JP2001176902A

JP2001176902A - 樹脂封止方法

Info

Publication number: JP2001176902A
Application number: JP35777999A
Authority: JP
Inventors: Fumio Miyajima; 文夫宮島
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置の接続端子接合面を樹脂封止する
封止樹脂の無駄がなくしかも成形品質を向上させた樹脂
封止方法を提供する。【解決手段】はんだボール２が接合された被成形品１
を、該はんだボール接合面をクランプする金型面がリリ
ースフィルム１０により覆われたモールド金型５へ搬入
し、被成形品１にはんだボール接合面を封止する分量の
半硬化性を有する封止樹脂１１を供給し、モールド金型
５により被成形品１をクランプして加熱することによ
り、はんだボール２の頭部を露出させると共にはんだボ
ール接合面側を半硬化状態で樹脂封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は接続端子が接合され
た半導体ウエハ、回路基板などの被成形品の接続端子接
合面側を該接続端子の接続側の頭部が露出するように樹
脂封止する樹脂封止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの表面に配線層が形成され
たウエハレベルの半導体装置が提案されている。このウ
エハ状の半導体装置を製造する場合には、半導体ウエハ
に接続端子であるメタルポスト、はんだボールを接合し
た後、該接続端子接合面に封止樹脂を供給して圧縮成形
により樹脂封止している。この接続端子接合面を樹脂封
止するのは、接続端子の頭部を確実に露出させることが
難しく、封止樹脂の流れ性が悪い上に樹脂圧がばらつ
き、しかも加熱しながら狭い隙間を縫うように封止樹脂
が流れるため途中で硬化し易いため、成形品の樹脂厚が
不均一になり易かった。特に接続端子がはんだボールの
場合、露出させる頭部が曲面でありメタルポストに比べ
て高さが低く高さがばらつき易く、ボールピッチも狭い
ため、頭部を確実に露出させて均一に樹脂封止すること
が困難であった。

【０００３】そこで、はんだボールを接続端子とする場
合に、半導体ウエハのはんだボール接合面に半硬化性を
有する液状樹脂を垂らして、スピンコートによって液状
樹脂を半導体ウエハの周縁部まで被覆した後、半導体ウ
エハを加熱することにより、はんだボール接合面の封止
樹脂をはんだボールの頭部を露出したまま半硬化させる
方法が提案されている。樹脂封止後、半導体ウエハをダ
イシングにより個々の半導体装置に分離した後、実装基
板に接合して加熱加圧することにより、半硬化状態の封
止樹脂を溶かしながらボイドを逃がして実装基板面に密
着して硬化させ、はんだボールを実装基板側端子部に接
合することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被成形
品としてウエハレベルの半導体装置を樹脂封止する場合
には、半硬化性の液状樹脂をはんだボール接合面に垂ら
してスピンコートするのは、半導体ウエハから液状樹脂
が溢れ出て、無駄になる樹脂が大量（約８０％程度）に
発生し易く、成形品の歩留まりが著しく低下するため、
製造コストが増加する。また、液状樹脂を垂らしてスピ
ンコートしているため、液状樹脂には本来的にボイドが
混入しており、樹脂が流れる際に樹脂密度が部分的低下
して新たにボイドが発生し易く、また樹脂厚のばらつき
に伴いはんだボールの露出部分にばらつきが生じ易く、
成形品質が低下し易い。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、半導体装置の接続端子接合面を樹脂封止する封止
樹脂の無駄がなくしかも成形品質を向上させた樹脂封止
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。即ち、接続端子が接合
された被成形品を、該接続端子接合面をクランプする金
型面がリリースフィルムにより覆われたモールド金型へ
搬入し、被成形品に接続端子接合面を封止する分量の半
硬化性を有する封止樹脂を供給し、モールド金型により
被成形品をクランプして加熱することにより、接続端子
の頭部を露出させると共に接続端子接合面側を半硬化状
態で樹脂封止することを特徴とする。この場合、被成形
品には、接続端子が接合された接続端子接合面の周縁部
に該接続端子の高さと同程度の樹脂止め部が形成されて
いても良い。

