(57)【要約】【課題】一括で封止を行って多数の樹脂封止型半導体装置を一度に製造することができながら、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを抑えることができる樹脂封止型半導体装置の製造装置、製造方法、および樹脂封止型半導体装置を提供する。【解決手段】複数の半導体素子３が搭載された基板２が内部に載置されるとともに、封止樹脂注入空間であるキャビティを有した樹脂封止用の金型２０を備え、この金型２０に、キャビティに封止樹脂を注入する樹脂注入口２９ａと、樹脂注入時にキャビティからの空気を逃がす空気逃げ口３０ａとを設け、前記樹脂注入口２９ａを、キャビティの天面部に、各半導体素子３に対応してそれぞれ設け、前記空気逃げ口３０ａを、基板２および封止樹脂７の厚み方向に平面視して、樹脂注入口２９ａの周りに存在するように、各半導体素子３に対応してそれぞれ設けた。【選択図】図２
2008047573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面部に複数のチップ搭載領域が設けられ、各チップ搭載領域にそれぞれ半導体素子が搭載され、表面部における前記チップ搭載領域よりも外周に設けられた電極と前記半導体素子に設けられた電極とが電気的に接続され、裏面部に外部端子が設けられた基板に対して、前記複数の半導体素子と、この半導体素子の電極と前記基板の電極とを接続した領域とを樹脂封止で一括して覆う樹脂封止型半導体装置の製造装置であって、
複数の半導体素子が搭載された前記基板が内部に載置されるとともに、封止樹脂注入空間であるキャビティを有した樹脂封止用の金型を備え、
前記金型に、キャビティに封止樹脂を注入する樹脂注入口と、樹脂注入時にキャビティの空気を逃がす空気逃げ口とが設けられ、
前記樹脂注入口が、金型におけるキャビティの天面部に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられ、
前記空気逃げ口が、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在するように、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられている
ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項２】
空気逃げ口が、封止樹脂の厚み方向に平面視して、樹脂注入口の周りに点在するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項３】
空気逃げ口が、封止樹脂の厚み方向に平面視して、樹脂注入口の周りにおいて線状に存在するように設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項４】
空気逃げ口が、金型におけるキャビティの天面部に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項５】
空気逃げ口が、金型における基板の裏面部に対向する箇所に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項６】
金型に、空気逃げ口に繋がる空気排出路が設けられ、
前記空気排出路の先端部が、金型におけるキャビティ天面部に開口するように設けられ、
金型の前記キャビティ天面部から、前記基板の表面部に向けて延びる姿勢となるように、前記金型に、前記空気排出路につながる空気逃げ用通路および空気逃げ口を有する補助中間金型としての筒状のピンが配設されている
ことを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項７】
ピンの外周面に、先端側ほど外周面内の断面積が小さくなるように傾斜して、樹脂封止工程後においてピンを抜け易くする抜け勾配を形成した
ことを特徴とする請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項８】
ピンは、軸心方向に沿って延びる空気逃げ用通路が形成されているとともに、ピンの外周面に空気逃げ口として開口するとともに内側部分で前記空気逃げ用通路に繋がる貫通孔が形成されている
請求項６または７に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項９】
基板の表面部に複数のチップ搭載領域が設けられ、基板の各チップ搭載領域にそれぞれ半導体素子が搭載され、基板の表面部における前記チップ搭載領域よりも外周に設けられた電極と前記半導体素子に設けられた電極とが接続体により電気的に接続され、基板の裏面部に外部端子が設けられ、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と前記接続体とが一括して樹脂封止され、樹脂封止された基板および封止樹脂部を分割ラインに沿って分割することで樹脂封止型半導体装置を得る樹脂封止型半導体装置の製造装置であって、
複数の半導体素子が搭載された前記基板が内部に配置されるとともに、封止樹脂注入空間であるキャビティを有した樹脂封止用の金型を備え、
前記金型に、キャビティに封止樹脂を注入する樹脂注入口と、樹脂注入時にキャビティの空気を逃がす空気逃げ口とが設けられ、
前記樹脂注入口が、金型におけるキャビティの天面部に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられ、
前記空気逃げ口が、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在し、かつ、前記分割ラインに重なるように設けられている
ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
空気逃げ口が、分割ラインの幅内に収まる大きさであることを特徴とする請求項７記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項１１】
樹脂注入口が、封止樹脂の厚み方向に沿って平面視して、基板および封止樹脂部を分割する分割ラインに重なるように設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の樹脂封止型半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
半導体素子を搭載するチップ搭載領域が複数設けられた基板の表面部における各チップ搭載領域よりも外周の位置に電極を形成し、チップ搭載領域に対応して基板の裏面部に外部端子を形成する工程と、
基板の各チップ搭載領域に、電極を有する半導体素子を搭載する工程と、
基板の電極と半導体素子の電極とを接続体により電気的に接続する工程と、
前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と、前記接続体とを封止樹脂で覆う封止樹脂工程と、
樹脂封止された基板を分割する工程とを有し、
前記封止樹脂工程は、封止樹脂注入空間であるキャビティが形成された金型の内部に、複数の半導体素子が搭載された前記基板を配設し、封止樹脂の厚み方向に平面視して、金型において前記基板の表面部に対向するキャビティ天面部に各半導体素子または複数の半導体素子に対応して開口させた樹脂注入口の周りに存在するように各半導体素子または複数の半導体素子に対応して設けた空気逃げ口から空気を逃がしながら、前記樹脂注入口から封止樹脂をキャビティ内に注入して、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と、前記接続体とを封止樹脂で一括して成形する
ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
基板の表面部に、半導体素子を搭載するチップ搭載領域と、チップ搭載領域よりも外周に配設された電極とが設けられ、基板の裏面部に外部端子が設けられ、
基板のチップ搭載領域に、電極を有する半導体素子が搭載され、
基板の電極と半導体素子の電極とが接続体により電気的に接続され、
前記半導体素子と、前記基板の表面部におけるチップ搭載領域および電極と、前記接続体とが封止樹脂部で覆われた樹脂封止型半導体装置であって、
封止樹脂部における、基板の表面部に接する底面部に対して反対側となる天面部に、封止樹脂を注入した凹凸形状の樹脂注入口痕が存在し、
封止樹脂部における天面部、または天面部から窪んだ凹部に、樹脂注入時に空気を逃がす凹凸形状の空気逃げ口痕が存在する
ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項１４】
天面部から窪んだ凹部が、封止樹脂部の側面に露出して設けられた
ことを特徴とする請求項１３に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１５】
天面部から窪んだ凹部が、平面視して、ほぼ円を４等分した形状である
ことを特徴とする請求項１４に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１６】
封止樹脂部の側面部と基板の側面部とが略同一面である
