(57)【要約】【課題】半導体素子の樹脂封止の際の樹脂漏れが防止でき、基板の製造が容易であり、製造コストを抑えることが可能な半導体装置の製造用金型および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】半導体素子を搭載し、スルーホール５の開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜９を形成した基板２に、樹脂１５を封止する上型１２と下型１３とからなる金型１１による半導体装置の製造用金型であって、前記下型１３に前記スルーホール５に嵌合する凸形状をしたレジスト膜支持部１６を有することを特徴としたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搭載し、スルーホールの開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜を形成した基板に、前記樹脂を封止する上型と下型とからなる半導体装置の製造用金型であって、前記下型に前記スルーホールに嵌合する凸形状をしたレジスト膜支持部を有することを特徴とする半導体装置の製造用金型。
【請求項２】
前記レジスト膜支持部は、先端部が平面状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造用金型。
【請求項３】
前記レジスト膜支持部は、先端部へ向かって細くなる傾斜面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造用金型。
【請求項４】
半導体素子を搭載した基板に樹脂を封止する上型と下型とからなる金型による半導体装置の製造方法であって、前記基板に形成したスルーホールの開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜を形成し、凸形状をしたレジスト膜支持部を有する前記下型を前記スルーホールに嵌合させ、前記半導体素子を樹脂で封止を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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スルーホールを介して基板の表裏両面に渡る電極を形成した表面実装型の半導体装置の製造用金型および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面実装型の半導体装置の製造方法は、基板の表裏両面の電極を接続するスルーホールを形成し、基板の表面側にパターン形成した電極に合わせて半導体素子を導通搭載し、ワイヤボンディングした後に、樹脂で封止をして、ダイサーにてダイシングを行っている。
【０００３】
半導体素子の封止には、上型と下型とからなる金型で半導体素子を搭載した基板を挟み込み、エポキシ樹脂を金型へ圧入しトランスファ成形により形成する。
【０００４】
形成に使用する上型は、基板面側に半導体素子を樹脂で封止するため凹形状を有し、下型は、基板を下から担持するため平面である。
【０００５】
この製造方法では、封止する際に、溶融した樹脂がスルーホールの開口部より侵入しスルーホール内部および裏面側の電極を覆ってしまうことがある。そうなると封止後にダイシングを行い１個１個の半導体装置とした場合に、電極が樹脂で覆われているため、外部の回路基板への実装時に接触不良が発生することがある。そこで封止する半導体素子を搭載した基板表面側には、スルーホールの開口部にレジスト膜を形成し、蓋をすることで樹脂の侵入を防止している。
【０００６】
図５は、従来の半導体装置の別の製造方法を示す図である。
【０００７】
この製造方法は、スルーホールの開口部にレジスト膜を形成せずに、樹脂漏れを防止する方法である。
【０００８】
基板３０は、表裏電極の接続を行うスルーホール３１と基板裏面にザグリ加工と呼ばれる凹部を形成した電極３２を有している。
【０００９】
基板３０の裏面側に形成した電極３２は、スルーホール３１を介して表面側に搭載した半導体素子（図示せず）と電気的に接続している。
【００１０】
トランスファ成形する金型３４は上型３５と下型３６で基板３０を挟み込むように型締めし、上型３５へ樹脂３７を注入して封止を行う。
【００１１】
上型３５は、基板面側に半導体素子を樹脂にて封止するため凹形状を有し、下型３６は、基板を下から担持するため平面である。
【００１２】
スルーホール３１は、基板３０の製造時に予め樹脂３３を充填している。スルーホール３１に樹脂３３を充填することで、封止するために樹脂３７を圧入しても、スルーホール３１の開口部内に侵入することがない。従って、樹脂３７は、スルーホール３１へ侵入してスルーホール３１の内部に付着したり、スルーホール３１を介して基板３０の裏面側の電極へ付着することがない。
【００１３】