【０００７】また、モールド金型のキャビティ凹部を含
む金型面をリリースフィルムにより覆い、キャビティ凹
部に被成形品を収容し、該被成形品の接続端子接合面に
該接続端子接合面を封止する分量の半硬化性を有する封
止樹脂を供給し、モールド金型により被成形品をクラン
プして加熱することにより、接続端子の頭部を露出させ
ると共に該接続端子間を半硬化状態で樹脂封止すること
を特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について添付図面と共に詳述する。なお、本実施例で
は、半導体ウエハの表面に配線層が形成され該配線層に
電気的に接続するはんだボール、メタルポストなどの接
続端子が形成されたウエハレベルの半導体装置を製造す
る樹脂封止方法について説明する。図１は樹脂封止プロ
セスの一例を示す説明図、図２は樹脂封止された半導体
ウエハから半導体装置の基板実装プロセスまでを示す説
明図、図３は図１の他例に係る装置構成を用いた樹脂封
止プロセスを示す説明図、図４は他例に係る樹脂封止プ
ロセスを示す説明図、図５は回路基板のはんだボール接
合面側から見た平面図である。

【０００９】図１において、先ず半導体ウエハの樹脂封
止方法をその装置構成と共に説明する。１は被成形品で
あり、直径φ２００〜３００ｍｍ程度の半導体ウエハ上
に配線層が形成され該配線層の一部に接続端子としては
んだボール２が接合されている。この被成形品１は上型
３及び下型４よりなるモールド金型５に搬入されてクラ
ンプされる。上型３ははんだボール接合面をクランプす
るため、クランプ圧が過剰に加わらないようにスプリン
グ６により上型ベース７より吊り下げられている。上型
３及び下型４にはヒータ８、９が内臓されている。

【００１０】１０はリリースフィルムであり、上型３が
じかに封止樹脂１１に接触しないよう、該上型３のパー
ティング面を覆っている。リリースフィルム１０は、モ
ールド金型５の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するも
ので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟
性、伸展性を有するフィルム材、例えば、ＰＴＦＥ、Ｅ
ＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸ガラスクロス、ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられ
る。リリースフィルム１０は、上型３のパーティング面
に形成された吸着穴よりエアーを吸引することで、上型
３に密着して張設される。リリースフィルム１０は、長
尺状のものをリリースフィルム供給機構（図示せず）に
より連続してモールド金型へ供給するようになっていて
も、或いは予め短冊状に切断されたものを用いても良
い。尚、長尺状のリリースフィルム１０を用いる場合に
は、リリースフィルム供給機構も上型３の開閉動作に伴
って上下動する必要がある。

【００１１】尚、封止樹脂１１としては加熱により半硬
化性を有する樹脂が好適に用いられる。この封止樹脂１
１は固形の樹脂タブレットであっても、顆粒状樹脂や粉
末状樹脂、或いは液体状樹脂であっても良い。また、被
成形品１は半導体ウエハの電極端子に直接電気的に接続
するようメタルポストが立設されていても良い。この場
合、半導体ウエハの周縁部或いは外周面側に樹脂止め部
を設けても良い。

【００１２】次に、樹脂封止プロセスについて説明す
る。はんだボール２が接合された被成形品１のはんだボ
ール接合面の周縁部には樹脂止め部１２がはんだボール
２の高さと同程度の高さに形成されている。この樹脂止
め部１２は、モールド金型５により樹脂封止する際に、
半導体ウエハの周縁部に広がった封止樹脂１１をせき止
めて溢れ出るのを防止し、該封止樹脂１１に所要の樹脂
圧を与えて均一に押し広げるため設けられている。樹脂
止め部１２は、予め半導体ウエハの周縁部にポッティン
グにより熱硬化性樹脂を垂らして形成してもよく、ある
いはポリイミドやエラストマー等の樹脂材を貼り付けて
形成しても良い。また、樹脂止め部１２は、半導体ウエ
ハをダイシングする際に除去される部位に形成されてい
るので、成形品の品質に及ぼす影響はほとんどない。

【００１３】この被成形品１を、上型３のパーティング
面をリリースフィルム１０により覆われたモールド金型
５へ搬入する。そして、被成形品１のはんだボール接合
面に半硬化性を有する封止樹脂１１を供給してモールド
金型５により被成形品１をクランプする。このとき、封
止樹脂１１は、ヒータ８、９により加熱されながらモー
ルド金型５にクランプされるので、半導体ウエハの周縁
部まで均一な樹脂圧が加わって均一に広がる。また、封
止樹脂１１は周縁部で樹脂止め部１２によりせき止めら
れるので、該封止樹脂１１がモールド金型５より溢れ出
ることはない。また、はんだボール２の頭部は、リリー
スフィルム１０により定量的に覆われているので、該頭
部を確実に露出させることができる。このモールド金型
５による加熱加圧により、半導体ウエハのはんだボール
接合面を、はんだボール２の頭部を露出させて、封止樹
脂１１を半硬化状態にする。

