JP2014183140A

JP2014183140A - ダミーチップ、ダミー基板、ダミーフレーム、ダミーフレームの作製方法、樹脂流動性評価方法、及び樹脂モールド方法

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Publication number: JP2014183140A
Application number: JP2013055968A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kawaguchi; 誠川口; Masaaki Wakui; 正明涌井
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: JP6266888B2

Abstract

【課題】簡便、安価な方法で作製可能なダミーチップ、ダミー基板、ダミーフレーム及びダミーフレームの作製方法、並びにチップ下の封止樹脂の樹脂流動性を高精度に評価可能な樹脂流動性評価方法、及び樹脂モールド方法を提供すること。
【解決手段】半導体実装基板に実装される半導体チップを模したダミーチップであって、前記ダミーチップは、樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーチップ、ダミー基板、ダミーフレーム及びダミーフレームの作製方法、並びにそのダミーフレームを用いた封止樹脂の樹脂流動性評価方法及び樹脂モールド方法に関する。

半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う際には、使用される金型、及び、樹脂の材料や圧力などの諸条件を評価して調整する必要がある。

特許文献１では、半導体実装基板を模した平面状の金属板の上に半導体チップを模した凸部を模して搭載したダミーフレームを用いることで、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を評価している。

特開２０１２−１１４３０５号公報

特許文献１では、半導体チップを模した凸部が形成されたダミーフレームを、金属板から削り出し、若しくは金属板をエッチングで加工することで成形する。そのため、加工に時間がかかり、コストも増加してしまう。

また、近年、半導体とパッケージ基板との接続方式としてフリップチップ接続が用いられることが増加してきている。フリップチップ接続では、モールドアンダーフィルによるフリップチップパッケージのチップ下充填性が重要となる。しかしながら、特許文献１では、半導体チップを模した凸部が金属板と一体成形されているため、チップ下充填性について把握することができない。

このような課題を鑑みて、本発明は、簡便、安価な方法で作製可能なダミーチップ、ダミー基板、ダミーフレーム及びダミーフレームの作製方法、並びにチップ下の封止樹脂の樹脂流動性を高精度に評価可能な樹脂流動性評価方法、及び樹脂モールド方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面としてのダミーチップは、半導体実装基板に実装される半導体チップを模したダミーチップであって、前記ダミーチップは、樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としてのダミー基板は、半導体チップが実装される基板を模し、前記半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられるダミー基板であって、前記ダミー基板には、凹部又は貫通孔が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としてのダミー基板は、半導体チップが実装される基板を模し、前記半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられるダミー基板であって、前記ダミー基板は、透明材料で構成されていることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としてのダミーフレームは、半導体実装基板に実装したときの半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、半導体実装基板を模したダミー基板と、前記ダミー基板に配置された前記半導体チップを模したダミーチップと、を有し、前記ダミーチップは、前記ダミー基板から取り外し可能であることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としてのダミーフレームの作製方法は、半導体実装基板に実装したときの半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームの作製方法であって、半導体実装基板を模したダミー基板を作製する工程と、前記ダミー基板に配置され、半導体チップを模したダミーチップを作製する工程と、前記ダミーチップを前記ダミー基板に配置する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての樹脂流動性評価方法は、ダミーチップと、前記ダミーチップが配置されたダミー基板と、を有するダミーフレームを用いて樹脂モールドを行う工程と、前記ダミーフレームを用いて前記樹脂モールドの樹脂流動性を評価する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡便、安価な方法で作製可能なダミーチップ、ダミー基板、ダミーフレーム及びダミーフレームの作製方法、並びにチップ下の封止樹脂の樹脂流動性を高精度に評価可能な樹脂流動性評価方法、及び樹脂モールド方法を提供することができる。

実施例１におけるダミーチップの概略図である。実施例１におけるダミーフレームの概略図である。実施例１において、ダミーフレームを設置する前の状態における金型の概略断面図である。実施例１において、下型ライナーを用いてダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。実施例１において、下型ライナーを用いずにダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。実施例１において、ダミーフレームをクランプした状態における金型の概略断面図である。実施例１における上金型の概略構成図である。実施例１における下金型の概略構成図である。実施例１において、図７の上金型及び図８の下金型を用いた樹脂モールド方法の概略構成図である。実施例１における上金型の概略構成図である。実施例１における下金型の概略構成図である。実施例１における樹脂モールド方法のフローチャートである。実施例２におけるダミーチップ群の概略平面図である。実施例２におけるダミーフレームの概略図である。実施例３におけるダミーフレームの概略平面図である。実施例４におけるダミーフレームの概略図である。実施例４の一例であるダミーチップの概略図である。実施例４の一例であるダミーチップの概略図である。実施例４の一例であるダミーフレームの概略図である。実施例４の一例であるダミーフレームの概略図である。実施例４の一例であるダミーフレームの概略図である。実施例４の一例であるダミーチップの概略図である。実施例４の一例であるダミーチップの概略図である。実施例５におけるダミーフレームの概略図である。

