリード３ａおよび複数のワイヤ７が配置されている。
【００４８】
その後、図８に示すように樹脂成形金型１のキャビティ１ｄに封止用樹脂５を注入してキャビティ１ｄに封止用樹脂５を充填させる。
【００４９】
前記充填後、封止用樹脂５を硬化させて封止体６を形成する。なお、封止用樹脂５を充填して封止体６を形成する際の樹脂成形金型１の温度は、例えば、１７５℃であり、封止体６を形成するまでの時間は、例えば、１〜２分程度である。
【００５０】
封止体６を形成した後、図９に示すように下金型１ｂと上金型１ａの型開きを行うとともに、下金型１ｂおよび上金型１ａそれぞれのキャビティ１ｄの底面１ｅの突出部１ｆでキャビティ１ｄに向かって進退移動するエジェクタピン１ｇによって封止体６の表面６ａおよび実装面６ｂをそれぞれ押圧し、これにより、樹脂成形金型１から封止体６を押し出して封止体６を樹脂成形金型１から離脱させる。
【００５１】
その際、下金型１ｂおよび上金型１ａそれぞれのキャビティ１ｄの底面１ｅに突出部１ｆが形成されているため、図１０に示すように、封止体６の実装面６ｂと表面６ａとにはそれぞれ凹部６ｃが形成され、さらに実装面６ｂと表面６ａそれぞれの凹部６ｃ内には実装面６ｂまたは表面６ａより引っ込んだ樹脂バリ６ｄが配置される。
【００５２】
なお、封止体６は、樹脂成形金型１内では、完全硬化せず、半硬化の状態で樹脂成形金型１から取り出されるため、樹脂封止工程後、封止体６の硬化を更に促進させるベーク工程を行う。
【００５３】
ここでは、図１１に示すようにそれぞれに複数の封止体６が形成された複数の多連のリードフレーム３を、封止体６同士重ねて積層し、この積層状態でベーク処理を行って封止体６の硬化を更に促進させ、それぞれの封止体６を完全硬化させる。ここでいう完全硬化とは、製品として十分な信頼性を保てる程度に封止体６の硬化が進んだ状態のことをいう。
【００５４】
その際、前記積層した複数の封止体６を、それぞれ厚さ方向に隣接する封止体６同士を密着させた状態において、例えば、１７５℃で５時間程度ベーク処理する。
【００５５】
なお、ベーク工程では、図１１に示すように、ベーク用の専用ケースであるフレーム用マガジン８を用いてベーク処理を行う。フレーム用マガジン８は、底板８ａとフレームストッパ８ｂを備えており、ベーク処理の際には、底板８ａ上に封止体６同士が重なるように個片化前の多連のリードフレーム３を重ねて積層し、さらに最上段にフレームストッパ８ｂを配置することにより、積層した複数の封止体６それぞれに上側からと下側からの荷重による規制を掛けた状態でベーク処理を行う。
【００５６】
本実施の形態では、ベーク工程で封止体同士を積み重ねてベーク処理を行う際に、樹脂封止工程でエジェクタピン１ｇによって形成された樹脂バリ６ｄは、封止体６の表面６ａや実装面６ｂでこれらの面より引っ込んだ状態で各凹部６ｃに配置されており、樹脂バリ６ｄが表面６ａや実装面６ｂに突出することが無いため、上側の封止体６の実装面６ｂと下側の封止体６の表面６ａとの間に隙間を形成することなく、積み重ねた封止体同士を密着させた状態でベーク処理を行うことができる。
【００５７】
これにより、各封止体６およびリードフレーム３の反りなどの変形の形態を均一にすることができる。
【００５８】
その結果、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができ、これにより、ＱＦＰ２の歩留りの向上を図ることができる。
【００５９】
なお、ＱＦＰ２が、その封止体６の厚さが、例えば、１.4ｍｍ以下の薄型の半導体装置である場合、封止体６が反り易いため、樹脂バリ６ｄを突出させずに封止体同士を密着させて積み重ねた状態でベーク処理を行うことは非常に有効である。
【００６０】
さらに、複数の半導体装置領域がマトリクス配置された多連のリードフレーム３を用いた組み立てにおいてもそのフレーム面積が大きくなりリードフレーム３が反り易いため、樹脂バリ６ｄを突出させずに封止体同士を密着させて積み重ねた状態でベーク処理を行うことは非常に有効である。
【００６１】
