(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、
下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内に気体を注入して加圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項２】
搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、
下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内の気体を吸引して減圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項３】
搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、
加熱可能な下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプして加熱するとともに、前記上クランプブロックの凹部内に気体を注入して加圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項４】
搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、
加熱可能な下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプして加熱するとともに、前記上クランプブロックの凹部内の気体を吸引して減圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項５】
搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、
下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内に気体を注入して加圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させた後、加熱ブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を載置し、前記加熱ブロックを加熱して前記基板と前記フィルムとをより一層密着させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項６】
搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、
下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内の気体を吸引して減圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させた後、加熱ブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を載置し、前記加熱ブロックを加熱して前記基板と前記フィルムとをより一層密着させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体装置の樹脂封止方法において、
樹脂封止した基板から不要樹脂部分を除去し、さらに、前記基板からフィルムを剥ぎ取ることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項８】
フィルムが、少なくとも一端縁部に、基板の外周縁部からはみ出す形状を有する剥離用舌片を延在したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体装置の樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＱＦＮ（Quad Flat Non-Leaded Package）、ＳＯＮ（Small Outline Non-Leaded Package）と呼ばれ、パッケージの上面を樹脂封止し、かつ、その下面縁部に外部リードを露出させた半導体装置の樹脂封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パッケージの側方に突出するアウターリードをなくし、その代わりにパッケージの下面縁部に母基板との電気接続を行うための外部リード１０１を露出させたＱＦＮタイプの半導体装置が知られている（図５Ａ，Ｂ）。ただし、図５Ａ，Ｂは各半導体装置を切り離す前の状態を示している。
【０００３】
前記半導体装置の樹脂封止は、例えば、リードフレーム１００のダイパッド１０２に半導体チップ１０３をダイボンドし（図６Ａ）、前記半導体チップ１０３とリードフレーム１００の外部リード１０１とをワイヤ１０４でワイヤボンドした後（図６Ｂ）、前記リードフレーム１００を上下金型１０７，１０８でクランプしてキャビティ１０９を形成し（図６Ｃ）、前記キャビティ１０９に樹脂を注入して行われていた。
【０００４】
しかし、樹脂注入の際における樹脂圧により、前記外部リード１０１，ダイパッド１０２が持ち上げられやすい。このため、例えば、前記外部リード１０１の下面に樹脂が回り込み、外部リード１０１の下面が樹脂で覆われてしまうため、母基板に電気接続できないという不具合があった。
【０００５】
前述の不具合を解消すべく、図７Ａ，Ｂに示すように、リードフレーム１００の下面にフィルム６を剥離可能に貼着した後、前記リードフレーム１００とフィルム６とを前述と同様に上下金型でクランプして樹脂封止することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の樹脂封止方法では、図７Ａで示すように、ハッチングで示した領域３３のみを上下金型でクランプできるにすぎない。このため、図７Ｂの波線で示した領域、すなわち、外部リード１０１の下面およびダイパッド１０２の下面がフィルム６に完全に密着しない。この結果、注入された樹脂が外部リード１０１の下面に回り込んで被覆したり、あるいは、ダイパッド１０２の下面に樹脂が回り込んだまま固化し、最終製品の下面に不陸が生じるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑み、樹脂封止の際における樹脂の回り込みを完全に阻止できる半導体装置の樹脂封止方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる半導体装置の樹脂封止方法は、前記目的を達成すべく、搭載した半導体チップと外部リードとをワイヤで接続した基板の下面に、フィルムを剥離可能に貼着した後、前記半導体チップおよび前記ワイヤを樹脂封止するとともに、前記フィルムの下面全面を露出させる半導体装置の樹脂封止方法において、下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内に気体を注入して加圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させる工程からなる。
