(57)【要約】【課題】  金型に供給する樹脂量がばらついたような場合でも、パッケージの樹脂厚をばらつかせることなく樹脂モールドすることができ、金型の構造も簡素化できる樹脂モールド方法および樹脂モールド装置を提供する。【解決手段】    樹脂モールド金型により樹脂１８とともに被成形品２０をクランプし、被成形品２０を圧縮成形する樹脂モールド方法において、前記樹脂モールド金型により樹脂モールド領域を画定せずに圧縮成形する。また、樹脂モールド金型により被成形品２０を圧縮成形する際に、樹脂モールド領域を真空排気して圧縮成形することを特徴とする。【選択図】          図４
2005225067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂モールド金型により樹脂とともに被成形品をクランプし、被成形品を圧縮成形する樹脂モールド方法において、
前記樹脂モールド金型により樹脂モールド領域を画定せずに圧縮成形することを特徴とする樹脂モールド方法。
【請求項２】
前記樹脂モールド金型により被成形品を圧縮成形する際に、樹脂モールド領域を真空排気して圧縮成形することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド方法。
【請求項３】
前記樹脂モールド金型を型締めして樹脂とともに被成形品をクランプして圧縮成形する際に、前記樹脂モールド領域を側面方向よりエア加圧することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド方法。
【請求項４】
前記樹脂モールド金型の前記樹脂をクランプする金型面をリリースフィルムにより被覆したことを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド方法。
【請求項５】
前記被成形品を全面にわたって樹脂モールドすることを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド方法。
【請求項６】
樹脂モールド金型により樹脂とともに被成形品をクランプして圧縮成形する樹脂モールド装置において、
前記樹脂モールド金型の樹脂モールド領域を金型面で包囲せずに開放して設けたことを特徴とする樹脂モールド装置。
【請求項７】
前記樹脂モールド領域を外部からエアシールするエアシール機構と、エアシールされた前記樹脂モールド領域を真空排気する真空排気機構とを設けたことを特徴とする請求項６記載の樹脂モールド装置。
【請求項８】
前記樹脂モールド領域を外部からエアシールするエアシール機構と、エアシールされた前記樹脂モールド領域をエア加圧するエア加圧機構とを設けたことを特徴とする請求項６記載の樹脂モールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂モールド方法および樹脂モールド装置に関し、より詳細には圧縮成形による樹脂モールド方法および樹脂モールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂モールドタイプの半導体装置の製造方法として、半導体チップが多数個搭載されている電子回路基板の半導体チップ搭載面を略全面にわたって一括して樹脂モールドし、樹脂モールド後に、成形品を個片に分割切断して半導体装置とする方法がある（特許文献１、２参照）。圧縮成形はこのような電子回路基板等の被成形品を略全面にわたって樹脂モールドする際に使用される方法であり、被成形品を樹脂モールドする領域に所定量の樹脂を供給しておき、被成形品とともに樹脂を厚さ方向にクランプすることによって、樹脂を圧縮して樹脂モールドする方法である。
【０００３】
図１６、１７に圧縮成形によって被成形品２０を樹脂モールドする方法を示す。１０が上型、２０が上型１０に支持された被成形品、１２がキャビティブロック、１４がスプリング１６により上型１０に向けて付勢して支持されているクランパである。被成形品２０を圧縮成形する際は、図１６に示すようにキャビティブロック１２とクランパ１４とによって凹状にキャビティが形成された下型に樹脂１８を供給し、クランパ１４の端面を被成形品２０に当接させクランパ１４によって樹脂モールド領域を画定した後、型締めして上型と下型とで樹脂１８を圧縮し、樹脂１８を加圧した状態で樹脂１８を硬化させて樹脂モールドする。図１７は、上型と下型とを最終的に型締めした状態で、被成形品２０と、キャビティブロック１２の上端面と、クランパ１４の内側面によって囲まれたキャビティ内に樹脂１８が充填され、被成形品が圧縮成形される状態を示す。