また、特許文献１には、スルーホールを形成した第１材料基板に第２材料基板を接着材で貼り合わせ、第２材料基板の半導体素子の搭載面側に導電性閉塞パッドをスルーホールの開口部に合わせて形成し、デスミア処理を行うことで、スルーホール内の第２材料基板を溶解させ、スルーホールを第２材料基板まで連通させ、溶解しない導電性閉塞パッドはスルーホールを蓋した状態とすることにより、樹脂の侵入を防止した製造方法が記載されている。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−１９８５７２号公報  （段落番号００３０−００３９）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置の製造方法によれば、スルーホールの開口部へレジスト膜を形成することで、樹脂漏れを防止しているが、レジスト膜は１００μｍ程度の薄さであるため、樹脂を金型へ注入する際に、樹脂の圧力によりスルーホールの開口部内にレジスト膜が押圧され変形し、より強い圧力がレジスト膜の変形した部分にかかることでレジスト膜が破損し、スルーホール内に樹脂漏れが発生するという問題がある。
【００１６】
また、基板にザグリ加工を施す製造方法によれば、スルーホールからの樹脂漏れは発生しないが、基板に貫通しない凹部を形成するので、凹部は、スルーホールを形成するように、複数の基板を重ねてドリル等で穿孔する加工ができない。従って、基板を一枚一枚加工する必要があり、一度に大量の基板の製造ができないという問題がある。
【００１７】
また、特許文献１による製造方法によれば、基板の貼り合わせを行い、デスミア処理を施す工程を必要とするため、工程が煩雑であり、半導体装置の製造コストがアップする。
【００１８】
そこで、本発明においては、半導体素子の樹脂封止の際の樹脂漏れが防止でき、基板の製造の容易さを維持しつつ、製造コストを抑えることが可能な半導体装置の製造用金型および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、半導体素子を搭載し、スルーホールの開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜を形成した基板に、樹脂を封止する上型と下型とからなる半導体装置の製造用金型であって、前記下型に前記スルーホールに嵌合する凸形状をしたレジスト膜支持部を有することを特徴としたものである。
【００２０】
これにより、スルーホールの開口部を覆うレジスト膜が封止の際の樹脂の押圧で変形した場合においても、下型のレジスト膜支持部の先端部が、変形したレジスト膜と当接し担持するので、レジスト膜が破損することが抑止でき、樹脂漏れを防止することができる。
【００２１】
ここで、レジスト膜支持部は、三角柱状、四角柱状、球状、楕円柱状または多角柱状とすることができるが、円筒形状とすることが望ましい。下型のレジスト膜支持部と嵌合させるスルーホールが円筒形状であるため、レジスト膜支持部を円筒形状に形成することにより、スルーホールへの挿入が容易に行える。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、半導体素子を搭載し、スルーホールの開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜を形成した基板に、前記樹脂を封止する上型と下型とからなる半導体装置の製造用金型であって、前記下型に前記スルーホールに嵌合する凸形状をしたレジスト膜支持部を有することを特徴とした半導体装置の製造用金型であり、下型に形成されたレジスト膜支持部を、スルーホールに嵌合させることで、封止の際の樹脂の圧力でレジスト膜がスルーホールの開口部内に押圧され変形した場合においても、レジスト膜支持部の先端部が当接し担持するので、それ以上のレジスト膜の変形を抑止し、破損の防止が可能である。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、前記レジスト膜支持部は、先端部を平面状に形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造用金型であり、レジスト膜支持部の先端部に平面部を形成することで、注入した樹脂により押圧され変形したレジスト膜にレジスト膜支持部の先端部が当接しても、平面部を形成しているので先端部がレジスト膜を突き破ることが防止できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、前記レジスト膜支持部は、先端部へ向かって細くなる傾斜面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造用金型であり、レジスト膜支持部をスルーホールに嵌合させる際に、容易に挿入が可能となる。