JP3205320B2 - 半導体装置の樹脂封止方法、樹脂封止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の樹脂封
止方法、樹脂封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フリップチップ法によって半導体チップ
を搭載する半導体装置は、図１０に示すように基板１０
に半導体チップ１２をフリップチップ接続した後、半導
体チップ１２と基板１０との接合部分に封止用樹脂１４
を充填して接合部分を樹脂封止して成るものである。封
止用樹脂１４は半導体チップ１２と基板１０との接合部
を保護するとともに、基板１０と半導体チップ１２の熱
膨張係数が相違することによって生じる熱応力を緩和す
る作用を有する。

【０００３】基板１０と半導体チップ１２との接合部に
封止用樹脂１４を充填する方法としては、図１１に示す
ように基板１０を傾けて支持し、基板１０と半導体チッ
プ１２との接合部に封止用樹脂１４を流し込む方法が一
般的である。基板１０と半導体チップ１２との接合部に
は多数個のバンプ１６が配置されているから、これらの
バンプ１６の間をぬって封止用樹脂１４を充填するた
め、基板１０を傾けて封止用樹脂１４を流し込むことに
より、接合部内のエアを押し出すようにしながら封止用
樹脂１４を充填するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フリッ
プチップ接続した半導体チップの接合部を封止する場合
に、上記のように単に封止用樹脂１４を流し込む方法に
よると半導体チップ１２と基板１０との接合部に完全に
封止用樹脂１４が充填されず、隙間部分の内部に気泡が
残ったりするという問題があった。実際、半導体チップ
１２と基板１０との接合部の隙間は０．１ｍｍから最近
では０．０２ｍｍ、０．０３ｍｍ程度と非常に狭いこと
と、隙間部分には多数個のバンプ１６が配置されていて
封止用樹脂１４の流れ性が抑えられること、またフィラ
ー入りの封止用樹脂１４ではさらに流れ性が悪くなるか
ら、単に封止用樹脂１４を流し込む方法では確実な封止
は不可能である。また、作業効率の点においても、ポッ
ティング法は樹脂の硬化時間がトランスファ法よりもか
かることから封止用樹脂１４を流し込んで封止する方法
は有効ではない。

【０００５】また、フリップチップ接続した半導体チッ
プをトランスファ成形によって樹脂封止しようとする場
合、被成形品によってバンプの高さや半導体チップの厚
さが微妙に異なるため、半導体チップの外面に樹脂が薄
ばり状に形成されたり、逆に被成形品を強く押さえ込み
過ぎて半導体チップを破壊したりするおそれがあった。
アンダーフィル部の隙間がきわめて狭いため、樹脂材に
はきわめて小さなシリカを含むもの、もしくはシリカを
含有しないものを使用しなければならない。このような
樹脂材は隙間部分に入り込みやすく、被成形品のクラン
プが適切になされないと隙間に樹脂が入り込んで樹脂ば
りが生じやすくなる。また、基板に対する半導体チップ
の平面位置が微妙にずれた場合でも同様な問題が生じ
る。そのため、従来のトランスファ成形方法でフリップ
チップ接続によるアンダーフィル部を樹脂封止すること
はほとんど不可能であった。

【０００６】本発明は半導体チップをフリップチップ接
続した半導体装置等のアンダーフィル構造を有する半導
体装置の製造にあたって、トランスファ成形法を適用す
ることにより、気泡が残ったりすることのない確実なア
ンダーフィルを可能にして信頼性の高い半導体装置を得
ることができ、また、効率的なアンダーフィルを可能に
する半導体装置の樹脂封止方法、樹脂封止装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】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、基板に半導体チ
ップを搭載した被成形品のアンダーフィル部に封止用樹
脂を圧送して前記半導体チップと基板との接合部を封止
する半導体装置の樹脂封止方法であって、前記被成形品
を金型によりクランプする際に、前記アンダーフィル部
の周囲をアンダーフィル部に通じるゲートが接続する部
位を除いてリリースフィルムにより閉止し、リリースフ
ィルムによりアンダーフィル部の周囲を閉止した状態
で、前記アンダーフィル部に封止用樹脂を圧送して前記
接合部を封止することを特徴とする。また、前記アンダ
ーフィル部を前記リリースフィルムにより閉止する際
に、前記半導体チップの側面にリリースフィルムを押接
して、アンダーフィル部の内部にのみ前記封止用樹脂を
充填することを特徴とする。

【０００８】また、前記アンダーフィル部をリリースフ
ィルムにより閉止する際に、被成形品をクランプするク
ランプ力によって弾性変形する弾性体を介して前記リリ
ースフィルムを半導体チップの側面に押接することを特
徴とする。また、前記アンダーフィル部を前記リリース
フィルムにより閉止する際に、前記半導体チップの側面
とリリースフィルムとの間に設けられた側面封止部及び
前記アンダーフィル部に前記封止用樹脂を充填すること
を特徴とする。また、前記アンダーフィル部に前記封止
用樹脂を充填する際に、前記ゲートが接続する前記半導
体チップの一方の側面とこれに平行な他方の側面を除い
た２つの側面を閉止して樹脂封止することを特徴とす
る。また、前記アンダーフィル部に前記封止用樹脂を充
填する際に、該封止用樹脂に脈動を作用させて充填する
ことを特徴とする。

