(57)【要約】【課題】  半導体チップを搭載した基板を離型シート用いて樹脂封止して半導体装置を製造する方法であって、離型シートを連続的に供給しながら、かつ金型内面のクリーニングを良好に行なう方法を提供すること。【解決手段】  半導体チップ（２）を搭載した基板（２１）において接続回路（２２）が配設された被封止面と金型（４）内面との間に、離型シート（１）を介在させて、前記接続回路（２２）が露出するように樹脂封止（５）する工程を少なくとも含む半導体装置の製造方法であって、前記離型シート（１）は、樹脂封止工程を施した後毎に金型（４）内面に沿って連続的に搬送し、かつ前記離型シート（１）の金型（４）内面に配置される側の表面は、金型内面を清浄化する機能を有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載した基板の被封止面と少なくとも片側の金型内面との間に、離型シートを介在させて樹脂封止する工程を少なくとも含む半導体装置の製造方法であって、
前記離型シートは、樹脂封止工程を施した後毎に金型内面に沿って連続的に搬送し、
かつ前記離型シートの金型内面に配置される側の表面は、金型内面を清浄化する機能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用いる離型シートであって、
前記基板の被封止面に配置される側の表面は、離型機能を有しており、
前記金型内面に配置される側の表面は、金型内面を清浄化する機能を有していることを特徴とする半導体装置製造用離型シート。
【請求項３】
前記金型内面に配置される側の表面が、不織布であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置製造用離型シート。
【請求項４】
前記金型内面に配置される側の表面が、紙であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置製造用離型シート。
【請求項５】
前記金型内面に配置される側の表面が、粘着性を有する層により形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置製造用離型シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および当該製造方法に用いる離型シートに関する。本発明の半導体装置の製造方法は、ＬＳＩの実装技術におけるＣＳＰ (Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ／Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ) 技術、特にその技術の内、ＱＦＮ (Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ) 、ＳＯＮ (Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ) に代表されるリード端子等の接続回路がパッケージ内部に取りこまれた形態のパッケ−ジ成形に有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体チップを搭載した基板を、封止樹脂により封止してパッケージング化することにより半導体装置を製造している。当該封止工程は金型内で行われることから、金型内面と封止樹脂との離型性を向上させるため金型内面には離型シートを適用する方法が広く用いられている。
【０００３】
また近年のＬＳＩの実装技術においては、ＱＦＮに代表される片面封止形態のパッケージなどが、小型化の面で特に注目されるパッケージ形態のひとつとして知られている。このような片面封止パッケージを作成する際には、被封止面とその反対側に樹脂が廻り込まないように、パッキン材として離型シートを用いることが有効である。前記離型シートとしては、たとえば、基板の被封止面に配置される側の表面に粘着性を持たせることで、基板とのシール効果を向上させたものが知られている（特許文献１参照）。このように、金型内面と基板の被封止面との間に離型シートを用いることは近年の半導体装置の製造において有効な方法として知られている。
【０００４】
特に近年では、注型金型の前後にリール機能を配置して、封止工程を施した後毎に、ロール状の離型シートを連続的に供給する方法は、リール・トゥ・リール（Ｒｅａｌ  ｔｏ  Ｒｅａｌ）法等とも呼ばれる方法であり、連続生産するオートメーションモールド装置に有利な技術として知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
一方で、このような半導体装置の製造において、樹脂封止に用いる金型は、樹脂漏れの発生を防ぐため高い精度が要求される。すなわち、金型内面上に異物や汚染物が付着していると、これらの精度が損なわれた状況と同じ状態になり、樹脂漏れや樹脂の流動性不良を引き起こしかねない。したがって、連続生産においては、常に清浄な状態を保つために、樹脂封止を施す毎に金型内面の清掃を頻繁に行なう必要がある。金型内面に飛散した注型樹脂などをはじめとした異物や汚染物のクリーニングは、エアブラシなどを用いて行なっていた。
【０００６】
しかしながら、金型内に離型シートを連続的に供給する方法では、樹脂封止工程を施した後に、離型シートを一旦外して金型の内面を清浄度を確認する必要があった。そのため、金型内面のクリーニングなどに係わるメンテナンス性を損なうことなく、離型シートの連続的供給に係わる作業性を良好に行なうことは困難であった。