ことを特徴とする請求項１３に記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル家電や携帯電話をはじめとする小型電子機器分野の電子部品として適用できる樹脂封止型の半導体装置と、その製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法としては、基板に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と基板の電極とを複数本のボンディングワイヤにより結線し、このようにして一体化した半導体装置を、樹脂にて包み込むように封止することによって行っていた。具体的には、上記半導体装置を、成形型である金型のキャビティに設置した後、ゲートからキャビティ内に溶融状態の樹脂を注入して充填し、硬化させるという樹脂封止工程（トランスファーモールド）を行うことにより、樹脂封止型半導体装置を製造していた。
【０００３】
高度情報化社会が発展するにつれ、このような高度情報化社会に用いられる小型電子機器分野の商品群は、小型化、薄型化、さらに高機能化が強く求められてきている。これらの商品群のキーデバイスとなる半導体素子の構造も、小型化、狭ピッチ化が強く要求されている。そのような半導体素子を搭載する樹脂封止型半導体装置は、長ワイヤ、狭パットピッチ接続など、半導体素子の電極と電気的に接続された前記基板に搭載された電極数が多く設けられた構造が強く求められている。
【０００４】
上記樹脂封止型半導体装置の製造方法において、金型のキャビティの側面から樹脂を注入する方法で樹脂封止型半導体装置が製造されてきた。しかし、この方法では、ワイヤの配列方向に沿って樹脂が流動することになるため、樹脂に接触したワイヤは樹脂に押されて隣り合うワイヤの方向へ流れてしまうことがあり、この場合には、ワイヤ同士の接触が起こり、短絡不良が生じていた。
【０００５】
このような問題を抑制するための製造方法として、キャビティにおける半導体素子の表面に対面する面にゲートを設け、このゲートから半導体素子の表面に向かって樹脂を射出させる製造方法が例えば、特許文献１等で提案されている。
【０００６】
以下、この種の従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を、図２８（ａ）〜（ｃ）および図２９を用いて説明する。ここで、図２８（ａ）は樹脂注入口をキャビティにおける半導体素子の表面に対面する面にゲートを設けた樹脂封止型半導体装置の平面図、図２８（ｂ）は図２８（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図、図２８（ｃ）は図２８（ａ）におけるＢ部の拡大平面図、図２９は樹脂封止型半導体装置の製造装置を示す断面図である。
【０００７】
図２８（ａ）〜（ｃ）および図２９に示すように、この樹脂封止型半導体装置は、基板５１上に半導体素子５２を搭載し、半導体素子５２と対向する面に設けられたゲート（樹脂注入口）５３から半導体素子５２の表面に向けて封止樹脂５４を注入し、金型６１、６２、６３内のキャビティ６４に樹脂を充填することで製造される。ここで、図２８（ｂ）における５５はワイヤ、５６は半田ボールである。また、図２９において、６１は上金型、６２は中間金型、６３は下金型、６５は封止樹脂５４をランナー６６を通してキャビティ６４内に押込むためのプランジャ、６７は上金型６１における基板２１の上面に臨む箇所に設けられたエアベント部である。
【０００８】
また、この種の樹脂封止型半導体装置として、生産時間の短縮のために、一度の封止工程で複数の半導体素子５２を封止し、その後、互いを切断することにより半導体装置を作製することも、例えば、特許文献２等で提案されている。
【特許文献１】特開２００５−３４７５１４号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のように、半導体素子の表面に対面する面にゲート（樹脂注入口）を設け、このゲートから半導体素子の表面に向かって樹脂を射出させる製造方法を用いた場合でも、基板表面に沿った金型のキャビティの側面から、キャビティ内の空気を排出する従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を採用し、複数の半導体素子を１枚の基板上に搭載して、一括で封止を行って多数の樹脂封止型半導体装置を一度に製造しようとすると、その樹脂封止型半導体装置の数に応じて基板上のキャビティ面積が広くなるため、樹脂の注入口から樹脂が最後に注入される空気排出用のエアベントまでの距離が極めて長くなる。その結果、樹脂注入時に空気を巻き込み易くなり、樹脂封止部に内部ボイドを発生しやすいという課題を生じていた。
【００１０】
樹脂封止型半導体装置において、このようなボイドが樹脂中に存在すると、ボイドの部分から樹脂の亀裂が発生しやすく、樹脂封止型半導体装置の信頼性などに悪影響を与えることになる。
【００１１】
また、上記の影響によりキャビティの大きさに制限を生じ、一度に封止できる面積を広くできないため、生産性を向上させることができなかった。
本発明は上記課題を解決するもので、複数の半導体素子を１枚の基板上に搭載し、ゲートから半導体素子の表面に向かって樹脂を射出させて、一括で封止を行って多数の樹脂封止型半導体装置を一度に製造することができながら、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる樹脂封止型半導体装置の製造装置、製造方法、およびこれらの製造装置や製造方法で製造される樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造装置は、表面部に複数のチップ搭載領域が設けられ、各チップ搭載領域にそれぞれ半導体素子が搭載され、表面部における前記チップ搭載領域よりも外周に設けられた電極と前記半導体素子に設けられた電極とが電気的に接続され、裏面部に外部端子が設けられた基板に対して、前記複数の半導体素子と、この半導体素子の電極と前記基板の電極とを接続した領域とを樹脂封止で一括して覆う樹脂封止型半導体装置の製造装置であって、複数の半導体素子が搭載された前記基板が内部に載置されるとともに、封止樹脂注入空間であるキャビティを有した樹脂封止用の金型を備え、前記金型に、キャビティに封止樹脂を注入する樹脂注入口と、樹脂注入時にキャビティの空気を逃がす空気逃げ口とが設けられ、前記樹脂注入口が、金型におけるキャビティの天面部に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられ、前記空気逃げ口が、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在するように、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、半導体素子を搭載するチップ搭載領域が複数設けられた基板の表面部における各チップ搭載領域よりも外周の位置に電極を形成し、チップ搭載領域に対応して基板の裏面部に外部端子を形成する工程と、基板の各チップ搭載領域に、電極を有する半導体素子を搭載する工程と、基板の電極と半導体素子の電極とを接続体により電気的に接続する工程と、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と、前記接続体とを封止樹脂で覆う封止樹脂工程と、樹脂封止された基板を分割する工程とを有し、前記封止樹脂工程は、封止樹脂注入空間であるキャビティが形成された金型の内部に、複数の半導体素子が搭載された前記基板を配設し、封止樹脂の厚み方向に平面視して、金型において前記基板の表面部に対向するキャビティ天面部に開口させた樹脂注入口の周りに存在するように設けた空気逃げ口から空気を逃がしながら、前記樹脂注入口から封止樹脂をキャビティ内に注入して、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と、前記接続体とを封止樹脂で一括して成形することを特徴とする。
【００１４】