【特許文献１】特開２０００−２７７５５１号公報
【特許文献２】特開２００１−１８５５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようにキャビティ内で樹脂を圧縮成形する樹脂モールド方法の問題点として、金型に供給する樹脂量のばらつきが成形品の樹脂厚のばらつきに直結し、製品不良の原因になるという問題があった。
金型に供給する樹脂量を正確に制御するには高度の技術を要するから、成形品の樹脂厚のばらつきを解消する方法として、樹脂モールド金型にキャビティと連通するオーバーフローキャビティを設け、キャビティを充填するに必要な樹脂量を若干上回るように樹脂を供給し、圧縮成形時に樹脂をキャビティからオーバーフローキャビティへとオーバーフローさせるように樹脂モールドする方法も考えられている。しかしながら、樹脂モールド時に樹脂をオーバーフローさせて樹脂モールドする方法では、樹脂モールド金型にオーバーフローキャビティやオーバーフローキャビティとキャビティとを連通する流路を設け、さらに複雑化した流路上に付着する残留樹脂を除去するためのクリーナー機構を設ける必要がある等によって金型の構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、圧縮成形によって被成形品を樹脂モールドする際に、金型に供給する樹脂量が若干ばらついた場合でも成形品の樹脂厚を所定の厚さに樹脂モールドすることができ、また金型の構造を複雑化させることがない樹脂モールド方法および樹脂モールド装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、樹脂モールド金型により樹脂とともに被成形品をクランプし、被成形品を圧縮成形する樹脂モールド方法において、前記樹脂モールド金型により樹脂モールド領域を画定せずに圧縮成形することを特徴とする。
【０００７】
また、前記樹脂モールド金型により被成形品を圧縮成形する際に、樹脂モールド領域を真空排気して圧縮成形することを特徴とする。樹脂モールド領域を真空排気することにより、樹脂中にボイドを生じさせず、信頼性の高い樹脂モールドをおこなうことが可能となる。
また、樹脂モールド金型を型締めして樹脂とともに被成形品をクランプして圧縮成形する際に、前記樹脂モールド領域を側面方向よりエア加圧することを特徴とする。
また。樹脂モールド金型の前記樹脂をクランプする金型面をリリースフィルムにより被覆したことを特徴とする。
また、前記被成形品を全面にわたって樹脂モールドすることを特徴とする。
【０００８】
また、樹脂モールド金型により樹脂とともに被成形品をクランプして圧縮成形する樹脂モールド装置において、前記樹脂モールド金型の樹脂モールド領域を金型面で包囲せずに開放して設けたことを特徴とする。
また、樹脂モールド領域を外部からエアシールするエアシール機構と、エアシールされた前記樹脂モールド領域を真空排気する真空排気機構とを設けたことを特徴とする。
また、前記樹脂モールド領域を外部からエアシールするエアシール機構と、エアシールされた前記樹脂モールド領域をエア加圧するエア加圧機構とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る樹脂モールド方法および樹脂モールド装置によれば、樹脂モールド金型により樹脂を圧縮する際に、圧縮される樹脂の側面部分については樹脂モールド金型によって規制することなく樹脂モールドするから、成形品の樹脂部分の厚さは樹脂モールド金型の型締め間隔によって規定され、供給樹脂量がばらついた場合でも成形品の樹脂厚をばらつきなく樹脂モールドすることができる。また、金型にキャビティ他複雑な成形機構を設けずに樹脂モールドできることから金型の構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１、２は本発明に係る樹脂モールド方法を適用する樹脂モールド装置の構成を示す。図では、本発明に係る樹脂モールド装置において特徴的な構成部分である樹脂モールド金型の構成を示している。樹脂モールド金型は樹脂モールド装置のプレス部に装着され、プレス部による型開閉操作とともに被成形品を樹脂モールドする。