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。

図１は、本実施例におけるダミーチップ１００の概略構成図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。ダミーチップ１００は、樹脂モールドの際に半導体実装基板に実装される半導体チップ（ここでは半導体チップだけに限らず、ＭＥＭＳ等の半導体に追加されたレンズ、機械部品、センサー部品を含む搭載部品を有する場合も、以下半導体チップとする。）を模して作製される。すなわち、ダミーチップの大きさ、厚さ、材質等は、実際に使用される半導体チップに応じて異なる。ダミーチップの材質としては、金属、シリコンチップ、透明耐熱ガラス、又は耐熱性樹脂等が挙げられるが、これに限定されず、耐熱性を有する材質のものであれば良い。

次に、図２を参照して、ダミーフレームについて説明する。図２は、本実施例におけるダミーフレームの概略図である。ダミーフレームは、樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられる。

図２（ａ）は、半導体実装基板を模したダミー基板５００の平面図である。ダミー基板５００の一例として四隅には、パイロット孔５０１が形成されている。ダミーチップ１００と同様に、実際に使用される半導体実装基板に応じてダミー基板５００の大きさ、厚さ、材質等を変更すればよい。例えば、ダミー基板５００を銅板のような安価な材質から構成することでコストを抑えることができる。ダミー基板５００は、ダミーチップ同様に、耐熱性を有する材質のものであれば良い。

図２（ｂ）に示されるように、ダミー基板５００の上には、複数のダミーチップ１００が格子状に配列されている。本実施例では縦３個、横１１個のダミーチップ１００がダミー基板５００上に配置されているが、本実施例はこれに限定されるものではない。模倣の対象となる半導体実装基板に実装される半導体チップの個数および半導体チップの大きさや配置に応じて、ダミーチップ１００を配置すればよい。場合によっては、実際の基板（リードフレーム、多層基板等）にダミーチップ１００を配置させても良い。この場合も製品として使用されることはないので、ここではダミーフレームとする。

また、図２（ｂ）では同一のダミーチップ１００をダミー基板５００に配置しているが、図２（ｄ）に示されるように、異なった面積を有するダミーチップ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃをダミー基板５００に配置してもよい。

図２（ｃ）に示されるように、本実施例では、ダミーチップ１００は、ダミー基板５００の上に置かれているだけであり、接着はされていない。この状態であっても、後述するようにダミーチップとダミーフレームが上下型でクランプして成形するような金型の場合は、金型によってダミーチップ１００はダミー基板５００上で固定される。そのため、樹脂モールドは適切に行うことができる。なお、ダミーチップ１００とダミー基板５００をエポキシ樹脂等の接着剤や両面テープで接着してもよい。

次に、図３から図１２を参照して、本実施例のダミーフレーム（及び、半導体実装基板）の樹脂モールド時に用いられる金型について説明する。図３は、ダミーフレームを設置する前の状態における金型の概略断面図である。図４は、下型ライナーを用いてダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。図５は、下型ライナーを用いずにダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。図６は、ダミーフレームをクランプした状態における金型の概略断面図である。

図５から図８に示されるように、本実施例において、金型は上金型５０と下金型６０を備えて構成される。上金型５０は、センターブロック５１とキャビティブロック５２を有する。センターブロック５１には、カル５４とランナ５５の一部が形成されている。キャビティブロック５２には、ランナ５５の一部、ゲート５６、及び、キャビティ５３が形成されている。キャビティ５３は、トランスファモールドにより樹脂モールドされ、ダミーフレームのダミー基板５００を封止する樹脂の形状を決定する。

下金型６０は、チェイスブロック６２、及び、チェイスブロック６２の上に配置された下センターブロック６１を備える。一つの実施形態として、下金型６０は、図４に示されるようにチェイスブロック６２の上に配置された下型ライナー６３、及び、下型ライナー６３の上に配置された下キャビティブロック６４を備える。ダミーチップ１００が配置されたダミー基板５００Ｂは、下キャビティブロック６４の上に配置される。他の実施形態として、下金型６０は、図５に示されるようにチェイスブロック６２の上に直接配置された下キャビティブロック６４を備える。ダミー基板５００Ｃは、下キャビティブロック６４の上に配置される。図５に示される実施形態では、下型ライナー６３を使用せずにダミーフレームの樹脂モールドが行われる。なお、下型ライナー６３は、本実施例では３ｍｍの厚さを有するが、これに限定されるものではない。このように本実施例の金型は、上金型５０と下金型６０とを主体として構成されている。樹脂モールド時には、図７に示されるように、上金型５０と下金型６０とでダミーフレーム（ダミー基板５００Ｂ、５００Ｃ）をクランプし（挟み）、キャビティ５３の内部に樹脂が充填される。

