JP4583020B2 - 半導体チップの樹脂封止成形方法および樹脂封止成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂封止成形用金型を用いて、基板表面に装着される半導体チップを樹脂封止成形する樹脂封止成形方法および樹脂封止成形用金型の改良に関する。

従来から、樹脂封止成形用金型で、基板に装着した複数個の半導体チップ（電子部品）を一括して樹脂封止成形することが行われている。

即ち、従来の樹脂封止成形用金型には、上型と下型とが設けられている。また、樹脂封止成形する基板には、例えば、複数個の半導体チップ（電子部品）と、基板と半導体チップとを電気的に接続するワイヤとが一方の面に装着されている。また、基板の表面には、半導体チップ・ワイヤが樹脂封止成形される部分である樹脂成形部と樹脂封止成形されない部分である基板外周部とが設けられ、基板の裏面には電子部品を装着しない電子部品非装着面が設けられている。また、上型の金型面（上型面）には、加熱溶融化された樹脂材料を注入する樹脂通路と、樹脂通路と連通し且つ半導体チップ・ワイヤを嵌装して樹脂封止成形するキャビティとが設けられている。また、下型の金型面（下型面）には、半導体チップ・ワイヤを装着した基板を下型面の所定位置に供給セットできる基板セット用の凹所が設けられていると共に、半導体チップ・ワイヤ装着側を上方向に向けた状態で凹所に供給セットするように構成されている。なお、基板の裏面である電子部品非装着面を供給セットする凹所底面（下型面）は、平坦な面で構成されている。
従って、まず、成形用金型が型開き状態で、且つ、基板の半導体チップ・ワイヤ装着側を上方に向けた状態で、下型の所定位置である凹所に基板を供給セットする。次に、成形用金型を型締めすると共に、キャビティ内に嵌装された半導体チップ・ワイヤに、予め加熱ヒータにより成形用金型を所定温度に昇温させて樹脂材料を加熱溶融化して溶融樹脂として樹脂通路を介して注入し、次に、半導体チップ・ワイヤに樹脂封止された溶融樹脂が硬化して硬化樹脂を形成して封止済基板を成形するものである。また、成形された封止済基板においては、複数個の半導体チップが一括で樹脂封止成形されているので、その封止済基板が個々の半導体チップに対応する部分毎に切断分離されることによって、個々の製品（パッケージ）が完成する。また、基板においては、個々の製品（パッケージ）の集合体に相当する範囲、言い換えれば製品として有効となる製品有効範囲と、その製品有効範囲とは切断分離して廃棄される不要樹脂範囲とが、分離して設けられている。
特開２００１−２８３７７号公報

しかしながら、近年、前述した基板および樹脂成形部の厚みが薄くなっている。また、基板については、いわゆるプリント基板（リジッドプリント配線板）に加えて、例えば、フィルム状やテープ状の柔軟性のある基板が採用されている。また、平坦に形成された凹所底面（下型面）に供給セットされた基板は、熱膨張により伸張する。また、基板外周部を成形用金型の金型面で固定して樹脂封止成形することになる。これらのことから、基板における少なくとも製品有効範囲が上向きに反った状態になる基板の変形が頻繁に発生している。

ここで、上向きに反った状態になる基板の変形を解決するための方法として、第一に、製品有効範囲以外となる下型面の周縁部に吸引孔を設けること、第二に、凹所底面の所要部位に多孔質部材と該多孔質部材に連通する吸引孔とを設けること、等によって、基板の裏面である電子部品非装着面を凹所底面（下型面）に吸着固定する基板吸着固定方式が採用されている。なお、第一の方法で製品有効範囲以外に吸引孔を設ける理由は、吸引孔で基板裏面を吸引すると、樹脂封止成形時に注入圧力によって封止済基板の裏面において吸引部分が膨れたり圧痕ができたりするので、製品有効範囲を避けて吸引孔を設けるほうが好ましいからである。また、この吸引孔に代えて、前述した第二の方法にて、製品有効範囲を含む平坦な凹所底面の所要部位に多孔質部材を設ける構造が考えられている。

ところが、前述した第一および第二の基板吸着固定方式においては、次の問題が発生するおそれがある。それは、金型へ基板を供給する前（樹脂封止成形工程前）または樹脂封止成形時における、基板全体が反ったり、もしくは、基板が部分的（局部的）に湾曲したりする等の、様々に変形した基板の変形箇所、特に、製品有効範囲に形成された変形箇所を、平坦に形成された凹所底面で吸引して基板を吸着固定することに起因して発生する問題である。この場合には、平坦に形成された凹所底面から基板が変形して上方に浮いた状態の基板部分のみを、吸引作用により下方に向けて基板を移動させて吸引したとしても、水平状の姿勢に修正できず、その浮いた状態のままの基板が凹所底面に吸着固定されると考えられる。つまり、基板裏面と凹所底面とが水平状に形成されている限り、この浮いた（変形した）状態のままの基板を、十分に水平状の姿勢に修正することは困難であると考えられる。

