特許 6000519 半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6000519

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20160915BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/56 T

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-161959(P2011-161959)

(22)【出願日】2011年7月25日

(65)【公開番号】特開2013-26550(P2013-26550A)

(43)【公開日】2013年2月4日

【審査請求日】2014年5月8日

【審判番号】不服2015-18679(P2015-18679/J1)

【審判請求日】2015年10月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144821

【氏名又は名称】アピックヤマダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】小林 一彦

【合議体】

【審判長】 井上 信一

【審判官】 酒井 朋広

【審判官】 関谷 隆一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０５６９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４２８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１８２７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８５３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２９２４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L21/56

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の上に半導体チップを実装するステップと、
前記半導体チップの実装後に、樹脂封止の際に用いられる金型のランナおよびゲートが配置される前記基板の上の領域に、静電噴霧により前記領域に対応するパターンを備えたマスクを介して液剤を塗布することで剥離性部材を形成するステップと、
前記半導体チップを封止するように前記基板の上に樹脂を形成するステップと、
前記基板の前記剥離性部材の上に形成された不要な樹脂をゲートブレイクを行うことで除去するステップと、を有し、
前記不要な樹脂と前記剥離性部材との間の密着力は、該不要な樹脂と前記基板との間の密着力よりも小さく、前記ゲートブレイクにより、該不要な樹脂が該基板の上に形成された該剥離性部材から剥離されることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記剥離性部材を形成するステップは、
前記液剤を微粒子化して前記領域に堆積させるステップと、
該堆積した微粒子化した液剤を硬化させるステップと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記剥離性部材は、シリコーン系又はフッ素系の材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に応力を掛けることなく不要な樹脂を除去する半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、半導体パッケージを樹脂封止した後、金型のランナおよびゲートの位置に形成された不要な樹脂を除去する必要がある。しかしながら、不要な樹脂と基板（リードフレーム）との間の密着力が強いと、不要な樹脂を基板上から除去する際（ディゲート、ゲートブレイク）に大きな力が必要となり、基板が変形し、または、意図していたブレイク箇所と異なるランナの途中で折れたりすることがある。

【0003】

図９は、基板上に形成された不要な樹脂を除去する際に生じる問題点を説明する図である。図９（ａ）は、金型（不図示）を用いて基板６００上に樹脂４００を封止した状態を示しており、金型のランナおよびゲートが配置されていた位置に不要な樹脂４５０が形成されている。樹脂４５０を基板６００上から除去するためにディゲート（ゲートブレイク）を行う場合、図９（ｃ）に示されるように、樹脂４５０が基板６００から除去されるのが望ましい。しかしながら、樹脂４５０と基板６００との密着力が強く、図９（ｂ）に示されるように矢印Ａで示される箇所において、基板６００が折れるなど変形する場合がある。

【0004】

そこで、金型を用いて基板上に樹脂成形を行う際に、金型のランナおよびゲートが配置される位置において、基板上に金メッキを施す方法がある。図１０は、従来例における金メッキ（金パターン）が形成された基板の平面図である。基板６００の上には、複数の半導体チップ７００が実装されている。半導体チップ７００を実装した基板６００は、金型（不図示）を用いて樹脂封止される。このとき、金型のランナおよびゲートが配置される位置において、基板６００の上（図１０中の基板６００の右辺）には、金メッキ６５０が複数の箇所に施されている。

【0005】

しかしながら、半導体パッケージの軽薄化に伴い、基板との密着性の高い樹脂が用いられるようになっている。また、基板と樹脂との密着性を向上させるために樹脂封止前に基板に親水性大気圧プラズマ処理を施すことも行われており、樹脂の密着性が高まっている。このため、ランナー部と樹脂との密着性の低減に金メッキだけでは十分ではない。また、製造コストを低減するために、金メッキ量を減らすことが望まれている。