樹脂モールド時には、図３から図６に示されるように、予熱された下金型６０のポット６６内に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７０を投入して溶融させる。そして、プランジャ６８を上動させて溶融した樹脂を圧送することにより、上金型５０と下金型６０との間が樹脂で充填される。プランジャ６８は、トランスファ機構（不図示）によってポット６６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７０に代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することができ、また、粉体樹脂、シート樹脂、仮成形樹脂や顆粒樹脂をポットに投入することもできる。プランジャ６８によって樹脂が圧送されることにより、溶融した樹脂は、カル５４、ランナ５５、及び、ゲート５６を介してキャビティ５３へ供給され、キャビティ５３の内部が樹脂で充填される。

次に、図７から図９を参照して、本実施例で用いられる金型の平面と断面図について説明する。本実施形態では、ボイドがキャビティ内に溜まりやすい等の何らかの問題が発生した場合や、発生する可能性が予測される場合に、オーバーフローキャビティとしての凹部を備えた上金型を加工製作する前に、オーバーフローキャビティを掘り込んだダミーフレームを製作する。そして、実験的に試し打ちを行い、結果が良好になることを確認した後、上金型にオーバーフローキャビティ凹部を加工する。

図７は、本実施例における上金型５０ａの概略構成図であり、図７（ａ）は上金型５０ａの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。上金型５０ａには、キャビティ凹部が加工されており、上金型５０ａの右半分は長辺に短辺を含むゲート流入辺以外の３箇所のオーバーフローキャビティ５７、５８が加工され、左半分は長辺のみオーバーフローキャビティ５７を加工した場合を示す。また、図８は、ダミーフレームを搭載した状態の下金型６０の概略構成図であり、図８（ａ）は下金型６０の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。また、図９は、図７の上金型及び図８の下金型を用いた樹脂モールド方法の概略構成図であり、図９（ａ）は下金型６０（図８参照）と上金型５０とを用いてダミーフレームをクランプした状態、図９（ｂ）は上金型５０ａ（図７参照）と下金型６０とを用いて半導体実装基板をクランプした状態を示す。なお、図９（ｂ）に示される上金型５０ａにおいて、キャビティ凹部（オーバーフローキャビティ５７）は長辺のみに加工されている。

図７に示されるように、上金型５０ａは、オーバーフローキャビティ５７が形成されたキャビティブロック５２ａ、及び、オーバーフローキャビティ５７、５８が形成されたキャビティブロック５２ｂを備える。このように上金型５０ａのキャビティブロック５２ｂには、オーバーフローキャビティ５７とは異なる端部（向かい合う両端部）において、オーバーフローキャビティ５８が形成されている。

図８に示されるように、ダミーフレーム（ダミー基板５００Ａ）は、下金型６０の下キャビティブロック６４の上に搭載される。ダミー基板５００Ａには、オーバーフローキャビティとしての凹部５０２が形成されている。上金型５０と下金型６０を用いてダミーフレームをクランプすると、オーバーフローキャビティとしての凹部５０２がダミーフレームと上金型５０との間で形成される。なお、上金型５０のキャビティ５３の樹脂がダミーフレームの凹部５０２に流れ込むための重なりが必要である。また、凹部５０２としては、樹脂硬化後剥離させるために上に１０度程度開いた凹部であることが望ましい。なお、上金型５０ａ（金型）にオーバーフローキャビティ５７、５８を形成するなどの加工を行うと、金型の形状を元に戻すことはできない。このため、ダミーフレームのようにダミー基板５００Ａにオーバーフローキャビティとしての凹部５０２を形成（試作）して樹脂モールドを評価し、その評価結果が好ましい場合に金型に加工を行うためのものである。

図９（ａ）に示されるように、本実施形態では、オーバーフローキャビティ５７を備えた上金型を加工製作する前に、オーバーフローキャビティとしての凹部５０２を掘り込んだダミーフレーム（ダミー基板５００Ａ）を製作する。このとき、凹部５０２は、上金型５０のキャビティ５３と重なり合う領域を有し、キャビティ５３内の樹脂が凹部５０２へ流れるように構成されている。そして、実験的に試し打ちを行って結果が良好になることを確認した後、図９（ｂ）に示されるようにオーバーフローキャビティ５７を備えた上金型５０ａを用いて、半導体チップ１０が実装された半導体実装基板１２に対する樹脂モールドを行う。これにより、低コストで効率的な樹脂モールド方法を提供することができる。

次に、図１０及び図１１を参照して、本実施例で用いられる他の形態の金型について説明する。図１０は、本実施例における上金型５０ｂの概略構成図であり、図１０（ａ）は上金型５０ｂの平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。図１１は、下金型６０の概略構成図であり、図１１（ａ）は下金型６０の平面図を示す。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図であり、図１０（ｂ）の上金型５０ｂと下金型６０とを用いてダミーフレームをクランプした状態を示す。

