(57)【要約】【課題】配線基材上に複数の半導体素子を搭載し、これらの半導体素子を金型の単一のキャビティー内に収めて一括して樹脂封止を行なうようにした半導体樹脂封止装置において、金型から樹脂封止後の半導体素子を離すためのリリースフィルムに、たるみやしわがない発生しない様にする。【解決手段】リリースフィルム１の樹脂封止金型９への供給と巻取り時の搬送不具合に起因する製品の不具合を有効に防止するために、当該リリースフィルム１の供給と巻取りのためのローラー６，７を鼓型のローラーとすることにより、リリースフィルム１のたわみをなくして、半導体パッケージを歩留まり良く製造する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を樹脂封止用の金型を用いて樹脂封止を行う際に、これ等樹脂封止後の半導体素子を前記金型からリリースするためのリリースフィルムを使用してなる半導体樹脂封止装置であつて、前記リリースフィルムを前記金型の位置に搬送するためのローラーとして、鼓型ローラーを用いたことを特徴とする半導体樹脂封止装置。
【請求項２】
前記鼓型ローラーは、前記リリースフィルムの供給側及び巻取側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体樹脂封止装置。
【請求項３】
前記半導体素子は配線基材上に複数搭載されており、これ等複数の半導体素子を一括して樹脂封止するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体樹脂封止装置。
【請求項４】
半導体素子を樹脂封止用の金型を用いて樹脂封止を行う際に、これ等樹脂封止後の半導体素子を前記金型からリリースするためのリリースフィルムを使用してなる半導体樹脂封止方法であつて、鼓型ローラーを用いて、前記リリースフィルムを前記金型の位置に搬送するステップを含むことを特徴とする半導体樹脂封止方法。
【請求項５】
前記リリースフィルムの供給側及び巻取側にそれぞれ設けらた前記鼓型ローラーを介して、前記リリースフィルムの搬送をなすようにしたことを特徴とする請求項４記載の半導体樹脂封止方法。
【請求項６】
前記半導体素子は配線基材上に複数搭載されており、これ等複数の半導体素子を一括して樹脂封止するようにしたことを特徴とする請求項４または５記載の半導体樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体樹脂封止装置及びその方法に関し、特に１枚の配線基材上に複数の半導体素子を搭載し、これらの半導体素子を単一のキャビティー内に収めて、一括して樹脂封止を行なうようにした半導体樹脂封止装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の半導体素子を１枚の配線機材上に搭載し、一括して樹脂封止を行なった後に、リリースフィルムを用いて樹脂封止金型から離型を行なう半導体樹脂封止装置においては、このリリースフィルム送り出し動作時に発生するリリースフィルムのたわみをなくし、且つ、シワなく樹脂封止金型に吸引できるかどうかが、本工程における製品の製造歩留まりを大きく左右することになる。
【０００３】
従来、この種の半導体樹脂装置において、当該リリースフィルムの送り出し動作時に発生するたわみが原因で、樹脂封止後の製品にシワが発生してしまう時は、ロール状に巻かれたリリースフィルムを保持しているホルダーの回転速度を変更し、送り出し時のリリースフィルムの振動を抑制したり、送り出し側と巻取り側のホルダーの回転速度を制御して、リリースフィルムの送り出し方向に作用する引っ張りテンションを変更するなどして、リリースフィルムの搬送状態を改善するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらいずれの方法においても、リリースフィルムの搬送状態を制御しているソフト的内容の改善であり、リリースフィルムの製造ロットが変わったり、設備調整などで各ローラー取付け状態が変わったりすると、それまで問題なく搬送できていたリリースフィルムに、たわみが発生して、その都度、搬送条件の変更を行なったり、場合によっては、製品歩留まり低下させながら製造を行なっている。
【０００５】
本発明の目的は、これらの問題を完全に解消するために、改良されたリリースフィルム供給機構を有する半導体樹脂封止装置とその樹脂封止方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体樹脂封止装置は、半導体素子を樹脂封止用の金型を用いて樹脂封止を行う際に、これ等樹脂封止後の半導体素子を前記金型からリリースするためのリリースフィルムを使用してなる半導体樹脂封止装置であつて、前記リリースフィルムを前記金型の位置に搬送するためのローラーとして、鼓型ローラーを用いたことを特徴とする。