このことからも、基板および樹脂成形部の厚みが薄型化していくなかで、基板の製品有効範囲が様々に変形した基板を対象として溶融樹脂を樹脂成形部内に注入する時には、基板が浮いた（変形した）状態のままで溶融樹脂を注入充填するおそれがある。これにより、特に、ワイヤ部分がキャビティにおける金型面に接触して、ワイヤの変形・欠損等のワイヤ不良が発生すること、或いは、未充填という不良が発生することという樹脂成形上の諸問題を依然として解決できないと考えられる。したがって、不均一な状態で成形された封止済基板の製品有効範囲から切断分離された個々の製品（パッケージ）に不具合が発生するおそれがある。このことから、前述したような基板吸着固定方式と平坦な凹所底面が形成された樹脂封止成形用金型とを使用した場合には、不具合の発生を防止することが困難であると考えられる。

そこで、前記技術的課題を解決するための本発明に係る樹脂封止成形方法は、相対向する成形用型のうち一方の型に設けられたキャビティ内に基板の表面に装着された半導体チップを収容する工程と、基板の裏面を成形用型のうち他方の型の型面において保持した状態にする工程と、キャビティを溶融樹脂によって充填された状態にする工程と、成形用型を閉じ合わせる工程と、溶融樹脂を硬化させて基板の表面における所要の樹脂封止範囲において硬化樹脂を形成する工程とを有する半導体チップの樹脂封止成形方法であって、他方の型の型面に基板を配置する工程と、他方の型の型面に設けられた凹部を経由して基板の裏面を吸引する工程とを備えるとともに、基板は柔軟性を有し、凹部は、所要の均等深さを有するとともに、基板において製品として有効となる範囲からなる製品有効範囲を平面視して含み、かつ、平面視して基板に含まれるようにして設けられ、基板の裏面を吸引する工程では、凹部における平面からなる底面に基板の裏面を吸着することにより、少なくとも製品有効範囲における基板を底面に沿って均等な面一状の姿勢に修正することを特徴とするものである。

また、前記技術的課題を解決するための本発明に係る樹脂封止成形用金型は、相対向する成形用型と、成形用型のうち一方の型に設けられたキャビティとを有し、成形用型のうち他方の型の型面に基板が配置されることを特徴とする半導体チップの樹脂封止成形用金型であって、他方の型の型面に設けられた凹部と、少なくとも凹部における空間領域を吸引する減圧機構とを備えるとともに、基板は柔軟性を有し、凹部は、所要の均等深さを有するとともに、基板において製品として有効となる範囲からなる製品有効範囲を平面視して含み、かつ、平面視して基板に含まれるようにして設けられ、減圧機構によって凹部における平面からなる底面に基板の裏面が吸着されることにより、少なくとも製品有効範囲における基板が底面に沿って均等な面一状の姿勢に修正されることを特徴とするものである。

本発明は、樹脂封止成形用金型を用いて、半導体チップ５を樹脂封止成形する際に発生し得る基板４の変形を効率良く解決すると共に、樹脂成形上の諸問題を効率良く解決する、樹脂封止成形方法および樹脂封止成形用金型を提供するという優れた効果を奏するものである。

半導体チップ５を装着した基板４の表面７と対向する裏面８を支受する型面１３に、基板４の製品有効範囲Ｙよりも広くなる範囲かつ基板４よりも狭くなる範囲において所要の均等深さＣを有する凹部１５を設ける。また、キャビティ１２内への溶融樹脂１８の充填作用に先行して凹部１５内を減圧する。減圧するための機構としては、例えば、第一に、凹部１５と連通し且つ製品有効範囲Ｙ以外となる周縁部位に所要数の吸引孔１６を設けることが挙げられる。第二に、凹部水平面Ｂの所要部位に通気性部材１９を設け且つ該通気性部材１９と連通する所要数の吸引孔１６を設けることが挙げられる。第一の機構では、少なくとも凹部１５、吸引孔１６を介して基板４の裏面８を強制的に吸引することになる。また、第二の機構では、通気性部材１９、吸引孔１６を介して基板４の裏面８を強制的に吸引することになる。これらの減圧機構を用いて、基板４を強制的に吸引すると、少なくとも基板４の製品有効範囲Ｙにおいて基板４自体が下方に移動して、凹部１５に嵌入する。そして、嵌入した基板４における製品有効範囲Ｙの部分は、凹部水平面Ｂに水平状で吸着固定される。さらに、基板４全体が反ったり湾曲したような変形箇所が、基板４が強制的に吸引されることにより、水平状の姿勢に修正される。