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、半導体素子を搭載した基板に樹脂を封止する上型と下型とからなる金型による半導体装置の製造方法であって、前記基板に形成したスルーホールの開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜を形成し、凸形状をしたレジスト膜支持部を有する前記下型を前記スルーホールに嵌合させ、前記半導体素子を樹脂で封止をすることを特徴とした半導体装置の製造方法であり、下型に形成されたレジスト膜支持部をスルーホールに嵌合させることで、封止の際の樹脂の圧力でレジスト膜がスルーホールの開口部内に押圧され変形した場合においても、レジスト膜支持部の先端部が当接し担持するので、それ以上のレジスト膜の変形を抑止し、破損の防止が可能となる。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態の半導体装置および金型の断面図であり、図２は上面図である。
【００２８】
半導体装置の一例である通信モジュール１は、基板２と、基板２にパターン形成されたパッド３と、パッド３と接続し表裏両面の電極４を接続するスルーホール５と、基板２の表面に搭載したＩＣ６、発光素子７、受光素子８から構成される。
【００２９】
スルーホール５の開口部は、レジスト膜９が塞いでおり、形状は円形に形成されている。また、各パッド３とＩＣ６、発光素子７、受光素子８は、ワイヤボンディングで金線１０により接続されている。
【００３０】
金型１１は、上型１２と下型１３とから構成され、上型１２と下型１３を基板２を挟み込むように型締めし、封止を行う。
【００３１】
上型１２に凹部１４が形成されており、凹部１４に樹脂１５を注入し硬化させることで、半導体素子を封止し通信モジュール１のパッケージを形成する。
【００３２】
下型１３は、円筒形状に形成されたレジスト膜支持部１６を有する。
【００３３】
レジスト膜支持部１６は、半導体素子を封止する際に、スルーホール５に嵌合させる。またレジスト膜支持部１６は、１度に製造する半導体装置のスルーホール５と同数、下型１３に形成されている。
【００３４】
レジスト膜支持部１６の先端部１７は平面状に形成されており、先端部１７とレジスト膜９との隙間は、レジスト膜支持部１６をスルーホール５へ嵌合させた際に、レジスト膜９へ挿通しないよう隙間が確保されている。
【００３５】
例えば、レジスト膜支持部１６の先端部１７とレジスト膜９との隙間は、５０μｍ程度となるようレジスト膜支持部１６が形成されている。基板２の厚みの製造誤差が±４０μｍ程度あるため、実際の隙間は、最小１０μｍから最大９０μｍとなる。従って、１００μｍ程度の厚みがあるレジスト膜９は、最小１０μｍから最大９０μｍ程度の押圧による変形では破損しない。従って、レジスト膜支持部１６とレジスト膜９との隙間を５０μｍとなるよう形成すれば、封止の際の樹脂の圧力によりレジスト膜９が押圧され変形し、破損する前にレジスト膜支持部１６の先端部１７がレジスト膜９を担持することができる。
【００３６】
次に、半導体装置の製造方法について説明する。
【００３７】
パッド３、電極４、スルーホール５を形成した基板２にＩＣ６、発光素子７、受光素子８を搭載し、ワイヤボンディングで金線１０にて各パッド３と接続する。
【００３８】
基板２の表面側に樹脂による封止を行うため、表面側に上型１２と反対面である裏面側に下型１３を、基板２を挟み込むように型締めする。その際、下型１３のレジスト膜支持部１６をスルーホール５に挿入し嵌合するようにセットする。
【００３９】
上型１２の通信モジュール１のパッケージの形状を形成した凹部１４に樹脂１５を注入する。
【００４０】
レジスト膜９は、注入した樹脂１５の圧力でスルーホール５の開口部内に押圧され変形する。変形したレジスト膜９は、レジスト膜支持部１６の先端部１７へ当接し担持されるため、変形が抑止されレジスト膜９の破損が防止される。
【００４１】
注入された樹脂１５を硬化させ、金型１１を基板２より外し封止が完了する。
【００４２】
図３に、封止をした通信モジュール１を示す。
【００４３】
（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。
【００４４】
図１および図２では、１つのみ図示しているが、実際には、図３のように複数の通信モジュール１を一度に製造することが可能である。
【００４５】
図３において、Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線にてダイサーにてダイシングを行い、１つ１つ切り離すことで通信モジュール１とする。
【００４６】
以上のように、本発明によれば、半導体素子の封止をする上型と下型からなる金型の下型に形成された凸形状をしたレジスト膜支持部を、スルーホールに嵌合させることで、封止の際の樹脂の圧力でレジスト膜がスルーホールの開口部内に押圧され変形した場合においても、レジスト膜支持部の先端部が当接し担持するので、それ以上のレジスト膜の変形を抑止し、破損することを防止する。