【００１１】
図１において、１０は被成形品２０を支持する上型である。上型１０にはエア流路１１が設けられ、エア流路１１は配管を経由して金型外に配置された真空ポンプ４０と圧縮ポンプ４２に連通する。４１、４３は、それぞれ真空ポンプ４０、圧縮ポンプ４２とエア流路１１との連通状態を切り換える制御弁である。後述するように、真空ポンプ４０は成形室を真空排気する際に使用し、圧縮ポンプ４２は成形室を加圧する際に使用される。
【００１２】
本実施形態で樹脂モールドの対象としている被成形品２０は、電子回路基板の片面に複数個の半導体チップ２１がマトリクス状に搭載されたものである。被成形品２０は、エア吸着によりあるいはフック等の機械的手段により、上型１０のクランプ面に裏面を当接するようにして支持される。なお、本実施形態の樹脂モールド装置は半導体チップを複数搭載した電子回路基板の片面を一括して樹脂モールドするものであるが、回路パターンが多数個形成された半導体ウエハ等を被成形品とすることももちろん可能である。
【００１３】
樹脂モールド装置の下型は、下型ベース１３ｂに固定される下型１３と、下型１３を枠体状に囲む可動シールブロック１５と、可動シールブロック１５を上型に向けて付勢して支持するスプリング１６とを備える。可動シールブロック１５はシールリング１７を介して下型１３の外側面との間で、下型１３に対し型開閉方向に可動に、かつエアシールして装着されている。
１９は可動シールブロック１５の上型に対向する端面に装着したシールリングである。型締めの際に、シールリング１９が上型１０に当接し、被成形品２０を収容した成形室を外部からエアシールする。
【００１４】
３０は下型１３の上面を被覆するように配置したリリースフィルムである。下型１３の上面は平面に形成されており、リリースフィルム３０は下型１３の上面にエア吸着して支持することができる。図１に示すように樹脂１８は、型開きした状態で下型１３の上面に支持されたリリースフィルム３０の上に供給される。
【００１５】
図２は、樹脂モールド金型の平面図（下型）を示す。下型１３を囲むように可動シールブロック１５が配置され、可動シールブロック１５の端面上にシールリング１９が周設されていることを示す。また、可動シールブロック１５の周方向に所定間隔でスプリング１６が配置されていること、下型１３の平面領域内に上型１０のエア流路１１が配されていることを示す。なお、被成形品２０は可動シールブロック１５によって囲まれた領域内、すなわち下型１３の平面領域内に配置される大きさのものである。
【００１６】
樹脂１８は下型１３を被覆するリリースフィルム３０の上に供給されるが、本実施形態においては、半導体チップ２１の配列方向に合わせてライン状に供給する。半導体チップ２１の配列方向に合わせて樹脂１８をライン状に供給する理由は、被成形品を圧縮成形する際の樹脂１８の流動を抑えて半導体チップと電子回路基板とを電気的に接続するボンディングワイヤのワイヤ流れを防止できること、すべての半導体チップ２１を樹脂１８によって確実に樹脂封止できること、液体状の樹脂１８を効率良く供給できることによる。
【００１７】
図３〜５は、図１に示す状態から樹脂モールド金型を型締めし、被成形品を圧縮成形するまでの工程を示す。
図３は、上型と下型とを当接させた状態、すなわち、可動シールブロック１５の端面を上型１０の金型面に当接させた状態である。可動シールブロック１５の上端面に装着したシールリング１９が上型１０に当接し、下型１３と可動シールブロック１５とがシールリング１７によってエアシールされていることにより、被成形品２０および樹脂１８が収容された成形室５０が外部からエアシールされる。
【００１８】
成形室５０が外部からエアシールされた状態で、真空ポンプ４０を作動させ上型１０に設けたエア流路１１から成形室５０内を真空排気する。
