JP7318927B2 - クリーニング用シート、半導体装置の製造方法およびクリーニング用シートの製造方法 - Google Patents

クリーニング用シート、半導体装置の製造方法およびクリーニング用シートの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、クリーニング用シート、半導体装置の製造方法およびクリーニング用シートの製造方法に関する。
樹脂モールド金形の半導体装置の樹脂モールド工程では、幾度もモールド成形が繰り返されるため、モールド用樹脂が充填されるモールド金型の内部、つまり一対のモールド金型を形成する上金型および下金型のキャビティやランナーおよびエアーベント、カルブロック周辺などに樹脂バリ、酸化膜、油分または塵埃などの汚れが蓄積する。
このような汚れは、モールド品質に悪影響を与え、特に金型が汚れて離型が低下すると一対の第１金型と第２金型から製品が離型するときにモールド品内にある半導体チップにストレスがかかりチップのクラックが発生したり、モールド品の表面汚れによる染みおよびマーク強度の低下等が発生したりするため、一定のショット数おきにモールド金型のクリーニングを行う必要がある。
このような要請に応えるものとして、特許文献１に記載のように、半導体チップの搭載されていないリードフレーム（以降、ダミーリードフレームと呼ぶ）を成形金型の主面（合わせ面）間にクランプし、メラミン樹脂などによって形成されるクリーニング用樹脂を成形金型内に注入、硬化させることで、クリーニング用樹脂表面に汚れを付着させ、クリーニング用樹脂とともに汚れを除去してクリーニングする方法が提案されている。
また、特許文献２には、型開きした金型間に、クリーニング用樹脂が含浸および透過可能な綿布（不織布）からなるシート状部材をクランプし、型閉じめしたモールド金型のキャビティ内に溶融状態のクリーニング用樹脂を充填する工程からなるモールド金型のクリーニング方法が提案されている。
さらに、特許文献３には、紙を素材とし、紙の表面から裏面に樹脂およびクリーニング樹脂が浸透および貫通しないモールド金型クリーニング用シートをモールド金型に設置して第１金型と記第２金型とによってクランプし、クリーニング用樹脂をポットから供給し、クリーニング用樹脂を前記モールド金型クリーニング用シートの開口部を通してキャビティブロックに充填させる工程なるモールド金型のクリーニング方法が提案されている。
特開平１－９５０１０号公報 特開平６－２５４８６６号公報 特開２００７－２０８１５８号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、クリーニング用シートとして高価なダミーフレームを使用することから、コストが高くなるという問題がある。
また、特許文献２、３に記載の技術には、クリーニング用シートとして紙を用いたもの、あるいは不織布を用いたものが開示されているが、単なる紙や不織布では、発塵性や耐摩耗性に関して問題がある。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、クリーニング用シートを紙材で構成しつつ、低コストで、剛性や発塵性、撥水性等に優れたクリーニング用シート、半導体装置の製造方法およびクリーニング用シートの製造方法を提供する。
形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、樹脂成形用金型面間に介在させ、クリーニング樹脂により、樹脂成形用金型面をクリーニングするクリーニング用シートであって、紙材で構成され、前記紙材の表面層から裏面層に亘って、熱硬化性樹脂を含浸して硬化させたことを特徴とするクリーニング用シートを提案している。
形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記熱硬化性樹脂を２００℃から３００℃で所定時間加熱することにより硬化させたことを特徴とするクリーニング用シートを提案している。
形態３；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記紙材は、セルロースを主成分とすることを特徴とするクリーニング用シートを提案している。
形態４；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記熱硬化性樹脂はフェノール樹脂であることを特徴とするクリーニング用シートを提案している。
形態５；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、リードフレームの搭載領域であるキャビティブロックとクリーニング樹脂を投入する複数のポットからなるポットホルダーとを有する一対の第１金型と第２金型とからなるモールド金型の前記第１金型と前記第２金型との間に配置されるクリーニング用シートであって、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された際に少なくとも前記キャビティブロックに対応する開口部を有することを特徴とするクリーニング用シートを提案している。