また、樹脂バリ６ｄを凹部６ｃ内に引っ込ませた状態で封止体同士を積み重ねることができるため、封止体６の表面６ａや実装面６ｂに傷が形成されることを低減できる。したがって、ＱＦＰ２の歩留りの向上を図ることができる。
【００６２】
さらに、ＱＦＰ２の歩留りの向上を図ることができるため、製品の製造原価を低減することができる。
【００６３】
また、樹脂バリ６ｄを凹部６ｃ内に引っ込んだ状態にできることにより、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができ、さらに、封止体６の表面６ａや実装面６ｂに傷が形成されることを低減できるため、樹脂封止工程後の樹脂バリ６ｄの除去工程を実施しなくて済む。その結果、樹脂封止工程より後の工程のＴＡＴ（Turn Around Time）を短縮することが可能になる。
【００６４】
また、樹脂バリ６ｄによる封止体６の表面６ａや実装面６ｂへの傷が低減できるため、エジェクタピン１ｇや樹脂成形金型１の交換（メンテナンス）の頻度を減らすことができる。これにより、樹脂成形金型１の長寿命化を図ることがことができ、樹脂封止工程における製造コストの低減化を図ることができる。
【００６５】
なお、樹脂バリ６ｄは、エジェクタピン１ｇの金型との摺動動作による摩耗で形成された隙間が原因となって形成されるものであるため、エジェクタピン１ｇの摺動動作の回数が増えるにつれて磨耗量も増え、その結果、図１２に示す長バリ６ｇのように長いものでは、例えば、１００μｍに達するバリもある。
【００６６】
長バリ６ｇは、例えば、除去困難な根元側の太バリ６ｅ（樹脂バリ６ｄ）と除去容易な先端側の薄バリ６ｆとから形成されており、太バリ６ｅは、その長さが、例えば、２０〜３０μｍであり、それ以外の先端側の部分が薄バリ６ｆとなる。
【００６７】
長バリ６ｇが形成される場合、封止体６が比較的厚いＱＦＰ２であれば凹部６ｃの深さを１００μｍ以上とすることにより、長バリ６ｇを封止体６の表面６ａや実装面６ｂから突出させないようにすることができる。
【００６８】
しかし、封止体６の厚さが１.4ｍｍ以下のような薄型のＱＦＰ２では、凹みの深さが１００μｍを越えるような凹部６ｃを封止体６に形成するのは困難であり、ましてや封止体６の表面６ａと実装面６ｂの両面に形成するのはさらに困難である。
【００６９】
したがって、封止体６の厚さが１.4ｍｍ以下のような薄型のＱＦＰ２の場合、樹脂封止工程後に長バリ６ｇの一部または全部を除去するバリ取りを行うことにより、長バリ６ｇにおける先端側の薄バリ６ｆを除去することができる。その際に行うバリ取り方法の一例としては、図１２に示すような純水を用いて長バリ６ｇに水圧１６を付与するウォータジェット方法である。薄バリ６ｆを除去することにより、長さが２０〜３０μｍの太バリ６ｅのみとなるため、凹部６ｃの凹みの深さを５０μｍ以上とすることにより、太バリ６ｅを封止体６の表面６ａや実装面６ｂから突出させないようにすることができる。
【００７０】
すなわち、封止体６の厚さが１.4ｍｍ以下のような薄型のＱＦＰ２の場合、凹部６ｃの深さを、ウォータジェットなどの方法による除去が困難な太バリ６ｅを収納する上で十分な深さ、例えば５０μｍ以上にすることが好ましく、その際、凹部６ｃの深さより長い長さ（例えば、１００μｍ程度の長さ）の長バリ６ｇが形成されるような時には、樹脂封止工程後にウォータジェット方法などでバリ取りを行うことにより、長バリ６ｇを長さ２０〜３０μｍの太バリ６ｅにすることができ、これにより、太バリ６ｅを凹部６ｃから引っ込ませることができる。
【００７１】
なお、封止体６の厚さが１.4ｍｍ以下のような薄型のＱＦＰ２では、封止体６に反り（変形）が生じ易いため、凹部６ｃの深さを５０μｍ以上とし、かつ樹脂封止後にウォータジェット方法などでバリ取りを行うことにより、長バリ６ｇにおける太バリ６ｅを確実に表面６ａや実装面６ｂから突出させないようにすることができ、これにより反りなどの変形に対して大きな効果を得ることができる。
【００７２】
また、封止体６の厚さが１.4ｍｍを越えるようなＱＦＰ２においても、長バリ６ｇの長さが凹部６ｃの深さより長くなるような場合には、バリが凹部６ｃから引っ込むように樹脂封止工程後にバリ取りを行ってもよい。
