【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート一括成形トランスファーモールド工法において製造される樹脂封止型半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封止型半導体装置をトランスファーモールド工法で封止成形する場合、個片基板で封止成形を行なっている。以下従来技術について図面をもって説明する。
【０００３】
図１０（ａ），（ｂ）は代表的な半導体装置の上面および下面から見た斜視図である。この樹脂封止型半導体装置１５は、エリアアレイパッケージ ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）と呼ばれ、外部端子２０が格子状に配列されている。
【０００４】
以下、図１１で、従来の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１１は従来の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止工程における主要な手順を示した図である。
【０００５】
予め、個片基板４の電極と半導体チップ７の電極パッドを電気的に接続された個片基板４を準備する。個片基板４でトランスファーモールド工法を行なう場合の例を示す。
【０００６】
まず、図１１において、工程（ａ）のように個片基板４に半導体チップ７を搭載した状態の半導体装置の大きさに合わせてキャビティ３が設けられた上金型１を上げて、下金型２の上に半導体装置を置く。
【０００７】
次に工程（ｂ）のように上金型１を下げて半導体装置を挟み込むようにし、プランジャ９を押し下げることで樹脂８をキャビティ３へ流し込む。
【０００８】
工程（ｃ）のようにゲート１０を通って樹脂８がキャビティ３内を満たし、熱を与えて硬化させる。樹脂８が硬化する。
【０００９】
工程（ｄ）のように上金型１を上げるとカル１２及びランナー１１が樹脂封止型半導体装置１５と一体となった状態となっている。
【００１０】
最後に工程（ｅ）のようにカルブレークを行ない、カル１２とランナー１１を取り除き、樹脂封止型半導体装置１５とする。
【００１１】
この場合、トランスファー成形に用いる上金型１、下金型２は個々の半導体チップ７の大きさに合わせて作らなければならず、品種が多くなると上金型１、下金型２も増やさなければいけないことになる。
【００１２】
また他の従来技術は１９９６年８月６日に登録されている米国特許番号５，５４２，１７１（特許文献１）がある。前記特許文献１ではランナー部分となる封止樹脂が密着するサブストレート（基板）に汚染された部分を設ける（インクペンや墨で塗りつぶす）ことで、カルブレークを容易にしている。
【００１３】
【特許文献１】
米国特許番号５，５４２，１７１（本文４〜６列、Ｃｌａｍｅ １〜７）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
まず前提としてシート基板を利用したシート一括成形トランスファーモールド工法では、複数の個片基板を集合体とした１枚のシート基板に複数の半導体チップ７を搭載した状態で封止を行なうため、１枚のシート基板内に配置する樹脂封止型半導体装置の数を増減すれば、樹脂封止型半導体装置の大きさの違う品種が増えても上金型、下金型は一つで済むことから、コスト的に有利なため、近年多用されるようになってきている。
【００１５】
図１０や特許文献１のように従来の基板個片での樹脂封止は１つ個片基板上の樹脂封止で良いため、シート基板上の複数の製品部を一括して樹脂封止するのに比較して樹脂量も少なくて良くランナーや製品樹脂部に接続するゲート部のサイズも比較的、小さいサイズで充分樹脂を注入することが可能であった。そのため、最終工程でのカルブレークを容易に行うことができる。
【００１６】
しかしながらシート基板での樹脂封止には大量の樹脂を製品部となるキャビティに一気流し込む必要があるため、個別基板のランナー幅に比較して２倍以上の面積で４倍以上が必要となってきた。
【００１７】
この従来例のシート一括成形トランスファーモールド工法における課題を図１２によって説明する。図１２（ａ）はカル１２よりランナー１１から製品部に樹脂封止された側面図を示す。この図１２（ａ）状態からカル１２およびランナー１１を取り除く作業である、カルブレークを行うと、図１２（ｂ）のように、カル１２を取り除くだけでなく、ランナー１１とシート基板耳部１７との密着力が大きいために、ゲート１０付近のシート基板耳部１７においてクラックや割れが生じてしまうという問題を有していた。
【００１８】
したがって、この発明の目的は、シート一括成形トランスファーモールド工法において、カルブレークを行う際のシート基板におけるクラックや割れを防止する樹脂封止型半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、個別の半導体素子を搭載可能な単位基板が連続して形成されたシート基板を準備する工程と、前記シート基板の個々の単位基板に前記半導体素子を各々搭載する工程と、前記半導体素子の電極と前記シート基板の配線電極とを接続部材により電気的に接続する工程と、前記半導体素子および前記接続部材を封止金型で挟んで、この封止金型に設けた封止樹脂注入経路から注入される封止樹脂により封止する工程と、前記シート基板を個別の前記単位基板に分割する工程とを含む樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記シート基板の前記半導体素子搭載面の、少なくとも前記封止樹脂注入経路の領域にめっき領域を形成する。
【００２０】
このように、シート基板の半導体素子搭載面の、少なくとも封止樹脂注入経路の領域にめっき領域を形成するので、シート基板に対してランナーに相当する封止樹脂注入経路の封止樹脂の密着力を小さくし、シート基板にクラックや割れを生じることなくカルブレークを行える。
【００２１】
請求項２記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、めっき領域の幅は、封止樹脂注入経路の幅の１１０〜１２０％である。このように、めっき領域の幅は、封止樹脂注入経路の幅の１１０〜１２０％であるので、シート基板上のランナーがめっき領域内に収まり、良好なカルブレークができる。
【００２２】
請求項３記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、シート基板は、複数の単位基板が形成された領域の外側に耳部を有し、封止樹脂注入経路は前記耳部から外側へ延び、めっき領域は前記封止樹脂注入経路から幅方向に片側０．５〜２．０ｍｍはみ出して形成する。
【００２３】
このように、シート基板は、複数の単位基板が形成された領域の外側に耳部を有し、封止樹脂注入経路は耳部から外側へ延び、めっき領域は封止樹脂注入経路から幅方向に片側０．５〜２．０ｍｍはみ出して形成するので、シート基板の寸法公差を見込んだ上でさらに位置決め部材とのクリアランスを設定することによるランナーとシート基板耳部の相対位置のずれを吸収でき、常にランナーがめっき領域上に位置することになる。
【００２４】
請求項４記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、めっき領域は、シート基板の少なくとも２辺から内側に向かって形成する。このように、めっき領域は、シート基板の少なくとも２辺から内側に向かって形成するので、シート基板のサイズを標準化し、シート基板の異なる辺からの樹脂封止方向を自由に設定してもよい構成に対応できる。このため、シート基板の方向性を考慮することなく樹脂封止することが可能になる。