なお、前記基板は、金属単体からなるリードフレームを含むだけでなく、樹脂材からなる樹脂製基板、例えば、高精細有機パッケージ基板と呼ばれるものであってもよい。
【０００９】
したがって、本発明によれば、上クランプブロックの凹部に気体を圧入することにより、半導体チップおよびワイヤ等を損傷させることなく、気圧で下クランプブロックにフィルムおよび基板を押し付けることができる。このため、フィルムおよび基板が相互に密着して強固に貼着一体化される。この結果、基板の下面に樹脂が回り込むことがなくなり、樹脂封止が良好な半導体装置を得られるという効果がある。
【００１０】
また、発明にかかる他の半導体装置の樹脂封止方法では、下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内の気体を吸引して減圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させる工程からなる。
本発明によれば、減圧で基板とフィルムとを密着させることができる。このため、前述の発明と同様、基板の下面に樹脂が回り込むことがなくなり、樹脂封止が良好な半導体装置が得られる。
【００１１】
さらに、発明にかかる別の半導体装置の樹脂封止方法では、加熱可能な下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプして加熱するとともに、前記上クランプブロックの凹部内に気体を注入して加圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させる工程からなる。
また、加熱可能な下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプして加熱するとともに、前記上クランプブロックの凹部内の気体を吸引して減圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させる工程であってもよい。
本発明によれば、フィルムおよび基板の両者を加熱することにより、前記フィルムの接着力が増大し、基板とフィルムとを強固に密着させることができる。このため、前述の発明と同様、基板の下面に樹脂が回り込むことがなくなり、樹脂封止が良好な半導体装置を得られる。
【００１２】
本発明にかかる他の半導体装置の樹脂封止方法は、下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内に気体を注入して加圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させた後、加熱ブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を載置し、前記加熱ブロックを加熱して前記基板と前記フィルムとをより一層密着させる工程であってもよい。
【００１３】
また、下クランプブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を順次積み重ね、前記下クランプブロックと、下面に前記半導体チップおよびワイヤ等に干渉しない凹部を有する上クランプブロックとで前記フィルムおよび前記基板をクランプし、前記上クランプブロックの凹部内の気体を吸引して減圧することにより、前記基板と前記フィルムとを密着させた後、加熱ブロックの上面に前記フィルムおよび前記基板を載置し、前記加熱ブロックを加熱して前記基板と前記フィルムとをより一層密着させる工程からなる半導体装置の樹脂封止方法であってもよい。
【００１４】
前述の発明によれば、気体による加圧あるいは減圧を利用するとともに、加熱することよってフィルムの接着力を増大させているので、フィルムおよび基板がより一層強固に接着一体化される。
【００１５】
本発明にかかる別の半導体装置の樹脂封止方法は、前述の半導体装置の樹脂封止方法において、樹脂封止した基板から不要樹脂部分を除去し、さらに、前記基板からフィルムを剥ぎ取る方法であってもよい。
本発明によれば、前記フィルムを剥離することによって外部リードが露出するので、母基板に電気接続できる。
【００１６】
前記フィルムは、少なくとも一端縁部に、基板の外周縁部からはみ出す形状を有する剥離用舌片を延在したものであってもよい。
本発明によれば、前記フィルムを剥離用舌片を介して剥がすことができるので、便利であるとともに、自動化が容易になるという効果がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図１ないし図４の添付図面に従って説明する。
第１実施形態にかかる樹脂封止方法を、図１に示す半導体樹脂封止装置に基づいて説明する。
【００１８】
すなわち、図１に示すように、リードフレーム１を多数収納したマガジン２が、インプットマガジンバッファーユニット３に供給されている。前記リードフレーム１はダイボンド工程、ワイヤーボンド工程を終え、半導体チップと外部リードとがワイヤで既に接続されている。
【００１９】
まず最初に、前記マガジン２をマガジンエレベータユニット４に搬送する。そして、フィルム６を位置決めしたフィルムステッカーユニット５の下クランプブロック５ａに、前記マガジン２からリードフレーム１を一枚ずつ供給し、前記フィルム６にリードフレーム１を積み重ねて貼着一体化する。
なお、前記フィルム６は、前記リードフレーム６の大きさにカットして使用してもよく、あるいは、予めカットしたものを単に載置して使用してもよい。
【００２０】
フイルムの貼着一体化方法としては、例えば、図２Ａに示すように、下クランプブロック５ａにフイルム６を供給した後、前記リードフレーム１を前記フィルム６に積み重ねる。ついで、下クランプブロック５ａに上クランプブロック５ｂを位置決めし、下降させて前記フィルム６および前記リードフレーム１を上下クランプブロック５ａ，５ｂでクランプする。そして、前記上クランプブロック５ｂの凹部５ｃ内に気体を注入し、気圧で下クランプブロック５ａに前記フィルム６および前記リードフレーム１を押し付けて両者を密着させる。ついで、上クランプブロック５ｂへの加圧を解除することにより、気体が抜ける。
【００２１】
フイルム６の別の貼着一体化方法としては、前述の実施形態に限らず、例えば、上クランプブロック５ｂの凹部５ｃ内を吸気して減圧することにより、前記フィルム６および前記リードフレーム１を相互に吸引，密着させてもよい。