【０００７】
本発明による半導体樹脂封止方法は、半導体素子を樹脂封止用の金型を用いて樹脂封止を行う際に、これ等樹脂封止後の半導体素子を前記金型からリリースするためのリリースフィルムを使用してなる半導体樹脂封止方法であつて、鼓型ローラーを用いて、前記リリースフィルムを前記金型の位置に搬送するステップを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の作用を述べる。一般に、１枚の配線基材上に複数の半導体素子を搭載し、これらの半導体素子を単一のキャビティー内に収めて一括して樹脂封止を行なうようにしたトランスファーモールド工程において、一括して樹脂封止された半導体素子を樹脂封止金型から離型（リリース）させるには、シート状に加工されたフッ素樹脂を成分とするリリースフィルムが用いられているが、このリリースフィルムはロール状に巻かれており、樹脂成形を行なう度に、金型内への供給と巻取り動作が行われる。
【０００９】
本発明では、リリースフィルムの樹脂封止金型への供給と巻取り時の搬送不具合に起因する製品の不具合を有効に防止するために、当該リリースフィルムの供給と巻取りのためのローラーを鼓型のローラーとすることにより、リリースフィルムのたわみをなくして、半導体パッケージを歩留まり良く製造する様にしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明する。図１は本発明の一実施例による半導体樹脂封止装置におけるリリースフィルム供給機構の構成を示すものである。図１を参照すると、本リリースフィルム供給機構は、樹脂封止金型の上金型９側に設置され、その上金型９には、半導体パッケージとなるキャビティーや、キャビティーへの樹脂流路であるカル、ランナー１０が形成されており、リリースフィルム１は本箇所１０を覆うように供給される。
【００１１】
上金型９内部に設けられた吸引機構（吸引穴１１を含む）により、リリースフィルム１は上金型９に吸引され、キャビティーやカル、ランナー部１０を覆い隠す様に密着し、その後樹脂封止が行われる。このリリースフィルム供給機構には、送り量を計測、制御するための測長エンコーダー付きローラー４、リリースフィルムのたわみ取りや、金型への供給、巻取り位置を決めるローラー５〜８が設置されている。これらローラー５〜８の中で、最も上金型９に近い位置にあるローラー６，７は、リリースフィルム１の供給状態に大きな影響を与えることになる。
【００１２】
従来、このローラの形状としては、外径に変化のないストレートローラーや、ローラー中央部の径が両端よりも大きい太鼓型ローラーが用いられていた。この様なローラー形状では、リリースフィルム１を両端に広げ様とする力が作用しないため、フィルム搬送時に発生するリリースフィルム１のたわみを有効になくすことはできなかった。リリースフィルム１にたわみが発生している状態のまま、上金型９の内部に設けられた吸引機構によって、リリースフィルム１が吸引されると、そのたわみがシワとなって上金型面に残り、その状態で樹脂封止が行われてしまうため、製品にもそのシワが跡となって残り、外観異常として歩留まりを低下させる原因となっている。
【００１３】
こで、本発明では、上記問題を解決するために、樹脂封止金型９に最も近い両端のローラー６，７の形状を、中央部に行くに従って外径が小さくなる、いわゆる鼓型ローラーを適用している。後述する図３に、この鼓型ローラーの図を示す。本鼓型ローラーを用いることで、リリースフィルム搬送時に発生するたわみを有効的になくすことができ、また、上金型吸引時においても、シワが発生することなく吸着を完了することができるために、外観的に良好な半導体素子の樹脂封止が、歩留まり良く製造することが可能となる。
【００１４】
図１及び図２を参照すると、リリースフィルム１を用いて樹脂封止金型９からの離型を行なうようにした一括封止タイプの半導体樹脂封止装置の、樹脂封止金型とリリースフィルム供給機構を示した断面図である。樹脂封止金型の上金型側には、リリースフィルム供給機構が設置されている。リリースフィルム供給機構は、送り出し側と、巻取り側で構成されている。
【００１５】
送り出し側には、ロール状に巻かれたリリースフィルムを保持し、また回転してリリースフィルムを送り出すための送り出し側ホルダー２と、リリースフィルムの送り量を計測、制御するための測長エンコーダー付きローラー４と、リリースフィルムをエンコーダー付きローラーに密着させるためのガイドローラー５と、樹脂封止金型との搬送位置を設定するためのローラー６とが設置されている。
【００１６】