【００２５】
これは生産時において樹脂封止工程は高温となる封止金型周辺にシート基板の方向性を認識するカメラ等を設置することが困難であり、人的に方向の確認をする場合のミスが起こった場合の不良が発生しないように考慮したものである。
【００２６】
請求項５記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、シート基板の材質はセラミックからなり、めっき領域はＮｉ層の上にＡｕ層を形成する。このように、シート基板の材質はセラミックからなり、めっき領域はＮｉ層の上にＡｕ層を形成するので、シート基板は焼成して生成され、めっき領域は半導体素子が接続される配線電極や外部端子と同様の工程にて形成できる。
【００２７】
請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、個別の半導体素子を搭載可能な単位基板が連続して形成されたシート基板を準備する工程と、前記シート基板の個々の単位基板に前記半導体素子を各々搭載する工程と、前記半導体素子の電極と前記シート基板の配線電極とを接続部材により電気的に接続する工程と、前記半導体素子および前記接続部材を封止金型で挟んで、この封止金型に設けた封止樹脂注入経路から注入される封止樹脂により封止する工程と、前記シート基板を個別の前記単位基板に分割する工程とを含む樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記シート基板は複数の単位基板が形成された領域の外側に耳部を有し、この耳部の前記封止樹脂注入経路の領域に、封止樹脂注入経路の幅よりも大きく２本の溝により挟まれた除去部を形成し、この除去部の下層に金属層を形成する。
【００２８】
このように、シート基板は複数の単位基板が形成された領域の外側に耳部を有し、この耳部の封止樹脂注入経路の領域に、封止樹脂注入経路の幅よりも大きく２本の溝により挟まれた除去部を形成し、この除去部の下層に金属層を形成するので、ランナーに相当する封止樹脂注入経路の封止樹脂が密着する部分の下に金属層を埋設していることで、カルブレーク時に部分的に溝に沿って除去部を乖離させることができる。また、除去部はシート基板耳部に存在するため製品部にはなんの影響もない。
【００２９】
請求項７記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法において、シート基板はセラミックからなり、封止工程の後、封止樹脂注入経路に固化した封止樹脂をシート基板から除去する工程を行い、この工程の際に前記封止樹脂が密着する前記シート基板の除去部および金属層を除去する。
【００３０】
このように、シート基板はセラミックからなり、封止樹脂注入経路に固化した封止樹脂をシート基板から除去する工程の際に封止樹脂が密着するシート基板の除去部および金属層を除去するので、樹脂封止された状態で、シート基板のセラミックと金属層との密着力よりランナーの樹脂とセラミックの密着力が強く、カルブレークされたランナーはシート基板の除去部とともに容易に剥離される。このため、シート基板耳部にクラックや割れを生じることがない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１（ａ），（ｂ）はこの発明の実施の形態の樹脂封止型半導体装置をそれぞれ上下から見た斜視図である。この樹脂封止型半導体装置１５は、エリアアレイパッケージ ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）と呼ばれ、外部端子２０が格子状に配列されている。また、図２（ａ），（ｂ）は代表的な半導体装置の内部構成を断面図で示したものである。
【００３２】
図２（ａ）の半導体装置の構成を説明する。個片基板（単位基板）４の電極に電気的に導通する状態でフリップチップ接合された半導体チップ（半導体素子）７を封止樹脂８で封止している。
【００３３】
ここで、個片基板４の厚みは２００μｍから４００μｍに、半導体チップ７の厚みは１００μｍから４００μｍを搭載している。個片基板４の電極と半導体チップ７の電極パッドを電気的に接続する工程はフリップチップ接合の場合、半導体装置の電極パッドにバンプを形成し接合する。バンプはめっき形成によるＳｎ−ＰｂバンプやＡｕバンプでは半導体ウェハーレベルで予め形成しておく。また、バンプボンダーによる超音波・熱圧着方法でＡｕバンプを直接的に半導体素子の電極パッドに形成する場合もある。２０は外部端子である。
【００３４】
図２（ｂ）の半導体装置の構成を説明する。（ｂ）の半導体装置は（ａ）の半導体装置のフリップチップ接合された半導体チップ７の上にさらに他の半導体チップ７を背中合わせに積層した構成で上の半導体チップ７は個片基板４の電極とは金属細線１９で接合されている。
【００３５】
また金属細線１９が用いられる場合、金属細線１９は金（Ａｕ）純度、９９．９９％以上、直径１５〜３０μｍの範囲が主となり、ワイヤーボンダーによる超音波・熱圧着方法で接合する。
【００３６】
次に上記半導体装置の製造方法について説明する。図３はシート一括成形トランスファーモールド工法の工程断面図である。
【００３７】
図３に示すように、個別の半導体チップ７を搭載可能な個片基板４が連続して形成されたシート基板５を準備する工程と、シート基板５の個々の個片基板４に半導体チップ７を各々搭載する工程と、半導体チップ７の電極とシート基板５の配線電極とを接続部材により電気的に接続する工程と、半導体チップ７および接続部材を封止金型１，２で挟んで、この封止金型１，２に設けた封止樹脂注入経路（ランナー１１）から注入される封止樹脂８により封止する工程と、シート基板５を個別の個片基板４に分割する工程とを含み、シート基板５の半導体素子搭載面の、少なくとも封止樹脂注入経路の領域にめっき領域１８（図５）を形成する。
【００３８】
この場合、まず、図２に示したような、個片基板４の電極と半導体チップ７の電極パッドを電気的に接続された個片基板４が連続して形成されたシート基板５を準備する。
【００３９】
図３（ａ）工程では、シート基板５の大きさに合わせてキャビティ３が設けられた上金型１を上げて、下金型２の上にシート基板５上に予め接合された複数の半導体チップ７が載置されたシート状半導体装置を置く。ここでキャビティ３は半導体チップ７の大きさに合わせてあるのではなく、シート基板５の大きさに合わせてある。
【００４０】
次に（ｂ）工程では、上金型１を下げて半導体装置を挟み込むようにし、ポット１３に投入された円筒状の熱硬化性のエポキシ系の樹脂８をプランジャ９で押し下げることでキャビティ３へ流し込む。
【００４１】
（ｃ）工程では、押し込まれた樹脂８は金型によって予め１５０〜２００℃に熱せられた熱により液状に溶融し、ランナー１１からゲート１０を通って、樹脂８がキャビティ３内を満たし、シート基板５上の半導体装置部分に注入される。このとき、反対側のエアベンド１４より空気が抜け、ボイド（硬化樹脂中の空気の泡たまり）のない樹脂封止型半導体装置１５が成形される。その後数十秒の硬化時間の間、プランジャ９、封止金型１，２によって押圧し、樹脂を硬化させる。
【００４２】
（ｄ）工程では、上金型１を上げるとカル１２及びランナー１１が樹脂封止型半導体装置１５と一体となった状態となる。
【００４３】
最後に（ｅ）工程のようにカルブレークを行ない、カル１２とランナー１１を取り除き、シート基板５を１つの集積回路パッケージ別に個別に分割して樹脂封止型半導体装置１５とする。