まず、図１および図２を用いて、実施例１を説明する。

図１（１）は、本発明に係る成形用型および樹脂封止成形される基板を用いて、前記成形用型が型開きした状態を示す概略断面図である。図１（２）は、図１（１）に対応する成形用型における他方の型面の概略拡大平面図である。
図２（１）および図２（２）は、図１（１）に対応する成形用型を使用して基板を支受する実施方法を段階的に示した概略拡大断面図である。なお、図２（１）および図２（２）においては、基板の支受状態を明確にするために、一部省略している。図２（３）は、図１（１）に対応する成形用型が型締めした状態を示す概略断面図である。

即ち、実施例１に係わる樹脂封止成形用金型（成形用型）は、図１（１）に示すように、例えば、一方の型である上型１と他方の型である下型２とで構成されている。なお、図例においては、成形用型（上型１・下型２）としているが、例えば、左右方向に配置すること、或いは、所要角度に傾斜させた状態での成形用型を採用することもできる。

本実施例１の封止前基板３には、図１（１）に示すように、例えば、プリント基板やフィルム状・テープ状の基板４上の所定個所にマトリクス状に配列された半導体チップ５（電子部品）が装着されている。また、基板４側と半導体チップ５とを電気的に接続するワイヤ６が設けられている。基板４の表面７には、半導体チップ５・ワイヤ６が樹脂封止される部分である樹脂成形部９と樹脂封止されない基板外周部１０とが設けられ、基板４の裏面８には、電子部品等を装着しない面（電子部品非装着面）が設けられている。

成形用型（上型１・下型２）のうちの上型１の型面（上型面１１）には、図１（１）に示すように、基板４に装着された半導体チップ５が樹脂封止される際に収容されるキャビティ１２が設けられている。また、上型面１１には、キャビティ１２と連通し上型１と下型２とが型締めした状態においてキャビティ１２に加熱溶融化された樹脂材料を供給する樹脂通路（図示なし）が設けられている。また、成形用型（上型１・下型２）のうちの下型２の型面（下型面１３）における所定位置には、基板４が供給セットされる凹部からなる基板セット部１４が設けられている。
従って、基板４の表面７に装着した半導体チップ５が上型１に設けたキャビティ１２に平面視して重なるようにして、基板４の裏面８を基板セット部１４の基板セット部水平面Ａによって支受させる。その後に、上型１と下型２とを閉じ合わせる（型締めする）。そして、この状態でキャビティ１２内に溶融樹脂１８を充填してその基板４の表面７における所要の樹脂封止範囲Ｘを樹脂封止成形することにより、半導体チップ５を樹脂封止成形するように構成されている。

さらに、下型２には、図１（１）に示すように、後述する製品有効範囲Ｙよりも広くなる範囲において、かつ、基板セット部１４の凹み部分の略中央部分の範囲において、さらに均等深さＣを有する凹み（彫り込み）として形成された凹部１５が設けられている。また、下型２には、凹部１５と連通し且つ後述する製品有効範囲Ｙ以外となる所要部位（図例では凹部１５の外周囲における基板セット部水平面Ａに開口される。）に配置されている所要数の吸引孔１６が設けられている。吸引孔１６は、凹部１５内を減圧する（空気を強制的に吸引する）適宜な減圧機構（図示なし）に連絡するようにして設けられている。また、下型２には、凹部１５と吸引孔１６との間を連通し且つ基板セット部水平面Ａに開口して形成された連通溝１７が設けられている。ここで、均等深さＣとは、基板セット部水平面Ａと凹部水平面Ｂとの間の深さを示している。なお、図例の構成とは別に、例えば、基板セット部１４を設けずに下型面１３及び凹部１５によって基板を支受するような構成に変更して実施してもよい。また、連通溝１７を設けずに凹部１５から直接的に吸引孔１６に連通すること等適宜に変更して実施してもよい。
また、図１（１）、（２）に示すように、基板４の樹脂成形部９がキャビティ１２内に嵌装されて樹脂封止される範囲を樹脂封止範囲Ｘとする。また、凹部１５の形成範囲は、半導体チップ５・ワイヤ６が装着される製品有効範囲Ｙ（図例の破線部分）よりも広く形成される（図例では樹脂封止範囲Ｘと略同一範囲で形成される。）。また、基板４の裏面８が基板セット部水平面Ａに接する。
従って、凹部１５を設けることにより、上型１と下型２とを型締めして半導体チップ５・ワイヤ６を装着した基板４を樹脂封止する時に発生する、基板４が上方に向けて反ったり湾曲したりする従来の基板４の変形を、キャビティ１２内への溶融樹脂１８の充填作用に先行して凹部１５内を減圧する、すなわち、凹部１５の周縁部位に形成された連通溝１７・吸引孔１６を介して凹部１５内の空気を吸引することにより、基板４の少なくとも製品有効範囲Ｙを凹部１５に嵌入し且つ凹部１５の水平面である凹部水平面Ｂ（基板セット部水平面Ａよりも下方の位置）に基板４を水平状の姿勢に修正して吸着固定することができる。つまりは、基板４の少なくとも製品有効範囲Ｙ部分を均等な面一状の姿勢に修正する作用を行うことができる。