図１０に示されるように、上金型５０ｂの左半分は、枝分かれランナ５５ａ及びゲート５６ａが形成されたキャビティブロック５２ｃを備える。また、上金型５０ｂの右半分は、複数のランナ５５に共通の総ゲート５６ｂが形成されたキャビティブロック５２ｄを備える。本実施形態では、図１１（ａ）の二点鎖線で示されるように、各キャビティに個々１本のランナ及びゲートで樹脂封止をした場合に樹脂流動性に問題が発生したときは、実験的にゲートを枝分かれさせ、又は、総ゲート溝としての凹部をダミーフレームに形成している。図１１に示されるように、下金型６０の下キャビティブロック６４の一方（図１１中の左側の下キャビティブロック）の上には、ダミーフレーム（ダミー基板５００Ｄ）が搭載される。また、下キャビティブロック６４の他方（図１１中の右側の下キャビティブロック）の上には、ダミーフレーム（ダミー基板５００Ｅ）が搭載される。

ダミーフレームには、枝分かれランナ溝としての凹部５０３が形成されている。図１１（ｂ）に示されるように、金型を用いてダミーフレームをクランプした際に、ダミーフレームの凹部５０３は、上金型５０ｂのランナ５５ａ（ゲート５６ａ）と向かい合うように配置されている。ダミーフレームには、総ゲート溝としての凹部５０４が形成されている。図１１（ｂ）に示されるように、金型を用いてダミーフレームをクランプした際に、ダミーフレームの凹部５０４は、上金型５０ｂの総ゲート５６ｂと向かい合うように配置されている。このような構成により、樹脂モールドの際に、樹脂の流動性を向上させることができる。

なお、上金型５０ｂ（金型）に枝分かれランナ５５ａや総ゲート５６ｂを形成するなどの加工を行うと、金型の形状を元に戻すことはできない。このため、ダミー基板５００Ｄ、５００Ｅに凹部５０３、５０４をそれぞれ形成（試作）して樹脂モールドの流動性、充填性、成形条件等を評価し、その評価結果が好ましい場合に金型に加工を行うように構成する。

本実施例のダミーフレームは、金属板における封止樹脂の流入箇所に凹部が形成されていればよく、ランナ、ゲート、オーバーフローキャビティを決めるための実験用としてだけでなく、エアーベントの深さ、本数や位置を決めるためにも用いることができる。また、キャビティの樹脂量を決めるために実験的にキャビティ部分となる箇所にも凹部、又は、場合に拠っては凸部の大きさを変えて加工することも可能である。また、下パッケージの場合であっても同様にダミーフレームを加工することができるし、上下パッケージの場合にはダミーフレームのキャビティ部分に通し孔を形成して用いることができる。更に、本実施例は、マップ状の製品に限定されるものではなく、マトリクス配置の製品にも適用可能である。このように本実施例では、樹脂が流れるいずれの箇所でも、ダミーキャビティを使用して実験することが可能である。なお、本実施形態では、トランスファ成形を行っているが、これに限定されるものではなく、圧縮成形を行ってもよい。

次に、図１２を参照して、本実施例におけるダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法について説明する。図１２は、本実施例における樹脂モールド方法（モールド成形方法）のフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、あらかじめ加工して作製しておいたダミーチップ及びダミー基板によって、所望の形状を有するダミーフレームを作製する。続いてステップＳ１０２において、所定の金型（上金型及び下金型）を用いて、ステップＳ１０１で作製されたダミーフレームをクランプして樹脂モールドを行い、その結果を評価する。この評価結果が好ましい場合（良）にはステップＳ１０４に進み、評価結果が好ましくない場合（不良）にはステップＳ１０３に進む。

また、ダミー基板５００が透明材料で構成されている場合、一例として特開２００２−７６０４１号公報に開示されている様に透明な部分を有する金型構成を用いることで樹脂モールド中における封止樹脂の樹脂流動性評価を行うことができる。なお、透明材料とは、ガラスや透明樹脂等を想定しており、１８０度以上の耐熱性があるものが好ましい。

ステップＳ１０２における評価結果が好ましくない場合には、ステップＳ１０３においてパラメータ振りを行う。すなわち、樹脂モールドを行う際の各種条件を変更する。ここで各種条件とは、例えば、樹脂材料、樹脂モールド時の圧力と温度、ダミーチップ１００の大きさ、金型のゲート形状などであるが、これらに限定されるものではない。

