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JP3918566B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板上に面実装される半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プリント基板上に半導体チップを搭載し、これをトランスファー樹脂モールドによりパッケージする技術が多く行われている。また、樹脂モールド時の樹脂漏れを防止する方法も公開されている。
【0003】
図5に示すように、特開2001−148506には、以下の製造方法が開示されている。
【0004】
この方法は、基板80の表面に、発光素子81および受光素子82の組を各組ごとに区画化して搭載するためのチップエリア83を設けるとともに、これらのチップエリア83に上記基板の厚み方向に貫通するスルーホール84を設けておき、各チップエリア83に搭載された発光素子81および受光素子82を封止する際には、基板80の表面に樹脂成形用の金型を用いて樹脂パッケージ85を形成する、赤外線データ通信モジュールの製造方法であって、基板80の表面に樹脂パッケージ85を形成する前、基板80の裏面にあってチップエリア83と対極する各箇所には、そのチップエリア83と同大のダミーエリア86を区画形成しておくことを特徴とするものである。
【0005】
ダミーエリアを設けることによって、基板の表面側に樹脂を充填したときに、スルーホールを通じて樹脂の一部が裏面へ廻り込むことを防止できるとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チップエリアは基板の表側の中央付近にあるため、ダミーエリアも基板の裏側の中央付近に形成され、基板の周辺部は、中央部より厚みが薄くなる。樹脂を充填するときに基板の裏側に当接する金型は、基板の中央部のダミーエリアに当接し、周辺部は浮いた状態になっている。この状態で表側の金型を基板に当接させ、圧力を加えて樹脂を注入すると、基板の周辺部が裏側に曲がってしまい、金型が当接する基板の表側から樹脂が漏れてしまうという問題が発生する。
【0007】
そこで本発明は、樹脂を充填するときに金型から樹脂が漏れることを防止して製品の品質を向上させる半導体装置及びその製造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】
本発明の半導体装置においては、プリント基板の裏面の複数の端子パターンの間に、当接ラインに沿ってダミーパターンを形成したものである。
【0009】
この発明によれば、樹脂を充填するときに金型から樹脂が漏れることを防止して製品の品質を向上させる半導体装置が得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、両面に必要な配線パターン及びレジストパターンを形成したプリント基板と、前記プリント基板の表面に搭載された半導体チップと、この半導体チップを覆って前記プリント基板に表側から当接し、内部に樹脂を充填する第1の金型及び前記プリント基板の裏側に当接する第2の金型を用いて形成された樹脂パッケージとを備えた半導体装置において、前記プリント基板の裏面の配線パターンは、前記第1の金型の当接ラインに対向する位置に形成された複数の端子パターンを備え、しかも前記複数の端子パターンの間には、前記当接ラインに沿って形成され、樹脂充填時の前記プリント基板の曲がりを防止するダミーパターンを有していることを特徴とする半導体装置としたものであり、端子パターンの間の隙間がダミーパターンによって塞がれるので、端子パターン及びダミーパターンが裏側の第2の金型に当接し、樹脂の充填を行うときに基板が裏側に曲がることがなくなり、樹脂が漏れることが防止されるという作用を有する。
【0011】
請求項2に記載の発明は、前記プリント基板の表面の、前記ダミーパターンに対向する位置に、前記プリント基板と前記第1の金型との間の隙間を埋める補助ダミーパターンを形成したことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置であり、表側の第1の金型とプリント基板との間の隙間を塞いで、樹脂漏れを確実に防止するという作用を有する。
【0012】
請求項3に記載の発明は、プリント基板の両面に必要な配線パターン及びレジストパターンを形成する工程と、前記プリント基板の表面に半導体チップを搭載し、電気的に接続する工程と、この半導体チップを覆って前記プリント基板に当接する第1の金型内に、樹脂を充填して固化させ、樹脂パッケージを形成する工程とを有する半導体装置の製造方法において、前記プリント基板に配線パターンを形成する工程では、前記プリント基板の裏面の、前記第1の金型の当接ラインに対向する位置に、複数の端子パターンを形成し、前記複数の端子パターンの間の隙間に、前記当接ラインに沿ってダミーパターンを形成し、前記樹脂パッケージを形成する工程では、前記端子パターン及び前記ダミーパターンで前記プリント基板の裏面を支持することを特徴とする半導体装置の製造方法であり、ダミーパターンの形成を、必要な配線パターンを形成する工程と同時に行うことができるという作用を有する。また、樹脂パッケージを形成するときにプリント基板の裏面を支持するので、通常の作業条件で基板の曲がりを防止して樹脂漏れが防止されるという作用を有する。