【０００９】また、基板に半導体チップを搭載した被成
形品を上型と下型でクランプし、前記被成形品のアンダ
ーフィル部に封止用樹脂を圧送して充填することにより
前記半導体チップと基板との接合部を封止する半導体装
置の樹脂封止装置であって、前記上型と下型の一方に、
前記半導体チップを収容し、リリースフィルムを介して
前記半導体チップの背面及び側面を前記アンダーフィル
部に通じるゲートの端部を除いて閉止するキャビティ凹
部を設けたことを特徴とする。また、前記キャビティ凹
部の側面に、被成形品をクランプする際のクランプ力に
より弾性変形して前記半導体チップの側面に前記リリー
スフィルムを押接する弾性体を設けたことを特徴とす
る。また、前記アンダーフィル部に封止用樹脂を圧送す
る際に封止用樹脂を脈動させる脈動手段を設けたことを
特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る樹脂封止装置
の好適な実施形態について、添付図面とともに詳細に説
明する。本実施形態の樹脂封止装置はフリップチップ法
により半導体チップ１２を基板１０に搭載した被成形品
４０を、リリースフィルムを用いたトランスファモール
ド方法を利用して基板１０と半導体チップ１２の接合部
の隙間部分（アンダーフィル部）に封止用樹脂を充填す
るものである。

【００１１】リリースフィルムとはモールド金型の加熱
温度に耐えることができ、金型および樹脂材と容易に剥
離する耐熱性および剥離性と、キャビティ凹部等が設け
られた金型面の形状にならって容易に伸縮変形する柔軟
性等の要件を備えたフィルムであって、樹脂封止時にリ
リースフィルムにより金型面を被覆して樹脂封止する方
法をリリースフィルムを用いた樹脂封止方法という。リ
リースフィルムにはＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥ
Ｐ、ポリ塩化ビリニジン、フッ素含浸ガラスクロスなど
が用いられる。

【００１２】リリースフィルムを用いるトランスファモ
ールド方法によれば、金型面がリリースフィルムによっ
て被覆されることから、樹脂封止時に樹脂がじかに金型
面に接触することがなく、成形品の離型が容易にできて
モールド金型の構成を簡素化することができ、また成形
品の離型等を考慮することなく製品に最も適した樹脂が
使用することが可能である。

【００１３】図１は被成形品４０を樹脂封止する樹脂封
止装置でのモールド金型の構成と、樹脂封止方法を示し
ている。同図で中心線ＣＬの左半部は被成形品４０をリ
リースフィルム２０を介して上型２６と下型２８とでク
ランプした状態を示し、中心線ＣＬの右半部は半導体チ
ップ１２と基板１０の接合部の隙間部分（アンダーフィ
ル部）に封止用樹脂を充填した状態を示す。

【００１４】このモールド金型ではポット４２を挟む両
側に被成形品４０が１枚ずつ配置され、ポット４２内で
溶融した封止用樹脂をプランジャ４４で圧送することに
より被成形品４０のアンダーフィル部に封止用樹脂が充
填される。４６は下型２８で被成形品４０を所定位置に
セットするセット凹部である。４８は金型カル、５０は
ポット４２に連通する金型ランナーである。５２は下型
２８を加熱するヒータ、５４は下型２８上にセットした
リリースフィルム２０を下型２８のパーティング面にエ
ア吸着して支持するためのエア吸着穴である。

【００１５】上型２６では、ポット４２に対向してカル
インサート６０を設け、被成形品４０をクランプする部
位に合わせてキャビティインサート６２を配置する。キ
ャビティインサート６２のパーティング面には基板１０
に搭載された半導体チップ１２を収容するためのキャビ
ティ凹部６２ａが設けられ、被成形品４０をクランプし
た際にリリースフィルム２０を介して半導体チップ１２
の側面が閉止されるように構成されている。

【００１６】キャビティインサート６２は上型２６に設
けたセット穴内に上型２６の背面側から挿入するように
してセットする。セット穴の内壁面とキャビティインサ
ート６２の側面との間にはエア流路６４となる隙間を設
ける。このエア流路６４は上型２６のパーティング面に
セットしたリリースフィルム２０をエア吸引してパーテ
ィング面に吸着支持するためのものである。６６はカル
部分でリリースフィルム２０をエア吸着するためカルイ
ンサート６０の側面に設けたエア流路である。６２ｂは
キャビティ凹部６２ａの内面にリリースフィルム２０を
エア吸着するための吸引孔である。

【００１７】上型２６のパーティング面はほぼ全面にわ
たりリリースフィルム２０によって被覆され、キャビテ
ィインサート６２に設けたキャビティ凹部６２ａの内面
もリリースフィルム２０によって被覆される。したがっ
て、キャビティ凹部６２ａの内面寸法はリリースフィル
ム２０によってキャビティ凹部６２ａを被覆した状態で
半導体チップ１２が収容されるように設定する。