ここで、前述したように、凹部１５に半導体チップ５・ワイヤ６を装着した基板４を支受する実施方法については、図２（１）および図２（２）を用いて、以下に詳述する。なお、図２（１）および図２（２）には、前述した基板４の支受状態を明確にするために、一方の型（上型１）を省略している。

まず、図２（１）に示すように、図１（１）に示す成形用型（上型１・下型２）の各型面１１・１３との間に供給され樹脂成形部９を上方に向けた基板４を、下型２の所定位置である基板セット部１４に供給セットすることにより、基板４の裏面８（電子部品非装着面）と基板セット部水平面Ａとを当接させる。これと略同時に、基板４の裏面８と凹部水平面Ｂとの間における空間領域Ｚ（基板セット部水平面Ａと凹部水平面Ｂとの間）を減圧する。このことにより、空間領域Ｚの空気を、凹部１５・連通溝１７・吸引孔１６の順路を経て減圧機構によって強制的に吸引する。
次に、図２（２）の示すように、前述した減圧状態を維持した状態で、凹部１５部分に支受された基板４が下方に向けて移動して、基板４の裏面８が凹部水平面Ｂと当接して凹部１５に嵌入された状態となる。このとき、基板４における少なくとも製品有効範囲Ｙが水平状になって凹部水平面Ｂに吸着固定される。ここで、従来のような平坦に形成された基板セット部１４に支受された基板４においては、基板４が上方に向けて反ったり湾曲したりする変形が発生する。これに対して、本実施例では、下型２の基板セット部１４に基板４を供給する前（樹脂封止成形工程前）または樹脂封止成形時において様々に変形した基板４における変形箇所、特に、封止前基板３における製品有効範囲Ｙに形成された変形箇所を水平状に修正する。これにより、本実施例では、凹部水平面Ｂにおいて基板４における少なくとも製品有効範囲Ｙを均等な面一状の姿勢に修正する作用を行う。例えば、フィルム（シート）状の基板４であれば、フィルム（シート）皺が発生する変形箇所が存在する場合においても、均等深さＣの凹み（彫り込み）を形成した凹部１５に基板４が嵌入する。これによって、凹部１５内に基板自体が減圧（吸引）作用により下方に移動されて、フィルム自体が緊張した状態で、少なくとも凹部水平面Ｂにおいて基板４が面一状の姿勢に修正されて支受されることになる。
また、図２（１）および図２（２）に示すように、減圧機構を使用して連通溝１７を介して凹部１５内を減圧することと略同時に、連通溝１７および吸引孔１６の基板セット部水平面Ａに形成された開口部分を介して基板４を吸引することによって、基板４の裏面８を基板セット部水平面Ａに吸着固定することができるように構成されている。
ところで、前述したように、連通溝１７および吸引孔１６を凹部１５の外周囲、すなわち、製品有効範囲Ｙ以外となる周縁部位に設ける理由は、次の通りである。仮に、製品有効範囲Ｙに対向する下型面１３（基板セット部水平面Ａ・凹部水平面Ｂも含む）に連通溝１７および吸引孔１６を開口させて基板４を支受した場合には、樹脂封止成形時に樹脂の注入圧力により、樹脂封止成形後の封止済基板の減圧部分（吸引部分）に圧痕・膨らみが形成されるおそれがある。さらに、樹脂封止成形された半導体チップ５やワイヤ６の損傷を引き起こすおそれがある。そこで、それらの問題が発生しないように配慮されて構成されているからである。

ここで、本実施例１における半導体チップ５・ワイヤ６（樹脂成形部９に含まれる）が装着された基板４を樹脂封止成形する実施方法を、図１（１）および図２の概略断面図を用いて、以下に段階的に詳述する。

