JPH09199522A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH09199522A JPH09199522A JP927596A JP927596A JPH09199522A JP H09199522 A JPH09199522 A JP H09199522A JP 927596 A JP927596 A JP 927596A JP 927596 A JP927596 A JP 927596A JP H09199522 A JPH09199522 A JP H09199522A
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Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】配線基板上に設けられた半導体素子を樹脂封止
する方法に関し、成形作業の繰り返しによる成形後の樹
脂と金型との離型性悪化を回復させるための樹脂を使っ
たダミーシヨツトの工数を削減する。またＩＣチツプの
ヒビ割れ防止する。 【解決手段】ＩＣチツプを配線基板に接着固定し、ＩＣ
チツプ上の電極と配線基板上の配線とを金属細線で接続
したのち、少なくとも内面を膜厚２ミクロンから１０ミ
クロンの窒化チタンで被覆した金型を用いて熱硬化性エ
ポキシ樹脂により封止する。 【効果】窒化チタンは成形後の半導体封止樹脂との離型
性が良いので、離型性を回復させるためのダミーシヨツ
トを頻繁に行う必要がなく、生産効率が向上する。また
ＩＣチツプのヒビ割れを防止できるので半導体装置の信
頼性を高めることができる。
する方法に関し、成形作業の繰り返しによる成形後の樹
脂と金型との離型性悪化を回復させるための樹脂を使っ
たダミーシヨツトの工数を削減する。またＩＣチツプの
ヒビ割れ防止する。 【解決手段】ＩＣチツプを配線基板に接着固定し、ＩＣ
チツプ上の電極と配線基板上の配線とを金属細線で接続
したのち、少なくとも内面を膜厚２ミクロンから１０ミ
クロンの窒化チタンで被覆した金型を用いて熱硬化性エ
ポキシ樹脂により封止する。 【効果】窒化チタンは成形後の半導体封止樹脂との離型
性が良いので、離型性を回復させるためのダミーシヨツ
トを頻繁に行う必要がなく、生産効率が向上する。また
ＩＣチツプのヒビ割れを防止できるので半導体装置の信
頼性を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は配線基板上に設けら
れた半導体素子を樹脂封止する方法に関する。
れた半導体素子を樹脂封止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】配線基板にＩＣチツプをチツプオンボー
ドで実装しトランスフアーモールド法により樹脂封止し
た製品としては、ＩＣカードやＢＧＡ（ボールグリツド
アレイ）がよく知られている。ＩＣカードは従来の磁気
カードに比べ記憶容量が大きく、携帯型パーソナルコン
ピユータの外部記憶装置やセキユリテイーカードなど多
くの用途に使われている。ＢＧＡは多ピンＩＣパツケー
ジとして従来より使われてきたＱＦＰに比べさらに端子
数を多くできる特長があり、近年のＩＣの高機能化、多
ピン化の傾向に合致しており需要が伸びて来ている。Ｉ
Ｃカード用半導体装置の樹脂封止に関する先願には特開
平１−２３４２１７、特開平４−１７７７５３がある。
ドで実装しトランスフアーモールド法により樹脂封止し
た製品としては、ＩＣカードやＢＧＡ（ボールグリツド
アレイ）がよく知られている。ＩＣカードは従来の磁気
カードに比べ記憶容量が大きく、携帯型パーソナルコン
ピユータの外部記憶装置やセキユリテイーカードなど多
くの用途に使われている。ＢＧＡは多ピンＩＣパツケー
ジとして従来より使われてきたＱＦＰに比べさらに端子
数を多くできる特長があり、近年のＩＣの高機能化、多
ピン化の傾向に合致しており需要が伸びて来ている。Ｉ
Ｃカード用半導体装置の樹脂封止に関する先願には特開
平１−２３４２１７、特開平４−１７７７５３がある。
【０００３】従来用いられている樹脂封止方法を図１、
図２に示す。
図２に示す。
【０００４】まず、図１の樹脂封止方法を説明する。図
１において１はＩＣチツプ、２は接着剤、３は金属細
線、１０は配線基板、１１は金属配線、１２はソルダー
レジスト、２０は上金型、２１は下金型である。上金型
および下金型母材としてＳＫＤ１１、ＳＫＤ１２、ＳＵ
Ｓ４００などが用いられ、図示するようにメツキによる
硬質クロム等の被覆２２が施されている。被覆の目的は
防錆と耐摩耗性および離型性の向上である。ただし、母
材にＳＵＳ４００を用いた場合など、被覆を施さないこ
ともある。封止樹脂には熱硬化性樹脂がよく用いられ
る。矢印は樹脂の流入方向を示している。樹脂が金型の
キヤビテイ部２３へ達する経路の下は離型性をよくする
ため、配線基板表面に金属配線１１が設けられ、ソルダ
ーレジストは被覆されていない。
１において１はＩＣチツプ、２は接着剤、３は金属細
