JPS62282440A

JPS62282440A - 樹脂封止形半導体の製造方法

Info

Publication number: JPS62282440A
Application number: JP12618586A
Authority: JP
Inventors: Kunihito Sakai; 酒井　国人
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は半導体集積回路（以下ＩＣと示す。）を外的
環境から保護する１こめに全体を樹脂で封止する樹脂封
止形半導体の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特匪昭６０−１３２７１６号公報に記載
される従来の半導体封止用トランスファ成形の金型を示
す断面図であり、図において（１）は油圧プレス（図示
せず）に取付けられ、ｔａＯｏＣに加熱できる２分割金
型のと型、（２）は同職の下型、（３）はポット（４）
内の成形樹脂（７）をキャビティ（５）まで圧送するプ
ランジャであり、キャビティ（５）は腹敗のＩＣ（６）
７）外形を形成るように金型円に裏敢設うブらｎでいる
。

（８）は成形樹脂（７）をキャビティ（５）まで送るラ
ンナー、（９）はポット（４）及びキャビティ（５）内
を真空にする場合の排気口である。

次１こ従来の樹脂封止形半導体の製造方法であるトラン
スファ成形法について、＠５図をもとに説明する。

まず上型（１）と下型（２）を油圧プレスに取付け。

１７０　’Ｃ−１１１ｔＯＱｃに加熱する。型開状態で
下型（２）に複数のＩ　Ｃ＋６）を配置遺し、を型（１
）と下型（２）を型締めする。プランジャ（３）を上型
（１）から抜けるまで丘に移動させ、あらかじめ８０°
Ｃ−１００°Ｃに予熱した成形樹脂（７）を上型（１）
のプランジャ（３）が通る穴即ちポット（４）に入れ、
直ちにプランジャ（３）を下に動かし。

成形樹脂（７）を圧縮する。成形樹脂（７）は金型の熱
を受は取り、さらＧこ粘度が低くなることから、ランナ
ー（８）を通り、各キャビティ（５）に圧送され、ＩＣ
（６）の全体を包み込む。

成形樹脂（７）は９０秒〜１２０秒で硬化するため後は
金型を開いて成形物を取り出し、後加工を行って製品完
成となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の樹脂封止形半導体の製造方法はと記のようにして
行われるので、成形樹脂（７）中に含まれる空気や、水
分、あるいはエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂
、反応促進剤、シランカップリング剤、難燃化剤％離型
剤等の有機物から低分子量物即ち、低沸点物が同時に成
形され、成形物内に混入して、例えば、成形物内部に多
量の独立した内部空気が混入したり、成形物の表面にも
凹状の気泡痕跡が残り、外観不良、断線不良及び耐湿性
不良になる等のＩＣの信頼性に問題があった。

ま１こ、例えばＩＣを耐湿環境１こ置くと、成形物内を
透過する水分が成形物内Ｃζ混入した低沸点有機物を溶
解し、透過水自体が酸性やアルカリ性に変化し、■（０
）チップ上に配線したアルミニウム等を腐食するという
問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消する１こめになさ
れたもので成形樹脂中に含まれる空気や水分、あるいは
低沸点物を除去し、断線不良等がなく、また耐湿性や耐
熱性等の信頼性に優れｒ、：Ｉｃを得ることができる樹
脂封止形半導体の製造方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

こめ発明に係る樹脂封止形半導体の製造方法は。

ポットの容積を、加熱された成形樹脂が真空で膨脹する
最大体積より大きな容積とし、ポット内に成形樹脂を配
してポット内を真空排気した後、ＩＣの外形を形成する
ようにするものである。

〔作用〕

こめ発明における樹脂封止形半導体の製造方法は、成形
樹脂を加熱状態で真空引きすることにより、低沸点物の
沸点温度が下がることから、水分ｗ７沸点有機物が気体
となり成形樹脂中から除去されるようにしたものであり
、また、真空引きＧこより、これらの気体や空気等の気
泡が膨脹するに伴って成形樹脂も膨脹するが、この時成
形樹脂の膨脹量よりポットの容積が大きいため、気泡は
破壊して外に排出され、成形時には低沸点物や気泡のな
い状−で成形できるようにしたものである。