【００４４】
ここで使用される基板や半導体素子の厚みは図２で説明したとおりであり、樹脂封止の厚みは４００μｍから８００μｍの範囲で樹脂封止される。
【００４５】
個別に分割する方法はレーザーで分割する方法や、切断ラインに溝などを設け、機械的応力でブレイクする方法などがあるが、ダイシングブレードにより切断・分離する場合が一般的である。
【００４６】
なお、図示はしてないが他の樹脂封止方法として液状の樹脂を塗布する印刷封止工法がある。この場合前述したトランスファーモールド工法のような金型の投資が不要でありシート基板サイズに関わらず自由な塗布量の変更が容易である。しかしながら塗布された樹脂は塗布時や熱硬化時に空隙（ボイド）が発生しやすく、トランスファーモールド工法に用いられる熱可塑性のエポキシ樹脂に比較すると耐湿性、密着力に弱い面がある。また液状樹脂はトランスファーモールド工法に使用される固形樹脂に比較し、一般的に同量で比較した場合、数倍から十数倍、材料コストが高となる点もある。
【００４７】
ここで、シート基板５と個片基板４の違いを図４に示す。図４（ａ）に示すとおり、シート基板５は半導体チップ搭載部１６を複数有し、さらに周囲にシート基板耳部１７を有する。
【００４８】
一方、図４（ｂ）に示すとおり、個片基板４の半導体チップ搭載部１６は個片基板４よりも内側に配置され、シート基板耳部１７は製品部を有さない。また個片基板４には半導体チップ７の電極との接合のため電極２２が配置されている。配線２３が配置されていてもよい。個片基板４の裏面は図４（ｃ）に示すとおり、外部端子２０が格子状に配列されている。図はＦＬＧＡ（Ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であるが、はんだボールが外部端子に存在するＦＢＧＡ（Ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であっても良いことは言うまでもない。前記個片基板４の個々の電極２２と外部端子２０は、図４（ｃ）のａ−ａ′断面図である図４（ｄ）に示す通り複数層の配線層で上下が導通されている。
【００４９】
また、トランスファー工法に用いる樹脂８は、シート基板５との密着性が良い樹脂を選定する。これは、封止後に半導体装置に応力がかかった際に、樹脂８が基板５から剥がれないようにするためである。
【００５０】
次にシート基板５を樹脂封止する方法を図５（ａ），（ｂ）によって説明する。この工程は図３（ｂ），（ｃ）に相当する。図５（ａ）はシート基板５上の樹脂封止エリア２１と樹脂注入口となるランナー１１を破線で示した平面図である。
【００５１】
本実施の形態ではシート基板５の材質はセラミックより成る。シート基板５が有機基板の場合、樹脂封止する場合などの位置決めは通常基板の耳部に基準穴を設け位置決めする。しかしながらセラミック基板の場合、焼成して生成するため高精度の位置決め穴を作ることが困難である。このため位置決めする場合、樹脂封止金型の方にシート基板５の端にピン６を立て、位置規制する。
【００５２】
次に、図３（ｄ），（ｅ）に相当する工程では、図６に示すように、シート基板耳部１７とランナー１１との間にめっき１８を施すことで樹脂の密着力を小さくし、シート基板耳部１７にクラックや割れを生じることなくカルブレークを行なえるようにする。この場合、位置決めシート基板の耳部１７に施されためっき１８の範囲はシート基板５の最端部より施され、めっき１８の範囲はシート基板５上の樹脂注入されるランナー１１の面積の１１０から１２０％以下であることが特徴となる。これら２つの組み合わせで良好なカルブレークができる。
【００５３】
ここでランナー１１面積よりめっき１８範囲を大きくすることは特に重要である。なぜなら本実施の形態に使用するシート基板５はセラミック基板である。セラミック基板は一般的に焼成して形成するいわゆる焼き物であり、寸法精度の高い基板を製作するには非常に高い技術とコストが必要である。またセラミック基板は前述したように、位置の精度高い位置決め穴を設けることが困難なため、樹脂封止時の位置決めはシート基板５の４コーナーを位置決めピン６で固定する。この方法ではシート基板５の寸法公差を見込んだ上でさらにクリアランス（隙間）を設定してピン６の位置を決定している。このためランナー１１および樹脂封止エリア２１の位置とシート基板５の相対位置は片側０．５０ｍｍから２．００ｍｍの範囲でずれる。このように設計することで常にランナー１１がめっき１８上に位置することになる。通常、基板４の表面は、電極２２、配線２３にめっきを施すようになっているので、本実施の形態において、めっき１８を設けることでコストや工程が増すことはない。
【００５４】
カルブレークを行なった結果、シート基板耳部１７にめっき１８がない場合、割れやクラックの発生率は１００％であったが、シート基板耳部１７にめっき１８がある場合、割れやクラックの発生率は１％以下となった。
【００５５】
図７を用いて上記実験結果を説明する。図７（ａ）に示す棒グラフは縦軸にカルブレークを行った時のシート基板５に発生する割れやクラックを不良率で表し、（ｂ）はランナー幅、めっき幅の説明図である。
【００５６】
図７（ａ）の棒グラフの横軸は左から順に▲１▼めっきがなく、セラミック素地のままの場合（ランナー幅７．０ｍｍ）、▲２▼めっきが有り、めっき幅がランナーより太い場合（めっき幅７．６ｍｍ、ランナー幅７．０ｍｍ））、▲３▼めっきが有り、めっき幅がランナーより細い場合（めっき幅６．６ｍｍ、ランナー幅７．０ｍｍ、を示している。本実験では実験個数がＮ＝２０以上で不良率は▲１▼１００％、▲２▼０．８％、▲３▼８５％であった。この結果によると▲２▼の手法でも０．８％の不良が発生しているが、本実験結果とは別途、▲２▼の条件でランナーをシート基板より取り去る際の条件設定の最適化によりさらに不良率を低減できた。
【００５７】
実験結果からも明らかであるが一部でもランナーの樹脂とシート基板のセラミックの素地が密着している場合、不良率が増加する。
【００５８】
図５（ｂ）は（ａ）と同様にシート基板５上の樹脂封止エリア２１と樹脂注入口となるランナー１１を破線で示した平面図であり、樹脂注入するランナー１１を４カ所、破線で示している。これは樹脂注入する際、シート基板５の位置決めが重要になるが基板５のサイズが標準化され、封止金型を共用するため予め４カ所のめっき１８を施してあれば基板５の樹脂封止方向に関係なく、どのような方向で樹脂封止しても樹脂封止可能である。
【００５９】
この発明の第２の実施の形態を図８および図９に基づいて説明する。図８（ａ），（ｂ）はこの発明の第２の実施の形態でシート基板５上の樹脂封止エリア２１と樹脂注入口となるランナー１１を破線で示した平面図および側面図である。樹脂封止型半導体装置の構成は図１および図２と同様である。
【００６０】
この半導体装置の製造方法は、図３で説明したのと同様のシート一括成形トランスファーモールド工法によるが、図８に示すように、シート基板５は複数の個片基板４が形成された領域の外側に耳部１７を有し、この耳部１７の封止樹脂注入経路の領域に、封止樹脂注入経路の幅よりも大きく２本の溝２４により挟まれた除去部２６を形成し、この除去部２６の下層に剥離しやすい金属層２５を形成する。
【００６１】