まず、図１（１）に示すように、上型１と下型２とが型開きした状態で、基板４が、樹脂成形部９を上方に向けた状態で上型面１１と下型面１３との間である下型２の所定位置（基板セット部１４）の直上部に供給される。
次に、図２（１）に示すように、基板セット部１４の直上部から基板セット部水平面Ａに基板４を供給セットすると略同時に、基板４の裏面８と凹部水平面Ｂとの間で形成される空間領域Ｚの空気を、連通溝１７、吸引孔１６の経路を経て、減圧機構で吸引する。このとき、上型１と下型２とが型締めした状態で、且つ、上型１・下型２に埋設された適宜な加熱手段（図示なし）により、樹脂材料が加熱溶融化されて溶融樹脂１８となるように上型１・下型２全体を昇温する。
次に、図２（１）の状態のままで、引き続いて空間領域Ｚを吸引する。これにより、図２（２）に示すように、基板４の裏面８が下方に向けて移動して、凹部１５に嵌入する。そして、基板４の裏面８が凹部水平面Ｂと当接して、凹部水平面Ｂにおいて基板４が水平状に吸着固定された状態となる。
次に、図２（２）に示す状態から、図２（３）に示すように、上型１と下型２とが型締めした後に、溶融樹脂１８が樹脂通路を経てキャビティ１２内に嵌装された樹脂成形部９に注入充填される。
次に、図示していないが、溶融樹脂１８が硬化するための所要時間が経過した後に、樹脂成形部９に充填された溶融樹脂１８が硬化して硬化樹脂（図示なし）が形成され、これによって封止済基板（図示なし）が完成することになる。このとき、減圧機構を使用した基板４の吸着を停止することが好ましい。
さらに、最終的に、成形された封止済基板（図示なし）においては、複数個の半導体チップ５が一括で樹脂封止成形されている。そこで、個々の半導体チップ５に相当する単位に封止済基板を切断分離することによって、製品有効範囲Ｙ内の部分から個々の製品（パッケージ）が完成する。また、製品有効範囲Ｙ以外の不要樹脂範囲（図示なし）は廃棄されることになる。

次に、図３および図４に基づいて、実施例２を説明する。

基本的に、実施例１に準ずるものとして、実施例２においても図１および図２と同一の構成要素には同一符号を付することにする。
図３（１）は、本発明に係るその他の成形用型および樹脂封止成形される基板を用いて、前記成形用型が型開きした状態を示す概略断面図である。図３（２）は、図３（１）に対応するその他の成形用型における他方の型面の概略拡大平面図である。
図４（１）および図４（２）は、図３（１）に対応するその他の成形用型を使用して基板４を支受する実施方法を段階的に示した概略拡大断面図である。なお、図４（１）および図４（２）においては、基板の支受状態を明確にするために、一部省略している。図４（３）は、図３（１）に対応するその他の成形用型が型締めした状態を示す概略断面図である。

即ち、実施例２に係わる樹脂封止成形用金型（成形用型）は、図３（１）に示すように、例えば、一方の型（上型１）と他方の型（下型２）とで構成されている。なお、図例においては、成形用型（上型１・下型２）としているが、例えば、左右方向にすることや所要角度に傾斜させた状態での成形用型を採用することもできる。

本実施例２の封止前基板３には、図３（１）に示すように、例えば、プリント基板やフィルム状・テープ状の基板４上の所定個所にマトリクス状に配列された半導体チップ５（電子部品）が装着されている。また、基板４側と半導体チップ５とを電気的に接続するワイヤ６が設けられている。基板４の表面７には、半導体チップ５・ワイヤ６が樹脂封止される部分である樹脂成形部９と樹脂封止されない基板外周部１０とが設けられ、基板４の裏面８には、電子部品等を装着しない面（電子部品非装着面）が設けられている。

成形用型（上型１・下型２）のうちの上型１の型面（上型面１１）には、図３（１）に示すように、基板４に装着された半導体チップ５が樹脂封止される際に収容されるキャビティ１２が設けられている。また、上型面１１には、キャビティ１２と連通し上型１と下型２とが型締めした状態においてキャビティ１２に加熱溶融化された樹脂材料を供給する樹脂通路（図示なし）が設けられている。また、成形用型（上型１・下型２）のうちの下型２の型面（下型面１３）における所定位置には、基板４が供給セットされる凹部からなる基板セット部１４が設けられている。
従って、基板４の表面７に装着した半導体チップ５が上型１に設けたキャビティ１２に平面視して重なるようにして、基板４の裏面８を基板セット部１４の基板セット部水平面Ａによって支受させる。その後に、上型１と下型２とを閉じ合わせる（型締めする）。そして、この状態でキャビティ１２内に溶融樹脂１８を充填してその基板４の表面７における所要の樹脂封止範囲Ｘを樹脂封止成形することにより、半導体チップ５を樹脂封止成形するように構成されている。