【0013】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図3を用いて説明する。
【0014】
(実施の形態1)
図1(A)は本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の平断面図、(B)は同半導体装置の側面図、図2は同半導体装置の底面図である。図1、図2においてプリント基板10の両面には、必要な配線パターン2及び斜線で示すレジストパターン3が形成されている。
【0015】
プリント基板10の表面には、3台の半導体装置1が一列に並んで形成されている。各半導体装置1は、ホトダイオードチップ4およびこれを駆動するICチップ5を搭載しており、このホトダイオードチップ4およびICチップ5は、所定の配線パターン2にワイヤ6によりボンディングされ、電気的に接続されている。
【0016】
プリント基板10の表側には、長手方向に沿った両側にそれぞれ少しの隙間をあけて、樹脂パッケージ7が、ホトダイオードチップ4およびICチップ5を覆うと共に台形状に形成されている。
【0017】
樹脂パッケージ7は、プリント基板10の長手方向に沿った両側に当接ライン8,9のそれぞれ外側に当接する第1の金型14(図3参照)内に、樹脂を充填して固化させることによって形成されている。
【0018】
なお、樹脂パッケージ7を形成するときには、プリント基板10の裏側には、図示しない平板状の第2の金型15(図3参照)が当接し、充填時の樹脂の圧力を受けている。
【0019】
図2に示すように、プリント基板10の裏面の、第1の金型14の当接ライン8,9に対向する位置には、複数の端子パターン11が形成されている。各端子パターン11は、3台の半導体装置1の四隅にそれぞれ配置されている。
【0020】
プリント基板10の長手方向に沿った両側にそれぞれ設けられた複数の端子パターン11の間の隙間には、当接ライン8,9に沿ってダミーパターン12,13がそれぞれ形成されている。
【0021】
図3(A)は半導体装置の部分拡大正面図、(B)は同半導体装置の側断面図である。
【0022】
ダミーパターン12,13の厚みは、端子パターン11の厚みとほぼ同じ30μm程度に形成されている。かかる構成によって、ダミーパターン12,13は、樹脂の充填時に、端子パターン11と共に第2の金型15に当接する。
【0023】
図3(B)に示すように、プリント基板10にはレジストパターン3が設けられているが、レジストは、固化するまでに基板の周辺部から側方に流れるため、プリント基板10の上面の周辺部の膜厚は10μm程度になり、中央部より厚みが薄くなっている。しかし、下面には、ダミーパターン12,13が形成されているので、レジストの膜厚が中央部と同程度となるように形成されている。レジストの膜厚が均一になるので、プリント基板10の平面状態を均一にして、製品の品質を安定させることができる。
【0024】
また、樹脂パッケージ7を形成するときには、第2の金型15でプリント基板10の裏面を押さえ、第1の金型14でプリント基板10の表面を押さえる。このとき、プリント基板10の裏面にはダミーパターン12,13が形成されているので、レジストパターン3の厚みと、少なくとも端子パターン11とダミーパターン12,13を第2の金型15に当接させることができる。
【0025】
第1の金型14は、プリント基板10の表側の当接ライン8,9の外側部分に当接した状態で、内部に樹脂を充填し、固化させるので、プリント基板10が変形すると、当接ライン8,9の外側に樹脂が漏れることになる。本実施の形態においては、ダミーパターン12,13が設けられているので、プリント基板10に加わる力を第2の金型15で確実に受けてプリント基板10の変形を防止することができ、樹脂漏れを防止することができる。
【0026】
次に、半導体装置の製造方法について説明する。
【0027】
(プリント基板形成工程)
エッチング等を用いて、プリント基板10の両面に必要な配線パターン2及びレジストパターン3を形成する。このとき、プリント基板10の裏面の、第1の金型14の当接ライン8,9に対向する位置に、複数の端子パターン11を形成し、複数の端子パターン11の間の隙間に、当接ライン8,9に沿ってダミーパターン12,13を形成する。
【0028】
ダミーパターン12,13は、配線パターン2及び端子パターン11と同時に形成することができるので、時間や手間を増加させずにプリント基板10を製造することができる。
【0029】
(チップ搭載工程)
プリント基板10の表面にホトダイオードチップ4およびICチップ5を搭載し、ワイヤボンディングを行い、プリント基板10とホトダイオードチップ4およびICチップ5とを電気的に接続する。
【0030】
(樹脂パッケージ形成工程)