この製造装置ならびに製造方法により、複数の半導体素子を１枚の基板上に搭載し、ゲートから半導体素子の表面に向かって樹脂を射出させて、一括で封止を行って多数の樹脂封止型半導体装置を一度に製造する場合でも、空気逃げ口を、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、樹脂注入口の周りに存在するように設けているので、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口から空気逃げ口の距離を短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この製造装置ならびに製造方法により、一括で封止を行って多数の樹脂封止型半導体装置を一度に製造することができて、製造能率の効率化や製造コストの低減化を図ることができながら、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができて、樹脂封止型半導体装置の信頼性の向上も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造装置は、表面部に複数のチップ搭載領域が設けられ、各チップ搭載領域にそれぞれ半導体素子が搭載され、表面部における前記チップ搭載領域よりも外周に設けられた電極と前記半導体素子に設けられた電極とが電気的に接続され、裏面部に外部端子が設けられた基板に対して、前記複数の半導体素子と、この半導体素子の電極と前記基板の電極とを接続した領域とを樹脂封止で一括して覆う樹脂封止型半導体装置の製造装置であって、複数の半導体素子が搭載された前記基板が内部に載置されるとともに、封止樹脂注入空間であるキャビティを有した樹脂封止用の金型を備え、前記金型に、キャビティに封止樹脂を注入する樹脂注入口と、樹脂注入時にキャビティの空気を逃がす空気逃げ口とが設けられ、前記樹脂注入口が、金型におけるキャビティの天面部に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられ、前記空気逃げ口が、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在するように、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この樹脂封止型半導体装置の製造装置を用いることにより、金型におけるキャビティの天面部の箇所に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応して設けられた樹脂注入口から封止樹脂がキャビティ内に注入されて充填され、この際にキャビティ内にあった空気は、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在するように、各半導体素子または複数の半導体素子に対応して設けられている空気逃げ口から排出される。したがって、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口から空気逃げ口の距離を短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【００１８】
また、空気逃げ口を、封止樹脂の厚み方向に平面視して、樹脂注入口の周りに点在するように設けたり、樹脂注入口の周りにおいて線状に存在するように設けたりすることで、キャビティ内の空気を良好に排出することができて、樹脂封止部内部のボイドの発生を防止することができる。
【００１９】
また、空気逃げ口を、金型におけるキャビティの天面部に対応する箇所に設けたり、金型における基板の裏面部に対向する箇所に設けたりしてもよい。
また、本発明は、金型に、空気逃げ口に繋がる空気排出路が設けられ、前記空気排出路の先端部が、金型におけるキャビティ天面部に開口するように設けられ、金型の前記キャビティ天面部から、前記基板の表面部に向けて延びる姿勢となるように、前記金型に、前記空気排出路につながる空気逃げ用通路および空気逃げ口を有する補助中間金型としての筒状のピンが配設されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成により、補助中間金型としての筒状のピンに設けられた空気逃げ口および空気逃げ用通路を通してキャビティ内の空気を良好に排出できる。
また、ピンの外周面に、先端側ほど外周面内の断面積が小さくなるように傾斜して、樹脂封止工程後においてピンを抜け易くする抜け勾配を形成することが好ましく、これにより離型時にピンを良好に抜くことができる。
【００２１】
また、ピンに、軸心方向に沿って延びる空気逃げ用通路を形成するとともに、ピンの外周面に空気逃げ口として開口するとともに内側部分で前記空気逃げ用通路に繋がる貫通孔を形成してもよい。
【００２２】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造装置は、基板の表面部に複数のチップ搭載領域が設けられ、基板の各チップ搭載領域にそれぞれ半導体素子が搭載され、基板の表面部における前記チップ搭載領域よりも外周に設けられた電極と前記半導体素子に設けられた電極とが接続体により電気的に接続され、基板の裏面部に外部端子が設けられ、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と前記接続体とが一括して樹脂封止され、樹脂封止された基板および封止樹脂部を分割ラインに沿って分割することで樹脂封止型半導体装置を得る樹脂封止型半導体装置の製造装置であって、複数の半導体素子が搭載された前記基板が内部に配置されるとともに、封止樹脂注入空間であるキャビティを有した樹脂封止用の金型を備え、前記金型に、キャビティに封止樹脂を注入する樹脂注入口と、樹脂注入時にキャビティの空気を逃がす空気逃げ口とが設けられ、前記樹脂注入口が、金型におけるキャビティの天面部に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応してそれぞれ設けられ、前記空気逃げ口が、基板および封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在し、かつ、前記分割ラインに重なるように設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この樹脂封止型半導体装置の製造装置を用いることによっても、樹脂注入口から空気逃げ口の距離を短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。さらに、空気逃げ口が分割ラインに重なるように設けられているので、空気逃げ口に形成された空気逃げ口痕の一部が分割時に削除され、樹脂封止型半導体装置を製品として作成した際に、樹脂封止型半導体装置の外観状その窪みを目立たなくすることが可能である。
【００２４】
また、この場合に、空気逃げ口を、分割ラインの幅内に収まる大きさとすることにより、分割後に空気逃げ口の跡が残らず、良好な形状に形成することができる。
また、樹脂注入口を、封止樹脂の厚み方向に沿って平面視して、基板および封止樹脂部を分割する分割ラインに重なるように設けることによっても、樹脂注入口に形成された樹脂注入口痕の一部が分割時に削除され、樹脂封止型半導体装置を製品として作成した際に、樹脂封止型半導体装置の外観状その窪みを目立たなくすることが可能である。
【００２５】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、半導体素子を搭載するチップ搭載領域が複数設けられた基板の表面部における各チップ搭載領域よりも外周の位置に電極を形成し、チップ搭載領域に対応して基板の裏面部に外部端子を形成する工程と、基板の各チップ搭載領域に、電極を有する半導体素子を搭載する工程と、基板の電極と半導体素子の電極とを接続体により電気的に接続する工程と、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と、前記接続体とを封止樹脂で覆う封止樹脂工程と、樹脂封止された基板を分割する工程とを有し、前記封止樹脂工程は、封止樹脂注入空間であるキャビティが形成された金型の内部に、複数の半導体素子が搭載された前記基板を配設し、封止樹脂の厚み方向に平面視して、金型において前記基板の表面部に対向するキャビティ天面部に各半導体素子または複数の半導体素子に対応して開口させた樹脂注入口の周りに存在するように各半導体素子または複数の半導体素子に対応して設けた空気逃げ口から空気を逃がしながら、前記樹脂注入口から封止樹脂をキャビティ内に注入して、前記複数の半導体素子と、前記基板の表面部における複数のチップ搭載領域および電極と、前記接続体とを封止樹脂で一括して成形することを特徴とする。
【００２６】
この方法により、金型におけるキャビティの天面部の箇所に、各半導体素子または複数の半導体素子に対応して開口された樹脂注入口から封止樹脂がキャビティ内に注入されて充填され、この際にキャビティ内にあった空気は、封止樹脂の厚み方向に平面視して、前記樹脂注入口の周りに存在するように、各半導体素子または複数の半導体素子に対応して設けられている空気逃げ口から排出される。したがって、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口から空気逃げ口の距離を短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、樹脂封止部に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【００２７】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、基板の表面部に、半導体素子を搭載するチップ搭載領域と、チップ搭載領域よりも外周に配設された電極とが設けられ、基板の裏面部に外部端子が設けられ、基板のチップ搭載領域に、電極を有する半導体素子が搭載され、