さらに、下型２には、後述する製品有効範囲Ｙよりも広くなる範囲において、かつ、基板セット部１４の凹み部分の略中央部分の範囲において、さらに均等深さＣを有する凹み（彫り込み）として形成された凹部１５が設けられている。また、下型２には、凹部１５と連通し且つ凹部水平面Ｂの所要部位（図例では製品有効範囲Ｙと略同一範囲に形成される部位）に配置された通気性部材１９が設けられている。また、下型２には、通気性部材１９と連通する所要数の吸引孔１６と、それらの吸引孔１６に接続され凹部１５内を減圧する（空気を強制的に吸引する）適宜な減圧機構（図示なし）が設けられている。なお、均等深さＣとは、基板セット部水平面Ａと凹部水平面Ｂとの間の深さを示している。
また、図例の構成とは別に、例えば、基板セット部１４を設けずに下型面１３及び凹部１５によって基板を支受するような構成に適宜に変更して実施してもよい。
また、図３（１）、（２）に示すように、基板４の樹脂成形部９がキャビティ１２内に嵌装されて樹脂封止される範囲を樹脂封止範囲Ｘとする。また、凹部１５の形成範囲は、半導体チップ５・ワイヤ６が装着される製品有効範囲Ｙよりも広く形成される（図例では樹脂封止範囲Ｘと略同一範囲で形成される。）。また、基板４の裏面８が基板セット部水平面Ａに接する。
従って、凹部１５を設けることにより、上型１と下型２とを型締めして半導体チップ５・ワイヤ６を装着した基板４を樹脂封止する時に発生する、基板４が上方に向けて反ったり湾曲したりする従来の基板４の変形を、キャビティ１２内への溶融樹脂１８の充填作用に先行して凹部１５内を減圧する、すなわち、凹部水平面Ｂの所要部位に形成された通気性部材１９、吸引孔１６を介して凹部１５内の空気を吸引することにより、基板４の少なくとも製品有効範囲Ｙを凹部１５に嵌入し且つ凹部１５の水平面である凹部水平面Ｂ（基板セット部水平面Ａよりも下方の位置）に基板４を水平状の姿勢に修正して吸着固定することができる。つまりは、基板４の少なくとも製品有効範囲Ｙ部分を均等な面一状の姿勢に修正する作用を行うことができる。

ここで、前述したように、凹部１５に半導体チップ５・ワイヤ６を装着した基板４を支受する実施方法については、図４（１）および図４（２）を用いて、以下に詳述する。なお、図４（１）および図４（２）には、前述した基板４の支受状態を明確にするために、一方の型（上型１）を省略している。

まず、図４（１）に示すように、図３（１）に示す成形用型（上型１・下型２）の各型面１１・１３との間に供給され樹脂成形部９を上方に向けた基板４を、下型２の所定位置である基板セット部１４に供給セットすることにより、基板４の裏面８（電子部品非装着面）と基板セット部水平面Ａとを当接させる。これと略同時に、基板４の裏面８と凹部水平面Ｂとの間における空間領域Ｚ（基板セット部水平面Ａと凹部水平面Ｂとの間）を減圧する。このことにより、空間領域Ｚの空気を、凹部１５・通気性部材１９・吸引孔１６の順路を経て減圧機構によって強制的に吸引する。
次に、図４（２）の示すように、前述した減圧状態を維持した状態で、凹部１５部分に支受された基板４が下方に向けて移動して、基板４の裏面８が凹部水平面Ｂと当接して凹部１５に嵌入された状態となる。このとき、基板４における少なくとも製品有効範囲Ｙが水平状になって凹部水平面Ｂに吸着固定される。ここで、従来のような平坦に形成された基板セット部１４に支受された基板４においては、基板４が上方に向けて反ったり湾曲したりする変形が発生する。これに対して、本実施例では、下型２の基板セット部１４に基板４を供給する前（樹脂封止成形工程前）または樹脂封止成形時において様々に変形した基板４における変形箇所、特に、封止前基板３における製品有効範囲Ｙに形成された変形箇所を水平状に修正する。これにより、本実施例では、凹部水平面Ｂにおいて基板４における少なくとも製品有効範囲Ｙを均等な面一状の姿勢に修正する作用を行う。例えば、フィルム（シート）状の基板４であれば、フィルム（シート）皺が発生する変形箇所が存在する場合においても、均等深さＣの凹み（彫り込み）を形成した凹部１５に基板４が嵌入する。これによって、凹部１５内に基板自体が減圧（吸引）作用により下方に移動されて、フィルム自体が緊張した状態で、少なくとも凹部水平面Ｂにおいて基板４が面一状の姿勢に修正されて支受されることになる。

ここで、本実施例２における半導体チップ５・ワイヤ６（樹脂成形部９に含まれる）を装着した基板４を樹脂封止成形する実施方法を、図３（１）および図４の概略断面図を用いて、以下に段階的に詳述する。