【００１８】６８は上型２６に装着した超音波振動部で
ある。超音波振動部６８は上型２６でのゲート７０の設
置位置に合わせて配置する。この超音波振動部６８はゲ
ート７０を通過する樹脂を脈動させ、アンダーフィル部
に確実に樹脂が充填されるようにするためのものであ
る。フィラーを含有する樹脂を封止用樹脂とするような
場合は超音波振動部６８を作動させることは樹脂の充填
性を高めるうえで有効である。超音波振動部６８はリリ
ースフィルム２０を介して設置しているから超音波振動
部６８に樹脂が入り込むことはなく、超音波振動部６８
は安定して動作する。なお、ゲート７０等の樹脂路部分
の内面がリリースフィルム２０によって被覆されている
からアンダーフィル時における樹脂路部分での樹脂の流
れ性を向上させることができ、これによっても樹脂の充
填性を向上させることができる。７４は上型ベース７２
に設けたヒータである。

【００１９】上記のモールド金型を装着した樹脂封止装
置による樹脂封止操作は次のようにして行われる。ま
ず、型開きした状態で、下型２８のセット凹部４６に被
成形品４０を供給する。次に、リリースフィルムの供給
機構により、上型２６と下型２８のパーティング面にリ
リースフィルム２０を供給する。リリースフィルム２０
を供給する際は金型のパーティング面から若干離間さ
せ、所定位置まで搬入したところでパーティング面に近
づけ、エア機構に連絡するエア吸着穴５４およびエア流
路６４、６６からエア吸引してパーティング面に吸着し
て支持する。

【００２０】本実施形態で下型２８に供給するリリース
フィルム２０はポット４２とその両側にセットした被成
形品４０のゲート端位置までを覆う幅寸法のものを使用
する。被成形品４０を下型２８にセットした後、下型２
８にリリースフィルム２０をセットすることにより、ポ
ット４２の開口部がリリースフィルム２０によって塞が
れるとともに、被成形品４０の基板１０上のゲート端位
置までリリースフィルム２０によって被覆される。

【００２１】このように、基板１０上でゲート７０が通
過する部位をリリースフィルム２０で被覆すると、ゲー
ト７０を通過する樹脂が基板１０の表面に接触しないか
ら、樹脂を充填して硬化した後に樹脂を除去する際に基
板１０の表面を傷めることがない。基板１０の表面にア
ンダーフィル用の樹脂が付着してもかまわない場合は、
もちろんこのように基板１０上までリリースフィルム２
０を延出してリリースフィルム２０によって被覆する必
要はない。基板１０の表面に封止用樹脂を付着させてア
ンダーフィルする場合には、基板１０上でゲート７０が
通過する部位に封止用樹脂との剥離性の良い、たとえば
金めっき部などを設けるのがよい。

【００２２】リリースフィルム２０を下型２８と上型２
６のパーティング面にセットした後、下型２８のポット
４２にアンダーフィル用の樹脂タブレット８０を供給
し、上型２６と下型２８とで被成形品４０をクランプす
る。ポット４２に樹脂タブレット８０を供給する際には
ポット４２の開口部はリリースフィルム２０によって塞
がれているが、被成形品４０をクランプする際に樹脂タ
ブレット８０がポット４２内に押入される。リリースフ
ィルム２０は十分な伸縮性と柔軟性を有するから樹脂タ
ブレット８０は簡単にポット４２内に押入される。樹脂
タブレット８０は横置きの方がフィルムの伸縮に対して
は有利である。ポット４２に供給した樹脂タブレット８
０が溶融した後、プランジャ４４で溶融樹脂を押し上
げ、金型ランナー５０、ゲート７０を介して被成形品４
０のアンダーフィル部に封止用樹脂を充填する。

【００２３】なお、ポット４２に供給する封止用樹脂は
上記のようなタブレット状に成形した樹脂に限るもので
はなく、顆粒状、粉体状、液体状の樹脂であってもよ
く、ラッピング樹脂を使用することも可能である。顆粒
状、粉体状あるいは液体状の樹脂を使用する場合には、
ポット４２の開口面をリリースフィルム２０で覆った状
態でポット４２内からエア吸引し、ポット４２の内面お
よびプランジャ４４の上面に沿ってリリースフィルム２
０を吸着して封止用樹脂を収容する凹部を形成する。液
体状の樹脂を使用する場合はプランジャ４４とポット４
２の内面との間に樹脂が入りやすいからリリースフィル
ム２０を使用する方法はとくに有効である。

【００２４】ラッピング樹脂とは所定量の樹脂をラッピ
ングフィルムで密封して成るもので、ポット４２に収納
可能な形状に形成した樹脂の収納部分と、この収納部分
から両側に延出する延出片部とから成る。延出片部はラ
ッピングフィルムを２枚重ねにしてシールした部分で、
樹脂圧が加わるとシール部分が押し広げられてラッピン
グフィルムの間を通過して樹脂が押し出されるようにな
っている。このラッピング樹脂をポット４２にセットし
た際に延出片の端縁が被成形品４０のゲート端位置に位
置するようにすれば、下型２８にリリースフィルム２０
をセットすることなくラッピング樹脂をセットするだけ
で本実施形態と同様なアンダーフィルが可能である。ラ
ッピング樹脂であるから液体状の樹脂を使用することも
可能である。