基板の電極と半導体素子の電極とが接続体により電気的に接続され、前記半導体素子と、前記基板の表面部におけるチップ搭載領域および電極と、前記接続体とが封止樹脂部で覆われた樹脂封止型半導体装置であって、封止樹脂部における、基板の表面部に接する底面部に対して反対側となる天面部に、封止樹脂を注入した凹凸形状の樹脂注入口痕が存在し、封止樹脂部における天面部、または天面部から窪んだ凹部に、樹脂注入時に空気を逃がす凹凸形状の空気逃げ口痕が存在することを特徴とする。また、この場合に、天面部から窪んだ凹部が、封止樹脂部の側面に露出して設けられたり、天面部から窪んだ凹部が、平面視して、ほぼ円を４等分した形状であることを特徴とする。また、封止樹脂部の側面部と基板の側面部とが略同一面であることを特徴とする。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置および樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに、この製造方法に用いる樹脂封止型半導体装置の製造装置について説明する。
【００２９】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、図１（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【００３０】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、樹脂封止型半導体装置１は、基板２の一方の面である表面部（図１（ａ）〜（ｃ）に示す状態では、いわゆる上面となる部分）２ａに、半導体素子３を搭載するチップ搭載領域２ｂと、表面部２ａを平面視してチップ搭載領域２ｂよりも外周に配設された電極８とが設けられ、基板２の表面部２ａと反対側の面である裏面部（図１（ａ）〜（ｃ）に示す状態では、いわゆる下面となる部分）２ｃに外部端子４が設けられている。そして、基板２のチップ搭載領域２ｂに、電極（図示せず）を有する半導体素子３が搭載され、基板２の電極８と半導体素子３の電極とが接続体としてのワイヤ６により電気的に接続されている。また、半導体素子３およびワイヤ６を含めた基板２の表面部２ａ全面が封止樹脂で覆われている（樹脂封止型半導体装置における封止樹脂により形成されている部分を封止樹脂部７と称す）。
【００３１】
また、封止樹脂部７における、基板２の表面部２ａに密着する底面部７ａに対して反対側となる天面部７ｂ（いわゆる上面となる部分）に、それぞれ凹凸形状となる、封止樹脂を注入した樹脂注入口痕９と、樹脂注入時に空気を逃がす空気逃げ口痕１０とが存在している。この実施の形態では、樹脂注入口痕９が、基板２および封止樹脂部７の厚み方向に封止樹脂部７を平面視して略中央箇所に略円形形状に設けられ、空気逃げ口痕１０が封止樹脂部７を平面視して各角部に、円を４等分した略円弧形状に設けられている。また、封止樹脂部７の側面部と基板２の側面部とは略同一面に形成されている。
【００３２】
ここで、樹脂封止型半導体装置１は、最終的には、１つの半導体素子３を備えた基板２として製品化されるが、製造工程においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視して、複数の半導体素子３が、基板２上に縦横に並べられたチップ搭載領域２ｂ上に搭載された状態で製造され、また、この実施の形態においては、基板２上の封止樹脂部７が１つに一体化された状態（製品化される複数の樹脂封止型半導体装置１が１つの樹脂封止型半導体装置として一体化された（いわゆる集合体となった）状態）で形成され、この後、１つの半導体素子３を備えた基板２となるように、基板２および封止樹脂部７を切断ライン１８で切断して分割することにより、製品化される。
【００３３】
なお、基板２としては、金属（ＣｕやＦｅ−Ｎｉ）でできたリードフレームでも多層基板（有機基板、セラミック基板）でも適用できる。
次に、図３（ａ）〜（ｅ）、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）〜（ｃ）、および図２（ａ）、（ｂ）を参照しながら、この樹脂封止型半導体装置１の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示すように、基板２において半導体素子３を搭載するチップ搭載領域２ｂが設けられた表面部２ａにおける、チップ搭載領域２ｂよりも外周の位置に電極８を形成し、また、基板２の裏面部２ｃに外部端子４を形成する。なお、図３（ａ）は、既に、基板２に、チップ搭載領域２ｂ、電極８、外部端子４を形成した状態を示している。また、外部端子４を形成する工程は、後述する樹脂封止工程の後に行ってもよい。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板２のチップ搭載領域２ｂに、電極（図示せず）を有する半導体素子３を搭載して固着し、図３（ｃ）に示すように、基板２の電極８と半導体素子３の電極とを接続体としてのワイヤ６により電気的に接続する。
【００３６】
この後、樹脂封止を行う。ここで、図２（ｂ）、図３（ｄ）、（ｅ）は基板２に対して樹脂封止を行っている状態を簡略的に示すもので、樹脂封止を行う製造装置は、半導体素子３が搭載された基板２が封止樹脂注入時に内部に配置され、封止樹脂注入空間であるキャビティ２１を有した樹脂封止用の金型２０を備えている。金型２０は、上金型２２と中間金型２３と下金型２４とに分割されて構成され、上金型２２と中間金型２３とが下金型２４に対してそれぞれ相対的に昇降自在に配設されている。
【００３７】
上金型２２には、封止樹脂２５を一時的に溜める貯留部（いわゆるポット）２６と、この貯留部２６に溜まった封止樹脂２５を押し出す出退自在なプランジャ２７と、封止樹脂２５の押し出し通路となるランナ２８とが設けられている。また、中間金型２３には、ランナ２８から供給された封止樹脂２５を各キャビティ２１に導入する通路であるゲート２９と、樹脂注入時にキャビティからの空気を逃がす空気排出通路３０とが設けられている。なお、ゲート２９におけるキャビティ２１への連通口が樹脂注入口２９ａであり、空気排出通路３０におけるキャビティ２１への連通口が空気逃げ口３０ａである。
【００３８】
ここで、図３（ｅ）などに示すように、キャビティ２１は１つの空間にまとめられた大型のものとされている一方、樹脂注入口２９ａや空気逃げ口３０ａは、各半導体素子３に対応してそれぞれ設けられている。また、図３（ｄ）、（ｅ）に示すように、樹脂注入口２９ａおよび空気逃げ口３０ａは、キャビティ２１に臨むとともに基板２の表面部２ａに対向するキャビティ２１の天面部２１ａに開口されており、図示しないが、基板２および封止樹脂７の厚み方向に平面視して、樹脂注入口２９ａはキャビティ２１の天面部２１ａにおける中央部に（半導体素子３の中央部上方に）開口され、また、例えば、空気逃げ口３０ａは複数設けられ、平面視して、空気逃げ口３０ａはキャビティ２１の天面部２１ａにおける樹脂注入口２９ａの近傍周りに点在するように設けられている。さらに、図２（ａ）に示すように、空気逃げ口３０ａは、基板２および封止樹脂部７を分割する切断ライン１８の交点上に設けられている。
【００３９】
このような構造の金型２０を用いて、まず、図３（ｄ）に示すように、下金型２４上に、半導体素子３を搭載した基板２を載置し、この後、中間金型２３および上金型２２を下降させて、図３（ｅ）、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、キャビティ２１の空間を形成した状態で、プランジャ２７を押込んで、封止樹脂２５を注入する。これにより、キャビティ２１の天面部２１ａに開口させた空気逃げ口３０ａおよび空気排出通路３０から空気を逃がしながら、キャビティ２１の天面部２１ａに開口させた樹脂注入口２９ａから封止樹脂２５がキャビティ２１内に流入して、基板２の表面部２ａと、半導体素子３と、ワイヤ６とを封止樹脂２５（封止樹脂部７）により覆って一括成形により成形する。
【００４０】
なお、封止樹脂２５の注入方法としては、１２０〜２００℃に熱した金型２０内の貯留部２６に熱硬化型のエポキシ樹脂（タブレット）を投入し溶融してプランジャ２７により射出する。射出された封止樹脂２５はランナ２８を通り、ゲート２９の樹脂注入口２９ａより製品部分（キャビティ２１）に注入される。注入された封止樹脂２５は所定の硬化時間（３０〜１２０秒）で硬化する。
【００４１】
この後、封止樹脂２５が硬化してから、図５（ａ）に示すように、中間金型２３および上金型２２を上昇させて、樹脂封止された基板２を取り出し、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、ダイシングソーなどの切断具１７を用いて、切断ライン１８に沿って、個々の樹脂封止型半導体装置１となるように基板２および樹脂封止部７を切断する。なお、必要に応じて、基板２の裏面部２ｃに設けられた外部端子４の箇所に半田ボール３３やバンプなどを設けたり、この段階で、外部端子４自体を形成したりしてもよい。
【００４２】
これにより、樹脂封止型半導体装置１を製造することができる。この場合に、樹脂封止工程において、封止樹脂２５が、キャビティ２１の天面部２１ａに形成された樹脂注入口２９ａから注入されるため、封止樹脂２５が注入される際でも、基板２の表面部２ａに沿った方向に対する封止樹脂２５の流れは小さいものとなり、基板２の電極８と半導体素子の３電極とを接続する接続体としてワイヤ６が用いられていた場合でも、ワイヤ６が封止樹脂２５によって押し流されて、隣り合うワイヤ６同士が接触することを防止できる。