まず、図３（１）に示すように、上型１と下型２とが型開きした状態で、基板４が、樹脂成形部９を上方に向けた状態で上型面１１と下型面１３との間である下型２の所定位置（基板セット部１４）の直上部に供給される。
次に、図４（１）に示すように、基板セット部１４の直上部から基板セット部水平面Ａに基板４を供給セットすると略同時に、基板４の裏面８と凹部水平面Ｂとの間で形成される空間領域Ｚの空気を、通気性部材１９、吸引孔１６の経路を経て、減圧機構で吸引する。このとき、上型１と下型２とが型締めした状態で、且つ、上型１・下型２に埋設された適宜な加熱手段（図示なし）により、樹脂材料が加熱溶融化されて溶融樹脂１８となるように上型１・下型２全体を昇温する。
次に、図４（１）の状態のままで、引き続いて空間領域Ｚを吸引する。これにより、図４（２）に示すように、基板４の裏面８が下方に向けて移動して、凹部１５に嵌入する。そして、基板４の裏面８が凹部水平面Ｂと当接して、凹部水平面Ｂにおいて基板４が水平状に吸着固定された状態となる。
次に、図４（２）に示す状態から、図４（３）に示すように、上型１と下型２とが型締めした後に、溶融樹脂１８が樹脂通路を経てキャビティ１２内に嵌装された樹脂成形部９に注入充填される。
次に、図示していないが、溶融樹脂１８が硬化するための所要時間が経過した後に、樹脂成形部９に充填された溶融樹脂１８が硬化して硬化樹脂（図示なし）が形成され、これによって封止済基板（図示なし）が完成することになる。このとき、減圧機構を使用した基板４の吸着を停止することが好ましい。
さらに、最終的に、成形された封止済基板（図示なし）においては、複数個の半導体チップ５が一括で樹脂封止成形されている。そこで、個々の半導体チップ５に相当する単位に封止済基板を切断分離することによって、製品有効範囲Ｙ内の部分から個々の製品（パッケージ）が完成する。また、製品有効範囲Ｙ以外の不要樹脂範囲（図示なし）は廃棄されることになる。

以上より、本実施例１および本実施例２によれば、前述したような凹部１５を設けた樹脂封止成形用金型を使用して、キャビティ１１内への溶融樹脂１８の充填作用に先行して凹部１５内を減圧することにより、基板４の少なくとも製品有効範囲Ｙ部分を均等な面一状の姿勢に修正する作用を行うことができる。これによって、従来の樹脂封止成形用金型で解決することができなかった、一方の型（上型１）のキャビティ１２天面にワイヤ６が接触し易くワイヤ６を変形或いは断線すること、或いは、未充填という不良が発生すること、等の樹脂成形上の諸問題を効率良く解決することができる。さらには、封止済基板における製品有効範囲Ｙに相当する部分から切断分離された個々の製品（パッケージ）が不均一になることを、防止することができる。

なお、本実施例１・２において、基板４の裏面８と基板セット部水平面Ａとを当接させて空間領域Ｚを減圧するタイミングは、成形用型が型開きしていても、型締め途中でも、型締め完了後でも、溶融樹脂１８がキャビティ１２内に注入される前であれば、連続的或いは断続的に、適宜に変更して実施できる。
また、本実施例１・２における基板セット部１４、凹部１５、吸引孔１６、連通溝１７、通気性部材１９、減圧機構については、図例に限定されるものではない。例えば、基板セット部１４を上型面１１または成形用型１・２の各型面１１・１３に設けてもよい。また、基板セット部１４や凹部１５の側面を垂直に形成せずに、基板４が凹部１５に嵌入しやすい適宜な形状（例えば、テーパ形状）に形成してもよい。また、吸引孔１６の平面形状を丸状でなく多角形状に形成してもよい。また、所要個の吸引孔１６を図の垂直方向に各別に減圧機構へ連絡するのではなく成形用型内で吸引孔１６を統合した経路構成にしてもよい。また、基板４を成形用型へ支受して減圧機構で減圧（吸引）する方法として、実施例１では、すべての吸引孔１６から略同時または段階的に吸引してもよい。或いは、凹部１５の外周囲に吸引孔１６を一重でなく幾重に設けてもよい。さらに、前述した内容を踏まえたうえで、それらの内容を適宜に取捨選択して実施することもできる。

また、二枚型構造、トランスファー成形、基板４の樹脂成形部９を上方に向けて成形用型へ供給すること、キャビティ１２内に樹脂材料を供給する樹脂通路を基板４と接触した状態で設けること、等の構成で説明した。これに限らず、例えば、二枚型構造を含む所要枚の金型構造（例えば三枚型構造）にしてもよい。また、樹脂通路を設けないトランスファーレス成形である基板浸漬成形（基板圧縮成形）で実施してもよい。また、基板４の樹脂成形部９を下方に向けて成形用型へ供給する（つまり、上型面１１に凹部１５を形成する。）こととしてもよい。また、基板４と非接触状態にしてキャビティ１２形成面の適宜な個所に単数個或いは複数個の樹脂通路１２を設けることとしてもよい。さらに、前述した内容を踏まえたうえで、適宜に取捨選択して実施することもできる。