この場合、封止樹脂の通り道となるランナー１１の両サイドのシート基板耳部１７に溝２４が配置され、ランナー１１と製品部を覆う樹脂８の間にもランナー１１を横断するような、溝２４が存在する。またシート基板５は複数層に配線層が積層されたセラミックからなり、ランナー１１の存在する直下領域となる一層下はタングステン層（金属層）２５が埋設されている。溝２４の深さは数μｍから数十μｍであり。第一層目の直下のタングステン層２５まで届いていれば良い。タングステン層２５は各層の配線材料にもなっており、各層を繋ぐビアはモリブデン材で電気的に導通される。また半導体素子が接続される電極２２や外部端子２０となるセラミック基板の最表面は１０μｍから３０μｍ厚のタングステンの配線上に無電解めっきで数μｍ厚のＮｉさらに０．１μｍから０．８μｍ程度のＡｕ層をめっきする。
【００６２】
図９（ａ）は樹脂８で覆われた製品部に連なるカル１２とランナー１１をカルブレークした様子を示す側面図、（ｂ）はランナー１１が乖離した基板片（除去部２６）と分離している様子を基板端面方向から見た正面図である。
【００６３】
図９に示すように、封止工程の後、封止樹脂注入経路に固化した封止樹脂８をシート基板５から除去する工程を行い、この工程の際に封止樹脂８が密着するシート基板５の除去部２６および金属層２５を除去する。
【００６４】
樹脂封止された状態ではランナーの樹脂とセラミック素地は密着されており、セラミック素地とタングステン層２５との密着力よりランナーの樹脂とセラミック素地の密着力が強いためカルブレークされたランナー１１は溝２４に沿って乖離した基板片２６もろとも剥離される。また乖離する基板片２６はシート基板耳部１７に存在するため製品部にはなんの影響もない。
【００６５】
したがって、第１の実施の形態のようにめっき１８を施す場合と同様の効果を得ることができるとともに、Ａｕめっきの使用量を若干量節減することが可能である。その代わり、ランナー１１を溝２４に沿って乖離した基板片２６もろとも剥離するため、シート基板耳部１７のランナー１１周囲に溝２４を形成する必要がある。
【００６６】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、シート基板の半導体素子搭載面の、少なくとも封止樹脂注入経路の領域にめっき領域を形成するので、シート基板に対してランナーに相当する封止樹脂注入経路の封止樹脂の密着力を小さくし、カルブレークの際のシート基板のクラックや割れを防ぐことが可能となる。また、シート基板の電極等の製作工程を利用してめっき領域を設けることでコストアップを招くことがない。
【００６７】
請求項２では、めっき領域の幅は、封止樹脂注入経路の幅の１１０〜１２０％であるので、シート基板上のランナーがめっき領域内に収まり、良好なカルブレークができる。
【００６８】
請求項３では、シート基板は、複数の単位基板が形成された領域の外側に耳部を有し、封止樹脂注入経路は耳部から外側へ延び、めっき領域は封止樹脂注入経路から幅方向に片側０．５〜２．０ｍｍはみ出して形成するので、シート基板の寸法公差を見込んだ上でさらに位置決め部材とのクリアランスを設定することによるランナーとシート基板耳部の相対位置のずれを吸収でき、常にランナーがめっき領域上に位置することになる。
【００６９】
請求項４では、めっき領域は、シート基板の少なくとも２辺から内側に向かって形成するので、シート基板のサイズを標準化し、シート基板の異なる辺からの樹脂封止方向を自由に設定してもよい構成に対応できる。このため、シート基板の方向性を考慮することなく樹脂封止することが可能になる。
【００７０】
請求項５では、シート基板の材質はセラミックからなり、めっき領域はＮｉ層の上にＡｕ層を形成するので、シート基板は焼成して生成され、めっき領域は半導体素子が接続される配線電極や外部端子と同様の工程にて形成できる。
【００７１】
この発明の請求項６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、シート基板は複数の単位基板が形成された領域の外側に耳部を有し、この耳部の封止樹脂注入経路の領域に、封止樹脂注入経路の幅よりも大きく２本の溝により挟まれた除去部を形成し、この除去部の下層に金属層を形成するので、ランナーに相当する封止樹脂注入経路の封止樹脂が密着する部分の下に金属層を埋設していることで、カルブレーク時に部分的に溝に沿って除去部を乖離させることによって、シート基板耳部の割れやクラックを防ぐことができる。また、除去部はシート基板耳部に存在するため製品部にはなんの影響もない。また、シート基板の配線等の製作工程を利用して金属層を設けることでコストアップを招くことがない。
【００７２】
請求項７では、シート基板はセラミックからなり、封止樹脂注入経路に固化した封止樹脂をシート基板から除去する工程の際に封止樹脂が密着するシート基板の除去部および金属層を除去するので、樹脂封止された状態で、シート基板のセラミックと金属層との密着力よりランナーの樹脂とセラミックの密着力が強く、カルブレークされたランナーはシート基板の除去部とともに容易に剥離される。このため、シート基板耳部にクラックや割れを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はこの発明の実施の形態の樹脂封止型半導体装置を上から見た斜視図、（ｂ）はその下から見た斜視図である。
【図２】代表的な半導体装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】シート一括成形トランスファーモールド工法の工程断面図である
【図４】（ａ）はこの実施の形態のシート基板の平面図、（ｂ）はこの実施の形態の個片基板の平面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ｃ）のａ−ａ′断面図である。
【図５】（ａ）はこの発明の第１の実施の形態の樹脂封止工程でのシート基板の平面図、（ｂ）は他の例のシート基板の平面図である。
【図６】この発明の第１の実施の形態のカルブレーク後の側面図である。
【図７】（ａ）はカルブレークを行った時のシート基板に発生する不良率を示すグラフ、（ｂ）はランナー幅、めっき幅の説明図である。
【図８】（ａ）はこの発明の第２の実施の形態でシート基板上の樹脂封止エリアと樹脂注入口となるランナーを破線で示した平面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】（ａ）は第２の実施の形態においてカルとランナーをカルブレークした様子を示す側面図、（ｂ）はランナーが乖離した基板片と分離している様子を基板端面方向から見た正面図である。
【図１０】（ａ）は従来の樹脂封止型半導体装置の上から見た斜視図、（ｂ）はその下から見た斜視図である。
【図１１】従来の個片基板による一括成形トランスファーモールド工法を示す工程断面図である。
【図１２】（ａ）は従来例においてカルよりランナーから製品部に樹脂封止された側面図、（ｂ）はカルブレーク後の側面図である。
【符号の説明】
１ 上金型
２ 下金型
３ キャビティ
４ 個片基板（単位基板）
５ シート基板
６ シート基板位置決めピン
７ 半導体チップ
８ 樹脂
９ プランジャ
１０ ゲート
１１ ランナー
１２ カル
１３ ポット
１４ エアベンド
１５ 樹脂封止型半導体装置
１６ 半導体チップ搭載部
１７ シート基板耳部
１８ めっき
１９ 金属細線
２０ 外部端子
２１ 樹脂封止エリア
２２ 個片基板の電極
２３ 配線
２４ 溝
２５ タングステン層
２６ 乖離した基板片（除去部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device manufactured by a sheet transfer molding method.