線、１０は配線基板、１１は金属配線、１２はソルダー
レジスト、２０は上金型、２１は下金型である。上金型
および下金型母材としてＳＫＤ１１、ＳＫＤ１２、ＳＵ
Ｓ４００などが用いられ、図示するようにメツキによる
硬質クロム等の被覆２２が施されている。被覆の目的は
防錆と耐摩耗性および離型性の向上である。ただし、母
材にＳＵＳ４００を用いた場合など、被覆を施さないこ
ともある。封止樹脂には熱硬化性樹脂がよく用いられ
る。矢印は樹脂の流入方向を示している。樹脂が金型の
キヤビテイ部２３へ達する経路の下は離型性をよくする
ため、配線基板表面に金属配線１１が設けられ、ソルダ
ーレジストは被覆されていない。
【０００５】つぎに図２の樹脂封止方法を説明する。図
２において図１と同じ要素は同一の番号で示してある。
図１の場合と異なり金型は３体より成る。３０は上金
型、３１は下金型、３２はキヤビテイプレートである。
樹脂の流入経路を配線基板から離すことにより基板から
の離型性が完全になる利点がある一方で、金型が３体に
分かれているため自動化が難しいという欠点がある。金
型の被覆については図１の場合と同様である。
２において図１と同じ要素は同一の番号で示してある。
図１の場合と異なり金型は３体より成る。３０は上金
型、３１は下金型、３２はキヤビテイプレートである。
樹脂の流入経路を配線基板から離すことにより基板から
の離型性が完全になる利点がある一方で、金型が３体に
分かれているため自動化が難しいという欠点がある。金
型の被覆については図１の場合と同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１、図２のいずれの
場合でも、配線基板上に設けられた半導体素子を樹脂封
止する場合には、配線基板の基材やソルダーレジストと
の密着性を良くするため接着力の強い樹脂を使うが、こ
のことが成形後の樹脂と金型との離型性を悪くする。前
述の被覆のない金型や硬質クロムメツキの被覆をした金
型を製造に用いた場合には、成形作業を繰り返し行うに
したがって離型性が悪くなってくるので、離型性を回復
させるための樹脂を使ったダミーシヨツトを頻繁に行う
必要があった。ダミーシヨツトは製品を直接製造する作
業ではないため生産の効率を悪くするという問題があっ
た。また、離型性が悪くなった状態で無理に樹脂を金型
から引き剥がすと中のＩＣチツプにヒビがはいるという
問題があった。
場合でも、配線基板上に設けられた半導体素子を樹脂封
止する場合には、配線基板の基材やソルダーレジストと
の密着性を良くするため接着力の強い樹脂を使うが、こ
のことが成形後の樹脂と金型との離型性を悪くする。前
述の被覆のない金型や硬質クロムメツキの被覆をした金
型を製造に用いた場合には、成形作業を繰り返し行うに
したがって離型性が悪くなってくるので、離型性を回復
させるための樹脂を使ったダミーシヨツトを頻繁に行う
必要があった。ダミーシヨツトは製品を直接製造する作
業ではないため生産の効率を悪くするという問題があっ
た。また、離型性が悪くなった状態で無理に樹脂を金型
から引き剥がすと中のＩＣチツプにヒビがはいるという
問題があった。
【０００７】離型性向上を目的とした硬質クロムメツキ
以外の金型被覆材料の提案としては、特開昭５６ー０９
０５３１の弗素樹脂があるが、金型から剥がれ易いし硬
度が低く耐摩耗性が劣るので実用的でない。また、別の
提案として特開平０１ー１８６３０９のニツケルーリン
めっきがあるが、硬度が不十分で摩耗し易くやはり実用
的でない。
以外の金型被覆材料の提案としては、特開昭５６ー０９
０５３１の弗素樹脂があるが、金型から剥がれ易いし硬
度が低く耐摩耗性が劣るので実用的でない。また、別の
提案として特開平０１ー１８６３０９のニツケルーリン
めっきがあるが、硬度が不十分で摩耗し易くやはり実用
的でない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】少なくともキヤビテイ内
面を窒化チタンで被覆した金型を用いて半導体を樹脂封
止する。
面を窒化チタンで被覆した金型を用いて半導体を樹脂封
止する。
【０００９】
【作用】窒化チタンは成形後の半導体封止樹脂との離型
性が良いので、離型性を回復させるためのダミーシヨツ
トを頻繁に行う必要がない。
性が良いので、離型性を回復させるためのダミーシヨツ
トを頻繁に行う必要がない。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
【００１１】（１）最初に、配線基板１０にＩＣチツプ
１を搭載した。図３（ａ）はこの工程が終了した状態を
示している。図３（ａ）において、２は接着剤、１１は
金属配線、１２はソルダーレジストである。配線基板と
しては、耐熱性にすぐれたガラスエポキシ板のＦＲ−５
クラスを用いた。ポリイミド板あるいはセラミツク板で
もよい。配線基板の中央にはＩＣチツプ搭載部を設け、
その周囲には金属配線１１を設けた。ソルダーレジスト
