(57)【要約】【課題】  ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、パッケージに金属板を設ける。【解決手段】  ヒートスプレッダ用フレーム７をモールドラミネートフィルム３０に貼り付けた状態で一括成型用の成型金型１２に供給した後、上型１２Ｄのキャビィティ形成用の凹部１２Ｄ２側にモールドラミネートフィルム３０を真空吸引することでヒートスプレッダ用フレーム７を固定する。続いて、下型１２Ｃと上型１２Ｄとで基板１を挟み込むようにして保持した後、キャビティＣＢ内に封止樹脂を流し込むことにより、基板１の主面の複数の半導体チップ１０およびボンディングワイヤ１１を一括して封止する。これにより、基板１の主面側に複数の半導体チップ１０を内包する一括封止体を形成するとともに、一括封止体の上面にヒートスプレッダ用フレーム７を接合する。【選択図】  図４１
2006294832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）厚さ方向に沿って互いに反対側に位置する第１面および第２面を有し、かつ、複数の単位製品領域を有する基板を用意する工程と、
（ｂ）前記基板の第１面の前記複数の単位製品領域の各々に半導体チップを搭載する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記基板を成型金型に搬入し、前記基板の複数の半導体チップを樹脂封止体により一括して封止する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記基板および前記樹脂封止体を前記成型金型から引き離す工程とを有し、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記（ｂ）工程後の前記基板を前記成型金型に固定する工程と、
（ｃ２）前記成型金型の前記基板の第１面に対向する成型面に金属板を固定する工程と、
（ｃ３）前記基板を前記成型金型の下型と上型とで挟み込むように保持する工程と、
（ｃ４）前記成型金型と前記基板の第１面との間に形成されるキャビティに封止用樹脂を充填することにより、前記複数の半導体チップを一括して封止する前記樹脂封止体を形成するとともに、前記樹脂封止体に前記金属板を接合する工程とを有し、
前記金属板は、前記金属板を前記成型金型に固定するのに用いられる固定部と、前記基板の前記複数の単位製品領域毎に対応するように設けられた複数の製品部と、前記金属板の前記複数の製品部を、互いに接続し、かつ、前記固定部に接続するための吊り部とを有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、前記金属板の前記複数の製品部の各々は四角形状に形成されており、前記吊り部は前記金属板の前記複数の製品部の各々の四隅に一体的に接続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３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板の前記複数の製品部の各々は四角形状に形成されており、前記吊り部は前記金属板の前記複数の製品部の各々の四辺の中央に一体的に接続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記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板の前記複数の製品部の各々は四角形状に形成されており、前記吊り部は前記金属板の前記複数の製品部の各々の四隅と四辺中央との間に一体的に接続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１記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｄ）工程後、前記樹脂封止体、前記金属板および前記基板を前記複数の単位製品領域毎に切断する工程を有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１記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｄ）工程後、前記基板の第２面にバンプ電極を形成した後、前記樹脂封止体、前記金属板および前記基板を前記複数の単位製品領域毎に切断する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
（ａ）厚さ方向に沿って互いに反対側に位置する第１面および第２面を有し、かつ、複数の単位製品領域を有する基板を用意する工程と、
（ｂ）前記基板の第１面の前記複数の単位製品領域の各々に半導体チップを搭載する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記基板の前記第１面を成型金型の上型に向けた状態で前記基板を前記成型金型の下型の成型面に固定する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記基板の第１面と前記上型との間に、前記基板の前記第１面に対向するように金属板が貼り付けられたフィルムを供給した後、前記フィルムを前記上型に固定する工程と、
（ｅ）前記上型に前記フィルムを固定したままの状態で、前記基板を前記下型と前記上型とで挟み込むように保持する工程と、
（ｆ）前記上型の前記フィルムの前記金属板の貼付面と前記基板の第１面との間に形成されるキャビティに封止用樹脂を充填することにより、前記複数の単位製品領域の各々の前記半導体チップを一括して封止する樹脂封止体を形成するとともに、前記樹脂封止体に前記金属板を接合する工程と、
（ｇ）前記（ｆ）工程後の前記基板、前記樹脂封止体および前記フィルムを前記成型金型から引き離す工程とを有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（ｃ）工程後、前記（ｄ）工程に先立って、前記フィルムに前記金属板を貼り付ける工程を有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、前記金属板は、前記金属板を前記上型に固定するのに用いられる固定部と、前記基板の前記複数の単位製品領域毎に対応するように設けられた複数の製品部と、前記金属板の前記複数の製品部を、互いに接続し、かつ、前記固定部に接続するための吊り部とを有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９記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板の前記複数の製品部の各々は四角形状に形成されており、前記吊り部は前記金属板の前記複数の製品部の各々の四隅に一体的に接続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１１】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板の前記複数の製品部の各々は四角形状に形成されており、前記吊り部は前記金属板の前記複数の製品部の各々の四辺の中央に一体的に接続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１２】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板の前記複数の製品部の各々は四角形状に形成されており、前記吊り部は前記金属板の前記複数の製品部の各々の四隅と四辺中央との間に一体的に接続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１３】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板は、前記フィルムを収容するリールであって前記フィルムを前記成型金型に供給する供給リールに巻き取られる前に前記フィルムに貼り付けら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１４】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記金属板は、互いに分離された複数のパターンで形成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１５】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記複数のパターンは、矩形状のパターンと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１６】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記複数のパターンは、同一寸法のパターンと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１７】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｇ）工程後、前記樹脂封止体および前記基板を前記複数の単位製品領域毎に切断する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｇ）工程後、前記基板の第２面にバンプ電極を形成した後、前記樹脂封止体および前記基板を前記複数の単位製品領域毎に切断する工程を有す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、半導体装置の製造技術に関し、特に、ＭＡＰ（Mold Array Package）方式を用いる半導体装置の製造技術に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＡＰ方式は、配線基板に搭載された複数の半導体チップを樹脂により一括して封止した後、成形樹脂および配線基板を個々の半導体装置領域毎に切断することで半導体装置を製造する方式である。一般的なモールド方式の場合、パッケージサイズが異なる度に成型金型を変えなければならないのに対して、ＭＡＰ方式の場合は、１つの成型金型でパッケージサイズが異なる複数種類の製品のモールドに対応できるので、モールド工程の簡略化や時間短縮が可能であるとともに、半導体装置のコスト低減も可能である、という優れた利点を有している。