図２に示すように、エア流路１１が下型１３の平面領域内で開口し、図３に示すように、可動シールブロック１５を上型１０に当接させた状態で樹脂１８と被成形品２０とが離間するように設定することにより、樹脂封止面を真空ポンプによって確実に真空排気することができる。また、樹脂１８内部にエアが混入している場合には、同じく真空排気によって樹脂１８に混入したエアを除去することができる。成形室５０内を真空排気することによって、樹脂１８にエアが混入することが防止され、成形品にボイドが発生することを防止することができる。
【００１９】
図４は、成形室５０内を真空排気した後、上型と下型とを型締めした状態を示す。真空排気後の型締め操作においては、可動シールブロック１５は上型１０に当接し、上型１０に対して不動であり、下型１３が上型１０に対して相対的に移動して型締めされる。
本実施形態の樹脂モールド方法において特徴的な構成は、樹脂１８を樹脂モールド金型により圧縮する際に樹脂の側面部分については規制することなく樹脂モールドするということである。すなわち、上型と下型が型締めされる際に、樹脂１８は樹脂モールド金型により樹脂モールド領域を画定されることなく圧縮成形されるよう設けられている。
なお、本実施形態では、型締めの過程でも真空ポンプ４０を作動させ、エア流路１１から被成形品２０および樹脂１８が収容されている成形室５０内を真空排気するよう設けられている。
【００２０】
図５は、上型と下型を型締めした後、成形室５０内に加圧エアを圧送し、最終的に樹脂成形している状態を示す。樹脂１８は被成形品２０とともに上型と下型とでクランプされ、金型によって加熱されて硬化する。
図５の成形工程は、樹脂１８を硬化させる際に圧縮ポンプ４２から成形室５０内に加圧エアを送り込み、樹脂１８に成形圧を加えながら樹脂成形することを示す。圧縮ポンプ４２に圧送された加圧エアは成形室５０内で樹脂１８を側面方向から加圧するように作用し、樹脂１８に成形圧を加える。樹脂１８に成形圧を作用させて樹脂モールドすることにより、エポキシ樹脂とシリカフィラーの混合物である樹脂１８の内部結合を強固なものとし、硬化後の樹脂１８の構造強度を高めて質の高い樹脂モールドをおこなうことができる。
【００２１】
図６は、被成形品２０を圧縮成形している状態を示す平面図である。エア流路１１から可動シールブロック１５によって囲まれた成形室内に加圧エアが圧送されていること、被成形品２０の基板上では、樹脂１８に成形圧が加圧され、半導体チップ２１を樹脂封止していることを示す。
本実施形態では、クランプした際の樹脂１８の広がりを見越して樹脂１８が配置供給されているため、被成形品２０の平面領域から樹脂１８がはみ出してしまうことがない。圧縮成形時における樹脂１８の広がり方は、必ずしも一様ではなく、図６に示すように、樹脂１８の周縁部は波形となるため、樹脂１８の広がる範囲を被成形品の平面領域内に止めるようにして樹脂モールドする場合には、被成形品となる電子回路基板の大きさや、電子回路基板上での半導体チップ２１の搭載位置に配慮して樹脂１８を供給する必要がある。
樹脂１８は本実施形態に示すライン状の供給形態の他、図１５に示す多様な供給形態によって所望の樹脂封止形状を得るとともに、樹脂流動によるワイヤ流れやエアの囲い込みが生じないように供給される。
【００２２】
本実施形態の方法によれば、樹脂１８と被成形品２０とを平坦な平面間に挟んで圧縮成形することができるため、複雑に形成されたキャビティ内で圧縮成形する従来の圧縮成形法と比較して、金型や成形品に樹脂ばり等を生じさせずに樹脂モールドすることができる。また、樹脂１８と被成形品２０とをクランプする金型面が単純平面形状であることから、リリースフィルムで金型面を被覆して圧縮成形する場合にも、従来の圧縮成形法のように複雑なキャビティ形状に沿わせてリリースフィルム３０を真空吸着する必要がなく、簡便に樹脂モールドすることができる。さらに、離型剤を供給するなど一定の配慮がなされている条件下であれば、リリースフィルムを用いなくとも樹脂モールド金型から成形品を樹脂残りなく離型することも可能であるため、さらなる金型構成の簡素化をおこなうことができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図７〜１２は、本発明に係る樹脂モールド方法の第２の実施形態を示す説明図である。本実施形態における樹脂モールド方法も上述した樹脂モールド方法と同様に、被成形品２０と樹脂１８とを収容する成形室５０内を真空排気し、樹脂を圧縮成形する際に樹脂モールド領域を樹脂モールド金型によって画定せずに樹脂モールドする点については共通している。上述した第１の実施形態と相違する点は、上記実施形態においては樹脂モールドした際に、樹脂１８が被成形品２０の平面領域内に止まるように、すなわち、被成形品２０の半導体チップ搭載面を部分的に樹脂モールドしたのに対して、本実施形態では被成形品２０の半導体チップ搭載面を全面にわたって樹脂モールドする点である。