【００４３】
このように、封止樹脂２５の成形を樹脂封止型半導体装置１に対応するキャビティ２１の領域における上部（天面部）より行う、いわゆるトップゲート方式は例えば、半導体素子３と基板２の電極が金属細線（ワイヤ６）などで接合されている場合、ワイヤ６（材質はＡｕやＡｌ）のワイヤースイープを低減するのに大きな効果を得られる。特に半導体素子３が多機能なＬＳＩの場合、ワイヤ６の数は数百本から千数百本となり、ワイヤー長さも５ｍｍ〜８ｍｍと長くなる。またワイヤー径も１８μｍ〜３０μｍ非常に細いものが使用される。本実施の形態のように樹脂封止部７を一括成形する場合は樹脂成形領域のサイズが大きくなるため、樹脂注入口（ゲート）２９ａの配置を工夫することも重要である。本実施の形態では封止樹脂２５の流れによる、ワイヤースイープを最小限にするため、平面視して半導体素子３の中央上部となる位置に樹脂注入口（ゲート）２９ａを配置し、ワイヤースイープを低減し、信頼性を向上させている。
【００４４】
また特に上記構成により、封止樹脂２５の成形を、キャビティ２１の天面部（上部）における、各半導体素子３に対応して設けられた樹脂注入口２９ａから封止樹脂２５を注入する工法を採用するとともに、キャビティ２１内の空気を排出する（逃がす）空気逃げ口３０ａを、平面視して、キャビティ２１の天面部２１ａにおける樹脂注入口２９ａの近傍周りに各半導体素子３に対応して点在するように設けているので、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口２９ａから空気逃げ口３０ａの距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、図２（ａ）に示すような一括して樹脂封止できる樹脂封止部分（最終的に樹脂封止部７となる部分の集合体）の面積を広くできるため、より多くの樹脂封止型半導体装置１を一度に生産できて生産性を向上できる。
【００４５】
また、樹脂封止工程において、樹脂注入口２９ａから封止樹脂２５が注入され、また、空気逃げ口３０ａからはキャビティ２１内の空気が排出されるが、キャビティ２１内の空気が排出されると、続いて封止樹脂２５も空気逃げ口３０ａから流れ出ることとなり、この場合には、図１（ｃ）に示すように、空気逃げ口３０ａに対応する箇所に空気逃げ口痕１０としての樹脂バリを生じたり、また、樹脂注入口２９ａに対応する箇所にも樹脂注入口痕９としての樹脂バリを生じたりすることがある。
【００４６】
しかしながら、空気逃げ口３０ａに対応する箇所に空気逃げ口痕１０として樹脂バリが残った場合でも、この空気逃げ口痕１０は、後工程の分割時において分割ライン１８、本実施の形態では分割ラインの交点上に設けられるので、分割時において分割ライン１８に相当する箇所は切り除かれ、図１に示すように、平面視して、封止樹脂部７の角部にほぼ円を４等分した形状で少し残るだけであり、製品とした際にも外観状その窪みを目立たなくすることが可能である。また、空気逃げ口３０ａを分割ライン１８の切断領域の幅内に収まる大きさにすることで製品の外観に影響を与えないことも可能である。
【００４７】
図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、図６（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図である。なお、図１（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂封止型半導体装置１と異なる点は、空気逃げ口痕１０が設けられている箇所の位置および形状のみであるため、この異なる部分について説明する。
【００４８】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、この樹脂封止型半導体装置１では、封止樹脂部７における平面視して角部となる箇所に、封止樹脂部７の天面部から基板２の表面部２ａ近傍まで窪む凹部７ｃが形成され、この凹部７ｃの底部に、樹脂注入時に空気を逃がす空気逃げ口痕１０が存在する。なお、封止樹脂を注入した樹脂注入口痕９は、上記実施の形態と同様に、封止樹脂部７における天面部７ｂ（いわゆる上面となる部分）に存在している。なお、この実施の形態では、封止樹脂部７における天面部７ｂから窪んだ凹部７ｃが、封止樹脂部７の側面に露出して設けられ、平面視して、ほぼ円を４等分した形状とされている。また、凹部７ｃを除く封止樹脂部７の側面部と基板２の側面部とは略同一面に形成されている。
【００４９】
この樹脂封止型半導体装置１の樹脂封止工程で用いられる製造装置は、上述した図２から図４に示すような構造に加えて、さらに、図７（ｂ）に示すように、中間金型２３の下面に、補助中間金型としての中空のピン３５が追加された状態で固着されて設けられる。このピン３５は、キャビティ２１の天面部２１ａから、基板２の表面部２ａに向けて、キャビティ２１内を表面部２ａ近傍箇所まで延びて突入するように配設され、ピン３５の軸心方向に貫通する空気逃げ用通路３６（図８（ａ）、（ｂ）参照）が、中間金型２３の空気排出路３０につなげられ、空気逃げ用通路３６の下端面相当部分が空気逃げ口３６ａとされている。なお、この実施の形態では、図８に示すように、ピン３５の外周面に、基板２の表面部２ａに近接するほど外周面内の断面積が小さくなるように下すぼまり状に傾斜して、樹脂封止工程後においてピン３５を抜け易くする抜け勾配傾斜面３５ａを形成されている。また、後の分割工程における分割ライン１８に重なるように、凹部７ｃ（したがって、この凹部７ｃを形成するピン３５）が形成、配置されている。
【００５０】
このような構造の金型２０を用いて、樹脂封止を行うと、図６（ｃ）、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、封止樹脂部７における天面部７ｂに、底面部７ａ側に窪む凹部７ｃが形成され、この凹部７ｃの底部に、樹脂注入時に空気を逃がす空気逃げ口痕１０が存在することとなる。また、封止樹脂を注入した樹脂注入口痕９は、上記実施の形態と同様に、封止樹脂部７における天面部７ｂ（いわゆる上面となる部分）に存在する。
【００５１】
この製造方法ならびに構成によっても、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口２９ａから空気逃げ口３０ａの距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一括して樹脂封止できる樹脂封止部分（最終的に樹脂封止部７となる部分の集合体）の面積を広くできるため、より多くの樹脂封止型半導体装置１を一度に生産できて生産性を向上できる。
【００５２】
また、この製造方法ならびに構成によれば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、封止樹脂部７の凹部７ｃが、分割ライン１８に重なるように配設されており、樹脂封止型半導体装置１が製品として形成された際には、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、各樹脂封止型半導体装置１の封止樹脂部７の角部に凹部７ｃが設けられて、封止樹脂部７の角部（コーナー部）の機械的強度が向上し、これにより、前記分割工程において、ダイシングソーなどの切断具１７で分割する時、切断具１７で切り終わりに発生する封止樹脂２５の一部飛散（パッケージクラック）を低減できる。なお、封止樹脂部７の凹部７ｃ以外の箇所では、樹脂半導体装置１の樹脂側面と基板側面は略同一面となる。
【００５３】
また、上記構成によれば、ピン３５の外周面に抜け勾配傾斜面３５ａが形成されているので、樹脂封止工程後の型抜き時においてピン３５が抜け易くなり、型抜き工程での作業能率が向上する。
【００５４】
なお、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、基板２の表面部２ａに近接するような長さのピン３５に代えて、図８（ｃ）、（ｄ）に示すような短い長さのピン３５を用いてもよく、この場合には、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、封止樹脂部７の角部に浅い凹部７ｃが形成され、この底部に、樹脂注入時に空気を逃がす空気逃げ口痕１０が存在することとなる。
【００５５】
