JPH1092979A - 半導体パッケージおよびそのための方法 - Google Patents

半導体パッケージおよびそのための方法

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JPH1092979A
JPH1092979A JP9249351A JP24935197A JPH1092979A JP H1092979 A JPH1092979 A JP H1092979A JP 9249351 A JP9249351 A JP 9249351A JP 24935197 A JP24935197 A JP 24935197A JP H1092979 A JPH1092979 A JP H1092979A
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ソン・キー・クアン
L Koffman Samuel
サムエル・エル・コフマン
Reid Bruce
ブルース・レイド
E Nelson Keith
キース・イー・ネルソン
A Heigen Debora
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ほぼ平坦な表面を有し、サイクル・タイムの
短縮化および組立コストの低減を図った半導体パッケー
ジを提供する。 【解決手段】 半導体パッケージ基板（１０）は、ほぼ
同一のパッケージ・サイト（１３，１４，１６，２１，
２２，２３）のアレイを有する。パッケージ・サイト
（１３，１４，１６，２１，２２，２３）のアレイ全体
を、封入材（１９）で被覆する。封入材（１９）および
下にある半導体パッケージ基板（１０）を完全に切断す
ることによって、個々のパッケージ・サイト（１３，１
４，１６，２１，２２，２３）を単独化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にパッケー
ジ技術に関し、更に特定すれば、新規な半導体パッケー
ジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体業界では種々の封入技術を
利用して、半導体パッケージの本体を形成してきた。典
型的に、半導体およびその他の素子を、相互接続プラッ
トフォーム、即ち、リードフレーム，プリント回路基板
またはセラミック基板のような基板上で組み立てる。グ
ロッブ・トップ(glob-top)と一般的に呼ばれている特定
の封入技術は、封入材を分配して、基板上に組み付けら
れた半導体素子またはその他の素子を被覆する。この従
来技術に伴う問題の１つに、封入材の上面の平面性があ
る。多くの場合、この上面は凸形状を有する。この凸形
状のために、自動化引き上げ／配置機器(automatd pick
and place equipment) は、得られた半導体パッケージ
を利用することができない。また、この凸形状のため
に、上面上に刻印するのも困難である。
【０００３】かかる技術は、通常、基板上に単一のアセ
ンブリ・サイト(assembly site) を封入し、封入の後、
アセンブリ・サイトを単独化(singulate) して、個々の
パッケージを形成する。その結果、組立時間および単独
化時間が長くなり、パッケージ・コストの上昇を招く。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、自動化引
き上げ／配置機器が利用でき、容易に刻印することがで
き、スループットを向上することにより、サイクル・タ
イムの短縮化および組立コストの低減を図った、ほぼ平
坦な表面を有する半導体パッケージを有することが望ま
しい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体パッケー
ジ基板は、ほぼ同一のパッケージ・サイトのアレイを有
する。パッケージ・サイトのアレイ全体を、封入材で被
覆する。封入材および下にある半導体パッケージ基板を
完全に切断することによって、個々のパッケージ・サイ
トを単独化する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、ある製造段階における半
導体パッケージ基板、即ち、半導体パッケージ１０の実
施例を概略的に示す。パッケージ１０は、パッケージ・
サイト１３，１４，１６，２１，２２，２３のような複
数のパッケージ・サイトを有する、相互接続基板１１を
含む。後にわかるが、サイト１３，１４，１６，２１，
２２，２３の各々は、後に単独化され、個々の個別半導
体パッケージとなる。また、サイト１３，１４，１６，
２１，２２，２３の各々はほぼ同一であり、各サイト内
に、能動半導体素子のような複数の電子素子や、抵抗お
よびコンデンサのような受動素子を取り付けて相互接続
するための領域を有する。サイト１３，１４，１６，２
１，２２，２３の各々は、例えば、サイト１６，２１間
の空間１７のような空間によって分離されているので、
各サイトは個々のパッケージに単独化することができ