は金属配線の内端部を除いた配線基板全面を覆わせた。
ただし、図１の封止方法をとる場合は、前述のように樹
脂が金型のキヤビテイ部２３へ達する経路の下は離型性
をよくするため、配線基板表面に金属配線１１を設け、
ソルダーレジストでは被覆させないように（図３（ａ）
の破線部のソルダーレジストが無い）した。金属配線は
銅箔で成り、ソルダーレジストに覆われていない内端部
はニツケル、金メッキを施した。接着剤はエポキシ樹脂
を主成分とした銀ペーストを使った。配線基板中央のＩ
Ｃチツプ搭載部にデイスペンサーで銀ペーストを塗布
し、銀ペーストの上にＩＣチツプを載せたのち、１７５
℃で１時間乾燥して硬化した。
１を搭載した。図３（ａ）はこの工程が終了した状態を
示している。図３（ａ）において、２は接着剤、１１は
金属配線、１２はソルダーレジストである。配線基板と
しては、耐熱性にすぐれたガラスエポキシ板のＦＲ−５
クラスを用いた。ポリイミド板あるいはセラミツク板で
もよい。配線基板の中央にはＩＣチツプ搭載部を設け、
その周囲には金属配線１１を設けた。ソルダーレジスト
は金属配線の内端部を除いた配線基板全面を覆わせた。
ただし、図１の封止方法をとる場合は、前述のように樹
脂が金型のキヤビテイ部２３へ達する経路の下は離型性
をよくするため、配線基板表面に金属配線１１を設け、
ソルダーレジストでは被覆させないように（図３（ａ）
の破線部のソルダーレジストが無い）した。金属配線は
銅箔で成り、ソルダーレジストに覆われていない内端部
はニツケル、金メッキを施した。接着剤はエポキシ樹脂
を主成分とした銀ペーストを使った。配線基板中央のＩ
Ｃチツプ搭載部にデイスペンサーで銀ペーストを塗布
し、銀ペーストの上にＩＣチツプを載せたのち、１７５
℃で１時間乾燥して硬化した。
【００１２】（２）つぎに、ＩＣチツプ１表面上の電極
（図示せず）と金属配線１１を金属細線３で接続した。
図３（ｂ）はこの工程（ワイヤボンデイング）が終了し
た状態を示している。金属細線としては金線を使った。
（図示せず）と金属配線１１を金属細線３で接続した。
図３（ｂ）はこの工程（ワイヤボンデイング）が終了し
た状態を示している。金属細線としては金線を使った。
【００１３】（３）つぎに、ＩＣチツプを樹脂封止し
た。図１に示すように、下金型に一段低く設けた基板載
置部にＩＣチツプが搭載され金属細線が施された配線基
板を置き、キヤビテイを設けた上金型をかぶせたのち、
熱硬化型エポキシ樹脂を矢印の方向に流入させ硬化させ
た。上金型、下金型とも膜厚３ミクロンの窒化チタンの
皮膜が施されたものを用いた。
た。図１に示すように、下金型に一段低く設けた基板載
置部にＩＣチツプが搭載され金属細線が施された配線基
板を置き、キヤビテイを設けた上金型をかぶせたのち、
熱硬化型エポキシ樹脂を矢印の方向に流入させ硬化させ
た。上金型、下金型とも膜厚３ミクロンの窒化チタンの
皮膜が施されたものを用いた。
【００１４】窒化チタンはイオンプレーテイング法によ
り３ミクロンの厚みに着けられたものを用いたが、２ミ
クロンから１０ミクロン程度の範囲が好ましい。硬質ク
ロムあるいは窒化チタンを被覆した金型とエポキシ樹脂
との離型抵抗および硬度の測定結果を以下に示す。
り３ミクロンの厚みに着けられたものを用いたが、２ミ
クロンから１０ミクロン程度の範囲が好ましい。硬質ク
ロムあるいは窒化チタンを被覆した金型とエポキシ樹脂
との離型抵抗および硬度の測定結果を以下に示す。
【００１５】 離型抵抗の測定データから、窒化チタンを被覆した金型
は硬質クロムを被覆した金型に比べ、２０％から３５％
離型性が改善できたことが分かる。半導体装置の封止樹
脂表面を微小な凹凸がある謂わゆる梨地にするため、金
型内面には微小な凹凸が付けられているが、硬質クロム
メツキをした時にはクロムが凸部に付着し、メツキ前に
比べて面がより粗くなるのに対して、窒化チタンをイオ
ンプレーテイング法により被覆した時には凹凸面に均一
に付着する。このことが窒化チタン被覆金型が硬質クロ
ム被覆金型より離型性が良いひとつの原因と考えられ
る。また、硬度は約３倍であり、耐摩耗性も大幅に改善
できた。
は硬質クロムを被覆した金型に比べ、２０％から３５％
離型性が改善できたことが分かる。半導体装置の封止樹
脂表面を微小な凹凸がある謂わゆる梨地にするため、金
型内面には微小な凹凸が付けられているが、硬質クロム
メツキをした時にはクロムが凸部に付着し、メツキ前に
比べて面がより粗くなるのに対して、窒化チタンをイオ
ンプレーテイング法により被覆した時には凹凸面に均一
に付着する。このことが窒化チタン被覆金型が硬質クロ
ム被覆金型より離型性が良いひとつの原因と考えられ
る。また、硬度は約３倍であり、耐摩耗性も大幅に改善
できた。
【００１６】半導体素子と配線基板の接続方法としてワ
イヤボンデイングによるものを示したが、フリツプチツ
プやＴＡＢでもよい。
イヤボンデイングによるものを示したが、フリツプチツ
プやＴＡＢでもよい。
【００１７】半導体装置の例として配線基板にＩＣチツ