【００２５】図２に被成形品４０のアンダーフィル部に
封止用樹脂を充填した状態を拡大して示す。金型ランナ
ー５０とゲート７０部分ではポット４２から圧送される
封止用樹脂１４の樹脂圧により金型の内壁面にリリース
フィルム２０が押接され、封止用樹脂１４の充填時に金
型の内壁面に封止用樹脂１４が接触することがない。そ
して、ゲート７０の端部は半導体チップ１２と基板１０
との隙間部分の開口端に接続しゲート７０からアンダー
フィル部に封止用樹脂１４が充填される。

【００２６】半導体チップ１２の上面および側面、半導
体チップ１２と基板１０とが接合されている接合部（ア
ンダーフィル部）の周囲はゲート７０に接続する部分を
除いてリリースフィルム２０によって閉止されているか
ら、ゲート７０からアンダーフィル部に封止用樹脂１４
を注入することにより、アンダーフィル部に封止用樹脂
１４が充填される。本実施形態のように被成形品４０を
モールド金型でクランプし、プランジャ４４により樹脂
圧をかけて封止用樹脂１４を充填する方法は、アンダー
フィル部に強制的に封止用樹脂が充填できることから、
単に封止用樹脂を隙間部分に流し込む従来方法にくらべ
て確実にアンダーフィル部を封止することができる。

【００２７】プランジャ４４により樹脂圧をかけて封止
用樹脂を充填する場合は、樹脂圧を加えることによって
アンダーフィル部内のエアを排出しやすくなり、残留エ
アを押しつぶすように作用して内部にボイド等のない信
頼性の高い樹脂封止が可能となる。また、半導体チップ
１２と基板１０との隙間部分の間隔がさらに狭まったよ
うな場合でも、樹脂圧を加えて樹脂を充填する方法であ
れば、確実に樹脂封止することが可能である。

【００２８】また、リリースフィルム２０を用いてアン
ダーフィルする方法によれば、図１に示すように、リリ
ースフィルム２０を介して被成形品４０をクランプする
から、半導体チップ１２の外面がリリースフィルム２０
によって保護され、クランプ力によって半導体チップ１
２が破壊されたりすることを防止することができる。ま
た、リリースフィルム２０を介してクランプすることに
より、封止性が向上し、半導体チップ１２の外面にアン
ダーフィル材のばりが生じたりすることを防止すること
ができる。また、半導体チップ１２を搭載する基板１０
に対しても、リリースフィルム２０を介してクランプす
ることによりアンダーフィル部の封止性が良好となり、
基板１０上にアンダーフィル材のばりが生じるといった
ことを防止することができる。

【００２９】なお、アンダーフィル部にゲート７０を接
続する方法としては、アンダーフィル部でゲート７０が
接続される側の一辺上の任意の位置にゲートを接続する
方法、アンダーフィル部でゲート７０が接続される一辺
全体をゲート端として一辺全体から封止用樹脂１４を充
填する方法がある。一辺の全幅で封止用樹脂１４を注入
する方法はアンダーフィル部に効率的に封止用樹脂を注
入できるという利点がある。

【００３０】アンダーフィル部への封止用樹脂の充填が
完了し、封止用樹脂が硬化した後、型開きし、モールド
金型内からリリースフィルム２０とともに樹脂封止した
製品を取り出す。リリースフィルム２０を介してアンダ
ーフィルすることにより、製品の離型は容易であり、リ
リースフィルム２０を成形品から剥離して簡単に製品の
みを取り出すことができる。次回のアンダーフィル操作
は、型開きした状態で下型２８に被成形品４０をセット
し、上型２６と下型２８のパーティング面に新たにリリ
ースフィルム２０をセットして行う。こうして、リリー
スフィルムを用いるトランスファモールド方法によって
順次、樹脂封止することができる。

【００３１】上記実施形態の樹脂封止装置では被成形品
４０のアンダーフィル部に樹脂圧を加えて封止用樹脂を
充填するため、上型２６に設けたキャビティインサート
６２のパーティング面にキャビティ凹部６２ａを設け、
アンダーフィル部の周囲をリリースフィルム２０で閉止
するようにしている。図３はアンダーフィル部の周囲を
リリースフィルム２０を介して閉止する他の実施形態を
示す。図３で中心線ＣＬの左半部には被成形品４０をク
ランプする前の状態、中心線ＣＬの右半部には被成形品
４０をクランプした状態を示す。

【００３２】図３で示す実施形態においても半導体チッ
プ１２を収容するキャビティ凹部６２ａを設けることは
上記例と同様であるが、本実施形態では半導体チップ１
２の側面が当接する部位にシリコンゴム等の弾性体９０
を付設したことを特徴とする。弾性体９０は被成形品４
０をクランプした際に、クランプ力によって弾性体９０
が内側に圧縮され、半導体チップ１２の側面に向けてリ
リースフィルム２０を押接すると同時にリリースフィル
ム２０を基板１０の上面に押接するように作用する。