【００１４】次に、図２において、半導体ウエハ１３を
ダイシングソー３０により切断して、個々の半導体装置
１４が得られる。この半導体装置１４を、実装装置１５
に搬入して実装基板１６上へアライメントとして基板実
装する。このとき、半導体装置１４は、実装装置１５に
より加熱加圧されて、半硬化状態の封止樹脂１１を溶か
しながらボイドを逃がして実装基板１６へ密着して硬化
させ、はんだボール２を実装基板１６側の端子部に接合
することができる。これによって、半導体装置１４のは
んだボール接合面の樹脂封止が隙間なく確実に行える上
に、樹脂封止（アンダーフィルモールド）と基板実装と
が同時に行える。

【００１５】上記樹脂封止方法によれば、はんだボール
２が接合された被成形品１を、該はんだボール接合面を
クランプする金型面がリリースフィルム１０により覆わ
れたモールド金型５へ搬入し、被成形品１にはんだボー
ル接合面を封止する分量の半硬化性を有する封止樹脂１
１を供給し、モールド金型５により被成形品１をクラン
プして加熱することにより、封止樹脂１１を無駄なく利
用して半硬化状態で樹脂封止できるので、成形品の歩留
まりが向上し、製造コストも減少する。特に、被成形品
１に、はんだボール２が接合されたはんだボール接合面
の周縁部に該はんだボール２の高さと同程度の樹脂止め
部１２が形成されている場合には、被成形品１の周縁部
に広がった封止樹脂１１をせき止めて溢れ出るのを防止
し、該封止樹脂１１に所要の樹脂圧を与えて均一に押し
広げることができ、しかもモールド金型５の構成を簡素
化することができる。また、リリースフィルム１０を張
設されたモールド金型５によってクランプして樹脂封止
するので、高さがばらつき易くボール間ピッチが狭ピッ
チ化し易いはんだボール接合面をはんだボール２の頭部
を確実に露出させて樹脂封止することができる。また、
半硬化性の封止樹脂１１はモールド金型５により加熱加
圧されて半硬化しているので、封止樹脂１１にボイドが
発生するおそれはなく、樹脂厚のばらつきは少ないので
成形品質を向上させることができる。尚、本実施例は、
被成形品１として、半導体ウエハを用いて説明したが、
配線層が形成され、はんだボールが接合された回路基板
等を用いて同様に樹脂封止することも可能である。

【００１６】上記実施例は、被成形品１のはんだボール
接合面を上向きにしてモールド金型５に搭載してクラン
プする装置構成を用いて説明したが、図３に示すよう
に、被成形品１をはんだボール接合面が下向きになるよ
うにモールド金型５に搭載する装置構成であっても良
い。

【００１７】具体的には、モールド金型５のうち下型４
はリリースフィルム１０により覆われている。被成形品
１のはんだボール接合面の周縁部には樹脂止め部１２が
はんだボール２の高さと同程度の高さに形成されてい
る。樹脂封止プロセスについて説明すると、先ずリリー
スフィルム１０に覆われた下型４に半硬化性を有する封
止樹脂１１を供給し、次いで被成形品１がはんだボール
接合面を下向きにして上型３に設けられた真空吸引機構
などによりパーティング面に吸着保持される。そして、
モールド金型５により被成形品１をクランプして加熱加
圧する。このとき、封止樹脂１１は、ヒータ８、９によ
り加熱されながらモールド金型５にクランプされるの
で、半導体ウエハの周縁部まで均一な樹脂圧が加わって
均一に広がる。また、封止樹脂１１は周縁部で樹脂止め
部１２によりせき止められるので、該封止樹脂１１がモ
ールド金型５より溢れ出ることはない。また、はんだボ
ール２の頭部は、リリースフィルム１０により定量的に
覆われているので、該頭部を確実に露出させることがで
きる。

【００１８】次に、他の樹脂封止方法について、樹脂封
止装置の構成と共に説明する。尚、上記実施例と同一部
材には同一番号を付して説明を援用する。本実施例は、
被成形品１として、図４に示すように配線層が形成され
た回路基板１７にはんだボール２が接合されたものを樹
脂封止する方法について説明する。