[0002]
[Prior art]
When encapsulating and molding a resin-encapsulated semiconductor device by a transfer molding method, encapsulating is performed on an individual substrate. Hereinafter, the prior art will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIGS. 10A and 10B are perspective views of a typical semiconductor device as viewed from above and below. This resin-sealed semiconductor device 15 is called an area array package LGA (Land Grid Array), and external terminals 20 are arranged in a lattice.
[0004]
Hereinafter, a conventional embodiment will be described with reference to the drawings with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a main procedure in a resin sealing step of a conventional resin-sealed semiconductor device.
[0005]
The individual substrate 4 in which the electrodes of the individual substrate 4 and the electrode pads of the semiconductor chip 7 are electrically connected is prepared in advance. An example in which the transfer molding method is performed on the individual substrate 4 will be described.
[0006]
First, in FIG. 11, the upper mold 1 provided with the cavity 3 is raised according to the size of the semiconductor device with the semiconductor chip 7 mounted on the individual substrate 4 as in the step (a), and The semiconductor device is placed on the mold 2.
[0007]
Next, as shown in step (b), the upper mold 1 is lowered to sandwich the semiconductor device, and the plunger 9 is pushed down to flow the resin 8 into the cavity 3.
[0008]
As shown in step (c), the resin 8 fills the cavity 3 through the gate 10 and is cured by applying heat. The resin 8 cures.
[0009]
When the upper mold 1 is raised as in the step (d), the cull 12 and the runner 11 are integrated with the resin-sealed semiconductor device 15.
[0010]
Finally, a cull break is performed as in step (e), and the cull 12 and the runner 11 are removed to obtain a resin-sealed semiconductor device 15.
[0011]
In this case, the upper mold 1 and the lower mold 2 used for transfer molding must be made in accordance with the size of each semiconductor chip 7, and when the number of types increases, the number of the upper mold 1 and the lower mold 2 must be increased. I have to do it.
[0012]
Another prior art is U.S. Pat. No. 5,542,171 registered on Aug. 6, 1996. In Patent Document 1, a contaminated portion is provided (painted with an ink pen or black ink) on a substrate (substrate) to which a sealing resin serving as a runner portion adheres, thereby facilitating cull break.
[0013]
[Patent Document 1]
U.S. Patent No. 5,542,171 (4 to 6 columns of text, Clams 1 to 7)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
First, as a premise, in the sheet batch forming transfer molding method using a sheet substrate, sealing is performed in a state in which a plurality of semiconductor chips 7 are mounted on one sheet substrate in which a plurality of individual substrates are aggregated. By increasing or decreasing the number of resin-encapsulated semiconductor devices placed in a sheet substrate, even if there are more types of resin-encapsulated semiconductor devices with different sizes, only one upper die and one lower die are required. In recent years, it has been widely used because of its cost advantage.
[0015]
As shown in FIG. 10 and Patent Literature 1, conventional resin sealing on a substrate piece can be performed by resin sealing on one piece substrate, and thus a plurality of product parts on a sheet substrate are collectively resin sealed. In comparison with the above, the amount of resin was small, and the size of the gate portion connected to the runner and the product resin portion was relatively small, so that the resin could be sufficiently injected. Therefore, the cull break in the final step can be easily performed.
[0016]
However, resin encapsulation with a sheet substrate requires a large amount of resin to flow into a cavity serving as a product part at a stretch, so that the area is twice or more as large as the runner width of an individual substrate and four times or more. Was.
[0017]
Problems in the conventional sheet batch transfer molding method will be described with reference to FIG. FIG. 12A shows a side view in which the resin is sealed from the runner 11 to the product part from the cull 12. When the cull break, which is the operation of removing the cull 12 and the runner 11 from the state of FIG. 12A, is performed, not only the cull 12 is removed but also the runner 11 and the sheet board ear 17 as shown in FIG. Therefore, there is a problem that cracks and breaks occur in the sheet substrate ears 17 near the gate 10 due to a large adhesive force with the sheet.
[0018]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device that prevents cracks and breaks in a sheet substrate when performing a cull break in a sheet batch transfer molding method.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1 of the present invention includes a step of preparing a sheet substrate on which unit substrates on which individual semiconductor elements can be mounted are continuously formed. Mounting each of the semiconductor elements on each unit substrate of the sheet substrate, electrically connecting an electrode of the semiconductor element and a wiring electrode of the sheet substrate by a connecting member, A step of sandwiching the connection member with a sealing mold, sealing with a sealing resin injected from a sealing resin injection path provided in the sealing mold, and dividing the sheet substrate into individual unit substrates And a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising: forming a plating region on at least a region of the sealing resin injection path on the semiconductor element mounting surface of the sheet substrate.
[0020]
As described above, since the plating region is formed at least in the region of the sealing resin injection path on the semiconductor element mounting surface of the sheet substrate, the sealing resin adhesion force of the sealing resin injection path corresponding to the runner to the sheet substrate. And the cull break can be performed without causing cracks or cracks in the sheet substrate.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the first aspect, wherein the width of the plating region is 110 to 120% of the width of the sealing resin injection path. It is. As described above, since the width of the plating region is 110 to 120% of the width of the sealing resin injection path, the runner on the sheet substrate fits within the plating region, and good cull break can be performed.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the first aspect, wherein the sheet substrate has an edge outside a region where the plurality of unit substrates are formed. The sealing resin injection path extends outward from the ear portion, and the plating area is formed so as to protrude from the sealing resin injection path in a width direction by 0.5 to 2.0 mm on one side.
[0023]
As described above, the sheet substrate has the lugs outside the region where the plurality of unit substrates are formed, the sealing resin injection path extends outward from the lugs, and the plating region extends in the width direction from the sealing resin injection path. Since it is formed so as to protrude by 0.5 to 2.0 mm on one side, it is possible to absorb the deviation of the relative position between the runner and the ear of the sheet substrate due to the dimensional tolerance of the sheet substrate and further setting the clearance with the positioning member. , The runner will always be located on the plating area.
[0024]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the first aspect, the plating region is formed from at least two sides of the sheet substrate toward the inside. As described above, since the plating region is formed inward from at least two sides of the sheet substrate, the size of the sheet substrate may be standardized, and the resin sealing direction from different sides of the sheet substrate may be freely set. It can correspond to the configuration. Therefore, resin sealing can be performed without considering the directionality of the sheet substrate.
[0025]
This is because it is difficult to set up a camera or the like that recognizes the direction of the sheet substrate around the sealing mold, which becomes hot during the resin encapsulation process during production. Consideration is given to avoiding occurrence of a failure when it occurs.
[0026]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the first aspect, wherein the material of the sheet substrate is made of ceramic, and the plating region is formed of Au on the Ni layer. Form a layer. As described above, the material of the sheet substrate is made of ceramic, and the plating region is formed by baking the Au layer on the Ni layer. It can be formed in the same process as the terminal.