【特許文献１】特開２０００−２９４５８０号公報
【特許文献２】米国特許第６０３３９３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、半導体チップを搭載した基板を離型シート用いて樹脂封止して半導体装置を製造する方法であって、離型シートを連続的に供給しながら、かつ金型内面のクリーニングを良好に行なうことができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、前記半導体装置の製造方法に用いる半導体装置製造用の離型シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、下記に示す半導体装置の製造方法およびそれに用いる離型シートを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、半導体チップを搭載した基板の被封止面と少なくとも片側の金型内面との間に、離型シートを介在させて樹脂封止する工程を少なくとも含む半導体装置の製造方法であって、
前記離型シートは、樹脂封止工程を施した後毎に金型内面に沿って連続的に搬送し、
かつ前記離型シートの金型内面に配置される側の表面は、金型内面を清浄化する機能を有することを特徴とする半導体装置の製造方法、に関する。
【００１１】
上記半導体装置の製造方法では、離型シートとして、片側に、金型内面を清浄化する機能を示す表面を有するものを用い、これを金型内面に対して配置している。そのため、樹脂封止工程の後に、離型シートを金型内面に沿って搬送し、供給することにより、当該離型シートの浄化機能表面によって、樹脂封止工程で生じる異物や汚染物を除去することができる。したがって、上記半導体装置の製造方法によれば、離型シートの連続的供給に係わる作業性を満足しながら、金型内面のクリーニングなどに係わるメンテナンス性に併せ持つことができる。
【００１２】
また本発明は、前記半導体装置の製造方法に用いる離型シートであって、
前記基板の被封止面に配置される側の表面は、離型機能を有しており、
前記金型内面に配置される側の表面は、金型内面を清浄化する機能を有していることを特徴とする半導体装置製造用離型シート、に関する。
【００１３】
前記半導体装置製造用離型シートとしては、前記金型内面に配置される側の表面が、不織布であるものを好適に用いることができる。
【００１４】
また前記半導体装置製造用離型シートとしては、前記金型内面に配置される側の表面が、紙であるものを好適に用いることができる。
【００１５】
また前記半導体装置製造用離型シートとしては、前記金型内面に配置される側の表面が、粘着性を有する層により形成されているものを好適に用いることができる。
【００１６】
これら半導体装置製造用離型シートは、樹脂封止工程で生じる異物に対して特に優れた清浄効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照しながら、半導体装置製造用離型シート、半導体装置の製造方法について順に説明する。
【００１８】
（半導体装置製造用離型シート）
図１に示すように、本発明の半導体装置製造用離型シート（１）は、片側には離型機能を有する層（１１）を、もう一方の片側には金型内面を清浄化する機能を有する層（１２）を、少なくとも有するものが用いられる。離型シート（１）は、半導体装置の製造方法において、離型層（１１）が基板の被封止面側になり、清浄層（１２）が、金型内面側になるように配置される。
【００１９】
離型層（１１）を形成する材料としては、一般的に、離型シートに用いられているものがあげられる。材質特に限定されないが、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ) 、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素ゴムなどをはじめとしたフッ素樹脂等があげられる。
【００２０】
また離型層（１１）を形成する材料としては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などがあげられる。またこれらポリイミドなどは、耐熱性および離型性を有する粘着剤層を設けたものを用いることができ、効果的に基板などに対する密着性を得ることができることから、樹脂のはみ出しなどのフラッシュを防止するマスキング効果も高く、フッ素樹脂とともに、離型シートの材料として広く用いられるものである。
【００２１】
離型層（１１）の厚みは、樹脂封止時に樹脂漏れを抑えるパッキン材料としての効果が求められることから、通常１〜１０００μｍ程度であるのが好ましく、さらに好ましくは５〜２００μｍとされる。
【００２２】
清浄層（１２）は、大きく分けて以下に示す１）乃至３）のいずれかの清浄化機能に係わる効果の少なくとも１つの効果を示すものである。すなわち、１）金型に沿って離型シートが動かされる時に、擦られることによって金型内表面を磨く効果、２）金型と密着した時、金型表面に付着している異物を接着することによって金型内面から異物を取り去る効果、３）金型内表面に密着した時、金型内表面に付着している汚染物を吸収することによって汚染物を金型内面から取り去る効果、が主にあげられる。清浄層（１２）は、これらの清浄化機能を単独または複合的に有することで、金型内の表面を清浄化することが可能である。清浄層（１２）は樹脂封止工程に対して耐熱性を有するものが用いられる。具体的には、１７０〜１８０℃程度の温度領域において、著しい熱収縮や劣化を伴った発ガス等の熱変化が生じない高分子材料が好適に用いられる。