【００２４】
図７は、上型１０に被成形品２０を支持し、下型にリリースフィルム３０をセットし樹脂１８を供給した状態を示す。樹脂モールド金型の基本的な構成は上述した第１の実施形態における樹脂モールド金型と共通である。
図８は、樹脂モールド金型の平面配置を示す。本実施形態において樹脂モールドの対象としている被成形品２０は第１の実施形態における被成形品２０とは異なり、基板上に多数個の半導体チップ２１が高密度に配置され、基板の周縁近傍にまで半導体チップ２１が搭載されている。樹脂１８は、被成形品２０に搭載されている半導体チップ２１の配列位置に合わせてライン状に供給される。
【００２５】
図９は可動シールブロック１５と上型１０とを当接し、被成形品２０と樹脂１８とを外部からエアシールして収容した成形室５０内を真空ポンプ４０によって真空排気している状態を示す。
図１０は、次に、樹脂モールド金型を型締めした状態を示す。本実施形態の樹脂モールド方法では樹脂モールド金型を型締めすることにより、樹脂１８が被成形品２０の平面領域をこえて押し出され、被成形品２０の半導体チップ搭載面が全面にわたって樹脂モールドされる。
【００２６】
図１１は、樹脂１８を最終的に成形硬化する工程を示す。図１１に示すように、圧縮ポンプ４２から被成形品２０と樹脂１８とを収容する成形室５０内に加圧エアを圧送し、樹脂１８に成形圧力を加えながら樹脂１８を硬化させる。
図１２は、エア流路１１から成形室５０内に加圧エアを圧送して被成形品２０を成形している状態の平面図を示す。本実施形態では被成形品２０の平面領域を超えて、樹脂１８がはみ出した状態で樹脂モールドされる。
【００２７】
図１３は、被成形品２０を樹脂モールドした成形品を半導体チップ搭載面側から見た状態を示す。図は、被成形品２０が電子回路基板２２上に半導体チップ２１を搭載してなる状態を樹脂１８を透視して示したもので、電子回路基板２２および半導体チップ２１は樹脂１８によって封止されている。図１４は、成形品を図１３とは反対側にあたる電子回路基板２２の裏面側から見た状態を示す。樹脂１８は被成形品２０の平面領域をこえて押し出され、電子回路基板２２の周縁より外側へと張り出している。成形品は電子回路基板２２の裏面に設けられた切断マークを基準として切断することによって個片の半導体装置に製造される。
【００２８】
本実施形態の樹脂モールド方法によれば、被成形品２０の半導体チップ搭載面を全面にわたって樹脂モールドするから、電子回路基板２２の周縁部近傍にまで半導体チップ２１を搭載した被成形品２０であっても好適に樹脂モールドすることができ、電子回路基板の利用率を高めて効率良く半導体装置を製造することができる。
【００２９】
上述した第１および第２の実施形態に示すように、本発明に係る樹脂モールド方法では、被成形品２０を樹脂１８とともに圧縮成形する際に、樹脂モールド金型によって樹脂モールド領域を画定せずに樹脂モールドするから、樹脂成形部の厚さは供給樹脂量によらず所期の型締め間隔に忠実に成形され、供給樹脂量が若干ばらついた場合でも樹脂成形部の厚さがばらついてしまうことがない。
【００３０】