ステップＳ１０３におけるパラメータ振りが完了すると、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０３で設定された各種条件を満たすように（変更後の条件で）ダミーフレームを作製する。また、ステップＳ１０２において、所定の金型（変更後の金型）を用いて再度樹脂モールドを行い、その結果を評価する。評価結果が好ましくなるまで、すなわち「良」と判定されるまで、これらの工程を繰り返す。

ステップＳ１０２において評価結果が好ましいと判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、正規の半導体実装基板、すなわち実際の半導体チップが実装された半導体実装基板を用意する。ここで用意される半導体実装基板は、ステップＳ１０２で評価結果が好ましいと判定されたときに用いられたダミーフレームの形状に相当するものである。続いてステップＳ１０５において、ステップＳ１０２で用いた金型により、この半導体実装基板をクランプして樹脂モールドを行う。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２にて最終的に好ましいと判断されたとき同様の金型及び樹脂などの樹脂モールドの各種条件で、実際の樹脂モールドが行われる。

ステップＳ１０５における樹脂モールドが好ましくない場合（不良）には、ステップＳ１０６に進み、金型の形状などの条件を修正する。条件修正後、ステップＳ１０４に戻って実際の半導体実装基板を用意し、ステップＳ１０５において、修正後の金型を用いて樹脂モールドが行われる。これらの工程は、ステップＳ１０５において樹脂モールドが好ましいと判定されるまで繰り返される。ステップＳ１０５における樹脂モールドが好ましい（良）と判定された場合には、このときの条件が最終的な樹脂モールドの条件に決定され、金型が完成する（ステップＳ１０７）。以後、決定された各種条件で半導体実装基板の樹脂モールドが行われる。

このように、本実施例の樹脂モールド方法によれば、ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行って樹脂モールド時の好ましい諸条件を決定してから実際の半導体チップが実装された半導体実装基板に対する樹脂モールドを行い、最終的な諸条件を確定する。このため、実際の半導体実装基板を用いることなく、最適な樹脂モールドの条件をある程度まで決定することができる。最終的には、実際の半導体実装基板が必要であるが、半導体実装基板を用いて最適な諸条件を確定するまでの工程を減少させることが可能である。

本実施例によれば、あらかじめ加工して作製しておいたダミーチップ及びダミー基板によって所望の形状を有するダミーフレームを作製することで、ダミーフレームの作製が簡便となり、コストも抑えることができる。

図１３は、本実施例におけるダミーチップ群１２０の概略平面図である。

ダミーチップ群１２０は、ダミーチップに相当する複数のダミーチップ部（第１のダミーチップ、第２のダミーチップ）１２１と、各ダミーチップ部の間を接続するつなぎ部材（接続部材）と、を備えている。ダミーチップ部１２１の個数や大きさは、実際に使用される半導体チップの態様や汎用性に応じて決定すればよい。

図１４を参照して、ダミーフレームについて説明する。図１４は、本実施例におけるダミーフレームの概略図である。

図１４（ａ）に示されるように、ダミー基板５００に異なった面積のダミーチップ部が形成されたダミーチップ群１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが配置されている。図１４（ｂ）に示されるように、ダミー基板５００には各ダミーチップ群に応じた凹部または貫通孔が形成されており、ダミーチップ群１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは各凹部または貫通孔に嵌め込まれて固定されている。なお、ダミー基板５００に凹部を形成せずに、各ダミーチップ群をダミー基板５００に置くだけでもよいし、各ダミーチップ群を接着剤や両面テープでダミー基板５００に固定してもよい。

また、半導体チップがチップ露出タイプである場合、図１４（ｃ）に示されるように、各ダミーチップ群は図１４（ｂ）の状態を反対にした状態でダミー基板５００上に配置される。このとき、つなぎ部材は、ダミーチップ群全体を覆うようなものに限らない。すなわち、各ダミーチップ間を接続できるものであればよく、例えば、棒形状のものでもよい。

本実施例によれば、あらかじめ加工して作製しておいたダミーチップ群及びダミー基板によって所望の形状を有するダミーフレームを作製することで、ダミーフレームの作製が簡便となり、コストも抑えることができる。

また、本実施例によれば、ダミーチップ群が複数のダミーチップ部を備えていることで、ダミーチップを個別に保存しておくよりも管理が容易となり、ダミー基板への配置も容易に行うことができる。

図１５は、本実施例におけるダミーフレームの概略平面図である。

本実施例では、リフレクタが搭載された半導体実装基板のダミーフレームを想定している。ダミー基板５００には、複数のダミーチップ１３０と部材１３１が配置されている。ダミーチップ１３０はＬＥＤを模しており、部材１３１はリフレクタを模した部材であり、樹脂で構成されている。

したがって、本実施例のダミーフレームを用いて実施例１と同様の樹脂モールド方法を行うことにより、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価することができる。特には２次モールドとして、透明樹脂によるレンズ成形条件を決める場合に有効である。