形態６；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、形態１から６に記載のクリーニング用シートを用いて、リードフレームの搭載領域であるキャビティブロックと、樹脂を投入する複数のポットからなるポットホルダーと、を有する一対の第１金型と第２金型とからなるモールド金型の合わせ面をクリーニングする工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された際に少なくとも前記キャビティブロックに対応する開口部を有する前記クリーニング用シートを準備する工程と、前記クリーニング用シートを前記モールド金型に設置して前記第１金型と前記第２金型とによってクランプする工程と、クリーニング用樹脂を前記ポットから供給し、クリーニング用樹脂を前記クリーニング用シートの開口部を通して前記キャビティブロックに充填させる工程と、前記クリーニング用樹脂を硬化させた後、前記クリーニング用樹脂及び前記クリーニング用シートを前記モールド金型から離型する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提案している。
形態７；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記半導体装置は、少なくとも、ＤＩＬ－Ｐ、ＱＦＰ、ＭＡＰ、ＣＳＰ、ＢＧＡ、ダイオード、トランジスターを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提案している。
形態８；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、セルロースを主成分とする紙材にフェノール樹脂を含浸させる工程と、該フェノール樹脂を含浸させた紙材を少なくとも２００℃から３００℃で所定時間加熱する処理を含む加熱処理をすることにより前記フェノール樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とするクリーニング用シートの製造方法を提案している。
本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、クリーニング用シートを紙材で構成しつつ、低コストで、剛性や発塵性、撥水性等に優れたクリーニング用シート、半導体装置の製造方法およびクリーニング用シートの製造方法を提供することができるという効果がある。
本発明の実施形態に係るクリーニング用シートの斜視図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートの含浸工程を例示した図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートの含浸工程における実験結果を例示した図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートの熱硬化工程を例示した図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートの型抜き工程を例示した図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートに関し、従来品の断面観察画像（Ａ）と発明品の断面観察画像（Ｂ）を示す図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートに関し、従来品と発明品の硬さを示す図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートに関し、従来品と発明品の温度と重量現象を示す図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートに関し、従来品と発明品の引き裂き強さ、引張強さを示す図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートに関し、従来品と発明品、不織布の発塵性試験の結果を示す図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング用シートに関し、従来品と発明品のシート浸水性試験の結果を示す図である。 本発明に用いられるトランスファーモールド装置の構造の一例を示す斜視図である。 図１２のトランスファーモールド装置におけるモールド金型の構造を説明するための部分断面図である。 半導体チップを搭載するリードフレームを示す平面図である。 半導体装置の構造の一例を一部断面にして示す斜視図である。 半導体装置の構造の一例を示す断面図である。 半導体装置の製造プロセスの一例を示す断面プロセスフロー図である。 半導体チップがボンディングされたリードフレームをモールド金型内に載置した状態を示すモールド金型の部分断面図である。 半導体チップがボンディングされたリードフレームをモールド金型内に載置して、金型を閉じてモールド用樹脂を金型間に充填した状態を示すモールド金型の部分断面図である。 モールド用樹脂を充填後、金型を型開きした状態を示すモールド金型の部分断面図である。 モールド金型クリーニング用シートをモールド金型内に載置した状態を示すモールド金型の部分断面図である。 モールド金型クリーニング用シートをモールド金型内に載置して、金型を閉じてクリーニング用樹脂を金型間に充填した状態を示すモールド金型の部分断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図１から図２２を用いて説明する。