また、封止前基板３における樹脂成形部９が一個のものを対象として説明しているが、例えば、複数個の樹脂成形部９を有する封止前基板３を採用してもよい。この場合、複数個の樹脂成形部９に対応して、少なくとも、キャビティ１２、凹部１５、等も同じだけの複数個或いは一括して単数個を設けて適宜に実施することもできる。
また、基板４自体の形状も四角形でなく、例えば、円形や多角形等の適宜な形状をした基板４を採用することもできる。さらに、本実施例では、半導体チップ５・ワイヤ６が装着された基板４を対象として説明しているが、他の基板としては、例えば、バンプを備えたフリップチップ基板を採用すること、或いは、ウエハーレベルパッケージを採用することもできる。

本発明は、前述した実施例のものに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意に且つ適宜に変更・選択して採用することができるものである。

図１（１）は、本発明に係る成形用型および樹脂封止成形される基板を用いて、前記成形用型が型開きした状態を示す概略断面図である。図１（２）は、図１（１）に対応する成形用型における他方の型面の概略拡大平面図である。 図２（１）および図２（２）は、図１（１）に対応する成形用型を使用して基板を支受する実施方法を段階的に示した概略拡大断面図である。図２（３）は、図１（１）に対応する成形用型が型締めした状態を示す概略断面図である。 図３（１）は、本発明に係るその他の成形用型および樹脂封止成形される基板を用いて、前記成形用型が型開きした状態を示す概略断面図である。図３（２）は、図３（１）に対応するその他の成形用型における他方の型面の概略拡大平面図である。 図４（１）および図４（２）は、図３（１）に対応するその他の成形用型を使用して基板を支受する実施方法を段階的に示した概略拡大断面図である。図４（３）は、図３（１）に対応するその他の成形用型が型締めした状態を示す概略断面図である。

１ 上型（一方の型）
２ 下型（他方の型）
３ 封止前基板
４ 基板
５ 半導体チップ
６ ワイヤ
７ 表面
８ 裏面
９ 樹脂成形部
１０ 基板外周部
１１ 上型面
１２ キャビティ
１３ 下型面
１４ 基板セット部
１５ 凹部
１６ 吸引孔
１７ 連通溝
１８ 溶融樹脂
１９ 通気性部材
Ａ 基板セット部底面
Ｂ 凹部水平面
Ｃ 均等深さ
Ｘ 樹脂封止範囲
Ｙ 製品有効範囲
Ｚ 空間領域

Claims (2)

1. 相対向する成形用型のうち一方の型に設けられたキャビティ内に基板の表面に装着された半導体チップを収容する工程と、前記基板の裏面を前記成形用型のうち他方の型の型面において保持した状態にする工程と、前記キャビティを溶融樹脂によって充填された状態にする工程と、前記成形用型を閉じ合わせる工程と、前記溶融樹脂を硬化させて前記基板の表面における所要の樹脂封止範囲において硬化樹脂を形成する工程とを有する半導体チップの樹脂封止成形方法であって、
   前記他方の型の型面に前記基板を配置する工程と、
   前記他方の型の型面に設けられた凹部を経由して前記基板の裏面を吸引する工程とを備えるとともに、
   前記基板は柔軟性を有し、
   前記凹部は、所要の均等深さを有するとともに、前記基板において製品として有効となる範囲からなる製品有効範囲を平面視して含み、かつ、平面視して前記基板に含まれるようにして設けられ、
   前記基板の裏面を吸引する工程では、前記凹部における平面からなる底面に前記基板の裏面を吸着することにより、少なくとも前記製品有効範囲における前記基板を前記底面に沿って均等な面一状の姿勢に修正することを特徴とする半導体チップの樹脂封止成形方法。
2. 相対向する成形用型と、前記成形用型のうち一方の型に設けられたキャビティとを有し、前記成形用型のうち他方の型の型面に基板が配置されることを特徴とする半導体チップの樹脂封止成形用金型であって、
   前記他方の型の型面に設けられた凹部と、
   少なくとも前記凹部における空間領域を吸引する減圧機構とを備えるとともに、
   前記基板は柔軟性を有し、
   前記凹部は、所要の均等深さを有するとともに、前記基板において製品として有効となる範囲からなる製品有効範囲を平面視して含み、かつ、平面視して前記基板に含まれるようにして設けられ、
   前記減圧機構によって前記凹部における平面からなる底面に前記基板の裏面が吸着されることにより、少なくとも前記製品有効範囲における前記基板が前記底面に沿って均等な面一状の姿勢に修正されることを特徴とする半導体チップの樹脂封止成形用金型。

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