【００３３】図３で中心線ＣＬの右半部は、弾性体９０
を介してリリースフィルム２０によりアンダーフィル部
の周囲を閉止した様子を示す。アンダーフィル部の隙間
がきわめて狭い製品を樹脂封止する場合はアンダーフィ
ル部を確実に閉止できることが重要な要件となるが、弾
性体９０を用いることによって確実な閉止が可能とな
る。また、弾性体９０の内側面とキャビティインサート
６２の側面との間にエア流路９２を設け、被成形品４０
をクランプした際にエア流路９２から弾性体９０にエア
圧を加えることによって弾性体９０による押接力を補強
してさらに確実にアンダーフィル部を閉止することがで
きる。

【００３４】図４は弾性体９０を用いてアンダーフィル
部を閉止するさらに他の実施形態を示す。中心線ＣＬの
左半部は型開き時、中心線ＣＬの右半部はクランプ時を
示す。この実施形態ではキャビティインサート６２に設
けるキャビティ凹部６２ａの側面部分を金属押接部９４
とシリコンゴム等の弾性体９０によって構成している。
金属押接部９４は被成形品４０をクランプした際にとく
にアンダーフィル部の側面部分に押接力が集中するよう
に作用するものであり、弾性体９０は金属押接部９４が
アンダーフィル部を側方から押さえる作用を補強し、基
板１０の上面にリリースフィルム２０を押接させる作用
をなす。

【００３５】この実施形態もアンダーフィル部の隙間が
非常に狭い製品を樹脂封止する際の樹脂漏れをなくし、
かつ確実な樹脂の充填を可能として信頼性の高い樹脂封
止を可能にする。この場合もエア流路９２からエア圧を
加えることによってリリースフィルム２０を半導体チッ
プ１２の側面に確実に押接させることができ、アンダー
フィル部の閉止性を高めることができる。

【００３６】なお、アンダーフィル部の周囲を閉止する
他の手段としてはエアシリンダ等の駆動手段により機械
的にブロックを移動させてアンダーフィル部の周囲を閉
止させる方法、吸引孔６２ｂからエアを吹き込んで閉止
するといった方法がある。また、アンダーフィル部の周
囲を閉止する場合に半導体チップ１２の４つの側面すべ
てを閉止してもよいし、ゲート７０が接続する側面とこ
れに平行な他方の側面を除いた２つの側面を閉止してア
ンダーフィルしてもよい。

【００３７】以上説明したように、本発明に係る樹脂封
止方法及び樹脂封止装置は被成形品４０のアンダーフィ
ル部の周囲をリリースフィルム２０によって閉止し、ト
ランスファモールド方法により樹脂圧を加えて封止用樹
脂を充填することを特徴とする。トランスファモールド
方法を利用する方法は、前述した超音波振動を利用する
といった方法によって確実なアンダーフィルを可能とす
るものであるが、プランジャ４４で封止用樹脂を押し出
す際の樹脂圧を制御することによっても確実な樹脂封止
が可能となる。

【００３８】すなわち、プランジャ４４は樹脂に圧力を
加えてアンダーフィル部に押し出すようにするものであ
るが、その際のプランジャ４４の動作を図５に示すよう
に非連続的なパルス的に樹脂を押し出すよう制御するこ
とで、樹脂を脈動させるようにして押し出すことができ
る。このように樹脂を脈動させるようにして充填する作
用は前述した超音波振動による作用と同様で、フィラー
入りの封止用樹脂を使用したような場合でもアンダーフ
ィル部へ確実に樹脂を充填することが可能となる。

【００３９】通常のトランスファモールド方法ではプラ
ンジャ４４は下位置から所定の高さ位置まで連続的に押
し上げられるのに対し、このようにパルス的にプランジ
ャ４４を動作させると、樹脂が強制的に脈動するからバ
ンプ１６等の障害物がある部位にも確実に樹脂が充填さ
れ、アンダーフィル部の間隔が非常に狭くなって樹脂が
充填しにくくなった場合でも確実な樹脂封止が可能とな
る。また、樹脂を脈動させて充填する場合は樹脂が流動
する際の速度が速くなるから、フィラーを加えた封止用
樹脂を使用した場合にフィラーと樹脂が分離することを
防止して均一にフィラーを分布させることができ、ま
た、大径フィラーと小径フィラーの分布も均一にするこ
とができるという利点もある。

【００４０】アンダーフィル部での樹脂の流れ速度を１
ｍｍ／秒とすると、プランジャ４４の上昇速度は５μｍ
／秒程度である。図５は１秒間で５段階程度プランジャ
４４をパルス的に上動させて５μｍ程度上昇させること
を示している。もちろん、プランジャ４４の制御内容は
適宜設定することができ、プランジャ４４の動作制御は
プランジャの駆動系、たとえばサーボモータ駆動による
プランジャ４４の場合にはサーボモータの駆動をあらか
じめ制御しておけばよい。