【０００３】
ＭＡＰ方式を用いた半導体装置の製造方法については、例えば特開２００３−２４９５１２号公報（特許文献１）および特開２００３−２４９６０７号公報（特許文献２）に記載があり、放熱板を金型に落とし込んで一括モールドするＭＡＰ方式が開示されている。いずれの特許文献１，２でもモールド樹脂は金型に接するようになっている。また、上記特許文献１には、放熱板に多数の貫通穴を形成した構成も開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４９５１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、パッケージに金属板を設ける構成を有する半導体装置のＭＡＰモールド技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。
【０００５】
第１に、パッケージサイズが異なる複数種類の製品のモールドに対応可能であるというＭＡＰ方式の利点を損なう、という問題がある。上記特許文献１では、モールド工程中における放熱板の固定についての充分な考慮がなされておらず、個々のパッケージ用の放熱板部分に合わせて、成型金型に固定用の吸引口を設けなければならなくなる結果、パッケージサイズが変わる度に、それに対応可能な吸引口が設けられた成型金型を用意しなければならず、上記ＭＡＰ方式の利点を損なう。
【０００６】
第２に、パッケージの成型金型に対する離型性と、パッケージの金属板に対する密着性とは相反する関係にある、という問題である。上記特許文献１，２では、成型金型にモールド樹脂が接するので、モールド樹脂には成型金型に対する離型性が必要である。離型性が充分でないと、成型金型をモールド樹脂から離そうとするときにモールド樹脂の一部が成型金型に残されたり、モールド樹脂の大半がパッケージから剥がれてしまったりする問題が生じる。しかし、離型性のみを考慮すると、モールド樹脂と放熱板用の金属板との密着性が保てなくなり、放熱板用の金属板がモールド樹脂から剥がれ易くなってしまうという問題が生じる。すなわち、モールド樹脂には成型金型に対する離型性と、放熱板用の金属板に対する密着性の相反する性質が要求されることになるので、モールド樹脂成分の調整、材料選択あるいはモールド条件の設定が難しくなる、という問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、パッケージに金属板を設けることのできる技術を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、ＭＡＰ方式によるモールド工程時にパッケージに金属板を設ける工程を有する場合に、パッケージの成型金型に対する離型性の向上と、パッケージの金属板に対する密着性の向上との相反する２つの要求に対応することのできる技術を提供することにある。
【０００９】
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】
【００１０】
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、次のとおりである。
【００１１】
すなわち、本発明は、ＭＡＰ方式のモールド工程において複数の半導体チップを一括して封止するパッケージ（樹脂封止体）の上面に接合する金属板に製品部と固定部とを設けたものである。
【００１２】
また、本発明は、ＭＡＰ方式のモールド工程において複数の半導体チップを一括して封止するパッケージ（樹脂封止体）の上面に接合する金属板をフィルムにより成型金型に供給するものである。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【００１４】
すなわち、ＭＡＰ方式のモールド工程において複数の半導体チップを一括して封止するパッケージ（樹脂封止体）の上面に接合する金属板に製品部と固定部とを設けたことにより、金属板の固定は専ら固定部で行えば良く、製品部に合わせて固定用の吸引口を設ける必要が無くなるので、ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、パッケージに金属板を設けることができる。
【００１５】
また、ＭＡＰ方式のモールド工程において複数の半導体チップを一括して封止するパッケージ（樹脂封止体）の上面に接合する金属板をフィルムにより成型金型に供給することにより、成型金型とパッケージとの間および成型金型と金属板との間にフィルムが介在されるのでパッケージの成型金型に対する離型性の向上と、パッケージの金属板に対する密着性の向上との相反する２つの要求に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の実施の形態において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、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）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等を除き、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。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。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。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態１の半導体装置の製造方法は、例えば基板に搭載された複数の半導体チップ（以下、単にチップという）を一括して封止するＭＡＰ（Mold Array Package）方式を用いる半導体装置の製造方法である。図１は本発明の一実施の形態である半導体装置の製造フロー図を示している。以下、この製造フロー図に沿って本実施の形態の半導体装置の製造方法の一例を説明する。
【００１８】
まず、基板およびヒートスプレッダ用フレームを用意する（図１の工程１００Ａ，１００Ｂ）。図２は基板１の部品搭載面の全体平面図、図３は図１の基板１の側面図、図４は図１のＸ１−Ｘ１線の拡大断面図をそれぞれ示している。
【００１９】
基板１は、後述の半導体装置の配線基板の母体であり、その外観は、例えば平面長方形の薄板状とされている。基板１は、その厚さ方向に沿って互いに反対側に位置する主面（第１面）と裏面（第２面）とを有している。基板１の主面は、後述のようにチップが搭載される部品搭載面であり、基板１の裏面は、後述のようにバンプ電極が形成されるバンプ電極形成面である。この基板１の中央には、製品領域ＤＲが配置されている。製品領域ＤＲには、同一の寸法および形状の複数の単位製品領域ＤＲ１が図１の上下左右方向に隣接して配置されている。各単位製品領域ＤＲ１は、１つの半導体装置を構成するのに必要な配線基板構成を有する単位領域である。
【００２０】
この基板１は、多層配線構造を有している。図４では４層配線構成を例示している。図４において基板１の上面は上記部品搭載面を示し、基板１の下面は上記バンプ電極形成面を示している。基板１は、絶縁層２および配線層３を交互に積み重ねることで形成された積層体と、その積層体の上下面（部品搭載面およびバンプ電極形成面）に被着されたソルダレジスト４とを有している。
【００２１】
絶縁層２は、例えば耐熱性の高いガラス・エポキシ樹脂からなる。絶縁層２の材料は、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばＢＴレジンまたはアラミド不織布材等を用いても良い。絶縁層２の材料としてＢＴレジンを選択した場合には、熱伝導性が高いので、放熱性を向上させることができる。
【００２２】
基板１の各配線層３には各種の導体パターン３ａ〜３ｅが形成されている。導体パターン３ａ〜３ｅは、例えば銅（Ｃｕ）箔をエッチングすることによりパターニングされている。部品搭載面の配線層３の導体パターン３ａはチップ搭載用のパターンであり、導体パターン３ｂはボンディングワイヤが接続される電極パターンであり、導体パターン３ｅは後述の封止用の樹脂の剥離を容易にするためのパターンである。部品搭載面の配線層３には、信号配線や電源配線用の導体パターンが形成されている。部品搭載面の導体パターン３ａ，３ｂ，３ｅ等の一部は、ソルダレジスト４から露出されており、その露出表面には、例えばニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）メッキ処理が施されている。バンプ電極形成面の配線層３の導体パターン３ｄは、バンプ電極接合用の電極パターンである。バンプ電極形成面の配線層３にも、信号配線や電源配線用の導体パターンが形成されている。バンプ電極形成面の導体パターン３ｄ等の一部も、ソルダレジスト４から露出されており、その露出表面には、例えばニッケルおよび金メッキ処理が施されている。上記積層体中の配線層３の導体パターン３ｃは、信号および電源用の配線パターンである。