る。
【０００７】基板１１は、打抜リードフレーム(stamped
leadframe) ，セラミック基板，プリント回路ボード基
板，および当業者には既知のその他の構造を含む、種々
の形態を取ることができる。図１に示すように、基板１
１は、誘電体で分離された多層の電気相互接続層、およ
び多数の取り付け領域を有するセラミック基板である。
【０００８】また、基板１１は、基板１１周囲に沿っ
て、即ち、破線１５で示すように、複数のパッケージ・
サイトの周囲を包囲する、ダム・バー(dam-bar) 領域１
２を含む。後にわかるが、ダム・バー領域１２は、パッ
ケージ１０，およびサイト１３，１４，１６，２１，２
２，２３のような複数のパッケージ・サイトの各パッケ
ージ・サイトによって形成される個々のパッケージを封
入するために用いられる。
【０００９】図２は、後続の製造段階におけるパッケー
ジ１０を、図１に示す断面線２−２に沿って示す断面構
成図である。図面間で同一の素子を表わす場合、同一の
参照番号を用いることとする。典型的に、半導体素子ま
たは受動素子のような素子は、サイト１３，１４，１
６，２１に取り付けられている素子２６によって例示さ
れるように、各パッケージ・サイトに取り付けられる。
多くの素子を各パッケージ・サイトに取り付けることが
できるが、図示の目的のためにのみ素子２６を示す。図
２に示すように、複数のパッケージ・サイトの各パッケ
ージ・サイトおよび付随する素子を封入する際、領域１
２上にダム・バー１８を形成する。ダム・バー１８は、
複数のパッケージ・サイトを内包する空洞を作る。ダム
・バー１８を形成するには、領域１２上に第１封入材料
を分配する。第１封入材料は、十分に高い第１粘度を有
するので、封入材は基板１１を横切って流れずに、領域
１２上に分配されたままほぼ停留する。典型的に、第１
封入材料は、約５００，０００センチ・ポイズ（ｃｐ
ｓ）よりも高い粘度を有し、典型的に、約２５℃（摂
氏）において１，０００，０００ないし２，０００，０
００ｃｐｓの粘度を有する。ダム・バー１８に適した第
１封入材料の１つは、カリフォルニア州のHysol-Dexter
of Industryが製造するFP-4451 のような、硬質熱硬化
性エポキシである。通常、分配の間、シリンジ即ち分配
機構を加熱することによって第１封入材料を加熱し、第
１封入材料の分配を可能とする。加えて、通常、基板１
１もそれより高い温度に加熱されるので、第１封入材料
は十分に流れて、ダム・バー１８を形成する。通常、分
配機構即ちシリンジは、摂氏約４０ないし５０度（４０
〜５０℃）に加熱され、基板１１は通常摂氏約８０ない
し９０度に加熱される。
【００１０】その後、ダム・バー１８によって形成され
た空洞内に第２封入材料を分配し、基板１２上の素子を
被覆する封入材１９を形成する。封入材１９の厚さは、
基板１２上に形成されている素子２６のような素子を被
覆しかつ保護するのに十分な程度とする。第２封入材料
は、十分に低い第２粘度を有するので、第２封入材料は
流れて空洞を充填し、空隙を残さず、素子および素子を
基板１１に接続するために用いられている取り付けワイ
ヤを包囲する。第２粘度は、第１封入材料の高い粘度５
００，０００ｃｐｓよりも低く、２５℃で約２０，００
０ないし２００，０００ｃｐｓである。第２封入材に適
した材料の一例は、Hysol-Dexterが製造するFP-4650 で
ある。加えて、第２封入材料は、典型的に、第１封入材
料と同一の化学的基礎を有するため、２つの材料は界面
で接合し、分離や潜在的な汚染を最少に抑える。分配の
間、第２封入材料および基板１１は、第１封入材料の分
配に用いた加熱と同様に加熱される。
【００１１】分配の後、第１および第２封入材料を加熱
することによって双方の封入材料をゲル化し、後続の基
板１１のガス発生(out gassing) および反り(warpage)
を制御する。典型的に、双方の封入材料は、摂氏１１０
度において約１時間でゲル化する。続いて、ダム・バー
１８および封入材１９を硬化させて、封入材１９が、下
に位置する素子を被覆する、連続封入材料を形成する。
典型的に、硬化は約１６５℃の温度において、２時間ま
での時間に行う。硬化の後、封入材１９および基板１２
を完全に切り離すために空間１７を用いることにより、
個々のパッケージ・サイトの各々を単独化して、個別パ
ッケージとする。例えば、基板１２がセラミック材であ
る場合は、セラミック鋸を用いて、封入材１９および基
板１１を切断する。封入材１９および基板１１をレーザ
で切断することを含む、他の単独化技法も利用可能であ
る。
【００１２】封入材１９によって被覆された領域は、第
２封入材料によって形成されたメニスカス(meniscus)よ
りも大きくし、封入材１９の上面がほぼ平面状を保つよ
うにする。例えば、上面は、封入材１９の表面全体で、
偏差がプラスまたはマイナス０．１３ミリメートルより
も小さくなければならない。図２に示すように、複数の
パッケージ・サイトは４ｘ４アレイに形成されている