＜クリーニング用シートの構成＞
クリーニング用シート１００は、クリーニング樹脂成型時に樹脂洩れの恐れが無い厚さ約０．４０ｍｍのセルロースを主成分とする紙材にフェノール樹脂を含浸させ、このフェノール樹脂を含浸させた紙材を少なくとも２００℃から３００℃で所定時間加熱する処理を含む加熱処理によりフェノール樹脂を熱硬化させたものであり、不織布のようにクリーニング用樹脂が浸透または通過することはない。
具体的には、クリーニング用シート１００は、紙材で構成され、紙材の表面層１０２から裏面層１０３に亘って、熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化させている。
図１に示すように、クリーニング用シート１００には、中央部に開口部１０１が設けられている。この開口部１０１を用いて、キャビティブロックとポットホルダーの全面にクリーニング樹脂を流し込んでクリーニングを行う。
クリーニング用シート１００のプレス抜き断面１０４には、フェノール樹脂が含浸硬化され、その厚みは、例えば、約０．５０ｍｍとなっている。
クリーニング用シート１００には、熱等の外的要因によるシート全体の反りを抑制するための開口部１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄが中央部の開口部１０１を取り囲むように、開口部１０１の各辺の長さ方向の中央部に平行に設けられている。
但し、クリーニング用シート１００本体の反りが微小な場合には、特段、当該開口部１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄを設けなくともよい。
クリーニング用シート１００には、クリーニング用シート１００のライン内での搬送や金型への装着、離脱を行う際に、クリーニング用シート１００を簡便に把持可能な円弧状の把手部１０６が設けられている。
＜クリーニング用シートの製法＞
図２から図５を用いて、本実施形態に係るクリーニング用シートの製造方法について説明する。
まず、目付３７７ｇ／ｍ2、厚さ約０．５０ｍｍのセルロースを主成分とするロール状の紙材を巻き出して、メタノールで希釈されたプリプレグ比１０％のフェノール樹脂で満たされた樹脂含浸槽に所定の速度（時間）で投入し、巻取り機で巻取りながら乾燥機で表面層および裏面層を乾燥させる（含浸工程）。
このときの結果を図３に示す。
なお、図３において、「Ｍ」は、ロール状紙材の搬送方向に直交する紙材幅方向の右端部を示し、「Ｇ」は、ロール状紙材の搬送方向に直交する紙材幅方向の左端部を示す。
また、「ＶＣ」は、ボルタリーコンテントの略であって、残存揮発分量を示し、本実験では、希釈液として用いたメタノールの残存量を示す。
実験の結果、図３に示すように、ロール始点、中間点、終点において、ロール状紙材の搬送方向に直交する紙材幅方向の右端部および左端部における樹脂量に大きなバラツキは見られず、残存揮発分量も問題のないレベルであった。
次に、含浸工程で、フェノール樹脂が含浸されたセルロースを主成分とするロール状の紙材を巻き出して、熱硬化処理を行う（熱硬化処理工程）。図４に示すように、この熱硬化処理は、大きく一次硬化と二次硬化とに分けられる。
一次硬化では、ロール状の紙材の搬送方向に対して、直交方向に設けられた上側ヒータと下側ヒータとによって、含浸工程を経たロール状の紙材に対して、熱硬化処理が行われる。このときの上側ヒータおよび下側ヒータ加熱温度はともに２００℃である。
二次硬化は、遠赤外線による熱硬化処理が行われ、一次硬化と同様に、ロール状の紙材の搬送方向に対して、直交方向に設けられた上側遠赤外線ヒータと下側遠赤外線ヒータとによって行われる。二次硬化では、上記の上側遠赤外線ヒータと下側遠赤外線ヒータとが所定の間隔を置いて４組配置され、それぞれの上側遠赤外線ヒータと下側遠赤外線ヒータとの遠赤外線出力は、各組（（０）、（１）、（２）、（３））の上側遠赤外線ヒータと下側遠赤外線ヒータとで同出力となっており、搬送方向から向かって順に、各組（（０）、（１）、（２）、（３））の出力は、１５０（Ｖ）、１７０（Ｖ）、１７０（Ｖ）、２１０（Ｖ）となっている。そして、熱硬化処理されたロール状の紙材は巻取り機で巻取られる。
熱硬化処理工程で熱硬化処理されたロール状の紙材は、所定の大きさの長方形の紙材に裁断される。そして、裁断された所定の大きさの長方形の紙材はプレス金型に装着され、打抜き加工（プレス工程）されることにより、図１に示す形状のクリーニング用シート１００に成形され、検査工程を経て、梱包される。