【００２３】
各配線層３はスルーホールＴＨ内の導体（銅箔等）を通じて電気的に接続されている。上記ソルダレジスト４は、ソルダマスク（solder mask）またはストップオフ（stop-off）とも呼ばれ、半田付けの時に、半田付け不要な導体パターンに溶融半田が接触することを防ぎ、半田付け部以外の導体パターンを溶融半田から保護する保護膜としての機能を有する他、導体間の半田ブリッジの防止、汚染や湿気からの保護、損傷防止、耐環境性、マイグレーション防止、回路間の絶縁の維持および回路と他の部品（チップやプリント配線基板等）との短絡防止の機能等も有している。このソルダレジスト４は、例えばポリイミド系樹脂からなり、基板１の主面および裏面の特定領域に形成されている。ここでは、４層配線構造の基板１を例示したが、これに限定されるものではなく、半導体装置のモールド工程には、４層より少ない２層配線構造の基板１や４層より多い６層配線構造の基板１等、種々な配線層構成（様々な品種）の基板１がロット単位で流れてくる。
【００２４】
次に、図５は上記ヒートスプレッダ用フレーム（金属板：以下、単にフレームという）７の全体平面図、図６は図５のフレーム７の側面図、図７は図５のＸ２−Ｘ２線の断面図をそれぞれ示している。なお、図５ではフレーム７を見易くするためにフレーム７にハッチングを付した。
【００２５】
フレーム７は、後述の半導体装置のパッケージ反り対策および放熱性向上を目的とする部材であり、その外観は、例えば上記基板１とほぼ同一の平面寸法（若干小さい）および平面形状（長方形状）を持つ薄板状とされている。フレーム７の材料は、その熱膨張係数が、後述の封止樹脂の熱膨張係数よりも高く、基板１の熱膨張係数（上記の場合で１８ｐｐｍ／℃程度）に近いまたは同一の材料が好ましい。ここでは、フレーム７の主材料は、例えば銅（Ｃｕ：熱膨張係数は１７〜１８ｐｐｍ／℃程度）等のような熱伝導性の高く安い金属からなり、その表面には、例えばニッケル（Ｎｉ）メッキ処理が施されている。
【００２６】
フレーム７は、中央の製品領域と、その外周を取り囲む幅広の枠状の固定部７Ｆとを有している。フレーム７の中央の製品領域には、複数のスプレッダ（製品部）７Ｓおよび吊り部７Ｔが固定部７Ｆと一体的に形成されている。このスプレッダ７Ｓおよび吊り部７Ｔは、フレーム７の一部にその主裏面間を貫通するような開口部７Ｈが形成されることでパターン形成されている。
【００２７】
各スプレッダ７Ｓは、上記基板１の単位製品領域ＤＲ１の各々に対応するように配置されており、吊り部７Ｔを通じて互いに接続（支持）されているとともに、固定部７Ｆに接続（支持）されている。各スプレッダ７Ｓは、例えば平面四角形状に形成されている。各スプレッダ７Ｓの平面寸法は、チップの平面寸法より若干小さい程度であり、パッケージサイズやチップサイズに応じて変わるので一概には言えないが、例えば１５ｍｍ×１５ｍｍ程度である。各スプレッダ７Ｓの四隅に当たる部分に上記吊り部７Ｔが一体的に接続されている。吊り部７Ｔをスプレッダ７Ｓの四隅に接続することにより、各スプレッダ７Ｓを安定した状態で支持できる。また、吊り部７Ｔが後述のチップの四隅に位置するようになるのでボンディングワイヤの邪魔にならない。すなわち、ボンディングワイヤのループ高さの設定が容易になる。さらに、スプレッダ７Ｓの四隅に角が形成されないので、その角が他の部材に引っかかり曲がってしまったり、反対に他の部材に傷をつけてしまったりするような不具合も回避できる。ここでは、スプレッダ７Ｓ、固定部７Ｆおよび吊り部７Ｔの厚さを同一としているが、吊り部７Ｔの厚さを、スプレッダ７Ｓおよび固定部７Ｆの厚さよりも薄くしても良い。これにより、後述の一括封止体の切断工程時に吊り部７Ｔをより切断し易くすることができる。
【００２８】
固定部７Ｆは、フレーム７を後述の成型金型に固定するのに用いられる領域である。すなわち、後述のように成型金型においてフレーム７の固定部７Ｆが対向する位置にフレーム７を吸引し固定するためのフレーム吸引口が配置される。このようにフレーム７の固定部７Ｆと製品領域とを分けたことにより、後述のように、成型金型へのフレーム７の固定は専ら固定部７Ｆで行えば良く、スプレッダ７Ｓに合わせてフレーム吸引口を配置する必要がなくなる。このため、１つの成型金型でパッケージサイズが異なる複数種類の製品のモールドに対応できるので、モールド工程の簡略化や時間短縮が可能であるとともに、半導体装置のコスト低減も可能である、というＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、パッケージ（樹脂封止体、封止体）にスプレッダ７Ｓを設けることができる。
【００２９】
また、上記スプレッダ７Ｓ、固定部７Ｆおよび吊り部７Ｔの表面（特に後述の封止樹脂（一括封止体、封止体）が接する面）に粗面化処理を施すことにより微細な凹凸を形成しても良い。これにより、スプレッダ７Ｓ、固定部７Ｆおよび吊り部７Ｔと封止樹脂との接着性や密着性を向上させることができる。
【００３０】
続いて、上記基板１の主面の各単位製品領域ＤＲ１にチップを搭載する（図１のダイボンディング工程１０１）。図８はダイボンディング工程後の基板１の主面の全体平面図、図９は図８の基板１の側面図をそれぞれ示している。基板１の主面には複数のチップ１０が搭載されている。各チップ１０は基板１の単位製品領域ＤＲ１毎に搭載されている。各チップ１０の主面には所望の集積回路が形成されている。チップ１０の裏面は、例えば樹脂ペースト等のような接着材を介して基板１の上記導体パターン３ａと接合されている。ここでは、各単位製品領域ＤＲ１に１つのチップ１０を搭載する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば各単位製品領域ＤＲ１に複数のチップ１０を並べて搭載したり、各単位製品領域ＤＲ１に複数のチップ１０を積層した状態で搭載したりする場合もある。
【００３１】
その後、上記各チップ１０と基板１とをボンディングワイヤにより接続する（図１のワイヤボンディング工程１０２）。図１０はワイヤボンディング工程後の基板１の主面の全体平面図、図１１は図１０のＸ３−Ｘ３線の断面図をそれぞれ示している。チップ１０のボンディングパッドと基板１の上記導体パターン３ｂとは、ボンディングワイヤ１１により電気的に接続されている。ボンディングワイヤ１１は、例えば金（Ａｕ）等からなり、例えば超音波振動と熱圧着とを併用した周知のワイヤボンディング法により接合されている。
【００３２】
次いで、上記ワイヤボンディング工程後の複数のチップ１０を封止樹脂により一括してする（図１のモールド工程１０３）。このモールド工程を図１２〜図１８により説明する。図１２は本実施の形態１の半導体装置のモールド工程の断面図、図１３は図１２のモールド工程中の成型金型１２の下型１２Ａの平面図、図１４は図１２に続く半導体装置の製造工程中の図１３のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所の断面図、図１５は図１４に続く半導体装置の製造工程中の図１３のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所の断面図、図１６は図１５に続く半導体装置の製造工程中の図１３のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所の断面図をそれぞれ示している。なお、図１２は図１３のＸ４−Ｘ４線の断面図を示している。また、図１２の矢印Ａは基板１およびフレーム７の吸引方向を示している。また、図１３では説明が分かり易くなるように下型１２Ａのフレーム吸引口１２Ａ１を透かして見せている。また、図１７では説明が分かり易くなるようにフレーム７および一括封止体に異なるハッチングを付した。
【００３３】
成型金型１２の下型１２Ａおよび上型１２Ｂは、各々の成型面を対向させた状態で設置されている。下型１２Ａの成型面の中央には、下型キャビティ形成用の凹部１２Ａ２が形成されている。この凹部１２Ａ２は、下型１２Ａ側の封止樹脂成型領域であり、基板１の複数のチップ１０を一括して封止可能なような大きさで形成されている。凹部１２Ａ２の底部の外周近傍には、上記フレーム７の固定部７Ｆの対向する位置に複数のフレーム吸引口１２Ａ１が配置されている。また、下型１２Ａのカルブロック１２ＡＣには、カルおよびランナ用の溝１２Ａ３が、フレーム７の長手方向に沿って延在した状態で配置されている。この溝１２Ａ３と上記凹部１２Ａ２との間には、それらを繋ぐように複数のゲート１２Ａ４が形成されている。ゲート１２Ａ４は、溝１２Ａ３から流れてきた封止用の溶融樹脂を上記凹部１２Ａ２に流し込むときの注入口である。一方、凹部１２Ａ２の他方の長辺からは、複数のエアベント１２Ａ５が凹部１２Ａ２から離間する方向に向かって延在されている。このエアベント１２Ａ５は、凹部１２Ａ２への樹脂注入時に樹脂充填部の空気を外部に送り出すための溝である。このようにエアベント１２Ａ５を複数にして配置することにより、樹脂注入時に樹脂充填部の空気を外部に良好に送り出すことができるので、封止用の樹脂を上記凹部１２Ａ２内に良好に充填することが可能となっている。一方、上型１２Ｂの成型面は平坦になっている。上型１２Ｂの成型面には、複数の基板吸引口１２Ｂ１が配置されている。
【００３４】