次に、図１６から図１８を参照して、本発明の実施例４におけるダミーチップ及びダミーフレームについて説明する。

図１６は、本実施例におけるダミーフレームの概略図である。図１６（ａ）はダミー基板５００Ａ、図１６（ｂ）は凸部（第１の凸部）１４１が形成されたダミーチップ１４０Ａを示している。図１６（ｃ）は、ダミー基板５００にダミーチップ１４０Ａを配置した状態を示している。

図１７は、本実施例の一例であるダミーチップの概略図である。図１７（ａ）は、凸部１４２が形成されたダミーチップ１４０Ｂを示している。図１７（ｂ）は、凸部１４３が形成されたダミーチップ１４０Ｃを示している。

図１８は、本実施例の一例であるダミーチップの概略図である。各ダミーチップには、凸部、凹部１４４、凹部１４４を囲むように突起形状１４５が形成されている。

図１６（ｂ）に示されるように、ダミーチップ１４０Ａは、一面にハンダボール形状やバンプ形状、メッキ等による電柱形状が形成された半導体チップを模しており、一面に複数の凸部１４１が形成されている。理想的には実際の半導体接続に合わせた形状に近い太さ、高さ、間隔の凸部が良いが、図１７（ａ）、（ｂ）に示されるように、凸部の数は少なくとも１つ以上あればよく、凸部に接着剤を塗布するエリアを設けてもよい。また、凸部は、角柱形状である必要はなく、図１８（ｂ）に示されるように、円柱形状であってもよい。本実施例では、各ダミーチップの凸部が形成されるようエッチングで加工したが、研磨、切削等で機械加工してもよいし、コイニング等のプレス加工でもよい。また、実際のハンダボールを接続しても良いし、バンプまたはメッキ等による電柱形状を形成してもよい。

図１６（ｃ）に示されるように、ダミー基板５００にダミーチップ１４０Ａを配置することで、フリップチップ実装を模した状態になる。

図１６（ｃ）ではダミーチップ１４０Ａをダミー基板５００に接着していない状態であるが、図１８（ａ）から図１８（ｃ）に示される各ダミーチップを用いることで、各ダミーチップの凹部１４４に接着剤を塗布し、ダミー基板に接着してもよい。各ダミー基板には、凹部１４４を囲むように突起形状１４５を形成されており、接着剤が凸部に流れ込むのを防止している。なお、ダミーチップとダミー基板の接着方法は、上記方法に限られず、例えば、凸部に接着用の凹部を設けることで接着してもよい。

図１６（ｃ）に示される状態で樹脂モールドを行った場合、ダミー基板５００とダミーチップ１４０Ａは別個に作製されているため、樹脂モールド後にダミーチップ１４０Ａをダミー基板５００から取り外すことができる。そのため、樹脂モールド後にダミーチップ１４０Ａ下の充填性を評価することができる。

また、ダミー基板５００が透明材料で構成されている場合、一例として特開２００２−７６０４１号公報に開示されている構成を用いることで樹脂モールド中であってもダミーチップ１４０Ａ下の封止樹脂の樹脂流動性評価を行うことができる。なお、透明材料とは、ガラスや透明樹脂等を想定しており、１８０度以上の耐熱性があるものが好ましい。

また、ダミー基板５００を透明材料で構成することにより、実施例１で前述した構成を用いることで樹脂モールド中にダミーチップ１４０Ａ下の樹脂モールドの流動性を評価することができる。

図１９は、本実施例の一例であるダミーフレームの概略図である。図１９（ａ）は、ダミーチップ１４０が積み重なった状態でダミー基板５００に配置されている状態を示している。図１９（ｂ）は、ダミーチップ１４０と電子部品を模した部材３００がダミー基板５００に配置されている状態を示している。部材３００は、ダミー基板５００に直接加工して設けてもよい。この場合に樹脂モールドを行っても、各ダミーチップを取り外すことができるため、チップ下の充填性を評価することができる。

図２０は、本実施例の一例であるダミーフレームの概略図である。図２０（ａ）はダミー基板５００、図２０（ｂ）は一面（第１の面）に複数の凸部（第２の凸部）２０１が形成された凸部部材２００、図２０（ｃ）は平板部材で構成されたダミーチップ１５０を示している。図２０（ｄ）は、ダミー基板５００に凸部部材２００及びダミーチップ１５０を配置した状態を示している。凸部２０１は、実施例４の凸部１４１と同様に、実際の半導体接続に合わせた形状のハンダボール形状、バンプ形状、メッキ等による電柱形状が形成されているが、凸部の数は少なくとも１つ以上あればよく、凸部に接着剤を塗布するエリアを設けても良い。