[0027]
7. The method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 6, further comprising the steps of: preparing a sheet substrate on which unit substrates capable of mounting individual semiconductor elements are continuously formed; Mounting each of the semiconductor elements, electrically connecting an electrode of the semiconductor element and a wiring electrode of the sheet substrate with a connection member, and sandwiching the semiconductor element and the connection member with a sealing mold. A resin-sealed semiconductor device including a step of sealing with a sealing resin injected from a sealing resin injection path provided in the sealing mold, and a step of dividing the sheet substrate into individual unit substrates. The manufacturing method according to claim 1, wherein the sheet substrate has a lug outside a region where a plurality of unit substrates are formed, and a width of the sealing resin pouring path is provided in a region of the lug in the sealing resin pouring path. Larger than two grooves Forming a sandwiched removal unit to form a metal layer in the lower layer of the removal unit.
[0028]
As described above, the sheet substrate has a lug outside the region where the plurality of unit substrates are formed, and two lugs larger than the width of the encapsulation resin injection path are formed in the lug region of the sealing resin injection path. A metal layer is formed below the removed portion, so that the metal layer is buried under the portion of the sealing resin injection path corresponding to the runner where the sealing resin is in close contact. By doing so, it is possible to partially separate the removed portion along the groove during the cull break. In addition, since the removal portion exists at the edge of the sheet substrate, there is no influence on the product portion.
[0029]
A method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to a seventh aspect is the method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the sixth aspect, wherein the sheet substrate is made of ceramic, and after a sealing step, a sealing resin injection path. A step of removing the solidified sealing resin from the sheet substrate is performed. In this step, the removed portion of the sheet substrate and the metal layer to which the sealing resin adheres are removed.
[0030]
As described above, since the sheet substrate is made of ceramic, and during the step of removing the sealing resin solidified in the sealing resin injection path from the sheet substrate, the removed portion of the sheet substrate to which the sealing resin adheres and the metal layer are removed. In the resin-sealed state, the adhesion between the resin and the ceramic of the runner is stronger than the adhesion between the ceramic and the metal layer of the sheet substrate, and the cull-runner is easily peeled off together with the removed portion of the sheet substrate. For this reason, cracks and breaks do not occur in the sheet substrate ears.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B are perspective views of a resin-sealed semiconductor device according to an embodiment of the present invention as viewed from above and below, respectively. This resin-sealed semiconductor device 15 is called an area array package LGA (Land Grid Array), and external terminals 20 are arranged in a lattice. FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing the internal configuration of a typical semiconductor device.
[0032]
The configuration of the semiconductor device of FIG. 2A will be described. A semiconductor chip (semiconductor element) 7 that has been flip-chip bonded in a state of being electrically connected to the electrodes of the individual substrate (unit substrate) 4 is sealed with a sealing resin 8.
[0033]
The individual substrate 4 has a thickness of 200 μm to 400 μm, and the semiconductor chip 7 has a thickness of 100 μm to 400 μm. In the step of electrically connecting the electrodes of the individual substrate 4 and the electrode pads of the semiconductor chip 7, in the case of flip chip bonding, bumps are formed on the electrode pads of the semiconductor device and bonded. The bumps are formed beforehand at the semiconductor wafer level for Sn-Pb bumps and Au bumps formed by plating. In some cases, an Au bump is directly formed on an electrode pad of a semiconductor element by an ultrasonic / thermocompression method using a bump bonder. 20 is an external terminal.
[0034]
The configuration of the semiconductor device in FIG. 2B will be described. The semiconductor device of (b) has a configuration in which another semiconductor chip 7 is stacked back to back on the flip-chip bonded semiconductor chip 7 of the semiconductor device of (a), and the upper semiconductor chip 7 is an electrode of the individual substrate 4. Are joined by a thin metal wire 19.
[0035]
When the thin metal wire 19 is used, the thin metal wire 19 mainly has gold (Au) purity of 99.99% or more and a diameter of 15 to 30 μm, and is joined by an ultrasonic / thermocompression method using a wire bonder.
[0036]
Next, a method for manufacturing the semiconductor device will be described. FIG. 3 is a process sectional view of the sheet batch forming transfer molding method.
[0037]
As shown in FIG. 3, a step of preparing a sheet substrate 5 on which individual substrates 4 on which individual semiconductor chips 7 can be mounted is continuously formed, and a step of preparing a semiconductor chip 7 on each individual substrate 4 of the sheet substrate 5. Respectively, a step of electrically connecting the electrodes of the semiconductor chip 7 and the wiring electrodes of the sheet substrate 5 with a connecting member, and a step of sandwiching the semiconductor chip 7 and the connecting member between the sealing molds 1 and 2, A step of sealing with a sealing resin 8 injected from a sealing resin injection path (runner 11) provided in the sealing dies 1 and 2, and a step of dividing the sheet substrate 5 into individual individual substrates 4. And a plating region 18 (FIG. 5) is formed at least in the region of the sealing resin injection path on the semiconductor element mounting surface of the sheet substrate 5.
[0038]
In this case, first, as shown in FIG. 2, a sheet substrate 5 in which the individual substrate 4 in which the electrodes of the individual substrate 4 and the electrode pads of the semiconductor chip 7 are electrically connected is continuously formed is prepared. .
[0039]
In the step shown in FIG. 3A, the upper mold 1 provided with the cavity 3 in accordance with the size of the sheet substrate 5 is raised, and a plurality of semiconductors previously bonded on the sheet substrate 5 on the lower mold 2 The sheet-shaped semiconductor device on which the chip 7 is mounted is placed. Here, the cavity 3 is adjusted not to the size of the semiconductor chip 7 but to the size of the sheet substrate 5.
[0040]
Next, in the step (b), the upper mold 1 is lowered to sandwich the semiconductor device, and the cylindrical thermosetting epoxy resin 8 put in the pot 13 is pushed down by the plunger 9 to the cavity 3. Pour in.
[0041]
In the step (c), the pressed resin 8 is melted into a liquid state by the heat previously heated to 150 to 200 ° C. by the mold, and the resin 8 fills the cavity 3 from the runner 11 through the gate 10 to form a sheet. It is injected into the semiconductor device portion on the substrate 5. At this time, air escapes from the air bend 14 on the opposite side, and a resin-sealed semiconductor device 15 without voids (bubbles of air in the cured resin) is formed. Thereafter, during a curing time of several tens of seconds, the resin is pressed by the plunger 9 and the sealing molds 1 and 2 to cure the resin.
[0042]
In the step (d), when the upper mold 1 is raised, the cull 12 and the runner 11 are integrated with the resin-sealed semiconductor device 15.
[0043]
Finally, a cull break is performed as in the step (e), the cull 12 and the runner 11 are removed, and the sheet substrate 5 is individually divided into one integrated circuit package to obtain a resin-sealed semiconductor device 15.
[0044]
The thickness of the substrate or semiconductor element used here is as described in FIG. 2, and the thickness of the resin sealing is in the range of 400 μm to 800 μm.
[0045]
As a method of dividing individually, there are a method of dividing with a laser, a method of providing a groove or the like in a cutting line and breaking by mechanical stress, and the like, and cutting and separating with a dicing blade are common.