＜クリーニング用シートの物性評価＞
以下、図６から図１１を用いて、クリーニング用シート１００の物性評価の評価結果について、説明する。
［紙枠シート評価試験］
試験試料として、（Ａ）従来品と、（Ｂ）発明品とを用いて評価を行った。
ここで、従来品は、原紙名「ＮＳＡ３８０（王子マテリア株式会社製）」であり、発明品は、原紙名「ＮＳＡ３８０」に対して、上記の処理工程による処理を行ったものである。以下でも、同様に、「従来品」、「発明品」と記載する。
評価装置は、ＫＨ－７７０（ハイロックス社製）、画像素子には、１／１．８型 ２１１万画素のＣＣＤを用いた。また、断面および表面観察時の倍率は１００倍とした。
断面の評価画像は、図６に示す通りである。
図６において、（Ａ）は、従来品の断面画像はであり、（Ｂ）は、発明品の断面画像はである。
図６の評価画像によれば、従来品の断面画像（Ａ）には、一部毛羽立ちが認められるが、発明品の断面画像（Ｂ）には、従来品の断面画像（Ａ）に見られるような毛羽立ちは、認められない。
そのため、発明品の方が良好な特性を示していると言える。
［ロックウェル硬さ試験］
図７に示すように、試験試料として、従来品と発明品と、を用いて評価を行った。
なお、このときの発明品の加工後厚みは、０．５０ｍｍ、加工後重量は、４１２ｇ／ｍ2であった。
評価装置は、ロックウェル硬度計を用いて行った。測定は、同一の従来品および発明品について計５回ずつ行い、その平均値で相対評価を行った。
＜従来品＞
従来品のロックウェル硬さは、Ｒスケールで、５回の測定の結果、２１（ＨＲＲ）、２０（ＨＲＲ）、２０（ＨＲＲ）、２３（ＨＲＲ）、１９（ＨＲＲ）であり、その平均値は、２１（ＨＲＲ）であった。
＜発明品＞
発明品のロックウェル硬さは、Ｒスケールで、５回の測定の結果、４５（ＨＲＲ）、３９（ＨＲＲ）、４８（ＨＲＲ）、４１（ＨＲＲ）、４１（ＨＲＲ）であり、その平均値は、４３（ＨＲＲ）であった。
上記ロックウェル硬さ試験の試験結果から、発明品は、従来品よりも高い硬度の値を示した。
［ＴＧ－ＤＴＡ試験］
ＴＧ試験は、試料の温度を一定のプログラムに従って変化させながら、その試料の質量を温度の関数として測定する方法であり、試料を加熱または冷却した時に、試料の質量変化を連続的に測定する方法である。
この方法によれば、脱水・分解・酸化・還元などの化学変化、昇華・蒸発・吸脱着など質量変化を伴う物理変化が検出され、変化の前後の重量差（減量率）を求めることにより、定量的な測定が可能となる。
一方、ＤＴＡ試験は、試料を加熱または冷却した際に起こる物理変化や化学変化に伴って試料内で発生する熱変化を基準物質との温度差として検出する手法である。
基準物質との温度差は、試料ホルダー感熱板に溶接された熱電対により検出され、分解、酸化、還元、脱水昇華、蒸発、吸着、脱着、転移、融解、凝固、結晶化硬化、ガラス転移のような挙動が検出できる。
本試験では、試験試料として、従来品、発明品を用いて評価を行った。
図８は、従来品と発明品の本試験における特性を重ね書きしたグラフである。また、図８において、上向きのピークは発熱のピークを示す。
図８によれば、従来品および発明品ともに、発熱のピークが顕著に現れている。
また、当該発熱のピークは、発明品の方が含浸させ熱硬化させたフェノール樹脂の影響で高温域にシフトしている。
さらに、発明品の重量の減衰カーブも、含浸させ熱硬化させたフェノール樹脂の影響で従来品の減衰ポイントが発明品の減衰ポイントよりも速いタイミングでかつ低温域にあり、減衰カーブが急峻になっている。
［引裂・引張強さ評価試験］
試験試料として、従来品と、発明品を用いて評価を行った。
評価装置は、エレメンドルフ式織物引裂試験機（島津製作所製）を用いて行った。
評価結果は、図９に示す通りであり、引裂き強さは、従来品が６１７０ｍＮ、発明品が５１５０ｍＮ、比引裂き強さは、従来品が１５．１ｍＮ／ｍ2／ｇ、発明品が１２．６ｍＮ／ｍ2／ｇ、引張強さは、従来品が１２．６ｋＮ／ｍ、発明品が１６．６ｋＮ／ｍ、比引張強さは、従来品が３０．９Ｎ／ｍ／ｇ、発明品が４０．７Ｎ／ｍ／ｇ、引張エネルギー吸収量は、従来品が４１３Ｊ／ｍ2、発明品が２０３Ｊ／ｍ2、引張弾性率は、従来品が２６３０ＭＰａ、発明品が３５５０ＭＰａであった。
上記の結果から、発明品は、従来品に比べて剛性および比強度が高く、柔軟性が低く変形が少ないという評価となった。
［発塵性評価試験］
試験試料として、従来品と、発明品を用いて評価を行った。
評価方法は、ＪＩＳ Ｂ ９９２３に準拠したタンブリング法で行った。評価は、１５ｃｍ×１５ｃｍで洗濯処理がなされていないものをそれぞれ１枚ずつ用いて行った。
評価試験は、試験機としてタンブリング式発塵試験機 ＣＷ－ＨＤＴ－１０２（赤土製作所製）を用い、ドラム回転速度を３０回転／分、流量を０．０１０２ｍ3／秒、粒子計数機をＭｅｔ Ｏｎｅ Ａ２４００Ｂ（Ｈａｃｈ Ｕｌｔｒａ Ａｎａｌｙｔｉｃｓ社製）とし、旧飲料を１立方フィート／分として行った。
評価試験は、
１）クリーンルーム（清浄度；ＩＳＯクラス５（クラス１００）中に設置したタンブリング式発塵試験機を空運転させ、試験機内が無塵状態であることを確認する工程。