プを搭載した形態のものを示したが、４２アロイや銅ア
ロイのリードフレームにＩＣチツプを搭載し、ＩＣチツ
プの両面を樹脂封止したＱＦＰ、ＳＯＰでも同様の効果
がある。特に、厚みが薄いＴＱＦＰ、ＴＳＯＰではＩＣ
チツプのヒビ割れが起こり易いので効果が顕著である。
プを搭載した形態のものを示したが、４２アロイや銅ア
ロイのリードフレームにＩＣチツプを搭載し、ＩＣチツ
プの両面を樹脂封止したＱＦＰ、ＳＯＰでも同様の効果
がある。特に、厚みが薄いＴＱＦＰ、ＴＳＯＰではＩＣ
チツプのヒビ割れが起こり易いので効果が顕著である。
【００１８】
【発明の効果】窒化チタン被覆金型は成形後の半導体封
止樹脂との離型性が良い。したがって離型性を回復させ
るためのダミーシヨツトを頻繁に行う必要がないので効
率好く半導体装置を製造できるし、ＩＣチツプのヒビ割
れを防止できるので半導体装置の信頼性を高めることが
できる。
止樹脂との離型性が良い。したがって離型性を回復させ
るためのダミーシヨツトを頻繁に行う必要がないので効
率好く半導体装置を製造できるし、ＩＣチツプのヒビ割
れを防止できるので半導体装置の信頼性を高めることが
できる。
【図１】第１の樹脂封止方法を示す断面図。
【図２】第２の樹脂封止方法を示す断面図。
【図３】半導体装置の製造工程のうち、樹脂封止前の工
程を示す断面図。 （ａ）ＩＣチツプ搭載後。 （ｂ）ワイヤボンデイング後。
程を示す断面図。 （ａ）ＩＣチツプ搭載後。 （ｂ）ワイヤボンデイング後。
１ ＩＣチツプ ２ 接着剤 ３ 金属細線 １０ 配線基板 １１ 金属配線 １２ ソルダーレジスト ２０、３０ 上金型 ２１、３１ 下金型 ２２ 被覆 ２３ キヤビテイ ３２ キヤビテイプレート
Claims (3)
- 【請求項１】少なくともキヤビテイ内面を窒化チタンで
被覆した金型を用いて樹脂封止する工程を含んだことを
特徴とした半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体装置の製造方法にお
いて、樹脂封止する工程に先立って半導体素子を配線基
板に接着固定する工程を含んだことを特徴とした半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３】請求項２記載の半導体装置の製造方法にお
いて、樹脂封止する工程に先立って半導体素子上の電極
と配線基板上の配線とを金属細線で接続する工程を含ん
だことを特徴とした半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP927596A JPH09199522A (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP927596A JPH09199522A (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199522A true JPH09199522A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11715920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP927596A Withdrawn JPH09199522A (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309916B1 (en) | 1999-11-17 | 2001-10-30 | Amkor Technology, Inc | Method of molding plastic semiconductor packages |
| US6733682B1 (en) * | 1999-09-10 | 2004-05-11 | Amic Ab | Method for the manufacturing of a matrix and a matrix manufactured according to the method |
-
1996
- 1996-01-23 JP JP927596A patent/JPH09199522A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6733682B1 (en) * | 1999-09-10 | 2004-05-11 | Amic Ab | Method for the manufacturing of a matrix and a matrix manufactured according to the method |
| US6309916B1 (en) | 1999-11-17 | 2001-10-30 | Amkor Technology, Inc | Method of molding plastic semiconductor packages |
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