また、本発明に係る樹脂モールド方法によれば、金型にキャビティ他、オーバーフローキャビティやキャビティとオーバーフローキャビティを連通する流路等を設ける必要がなく、金型の構成を簡易とすることができる。また、被成形品の周縁部をクランパによってクランプせずに樹脂モールドするから、被成形品の半導体チップ搭載面を全面にわたって樹脂モールドすることができる。また、樹脂封止面を真空排気して圧縮成形することにより、樹脂中にボイドを発生させずに樹脂モールドすることができる。また、樹脂を成形硬化させる際には、加圧エアにより成形圧を加えて成形することから、硬化後の樹脂１８の構造強度を高めて信頼性の高い樹脂モールドをおこなうことができる。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、被成形品２０を上型１０に支持して樹脂モールドするよう設けたが、被成形品２０を下型側に位置決めして支持し、被成形品２０の上に樹脂１８を供給して、被成形品２０とともに樹脂１８を圧縮成形することも可能である。また、上記実施形態では、下型側に可動シールブロック１５を設ける構成としたが、可動シールブロック１５を上型側に設ける構成として樹脂モールドすることも可能であり、あるいは金型全体を密封容器内で加減圧して樹脂モールドするよう設けることもできる。また、上記実施形態は被成形品の片面を対象として樹脂モールドするものであるが、上記実施形態同様に被成形品の両面に樹脂を供給し、被成形品の両面を同時に圧縮成形するよう設けることもできるなど、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多様な適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る樹脂モールド方法の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】被成形品および樹脂の平面配置を示す説明図である。
【図３】第１の実施形態における樹脂モールド方法を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態における樹脂モールド方法を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態における樹脂モールド方法を示す説明図である。
【図６】第１の実施形態において被成形品を圧縮成形する状態の平面配置を示す説明図である。
【図７】本発明に係る樹脂モールド方法の第２の実施形態を示す説明図である。
【図８】被成形品および樹脂の平面配置を示す説明図である。
【図９】第２の実施形態における樹脂モールド方法を示す説明図である。
【図１０】第２の実施形態における樹脂モールド方法を示す説明図である。
【図１１】第２の実施形態における樹脂モールド方法を示す説明図である。
【図１２】第２の実施形態において被成形品を圧縮成形する状態の平面配置を示す説明図である。
【図１３】成形品を半導体チップの搭載面側から見た説明図である。
【図１４】成形品を裏面側から見た状態を示す説明図である。
【図１５】樹脂モールド金型に樹脂を供給する方法を示す説明図である。
【図１６】従来の圧縮成形方法を示す説明図である。
【図１７】従来の圧縮成形方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  上型
１１  エア流路
１２  キャビティブロック
１３  下型
１３ｂ  下型ベース    
１４  クランパ
１５  可動シールブロック
１６  スプリング
１７、１９  シールリング
１８  樹脂
２０  被成形品
２１  半導体チップ
２２  電子回路基板
３０  リリースフィルム
４０  真空ポンプ
４２  圧縮ポンプ
５０  成形室
【図１】
2005225067.tif 000003
【図２】
2005225067.tif 000004
【図３】
2005225067.tif 000005
【図４】
2005225067.tif 000006
【図５】
2005225067.tif 000007
【図６】
2005225067.tif 000008
【図７】
2005225067.tif 000009
【図８】
2005225067.tif 000010
【図９】
2005225067.tif 000011
【図１０】
2005225067.tif 000012
【図１１】
2005225067.tif 000013
【図１２】
2005225067.tif 000014
【図１３】
2005225067.tif 000015
【図１４】
2005225067.tif 000016
【図１５】
2005225067.tif 000017
【図１６】
2005225067.tif 000018
【図１７】
2005225067.tif 000019