２）試料を試験機のドラム内に投入し、試験機の運転を開始する工程。
３）試験機の運転開始３０秒後から、１立方フィート／分の速度で、１分間ずつ計５回連続して測定し、最大値および最小値を除き、残りの測定値の平均値を発塵数とする工程。
の手順で行った。
評価結果は、図１０に示す通りであり、０．３μｍ以上０．５μｍ未満の粒径の粒子数は、従来品で９６．６個／ｓｅｃ（２６８個／ｆｔ3）、発明品で２９．３個／ｓｅｃ（８１個／ｆｔ3）、不織布で７２．１個／ｓｅｃ（２００個／ｆｔ3）であった。
０．５μｍ以上１μｍ未満の粒径の粒子数は、従来品で８４．０個／ｓｅｃ（２３３個／ｆｔ3）、発明品で２５．３個／ｓｅｃ（７０個／ｆｔ3）、不織布で１１８個／ｓｅｃ（３２８個／ｆｔ3）であった。
１μｍ以上５μｍ未満の粒径の粒子数は、従来品で１０７個／ｓｅｃ（２９７個／ｆｔ3）、発明品で４４．６個／ｓｅｃ（１２４個／ｆｔ3）、不織布で２５７個／ｓｅｃ（７１４個／ｆｔ3）であった。
５μｍ以上１０μｍ未満の粒径の粒子数は、従来品で１７．４個／ｓｅｃ（４８個／ｆｔ3）、発明品で５．４個／ｓｅｃ（１５個／ｆｔ3）、不織布で１７．２個／ｓｅｃ（４８個／ｆｔ3）であった。
１０μｍ以上２５μｍ未満の粒径の粒子数は、従来品で８．４個／ｓｅｃ（２３個／ｆｔ3）、発明品で２．２個／ｓｅｃ（６個／ｆｔ3）、不織布で１．９個／ｓｅｃ（５個／ｆｔ3）であった。
２５μｍ以上の粒径の粒子数は、従来品で０個／ｓｅｃ（０個／ｆｔ3）、発明品で０個／ｓｅｃ（０個／ｆｔ3）、不織布で０個／ｓｅｃ（０個／ｆｔ3）であった。
上記の評価から、粒径が１０μｍ以上の粒子については、従来品、発明品、不織布で、顕著な差はないが、粒径が小さくなるほど、発明品の発塵性が従来品や不織布に比べて顕著に優位であることを示している。
［水浸透評価試験］
試験試料として、従来品と、発明品とを用いて評価を行った。
評価試験は、バットに３０℃～４０℃のぬるま湯３６０ｍｌを入れ、その中に従来品と発明品とを５分間浸す工程と、５分間浸した従来品と発明品とを３０分間自然放置する工程と、浸透前後の従来品と発明品との重さを比較する工程との手順で行った。なお、重さの計測は、０．５ｇ単位で行った。
図１１に示すように、従来品の試験前の重量は、１１．５ｇであり、試験後の重量は、１８．０ｇであって、試験前後の重量差は、６．５ｇであった。
一方、発明品の試験前の重量は、１２．５ｇであり、試験後の重量は、１３．０ｇであって、試験前後の重量差は、０．５ｇであった。
このことから、従来品の方が発明品よりも吸水性が高く、逆に、発明品の方が従来品よりも撥水性が高いという評価結果を得た。
＜半導体装置の製造方法＞
以下、半導体装置の製造方法について、図１２から図２２を用いて説明する。
なお、以下では、モールドを行う装置として、トランスファーモールド装置を例示して説明する。
図１２に示すトランスファーモールド装置は、上金型である第１金型３と、これと一対を成す下金型である第２金型４と、第１金型３および第２金型４とを備えたモールド金型５と、ワーク（ここでは、例えば、ダイボンディングとワイヤボンディングとを終えたリードフレーム）をモールド金型５に搬入するローダ１と、前記ワークをモールド金型５から取り出すアンローダ２とを有している。
前記トランスファーモールド装置において、半導体チップ２４（図１５参照）がボンディングされたリードフレーム２０１は、図１２に示すローダ１からモールド金型５に搬入され、このモールド金型５おいて半導体チップ２４などが樹脂モールドされる。
上記モールドを終了した半導体装置であるＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）１９は、アンローダ２に搬出されてここに収容される。
図１３に示すモールド金型５には、図１５に示すＱＦＰ１９のモールド部２２に対応した形状のキャビティ６と、カル７と、ランナー８と、ポット９と、プランジャ１０と、エジェクタプレート１１，１５と、エジェクタピン１２，１６と、ゲート１３と、エアーベント１４とが設けられている。
図１８に示すように、モールド成型部２８（図１３参照）の第２金型４の合わせ面２６には、半導体チップ２４が配置される第１の凹み部である所定形状のキャビティ６が複数箇所に形成されている（なお、キャビティ６は、第１金型３の合わせ面２６にも第２金型４と同様に形成されている）。第２金型４の所定の位置には、タブレット２１２などのモールド用樹脂がセットされ、かつ第２の凹み部を有するシリンダ状のポット９が複数貫通して形成され、ポット９に対応する第１金型３のそれぞれの部分には、図１８に示すようにカル７が設けられている。
上記カル７からは、前記した複数のキャビティ６が連通された複数のランナー８が分岐して形成されており、第１金型３と第２金型４とが密着された状態において、カル７およびランナー８を介してポット９が複数のキャビティ６に連通されるようになっている。
なお、キャビティ６の外側には、キャビティ６のエアーを外部に逃がして樹脂の充填を完全にするためのエアーベント１４が形成されている。
