JPH0738015A - 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置およびその製造方法

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JPH0738015A
JPH0738015A JP18102493A JP18102493A JPH0738015A JP H0738015 A JPH0738015 A JP H0738015A JP 18102493 A JP18102493 A JP 18102493A JP 18102493 A JP18102493 A JP 18102493A JP H0738015 A JPH0738015 A JP H0738015A
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JP
Japan
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resin
semiconductor device
metal
semiconductor chip
electrode
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JP18102493A
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Inventor
Shinji Takei
信二 武井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、金属ワイヤのない樹脂封止半導体装
置およびその製造方法において、工程を簡素化し、コス
トを削減できるようにすることを最も主要な特徴とす
る。 【構成】たとえば、半導体チップ13のAl電極上に、
それぞれ均一な高さの金属柱14を形成する。また、こ
の半導体チップ13を、硬化後の弾性率が68Kgf/
cm2 の接着剤層12を介して、リードフレーム11の
両面にそれぞれマウントする。そして、このリードフレ
ーム11を金型21a,金型21bにより型締めし、そ
れぞれの金型21a,21bによって金属柱14の表面
を押さえ付ける。この状態で、キャビティ部に樹脂15
を充填することにより、金属柱14の上面が封止面より
露出した樹脂封止半導体装置を得る構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば樹脂封止型
半導体装置およびその製造方法に関するもので、特に金
属ワイヤを有しないワイヤレスの樹脂封止半導体装置に
使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、従来の樹脂封止半導体装
置は、たとえば図5に示す如く、リードフレーム1と半
導体チップ2の電極とが金属ワイヤ3により電気的に接
続され、さらにその周囲が絶縁性の樹脂4を用いて封止
される。しかる後、リードフレーム1が所定の長さに切
断されて所定の形状に折り曲げられることで、作成され
ている。
【0003】しかし、この種の樹脂封止半導体装置の場
合、高さ方向に金属ワイヤ3を有するため、その薄型化
には限界があった。そこで、金属ワイヤを有しない、い
わゆるワイヤレスの樹脂封止半導体装置が提案されてい
る(たとえば、特開平4−164345号公報)。
【0004】これは、たとえば図6に示すように、半導
体チップ5の電極上に金バンプなどのバンプ電極6が形
成され、その半導体チップ5がリードフレーム7上にマ
ウントされて絶縁性の樹脂8による樹脂封止が行われ
る。その後、バンプ電極6上の樹脂8が除去され、この
露出したバンプ電極6に外部接続用の電極9が接続され
ることで、得られるようになっている。
【0005】このワイヤレスの樹脂封止半導体装置によ
れば、金属ワイヤを有しない分だけ装置の薄型化が図れ
るとともに、リードフレーム7が外部に延出しないた
め、実装の密度をも向上し得る。
【0006】しかしながら、この樹脂封止半導体装置の
場合、樹脂封止の後、バンプ電極6上の樹脂8を除去す
る作業が必要となるが、バンプ電極6上の樹脂8の量は
一定とは限らないため、煩雑な作業を要求されるととも
に、大幅なコストの増加を招くという欠点があった。
【0007】たとえば、樹脂8をトランスファ成形する
際に、樹脂8の粘度や流れ方などによって半導体チップ
5を含むリードフレーム7が浮き上がったりする現象が
生じるため、バンプ電極6上の樹脂8の量(厚さ)に差
がでる。
【0008】また、半導体チップ5をリードフレーム7
にマウントする際に樹脂系接着剤を用いることが多く、
接着剤の塗布量のばらつきによる接着層の厚さの異なり
により、除去する樹脂8の量も異なる結果となる。
【0009】さらに、半導体チップ5を押圧して固着さ
せる際において、接着剤の塗布量のばらつきや押圧力の
不均一などにより、半導体チップ5が傾いた状態で固着
される場合があり、それぞれのバンプ電極6上での除去
する樹脂8の量が異なる。
【0010】このように、バンプ電極6上を被覆する樹
脂8の量にばらつきがあるため、除去にかかる作業が煩
雑であり、また外部接続用の電極をあたらに形成しなけ
ればならないなど、不要なコスト増を生じていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、バンプ電極上を被覆する樹脂の量にばらつ
きがあるため、それを除去する作業が煩雑であり、また
外部接続用の電極をあらたに形成しなければならないな
ど、不要なコストの増加を招くといった問題があった。
【0012】そこで、この発明は、コストを削減するこ
とができるとともに、より薄型化が可能な樹脂封止型半
導体装置およびその製造方法を提供することを目的とし
ている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の樹脂封止型半導体装置にあっては、上
面に電極を有する半導体チップと、この半導体チップの