[0046]
Although not shown, there is a printing sealing method for applying a liquid resin as another resin sealing method. In this case, it is not necessary to invest in a mold as in the transfer molding method described above, and it is easy to freely change the coating amount regardless of the sheet substrate size. However, the applied resin tends to generate voids at the time of application or thermal curing, and has weaknesses in moisture resistance and adhesion as compared with a thermoplastic epoxy resin used in a transfer molding method. In addition, when compared with the solid resin used in the transfer molding method, the liquid resin generally has a point that the material cost is several times to ten and several times higher when compared in the same amount.
[0047]
Here, the difference between the sheet substrate 5 and the individual substrate 4 is shown in FIG. As shown in FIG. 4A, the sheet substrate 5 has a plurality of semiconductor chip mounting portions 16 and further has a sheet substrate ear 17 around the periphery.
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the semiconductor chip mounting portion 16 of the individual substrate 4 is disposed inside the individual substrate 4, and the sheet substrate ear 17 has no product part. The electrodes 22 are arranged on the individual substrate 4 for bonding with the electrodes of the semiconductor chip 7. The wiring 23 may be arranged. As shown in FIG. 4C, the back surface of the individual substrate 4 has external terminals 20 arranged in a lattice. Although the figure shows an FLGA (Fine Pitch Land Grid Array), it goes without saying that an FBGA (Fine Pitch Ball Grid Array) in which solder balls exist in external terminals may be used. The individual electrodes 22 and the external terminals 20 of the individual substrate 4 are electrically connected vertically by a plurality of wiring layers as shown in FIG. 4D, which is a sectional view taken along the line aa 'of FIG. 4C. .
[0049]
As the resin 8 used for the transfer method, a resin having good adhesion to the sheet substrate 5 is selected. This is to prevent the resin 8 from peeling off from the substrate 5 when a stress is applied to the semiconductor device after sealing.
[0050]
Next, a method of sealing the sheet substrate 5 with resin will be described with reference to FIGS. This step corresponds to FIGS. 3B and 3C. FIG. 5A is a plan view showing a resin sealing area 21 on the sheet substrate 5 and a runner 11 serving as a resin injection port by broken lines.
[0051]
In the present embodiment, the material of the sheet substrate 5 is made of ceramic. In the case where the sheet substrate 5 is an organic substrate, positioning such as in the case of sealing with a resin is usually performed by providing a reference hole at the ear of the substrate. However, in the case of a ceramic substrate, it is difficult to form a highly accurate positioning hole because it is formed by firing. For this reason, when positioning, the pin 6 is set up at the end of the sheet substrate 5 toward the resin sealing mold, and the position is regulated.
[0052]
Next, in a process corresponding to FIGS. 3D and 3E, as shown in FIG. 6, plating 18 is applied between the sheet substrate ear 17 and the runner 11 to reduce the adhesive force of the resin. In addition, the cull break can be performed without causing cracks or cracks in the sheet substrate ears 17. In this case, the area of the plating 18 applied to the ears 17 of the positioning sheet substrate is applied from the outermost end of the sheet substrate 5, and the area of the plating 18 is 110 of the area of the runner 11 on the sheet substrate 5 into which the resin is injected. To 120% or less. A good cull break can be made by a combination of these two.
[0053]
Here, it is particularly important to make the range of the plating 18 larger than the area of the runner 11. This is because the sheet substrate 5 used in the present embodiment is a ceramic substrate. A ceramic substrate is generally a so-called fired product formed by firing, and extremely high technology and cost are required to manufacture a substrate having high dimensional accuracy. As described above, since it is difficult to provide a positioning hole with high precision in the ceramic substrate, the four corners of the sheet substrate 5 are fixed with the positioning pins 6 during resin sealing. In this method, the position of the pin 6 is determined by further setting a clearance (gap) in consideration of the dimensional tolerance of the sheet substrate 5. Therefore, the positions of the runner 11 and the resin sealing area 21 and the relative position of the sheet substrate 5 are shifted within a range of 0.50 mm to 2.00 mm on one side. With such a design, the runner 11 is always located on the plating 18. Normally, the electrode 22 and the wiring 23 are plated on the surface of the substrate 4. Therefore, in the present embodiment, providing the plating 18 does not increase the cost or the process.
[0054]
As a result of the cull break, the occurrence of cracks and cracks was 100% when there was no plating 18 on the sheet substrate ears 17, but the occurrence of cracks and cracks occurred when the plating 18 was on the sheet substrate ears 17. The rate was less than 1%.
[0055]
The above experimental results will be described with reference to FIG. The bar graph shown in FIG. 7A shows the cracks and cracks generated in the sheet substrate 5 when the cull break is performed on the vertical axis by the defective rate, and FIG. 7B is an explanatory diagram of the runner width and the plating width.
[0056]
The horizontal axis of the bar graph of FIG. 7 (a) is, in order from the left, (1) no plating and a ceramic base (runner width 7.0 mm), (2) plating and a wider plating width than the runner ( (Plating width: 7.6 mm, runner width: 7.0 mm)), (3) In the case where there is plating and the plating width is smaller than the runner (plating width: 6.6 mm, runner width: 7.0 mm). When the number was N = 20 or more, the defect rates were (1) 100%, (2) 0.8%, and (3) 85%. Although this occurred, the defect rate could be further reduced by optimizing the condition setting when the runner was removed from the sheet substrate under the condition (2) separately from the results of this experiment.
[0057]
As is clear from the experimental results, when the resin of the runner and the ceramic base of the sheet substrate are in close contact with each other, the defective rate increases.
[0058]
FIG. 5B is a plan view showing the resin sealing area 21 on the sheet substrate 5 and the runners 11 serving as the resin injection ports by broken lines, similarly to FIG. Indicated by. This means that the positioning of the sheet substrate 5 is important when injecting the resin. However, if the size of the substrate 5 is standardized and four platings 18 are applied in advance to share a sealing mold, the resin sealing of the substrate 5 is performed. Regardless of the direction, resin sealing can be performed in any direction.
[0059]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 8A and 8B are a plan view and a side view showing a resin sealing area 21 on the sheet substrate 5 and a runner 11 serving as a resin injection port by broken lines in the second embodiment of the present invention. . The configuration of the resin-encapsulated semiconductor device is the same as in FIGS.
[0060]
The method of manufacturing the semiconductor device is based on the sheet batch transfer molding method similar to that described with reference to FIG. 3, but as shown in FIG. 8, the sheet substrate 5 is located outside the region where the plurality of individual substrates 4 are formed. In the region of the sealing resin injection path of the ear 17, a removal portion 26 that is larger than the width of the sealing resin injection path and is sandwiched between two grooves 24 is formed. A metal layer 25 that is easily peeled is formed below the portion 26.