【００１９】図３において、この被成形品１は上型１８
及び下型１９よりなるモールド金型２０に搬入されてク
ランプされる。下型１９には被成形品１を収容するキャ
ビティ凹部２１が形成されている。このキャビティ凹部
２１は、下型ベース２２の周囲に可動クランプ部２３が
スプリング２４により上方へ付勢されてフローティング
支持されて形成されている。可動クランプ部２３は、モ
ールド金型２０をクランプした際に、上型１８により押
し下げられて、クランプ圧が過剰に加わらないようにな
っている。可動クランプ部２３のクランプ面側には、キ
ャビティ凹部２１内のエアーを外部へ逃がすためのエア
ーベント溝（図示せず）が形成されているのが好まし
い。また、上型１８及び下型１９にはヒータ２５、２６
が内臓されている。

【００２０】また、上型１８のパーティング面及び下型
１９のキャビティ凹部２１を含むパーティング面はリリ
ースフィルム１０により各々覆われており、モールド金
型２０がじかに封止樹脂１１に接触しないようになって
いる。リリースフィルム１０は、モールド金型２０のパ
ーティング面に形成された吸着穴よりエアーを吸引する
ことで、金型面に密着して張設される。尚、キャビティ
凹部２１においては、下型ベース２２と可動クランプ部
２３との隙間２７を利用してエアーを吸引することで、
キャビティ凹部２１に密着して張設するのが好ましい。
リリースフィルム１０は、長尺状のものをリリースフィ
ルム供給機構（図示せず）により連続してモールド金型
へ供給するようになっていても、或いは予め短冊状に切
断されたものを用いても良い。尚、長尺状のリリースフ
ィルム１０を用いる場合には、可動側、例えば上型側の
リリースフィルム供給機構も上型１８の開閉動作に伴っ
て上下動する必要がある。

【００２１】次に、樹脂封止プロセスについて説明す
る。はんだボール２が接合された被成形品１を、モール
ド金型２０のパーティング面をリリースフィルム１０に
より覆われたキャビティ凹部２１へ搬入する。そして、
被成形品１のはんだボール接合面に該はんだボール接合
面を封止する分量の半硬化性を有する封止樹脂１１を供
給してモールド金型２０により被成形品１をクランプす
る。このとき、封止樹脂１１は、ヒータ２５、２６によ
り加熱されながらモールド金型２０にクランプされるの
で、回路基板１７の周縁部まで均一な樹脂圧が加わって
均一に広がる。また、封止樹脂１１は周縁部で可動クラ
ンプ部２３によりせき止められるので、該封止樹脂１１
がモールド金型２０より溢れ出ることはない。また、は
んだボール２の頭部は、リリースフィルム１０により定
量的に覆われているので、該頭部を確実に露出させるこ
とができる。このモールド金型２０による加熱加圧によ
り、回路基板１７のはんだボール接合面を、はんだボー
ル２の頭部を露出させて、封止樹脂１１を半硬化状態に
する。

【００２２】次に、図２と同様にして、回路基板１７を
ダイシングソー３０により切断して、半導体装置を個々
に分離した後、実装装置１５に搬入して実装基板１６上
へアライメントとして基板実装する。このとき、半導体
装置は、実装装置１５により加熱加圧されて、半硬化状
態の封止樹脂１１を溶かしながらボイドを逃がして実装
基板１６へ密着して硬化させ、はんだボール２を実装基
板１６側の端子部に接合することができる。これによっ
て、半導体装置のはんだボール接合面の樹脂封止が隙間
なく確実に行える上に、樹脂封止（アンダーフィルモー
ルド）と基板実装とが同時に行える。

【００２３】上記樹脂封止方法によれば、はんだボール
２が接合された被成形品１をキャビティ凹部２１へ収容
して、はんだボール接合面を封止する分量の半硬化性を
有する封止樹脂１１を供給して、リリースフィルム１０
を張設されたモールド金型２０によってクランプして加
熱することにより、封止樹脂１１を無駄なく利用して半
硬化状態で樹脂封止できるので、成形品の歩留まりが向
上し、製造コストも減少する。また、リリースフィルム
１０を張設されたモールド金型２０によってクランプし
て樹脂封止するので、高さがばらつき易くボール間ピッ
チが狭ピッチ化し易いはんだボール接合面をはんだボー
ル２の頭部を確実に露出させて樹脂封止することができ
る。また、半硬化性を有する封止樹脂１１はモールド金
型２０により加熱加圧されて半硬化しているので、封止
樹脂１１にボイドが発生するおそれはなく、樹脂厚のば
らつきは少ないので成形品質を向上させることができ
る。尚、本実施例は、被成形品１として、回路基板１７
を用いて説明したが、配線層が形成され、はんだボール
が接合された半導体ウエハ等を用いて同様に樹脂封止す
ることも可能である。

