JP2006245151A - Sealing molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置を製造する際に、半導体素子を実装した基板と封止樹脂を上下金型でプレスする封止成型方法に関するものである。 The present invention relates to a sealing molding method in which a substrate on which a semiconductor element is mounted and a sealing resin are pressed with upper and lower molds when a semiconductor device is manufactured.
従来の封止成型方法について、図3を用いて説明する。
図3は従来の半導体装置の封止成型方法を説明するための断面図である。
近年、携帯電子機器を中心とした製品の小型化、低コスト化に伴い、半導体装置は薄型化、小型化、低コスト化が要求されている。
A conventional sealing molding method will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a conventional sealing molding method of a semiconductor device.
In recent years, with the downsizing and cost reduction of products centering on portable electronic devices, semiconductor devices are required to be thinner, smaller and lower in cost.
そのため、複数個の半導体素子をマトリクス状に実装した基板を一括で樹脂封止するものが多く、一括封止した製品は各半導体装置単位に分割して半導体装置単体を形成する。
モールド部の高さを薄くしても、樹脂封止時にAuワイヤ11を変形することなく、一括して樹脂封止成型する方法として、半導体素子9を実装した基板10を半導体素子9を下方向に向けた状態で装着固定した上金型1と下金型2を用い、下金型2に備えたキャビティに均一に加圧されて供給された封止樹脂8を加熱溶融して、上下両型を型締めすることにより樹脂封止成型する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Even if the height of the mold part is made thin, the
しかしながら、従来の封止成型方法では、以下のような課題がある。
下金型に備えたキャビティに供給された樹脂材料の量のばらつきがモールド部の高さやボイドの発生に大きく影響する。つまり、封止樹脂が多く供給された場合には、モールド部の高さが高くなり、少なく供給された場合には、樹脂へ圧力をかけにくくなるためにボイドが発生しやすくなるといった問題点がある。
However, the conventional sealing molding method has the following problems.
Variation in the amount of the resin material supplied to the cavity provided in the lower mold greatly affects the height of the mold part and the generation of voids. In other words, when a large amount of the sealing resin is supplied, the height of the mold part becomes high, and when it is supplied in a small amount, it is difficult to apply pressure to the resin, so that a void is likely to be generated. is there.
本発明は、前記した従来の問題点を解消するために、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく、樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することを目的とする。 In order to eliminate the above-described conventional problems, the present invention provides a highly reliable semiconductor device sealing molding method in which the resin thickness is constant and reliable regardless of the error in the amount of sealing resin supplied into the mold. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の封止成型方法は、上金型と上下可動機構を設けた1または複数の予備キャビティを備える下金型を用いて1または複数の半導体装置を実装した基板を樹脂封止する封止成型方法であって、前記上金型と前記下金型を加熱する工程と、前記下金型に設けられたキャビティに所要量以上の封止樹脂を供給する工程と、前記半導体素子の搭載面が下金型の前記キャビティが設けられた面に対向するように前記基板を前記下金型に装着する工程と、前記上金型と前記基板を装着した下金型を密着する工程と、前記封止樹脂を溶融させ前記予備キャビティに所要量を超えた分の封止樹脂を流入させる工程と、あらかじめ定められた所定の成型圧力を前記上下可動機構より前記封止樹脂に加圧する工程とを有し、常に前記キャビティ内の封止樹脂量を一定にして基板を樹脂封止することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a sealing molding method according to
請求項2記載の封止成型方法は、請求項1記載の封止成型方法において、前記下金型に、前記基板を前記下金型から所定の高さに保持するための突出した可動ピンを備えることを特徴とする。
The sealing molding method according to
請求項3記載の封止成型方法は、請求項2記載の封止成型方法において、前記可動ピンの先端が、前記基板の位置決めができるとともに前記基板を前記下金型からある距離を持って保持するための段差を備えることを特徴とする。
The sealing molding method according to
以上により、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。 As described above, it is possible to provide a method for sealing and molding a semiconductor device having a constant resin thickness and high reliability regardless of an error in the amount of sealing resin supplied into the mold.