一方、巻取り側には、樹脂成形工程において使用された箇所のリリースフィルムを巻き取るための巻き取り側ホルダー３と、巻き取られてくるリリースフィルムをガイドするためのガイドローラー８と、樹脂封止金型との搬送位置を設定するためのローラー７とが設置されている。これ等各ローラーの中で、樹脂封止金型９との搬送位置を設定するローラー６，７には、鼓型ローラーが使用されている。
【００１７】
樹脂封止金型の上金型９には、半導体パッケージとなるキャビティーやキャビティーヘの樹脂流路であるカル、ランナー１０が形成されており、本箇所１０は、前記したリリースフィルム供給機構により送り出されたリリースフィルム１にて覆われている。
【００１８】
次に、図１，２及び図３を参照して動作について説明する。図１は、リリースフィルム供給機構によってリリースフィルム１が送り出されている状態を示したものである。ロール状に巻かれたリリースフィルム１は、送り出し側のホルダー２に取付けられ、各ローラーと上金型部９を通過し、巻取り側の各ローラーを介して巻取り側ホルダー３へと巻き取られる。
【００１９】
リリースフィルム１は、送り出し側及び巻取り側ホルダーの回転速度を制御することで、リリースフィルム搬送時の送り速度を変更させることができ、また、リリースフィルム１の送り方向への引っ張りテンションを変更することができる。
【００２０】
図２は、リリースフィルムの送り動作が完了して、リリースフィルムが上金型に吸引されている状態を示したものである。リリースフィルムの送り動作が完了した時点で、送り出し側及び巻取り側のホルダーはその回転を停止する。その後、送り出し側及び巻取り側供給機構が上昇することで、上金型９とリリースフィルム１とは接触し、リリースフィルム１は上金型９の熱により軟化していく。
【００２１】
次に、リリースフィルム１は上金型９に設けられた吸引穴１１により上金型側に吸引されることで、キャビティーやカル、ランナー１０の部分を覆い隠す様に金型に密着し、リリースフィルムの搬送動作が完了する。リリースフィルムの搬送動作が完了した時点で、図示していない樹脂封止金型の下型に、ワイヤーボンディングされた配線基材と封入樹脂が供給され、型締め動作と樹脂の注入動作が行われることで、半導体素子の樹脂封止が行われる。
【００２２】
従来、リリースフィルムの送り出し動作時に発生するたわみが原因で、樹脂封止後の製品にシワが発生してしまう時は、前記したホルダーの回転速度や引っ張りテンションを変更することで、リリースフィルムの搬送状態が改善出来る場合もあるが、リリースフィルムの製造ロットの違いや、各ローラーの取付け状態により、リリースフィルムの搬送状態は大きく変化してしまうため、送り出し時のたわみを有効的になくすことはできなかった。
【００２３】
本発明である鼓型ローラーを用いることで、何故、リリースフィルム送り出し時のたわみをなくすことができるかについて、図３を用いて説明する。鼓型ローラー６，７は、ローラーの中央部から両端部に行くにしたがって、その外径が大きくなる形状となっている。ローラーの中央部と両端部で外径に差があるということは、その箇所に発生する周速にも差があるということであり、その周速は、ローラーの両端に行くにしたがって速くなる。
【００２４】
リリースフィルム１は、ローラーに密着したかたちで搬送されているため、ローラーの中央部と両端ではその移動距離が異なり、その移動距離の差がリリースフィルムを両端に広げる力となって作用するため、リリースフィルムにたわみを発生させることなく搬送することが可能となる訳である。
【００２５】
なお、図３において、Ａはリリースフィルム１の送り方向を示し、Ｂはリリースフィルム１に作用する力の方向を示している。
【００２６】
実験の結果、鼓型ローラーの中央部と両端部の外径差は、２ｍｍが最も良く、外径差がこれよりも小さいと、リリースフィルムを両端に広げ様とする力が弱く、外径差がこれよりも大きいと、ローラー中央部とリリースフィルムが接触しないため、リリースフィルムの中央に大きなたわみが発生してしまうことが分かっている。但し、この最適外形差は２ｍｍに限定されるものではなく、使用するリリースフィルムの物性値によって決定される。
【００２７】
上記実施例では、リリースフィルムを用いて、樹脂封止金型からの離型を行なうようにした一括封止タイプの半導体樹脂封止装置の、樹脂封止金型とリリースフィルム供給機構について示したが、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）パッケージのトランスファーモールドを行なう装置にも、本発明を適用することができる。
【００２８】
図４に、一般的なこのＱＦＮのパッケージの断面図を示す。本パッケージは、リードフレーム４４の片側一方にモールドパッケージが形成されており、その反対側は、リードフレーム４４の端子４５が露出している形状となっている。なお、４１は半導体素子、４２はＡｕワイヤー、４３はモールド部である。本パッケージの樹脂封止を行なう上で重要なことは、露出している端子部に樹脂バリを如何に出さないかにあり、そのために裏面テープを用いて樹脂封止を行なうのが一般的な手法である。