クリーニング用シート１００は、リードフレーム２０１に搭載された半導体チップ２４と金線ワイヤ２１など、半導体チップ２４周辺部のモールドを任意の回数行った後、モールド成型部２８の第１金型３と第２金型４との間に配置してモールド成型部２８の内部をクリーニングするために使用するものである。
クリーニング時には、第１金型３と第２金型４とによって、前記クリーニング用シート１００のみをクランプし、この状態で図２２に示すように、クリーニング用樹脂２５をキャビティ６に供給することにより、キャビティ６内でクリーニング用樹脂２５がクリーニング用シート１００の中央の開口部１０１を通り抜け、その結果、キャビティ６内にクリーニング用樹脂２５が充填していき、クリーニング用シート１００は、樹脂流速の影響によりクリーニング用シート１００が上下（リフト）することなくキャビティ６内の隅々にクリーニング用樹脂２５が充填される。
クリーニング用シート１００は、第２金型４の合わせ面２６の外周各辺に設けられた上下金型の位置決め用の位置決めウェッチ１８に案内される程度の大きさに形成されており、各辺の位置決めウェッチ１８に合わせてクリーニング用シート１００を載置すればよく、クリーニング用シート１００を第２金型４に載置する場合、第２金型４との間で高精度な位置決めを行わなくて済む。また、シートに位置決め切り欠きを設けず、金型に位置決めする場合は各位置決めウェッチ１８の内側の寸法にシート寸法を合わせても良い。
図１５に示すＱＦＰ１９は、図１２に示すトランスファーモールド装置によってモールドが行われて組み立てられた半導体装置の一例である。
ここで、図１５、図１６を用いて、本発明の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の構造について説明する。
本実施の形態においては、リードフレームを用いた樹脂モールド形でかつ面実装形の半導体装置の一例として図１５に示すＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）の場合について説明する。
図１５、図１６に示すＱＦＰは、例えば、マイクロコンピュータとして用いられるものである。
ＱＦＰの構造は、半導体集積回路が形成された半導体チップ２４を搭載する小タブ構造のタブ２００とリードフレーム２０１（図１７参照）から切断して形成されたインナーリード２０およびアウターリード２３と、半導体チップ２４のボンディングパッド２０３とインナーリード２０とを電気的に接続する金線ワイヤ２１（金線以外の銅線などであってもよい）と、半導体チップ２４および金線ワイヤ２１などを樹脂モールドして形成された樹脂モールド部２２とからなる。
なお、前記ＱＦＰ１９は、樹脂モールド部２２の平面形状が略正方形のものである。
また、半導体チップ２４は銀ペーストなどの接合材２０２によってタブ２００に固定されている。
そして、樹脂モールド部２２の４辺から突出した複数のアウターリード２３は、ガルウィング状に曲げ成型されている。
次に、半導体装置の製造方法について図１７を用いて説明する。
前記半導体装置の製造方法の特徴は、図１２に示すトランスファーモールド装置を用いた半導体チップ２４のモールド（樹脂モールド）工程と、図２０に示すクリーニング用シート１００を用いた前記トランスファーモールド装置のおけるモールド成型部２８の内部のクリーニング工程とを有するものである。
上記モールド工程とクリーニング工程を含む製造方法の詳細については以下の通りである。
まず、図１７（ａ）に示すように、リードフレーム２０１を準備する。
図１４には、前記リードフレーム２０１の平面図を示した。
なお、図示と説明の都合上インナーリード２０およびアウターリード２３は、部分的にしか図示していない。
図１７（ｂ）に示すように、リードフレーム２０１のタブ２００に半導体チップ２４を搭載するダイボンディング工程（ぺ付け工程ともいう）を行う。
ダイボンディング工程では、図１７（ｂ）に示すようにリードフレーム２０１のタブ２００上に接合材２０２、例えば、銀含有のエポキシ系接着剤つまり銀ペーストを塗布する。
続いて、接合材２０２を塗布したタブ２００上に図示しないコレットを使って半導体チップ２４を搭載する。
図１７（ｃ）に示すように、タブ２００上に搭載された半導体チップ２４の電極上に形成されたボンディングパッド２０３と、それに対応するインナーリード２０とを金線ワイヤ２１によってボンディングして電気的に接続するワイヤボンディング工程を行う。
その後、図１７（ｄ）に示すように、リードフレーム２０１に搭載された半導体チップ２４と金線ワイヤ２１などの半導体チップ２４の周辺部とを、塵埃や湿度などの外的雰囲気や機械的衝撃から保護するために、樹脂を用いてモールドするモールド工程を行う。
図１７（ｅ）に示すように図示しない切断・成形金型を用いて、ゲート１３付近に付着形成されたフレーム表裏面の残留樹脂をリードフレーム２０１から分離し、これにより、樹脂モールド部２２を有する単位フレーム部をリードフレーム２０１から分離させるとともに、アウターリード２３を所定の形状（本実施の形態では、ガルウィング状）に曲げ加工する。