まず、図１２に示すように、上記ワイヤボンディング工程後の基板１を成型金型１２の上型１２Ｂの平坦な成型面に固定する。基板１は、上記チップ１０の搭載面を下型１２Ａの成型面に向けた状態で、上型１２Ｂの成型面に形成された複数の基板吸引口１２Ｂ１を通じて真空吸着されている。
【００３５】
また、図１２および図１３に示すように、上記フレーム７を成型金型１２の下型１２Ａの成型面の凹部（すなわち、下型キャビティ）１２Ａ２内に落とし込み固定する。フレーム７を成型金型の上型に固定する方式の場合、フレーム７を位置合わせ良く上型に固定するためにハンドラー等が必要となる。これに対して、フレーム７を下型１２Ａに落とし込む方式の場合、上記ハンドラー等が不要または必要でも位置合わせ等が簡単で機構が複雑にならない。すなわち、フレーム７を下型１２Ａに落とし込む方式の方が、フレーム７の搬入機構および搬入工程を簡単化できる。
【００３６】
また、フレーム７は、下型１２Ａの成型面の複数のフレーム吸引口１２Ａ１を通じて真空吸着されている。ここで、フレーム７に上記のような固定部７Ｆが無い場合、下型１２Ａのフレーム吸引口１２Ａ１をスプレッダ７Ｓに合わせて配置しなければならなくなる。その場合、パッケージサイズが変わる度にスプレッダ７Ｓの大きさや位置も変わるので、それに応じてフレーム吸引口１２Ａ１の位置を変えなければならず、パッケージサイズに応じて下型１２Ａも変えなければならなくなる。このため、１つの成型金型でパッケージサイズの異なる複数種類の製品のモールドに対応できるというＭＡＰ方式の利点を損なうことになってしまう。したがって、モールド工程が複雑になり手間や時間のかかる面倒な工程となるとともに、半導体装置のコストが増大するという問題が生じる。これに対して、本実施の形態１では、フレーム７の固定部７Ｆと製品領域とを分けたことにより、成型金型１２へのフレーム７の固定は専ら固定部７Ｆで行えば良い。すなわち、パッケージサイズに応じてスプレッダ７Ｓの位置や大きさが変わってもそれに応じてフレーム吸引口１２Ａ１の配置を変える必要も無く、下型１２Ａ自体を変える必要も無い。したがって、上記ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、一括モールドが可能となる。
【００３７】
次いで、上記基板１およびフレーム７を成型金型１２に固定した後、上型１２Ｂの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定したまま基板１に対して２０秒程度のプリヒート処理を施す。この処理は、熱による基板１の変形を抑制するために行う。続いて、下型１２Ａおよび上型１２Ｂの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定した後、図１４に示すように、下型１２Ａと上型１２Ｂとで基板１を挟み込むようにして保持する。この時、基板１の外周部は、下型１２Ａの凹部１２Ａ２の外側の外周部に押し付けられ、基板１の総厚の数％程度潰された状態とされる。このようにして、下型１２Ａの凹部１２Ａ２と基板１の主面とで囲まれる実質的なキャビティＣＢを形成する。
【００３８】
その後、上記温度を維持したまま、図１５に示すように、キャビティＣＢ内に、例えばエポキシ系樹脂等のような熱硬化性の封止樹脂（モールド樹脂）を流し込み、基板１の主面の複数のチップ１０およびボンディングワイヤ１１を一括して封止する。これにより、基板１の主面側に複数のチップ１０およびボンディングワイヤ１１を内包する一括封止体（樹脂封止体）１４を形成するとともに、その一括封止体１４の表面（上面）に上記フレーム７を接合する。
【００３９】
その後、上記封止樹脂のキュアが完了した後、図１６に示すように、一括封止体１４が形成された基板１を下型１２Ａから離す。ここで、図１７はモールド工程後の半導体装置の全体平面図、図１８は図１７のＸ５−Ｘ５線の断面図をそれぞれ示している。上記のように一括封止体１４の上面にはフレーム７が接合されている。フレーム７は、その開口部７Ｈに一括封止体１４の樹脂が入り込むことで一括封止体１４の上部にめり込んだ状態で接合されている。一括封止体１４の上面とフレーム７の上面とはほぼ一致しており平坦になっている。一括封止体１４の上面内においてフレーム７の上面が外部に露出されている。一括封止体１４はフレーム７と基板１との間に挟まれた状態で設けられている。フレーム７の各スプレッダ７Ｓは、単位製品領域毎に、各チップ１０の上方に配置されている。このように本実施の形態１では、上記ＭＡＰ方式のモールド工程において、ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、フレーム７の個々のスプレッダ７Ｓを、基板１側の個々の単製品領域毎に位置合わせした状態で、フレーム７を一括封止体１４の上面に容易に接合することができる。
【００４０】
次いで、上記モールド工程後の基板１Ｓの裏面に半田ボールを接続する（図１の半田ボール付け工程１０４）。この半田ボール付け工程を図１９〜図２１により説明する。図１９は半田ボール付け工程中の基板１の断面図、図２０は半田ボール付け工程後の基板１の裏面の全体平面図、図２１は図２０のＸ６−Ｘ６線の断面図をそれぞれ示している。
【００４１】
まず、図１９に示すように、バンプ保持ツール１６に保持された複数の球状の半田バンプ１７をフラックス槽に浸漬して、半田バンプ１７の表面にフラックスを塗布した後、その複数の半田バンプ１７をフラックスの粘着力を利用して基板１のバンプ電極形成面の導体パターン３ｄに同時に仮付けする。上記半田バンプ１７は、例えば鉛（Ｐｂ）／錫（Ｓｎ）半田からなる。半田バンプ１７の材料として、例えば錫／銀（Ａｇ）系半田等のような鉛フリー半田を用いても良い。半田バンプ１７は、１個分の単位製品領域ＤＲ１毎に一括接続しても良いが、半田バンプ接続工程のスループットを向上させる観点からは、複数の単位製品領域ＤＲ１の半田バンプ１７を一括して接続する方が好ましい。続いて、半田バンプ１７を、例えば２２０℃程度の温度で加熱リフローすることで導体パターン３ｄに固着させて、図２０および図２１に示すように、バンプ電極１７Ａを形成する。その後、基板１の表面に残されたフラックス残渣等を中性洗剤等を使って除去する。
【００４２】
次いで、上記半田ボール付け工程後の基板１Ｓを単位製品領域ＤＲ１毎に切断する（図１の個片切断工程１０５）。この個片切断工程を図２２および図２３により説明する。図２２は切断ラインを示す基板１の主面の全体平面図、図２３は基板１の切断中の様子を示す一部破断断面図をそれぞれ示している。
【００４３】
ここでは、基板１を裏返し、基板１の主面側の一括封止体１４を粘着テープ等で固定した後、ダイシングと同じ要領で、基板１の裏面からダイシングブレード１９を当てて基板１および一括封止体１４を切断線ＣＬに沿って切断する。これにより、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）型の半導体装置を複数同時に取得する。図２４は上記のようして製造されたＢＧＡ型の半導体装置２０の斜視図、図２５は図２４のＢＧＡ型の半導体装置２０の上面の平面図、図２６は図２５のＸ７−Ｘ７線の断面図をそれぞれ示している。
【００４４】
配線基板１Ａは、上記基板１を切断することで得られた部材である。配線基板１Ａの部品搭載面の導体パターン３ａ上には上記銀入りペースト等のような接着材２１によりチップ１０が主面を上に向けた状態で搭載されている。チップ１０の主面上の上記ボンディングパッドは、上記ボンディングワイヤ１１を通じて配線基板１Ａの部品搭載面の導体パターン３ｂと電気的に接続されている。配線基板１Ａの部品搭載面上には封止体（パッケージ）１４Ａが成型されており、この封止体１４Ａにより上記チップ１０やボンディングワイヤ１１が封止されている。この封止体１４Ａは、上記一括封止体１４を切断することで得られた部材である。
【００４５】
封止体１４Ａの上面には上記スプレッダ７Ｓおよび吊り部７Ｔが露出された状態で接合されている。スプレッダ７Ｓはチップ１０の主面直上に配置されている。チップ１０の主面の集積回路の動作時等に生じた熱は、上記スプレッダ７Ｓおよび吊り部７Ｔを通じて外部に放散させることができる。このため、半導体装置２０の放熱性を向上させることができる。したがって、半導体装置２０の動作速度の向上に対応できるとともに、機能の向上（素子集積度の向上とそれに伴う多ピン化）にも対応できる。
【００４６】
さらに、上記スプレッダ７Ｓが無い構成の場合、半導体装置を配線基板に搭載するための加熱（半田リフロ加熱）時に、配線基板１Ａの熱膨張係数（例えば１８ｐｐｍ／℃程度）と封止体１４Ａの熱膨張係数（例えば１０ｐｐｍ／℃程度）またはチップ１０の熱膨張係数（例えば４ｐｐｍ／℃）との差に起因して、半導体装置が反ってしまう問題がある。この問題は半導体装置の平面積が大きくなるにつれ問題になり、特に半導体装置２０の平面寸法が２０ｍｍ角以上になると顕著になる。これに対して本実施の形態１では、封止体１４Ａを配線基板１Ａとスプレッダ７Ｓおよび吊り部７Ｔとで挟み込むことにより、封止体１４Ａの剛性を高めることができるので、上記半導体装置２０の加熱時の反りを低減できる。特に、スプレッダ７Ｓおよび吊り部７Ｔを熱膨張係数が配線基板１Ａの熱膨張係数に近い銅（熱膨張係数：１７〜１８ｐｐｍ／℃程度）により形成したことにより、封止体１４Ａを、互いに熱膨張係数の近いまたは同じ部材（基板１とスプレッダ７Ｓおよび吊り部７Ｔ）で挟み込むような構成とすることができるので、上記半導体装置２０の加熱時の反りをさらに低減できる。したがって、半導体装置２０の実装歩留まりを向上させることができる。また、半導体装置２０の大面積化に対応できる。