前記電極上に設けられた外部接続用の金属柱と、前記半
導体チップの下面を支持する基板と、この基板上に前記
半導体チップを接着する接着層と、この接着層を介して
前記基板上に接着された前記半導体チップを、前記金属
柱の上面を露出させた状態で封止する封止体とから構成
されている。
【0014】また、この発明の樹脂封止型半導体装置の
製造方法にあっては、半導体チップの上面に設けられた
電極の上に、超微粒子状の金属材料を積層して外部接続
用の金属柱を形成する工程と、前記金属柱の形成された
半導体チップの下面を接着層を介して基板上に接着する
工程と、前記接着層を介して前記基板上に接着された前
記半導体チップを、前記金属柱の上面を露出させた状態
で封止する工程とからなっている。
【0015】
【作用】この発明は、上記した手段により、あらかじめ
電極の上面が樹脂の表面に露出した状態で封止できるよ
うになるため、封止した樹脂を除去したり、電極を形成
し直すための作業を不要とすることが可能となるもので
ある。
【0016】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、本発明にかかる樹脂封止半導
体装置の概略構成を示すものである。すなわち、この樹
脂封止半導体装置は、たとえば基板としてのリードフレ
ーム11の両面に接着剤層12,12をそれぞれ介して
半導体チップ13,13がマウントされた後、これら半
導体チップ13,13の各アルミニウム(Al)電極上
におのおの均一な高さで形成された金属柱14の表面が
封止面より露出し、かつ封止面とほぼ同一平面をなす状
態で、樹脂15により封止された構成とされている。
【0017】この場合、金属柱14の上面が封止面に露
出された状態で、樹脂15による封止が行われるように
なっているため、この金属柱14をそのまま外部接続用
電極として利用できる。
【0018】すなわち、封止した樹脂15を除去した
り、樹脂15を除去した金属柱14の上にさらに外部接
続用の電極を形成する必要がない。接着剤層12,12
としては、硬化後の弾性率が100Kgf/cm2 以下
の接着剤、たとえば東レ・ダウコーニング社製シリコー
ン樹脂SDA6531(68Kgf/cm2 )が用いら
れる。
【0019】金属柱14は、たとえば特願平4−837
3号に開示された堆積法により、超微粒子状の金(A
u)または銅(Cu)などの金属材料をAl電極上に積
層することで、形成されるものである。
【0020】しかして、この樹脂封止半導体装置は、た
とえば金属柱14を介して半導体チップ13,13のそ
れぞれが個々のプリント基板と接続される、つまり2枚
のプリント基板により挟まれるようにして実装される。
【0021】次に、上記した樹脂封止半導体装置の製造
方法について説明する。図2は、製造にかかる工程の概
略を示すものである。まず、半導体チップ13,13の
各Al電極上に、上記した堆積法により高さの均一な金
属柱14が形成される。そして、この金属柱14の形成
された半導体チップ13,13が、リードフレーム11
の両面にそれぞれ接着剤層12,12を介してマウント
される(同図(a))。
【0022】この場合、リードフレーム11上への半導
体チップ13,13のマウントは、それぞれの金属柱1
4の上面が、後述する金型21a,21bのキャビティ
部の深さよりも少し高くなるようにして、マウントされ
る。
【0023】たとえば、金型21a,21bのキャビテ
ィ部の深さをそれぞれ300μmとし、半導体チップ1
3の厚さを200μm、金属柱14の高さを50μmと
するとき、リードフレーム11上に接着剤層12,12
が50μm以上の厚みを有して塗布され、この上にそれ
ぞれ半導体チップ13,13がマウントされる。
【0024】そして、半導体チップ13,13がマウン
トされたリードフレーム11の上下が、金型21a,2
1bにより型締めされる(同図(b))。すると、ま
ず、金属柱14の先端(上面)が、金型21a,21b
にそれぞれ当接される。この場合、接着剤層12,12
は、その硬化後の弾性率が68Kgf/cm2 であり、
柔軟性に富んでいるため、容易に変形し得る。
【0025】すなわち、金属柱14の先端が当接された
状態で、金型21a,21bが徐々に移動されることに
より、図示の如く、接着剤層12,12は変形される。
そして、金型21a,21bがリードフレーム11に接
触するまで、半導体チップ13,13を沈み込ませる。
【0026】また、このとき、半導体チップ13,13
には、接着剤層12,12の復元しようとする力がそれ
ぞれ加えられるため、金型21a,21bによって金属
柱14の先端がそれぞれ押え付けられた状態となる。
【0027】この状態において、金型21a,21b内
のキャビティ部への樹脂15の充填により、図1に示し
た、金属柱14の表面が封止面より露出し、かつ封止面
とほぼ同一平面をなす状態で封止を行うことができる。
【0028】このように、金型21a,21bによって
金属柱14の先端がそれぞれ押え付けられた状態で樹脂
15の充填を行うようにしているため、金型21a,2
1bと金属柱14との間に樹脂15が流れ込み、金属柱
14の表面が樹脂15により被覆されるようなことはな
い。
【0029】また、リードフレーム11の両面に半導体
チップ13,13をマウントするようにしているため、
キャビティ部がそれぞれに設けられた金型21a,21
bを用いる場合にも、型締めによってリードフレーム1
1が変形などされることがない。
【0030】上記したように、あらかじめ金属柱の上面
が樹脂の表面に露出した状態で封止できるようにしてい
る。すなわち、金型によって金属柱の先端を押え付けた
状態で、樹脂の充填を行うようにしている。これによ
り、金属柱の表面が樹脂により被覆されるのを防止でき
るようになるため、封止した樹脂を除去したり、電極を
形成し直すための作業を不要とすることが可能となる。
したがって、製造上の工程を簡素化でき、ワイヤレスの
樹脂封止半導体装置を安価に得ることができるものであ
る。
【0031】しかも、金属柱をそのまま外部接続用電極