次に、図１８から図２０を用いて上記モールド工程における前記樹脂モールド（モールド）工程について説明する。
図１８に示すプランジャ１０の上に、プレヒータによって加熱された固体状のタブレット２１２（モールド用樹脂）を投入し、その後、半導体チップ２４とインナーリード２０とがワイヤボンディングされたリードフレーム２０１を図１２に示すローダ１からモールド金型５に搬送する。
この状態で、第２金型４を第１金型３に向けて接近移動させることにより、モールド成型部２８を形成する第１金型３と第２金型４との間にキャビティ６を含めた空間を形成する。
その後、図１９に示すように、溶融状態となった前記モールド用樹脂をプランジャ１０によってカル７へ押し出すと、前記モールド用樹脂はランナー８およびゲート１３を通ってキャビティ６内に前記モールド用樹脂が流入する。さらに、キャビティ６に充填された前記モールド用樹脂が、熱とキュアとにより熱硬化し、その後、第２金型４を下降移動すると型開きが行われる。
続いて、図２０に示すように、エジェクタプレート１５を下降戻り動作させるとともに、エジェクタプレート１１を上昇戻り移動作をさせる。
これにより、エジェクタピン１２、１６が突出して型開きを完了し、樹脂モールドされた外枠付き２１４半導体装置２１３の取り出しを行われる。
以上、説明したように、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、樹脂成形用金型面間に介在させ、クリーニング樹脂により、樹脂成形用金型面をクリーニングするクリーニング用シート１００であって、紙材で構成され、紙材の表面層から裏面層に亘って、熱硬化性樹脂を含浸して硬化させている。
つまり、クリーニング用シート１００の素材は、紙材であるため、超安価で、従来のダミーフレームと比べて、最大限の経済効果が得ることができる。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、紙材の表面層から裏面層に亘って、熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化性樹脂を２００℃から３００℃で所定時間加熱することにより硬化させている。
つまり、半導体用モールド金型の温度が１７０℃～１８０℃であることを考えれば、十分な耐熱性を有し、多種多様なモールド金型に最適なクリーニング用シートと言える。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、セルロースを主成分とし、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を紙材の表面層から裏面層に亘って、含浸させ、熱硬化している。
このクリーニング用シート１００は、紙枠シート評価試験において、従来品には認められる断面観察における毛羽立ちが認められないことから、従来の紙材からなるクリーニング用シートで課題であった使用時等の発塵の発生を大幅に抑制することが期待できる。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、ロックウェル硬さ試験において、従来品よりも高い硬度を示した。
そのため、従来品よりも金型上での反りを低減することができ、多種多様なモールド金型に最適なクリーニング用シートと言える。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、ＴＧ－ＤＴＡ試験において、従来品よりも発熱のピークが低く、そのピークが高温域にシフトするとともに、重量の減衰カーブも減衰ポイントが高温域にあり、減衰勾配も緩やかであることを示した。
そのため、多種多様なモールド金型に最適なクリーニング用シートと言える。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、引裂・引張強さ試験において、従来品よりも剛性および比強度が高い結果を示した。
そのため、従来品よりも金型上での反りを低減することができ、多種多様なモールド金型に最適なクリーニング用シートと言える。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、発塵性評価試験において、従来品や不織布よりも粒子の飛散が少ないという結果を得た。
そのため、従来品や不織布を基材とするクリーニング用シートで課題であった使用時等の発塵の発生を大幅に抑制することが期待できる。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、水浸透性評価試験において、従来品よりも吸水性が低いという結果を得た。
つまり、クリーニング用シート１００のいずれの加工断面においても、吸水性が低いことが明らかになったことから、在庫管理が極めて容易となる。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、発塵性が低く、剛性も高く、上記のように、吸水性が低いことから、シートの変形や反りが発生しにくいという特性も有する。