【００４７】
一方、配線基板１Ａのバンプ電極形成面の導体パターン３ｄにはバンプ電極１７Ａが接続されている。上記部品搭載面の導体パターン３ａ等は、配線基板１Ａの導体パターン３ｃおよびスルーホールＴＨを通じてバンプ電極形成面の導体パターン３ｄおよびバンプ電極１７Ａと電気的に接続されている。
【００４８】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、上記成型金型の構成において、上型と下型との構成が逆の場合のモールド工程を図２７〜図３１により説明する。図２７〜図３１は本実施の形態２の半導体装置のモールド工程１０３の断面図を示している。
【００４９】
本実施の形態２では下型１２Ｃの成型面は平坦に形成され、その成型面内には、複数の基板吸引口１２Ｃ１が配置されている。一方、上型１２Ｄの成型面のフレーム吸引口１２Ｄ１は、その成型面の中央に形成されたキャビィティ形成用の凹部１２Ｄ２の底面の外周に沿ってフレーム７の固定部７Ｆに対応する位置に複数配置されている。なお、上記カルおよびランナ用の溝、ゲートおよびエアベント等は、上型１２Ｄ側に形成されている。
【００５０】
まず、図２７に示すように、上記ワイヤボンディング工程後の基板１を成型金型１２の下型１２Ｃの平坦な成型面に固定する。基板１は、上記チップ１０の搭載面を上型１２Ｄの成型面に向けた状態で、下型１２Ｃの成型面に形成された複数の基板吸引口１２Ｃ１を通じて真空吸着されている。基板１は平面積が大きく反りの問題が生じ易い上、配線層の多層化やチップ１０の搭載等により重いので上型に固定することが難しくなる傾向にある。そこで、基板１を下型１２Ｃの平坦な成型面に固定することにより、基板１の固定を容易にすることができる。このため、基板１の落下や位置ずれが生じる可能性を低くすることができるので、基板１の大面積化や多層化等に柔軟に対応できる。
【００５１】
また、本実施の形態２の場合は、上記フレーム７をハンドラー２５により成型金型１２の上型１２Ｄの成型面の凹部（すなわち、上型キャビティ）１２Ｄ２内に固定する。上記上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２は、上型１２Ｄ側の封止樹脂成型領域であり、基板１の複数のチップ１０を一括して封止可能なような大きさで形成されている。フレーム７は、図２８に示すように、その固定部７Ｆに対応する位置に配置された複数のフレーム吸引口１２Ｄ１を通じて真空吸着されている。このように本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、成型金型１２へのフレーム７の固定は専ら固定部７Ｆで行えば良く、パッケージサイズに応じてスプレッダ７Ｓの位置や大きさが変わってもそれに応じてフレーム吸引口１２Ｄ１の配置を変える必要も無く、上型１２Ｄ自体を変える必要も無いので、上記ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、一括モールドが可能となる。
【００５２】
次いで、上記基板１およびフレーム７を成型金型１２に固定した後、前記実施の形態１と同様に、下型１２Ｃの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定したまま基板１に対して２０秒程度のプリヒート処理を施す。続いて、図２９に示すように、前記実施の形態１と同様に、下型１２Ｃと上型１２Ｄとで基板１を挟み込むようにして保持して、上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２と基板１の主面とで囲まれる実質的なキャビティＣＢを形成する。その後、上記温度を維持したまま、図３０に示すように、前記実施の形態１と同様に、キャビティＣＢ内に封止樹脂を流し込み、基板１の主面の複数のチップ１０およびボンディングワイヤ１１を一括して封止して、一括封止体１４を形成するとともに、その一括封止体１４の表面（上面）に上記フレーム７を接合する。その後、上記封止樹脂のキュアが完了した後、図３０に示すように、一括封止体１４が形成された基板１を上型１２Ｄから離す。一括封止体１４の構成は前記実施の形態１と同じである。また、これ以降の工程も前記実施の形態１で説明したのと同じなので説明を省略する。
【００５３】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、前記フレーム７の変形例について説明する。図３２は本実施の形態３の半導体装置の製造方法で用いるフレーム７の全体平面図、図３３は図３２のＸ８−Ｘ８線の断面図、図３４は図３２のＸ９−Ｘ９線の断面図それぞれ示している。
【００５４】
本実施の形態３では、フレーム７の各スプレッダ７Ｓは前記実施の形態１，２と同様に四角形状に形成されているが、吊り部７Ｔが各スプレッダ７Ｓの四辺のほぼ中央に一体的に接続されている。これにより、各スプレッダ７Ｓを安定した状態で支持することができる。また、前記実施の形態１，２のように吊り部７Ｔをスプレッダ７Ｓの四隅に接続する構成の場合、前記個片切断工程１０５の際に各吊り部７Ｔに対して互いに直交する２方向から切断することになるために半導体装置の角部に吊り部７Ｔの切り屑（バリ）が残されてしまう場合がある。このため、ダイシングブレードの切断条件（回転速度、移動速度等）の調整が難しくなる場合がある。これに対して本実施の形態３の場合は、個片切断工程１０５の際に各吊り部７Ｔに対して１方向からの切断で済むので、上記のような吊り部７Ｔの切り屑の発生を回避できる。したがって、ダイシングブレードの切断条件の調整が容易であり、切断速度の向上を図ることができる。これ以外は、前記実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、前記フレーム７のさらに他の変形例について説明する。図３５は本実施の形態４の半導体装置の製造方法で用いるフレーム７の全体平面図、図３６は図３５のフレーム７の要部拡大平面図をそれぞれ示している。なお、図３５のＸ１０−Ｘ１０線の断面は前記図３３と同じであり、同図のＸ１１−Ｘ１１線の断面は前記図３４と同じである。
【００５６】
本実施の形態４では、フレーム７の各スプレッダ７Ｓは前記実施の形態１〜３と同様に四角形状に形成されているが、吊り部７Ｔが各スプレッダ７Ｓの四隅と四辺中央との間に一体的に接続されている。特に吊り部７Ｔは、スプレッダ７Ｓの四辺中央よりも四隅に近い位置に接続されている。これにより、各スプレッダ７Ｓを前記実施の形態３の場合よりもより安定した状態で支持することができる。また、前記実施の形態３と同様に、個片切断工程１０５の際に各吊り部７Ｔに対して１方向からの切断で済むので、上記のような吊り部７Ｔの切り屑の発生を回避できる。したがって、ダイシングブレードの切断条件の調整が容易であり、切断速度の向上を図ることができる。さらに、吊り部７Ｔをスプレッダ７Ｓの１辺に２つ設けたことにより、各吊り部７Ｔの幅Ｄ１を、前記実施の形態３の吊り部７Ｔの幅よりも細くすることができるので、前記個片切断工程１０５の際の各吊り部７Ｔの切断を容易にすることができる。これ以外は、前記実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（実施の形態５）
本実施の形態５では、モールドラミネートフィルム（以下、単にフィルムという）を用いた前記一括モールド工程の一例を図３７〜図４３により説明する。
【００５８】
図３７〜図４３は本実施の形態５の半導体装置のモールド工程中の断面図を示している。本実施の形態５のモールド装置２８は、供給リール２９Ａから供給された上記フィルム３０を、フレーム貼付部３１および成型金型１２を介して巻き取りリール２９Ｂにより巻き取ることが可能な構成とされている。フィルム３０は、例えばフッ素系の樹脂等のような耐熱性が高く柔軟な絶縁フィルムからなり、その平面的な大きさは、成型金型１２の上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２の内壁面をほぼ全体的に覆える大きさに形成されている。上記フィルム貼付部３１は、供給リール２９Ａから供給されたフィルム３０に、前記図５、図３２および図３５等に示したフレーム７を貼り付ける機構部であり、貼付治具３１Ａ，３１Ｂを有している。フィルム３０は、貼付治具３１Ａ，３１Ｂの間に介在される。上記成型金型１２は前記実施の形態２で説明したのと同じである。フィルム３０は、成型金型１２の下型１２Ｃと上型１２Ｄの間に介在される。
【００５９】
まず、図３７に示すように、フレーム７を下側の貼付治具３１Ａの上に載せる。また、ワイヤボンディング工程１０２後の基板１を成型金型１２の下型１２Ｃの平坦な成型面上に前記実施の形態２と同様に載せ真空吸着して固定する。本実施の形態５の場合も基板１を下型１２Ｃの平坦な成型面に固定することにより、基板１の固定を容易にすることができるので、基板１の落下や位置ずれが生じる可能性を低くすることができ、基板１の大面積化や多層化等に柔軟に対応できる。
【００６０】
続いて、図３８に示すように、フィルム３０の裏面を貼付治具３１Ｂにより押さえた状態で、貼付治具３１Ａのフレーム７をフィルム３０の主面に加熱圧着により、図３９に示すように、フィルム３０の主面にフレーム７を貼り付ける。また、このようなフレーム７の貼付工程の際に、前記実施の形態２と同様に、下型１２Ｃの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定したまま基板１に対して２０秒程度のプリヒート処理を施した後、下型１２Ｃおよび上型１２Ｄの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定する。
