(57)【要約】【課題】薄い樹脂モールド製品に対して樹脂の充填性を向上させたモールド金型を提供する。【解決手段】本発明のモールド金型は、複数の半導体チップ３０を実装した半導体実装基板１００の樹脂モールドを行うために用いられるモールド金型であって、半導体実装基板１００を上面側から押さえるように構成された上型５０と、半導体実装基板を下面側から押さえるように構成された下型６０とを有し、上型５０及び下型６０の少なくとも一つには、樹脂モールドにより樹脂２０が充填されるキャビティ５７が形成されており、キャビティ５７には、半導体実装基板１００のカット部位に対応する位置に凹部５８が形成されており、凹部５８の幅は、半導体実装基板１００のカット幅以下である。【選択図】図１
2012131182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体チップを実装した半導体実装基板の樹脂モールドを行うために用いられるモールド金型であって、
前記半導体実装基板を上面側から押さえるように構成された上型と、
前記半導体実装基板を下面側から押さえるように構成された下型と、を有し、
前記上型及び前記下型の少なくとも一つには、前記樹脂モールドにより樹脂が充填されるキャビティが形成されており、
前記キャビティには、前記半導体実装基板のカット部位に対応する位置に凹部が形成されており、
前記凹部の幅は、ダイサーのカット幅以下であることを特徴とするモールド金型。
【請求項２】
前記凹部の幅は、０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のモールド金型。
【請求項３】
前記凹部の幅は、０．３〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のモールド金型。
【請求項４】
前記凹部は、前記樹脂モールドの際に前記樹脂が流れる第１の方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモールド金型。
【請求項５】
前記凹部は、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向の両方に沿って格子状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のモールド金型。
【請求項６】
複数の半導体チップを実装した半導体実装基板の製造方法であって、
基板に複数の半導体チップを実装する工程と、
上型及び下型で前記基板をクランプする工程と、
前記基板をクランプした状態で、前記上型及び前記下型の少なくとも一つに形成されたキャビティの内部に樹脂を充填する工程と、を有し、
前記樹脂を充填する工程は、前記樹脂を前記キャビティに形成された凹部に充填することにより、前記半導体実装基板のカット部位に対応する成形品位置に凸部を形成し、
前記凸部の幅は、ダイサーのカット幅以下であることを特徴とする半導体実装基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを実装した半導体実装基板の樹脂モールドに用いられるモールド金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板に半導体チップを実装した基板に対して樹脂モールドを行う際には、上型と下型から構成されるモールド金型で基板をクランプし、プランジャを用いてモールド金型のキャビティ内部に樹脂を圧送する。ここで、樹脂が充填されるキャビティの高さ（深さ）が半導体チップの高さに比べて十分に大きい場合には、樹脂は容易にキャビティ内部に充填される。
【０００３】
ところで特許文献１には、リリースフィルム３０が伸びてしわが生じることを防ぐため、キャビティブロック２８のキャビティ底面にリリースフィルム３０のたるみを吸収するためのたるみ吸収溝を設けた樹脂封止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６０６７号公報（図１７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、最終製品である半導体装置において、複数の半導体チップを多層化して基板（多層樹脂基板、ＢＴ基板、リードフレーム）上に実装する場合がある。このような構成では、多層化した半導体チップの最上面は単一の半導体チップの場合に比べて高くなるが、半導体装置の薄型化の要請により、半導体装置のパッケージ（樹脂）の厚さ（高さ）は、単一の半導体チップを実装した場合と同様の厚さか場合に拠っては更に薄くなるように設計される。このため、多層化した半導体チップの最上面とパッケージ表面との間の距離は小さくなる。
【０００６】
このような場合、樹脂モールドの際に用いられるモールド金型において、樹脂が充填されるキャビティの高さは、半導体チップの高さ（多層化された半導体チップの高さ）に近づける必要がある。しかしながら、キャビティの高さと半導体チップの高さが近接すると、樹脂の流れる経路の断面積が狭くなり、樹脂を圧送しても樹脂が充填されていない領域（未充填領域）が発生するなどの問題が生じるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、薄型の樹脂モールド製品（半導体実装基板）に対して樹脂の充填性を向上させたモールド金型及び半導体実装基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としてのモールド金型は、複数の半導体チップを実装した半導体実装基板の樹脂モールドを行うために用いられるモールド金型であって、前記半導体実装基板を上面側から押さえるように構成された上型と、前記半導体実装基板を下面側から押さえるように構成された下型とを有し、前記上型及び前記下型の少なくとも一つには、前記樹脂モールドにより樹脂が充填されるキャビティが形成されており、前記キャビティには、前記半導体実装基板のカット部位に対応する位置に凹部が形成されており、前記凹部の幅は、前記半導体実装基板のカット幅以下である。