また、樹脂封止型半導体装置１の樹脂封止工程で用いられる製造装置として、図１０（ａ）〜（ｉ）、図１１（ａ）〜（ｉ）に示すように、ピン３５として、その側面部の一部が切欠れて空気逃げ口３７が形成されているものを用いてもよい。すなわち、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピン３５の上部に複数（または単数でも可）の丸孔形状（孔の形状はこれに限定されない）の空気逃げ口３７を設けて、空気逃げ用通路３６に連通させる構成としたり、図１０（ｄ）〜（ｆ）に示すように、ピン３５の中間部に複数（または単数でも可）の丸孔形状（孔の形状はこれに限定されない）の空気逃げ口３７を設けて、空気逃げ用通路３６に連通させる構成としたり、図１０（ｇ）〜（ｉ）に示すように、ピン３５の下部に複数（または単数でも可）の丸孔形状（孔の形状はこれに限定されない）の空気逃げ口３７を設けて、空気逃げ用通路３６に連通させる構成としたり、さらには、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピン３５の上部から下部までの全ての領域に複数の丸孔形状（孔の形状はこれに限定されない）の空気逃げ口３７を設けて、空気逃げ用通路３６に連通させる構成としたりしてもよい。さらには、図１１（ｄ）〜（ｉ）に示すように、ピン３５の上部または下部の領域全体にわたる切欠溝形状の空気逃げ口３７を設けて、空気逃げ用通路３６に連通させる構成としたりしてもよい。なお、この場合にも、樹脂封止工程後においてピン３５を抜け易くする抜け勾配傾斜面３５ａを形成することが好ましい。
【００５６】
なお、図１２（ａ）〜（ｃ）は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すピン３５を用いて製造した樹脂封止型半導体装置１を示すように、ピン３５の中間部に設けた空気逃げ口３７に対応した封止樹脂部７の厚み方向中間の箇所に樹脂注入時に空気を逃がす空気逃げ口痕１０が存在することとなる。
【００５７】
この構成の製造装置を用いることによっても、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口２９ａから空気逃げ口３０ａの距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【００５８】
また、空気逃げ口３７をピン３５の中間部に設けた場合には、樹脂封止時に空気が封止樹脂部７における厚み方向略中間部から逃げるため、樹脂封止時に空気が一番逃げにくい封止樹脂部７の中央部から良好に外部に放出されることとなり、空気が残っていることに起因する内部ボイドの発生をより良好に抑えることができる利点がある。
【００５９】
なお、上記実施の形態では、ピン３５の形状が円筒形である場合を図示したが、必ずしも円筒形である必要はなく、四角筒形状や三角筒形状の断面角形の筒形状でもよい。また、この場合にも、上記したように、樹脂封止後の型を外す際にピン３５が抜けやすいように、中間金型２３側（ピン３５の上面側）から基板２の表面部側（ピン３５の下面側）に近づくに従って、断面積が小さくなるように傾斜する抜け勾配の傾斜面３５ａを側面に形成すると良い。また円筒のピン３５の一部の領域に孔形状の空気逃げ口３７を設ける場合は、ピン３５の全周に渡って複数箇所に孔形状の空気逃げ口３７を形成すればよいが、樹脂封止時の空気排出状態に適合するように、孔の数やその開口面積を調整して形成することが望ましい。
【００６０】
以上の実施の形態では、何れも、空気逃げ口３０ａ、３６ａ、３７や空気逃げ用通路３６だけが分割ライン１８に重なるような配置とした場合を述べたが、これに限るものではなく、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、空気逃げ口３０ａだけでなく、樹脂注入口２９ａも分割ライン１８に重なるような配置としてもよい。この第３の実施の形態では、最終的に平面視して４つ分の樹脂封止型半導体装置１が製造される領域に対して、その領域の中央部に樹脂注入口２９ａが位置し、この樹脂注入口２９ａのまわりに空気逃げ口３０ａが点在するようにゲート２９や空気排出通路３０が配設されている。そして、この構成の製造装置を用いて樹脂封止を行い、上記図３〜図５に示す場合と同様な製造工程を経て、樹脂封止型半導体装置１を製造する。但し、分割工程においては、空気逃げ口３０ａに対応する空気逃げ口痕１０の箇所と、樹脂注入口２９ａに対応する樹脂注入痕９の箇所とが、基板２および封止樹脂部７を分割する切断ライン１８の交点上に設けられている。
【００６１】
この製造方法により、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、平面視して封止樹脂部７の角部となる箇所に、空気逃げ口３０ａに対応する空気逃げ口痕１０または樹脂注入口２９ａに対応する樹脂注入痕９が存在する樹脂封止型半導体装置１が製造される。
【００６２】
この構成の製造装置を用いて樹脂封止型半導体装置１を製造することによっても、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口２９ａから空気逃げ口３０ａの距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。なお、この場合においても、上記実施の形態と同様に、補助中間金型としてのピン３５を用いて製造してもよい。
【００６３】
また、この製造装置並びに製造方法によって製造された樹脂封止型半導体装置１は、角部に空気逃げ口痕１０や樹脂注入痕９が存在するので、前述したダイシングソーのダイシングブレードなどの切断具１７で切り終わりに発生する封止樹脂の一部飛散（パッケージクラック）を防ぐ効果がある。また、分割時の切断幅の設計を変更することで、個々に分割された樹脂封止型半導体装置１に窪みを残さないようにすることも可能である。なお、この実施の形態に示すように、第１の実施の形態に示す場合と違い、必ずしも樹脂注入口２９ａは平面視して、封止樹脂部７や半導体素子３の中央上部に配置させる必要はない。これは樹脂封止型半導体装置１の外形サイズが小さい場合、半導体素子３および、半導体素子３と基板２の電極８を接続するワイヤ６の数や長さが充分少ない場合（例えば数本から数十本）、前述したワイヤースイープはさほど上記した課題を生じないためである。
【００６４】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造装置について説明する。
図１５（ａ）はこの樹脂封止型半導体装置の製造装置で製造した、樹脂封止型半導体装置１の集合体を示す平面図、図１５（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置１の集合体を製造している状態を概略的に示す断面図である。図２（ｂ）に示すような樹脂封止型半導体装置の製造装置では、各空気逃げ口３０ａから上方に延びる空気排出通路３０が、横方向に延びる共通の空気排出通路３０に接続されている場合を示したが、これに代えて、この図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂封止型半導体装置の製造装置として、各空気逃げ口３０ａを、単独で上下に延びる空気排出通路３０に個別に接続して空気排出通路３０の上部から外に逃がす構造（中間金型２３と上金型２２とに、上下方向に貫通して連通する空気排出通路３０を設けた構成）としている。この構成により、排気時において樹脂カスが空気排出通路３０に詰まった場合でも、個別にクリーニングできる利点がある。すなわち、空気の逃げ道（エアベンド）は樹脂カスが詰まりやすいが、この実施の形態では、空気排出通路３０を個別にクリーニングできるので、扱い易い。
【００６５】
また、図１６（ａ）は本発明の第４の実施の形態の変形例に係る樹脂封止型半導体装置の製造装置で製造した、樹脂封止型半導体装置１の集合体を示す平面図、図１６（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置１の集合体を製造している状態を概略的に示す断面図である。この実施の形態では、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂封止型半導体装置の製造装置として、空気逃げ口３０ａが設けられている中間金型２３において、各空気逃げ口３０ａがそのまま中間金型２３において上方に延びて貫通するように個別に形成された空気排出通路３０Ａと、これらの空気排出通路３０の上端部に連通して集合させる空気排出通路３０Ｂとを設けており、また、上金型２２には中間金型２３の集合する空気排出通路３０Ｂの集合部分に連通して上方に延びる空気排出通路３０Ｃを設けている。そして、金型２０を分解して中間金型２３を単体にした状態では、中間金型２３の上面において、空気排出通路３０Ｂおよび各空気排出通路３０Ｂの上端部分が外部に露出するよう構成されている。この構成によっても、排気時において樹脂カスが中間金型２３の空気排出通路３０Ａや空気排出通路３０Ｂに詰まった場合でも、個別にクリーニングできて扱い易い。また、この製造装置によれば、上金型２２に設けられた空気排出通路３０Ｃは集合されているので、真空装置などを空気排出通路３０Ｃに接続してキャビティ２１内部の空気を排気する場合に便利である利点もある。
【００６６】