この特性に伴って、従来、シートへの水分の侵入を防ぐ目的で使用されていた防水用ろう紙による包装も不要となるため、コストダウンや工数の削減を図ることもできる。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、シートの変形や反りが発生しにくいという特性を有することから、例えば、図１の１０５Ａ～Ｄのように、シートの変形や反りを抑制する開口部の数や開口面積を減少させることができる。
また、一般に、クリーニング用シートは、ＤＩＰ、ＱＦＰ、ＴＳＯＰ等半導体装置に用いられるが、本実施形態に係るクリーニング用シート１００は、前述のように、変形や反りが発生しにくく、剛性も高いため、ＭＡＰやＢＧＡ、ＣＳＰ等のダミーフレームとしても適用することができる。そのため、現状、用いられている高価な基板フレームを本実施形態に係るクリーニング用シート１００と同様の物性を有するダミーフレームに置き換えることにより、大幅なコストダウンを期待できる。
また、本実施形態に係るクリーニング用シート１００の基本構成は、紙材と樹脂であることから、使用後の処理も簡便であり、環境的にも影響を与えない。
以上、本発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１；ローダ
２；アンローダ
３；第１金型
４；第２金型
５；モールド金型
６；キャビティ
７；カル
８；ランナー
９；ポット
１０；プランジャ
１１；エジェクタプレート
１２；エジェクタピン
１３；ゲート
１４；エアーベント
１５；エジェクタプレート
１６；エジェクタピン
１８；位置決めウェッチ
１９；ＱＦＰ（半導体装置）
２０；インナーリード
２１；金線ワイヤ
２２；モールド部
２３；アウターリード
２４；半導体チップ
２５；クリーニング用樹脂
２６；合わせ面
２８；モールド成型部
１００；クリーニング用シート
１０１；開口部
１０２；表面層
１０３；裏面層
１０４；プレス抜き断面
１０５Ａ；開口部
１０５Ｂ；開口部
１０５Ｃ；開口部
１０５Ｄ；開口部
１０６；把手部
２００；タブ
２０１；リードフレーム
２０２；接合材
２０３；ボンディングパッド
２１３；樹脂モールドされた外枠付き半導体装置
２１４；外枠

Claims (5)

  1. 樹脂成形用金型面間に介在させ、クリーニング樹脂により、樹脂成形用金型面をクリーニングするクリーニング用シートであって、
    セルロースを主成分とする紙材で構成され、前記紙材の表面層から裏面層に亘って、フェノール樹脂を９．１（プレプレグ比％）含浸して、２００℃～２３０℃で所定時間加熱させることにより硬化させたことを特徴とするクリーニング用シート。
  2. リードフレームの搭載領域であるキャビティブロックとクリーニング樹脂を投入する複数のポットからなるポットホルダーとを有する一対の第１金型と第２金型とからなるモールド金型の前記第１金型と前記第２金型との間に配置されるクリーニング用シートであって、
    前記第１金型と前記第２金型との間に配置された際に少なくとも前記キャビティブロックに対応する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング用シート。
  3. 前記請求項１に記載のクリーニング用シートを用いて、リードフレームの搭載領域であるキャビティブロックと、樹脂を投入する複数のポットからなるポットホルダーと、を有する一対の第１金型と第２金型とからなるモールド金型の合わせ面をクリーニングする工程を含む半導体装置の製造方法であって、
    前記第１金型と前記第２金型との間に配置された際に少なくとも前記キャビティブロックに対応する開口部を有する前記クリーニング用シートを準備する工程と、
    前記クリーニング用シートを前記モールド金型に設置して前記第１金型と前記第２金型とによってクランプする工程と、
    クリーニング用樹脂を前記ポットから供給し、クリーニング用樹脂を前記クリーニング用シートの開口部を通して前記キャビティブロックに充填させる工程と、
    前記クリーニング用樹脂を硬化させた後、前記クリーニング用樹脂及び前記クリーニング用シートを前記モールド金型から離型する工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記半導体装置は、少なくとも、ＤＩＬ-Ｐ、ＱＦＰ、ＭＡＰ、ＣＳＰ、ＢＧＡ、ダイオード、トランジスターを含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
  5. セルロースを主成分とする紙材にフェノール樹脂を９．１（プレプレグ比％）含浸させる工程と、
    該フェノール樹脂を含浸させた紙材を少なくとも２００℃から２３０℃で所定時間加熱する処理を含む加熱処理をすることにより前記フェノール樹脂を硬化させる工程と、
    を有することを特徴とするクリーニング用シートの製造方法。
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