【００６１】
その後、図４０に示すように、供給リール２９Ａおよび巻き取りリール２９Ｂを回転させて、フィルム３０のフレーム７が貼り付けられた箇所が成型金型１２の下型１２Ｃと上型１２Ｄとの成型面（すなわち、基板１の主面直上）に位置するようにフィルム３０を移動する。この段階ではフィルム３０のフレーム７が貼り付けられた主面が、基板１の主面に対向した状態とされている。このように本実施の形態５では、フレーム７をフィルム３０により成型金型１２に供給するので、フレーム７を位置合わせ良く比較的容易に成型金型１２に搬入することができる。すなわち、基板１およびフレーム７の両方を成型金型１２に容易に供給することができる。なお、この段階で新たなフレーム７を貼付治具３１Ａ上に載せておいても良い。
【００６２】
続いて、図４１に示すように、フィルム３０を上型１２Ｄ側に真空吸引して上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２内に密着させた後、下型１２Ｃと上型１２Ｄとで基板１を挟み込むようにして保持する。この時、基板１の外周部は、フィルム３０を介して上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２の外側外周部に押し付けられ、基板１の総厚の数％程度潰された状態とされる。このようにして、上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２と基板１の主面とで囲まれる実質的なキャビティＣＢを形成する。このように本実施の形態３の場合、上記のようにフィルム３０を真空吸引することでフレーム７を上型１２Ｄ側に保持することができるので、スプレッダ７Ｓに合わせてフレーム吸引口を設ける必要がない。このため、前記したＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、パッケージ（樹脂封止体、封止体）にスプレッダ７Ｓを設けることができる。また、本実施の形態３の場合、フィルム３０を真空吸引することでフレーム７を上型１２Ｄ側に保持することができるので、フレーム７に幅広の固定部７Ｆを設けなくても良い。このため、フレーム７における製品領域ＤＲの使用面積を大きくすることができる。したがって、製品取得個数を増やすことができる。また、対応可能なパッケージサイズを増やすことができる。
【００６３】
続いて、上記温度およびフィルム３０の真空吸引を維持したまま、キャビティＣＢ内に、前記実施の形態１，２と同様の封止樹脂を流し込むことにより、図４２に示すように、基板１の主面の複数のチップ１０およびボンディングワイヤ１１等を一括して封止する。これにより、基板１の主面側に複数のチップ１０を内包する一括封止体１４を形成するとともに、一括封止体１４の上面にフレーム７を接合する。
【００６４】
その後、図４３に示すように、上記下型１２Ｃの温度を上記のままにした状態で、フィルム３０に対する真空吸引を止めて、フィルム３０の張力を利用して、モールド工程後の基板１を成型金型１２の上型１２Ｄから離す。この際、上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２の内壁面と一括封止体１４の表面との間にフィルム３０が介在されおり上型１２Ｄと一括封止体１４とが直接接触してないこと、一括封止体１４を凹部１２Ｄ２から離す際に一括封止体１４の表面の点ではなく面に対して力を加えること等から比較的小さな力で一括封止体１４を上型１２Ｄから離すことができる。
【００６５】
ここで、フィルム３０を介在させない方式の場合、成型金型１２に封止樹脂が直接接するので、封止樹脂には成型金型１２に対する離型性が必要である。離型性が充分でないと、成型金型１２を封止樹脂から離そうとするときに封止樹脂の一部が成型金型に残されたり、封止樹脂の大半がパッケージから剥がれてしまったりする問題が生じる。しかし、本実施の形態のように金属で形成されたフレーム７を一括封止体１４の上面に接合するような製品の場合、上記の離型性のみを考慮すると、封止樹脂とフレーム７との密着性が保てなくなり、フレーム７が封止樹脂から剥がれ易くなってしまうという問題が生じる。すなわち、金属で形成されたフレーム７を一括封止体１４の上面に接合するような製品の場合、封止樹脂には成型金型１２に対する離型性と、フレーム７に対する密着性の相反する性質が要求されることになるので、封止樹脂成分の調整、材料選択あるいは封止条件の設定が難しくなる、という問題が生じる。これに対して本実施の形態５では、上記のようにフィルム３０が封止樹脂と上型１２Ｄとの間に介在されるので離型性を向上できる。すなわち、一括封止体１４の成型金型１２に対する離型性の向上と、一括封止体１４のフレーム７に対する密着性や接着性の向上との相反する２つの要求に対応できる。また、封止樹脂に対してはフレーム７との密着性や接着性の向上を考慮すれば良いので、封止樹脂成分の調整、材料選択あるいは封止条件の設定を容易にすることができる。
【００６６】
また、本実施の形態５の場合、成型金型１２にモールド工程後の基板１を離すためのエジェクターピンを設ける必要が無いので、成型金型１２の構成の簡略化が可能な他、一括封止体１４側に設けていたエジェクターピン用の余剰領域を有効活用することが可能となる。また、上型１２Ｄと一括封止体１４との離型性を向上させることができるので、さらに大型の樹脂封止が可能となる。しかも、成型金型１４内の清掃頻度を低減できるので、半導体装置の製造コストを低減することも可能となる。これら以外は、前記実施の形態１で説明したのと同様の効果を得ることができる。
【００６７】
以上のようなモールド工程を、ワイヤボンディング工程１０２後の複数枚の基板１に対して繰り返し行う。なお、図４３の離型工程の前に、フレーム貼付部３１において新たなフレーム７をフィルム３０に貼り付けておいても良い。また、モールド工程以降の半田ボール付け工程や個片切断工程については、前記実施の形態１等で説明したのと同じなので説明を省略する。
【００６８】
（実施の形態６）
本実施の形態６では、前記フィルム３０を用いた前記一括モールド工程の他の一例を説明する。
【００６９】
図４４は本実施の形態６で用いるフィルム３０の要部平面図、図４５は図４４のＸ１２−Ｘ１２線の断面図を示している。本実施の形態６においては、フィルム３０の主面に、小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳが、フィルム３０の長手方向およびこれに直交する幅方向に沿って等間隔となるように行列状に並んで貼り付けられている。フィルム３０の主面には、小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳのみが配置され、前記固定部や吊り部は配置されていない。すなわち、各スプレッダ７ＳＳは、互いに分離（孤立）した状態でフィルム３０の主面に配置されている。また、各スプレッダ７ＳＳは、上記供給リール２９Ａに巻き取られる前に既にフィルム３０に貼り付けられている。各スプレッダ７ＳＳは、例えば銅（Ｃｕ）からなり、その表面にはニッケル（Ｎｉ）メッキ処理が施されている。スプレッダ７ＳＳの表面（特に封止樹脂（一括封止体、封止体）が接する面）に粗面化処理を施すことにより微細な凹凸を形成しても良い。これにより、スプレッダ７ＳＳと封止樹脂との接着性や密着性を向上させることができる。各スプレッダ７ＳＳの平面形状は、互いに同一平面寸法の矩形状（例えば正方形状）とされている。ただし、スプレッダ７ＳＳの平面形状は矩形状に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば円形状、楕円形状、三角形状、長方形状または五角形以上の多角形状あるいはこれらの組み合わせでも良い。各スプレッダ７ＳＳの平面寸法は、前記実施の形態１〜５で説明したスプレッダ７Ｓよりも小さく、種々変更可能なので一概には言えないが、例えば１.０ｍｍ×１.０ｍｍ程度である。このような構成のフィルム３０の場合、どのようなサイズのパッケージにも対応できる。すなわち、本実施の形態６の場合、パッケージサイズ毎にフレーム７を用意しなくても良いので、モールド組立工程における標準化が可能となる。
【００７０】
次に、図４６〜図４９は本実施の形態６の半導体装置のモールド工程中の断面図を示している。本実施の形態６では、フィルム３０にスプレッダ７ＳＳが貼り付けられているので、前記実施の形態５で説明したようなフレーム貼付部３１を必要としない。このため、モールド装置２８の構成を前記実施の形態５の場合よりも簡単化することができる。
【００７１】
まず、図４６に示すように、ワイヤボンディング工程１０２後の基板１を成型金型１２の下型１２Ｃの平坦な成型面上に前記実施の形態２と同様に載せ真空吸着して固定する。本実施の形態６の場合も基板１を下型１２Ｃの平坦な成型面に固定することにより、基板１の固定を容易にすることができるので、基板１の落下や位置ずれが生じる可能性を低くすることができ、基板１の大面積化や多層化等に柔軟に対応できる。
【００７２】