端子パターン11及びダミーパターン12,13でプリント基板10の裏面を第2の金型15に当接させて支持し、プリント基板10上のホトダイオードチップ4およびICチップ5を覆ってプリント基板10に当接する第1の金型14内に、樹脂を充填して固化させ、樹脂パッケージ7を形成する。
【0031】
端子パターン11及びダミーパターン12,13でプリント基板10の裏面を第2の金型15に当接させて支持するので、製造装置と部品の精度を緩和すると共に型締め圧力を小さくして製品にかかる負担を減らし、また、プリント基板10の曲がり及び樹脂漏れを防止するので、長期間連続的に安定して製造を行うことができる。
【0032】
(実施の形態2)
図4に本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の部分拡大正面図を示す。半導体装置16は、前述した第1の実施の形態に係る半導体装置1のプリント基板10の表面の、ダミーパターン12,13に対向する位置に、補助ダミーパターン17を形成したものである。なお、他の部分の構成は同じであるので、同一部材には同一符号を付して説明は省略する。
【0033】
補助ダミーパターン17が表側の第1の金型14に当接するので、隙間をさらに小さくして樹脂漏れを確実に防止できる。
【0034】
本実施の形態では半導体チップの一例としてホトダイオードを用いて説明したが、ホトダイオードに限定されるものではなく、発光ダイオード等の他の半導体チップでもかまわない。
【0035】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、端子パターンの間の隙間に第1の金型の当接ラインに沿ってダミーパターンが形成されているので、端子パターン及びダミーパターンが裏側の第2の金型に当接し、樹脂の充填を行うときに基板が裏側に曲がることがなくなり、樹脂が漏れることが防止され、製品の品質を向上させることができる。
【0036】
また、補助ダミーパターンを形成すると、表側の第1の金型とプリント基板との間の隙間を塞いで、樹脂漏れを確実に防止して、製品の品質をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の平断面図
(B)は同半導体装置の側面図
【図2】同半導体装置の底面図
【図3】(A)は同半導体装置の部分拡大正面図
(B)は同半導体装置の側断面図
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の部分拡大正面図
【図5】従来例に係る赤外線データ通信モジュールの製造方法を示す説明図
【符号の説明】
1 半導体装置
2 配線パターン
3 レジストパターン
4 ホトダイオードチップ
5 ICチップ
6 ワイヤ
7 樹脂パッケージ
8,9 当接ライン
10 プリント基板
11 端子パターン
12,13 ダミーパターン
14 第1の金型
15 第2の金型
16 半導体装置
17 補助ダミーパターン

Claims (3)

  1. 両面に必要な配線パターン及びレジストパターンを形成したプリント基板と、前記プリント基板の表面に搭載された半導体チップと、この半導体チップを覆って前記プリント基板に表側から当接し、内部に樹脂を充填する第1の金型及び前記プリント基板の裏側に当接する第2の金型を用いて形成された樹脂パッケージとを備えた半導体装置において、
    前記プリント基板の裏面の配線パターンは、前記第1の金型の当接ラインに対向する位置に形成された複数の端子パターンを備え、
    しかも前記複数の端子パターンの間には、前記当接ラインに沿って形成され、樹脂充填時の前記プリント基板の曲がりを防止するダミーパターンを有していることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記プリント基板の表面の、前記ダミーパターンに対向する位置に、前記プリント基板と前記第1の金型との間の隙間を埋める補助ダミーパターンを形成したことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. プリント基板の両面に必要な配線パターン及びレジストパターンを形成する工程と、前記プリント基板の表面に半導体チップを搭載し、電気的に接続する工程と、この半導体チップを覆って前記プリント基板に当接する第1の金型内に、樹脂を充填して固化させ、樹脂パッケージを形成する工程とを有する半導体装置の製造方法において、
    前記プリント基板に配線パターンを形成する工程では、前記プリント基板の裏面の、前記第1の金型の当接ラインに対向する位置に、複数の端子パターンを形成し、前記複数の端子パターンの間の隙間に、前記当接ラインに沿ってダミーパターンを形成し、
    前記樹脂パッケージを形成する工程では、前記端子パターン及び前記ダミーパターンで前記プリント基板の裏面を支持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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