が、他のアレイに形成することも可能である。６０ミリ
メートルｘ６０ミリメートルのアレイは、所望の平面性
を得るのに十分な領域を与える。
【００１３】尚、他の封入技法を利用し、封入材料を用
いて複数のパッケージ・サイトを被覆し、パッケージ１
０を封入してもよいことを注記しておく。例えば、ダム
・バー１８は、予備製造されたフレームとし、領域１２
に適用することができ、オーバーモールド(overmoldin
g) またはその他の技法を用いて封入することも可能で
ある。その後、各パッケージ・サイトは、先に述べたよ
うに、単独化することができる。
【００１４】図３は、図１および図２に示したパッケー
ジ・サイト１３のようなパッケージ・サイトから形成さ
れる、単独化されたパッケージの断面図を示す。
【００１５】以上の説明より、新規な半導体パッケージ
およびそのための方法が提供されたことが認められよ
う。基板上に複数のパッケージ・サイトを形成し、この
複数のパッケージ・サイトを包囲する周辺全体の周りに
１つのダム・バーを用いることによって、封入材上にほ
ぼ平坦な表面が容易に形成される。ほぼ平坦な表面を形
成することにより、各個別パッケージはほぼ平坦な表面
を有することができ、自動化引き上げ／配置機器の利用
を容易にし、更に、各個別パッケージの明確な刻印も容
易に行うことができる。複数のパッケージ・サイトを互
いに隣接して形成し、これら複数のパッケージ・サイト
を１つの連続する封入材で被覆することにより、パッケ
ージ・サイトを単独化するために必要な空間を最少に止
め、基板上のパッケージ・サイト数を最大に増やすこと
ができるので、最小のパッケージ輪郭が得られ、パッケ
ージ・コストが削減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による製造の一段階における半導体パッ
ケージの平面図。
【図２】後続の製造段階における図１のパッケージの断
面図。
【図３】本発明による単独化された半導体パッケージの
断面図。
【符号の説明】
１０ 半導体パッケージ １１ 相互接続基板 １２ ダム・バー領域 １３，１４，１６，２１，２２，２３ パッケージ・
サイト １７ 空間 １８ ダム・バー １９ 封入材 ２６ 素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サムエル・エル・コフマン アメリカ合衆国アリゾナ州スコッツデー ル、ノース・86ス・ストリート11603 (72)発明者 ブルース・レイド アメリカ合衆国アリゾナ州メサ、ウエス ト・８ス・アベニュー2350 (72)発明者 キース・イー・ネルソン アメリカ合衆国アリゾナ州テンピ、イース ト・カーメン・ストリート1721 (72)発明者 デボラ・エー・ヘイゲン アメリカ合衆国テキサス州オースチン、ノ ース・タンブルウィード・トレイル150

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体パッケージの形成方法であって：基
    板（１０）上にある複数のパッケージ・サイト（１３，
    １４，１６，２１，２２，２３）を封入する段階であっ
    て、前記複数のパッケージ・サイトを被覆する、連続封
    入材料を形成する前記封入段階；および前記封入材を通
    して単独化し、各パッケージ・サイトを単独化する段
    階；から成ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記複数のパッケージ・サイトを封入する
    段階は、上面の平面性の偏差が０．１３ミリメートル未
    満となるように、前記封入材料を形成する段階を含むこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記封入材料を通じて単独化する段階は、
    前記封入材料と前記基板とを完全に切断する段階を含む
    ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】半導体パッケージであって：複数のパッケ
    ージ・サイト（１３，１４，１６，２２，２３）を有す
    る相互接続基板（１０）であって、前記複数のパッケー
    ジ・サイトの各パッケージ・サイトはほぼ同様であり、
    前記基板からの単独化が可能な前記基板（１０）；前記
    複数のパッケージ・サイトを包囲して空洞を形成し、該
    空洞内に前記複数のパッケージ・サイトを囲い込むダム
    ・バー（１８）；および前記空洞を充填する封入材（１
    ９）であって、上面の平面性の偏差が０．１３ミリメー
    トル未満である前記封入材（１９）；から成ることを特
    徴とする半導体パッケージ。
JP9249351A 1996-09-04 1997-08-28 半導体パッケージおよびそのための方法 Pending JPH1092979A (ja)

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