【００２２】
また、フイルム６の他の貼着一体化方法としては、図３に示すように、加熱ブロック３０にフィルム６を供給した後、リードフレーム１を載置して位置決めする。ついで、加熱ブロック３０を加熱し、フィルム６の粘着力を増大させることにより、前記フィルム６および前記リードフレーム１を相互に吸引，密着させてもよい。
【００２３】
フィルム６を密着させた前記リードフレーム７はリードフレームトランスファーユニット８に搬送される。リードフレームトランスファーユニット８はピックアンドプレイスユニット９まで移動し、前記リードフレーム７を渡す。
【００２４】
ピックアンドプレイスユニット９は、渡されたリードフレーム７をプレヒーターユニット１０に搬送する。プレヒーターユニット１０はリードフレーム７を所定時間加熱する。
【００２５】
そして、インローダーユニット１１が、加熱されたリードフレーム７と、タブレットキャリア１２が搬送してきたタブレット（固形樹脂材料）１３とを受け取り、プレスユニット１４にセットされた下金型１５に搬送し、リードフレーム７とタブレット１３とを下金型１５の所定位置にセットする。
【００２６】
下金型１５を上昇させて図示しない上金型に圧接させ、リードフレーム７をクランプしてキャビティを形成し、図示しないトランスファーユニットでタブレット１３を加熱，溶融し、前記キャビティ内に射出，充填し、半導体チップ１６、ワイヤー１７等を樹脂封止する。
【００２７】
下金型１５を下降させて金型を開放した後、アンローダーユニット１８で樹脂封止済みリードフレーム１９を下金型１５から取り出し、ディゲータユニット２０に搬送する。ディゲータユニット２０は、搬送されてきた樹脂封止済みリードフレーム１９から製品２１と樹脂のみからなる不要部分２２とを分離し、不要部分２２を廃棄する。
【００２８】
ピックアップユニット２３はディゲータユニット２０上の製品２１をフィルムストリッパユニット２４に搬送する。フィルムストリッパユニット２４は、製品２１のリードフレーム部分の下面に密着したフィルム６を剥がす。フィルム６の剥離作業としては、例えば、フィルム６の一端から延在した舌片をフィルムチャクハンドル（図示せず）で掴み、製品２１の下面から剥がす方法が挙げられる。
【００２９】
そして、ピックアップユニット２３が、フィルム６を剥がした製品２１をアウトプットバッファユニット２５に搬送し、集積する。
【００３０】
本発明にかかる第２実施形態は、図４に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様である。異なる点は、フィルムステッカーユニット５の次工程に加熱ブロック３０を配置した点である。このため、フィルムステッカーユニット５の凹部５ｃ内に給気あるいは吸気して密着させた前記フィルム６および前記リードフレーム１を、前記加熱ブロック３０に載置して加熱することにより、フィルム６の粘着力を増大させてもよい。
第２実施形態によれば、前記フィルム６および前記リードフレーム１をより一層強固に密着させることができるという利点がある。
【００３１】
前述の実施形態では、給気して加圧状態でフィルムおよびリードフレームを密着させる方法、吸気して減圧状態でフィルムおよびリードフレームを密着させる方法、加熱ブロックにフィルムおよびリードフレームを順次積み重ね、加熱だけでフィルムおよびリードフレームを密着させる方法、および、給気および吸気で密着させた後に加熱し、フィルムの粘着力を増大させることにより、フィルムおよびリードフレームをより一層強固に密着させる方法を述べた。
【００３２】
なお、クランプした上下クランプブロックのうち、下クランプブロックで加熱しつつ、上クランプブロックに給気して加圧状態で両者を貼着一体化してもよく、あるいは、下クランプブロックで加熱しつつ、上クランプブロック内を吸気して減圧状態で両者を貼着一体化してもよい。この方法によれば、効率的、かつ、省スペースでフィルムおよびリードフレームを貼着一体化できるという利点がある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、上クランプブロックの凹部に気体を圧入することにより、半導体チップおよびワイヤ等を損傷させることなく、気圧で下クランプブロックにフィルムおよびリードフレームを押し付けることができる。このため、フィルムおよびリードフレームが相互に密着して強固に貼着一体化される。この結果、リードフレームの下面に樹脂が回り込むことがなくなり、樹脂封止が良好な半導体装置を得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半導体装置の樹脂封止方法において使用される第１実施形態の樹脂封止装置の平面図である。
【図２】図２Ａ，Ｂ，Ｃは本発明にかかる第１実施形態のフィルム貼付工程説明図である。
【図３】図３Ａ，Ｂは他のフィルム貼付工程説明図である。
【図４】本発明にかかる半導体装置の樹脂封止方法において使用される第２実施形態の樹脂封止装置の平面図である。
【図５】図５Ａは従来例にかかる樹脂封止方法を説明するためのＱＦＮタイプ半導体装置の平面図であり、図５Ｂは図５ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６Ａ，Ｂ，Ｃは従来例にかかる実施形態の半導体装置の樹脂封止工程を示す説明図である。
【図７】図７Ａは上下金型でクランプできる領域をハッチングで示すリードフレームの平面図であり、図７Ｂは図７ＡをＢ方向からみた部分拡大図である。
【符号の説明】
１…リードフレーム、２…マガジン、３…インプットマガジンバッファユニット、４…マガジンエレベータユニット、５…フィルムステッカーユニット、５ａ…下クランプブロック、５ｂ…上クランプブロック、５ｃ…凹部、６…フィルム、７…フィルムが密着したリードフレーム、８…リードフレームトランスファーユニット、９…ピックアンドプレイスユニット、１０…プレヒーターユニット、１１…インローダーユニット、１２…タブレットキャリア、１３…タブレット（固形樹脂材料）、１４…プレスユニット、１５…下金型、１８…アンローダユニット、１９…樹脂封止済みリードフレーム、２０…ディゲータユニット、２１…製品、２２…樹脂不要部分、２３…ピックアップユニット、２４…フィルムストリッパユニット、２５…アウトプットバッファユニット、３０…加熱ブロック。
【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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【図７】
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