【００４７】
（実施の形態２）
本発明に係る別の実施の形態を図４に基づいて説明する。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態の半導体装置および金型の断面図である。なお、図４は、下型１９のレジスト膜支持部２０に先端部へ向かって細くなる傾斜面を有した実施形態であり、それ以外は図１と同一構成であるため同一番号を付して説明は省略する。
【００４９】
金型１８は、上型１２と下型１９にて構成され、基板２を挟み込むように型締めし、封止を行う。
【００５０】
下型１９は、レジスト膜支持部２０を有する。レジスト膜支持部２０は、半導体素子を封止する際に、スルーホール５に嵌合させる。
【００５１】
レジスト膜支持部２０は、一回に製造する半導体装置のスルーホール５と同数下型１９に形成されている。
【００５２】
レジスト膜支持部２０の先端部２２は、平面状となっているので、封止の際にレジスト膜９が注入した樹脂１５の押圧で変形したレジスト膜９に先端部２２が当接しても、突き破ることが防止できる。
【００５３】
レジスト膜支持部２０は、先端部２２へ向けて細くなる傾斜面２１を有している。傾斜面２１を形成することで、レジスト膜支持部２０をスルーホール５へ嵌合させる際に、レジスト膜支持部２０の位置が水平方向にずれていても、先端部２２を容易にスルーホール５に挿入することができ、傾斜面２１がガイドの役目をして正しい位置へ補正することができる。
【００５４】
傾斜面２１は、下型１９の水平方向との角度が変ることで、先端部２２の面積を変えることができる。先端部２２の面積は、レジスト膜９が変形し先端部２２がレジスト膜９に当接する際に、レジスト膜９を突き破らない程度必要であり、スルーホール５の直径、基板２の厚み、レジスト膜９の強度等により適宜決めることができる。
【００５５】
以上のように本発明によれば、レジスト膜支持部は、先端に向けて細くなる傾斜面を有することにより、レジスト膜支持部をスルーホールに嵌合させる際に容易に挿入することが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基板に形成されたスルーホールの開口部に樹脂漏れを防止するレジスト膜を形成し、金型の下型の凸形状をしたレジスト膜支持部をスルーホールへ嵌合させ、上型へ樹脂を圧入して封止を行うことにより、上型へ樹脂を圧入する際にレジスト膜がスルーホ−ルの開口部内へ押圧され変形しても、下型のレジスト膜支持部の先端部が当接しレジスト膜を担持するので、レジスト膜の破損による樹脂漏れを防止することができる。よって、半導体装置の歩留りの低下を防止するとともに、電極に付着した余分な樹脂の除去作業を不要とすることができる。
【００５７】
また、ザグリ加工のような凹部を形成する必要がないため、表裏面の電極をスルーホールで形成でき、従来の製造方法と同様に基板を一度に大量に製造することが可能である。
【００５８】
また、金型の下型の形状を変更したのみであるため、従来の工程を増やす必要がない。よって、製造コストのアップを抑えることが可能となる。
【００５９】
レジスト膜支持部の先端部を平面状とすることで、レジスト膜が圧入した樹脂の押圧で変形し、レジスト膜支持部の先端部に当接した場合でも、レジスト膜を突き破ることが防止できる。
【００６０】
レジスト膜支持部を、先端部へ向かって細くなる傾斜面を有することで、基板に形成されたスルーホールへ嵌合させる際に、スルーホールの開口部への挿入が容易となるので、下型または基板の嵌合させる位置のズレが生じても、レジスト膜支持部をスルーホールに嵌合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置および金型の断面図
【図２】本発明の実施の形態の半導体装置および金型の上面図
【図３】封止をした通信モジュールを示す図
【図４】本発明の実施の形態の半導体装置および金型の断面図
【図５】従来の半導体装置の製造方法を示す図
【符号の説明】
１  通信モジュール
２  基板
３  パッド
４  電極
５  スルーホール
６  ＩＣ
７  発光素子
８  受光素子
９  レジスト膜
１０  金線
１１  金型
１２  上型
１３  下型
１４  凹部
１５  樹脂
１６  レジスト膜支持部
１７  先端部
１８  金型
１９  下型
２０  レジスト膜支持部
２１  傾斜面
２２  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004335945.tif 000006
【図５】
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