【０００９】
本発明の他の側面としての半導体実装基板の製造方法は、複数の半導体チップを実装した半導体実装基板の製造方法であって、基板に複数の半導体チップを実装する工程と、上型及び下型で前記基板をクランプする工程と、前記基板をクランプした状態で、前記上型及び前記下型の少なくとも一つに形成されたキャビティの内部に樹脂を充填する工程とを有し、前記樹脂を充填する工程は、前記樹脂を前記キャビティに形成された凹部に充填することにより、前記半導体実装基板のカット部位に対応する成形品位置に凸部を形成し、前記凸部の幅は、ダイサーのカット幅以下である。
【００１０】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、薄型の樹脂モールド製品（半導体実装基板）に対して樹脂の充填性を向上させたモールド金型及び半導体実装基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）実施例１における半導体実装基板の平面図、（ｂ）図１（ａ）中のＢ−Ｂ面における半導体実装基板の断面図、（ｃ）図１（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図である。
【図２】（ａ）実施例１におけるモールド金型（上型）の平面図、（ｂ）図２（ａ）中のＢ−Ｂ面におけるモールド金型の断面図、（ｃ）図２（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図である。
【図３】（ａ）実施例１におけるモールド金型（下型）の平面図、（ｂ）図３（ａ）中のＢ−Ｂ面におけるモールド金型の断面図、（ｃ）図３（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図である。
【図４】（ａ）実施例２における半導体実装基板の平面図、（ｂ）図４（ａ）中のＢ−Ｂ面における半導体実装基板の断面図、（ｃ）図４（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図である。
【図５】（ａ）実施例３における半導体実装基板の平面図、（ｂ）図５（ａ）中のＢ−Ｂ面における半導体実装基板の断面図、（ｃ）図５（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
まず、図１乃至図３を参照して、本発明の実施例１における半導体実装基板（樹脂モールド製品）及びモールド金型について説明する。図１は、本実施例における半導体実装基板及びモールド金型の概略図であり、図１（ａ）は半導体実装基板の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ−Ｂ面における半導体実装基板の断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図を示す。図２は本実施例におけるモールド金型（上型）の概略図であり、図２（ａ）はモールド金型（上型）の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ面における上型の断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のＣ−Ｃ面における上型の断面図である。図３は本実施例におけるモールド金型（下型）の概略図であり、図３（ａ）は下型の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ面における下型の断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）中のＣ−Ｃ面における下型の断面図である。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、半導体実装基板１００は、基板１０の上に複数の半導体チップ３０を配列して樹脂モールドされている。半導体チップ３０はワイヤ３２により基板１０と電気的に接続されているが、これに限定されるものではなく、フリップチップ実装などの方法を採用してもよい。各々の半導体チップ３０は、単一の半導体チップとして構成されているか、又は、複数の半導体チップを積層して構成されるものであってもよい。
【００１６】