続いて、前記実施の形態２と同様に、下型１２Ｃの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定したまま基板１に対して２０秒程度のプリヒート処理を施した後、下型１２Ｃおよび上型１２Ｄの温度を、例えば１７５〜１８０℃程度に設定する。その後、供給リール２９Ａおよび巻き取りリール２９Ｂを回転させて、フィルム３０の小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳが成型金型１２の下型１２Ｃと上型１２Ｄとの成型面（すなわち、基板１の主面直上）に位置するようにフィルム３０を移動する。この段階ではフィルム３０の複数の小サイズのスプレッダ７ＳＳが貼り付けられた主面が、基板１の主面に対向した状態とされている。このように本実施の形態６においても、小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳをフィルム３０により成型金型１２に供給するので、スプレッダ７ＳＳを容易に成型金型１２に搬入することができる。特に本実施の形態６の場合、前記実施の形態５の場合よりも基板１に対するスプレッダ７ＳＳの平面位置合わせ精度を緩和できるので、スプレッダ７ＳＳを前記実施の形態５の場合よりも位置合わせ良く容易に成型金型１２に搬入することができる。したがって、本実施の形態６の場合も、基板１およびスプレッダ７ＳＳの両方を成型金型１２に容易に供給することができる。
【００７３】
続いて、図４７に示すように、前記実施の形態５と同様に、フィルム３０の裏面を上型１２Ｄ側に真空吸引して上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２内に密着させて小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳを上型１２Ｄ側に保持する。このように本実施の形態６においても、前記実施の形態３と同様に、フィルム３０を真空吸引することで小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳを上型１２Ｄ側に保持することができるので、スプレッダ７ＳＳに合わせてフレーム吸引口を設ける必要がない。このため、前記したＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、パッケージ（樹脂封止体、封止体）にスプレッダ７ＳＳを設けることができる。また、前記実施の形態３と同様に、固定部７Ｆを設ける必要がないので、製品領域ＤＲの使用面積を大きくすることができる。したがって、製品取得個数を増やすことができる。また、対応可能なパッケージサイズを増やすことができる。
【００７４】
その後、下型１２Ｃと上型１２Ｄとで基板１を挟み込むようにして保持することにより、上型１２Ｄの凹部１２Ｄ２と基板１の主面とで囲まれる実質的なキャビティＣＢを形成した後、上記温度およびフィルム３０の真空吸引を維持したまま、キャビティＣＢ内に、前記実施の形態１，２と同様の封止樹脂を流し込むことにより、図４８に示すように、基板１の主面の複数のチップ１０およびボンディングワイヤ１１等を一括して封止する。これにより、基板１の主面側に複数のチップ１０を内包する一括封止体１４を形成するとともに、一括封止体１４の上面に小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳを接合する。
【００７５】
その後、図４９に示すように、上記下型１２Ｃの温度を上記のままにした状態で、フィルム３０に対する真空吸引を止めて、フィルム３０の張力を利用して、モールド工程後の基板１を成型金型１２の上型１２Ｄから離す。これにより、前記実施の形態５で説明したのと同様の理由から比較的小さな力で一括封止体１４を上型１２Ｄから離すことができる。
【００７６】
また、本実施の形態６においても、前記実施の形態５で説明したのと同様の理由から一括封止体１４の成型金型１２に対する離型性の向上と、一括封止体１４の小サイズのスプレッダ７ＳＳに対する密着性や接着性の向上との相反する２つの要求に対応できる。また、封止樹脂に対しては小サイズのスプレッダ７ＳＳとの密着性や接着性の向上を考慮すれば良いので、封止樹脂成分の調整、材料選択あるいは封止条件の設定を容易にすることができる。
【００７７】
また、本実施の形態６においても、上記のようにモールド工程に際してフィルム３０を真空吸引することでスプレッダ７ＳＳを上型１２Ｄ側に保持するので、前記実施の形態１，２で説明したような幅広の固定部７Ｆを設けなくても良い。このため、製品領域ＤＲの使用面積を大きくすることができるので、製品取得個数を増やすことができる。また、対応可能なパッケージサイズを増やすことができる。その他、前記実施の形態１〜５で説明したのと同様の効果を得ることができる。
【００７８】
以上のようなモールド工程を、ワイヤボンディング工程１０２後の複数枚の基板１に対して繰り返し行う。ここで、図５０は本実施の形態６のモールド工程後の半導体装置２０の全体平面図、図５１は図５０のＸ１３−Ｘ１３線の断面図をそれぞれ示している。上記のように一括封止体１４の上面には小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳが外部に露出された状態で接合されている。各スプレッダ７ＳＳは、その四側面が一括封止体１４の樹脂に囲まれた状態で一括封止体１４の上部にめり込んだ状態でしっかりと接合されている。一括封止体１４の上面と各スプレッダ７ＳＳの上面とはほぼ一致しており平坦になっている。一括封止体１４は小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳと基板１との間に挟まれた状態で設けられている。基板１の各単位製品領域には、複数のスプレッダ７ＳＳが配置されている。すなわち、各チップ１０の主面直上には複数のスプレッダ７ＳＳが配置されている。このように本実施の形態６では、上記ＭＡＰ方式のモールド工程において、ＭＡＰ方式の利点を損なうことなく、小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳを個々の単製品領域に位置合わせした状態で一括封止体１４に容易に接合することができる。
【００７９】
次に、上記モールド工程後の工程について説明する。まず、上記モールド工程後の基板１Ｓの裏面に前記実施の形態１と同様に半田ボールを接続する（図１の半田ボール付け工程１０４）。続いて、上記半田ボール付け工程後の基板１Ｓを単位製品領域ＤＲ１毎に切断する（図１の個片切断工程１０５）。この個片切断工程を図５２および図５３により説明する。図５２は切断ラインを示す基板１の主面の全体平面図、図５３は基板１の切断中の様子を示す一部破断断面図をそれぞれ示している。切断の要領は前記実施の形態１で説明したのと同じである。すなわち、基板１を裏返し、基板１の主面側の一括封止体１４を粘着テープ等で固定した後、ダイシングと同じ要領で、基板１の裏面からダイシングブレード１９を当てて基板１および一括封止体１４を切断線ＣＬに沿って切断する。これにより、例えばＢＧＡ型の半導体装置を複数同時に取得する。
【００８０】
図５４は上記のようして製造されたＢＧＡ型の半導体装置２０の上面の平面図、図５５は図５４のＸ１４−Ｘ１４線の断面図をそれぞれ示している。封止体１４Ａの上面には上記小サイズの複数のスプレッダ７ＳＳが外部に露出された状態で接合されている。上記のように各スプレッダ７ＳＳは、その四側面が封止体１４Ａの樹脂に囲まれた状態で封止体１４Ａの上部にめり込んだ状態でしっかりと接合されている。封止体１４Ａの上面と各スプレッダ７ＳＳの上面とはほぼ一致しており平坦になっている。この複数のスプレッダ７ＳＳはチップ１０の主面直上に配置されている。
【００８１】
このような本実施の形態６においても、チップ１０の主面の集積回路の動作時等に生じた熱を、上記複数のスプレッダ７ＳＳを通じて外部に放散させることができるので、半導体装置２０の放熱性を向上させることができる。したがって、半導体装置２０の動作速度の向上に対応できるとともに、機能の向上（素子集積度の向上とそれに伴う多ピン化）にも対応できる。
【００８２】
また、本実施の形態６においても、封止体１４Ａを配線基板１Ａと複数のスプレッダ７ＳＳとで挟み込むことにより、上記半導体装置２０の加熱時の反りを低減できる。特に熱膨張係数が配線基板１Ａの熱膨張係数に近い銅（Ｃｕ）によりスプレッダ７ＳＳを構成することにより、上記半導体装置２０の加熱時の反りをさらに低減できる。したがって、半導体装置２０の実装歩留まりを向上させることができる。また、半導体装置２０の大面積化に対応できる。
【００８３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発
明は上記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。
【００８４】
例えば前記実施の形態１〜６では、基板として多層配線構造を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、基板としてリードフレームを用いても良い。
【００８５】
また、前記実施の形態６では、フィルム３０の長手方向および幅方向に小サイズの複数の矩形状のスプレッダ７ＳＳを配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばフィルム３０の長手方向に沿って連続的または断続的に延びる帯状のパターンを、フィルム３０の幅方向に沿って所望の距離を隔てて複数並べて配置しても良い。