【００４１】なお、上記のようなプランジャ４４による
樹脂の充填操作を制御する方法は前述した超音波振動を
利用する方法と併用してもよいし、どちらか一方のみ使
用してもよい。また、プランジャ４４を上記のようにパ
ルス的に移動させる制御をする場合、ポット４２からゲ
ート端まで封止用樹脂１４を押し出すまでは通常のプラ
ンジャ４４による押し出し操作とし、ゲート端からアン
ダーフィル部に封止用樹脂１４を注入開始するときから
上記のような脈動動作をするようプランジャ４４を制御
してもよい。

【００４２】以上説明した樹脂封止装置により樹脂封止
して成る半導体装置は図１６に示すように半導体チップ
１２の側面に封止用樹脂１４が付着せず、半導体チップ
１２と基板１０との接合部にのみ封止用樹脂１４が充填
されたものである。半導体装置で半導体チップ１２と基
板１０との接合部以外も封止するものとしては半導体チ
ップ１２の側面に封止用樹脂１４がわずかにかかるよう
にしたものから、半導体チップ１２の側面の全周にわた
って全面的に封止用樹脂１４で封止したもの（図１８）
など種々のものがある。

【００４３】このように、半導体チップ１２の側面を封
止用樹脂１４で封止する製品を上記実施形態のような樹
脂封止装置を用いて樹脂封止すると、アンダーフィル部
よりも半導体チップ１２の側面部分に先に樹脂が流れて
しまい、アンダーフィル部を含めて半導体装置全体を的
確に樹脂封止することができない。以下の実施形態で
は、このように半導体チップ１２の側面部分も封止用樹
脂１４で樹脂封止して成る製品を樹脂封止する場合につ
いて説明する。

【００４４】図６は図１２に示すような半導体装置を製
造する樹脂封止装置でのモールド金型の構成を示す断面
図である。本実施形態の樹脂封止装置は半導体チップ１
２の側面についても封止用樹脂で封止するためキャビテ
ィインサート６２に設けるキャビティ凹部６２ａの側面
に段差６２ｃを形成し、半導体チップ１２の４つの側面
の各々について側面封止部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６
３ｄを設けたことを特徴とする。

【００４５】なお、本実施形態のように半導体チップ１
２の周囲に側面封止部６３ａ〜６３ｄを設けて樹脂封止
する場合は、単にゲート７０を側面封止部６３ａに連通
させて樹脂を充填する方法では側面封止部６３ａ〜６３
ｄに先に樹脂が充填されてしまい、半導体チップ１２と
基板１０との隙間部分（アンダーフィル部）での樹脂の
充填が確実になされないことがあり得るという問題が生
じる。

【００４６】アンダーフィル部の間隔は０．１ｍｍ程度
しかなく、単に側面封止部６３ａにゲート７０を接続し
ただけでは、より樹脂が流れやすい半導体チップ１２の
周囲の側面封止部６３ａ〜６３ｄから先に樹脂が充填さ
れ、アンダーフィル部への充填が最後になるからであ
る。したがって、アンダーフィル部へも確実に封止用樹
脂が充填されるようにするため、本実施形態の樹脂モー
ルド装置では図７に示すように、ゲート７０が接続する
辺に隣接する半導体チップ１２の２つの側面を封止する
サイドブロック１００ａ、１００ｂを設けて樹脂封止す
るようにしている。

【００４７】図７は上型２６をパーティング面側から見
た状態を示す。ポット４２から被成形品側に向けてゲー
ト７０が配置され、ゲート７０の端部が側面封止部６３
ａに接続する。サイドブロック１００ａ、１００ｂは半
導体チップ１２の辺部分を全長にわたって閉止するか
ら、ゲート７０から圧送される封止用樹脂１４は強制的
に半導体チップ１２と基板１０との隙間部分に注入され
る。

【００４８】図８にゲート７０方向から見たモールド金
型でのサイドブロック１００ａ、１００ｂの配置及び支
持構造を示す。図で中心線ＣＬの左半部は半導体チップ
１２の側面をサイドブロック１００ｂで閉止して半導体
チップ１２と基板１０との隙間部分に封止用樹脂１４を
充填している状態を示し、中心線ＣＬの右半部は側面封
止部６３ｃに封止用樹脂１４を注入して半導体チップ１
２の側面を封止用樹脂１４によって封止している状態を
示す。

【００４９】サイドブロック１００ａ、１００ｂは可動
プレート１０２に支持されており、エアシリンダ等の駆
動機構により可動プレート１０２が上下動することによ
ってサイドブロック１００ａ、１００ｂが上下動する。
樹脂封止操作では、まず下型２８に被成形品４０をセッ
トし、リリースフィルム２０を介して被成形品４０をク
ランプする際に半導体チップ１２の両側のサイドブロッ
ク１００ａ、１００ｂを下げてアンダーフィル部の両側
部分を閉止し、この状態でゲート７０から封止用樹脂を
注入する。