[0061]
In this case, the grooves 24 are arranged in the sheet substrate lugs 17 on both sides of the runner 11 that pass through the sealing resin, and the grooves 24 cross the runner 11 between the runner 11 and the resin 8 covering the product part. There are 24. The sheet substrate 5 is made of ceramic in which wiring layers are stacked in a plurality of layers, and a tungsten layer (metal layer) 25 is buried below one layer which is a region immediately below the runner 11. The depth of the groove 24 is several μm to several tens μm. What is necessary is that it only reaches the tungsten layer 25 immediately below the first layer. The tungsten layer 25 is also a wiring material of each layer, and the via connecting each layer is electrically connected with a molybdenum material. The outermost surface of the ceramic substrate, which is to be the electrode 22 and the external terminal 20 to which the semiconductor element is connected, is formed by electroless plating Ni having a thickness of several μm on a tungsten wiring having a thickness of 10 μm to 30 μm, and about 0.1 μm to 0.8 μm. Plating the Au layer.
[0062]
FIG. 9A is a side view showing a state in which the cull 12 and the runner 11 connected to the product portion covered with the resin 8 are cull-breaked, and FIG. 9B is a view showing a state in which the runner 11 is separated from the separated substrate piece (removal unit 26). FIG. 3 is a front view of the state of the substrate viewed from the end face of the substrate.
[0063]
As shown in FIG. 9, after the sealing step, a step of removing the sealing resin 8 solidified in the sealing resin injection path from the sheet substrate 5 is performed. 5 is removed, and the metal layer 25 is removed.
[0064]
In the resin-sealed state, the resin of the runner and the ceramic substrate are in close contact with each other, and the adhesion between the resin of the runner and the ceramic substrate is stronger than the adhesion between the ceramic substrate and the tungsten layer 25. The substrate pieces 26 separated along 24 are also peeled off. Further, since the separated board pieces 26 are present in the sheet board ears 17, there is no influence on the product part.
[0065]
Therefore, it is possible to obtain the same effect as in the case where the plating 18 is applied as in the first embodiment, and it is possible to slightly reduce the amount of Au plating used. Instead, since the runner 11 and the substrate pieces 26 separated along the groove 24 are peeled off, the groove 24 needs to be formed around the runner 11 of the sheet substrate ear 17.
[0066]
【The invention's effect】
According to the method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1 of the present invention, the plating region is formed at least in the region of the encapsulation resin injection path on the semiconductor element mounting surface of the sheet substrate. As a result, the adhesive strength of the sealing resin in the sealing resin injection path corresponding to the runner can be reduced, and cracking and cracking of the sheet substrate during cull break can be prevented. In addition, by providing a plating region using a manufacturing process of an electrode or the like of a sheet substrate, cost does not increase.
[0067]
According to the second aspect, the width of the plating region is 110 to 120% of the width of the sealing resin injection path. Therefore, the runner on the sheet substrate fits in the plating region, and good cull break can be performed.
[0068]
In the third aspect, the sheet substrate has a lug outside the region where the plurality of unit substrates are formed, the sealing resin injection path extends outward from the lug, and the plating region has a width from the sealing resin injection path. 0.5 to 2.0 mm on one side in the direction, so that the deviation of the relative position between the runner and the ears of the sheet substrate is absorbed by setting the clearance between the positioning member and the dimensional tolerance of the sheet substrate. Yes, the runner will always be located on the plating area.
[0069]
According to the fourth aspect, since the plating region is formed inward from at least two sides of the sheet substrate, the size of the sheet substrate is standardized, and the resin sealing directions from different sides of the sheet substrate can be freely set. A good configuration can be accommodated. Therefore, resin sealing can be performed without considering the directionality of the sheet substrate.
[0070]
According to the fifth aspect, the material of the sheet substrate is made of ceramic, and the plating region is formed by baking the Au layer on the Ni layer. It can be formed in the same process as the external terminals.
[0071]
According to the method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 6 of the present invention, the sheet substrate has a lug outside the region where the plurality of unit substrates are formed, and the lug is injected into the lug. In the area of the path, a removed portion that is larger than the width of the sealing resin injection path and is sandwiched by two grooves is formed, and a metal layer is formed below the removed portion, so that the sealing resin injection corresponding to the runner is performed. By burying the metal layer under the part where the sealing resin of the path adheres, the removal part is partially separated along the groove at the time of cul break to prevent cracks and cracks in the sheet substrate ears be able to. In addition, since the removal portion exists at the edge of the sheet substrate, there is no influence on the product portion. Further, by providing a metal layer using a manufacturing process such as wiring of a sheet substrate, the cost does not increase.
[0072]
In the seventh aspect, the sheet substrate is made of ceramic, and in the step of removing the sealing resin solidified in the sealing resin injection path from the sheet substrate, the removal portion of the sheet substrate and the metal layer to which the sealing resin adheres are removed. Therefore, in the resin-sealed state, the adhesion between the resin and the ceramic of the runner is stronger than the adhesion between the ceramic and the metal layer of the sheet substrate, and the cull-runner is easily peeled off together with the removed portion of the sheet substrate. . For this reason, cracks and breaks do not occur in the sheet substrate ears.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a top perspective view of a resin-sealed semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a bottom perspective view thereof.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration of a typical semiconductor device.
FIG. 3 is a process sectional view of a sheet collective transfer molding method.
4A is a plan view of a sheet substrate of this embodiment, FIG. 4B is a plan view of an individual substrate of this embodiment, FIG. 4C is a rear view, and FIG. It is an aa 'sectional view.
FIG. 5A is a plan view of a sheet substrate in a resin sealing step according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of another example of the sheet substrate.
FIG. 6 is a side view after the cull break according to the first embodiment of this invention.
7A is a graph showing a defect rate generated on a sheet substrate when a cull break is performed, and FIG. 7B is an explanatory diagram of a runner width and a plating width.
FIG. 8A is a plan view showing a resin sealing area on a sheet substrate and a runner serving as a resin injection port by a broken line in the second embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a side view.
FIG. 9A is a side view showing a state where a cull and a runner are cull-breaked in the second embodiment, and FIG. 9B is a view showing a state where the runner is separated from the separated substrate piece from the direction of the substrate end face. FIG.
10A is a perspective view of a conventional resin-encapsulated semiconductor device as viewed from above, and FIG. 10B is a perspective view of the conventional resin-sealed semiconductor device as viewed from below.
FIG. 11 is a process cross-sectional view showing a conventional batch transfer molding method using individual substrates.
12A is a side view of a conventional example in which a resin is sealed from a runner to a product portion from a cull, and FIG. 12B is a side view after a cull break.
[Explanation of symbols]
1 Upper mold
2 Lower mold
3 cavities
4 pieces board (unit board)
5 sheet substrate
6 Sheet board positioning pins
7 Semiconductor chip
8 Resin
9 Plunger
10 gate
11 runner
12 cal
13 pots
14 Air Bend
15 Resin-sealed semiconductor device
16 Semiconductor chip mounting section
17 sheet board ears
18 Plating
19 Fine metal wire
20 External terminals
21 Resin sealing area
22 pieces of substrate electrode
23 Wiring
24 grooves
25 Tungsten layer
26 Separated substrate piece (removal part)