図２０（ｄ）に示されるように、ダミー基板５００には、凹部または貫通孔５０５が形成されている。凸部部材２００は、凹部または貫通穴５０５に嵌め込まれ、場合によっては接着される。なお、凸部部材２００をダミー基板５００に嵌め込む大きさは、必ずしもダミーチップ１５０の大きさに合わせる必要は無く、ダミーチップ１５０より大きなサイズまたは小さなサイズで嵌め込みをしても良い。

ダミーチップ１５０は、凸部部材２００の複数の凸部２０１が形成された面上に配置される。この状態で樹脂モールドを行った場合、ダミーチップ１５０は樹脂流動性試験をするために透明材料で構成されているため、ダミーチップ１５０を取り外す必要なく、凸部部材２００とダミーチップ１５０間の樹脂充填性をリアルタイムで評価することができる。また、一例として特開２００２−７６０４１号公報に開示されている構成を用いることで樹脂モールド中であっても凸部部材２００とダミーチップ１５０間の樹脂流動性評価を行うことができる。

さらに、ダミーフレーム５００、ダミーチップ１５０をともに透明ガラスまたは透明樹脂で構成し、ハンダボール形状、バンプ形状、メッキ等による電柱形状の耐熱材料をそのまま挟み込み、場合により接着してもよい。そうすることで、ダミーフレームおよびダミーチップがともに透明であるため、ダミーフレームとダミーチップ間の部材の樹脂流動性をより鮮明にリアルタイムで評価することができる。

なお、凸部部材２００の複数の凸部が形成された面を図１８（ａ）から図１８（ｃ）に示されるような面にして、凸部部材２００とダミーチップ１５０を接着してもよい。

図２１は、本実施例の一例であるダミーフレームの概略図である。図２１（ａ）は、複数の凸部５０６、電子部品を模した凸部５０７が形成されたダミー基板５００を示している。図２１（ｂ）は透明材料で構成されたダミーチップ１５０、図２１（ｃ）はダミー基板５００にダミーチップ１５０を配置した状態を示している。この場合に樹脂モールドを行っても、ダミーチップ１５０が透明材料で構成されているため、ダミーチップ１５０を取り外す必要なく、複数の凸部５０６の充填性を評価することができる。また、樹脂モールド中に複数の凸部５０６の樹脂モールドの流動性を評価することができる。

図２２、図２３は、本実施例の一例であるダミーチップの概略図である。

図２２（ａ）に示されるように、複数の凸部が形成された部材１６０と柱部１６１がつなぎ部材１６２で接続された状態で一体のダミーチップを構成している。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のダミーチップの断面図である。柱部１６１は、図２２（ｃ）で示されるように、これらのダミーチップを積み重ねた際に部材１６０が他のダミーチップと接触しないように設けられている。また、つなぎ部材は、ダミーチップ全体を覆う必要はない。すなわち、各部材間を接続できるものであればよく、例えば、棒形状のものでもよい。柱部１６１は、実際の半導体の場合における上下接続電極を模している。

図２３（ａ）は柱部１７１が形成されたダミーチップ１７０Ａを示しており、図２３（ｂ）はダミーチップ１７０Ｂを示している。図２３（ｃ）は、柱部１７１でダミーチップ１７０Ａとダミーチップ１７０Ｂを積み重ねた状態を示している。ダミーチップ１７０Ａとダミーチップ１７０Ｂ間は柱部１７１により空間となっている。

図２２（ｃ）、図２３（ｃ）の状態で、樹脂モールドを行っても、各ダミーチップを取り外すことができるため、各ダミーチップ下の充填性を評価することができる。

また、本実施例によれば、ダミーチップ及びダミー基板を取り外し可能とした場合は、樹脂モールド後にダミーチップ下の封止樹脂の充填性を評価することができる。

また、本実施例によれば、ダミーチップ又はダミー基板の少なくともどちらいか一方を透明材料で構成することで、樹脂モールド中にダミーチップ下の封止樹脂の流動状態を評価することができる。

次に、図２４を参照して、本発明の実施例５におけるダミーフレームについて説明する。図２４は、本実施例におけるダミーフレームの概略図である。

図２４（ａ）に示されるように、本実施例のダミー基板５００は、半導体ウエハ形状を有する。このため、ダミー基板５００は、円形の一部に切り欠き部５０８が形成されている。また、例えば８インチ又は１２インチの半導体ウエハ形状のダミー基板５００の上に、複数の半導体チップを模倣して格子状に配列された複数のダミーチップ１８０Ａが形成されている。なお、本実施例において、ダミーフレームは半導体ウエハ形状に限定されるものではなく、四角形状等の他の形状を有するものであってもよく、材質は耐熱性であれば、特に問わない。また、図２４（ｄ）に示されるように、一面に複数の凸部が形成されたダミーチップ１８０Ｂを部材１８１上に置いた状態でダミー基板５００上に配置してもよい。