本実施例のモールド金型は、半導体実装基板１００の樹脂モールドを行うために用いられ、上型５０及び下型６０を主体として構成されている。図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、上型５０は、上キャビティブロック５１及び上センターブロック５２を備えており、樹脂モールドの際に基板１０を上面側（半導体チップ３０の実装面側）から押さえ付ける。上キャビティブロック５１には金型キャビティ５７（キャビティ、空間）が形成されており、金型キャビティ５７の内部には樹脂モールドにより樹脂２０が充填される。上センターブロック５２には金型カル５３、金型ランナ５４、及び、金型ゲート５５が形成されている。本実施例では、３つの金型カル５３のそれぞれに金型ランナ５４が接続されており、各金型ランナ５４は途中で３つに分岐され、それぞれ金型ゲート５５へと繋がっている。ただし、本実施例はこのような構造に限定されるものではない。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、下型６０は、下キャビティブロック６１及び下センターブロック６２を備えており、樹脂モールドの際に基板１０を下面側（半導体チップ３０の実装面とは反対側）から押さえ付ける。樹脂モールドの対象となる基板１０は、下キャビティブロック６１の上に配置される。また下型６０は、ポット６３及びプランジャ６４を備えている。樹脂モールドの際には、上型５０及び下型６０で基板１０をクランプした（挟んだ）状態で、トランスファモールドにより樹脂２０を加熱溶融させ上型５０と下型６０との間に形成された金型キャビティ（空間）に充填する。
【００１８】
本実施例では、例えば熱硬化性樹脂等をタブレット（円柱）状に成形した樹脂タブレットを用いてトランスファモールド（樹脂モールド）を行う。樹脂モールドの際、予熱された下型６０のポット６３内に樹脂タブレット（不図示）を投入して溶融させる。そして、プランジャ６４を上動させて溶融した樹脂を圧送することにより、上型５０と下型６０との間の金型キャビティ（空間）は樹脂２０で充填される。プランジャ６４は、不図示のトランスファ機構によってポット６３に沿って上下に摺動可能に構成されている。なお、樹脂タブレットに替えて粉末樹脂、顆粒樹脂や液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することもできる。
【００１９】
図１（ｃ）に示されるように、上型５０と下型６０との間に基板１０をクランプして、プランジャ６４によって樹脂が圧送されることにより、溶融した樹脂は、金型カル５３、金型ランナ５４、及び、金型ゲート５５を順に通って、上型５０と下型６０との間に形成された金型キャビティ５７（空間）へ供給される。このように樹脂２０は、金型キャビティ５７内において金型カル５３、金型ランナ５４、及び、金型ゲート５５に近い側から遠い側に向けて順次供給される。
【００２０】
半導体実装基板１００は、基板１０の上に複数の半導体チップ３０（本実施例では、縦３個、横９個の半導体チップ３０）を格子状に実装して構成されている。複数の半導体チップ３０は、上述の上型５０及び下型６０（金型）を用いたトランスファモールドにより、樹脂２０で一括に充填されている。図１（ａ）に示されるように、金型から樹脂モールド後の半導体実装基板１００を取り出すと、金型カル５３、金型ランナ５４、及び、金型ゲート５５の対応位置に、これらの形状を反映した樹脂による成形品カル２１、成形品ランナ２２、及び、成形品ゲート２３がそれぞれ形成される。
【００２１】
図２に示されるように、上型の金型キャビティ５７には、複数の凹部５８が形成されている。本実施例において、各々の凹部５８は、樹脂モールドの際に樹脂が流れる第１の方向（図２（ａ）中の矢印Ｆの方向）に沿って直線状に形成されている。また、凹部５８は、半導体実装基板１００の切断部位（カット部位）に対応する成形品位置に形成されており、凹部５８の幅ｗは、切断の際に用いられるダイサー（不図示）のカット幅以下（ダイサーブレードの幅以下）に設定されている。通常、ダイサーのカット幅は０．５ｍｍの幅を有するため、凹部５８の幅ｗは０．１〜０．５ｍｍに設定されることが好ましい。また、凹部５８の幅ｗを０．３〜０．４ｍｍに設定するとより好ましい。なお、凹部５８の深さ（高さ）は０．５〜１．０ｍｍ程度に設定される。
【００２２】
このように、金型キャビティ５７に形成された凹部５８の幅ｗをダイサーのカット幅以下に設定することで、樹脂２０の凸部２５の幅ｗをダイサーのカット幅以下にすることができる。このため、半導体実装基板１００をダイサーにて切断（個片化）したとき、個片化後の各々の半導体装置に樹脂の凸部２５が残ることがない。従って、薄い樹脂モールド製品に対して樹脂の充填性を向上させたモールド金型を用いながら、最終製品である半導体装置を薄くすることができる。
【実施例２】
【００２３】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２における半導体実装基板（樹脂モールド製品）及びモールド金型について説明する。図４は、本実施例における半導体実装基板及び樹脂モールド製品の概略図であり、図４（ａ）は半導体実装基板の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ面における半導体実装基板の断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図を示す。
【００２４】
本実施例の半導体実装基板１００ａにおいては、樹脂２０の凸部２５ａが、樹脂モールドの際に樹脂２０が流れる第１の方向（図４（ａ）中の矢印Ｆ）及び第１の方向と直交する第２の方向（図４（ａ）中の矢印Ｐ）の両方に沿って格子状に形成されている。このため、本実施例における上型５０ａの金型キャビティ５７には、第１の方向及び第２の方向の両方に沿って格子状に形成された凹部５８ａが設けられている。なお、本実施例の下型としては実施例１と同様の下型６０が用いられる。