本発明の封止成型方法によれば、上下可動機構を備えた予備キャビティを設けた下金型と上金型を密封減圧した状態で、上下可動機構を用いて予備キャビティに流入した封止樹脂に所定の成型圧力を加えた状態で、キャビティ領域の封止樹脂を加圧成型することにより、封止樹脂量に誤差があったとしてもキャビティ領域の封止樹脂量は所定の量に保つことができるため、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができ、封止樹脂が多く供給されても予備キャビティに余分な封止樹脂が流入して完全に金型を閉じることが可能なため、樹脂厚寸法精度の高い半導体装置が実現できる。 According to the sealing molding method of the present invention, the sealing resin that has flowed into the preliminary cavity using the vertical movable mechanism in a state where the lower mold and the upper mold having the preliminary cavity provided with the vertical movable mechanism are sealed and decompressed. Even if there is an error in the amount of sealing resin, the amount of sealing resin in the cavity region is kept at a predetermined amount by pressure molding the sealing resin in the cavity region with a predetermined molding pressure applied Therefore, it is possible to provide a highly reliable semiconductor device sealing molding method with a constant resin thickness regardless of an error in the amount of sealing resin supplied into the mold, and a large amount of sealing resin is supplied. However, since the excess sealing resin flows into the preliminary cavity and the mold can be completely closed, a semiconductor device with high resin thickness dimensional accuracy can be realized.
また、基板を下金型から所定の高さに保持できるよう突出した可動ピン上に装着することにより、型締めまで基板を金型からの熱で自由に伸びる状態で保持して成型することができ、半導体装置内部の残留応力低減が可能なため、信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。 In addition, by mounting on the movable pin that protrudes so that the substrate can be held at a predetermined height from the lower mold, the substrate can be held and molded in a state where it can be freely extended by heat from the mold until clamping. In addition, since the residual stress inside the semiconductor device can be reduced, a highly reliable method for sealing and molding a semiconductor device can be provided.
また、可動ピンの先端が、基板の位置決めができるとともに、基板を下金型からある距離を持って保持されるような段差を有することにより、下金型に対する基板の位置規制を精度よく行うことが可能になるため、モールド部のズレが少なく信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。 In addition, the tip of the movable pin can position the substrate and has a step that holds the substrate at a certain distance from the lower mold, thereby accurately regulating the position of the substrate with respect to the lower mold. Therefore, it is possible to provide a highly reliable method for sealing and molding a semiconductor device with little misalignment of the mold part.
本発明の封止成型方法は、まず、加熱した上下金型において、下金型に形成したキャビティ内にその体積に対して若干多めの封止樹脂を供給し、少なくとも1個以上の半導体素子を実装した基板を半導体素子搭載面が下向きになるように装着する。その後、金型外周部に形成した金型密封機構を作動できる距離まで上下金型を近づけ、金型内を密封して減圧する。金型内の気圧と封止樹脂の溶融状態が所定のレベルに達した後、上下金型を閉じることで上金型に基板が押され半導体素子を封止樹脂に浸しながら封止成型する。そして、この時に、キャビティに少なくとも1箇所以上設置した予備キャビティに余分な封止樹脂が流入する。そして、型締め後、予備キャビティ底面に設けられた圧力制御ができる上下可動機構を上昇させ所定の成型圧を保持した状態で硬化させるものである。 In the sealing molding method of the present invention, first, in a heated upper and lower mold, a slightly larger amount of sealing resin is supplied into the cavity formed in the lower mold, and at least one semiconductor element is formed. Mount the mounted substrate so that the semiconductor element mounting surface faces downward. Thereafter, the upper and lower molds are brought close to a distance where the mold sealing mechanism formed on the outer periphery of the mold can be operated, and the inside of the mold is sealed and decompressed. After the atmospheric pressure in the mold and the molten state of the sealing resin reach a predetermined level, the upper and lower molds are closed to push the substrate against the upper mold, thereby sealing and molding the semiconductor element in the sealing resin. At this time, excess sealing resin flows into a spare cavity installed in at least one place in the cavity. Then, after the mold clamping, the vertically movable mechanism provided on the bottom surface of the preliminary cavity and capable of controlling pressure is raised and cured while maintaining a predetermined molding pressure.