これらの状態で樹脂モールドを行っても、充填性および樹脂流動性を評価することができる。

本実施例によれば、半導体ウエハ形状を有するダミーフレームを用いることで、ＥＷＬＰのような半導体実装基板の樹脂モールドを簡易かつ高精度に評価することができる。なお、ダミーチップ１８０は半導体チップ形状に限らず、ＭＥＭＳを搭載加工した形状でも良い。

上記各実施例によれば、あらかじめ加工して作製しておいたダミーチップ及びダミー基板によって所望の形状を有するダミーフレームを作製することで、ダミーフレームの作製が簡便となり、コストも抑えることができる。

また、上記各実施例によれば、封止樹脂の樹脂流動性を高精度に評価可能な樹脂流動性評価方法及び樹脂モールド方法を提供することができる。

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。

１００ダミーチップ

Claims

半導体実装基板に実装される半導体チップを模したダミーチップであって、前記ダミーチップは、樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられることを特徴とするダミーチップ。
前記ダミーチップには、少なくとも１つの第１の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダミーチップ。
前記ダミーチップは、半導体実装基板を模したダミー基板に取り外し可能に配置された状態で、樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載のダミーチップ。
前記ダミーチップには、前記ダミー基板に接着するための接着剤が塗布される少なくとも１つの凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のダミーチップ。
前記ダミーチップは、透明材料で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のダミーチップ。
半導体チップが実装される基板を模し、前記半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられるダミー基板であって、
前記ダミー基板には、凹部又は貫通孔が形成されていることを特徴とするダミー基板。
半導体チップが実装される基板を模し、前記半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂の流動性を評価するために用いられるダミー基板であって、
前記ダミー基板は、透明材料で構成されていることを特徴とするダミー基板。
半導体実装基板に実装したときの半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、
半導体実装基板を模したダミー基板と、
前記ダミー基板に配置可能であって、前記半導体チップを模したダミーチップと、を有することを特徴とするダミーフレーム。
前記ダミーチップは、前記ダミー基板から取り外し可能であることを特徴とする請求項８に記載のダミーフレーム
前記ダミーチップに含まれる第１のダミーチップと、第２のダミーチップと、の間を接続する接続部材と、を更に有し、
前記ダミーチップは、前記接続部材を介してダミーチップ群を形成することを特徴とする請求項８又は９に記載のダミーフレーム。
前記ダミー基板は、透明材料で構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のダミーフレーム。
前記ダミーチップには、少なくとも１つの凹部が形成されており、
前記凹部には、前記ダミー基板に接着するための接着剤が塗布されることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
前記ダミーチップは、四角形であり、
前記凹部は、前記ダミーチップの四隅に形成されており、
前記ダミーチップには、前記凹部を囲むように突起形状が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のダミーフレーム。
前記ダミー基板には、凹部又は貫通孔が形成されており、
前記凹部には、前記ダミーチップが嵌め込まれていることを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
前記ダミー基板には、凹部又は貫通孔が形成されており、
前記凹部又は貫通孔に嵌め込まれた凸部部材を有し、
前記凸部部材は、第１の面において少なくとも１つの凸部を有し、
前記ダミーチップは、平板部材であり、前記凸部部材の前記第１の面の前記凸部の上に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のダミーフレーム。
請求項８又は９に記載のダミーフレームに組み込み可能な凸部部材であって、
前記ダミー基板には、凹部または貫通孔が形成されており、
前記凸部部材は、前記凹部又は貫通孔に嵌め込まれるように構成され、第１の面において少なくとも１つの凸部を有し、前記ダミーチップが前記第１の面の前記凸部の上に配置されるように構成されていることを特徴とする凸部部材。
半導体実装基板に実装したときの半導体チップに樹脂モールドを行った際の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームの作製方法であって、
半導体実装基板を模したダミー基板を作製する工程と、
前記ダミー基板に配置され、半導体チップを模したダミーチップを作製する工程と、
前記ダミーチップを前記ダミー基板に配置する工程と、を有することを特徴とするダミーフレームの作製方法。
ダミーチップと、前記ダミーチップが配置されたダミー基板と、を有するダミーフレームを用いて樹脂モールドの樹脂流動性を評価する工程を有することを特徴とする樹脂流動性評価方法。
前記ダミーチップおよび前記ダミー基板のうち少なくとも一方が透明材料によって形成されており、
前記樹脂モールド中に前記樹脂モールドの樹脂流動性を評価する工程を行うことを特徴とする請求項１８に記載の樹脂流動性評価方法。
前記ダミーチップを前記ダミー基板から取り外すことによって前記樹脂モールドの樹脂流動性を評価することを特徴とする特徴とする請求項１８に記載の樹脂流動性評価方法。
請求項１８から２０のいずれか１項に記載の樹脂流動性評価方法の評価結果に基づいて、実際の半導体チップを実装した半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う工程を有することを特徴とする樹脂モールド方法。