【００８６】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＢＧＡ型の半導体装置の製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく種々適用可能であり、例えばパッケージ（封止体）の底面に平らな電極パッドをアレイ状に配置したＬＧＡ（Land Grid Array）等のような他のパッケージタイプの半導体装置の製造方法にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、ＭＡＰ方式を用いた半導体装置の製造業に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造フロー図である。
【図２】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程で使用する基板の部品搭載面の全体平面図である。
【図３】図１の基板の側面図である。
【図４】図１のＸ１−Ｘ１線の拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程で使用する金属板の全体平面図である。
【図６】図５の金属板の側面図である。
【図７】図５のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図８】ダイボンディング工程後の基板の部品搭載面の全体平面図である。
【図９】図８の基板の側面図である。
【図１０】ワイヤボンディング工程後の基板の部品搭載面の全体平面図である。
【図１１】図１０のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図１２】図１０に続くモールド工程で使用する成型金型の断面図である。
【図１３】図１２の成型金型の下型の平面図である。
【図１４】図１２に続く半導体装置の製造工程中の図１３のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所の断面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程中の図１３のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所の断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程中の図１３のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所の断面図である。
【図１７】モールド工程後の半導体装置の全体平面図である。
【図１８】図１７のＸ５−Ｘ５線の断面図である。
【図１９】半田ボール付け工程中の基板の断面図である。
【図２０】半田ボール付け工程後の基板の裏面の全体平面図である。
【図２１】図２０のＸ６−Ｘ６線の断面図である。
【図２２】切断ラインを示す基板の主面の全体平面図である。
【図２３】基板の切断中の様子を示す一部破断断面図である。
【図２４】製造されたＣＳＰ型の半導体装置の斜視図である。
【図２５】図２４のＣＳＰ型の半導体装置の上面の平面図である。
【図２６】図２５のＸ７−Ｘ７線の断面図である。
【図２７】本発明の他の実施の形態である半導体装置のモールド工程中の成型金型の断面図である。
【図２８】図２７に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図２９】図２８に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図３０】図２９に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図３１】図３０に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図３２】本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造方法で用いる金属板の全体平面図である。
【図３３】図３２のＸ８−Ｘ８線の断面図である。
【図３４】図３２のＸ９−Ｘ９線の断面図である。
【図３５】本発明のさらに他の実施の形態である半導体装置の製造方法で用いる金属板の全体平面図である。
【図３６】図３５の金属板の要部拡大平面図である。
【図３７】本発明の他の実施の形態である半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図３８】図３７に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図３９】図３８に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４０】図３９に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４１】図４０に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４２】図４１に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４３】図４２に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４４】本発明の他の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いるフィルムの要部平面図である。
【図４５】図４４のＸ１２−Ｘ１２線の断面図である。
【図４６】本発明の他の実施の形態である半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４７】図４６に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４８】図４７に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図４９】図４８に続く半導体装置のモールド工程中の断面図である。
【図５０】図４６〜図４９のモールド工程後の半導体装置の全体平面図である。
【図５１】図５０のＸ１３−Ｘ１３線の断面図である。
【図５２】図５１に続く個片切断工程における基板の主面の全体平面図である。
【図５３】図５１に続く個片切断工程中における基板の様子を示す一部破断断面図である。
【図５４】図４６〜図５３の工程を経て製造された半導体装置の上面の平面図である。
【図５５】図５４のＸ１４−Ｘ１４線の断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  基板
２  絶縁層
３  配線層
３ａ〜３ｅ  導体パターン
４  ソルダレジスト
７  ヒートスプレッダ用フレーム（金属板）
７Ｆ  固定部
７Ｓ  スプレッダ（製品部）
７Ｔ  吊り部
７Ｈ  開口部
１０  半導体チップ
１１  ボンディングワイヤ
１２  成型金型
１２Ａ  下型
１２Ａ１  フレーム吸引口
１２Ａ２  凹部
１２Ａ３  溝
１２Ａ４  ゲート
１２Ａ５  エアベント
１２ＡＣ  カルブロック
１２Ｂ  上型
１２Ｂ１  基板吸引口
１２Ｃ  下型
１２Ｃ１  基板吸引口
１２Ｄ  上型
１２Ｄ１  フレーム吸引口
１２Ｄ２  凹部
１４  一括封止体
１７  半田バンプ
１７Ａ  バンプ電極
１９  ダイシングブレード
２０  半導体装置
２１  接着材
２５  ハンドラー
２８  モールド装置
２９Ａ  供給リール
２９Ｂ  巻き取りリール
３０  モールドラミネートフィルム
３１  ヒートスプレッダ用フレーム貼付部
３１Ａ，３１Ｂ  貼付治具
ＤＲ  製品領域
ＤＲ１  単位製品領域
ＴＨ  スルーホール
ＣＢ  キャビティ
【図１】
2006294832.tif 000003
【図２】
2006294832.tif 000004
【図３】
2006294832.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006294832.tif 000007
【図６】
2006294832.tif 000008
【図７】
2006294832.tif 000009
【図８】
2006294832.tif 000010
【図９】
2006294832.tif 000011
【図１０】
2006294832.tif 000012
【図１１】
2006294832.tif 000013
【図１２】
2006294832.tif 000014
【図１３】
2006294832.tif 000015
【図１４】
2006294832.tif 000016
【図１５】
2006294832.tif 000017
【図１６】
2006294832.tif 000018
【図１７】
2006294832.tif 000019
【図１８】
2006294832.tif 000020
【図１９】
2006294832.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2006294832.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2006294832.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2006294832.tif 000031
【図３０】
2006294832.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2006294832.tif 000040
【図３９】
2006294832.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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