以下、本発明の封止成型方法における実施の形態について、図1,図2を参照しながら具体的に説明する。
図1は本発明の封止成型方法における基板装着工程を説明するための工程断面図、図2は本発明の封止成型方法における樹脂封止工程を説明するための工程断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the sealing molding method of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a process cross-sectional view for explaining a substrate mounting process in the sealing molding method of the present invention, and FIG. 2 is a process cross-sectional view for explaining a resin sealing process in the sealing molding method of the present invention.
まず、図1(a)に示すように、上金型1と下金型2を加熱する(加熱装置は図示せず)。この下金型2には、キャビティ3と予備キャビティ4が形成されている。予備キャビティ4底部は圧力制御による上下可動機構5になっており、成型前は所定の位置に下げておく。また、下金型2には、基板を下金型2から所定の高さに保持できるように突出した可動ピン6も設置しており、下金型2周囲にはシール材7が設置されている。
First, as shown to Fig.1 (a), the upper metal mold | die 1 and the lower metal mold |
次に、図1(b)に示すように、キャビティ3内にキャビティ体積に対して若干多めの封止樹脂8を供給する。
次に、図1(c)に示すように、少なくとも1個以上の半導体素子9を実装した基板10を、半導体素子搭載面が下向きになるように下金型から所定の高さに保持できるよう突出した可動ピン6上に装着固定する。
Next, as shown in FIG. 1B, a slightly larger amount of sealing
Next, as shown in FIG. 1C, the
次に、図2(a)に示すように、下金型2外周部に形成したシール材7で金型密封機構を作動できる距離まで上下金型を近づけ、金型内を密封し減圧する。
同時に、上金型1を基板10に押し当てることにより基板10を加熱する。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the upper and lower molds are brought close to a distance where the mold sealing mechanism can be operated with the sealing
At the same time, the
次に、図2(b)に示すように、封止樹脂8が所定のレベルまで溶融し、基板10が所定の温度まで加熱され、金型内の気圧が所定のレベルに達した段階で金型を完全に閉じる。
Next, as shown in FIG. 2B, when the sealing
その際、基板10に実装された半導体素子3は封止樹脂中に浸漬されてモールドされるとともに、キャビティ3(封止樹脂8が封止された領域)の少なくとも1箇所以上に設置した予備キャビティ4に余分な封止樹脂8が流入する。
At that time, the
なお、可動ピン6はバネ等の弾性体で保持しているため上金型1の動きに連動して動く機構である。
次に、図2(c)に示すように、予備キャビティ4の底部の上下可動機構5を圧力制御により上昇させ、封止樹脂に所定の成型圧力(6MPa〜15MPa)をかけ、所定の時間(30sec〜120sec)キュアする。
The
Next, as shown in FIG. 2C, the vertical
次に、図2(d)に示すように、所定の時間のキュア後製品を金型から取り出す。
以上のように、上下可動機構を備えた予備キャビティを設けた下金型と上金型を密封減圧した状態で、上下可動機構を用いて予備キャビティに流入した封止樹脂に所定の成型圧力を加えて、キャビティ領域の封止樹脂を加圧成型することにより、封止樹脂量に誤差があったとしてもキャビティ領域の封止樹脂量は所定の量に保つことができるため、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
Next, as shown in FIG. 2D, the product after curing for a predetermined time is taken out from the mold.