゛〔実施例〕以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図、第２図及び第３図は各々この発明の一実施例【
こよる樹脂封止形半導体の製造方法を工程順Ｇこ示す金
型の断面図であり１図において、（４）は成形樹脂（７
）が真空で膨脹する最大体積より大きな容積を有するポ
ットで、この場合、成形樹脂（７）の２倍以上の体積を
有する。αＱはポット（４）内を真空にしたり、成形樹
脂（７）が排気口（９）へ流れないようにする排気弁、
αυは排気弁ＱＯを開閉する動力を発生するエアシリン
ダ、（６）はプランジャ（３）をと下に動かす動力を発
生する油圧シリンダ％□はプツト（４）内を真空にする
真空ポンプ、ｌ１Ｋ４はポット（４）内を真空に保持す
る弁リング、（至）は同様な弁座リング、ａ・も同様な
金型リング、側も同様なプランジャリングである。

次にこの発明の方法について説明する。

まず、油圧プレスに取付けられ１８０’Ｃ１？−加熱さ
れにを型（１）と下型（２）を開き、下型（２）にＩ　
Ｃ（６）を配置する。プランジャ（３）を下げ、ポット
（４）内Ｇζブリヒータで８０’Ｃ−１００°Ｃに加熱
した成形樹脂（７）を入れ、直ら昏こと型（１）と下型
（２）を型締めする。第１図に示すように、真空ポット
ロを回し、排気弁αＯを下に移動してポット（４）内の
空気を排気口（９）を通じて排気し、ポット（４）内を
真空にする。（例えば８Ｔｏｒｒ、）このようにすると
、第２因のごとく成形樹脂（７）は元の体積の２倍程度
に膨脹する。これは成形樹脂（７）内の低沸点物が真空
引きにより沸点温度が下がることにより気体となり、こ
れら気体や成形樹脂内の空気が圧力差により膨脹し、そ
れに伴って成形樹脂自体も元の体積の２倍程度に膨脹す
る。ここでプツトの容積と成形樹脂（７）の体積比が２
倍以下と小さい場合は膨脹した成形樹脂がポットの空間
を埋めつ＜シ、それ以を成形樹脂は膨脹できなくなる。

樹脂中に含まれる気泡を真空で脱泡する機構は、内部に
含まれる気体が圧力差Ｅこより膨脹し、結果として樹脂
全体の体積が大きくなる。この度合は内部昏ζ含まれる
気泡の量及び＃Ｊ脂自体の−粘度と表面張力により変わ
る。

真空で脱泡するには必らず樹脂が膨脹する以との自由容
積がなくてはならない。

半導体封止用樹脂も同様で、真空によって膨脹する気泡
を破壊するｔごけＤ十分な容積を必要とする。

発明者はこのような基本原理を基に、成形樹脂の膨脹性
について研究調査した結果、１００°ＣＤ後ｆこ加熱し
た成形樹脂を真空にすると約２倍膨脹することを見出し
、ポット内で脱泡する方法として。

成形樹脂の膨脹率以上の容積を持つポットを用いるよう
にしたものである。

このようにしてポット（４）内を真空ＧＣＬ、十分膨脹
して成形樹脂（７）に含まれる低沸点物や空気が除去さ
れると成形樹脂（７）は逆に収縮をはじめる。この時点
から第３図に示すようｆこ弁αＱを七に動かし弁リング
（至）を上型（１）の下部に密着して閉じる。次にプラ
ンジャ（３）を上に動かし、成形樹脂（７）を圧縮する
。成形樹脂はその圧力でランナーｔ８＋　’）通り。

各キャビティ（５）１こ流れ、Ｉ　Ｃｔ６）を封止する
。

成形樹脂（７）は９０秒〜１２０秒で硬化する１こめ型
開きを行い、必要な後加工を行って製品完成となる。

次に実験例を用いてこの発明の詳細な説明する。

実験例１第１図及び第５図１２−示す金型を用いてそれぞれ成形
し、成形物の内部に含まれる気泡の鰍を調量した。

試料を製作する条件を表１１こホす。

表１．試料裂乍条件評価方法は成形物の１下から０．５ｍｍを切断し、顕微
鏡で気泡の数を目視した。結果を表２１こホす。

表２から明らかなごとく、従来のように単に金型を真空
にしたのみでは（従来法ｌ）、金型を真空にしない場合
（従来法２）と大差なく、成形物中に多量の気泡がある
ことがわかる。これｉζ対し、この発明のようにポット
の容積を成形樹脂自体の２倍程度にすると全く気泡のな
いものが得られることが判る。