【００２９】
図５に本発明の他の実施例の半導体樹脂封止装置を適用したリリースフイルム供給機構の図を示しており、図１，２と同等部分は同一符号にて示している。本リリースフイルム供給機構は上金型９側に設置されており、下金型１２には、半導体パッケージとなるキャビティーや、キャビティーへの樹脂流路であるカル、ランナー１３が形成されている。１４は樹脂を注入するためのプランジャーである。
【００３０】
次に図５，６を参照して本実施例の動作について説明する。図５は、リリースフィルム供給機構によって、リリースフィルム１が送り出されている状態を示したものである。ロール状に巻かれたリリースフィルム１は送り出し側のホルダー２に取付けられており、各ローラー４〜６と上金型部９とを通過して、巻取り側の各ローラー７，８を介して巻取り側ホルダー３へと巻き取られる。
【００３１】
本発明の特徴である鼓型ローラーは、先の実施例と同様に、樹脂封止金型９との搬送位置を設定するローラー６，７に適用されている。リリースフィルム１は、送り出し側及び巻取り側ホルダーの回転速度を制御することで、リリースフィルム搬送時の送り速度を変更させることができ、また、リリースフィルムの送り方向への引っ張りテンションを変更することができる。
【００３２】
図６は、リリースフィルムの送り出し動作が完了し、リリースフィルムが上金型に吸引され密着している状態を示したものあでる。リリースフィルムの送り動作が完了した時点で、送り出し側及び巻取り側のホルダーはその回転を停止する。その後、送り出し側及び巻取り側の供給機構が上昇することで、上金型とリリースフィルムは接触する。次に、リリースフィルム１は上金型９に設けられた吸引穴１１により上金型側に吸引されることで、リードフレーム４４との接触部を覆い隠す様に金型に密着し、リリースフィルムの搬送動作が完了する。
【００３３】
リリースフィルムの搬送動作が完了した時点で、樹脂封止金型の下金型１２に、ワイヤーボンディングされたリードフレーム４４と封入樹脂とが供給され、型締め動作が行われた後、プランジャー１４にて樹脂の注入動作が行われ、半導体素子の樹脂封止が行われる。
【００３４】
リリースフィルムは、たわみが発生することなく搬送されているため、上金型吸引時においても、シワが発生することなく上金型に密着されることができる。したがって、下金型に供給されたリードフレームと上金型に密着しているリリースフィルムは、型締めすることで隙間なく密着させることが可能となる。よって、ＱＦＮパッケージの端子部となる面のリードフレームは、リリースフィルムと密着しているため、樹脂封止時において、本箇所へ樹脂が進入していくことはなく、端子部への樹脂バリ発生を防止することができるのである。
【００３５】
本実施例では、上型側にリリースフィルム供給機構を設置した例を示したが、本機構を下型側に設置しても同様の効果が得られることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明によれば、リリースフィルムを樹脂封止のための金型位置に搬送するためのローラーを、鼓型のローラーとしたので、リリースフィルム搬送時における当該フィルムのたわみを有効に防止することができ、よって金型による吸引時にもリリースフィルムにしわが生じないので、良好な半導体素子の樹脂封止が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の半導体樹脂封止装置のリリースフィルム供給機構を示す図である。
【図２】図１の機構において、リリースフィルム送り動作完了時の構成を示す図である。
【図３】鼓型ローラーの作用を説明する図である。
【図４】ＱＦＮパッケージの断面図及び底面図である。
【図５】本発明の他の実施例の半導体樹脂封止装置のリリースフィルム供給機構を示す図である。
【図６】図５の機構において、リリースフィルム送り動作完了時の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　リリースフィルム
２　送り出し側ホルダー
３　巻取り側ホルダー
４　測長エンコーダー付きローラー
５，８　ガイドローラー
６，７　鼓型ローラー
９　上金型
１０，１３　キャビティー、カル、ランナー
１１　吸引穴
１２　下金型
１４　プランジャー
１５　封入樹脂
【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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