【００５０】図９(a) はサイドブロック１００ａ、１０
０ｂで半導体チップ１２の側面を閉止した状態で封止用
樹脂１４を充填している状態を示す。前方の側面封止部
６３ａを充填した封止用樹脂１４は半導体チップ１２と
基板１０との隙間部分を通過し、後方の側面封止部６３
ｂを充填する。図７に示すように、上型２６のパーティ
ング面にエアベント部１０４を設けておくことにより、
後方の側面封止部６３ｂを充填した封止用樹脂１４はエ
アベント部１０４から側面封止部６３ａ、６３ｂとアン
ダーフィル部の残留エアを排出することができ、ボイド
をなくしてアンダーフィルすることができる。

【００５１】アンダーフィル部への樹脂の充填が完了し
たところで下位置に下げておいたサイドブロック１００
ａ、１００ｂを上昇させ、ゲート７０から側面封止部６
３ｃ、６３ｄに封止用樹脂１４を注入させる。図９(b)
に側面封止部６３ｃ、６３ｄに封止用樹脂１４が充填さ
れる様子を示す。このように、サイドブロック１００
ａ、１００ｂを有する樹脂封止装置を用いることによ
り、半導体チップ１２と基板１０との隙間部分と半導体
チップ１２の側面を封止用樹脂１４により樹脂封止した
半導体装置を得ることができる。

【００５２】上記の樹脂封止装置は、ゲート７０からキ
ャビティ等に樹脂を充填する際に被成形品の部位によっ
て樹脂が充填されやすい部分と樹脂が充填されにくい部
分がある場合、樹脂が充填される部位での樹脂の流れを
制御することにより全体として的確な樹脂封止を行える
ようにしたものである。このような樹脂封止方法は被成
形品で樹脂の流れ性の良い部分と流れ性の悪い部分があ
る場合に確実に樹脂封止する方法の一例である。

【００５３】なお、上記の樹脂封止装置においても前述
したように、封止用樹脂１４を充填する際に超音波振動
を加えたりプランジャ４４をパルス的に作動させたりす
ることによって封止用樹脂１４に脈動を加えて樹脂封止
することができる。図６に示すモールド金型はカルイン
サート６０を型開閉方向に可動に設け、弾発スプリング
６１によって端面がパーティング面から突出するように
支持した例である。このモールド金型ではアンダーフィ
ル用の樹脂タブレット８０をポット４２に供給して型締
めすると、弾発スプリング６１の弾発力に抗してカルイ
ンサート６０が押し上げられ（図６で示す状態）、樹脂
タブレット８０が溶融するとともに弾発スプリング６１
の弾発力によってカルインサート６０が押し下げられて
アンダーフィル部への樹脂の充填が完了する。樹脂封止
の際における成形圧力は弾発スプリング６１の付勢力に
よるが、下型に設けたプランジャ４４は樹脂量を調節す
る機能、圧力を調整する機能を有している。弾発スプリ
ング６１のスプリングは５ｋｇ程度、プランジャ４４の
プランジャ圧は３０ｋｇでよく、この程度に設定してお
けば樹脂タブレットを溶融しながら注入することができ
る。

【００５４】なお、より速く樹脂を注入したい場合に
は、たとえば、カルインサート６０とプランジャ４４と
で樹脂タブレット８０をクランプした後、プランジャ４
４を上昇させて溶融樹脂を送り出し、アンダーフィル部
に樹脂が満たされる直前でプランジャ４４の移動を停止
させ、その状態でカルインサート６０の付勢力によりア
ンダーフィル部を充填する方法がある。この方法の場合
は、サージングを防止し、フラッシュを小さくすること
ができるという利点がある。

【００５５】カルインサート６０が押し下げられたとこ
ろで、ちょうどゲート端まで封止用樹脂１４が押し出さ
れるように設定しておき、アンダーフィル部と側面封止
部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄに封止用樹脂１４を
充填する際にプランジャ４４を前述したようにパルス的
に作動させることにより封止用樹脂１４に脈動を加える
ようにして樹脂封止することができる。この樹脂封止方
法はいわばプランジャ４４を速度制御して樹脂封止する
方法に相当する。

【００５６】なお、上記各実施例ではいずれも半導体チ
ップ１２を上型側とし基板１０を下型側としたが、必ず
そも半導体チップ１２を上型側にしなければならないも
のではなく、半導体チップ１２を下型側として樹脂封止
することも可能である。また、上記実施形態ではポット
４２を下型２８に配置しているが、ポット４２を上型２
６に設置する構成とすることも可能である。

【００５７】

【発明の効果】本発明に係る半導体装置の樹脂封止方法
及び樹脂封止装置によれば、リリースフィルムにより被
成形品のアンダーフィル部の周囲を閉止し、トランスフ
ァモールド方法によってアンダーフィル部に封止用樹脂
を充填する構成としたことにより、半導体チップを基板
に接合した接合部を樹脂の未充填を生じさせたりボイド
を発生させたりすることなく確実に封止用樹脂を充填し
て封止することができる。また、トランスファモールド
方法によって樹脂封止することからアンダーフィル部の
間隔がきわめて狭い製品の場合や、フィラーを入れた封
止用樹脂を使用して樹脂封止する場合でも確実な樹脂封
止が可能となり、品質のばらつきをなくして信頼性の高
い樹脂封止ができるとともに、効率的な樹脂封止が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂封止装置のモールド金型の構成を示す断面
図である。