表２．　調査結果実験例２成形樹脂を真空にするとどのような低沸点物がどのくら
い蒸発するかについて調査した。調査方法は第４図に示
す装置を用い１こ。第４図において（至）は真空容器■
の真空度を測定する真空計、四は真空度を測定するピラ
ンゲージ、ゆは成形樹脂（７）から蒸発する一低沸点物
を捕集するトラップ、■はトラップ同を冷却し、低沸点
物を捕集しやすくするための液体チッ素である。測定は
、まず、成形樹脂（７）としてＥＭＥ５Ｇ００　（住友
ベークライト社製品）１ｋｇをプリヒータで８０〜１０
０℃Ｃζ加熱し、直ちに真空容器■に入れ、１０分間で
１Ｔｏｒｒの真空度にし、その間にトラップ四に捕集し
た低沸点物の量と成分を分析した。量については重量法
、成分については水酸化濃度、赤外分光分析、ガスクロ
マトグラフィを用いた。

その結果を表３Ｉζ示す。

表３．捕果物の分析結果表８より、成形樹脂組成原料中の有機物のほとんどの種
類が捕集されていることが判った。

実験例８次に成形する前に真空にする場合（第１図のもの）と真
空にしない場合（第５図のもの）のＩｃの耐湿性テスト
、及び高温保存テストを行った。成形条件は成形温度１
８０℃、成形時間９０秒、成形圧力１００ｋｇ／ｃｍ’
、アフターキュア１７０１：：　１６時間、成形個数各
１００個、成形材料ＥＭＥ５０００　、用いたテストＩ
Ｃは三菱電機社製のものを採用した。耐湿性テストは１
２１℃、２気圧、高温保存テストは１７０１：で行った
。結果を表４に示す。

表４．＃Ｊ湿性と高温保存テスト結果表４からポット内で１０秒間真空にして成形したＩＣは
いずれも従来の封止方法と比較して不良率が少なく、こ
の発明の方法による効果が明らかである。

〔発明の効果〕

以とのように、９の発明によれば、加熱された゛　　　
成形ｍ岬が真空で膨脹する最寄体積より大きな容積を有
するポット内に、成形樹脂を配し、ポット内を真空排気
して加熱されｙ、＝成形樹脂より発生する気体を排気す
るようにしたので、内部に気泡がなく；、耐湿性や耐熱
性の優れた信頼性の高い樹脂封止形半導体を一造するこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び銅８図は各々この発明の一実施例に
よる樹脂封止形半導体の製造方法を工程順に示す金型の
断面図、第４図はこの発明の一実施例に係る成形樹脂中
の低沸点物捕集装置を示す構成図、並びに第６図は従来
の樹脂封止形半導体の製造に用いられる金型を示す断面
図である。（１）・・・を型、（２）・・・下型、（３）・・・プ
ランジャ、（４）・・・ポ゛ソト、（５）・・・キャビ
ティ、（６）・・・ＩＣ，（７）・・・成形樹ｌ旨、（
９）・・・排気口、０３・・・真空ポンプなお、図中、
同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱された成形樹脂が真空で膨脹する最大体積よ
り大きな容積を有するポット内に、上記成形樹脂を配す
る工程、上記ポット内を真空排気すると共に、加熱され
た上記成形樹脂から発生する気体を排気する工程、及び
上記ポット内の上記成形樹脂を押圧して半導体集積回路
の配設されたキャビティ内へ圧送し、上記半導体集積回
路の外形を形成する工程を施す樹脂封止形半導体の製造
方法。
（２）ポットの容積は成形樹脂の体積の２倍以上である
特許請求の範囲第１項記載の樹脂封止形半導体の製造方
法。
（３）成形樹脂から発生する気体は空気である特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の樹脂封止形半導体の製造
方法。
（４）成形樹脂から発生する気体は水蒸気である特許請
求の範囲第１項ないし第８項のいづれかに記載の樹脂封
止形半導体の製造方法。
（５）成形樹脂から発生する気体は低沸点有機物である
特許請求の範囲第１項ないし第４項のいづれかに記載の
樹脂封止形半導体の製造方法。