【００２５】
本実施例において、凹部５８ａは、第１の方向及び第２の方向のいずれについても、半導体実装基板１００ａの切断部位（カット部位）に対応する位置に形成されている。また、凹部５８ａの第１の方向における幅及び第２の方向における幅はいずれも、切断の際に用いられるダイサー（不図示）のカット幅以下（ダイサーブレードの幅以下）に設定されている。実施例１と同様に、凹部５８ａの幅ｗは、好ましくは０．１〜０．５ｍｍに設定され、より好ましくは０．３〜０．４ｍｍに設定される。なお、凹部５８ａの幅ｗは、第１の方向及び第２の方向の両方で同一に設定してもよいし、互いに異なる幅に設定してもよい。
【００２６】
本実施例のモールド金型及び半導体実装基板の製造方法によれば、薄い樹脂モールド製品に対して樹脂の充填性をより向上させながら、最終製品である半導体装置を薄くすることができる。
【実施例３】
【００２７】
次に、図５を参照して、本発明の実施例３における半導体実装基板（樹脂モールド製品）及びモールド金型について説明する。図５は、本実施例における半導体実装基板及び樹脂モールド製品の概略図であり、図５（ａ）は半導体実装基板の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＢ−Ｂ面における半導体実装基板の断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）中のＣ−Ｃ面におけるモールド金型の断面図を示す。
【００２８】
図５（ｃ）に示されるように、本実施例のモールド金型における上型５０ｂは、上キャビティブロック５１ｂ及び上センターブロック５２ｂを備えており、樹脂モールドの際に基板１０を上面側（半導体チップ３０の実装面とは反対側）から押さえ付ける。上キャビティブロック５１ｂには、樹脂モールドの対象となる基板１０が配置される。上センターブロック５２ｂは、金型カル５３ｂ及び金型ランナ５４ｂを備えている。
【００２９】
モールド金型の下型６０ｂは、下キャビティブロック６１ｂ及び下センターブロック６２ｂを備えており、樹脂モールドの際に基板１０を下面側（半導体チップ３０の実装面側）から押さえ付ける。下キャビティブロック６１ｂには金型キャビティ６７（空間）が形成されており、金型キャビティ６７の内部には樹脂モールドにより樹脂２０が充填される。下センターブロック６２ｂには金型ランナ５４ｂの一部、及び、金型ランナ５４ｂに接続された金型ゲート５５ｂが形成されている。本実施例では、３つの金型カル５３ｂのそれぞれに金型ランナ５４ｂが接続されており、各金型ランナ５４ｂは途中で３つに分岐され、それぞれ金型ゲート５５ｂへと繋がっている。ただし本実施例はこのような構造に限定されるものではない。
【００３０】
下センターブロック６２ｂには金型ランナ５４ｂの一部が形成されている。また下型６０ｂは、ポット６３ｂ及びプランジャ６４ｂを備えている。樹脂モールドの際には、上型５０ｂ及び下型６０ｂで基板１０をクランプして（挟み）、トランスファモールドにより樹脂２０を上型５０ｂと下型６０ｂとの間に形成された金型キャビティ６７（空間）に充填する。
【００３１】
このように、本実施例のモールド金型では、下型６０ｂに金型キャビティ６７が形成されている。金型キャビティ６７には、第１の方向（図５（ａ）中の矢印Ｆ）及び第１の方向と直交する第２の方向（図５（ａ）中の矢印Ｐ）の両方に沿って格子状に形成された凹部６８が設けられている。
【００３２】
本実施例において、下型６０ｂの凹部６８は、第１の方向及び第２の方向のいずれについても、半導体実装基板１００ｂの切断部位（カット部位）に対応する位置に形成されている。また、凹部６８の第１の方向における幅及び第２の方向における幅はいずれも、切断の際に用いられるダイサー（不図示）のカット幅以下（ダイサーブレードの幅以下）に設定されている。実施例２と同様に、凹部５８ａの幅は、好ましくは０．１〜０．５ｍｍに設定され、より好ましくは０．３〜０．４ｍｍに設定される。
【００３３】
このため、半導体実装基板１００ｂには、図５（ａ）に示されるように、上述のようにダイサーのカット幅以下の幅を有する樹脂２０の凸部２５ｂが、樹脂モールドの際に樹脂２０が流れる第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向の両方に沿って格子状に形成される。このような構成により、薄い樹脂モールド製品に対して樹脂の充填性をより向上させながら、最終製品である半導体装置を薄くすることができる。
【００３４】
上記各実施例によれば、薄い樹脂モールド製品に対して樹脂の充填性を向上させたモールド金型を提供することができる。また、そのような樹脂モールド製品を製造するための半導体実装基板の製造方法を提供することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  基板
２０  樹脂
２５  凸部
５０  上型
５３  金型カル
５４  金型ランナ
５５  金型ゲート
５７  金型キャビティ
５８  凹部
６０  下型
６３  ポット
６４  プランジャ
１００  半導体実装基板
【図１】
2012131182.tif 000003
【図２】
2012131182.tif 000004
【図３】
2012131182.tif 000005
【図４】
2012131182.tif 000006
【図５】
2012131182.tif 000007