【００７３】
なお、バリ取りについては、ウォータジェット方法に限らず、ドライアイス洗浄やサンドブラスト洗浄などを採用してもよい。ウォータジェット方法を採用することにより、ＱＦＰ２へのダメージを小さくしてバリ取りを行うことが可能である。
【００７４】
また、封止体６の厚さが１.4ｍｍ以下のような薄型のＱＦＰ２では、封止用樹脂５の充填性の向上を図るために、低粘度の封止用樹脂５を採用することが多く、低粘度の封止用樹脂５ではさらに大きな長バリ６ｇが形成される傾向にあるため、本実施の形態の封止体６に凹部６ｃを形成して凹部６ｃからバリが突出しないようにすることは非常に効果が大きい。
【００７５】
なお、低粘度の封止用樹脂５の条件の一例としては、例えば、樹脂に含まれるフィラーの粒径が５０μｍ程度であることや、樹脂の粘度がフローテスタ粘度で１００ｐｏｉｓ以下であることなどである。
【００７６】
次に、本実施の形態の変形例の半導体装置について説明する。
【００７７】
図１３〜図１５に示す変形例の半導体装置は、封止体６の実装面６ｂの周縁部に図１５に示すように複数の外部端子であるリード３ｄが配置されたＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package) １７である。ＱＦＮ１７では、図１３に示すように封止体６の表面６ａに１つの凹部６ｃが形成されており、この凹部６ｃ内に表面６ａより引っ込んだ図５に示すような樹脂バリ６ｄが配置されている。
【００７８】
ＱＦＮ１７の組み立てにおいても、樹脂封止工程後のベーク処理で、図１６に示すようにフレーム用マガジン８内で封止体同士を積み重ねてベーク処理を行う際に、樹脂バリ６ｄが封止体６の表面６ａより引っ込んでいるため、積み重ねた封止体同士を密着させた状態でベーク処理を行うことができる。
【００７９】
これにより、複数の封止体６における各封止体やリードフレーム３の反りなどの変形の形態を均一にすることができ、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができる。その結果、ＱＦＮ１７の歩留りの向上を図ることができる。なお、ＱＦＮ１７の組み立てによって得られるその他の効果についてはＱＦＰ２のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【００８０】
図１７〜図１９に示す変形例の半導体装置は、パッケージ基板１０上に封止体６が形成されるとともに、パッケージ基板１０の裏面１０ａに外部端子である複数の半田バンプ１１がグリッド状に配置されたＢＧＡ（Ball Grid Array)９である。
【００８１】
ＢＧＡ９では、図１７に示すように封止体６の表面６ａに２つの凹部６ｃが形成されており、この凹部６ｃ内に表面６ａより引っ込んだ図５に示すような樹脂バリ６ｄが配置されている。
【００８２】
ＢＧＡ９の組み立てでは、複数の半導体装置領域がマトリクス状に配置された図２０に示す多数個取り基板（薄板部材）１２を用いてその組み立てが行われる。多数個取り基板１２もリードフレーム３と同様に薄い板状の部材であるため、反りなどの変形が発生し易い。ＢＧＡ９の組み立てにおいても、樹脂封止工程後のベーク処理で、図２０に示すようにフレーム用マガジン８内で封止体６と多数個取り基板１２を積み重ねてベーク処理を行うが、その際に、樹脂バリ６ｄが封止体６の表面６ａより引っ込んでいるため、積み重ねた封止体６と多数個取り基板１２を密着させた状態でベーク処理を行うことができる。
【００８３】
これにより、複数の封止体６における各封止体や多数個取り基板１２の反りなどの変形の形態を均一にすることができ、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができる。その結果、ＢＧＡ９の歩留りの向上を図ることができる。なお、ＢＧＡ９の組み立てによって得られるその他の効果についてはＱＦＰ２のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【００８４】