【図２】アンダーフィル部に樹脂を充填する状態を示す
説明図である。

【図３】アンダーフィル部の周囲を閉止する金型の構成
を示す説明図である。

【図４】アンダーフィル部の周囲を閉止する金型の他の
構成を示す説明図である。

【図５】樹脂の充填を制御するプランジャの動作を示す
グラフである。

【図６】側面封止部を設けて樹脂封止する方法を示す説
明図である。

【図７】サイドブロックを設けた上型をパーティング面
側から見た説明図である。

【図８】金型でのサイドブロックの支持構造をゲート側
から見た断面図である。

【図９】サイドブロックを用いてアンダーフィルする方
法を示す説明図である。

【図１０】アンダーフィルにより封止した半導体装置の
構成を示す断面図である。

【図１１】半導体チップと基板との隙間部分に封止用樹
脂を充填する従来方法を示す説明図である。

【図１２】アンダーフィルにより封止した半導体装置の
他の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 基板 １２ 半導体チップ １４ 封止用樹脂 １６ バンプ ２０ リリースフィルム ２６ 上型 ２８ 下型 ２８ａ 下型ブロック ４０ 被成形品 ４２ ポット ４４ プランジャ ５０ 金型ランナー ６０ カルインサート ６１ 弾発スプリング ６２ キャビティインサート ６２ａ キャビティ凹部 ６２ｂ キャビティインサート ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ 側面封止部 ６６ エア流路 ６８ 超音波振動部 ７０ ゲート ８０ 樹脂タブレット ９０ 弾性体 ９２ エア流路 ９４ 金属押接部 １００ａ、１００ｂ サイドブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 文夫 長野県埴科郡戸倉町大字上徳間90番地 アピックヤマダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−74194（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−334106（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/56

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に半導体チップを搭載した被成形品
   のアンダーフィル部に封止用樹脂を圧送して前記半導体
   チップと基板との接合部を封止する半導体装置の樹脂封
   止方法であって、 前記被成形品を金型によりクランプする際に、前記アン
   ダーフィル部の周囲をアンダーフィル部に通じるゲート
   が接続する部位を除いてリリースフィルムにより閉止
   し、 リリースフィルムによりアンダーフィル部の周囲を閉止
   した状態で、前記アンダーフィル部に封止用樹脂を圧送
   して前記接合部を封止することを特徴とする半導体装置
   の樹脂封止方法。
2. 【請求項２】 前記アンダーフィル部を前記リリースフ
   ィルムにより閉止する際に、前記半導体チップの側面に
   リリースフィルムを押接して、アンダーフィル部の内部
   にのみ前記封止用樹脂を充填することを特徴とする請求
   項１記載の半導体装置の樹脂封止方法。
3. 【請求項３】 前記アンダーフィル部をリリースフィル
   ムにより閉止する際に、被成形品をクランプするクラン
   プ力によって弾性変形する弾性体を介して前記リリース
   フィルムを半導体チップの側面に押接することを特徴と
   する請求項１または２記載の半導体装置の樹脂封止方
   法。
4. 【請求項４】 前記アンダーフィル部を前記リリースフ
   ィルムにより閉止する際に、前記半導体チップの側面と
   リリースフィルムとの間に設けられた側面封止部及び前
   記アンダーフィル部に前記封止用樹脂を充填することを
   特徴とする請求項１記載の半導体装置の樹脂封止方法。
5. 【請求項５】 前記アンダーフィル部に前記封止用樹脂
   を充填する際に、前記ゲートが接続する前記半導体チッ
   プの一方の側面とこれに平行な他方の側面を除いた２つ
   の側面を閉止して樹脂封止することを特徴とする請求項
   ４記載の半導体装置の樹脂封止方法。
6. 【請求項６】 前記アンダーフィル部に前記封止用樹脂
   を充填する際に、該封止用樹脂に脈動を作用させて充填
   することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記
   載の半導体装置の樹脂封止方法。
7. 【請求項７】 基板に半導体チップを搭載した被成形品
   を上型と下型でクランプし、前記被成形品のアンダーフ
   ィル部に封止用樹脂を圧送して充填することにより前記
   半導体チップと基板との接合部を封止する半導体装置の
   樹脂封止装置であって、 前記上型と下型の一方に、前記半導体チップを収容し、
   リリースフィルムを介して前記半導体チップの背面及び
   側面を前記アンダーフィル部に通じるゲートの端部を除
   いて閉止するキャビティ凹部を設けたことを特徴とする
   樹脂封止装置。
8. 【請求項８】 前記キャビティ凹部の側面に、被成形品
   をクランプする際のクランプ力により弾性変形して前記
   半導体チップの側面に前記リリースフィルムを押接する
   弾性体を設けたことを特徴とする請求項７記載の樹脂封
   止装置。
9. 【請求項９】 前記アンダーフィル部に封止用樹脂を圧
   送する際に封止用樹脂を脈動させる脈動手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項７または８記載の樹脂封止装置。