図１７（ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造装置で製造した、樹脂封止型半導体装置１の集合体を示す平面図、図１７（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置１の集合体を製造している状態を概略的に示す断面図である。この実施の形態では、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、空気逃げ口３０ａが、下金型２４における基板２の裏面部２ｃに対向する面に形成されているとともに、これより下方に延びて貫通するように空気排出通路３０が形成され、また、基板２に空気逃げ用の貫通孔３８が形成されており、貫通孔３８の下端部に空気排出通路３０が繋がるよう配置されている。ここで、これらの基板２の貫通孔３８および空気排出通路３０、空気逃げ口３０ａは、最終的には平面視して各樹脂封止型半導体装置１の角部に、すなわち、平面視して、キャビティ２１の天面部２１ａにおける樹脂注入口２９ａの近傍周りに点在するように設けられている。また、図１７（ａ）に示すように、空気逃げ口３０ａは、基板２および封止樹脂部７を分割する切断ライン１８の交点上に設けられている。
【００６７】
この製造装置を用いて樹脂封止しその後、分割することにより、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板２における、平面視して矩形となる封止樹脂部７の裏面部の角部に対応する箇所に、厚み方向に貫通する貫通孔３８が形成され、封止樹脂部７における、基板２の貫通孔３８が設けられている箇所に、樹脂注入時に空気を逃がす封止樹脂部７の空気逃げ口痕１０が存在する樹脂封止型半導体装置１を製造することができる。
【００６８】
樹脂封止工程において、この製造方法を用いることで、金型２０におけるキャビティ２１内に、天面部２１ａに設けられた樹脂注入口２９ａから封止樹脂２５がキャビティ２１内に注入されて充填され、この際にキャビティ２１内にあった空気は、基板２に形成された基板厚み方向に貫通する空気逃げ用の貫通孔３８と、この貫通孔３８の基板裏面部側開口部分に繋げられて開口された空気逃げ口３０ａおよびこの空気逃げ口３０ａに続く空気排出通路３０とを通して、排出される。したがって、従来のように、基板表面に沿った金型のキャビティの側面からキャビティ内の空気を排出する場合と比較して、樹脂注入口２９ａから空気逃げ口３０ａの距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【００６９】
また、空気逃げ口痕１０は分割ライン１８上に設けられるので、分割時において分割ライン１８に相当する箇所が切り除かれて、封止樹脂部７の角部にほぼ円を４等分した形状で少し残るだけであるため、製品とした際にも外観状その窪みを目立たなくすることが可能である。また、空気逃げ口３０ａを分割ライン１８の切断領域の幅内に収まる大きさにすることで製品の外観に影響を与えないことも可能である。
【００７０】
なお、基板２が多層基板の場合でも、上記のように貫通孔３８を設けることで、下方寄り良好に空気を逃がすことができるが、基板２がリードフレームである場合には、下面より、下金型２４内にピンをたて、空気逃げ用通路を作るよう構成してもよい。
【００７１】
なお、図１７（ｂ）においては、各空気逃げ口３０ａから外部に達するまで下方に延びる空気排出通路３０を個別に設けて、各空気排出通路３０の下部から外に逃がす構造としており、この場合には、排気時において樹脂カスが空気排出通路３０に詰まった場合でも、個別にクリーニングできる利点がある。しかし、これに限るものではなく、図１９（ｂ）に示すように、各空気排出通路３０Ｄを集合させる空気排出通路３０Ｅを別途に設けて設けて、集中して排気することも可能である。
【００７２】
また、図２０（ａ）、図２１（ａ）は本発明の第６の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造装置で製造した、樹脂封止型半導体装置１の集合体を示す平面図、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置１の集合体を製造している状態を概略的に示す断面図である。この実施の形態では、図２０（ａ）、（ｂ）、図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、空気逃げ口（空気逃げ用通路）４０が、樹脂注入口２９ａの周りにおいて線状に存在するように設けられている。また、線状の空気逃げ口４０が分割ライン１８上に設けられている。ここで、図２０（ａ）、（ｂ）においては、空気逃げ口４０は平面視して互いに略平行となっているものを示し、図２１（ａ）、（ｂ）においては、空気逃げ口４０は平面視して互いに略格子状となっているものを示し、何れの場合も中間金型２３における空気逃げ口４０の断面形状が例えば凹形状となるように形成されている。
【００７３】
この製造装置を用いて樹脂封止しその後、分割することにより、図２２（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板２における、平面視して矩形となる封止樹脂部７の２つの辺部に対応する箇所に、樹脂注入時に空気を逃がす封止樹脂部７の空気逃げ口痕１０が存在する樹脂封止型半導体装置１を製造することができたり、図２３（ａ）〜（ｃ）に示すように、平面視して矩形となる封止樹脂部７の外周をなす４つの辺部に対応する箇所に、樹脂注入時に空気を逃がす封止樹脂部７の空気逃げ口痕１０が存在する樹脂封止型半導体装置１を製造することができたりする。なお、図示しないが、空気逃げ口４０が基板２近くまで延びるような突条でかつ、先端部に空気逃げ口４０を有する中間金型を用いることで、図２４（ａ）〜（ｃ）、に示すように、封止樹脂部７の空気逃げ口痕１０が基板近傍箇所に形成されている封止型半導体装置１を製造することもできる。
【００７４】
これによっても、樹脂注入口２９ａから空気逃げ口４０の距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止型半導体装置１の封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【００７５】
また特に、この製造装置を用いた場合には、空気逃げ口４０がライン状に単純化されるので、樹脂カスが詰まりやすい空気逃げ口（空気逃げ用通路）４０のクリーニングメンテナンス性をさらに向上させることができる。
【００７６】
また、平面視して封止樹脂部７の辺部となる箇所に空気逃げ口痕１０を生じている凹状部が形成されるので、封止樹脂部７の辺部の機械的強度が向上し、これにより、分割工程において、ダイシングソーなどの切断具１７で分割する時、切断具１７で切り終わりに発生する封止樹脂２５の一部飛散（パッケージクラック）を低減できる。
【００７７】
また、図２６（ａ）は本発明の第７の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造装置で製造した、樹脂封止型半導体装置１の集合体を示す平面図、図２６（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置１の集合体を製造している状態を概略的に示す断面図である。図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、この実施の形態では、図２０（ａ）、（ｂ）に示す場合と同様に、空気逃げ口４０が、樹脂注入口２９ａの周りにおいて線状に存在するように設けられているだけでなく、キャビティ２１の天面部分に臨む樹脂注入口４１も所定長さを有する線状（ライン状）に形成されている。
【００７８】
この樹脂封止型半導体装置の製造装置で樹脂封止を行うと、樹脂注入口４１からキャビティ２１内にライン状で所定幅を有した状態で樹脂が注入されるため、キャビティ２１内に所定幅を有した状態で流れ込んだ樹脂が空気をあたかも波状に押し出すように排出し、この結果、ボイド（気泡）の発生をさらに低減することが可能である。
【００７９】
また、この製造装置を用いて樹脂封止しその後、分割することにより、図２７（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板２における、平面視して矩形となる封止樹脂部７の中央部から所定長さに延びる樹脂注入痕９が存在する樹脂封止型半導体装置１が製造される。
【００８０】
なお、これによっても、樹脂注入口４１から空気逃げ口４０の距離を極めて短くでき、樹脂注入時に空気の巻き込みを抑えることが可能となり、封止型半導体装置１の封止樹脂部７に内部ボイドが発生することを最小限に抑えることができる。また、これにより、一度で樹脂封止可能となる面積を広くできるため、生産性の向上が可能となる。
【００８１】
また、平面視して封止樹脂部７の辺部および中央部となる箇所に空気逃げ口痕１０と樹脂注入痕９とを生じている凹状部が形成されるので、封止樹脂部７の機械的強度がさらに向上し、これにより、分割工程において、ダイシングソーなどの切断具１７で分割する時、切断具１７で切り終わりに発生する封止樹脂２５の一部飛散（パッケージクラック）を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の、樹脂封止型半導体装置の製造装置、樹脂封止型半導体装置の製造方法、および樹脂封止型半導体装置は、ワイヤ流れの低減やボイドの低減などにより高い信頼性の樹脂封止型半導体装置を実現でき、デジタル家電や携帯電話をはじめとする小型電子機器分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図１（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図１（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図２】（ａ）は同樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ同樹脂封止型半導体装置の各製造工程を示す断面図