【００２３】
清浄層（１２）の形成材料としては、不織布、紙、または粘着性を有する層があげられる。特に、不織布または紙を素材とした場合には、金型内面を擦る１）の効果と、金型内面の汚染物を含浸吸収する３）の効果を併せ持つ。不織布としては、ナイロンやポリエステル系の材料からなるもののほか、耐熱性に優れるアラミド繊維等を材質とするものが好適に用いられる。紙としては特に制限されず、一般的な洋紙を用いることができるが、特に和紙のように繊維の隙間が大きく気孔率の高いものは金型内面の汚染物を絡め易く好適に用いられる。
【００２４】
粘着性を有する層は、金型内面に強く密着せず、樹脂封止工程の後に引き剥がしができるものであれば特に限定されないが、樹脂封止工程における耐熱性等の面から、シリコーン系粘着剤、アクリル系の粘着剤を用いたものが好ましい。これら粘着剤は、異物を接着除去する２）の効果も良好である。
【００２５】
なお、清浄層（１２）には、補助的に、界面活性剤や研磨剤などの化学洗浄剤などを予め含浸しておき、これを金型内の表面に密着させることで、それらの洗浄機能によって表面を清浄化する機能を向上させることも可能である。清浄層（１２）の形成材料として不織布、紙を用いた場合には補助的な化学洗浄剤などの含浸も容易に行うことができる。
【００２６】
清浄層（１２）の厚みは、金型の段差や突起に対してある程度追随することが好ましいことから、通常、１〜１０００μｍ程度、好ましくは５〜２００μｍとされる。
【００２７】
（半導体装置の製造方法：樹脂封止方法）
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップを搭載した基板の被封止面と少なくとも片側の金型内面との間に、離型シートを介在させて樹脂封止する工程を少なくとも含む。すなわち、離型シートは上金型内面または下金型内面の少なくとも一方の側に介在させる。
【００２８】
図２は、半導体チップを搭載した基板において接続回路が配設された被封止面と金型内面との間に、離型シートを介在させて、前記接続回路が露出するように樹脂封止する場合である。図２の（イ）乃至（ハ）は、本発明の離型シート（１）を使用した半導体装置の製造方法の一例を示したものである。
【００２９】
上記製造方法によれば、半導体チップ（２）を搭載しパッケージング化した半導体装置が得られる。半導体チップ（２）とは、たとえば、各種回路パターンが施されたシリコンチップ等があげられる。
【００３０】
この半導体チップ（２）は、基板（２１）に搭載される場合が一般的である。基板（２１）とは、半導体チップ（２）と結線される接続回路（２２）を有するものであり、一般的にガラスエポキシ系の有機基板やセラミックなどの無機基板、また銅製のリードフレームなどがあげられる。接続回路（２２）としては、端子または電極があげられる。基板（２）は、最終的にパッケージング化される半導体装置となるものであれば特に限定されるものではない。
【００３１】
半導体チップ（２）の搭載とは、半導体チップ（２）が基板（２１）との結線を施すために固定しているこという。たとえば、基板（２１）そのものに半導体チップ（２）を搭載するためのダイが存在する場合には、半導体チップ（２）はそれらに接着剤によって固定したり、または両面テープなどで固定される。また、基板（２１）がダイを直接持たない基板の場合には、たとえば一時的にテープなどで固定部分を設けて、最終的に封止樹脂によって封止された後にテープなどは剥がされる場合もあるが、これらも実質的に半導体チップ（２）との結線を施すためテープ面などに仮固定し、最終的にパッケージング化されることから、これらも含めて搭載という。図２は、基板（２１）がダイを有していない場合である。
【００３２】
これらの半導体チップ（２）を搭載した基板（２１）は、一般的にワイヤボンディングなどの結線工程を経て、金型（３、４）内で封止樹脂（５）によりモールドされ半導体パッケージとなる。図２では、接続回路（２２）がワイヤーボンディング（２３）により結線されている。
【００３３】
図２では、樹脂封止によってＱＦＮを製造する場合を例示する。封止の対象となる半導体チップ（２）は、通常、図４（イ）に示すようなリードフレーム内の複数のユニット（図４（ロ）は１ユニットを示す）に、半導体チップ（２）が各々ワイヤボンディング等されたものを使用する。図２（イ）〜（ハ）は、理解を容易にすべく、１ユニット分について図示してある。
【００３４】
図２（イ）では、半導体チップ（２）の電極とリードフレーム（２１）のリード端子（２２）との間を金等のワイヤ（２３）でボンディングしたものを、リード端子（２２）が下金型（４）の側になるように配置している。リードフレーム（２１）と下金型（４）の内面との間には、前記離型シート（１）を介在させている。前記離型シート（１）は下金型（４）に沿って、巻き出しリール（６）から、巻き取りリール（７）に連続的に供給可能に配置されている。前記離型シート（１）は、下金型（４）の内面に配置される側が、清浄層（１２）になるように配置されている。
【００３５】
一方、上金型（３）のキャビティ（３１）内には半導体チップ（２）を配置している。リード端子（２２）の配置は、図４（ロ）のように全周に間隔をおいて配置する場合に限られず、全面に配置したり、対辺のみに配置してももよい。
【００３６】