As described above, a predetermined molding pressure is applied to the sealing resin flowing into the preliminary cavity using the vertical movable mechanism in a state where the lower mold and the upper mold having the preliminary cavity provided with the vertical movable mechanism are sealed and decompressed. In addition, by press molding the sealing resin in the cavity region, the amount of sealing resin in the cavity region can be kept at a predetermined amount even if there is an error in the amount of sealing resin. It is possible to provide a highly reliable sealing method for a semiconductor device with a constant resin thickness regardless of an error in the amount of sealing resin supplied.
また、基板を下金型から所定の高さに保持できるよう突出した可動ピン上に装着することにより、型締めまで基板を金型からの熱で自由に伸びる状態で保持して成型することができ、半導体装置内部の残留応力低減が可能なため、信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。 In addition, by mounting on the movable pin that protrudes so that the substrate can be held at a predetermined height from the lower mold, the substrate can be held and molded in a state where it can be freely extended by heat from the mold until clamping. In addition, since the residual stress inside the semiconductor device can be reduced, a highly reliable method for sealing and molding a semiconductor device can be provided.
また、可動ピンの先端が、基板の位置決めができるとともに基板を下金型からある距離を持って保持されるような段差を有することにより、下金型に対する基板の位置規制を精度よく行うことが可能になるため、モールド部のズレが少なく信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。 In addition, the position of the substrate with respect to the lower mold can be regulated accurately by having a step that allows the tip of the movable pin to position the substrate and hold the substrate at a certain distance from the lower mold. Therefore, it is possible to provide a highly reliable method for sealing and molding a semiconductor device with little misalignment of the mold part.
本発明にかかる封止成型方法は、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができ、半導体素子を実装した基板と封止樹脂を上下金型でプレスする封止成型方法等に有用である。 The sealing molding method according to the present invention can provide a semiconductor device sealing molding method having a constant resin thickness and high reliability regardless of an error in the amount of sealing resin supplied into the mold. It is useful for a sealing molding method in which a substrate on which an element is mounted and a sealing resin are pressed with upper and lower molds.
1 上金型
2 下金型
3 キャビティ
4 予備キャビティ
5 上下可動機構
6 可動ピン
7 シール材
8 封止樹脂
9 半導体素子
10 基板
11 Auワイヤ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記上金型と前記下金型を加熱する工程と、
前記下金型に設けられたキャビティに所要量以上の封止樹脂を供給する工程と、
前記半導体素子の搭載面が下金型の前記キャビティが設けられた面に対向するように前記基板を前記下金型に装着する工程と、
前記上金型と前記基板を装着した下金型を密着する工程と、
前記封止樹脂を溶融させ前記予備キャビティに所要量を超えた分の封止樹脂を流入させる工程と、
あらかじめ定められた所定の成型圧力を前記上下可動機構より前記封止樹脂に加圧する工程と
を有し、常に前記キャビティ内の封止樹脂量を一定にして基板を樹脂封止することを特徴とする封止成型方法。 A sealing molding method of resin-sealing a substrate on which one or more semiconductor devices are mounted using a lower die having one or more preliminary cavities provided with an upper die and a vertically movable mechanism,
Heating the upper mold and the lower mold;
Supplying a sealing resin of a required amount or more to a cavity provided in the lower mold;
Attaching the substrate to the lower mold such that the mounting surface of the semiconductor element faces the surface of the lower mold on which the cavity is provided;
A step of closely attaching the upper mold and the lower mold mounted with the substrate;
Melting the sealing resin and flowing the sealing resin in an amount exceeding a required amount into the preliminary cavity; and
And pressurizing the sealing resin with a predetermined molding pressure determined in advance from the vertical movable mechanism, and always sealing the substrate with a constant amount of sealing resin in the cavity. Sealing molding method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005056737A JP2006245151A (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Sealing molding method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014207302A (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | Towa株式会社 | Compression resin encapsulation method of electronic component, and compression resin encapsulation device |
-
2005
- 2005-03-02 JP JP2005056737A patent/JP2006245151A/en not_active Withdrawn
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