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同樹脂封止型半導体装置の各製造工程を示す断面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同樹脂封止型半導体装置の各製造工程を示す断面図
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図６（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図６（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図７】（ａ）は同樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図８】（ａ）および（ｂ）はピンを装着した同樹脂封止型半導体装置の製造工程の要部断面図およびピンの斜視図、（ｃ）および（ｄ）はピンを装着した他の例の樹脂封止型半導体装置の製造工程の要部断面図およびピンの斜視図
【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される他の例の樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図９（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図９（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図１０】（ａ）、（ｄ）、（ｇ）はそれぞれピンを装着した同樹脂封止型半導体装置の変形例の断面図、（ｂ）、（ｅ）、（ｈ）はそれぞれピンの斜視図、（ｃ）、（ｆ）、（ｉ）はそれぞれピンを取り外した同樹脂封止型半導体装置の変形例の断面図および樹脂封止後の樹脂封止型半導体装置の断面図
【図１１】（ａ）、（ｄ）、（ｇ）はそれぞれピンを装着した同樹脂封止型半導体装置の変形例の断面図、（ｂ）、（ｅ）、（ｈ）はそれぞれピンの斜視図、（ｃ）、（ｆ）、（ｉ）はそれぞれピンを取り外した同樹脂封止型半導体装置の変形例の断面図および樹脂封止後の樹脂封止型半導体装置の断面図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造されるその他の例の樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図１２（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図１２（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図１３】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図１４】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は図１４（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図１４（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図１５】（ａ）は本発明の第４の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図１６】（ａ）は本発明の第４の実施の形態の変形例に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図１７】（ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は同樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図１８（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図１８（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図１９】（ａ）は本発明の第５の実施の形態の変形例に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図２０】（ａ）は本発明の第６の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図２１】（ａ）は本発明の第６の実施の形態の変形例に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は同樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図２２（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図２２（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図２３】（ａ）〜（ｃ）は同樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図２３（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図２３（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図２４】（ａ）〜（ｃ）は同樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図２４（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図２４（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図２５】（ａ）〜（ｃ）は同樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図２５（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図２５（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図２６】（ａ）は本発明の第７の実施の形態に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置（分割前の状態）の平面図、（ｂ）は同樹脂封止型半導体装置を用いて樹脂封止している工程を概略的に示す断面図
【図２７】（ａ）〜（ｃ）は同樹脂封止型半導体装置の製造方法ならびに製造装置で製造される樹脂封止型半導体装置を示すもので、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の平面図、（ｂ）は図２７（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図２７（ａ）の簡略的なＢ−Ｂ’線矢視断面図
【図２８】従来の樹脂封止型半導体装置に係る図面で、（ａ）は樹脂封止型半導体装置の分割前の平面図、（ｂ）は図２８（ａ）の簡略的なＡ−Ａ’線矢視断面図、（ｃ）は図２８（ａ）のＢ部分の拡大平面図
【図２９】同従来の樹脂封止型半導体装置および製造装置の樹脂封止工程の断面図
【符号の説明】
【００８４】
１      樹脂封止型半導体装置
２      基板
２ａ    表面部
２ｂ    チップ搭載領域
２ｃ    裏面部
３      半導体素子
４      外部端子
６      ワイヤ（接続体）
７      封止樹脂部
７ａ    底面部
７ｂ    天面部
７ｃ    凹部
８      電極
９      樹脂注入口痕
１０    空気逃げ口痕
１７    切断具
１８    切断ライン
２０    金型
２１    キャビティ
２１ａ  天面部
２２    上金型
２３    中間金型
２４    下金型
２５    封止樹脂
２６    貯留部（ポット）
２７    プランジャ
２８    ランナ
２９    ゲート
２９ａ  樹脂注入口
３０    空気排出通路
３０ａ  空気逃げ口
３５    ピン（補助中間金型）
３５ａ  抜け勾配傾斜面
３６    空気逃げ用通路
３６ａ  空気逃げ口
３７    空気逃げ口
３８    貫通孔
４０    空気逃げ口
４１    樹脂注入口
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【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】
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