として用いることができるため、より薄型化に有利なも
のとすることができる。なお、上記実施例においては、
リードフレームの両面に半導体チップをマウントしてな
る樹脂封止半導体装置を例に説明したが、これに限ら
ず、たとえばリードフレームの片面にのみ半導体チップ
をマウントしてなる樹脂封止半導体装置をも簡単に得る
ことができる。
【0032】図3は、リードフレームの片面にのみ半導
体チップをマウントしてなる樹脂封止半導体装置の概略
構成を示すものである。すなわち、この樹脂封止半導体
装置は、たとえば基板としてのリードフレーム31の上
面に接着剤層32を介して半導体チップ33がマウント
された後、この半導体チップ33のAl電極上におのお
の均一な高さで形成された金属柱34の表面が封止面よ
り露出し、かつ封止面ほぼ同一平面をなす状態で、樹脂
35により封止された構成とされている。
【0033】この場合、たとえば図4に示すように、上
側にはキャビティ部が設けられた金型41aを、下側に
はキャビティ部のない平坦な金型41bを用い、リード
フレーム31の下面を金型41bにより支持するように
して、樹脂35の充填が行われる。
【0034】これにより、リードフレーム31と金型4
1aとで挟持された半導体チップ33の、金属柱34と
金型41aとの間に樹脂35が流れ込み、金属柱34の
表面が樹脂35により被覆されたり、リードフレーム3
1が変形などされることなく、封止することができる。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。
【0035】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、コストを削減することができるとともに、より薄型
化が可能な樹脂封止型半導体装置およびその製造方法を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる樹脂封止半導体装
置の概略を示す構成図。
【図2】同じく、製造方法を説明するために示す図。
【図3】この発明の他の実施例にかかる樹脂封止半導体
装置の概略を示す構成図。
【図4】同じく、製造方法を説明するために示す図。
【図5】従来技術とその問題点を説明するために示す金
属ワイヤを有する樹脂封止半導体装置の組立工程の断面
図。
【図6】同じく、金属ワイヤのない樹脂封止半導体装置
の組立工程の断面図。
【符号の説明】
11,31…リードフレーム、12,32…接着剤層、
13,33…半導体チップ、14,34…金属柱、1
5,35…樹脂、21a,21b,41a,41b…金
型。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/56 H 8617−4M // B29K 105:20 B29L 31:34

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面に電極を有する半導体チップと、 この半導体チップの前記電極上に設けられた外部接続用
    の金属柱と、 前記半導体チップの下面を支持する基板と、 この基板上に前記半導体チップを接着する接着層と、 この接着層を介して前記基板上に接着された前記半導体
    チップを、前記金属柱の上面を露出させた状態で封止す
    る封止体とを具備したことを特徴とする樹脂封止型半導
    体装置。
  2. 【請求項2】 前記金属柱は、超微粒子状の金属材料を
    積層してなることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封
    止型半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記接着層は、硬化後の弾性率が100
    Kgf/cm2 以下の接着剤であることを特徴とする請
    求項1に記載の樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体チップの上面に設けられた電極の
    上に、超微粒子状の金属材料を積層して外部接続用の金
    属柱を形成する工程と、 前記金属柱の形成された半導体チップの下面を接着層を
    介して基板上に接着する工程と、 前記接着層を介して前記基板上に接着された前記半導体
    チップを、前記金属柱の上面を露出させた状態で封止す
    る工程とからなることを特徴とする樹脂封止型半導体装
    置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記封止の工程は、前記金属柱の上面を
    金型に当接させた状態で金型内への封止用樹脂の充填を
    行うことを特徴とする請求項4に記載の樹脂封止型半導
    体装置の製造方法。
JP18102493A 1993-07-22 1993-07-22 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 Pending JPH0738015A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10511281B2 (en) 2015-09-11 2019-12-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Acoustic wave resonator and filter including the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10511281B2 (en) 2015-09-11 2019-12-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Acoustic wave resonator and filter including the same

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