図２１〜図２３に示す変形例の半導体装置は、図１７〜図１９に示すＢＧＡ９と同様に、パッケージ基板１０上に封止体６が形成されるとともに、パッケージ基板１０の裏面１０ａに外部端子である複数の半田バンプ１１がグリッド状に配置されたＢＧＡ１３である。
【００８５】
ＢＧＡ１３においても、図２１に示すように封止体６の表面６ａに２つの凹部６ｃが形成されており、この凹部６ｃ内に表面６ａより引っ込んだ図５に示すような樹脂バリ６ｄが配置されている。
【００８６】
ＢＧＡ１３は、その組み立てにおいて多数個取り基板（薄板部材）１４を使用するが、樹脂封止の際に、複数の半導体装置領域を１つのキャビティ１ｄ（図６参照）で一括して覆って樹脂封止する一括モールディングを行うものであり、したがって、図２４に示すように、多数個取り基板１４上には一括封止体１５が形成される。図２４に示す多数個取り基板１４も反りなどの変形が発生し易いが、さらに加えて多数個取り基板１４上には大きな面積の樹脂による一括封止体１５が形成されるため、非常に反りなどの変形が発生し易い。
【００８７】
ＢＧＡ１３の組み立てにおいても、樹脂封止工程後のベーク処理で、図２４に示すようにフレーム用マガジン８内で一括封止体１５と多数個取り基板１４を積み重ねてベーク処理を行うが、その際に、凹部１５ｂ内の樹脂バリ６ｄが一括封止体１５の表面１５ａより引っ込んでいるため、積み重ねた一括封止体１５と多数個取り基板１４を密着させた状態でベーク処理を行うことができる。
【００８８】
これにより、一括封止体１５や多数個取り基板１４の反りなどの変形の形態を均一にすることができ、不均一なパッケージ反りによる不良を低減することができる。その結果、ＢＧＡ１３の歩留りの向上を図ることができる。なお、ＢＧＡ１３の組み立てによって得られるその他の効果についてはＱＦＰ２のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【００８９】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９０】
例えば、前記実施の形態のＱＦＰ２では、凹部６ｃが封止体６の表面６ａと実装面６ｂの両面に形成されている場合を説明したが、凹部６ｃは少なくとも表面６ａに形成されていればよく、実装面６ｂには必ずしも形成されていなくてもよい。
【００９１】
また、表面６ａもしくは実装面６ｂに設けられる凹部６ｃの数は、いずれの面においても少なくとも１つ設けられていればよい。
【００９２】
さらに、前記実施の形態の半導体装置は、ＱＦＰ２、ＱＦＮ１７、ＢＧＡ９、ＢＧＡ１３に限定されるものではなく、樹脂モールディングを行って組み立てられるものであれば他の半導体装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、半導体製造技術に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の構造の一例を示す側面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図である。
【図４】図１に示す半導体装置の構造をその一部を破断して示す拡大部分側面図である。
【図５】図４のＡ部の構造を示す拡大部分断面図である。
【図６】図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における金型クランプ時の構造の一例を示す断面図である。
【図７】図６のＢ部の構造を示す拡大部分断面図である。
【図８】図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における樹脂注入時の構造の一例を示す断面図である。
【図９】図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程におけるエジェクタピンによる製品押し出し時の構造の一例を示す断面図である。
【図１０】図９に示すエジェクタピンによって押し出された半導体装置の構造をその一部を破断して示す部分側面図である。