【００２４】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べて来たが、本発明は上述の実施例に限定されるので
はなく、被成形品１としては半導体ウエハ１３や回路基
板１７に限らず、例えばＩＣチップが接合された配線基
板等であっても良い。また、被成形品１として用いられ
る基板は樹脂基板やテープ基板など様々なものが適用で
き、或いは基板にヒートシンクとなる金属板が積層され
ていても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの
改変を施し得るのはもちろんである。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る樹脂封止方法を用いると、
接続端子が接合された被成形品に、接続端子接合面を封
止する分量の半硬化性を有する封止樹脂を供給して、ク
ランプ面がリリースフィルムにより覆われたモールド金
型によってクランプして加熱加圧することにより、封止
樹脂を無駄なく利用して半硬化状態で樹脂封止できるの
で、成形品の歩留まりが向上し、製造コストも減少す
る。また、リリースフィルムを張設されたモールド金型
によってクランプして樹脂封止するので、高さがばらつ
き易く端子間ピッチが狭い（特にはんだボールの場合）
接続端子接合面を接続端子の頭部を確実に露出させて樹
脂封止することができる。また、半硬化性を有する封止
樹脂はモールド金型により加熱加圧されて半硬化してい
るので、封止樹脂にボイドが発生するおそれはなく、樹
脂厚のばらつきは少ないので成形品質を向上させること
ができる。また、被成形品に、接続端子が接合された接
続端子接合面の周縁部に該接続端子の高さと同程度の樹
脂止め部が形成されている場合には、被成形品の周縁部
に広がった封止樹脂をせき止めて溢れ出るのを防止し、
該封止樹脂に所要の樹脂圧を与えて均一に押し広げるこ
とができ、しかもモールド金型の構成も簡素化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂封止プロセスの一例を示す説明図である。

【図２】樹脂封止された半導体ウエハから半導体装置の
基板実装プロセスまでを示す説明図である。

【図３】図１の他例に係る装置構成を用いた樹脂封止プ
ロセスを示す説明図である。

【図４】他例に係る樹脂封止プロセスを示す説明図であ
る。

【図５】回路基板のはんだボール接合面側から見た平面
図である。

【符号の説明】

１被成形品２はんだボール３、１８上型４、１９下型５、２０モールド金型６、２４スプリング７上型ベース８、９、２５、２６ヒータ１０リリースフィルム１１封止樹脂１２樹脂止め部１３半導体ウエハ１４半導体装置１５実装装置１６実装基板１７回路基板２１キャビティ凹部２２下型ベース２３可動クランプ部２７隙間３０ダイシングソー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｈ０１Ｌ 23/12 ＬＦターム(参考） 4F202 AD08 AD19 AH33 CA09 CB01 CB12 CK41 CK75 CM72 CP01 CQ06 4F204 AD08 AD19 AH33 FA01 FB01 FB17 FN12 FQ38 5F061 AA01 BA03 BA07 CA21 CB02 DA01 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接続端子が接合された被成形品を、該接
続端子接合面をクランプする金型面がリリースフィルム
により覆われたモールド金型へ搬入し、前記被成形品に
前記接続端子接合面を封止する分量の半硬化性を有する
封止樹脂を供給し、前記モールド金型により前記被成形
品をクランプして加熱することにより、前記接続端子の
頭部を露出させると共に接続端子接合面側を半硬化状態
で樹脂封止することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項２】前記被成形品には、接続端子が接合され
た接続端子接合面の周縁部に該接続端子の高さと同程度
の樹脂止め部が形成されていることを特徴とする請求項
１記載の樹脂封止方法。
【請求項３】前記被成形品は接続端子接合面に前記接
続端子としてはんだボールが接合されていることを特徴
とする請求項１又は２記載の樹脂封止方法。
【請求項４】モールド金型のキャビティ凹部を含む金
型面をリリースフィルムにより覆い、前記キャビティ凹
部に被成形品を収容し、該被成形品の接続端子接合面に
該接続端子接合面を封止する分量の半硬化性を有する封
止樹脂を供給し、前記モールド金型により前記被成形品
をクランプして加熱することにより、前記接続端子の頭
部を露出させると共に該接続端子間を半硬化状態で樹脂
封止することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項５】前記被成形品は接続端子接合面に前記接
続端子としてはんだボールが接合されていることを特徴
とする請求項４記載の樹脂封止方法。