次に、図２（ロ）に示すように、上金型（３）と下上金型（４）で型閉した後、トランスファー成形によりキャビティ（３１）内に封止樹脂（５）を注入・硬化させる。かかるトランスファー成形には、通常、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が使用される。封止工程は、前記離型シート（１）を介在させて、前記リード端子（２２）が露出するように行なう。
【００３７】
その後、図２（ハ）に示すように型開する。その後、前記離型シート（１）を、下金型（４）の内面に沿って搬送することによって、離型シート（１）の清浄層（１２）が下金型（４）の内面を清浄化する。樹脂封止工程の後毎に、前記離型シート（１）の搬送工程が連続的に行なわれる。なお、樹脂封止工程の後には、必要により脱型及びアフターキュアを行った後、リード端子（２２）を残してリードフレーム（２１）をトリミングにより適宜にカットする。
【００３８】
図３は、離型シート（１）を上金型（３）の内面に沿って搬送する場合である。図３では、離型シート（１）の清浄層（１２）が上金型（３）の内面側になるように設置する。その他は、図３（イ）〜（ハ）は、図２（イ）〜（ハ）と同様の操作が行なわれる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４０】
実施例１
フッ素樹脂のディスバージョンのキャスティングによって得られたＰＴＦＥ系の離型シート（厚さ約２５μｍ：離型層）に、厚さ約１００μｍの和紙をＥＴＦＥフィルムを介して熱圧着ラミネートし、清浄層が紙素材となる離型シートを作成した。
【００４１】
この離型シートを、その清浄層（紙面）が下金型の内面側に擦れるように、Ｒｅａｌ  ｔｏ  Ｒｅａｌ法によってに供給した。一方、離型シートＰＴＦＥ側の面には、一辺が１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個に配列された銅製のリードフレームに半導体チップを搭載し、金線によってワイヤボンディングを施したものを配置した。次いで、上金型により、半導体チップが上金型のキャビティ内に配置されるように型閉した。
【００４２】
次いで、封止樹脂により、半導体チップを搭載した基板を以下の条件でモールドした。エポキシ系封止樹脂（日東電工社製：ＨＣ−３００Ｂタイプ）により、モールドマシン（ＴＯＷＡ製Ｍｏｄｅｌ−Ｙ−ｓｅｒｉｓｅ）を用いて、１７５℃で、プレヒート設定３秒間、インジェクション時間１２秒間、キュア時間９０秒間にてモールドした後、金型を開けてＲｅａｌ  ｔｏ  Ｒｅａｌ法によって封止したパッケージを送り出した。この樹脂封止と離型シートの搬送の操作を連続的に繰り返し行なった。
【００４３】
前記操作の約２５ショット毎にリール交換を行いながら１００ショットの樹脂封止を実施したところ、離型シートを供給した下金型の表面（内面）は特にクリーニングしなかったにも関わらず異物などの付着は認められず、金型の隅々まで紙による磨きが施されて良好な状態になっていた。また、モールドの完了した半導体装置はいずれも樹脂漏れの発生はなく１００％の注型成功率であった。
【００４４】
実施例２
２５μｍ厚のポリイミドフィルム（東レデュポン製：カプトン１００Ｈ）を基材（離型層）として、シリコーン系粘着剤（東レデュポン社製・ＳＤ４５８０）を用いて厚さ約２５μｍの粘着剤層（清浄層）を設けた離型シートを作成した。
【００４５】
実施例１において、離型シートとして上記で作成したものを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行なった。１００ショットの樹脂封止を実施したところ、離型シートを供給した下金型の表面（内面）は特にクリーニングしなかったにも関わらず異物などの付着は認められず、金型の隅々まで紙による磨きが施されて良好な状態になっていた。また、モールドの完了した半導体装置はいずれも樹脂漏れの発生はなく１００％の注型成功率であった。
【００４６】
比較例１
実施例１において、離型シートとして、フッ素ディスパージョンのキャスティングによって得られたＰＴＦＥ系の離型シート（厚さ約２５μｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行なった。１００ショットの樹脂封止を実施したところ、リール交換時に混入したと見られる異物が下金型の表面（内面）に付着し、著しい凹凸が発生していた。そのため、５０ショット交換以降の半導体装置には異物に起因する当たり部が樹脂漏れとなって樹脂漏れ不良を引き起こし、注型成功率は４９％であった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の半導体装置製造用離型シートの一例である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法の工程図の一例である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法の工程図の一例である。
【図４】本発明に用いるリードフレームの一例である。
【符号の説明】
【００４８】
１      離型シート
１１    離型層
１２    清浄層
２      半導体チップ
２１    基板
３      上金型
４      下金型
５      封止樹脂
【図１】
2005123319.tif 000003
【図２】
2005123319.tif 000004
【図３】
2005123319.tif 000005
【図４】
2005123319.tif 000006