【図１１】図１に示す半導体装置の組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の組み立てにおけるウォータジェット時の構造を示す拡大部分断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置であるＱＦＮの構造を示す平面図である。
【図１４】図１３に示すＱＦＮの構造の一例を示す側面図である。
【図１５】図１３に示すＱＦＮの構造の一例を示す裏面図である。
【図１６】図１３に示すＱＦＮの組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置であるＢＧＡの構造を示す平面図である。
【図１８】図１７に示すＢＧＡの構造の一例を示す側面図である。
【図１９】図１７に示すＢＧＡの構造の一例を示す裏面図である。
【図２０】図１７に示すＢＧＡの組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置である一括モールディング型パッケージの構造を示す平面図である。
【図２２】図２１に示す一括モールディング型パッケージの構造の一例を示す側面図である。
【図２３】図２１に示す一括モールディング型パッケージの構造の一例を示す裏面図である。
【図２４】図２１に示す一括モールディング型パッケージの組み立てにおける樹脂封止後のベーク処理時の構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  樹脂成形金型
１ａ  上金型
１ｂ  下金型
１ｃ  金型面
１ｄ  キャビティ
１ｅ  底面
１ｆ  突出部
１ｇ  エジェクタピン（ピン）
１ｈ  孔部
２  ＱＦＰ（半導体装置）
３  リードフレーム（薄板部材）
３ａ  インナリード
３ｂ  アウタリード
３ｃ  タブ
３ｄ  リード（外部端子）
４  半導体チップ
４ａ  主面
４ｂ  裏面
５  封止用樹脂
６  封止体
６ａ  表面
６ｂ  実装面
６ｃ  凹部
６ｄ  樹脂バリ
６ｅ  太バリ
６ｆ  薄バリ
６ｇ  長バリ
７  ワイヤ
８  フレーム用マガジン
８ａ  底板
８ｂ  フレームストッパ
９  ＢＧＡ（半導体装置）
１０  パッケージ基板
１０ａ  裏面
１１  半田バンプ（外部端子）
１２  多数個取り基板（薄板部材）
１３  ＢＧＡ（半導体装置）
１４  多数個取り基板（薄板部材）
１５  一括封止体
１５ａ  表面
１５ｂ  凹部
１６  水圧
１７  ＱＦＮ（半導体装置）
【図１】
2006073600.tif 000003
【図２】
2006073600.tif 000004
【図３】
2006073600.tif 000005
【図４】
2006073600.tif 000006
【図５】
2006073600.tif 000007
【図６】
2006073600.tif 000008
【図７】
2006073600.tif 000009
【図８】
2006073600.tif 000010
【図９】
2006073600.tif 000011
【図１０】
2006073600.tif 000012
【図１１】
2006073600.tif 000013
【図１２】
2006073600.tif 000014
【図１３】
2006073600.tif 000015
【図１４】
2006073600.tif 000016
【図１５】
2006073600.tif 000017
【図１６】
2006073600.tif 000018
【図１７】
2006073600.tif 000019
【図１８】
2006073600.tif 000020
【図１９】
2006073600.tif 000021
【図２０】
2006073600.tif 000022
【図２１】
2006073600.tif 000023
【図２２】
2006073600.tif 000024
【図２３】
2006073600.tif 000025
【図２４】
2006073600.tif 000026