【0006】

そこで特許文献１には、基板の表面のランナー部に、マスクを介して疎水性ガスを利用した疎水性大気圧プラズマ処理を行ってランナー部を疎水性に改質する半導体装置の製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−１１８６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１のように疎水性大気圧プラズマ処理を行うと、処理が複雑になり、高コストとなる。また、樹脂との密着力を弱めるために基板上に金メッキを形成する場合、金メッキは、基板の製造時（基板上のパターン形成時）に形成する必要がある。このため、金メッキの形成箇所は、予め決められた（特定の）箇所にならざるを得ない。すなわち、ランナおよびゲートが異なる位置に形成された任意の金型を用いて、基板に応力をかけることなく樹脂成形を行うことができない。

【0009】

そこで本発明は、ランナおよびゲートが異なる位置に設けられた任意の金型に対応可能であり、かつ、基板に応力をかけることなく不要な樹脂を除去する半導体装置の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一側面としての半導体装置の製造方法は、基板の上に半導体チップを実装するステップと、前記半導体チップの実装後に、樹脂封止の際に用いられる金型のランナおよびゲートが配置される前記基板の上の領域に、静電噴霧により前記領域に対応するパターンを備えたマスクを介して液剤を塗布することで剥離性部材を形成するステップと、前記半導体チップを封止するように前記基板の上に樹脂を形成するステップと、前記基板の前記剥離性部材の上に形成された不要な樹脂をゲートブレイクを行うことで除去するステップと、を有し、前記不要な樹脂と前記剥離性部材との間の密着力は、該不要な樹脂と前記基板との間の密着力よりも小さく、前記ゲートブレイクにより、該不要な樹脂が該基板の上に形成された該剥離性部材から剥離されることを特徴とする。

【0011】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ランナおよびゲートが異なる位置に設けられた任意の金型に対応可能であり、かつ、基板に応力をかけることなく不要な樹脂を除去する半導体装置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１におけるリードフレームの平面図である。

【図2】実施例１における剥離性部材を形成するために用いられるマスクの平面図である。

【図3】実施例１における剥離性部材を形成するために用いられる静電噴霧装置の概略構成図である。

【図4】実施例１における剥離性部材を形成した後のリードフレームの平面図である。

【図5】実施例１における樹脂封止後のリードフレームの平面図である。

【図6】実施例２における基板の平面図である。

【図7】実施例２における剥離性部材を形成するために用いられるワックス塗布装置である。

【図8】実施例２における剥離性部材を形成した後の基板の平面図である。

【図9】従来例において、不要な樹脂を除去する際に生じる問題点の説明図である。

【図10】従来例における金パターンが形成された基板の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

【実施例1】

【0015】

まず、図１乃至図５を参照して、本発明の実施例１における半導体装置の製造方法について説明する。図１は、本実施例におけるリードフレームの平面図である。リードフレーム３０（基板）は、複数のダイパッド３２を備え、それぞれのダイパッド３２には半導体チップ５０が実装されている。リードフレーム３０は、例えば、銅系フレーム材の表面に、ニッケル、パラジウム、銀、又は金などで構成されるメッキ層（例えばＮｉ−Ａｇメッキ）を形成して構成される。リードフレーム３０の板厚は、例えば０．５ｍｍであり、板厚０．２ｍｍや０．３ｍｍ程度のリードフレームを用いてもよい。

【0016】

次に、本実施例における剥離性部材を形成する工程について説明する。図２は、剥離性部材を形成するために用いられるマスクの平面図である。マスク２０は、剥離性部材の位置および形状を決定するためのパターン２５を備えて構成される。

【0017】

図３は、剥離性部材を形成するために用いられる静電噴霧装置の概略構成図である。静電噴霧装置１０は、静電噴霧によりマスク２０を介してリードフレーム３０の上に剥離性部材を形成する。

【0018】

静電噴霧装置１０は、複数のノズル１２（図３中には１つのノズルのみ描かれている）を備えている。また静電噴霧装置１０は、リードフレーム３０を載置するためのテーブル、および、所定の電圧をノズル１２とリードフレーム３０（テーブル）との間に印加する電圧制御装置（いずれも不図示）を備えている。ノズル２には、図３中の矢印Ａの方向から剥離性部材の原材料となる液剤が供給される。電圧制御装置は、ノズル１２の電極とテーブルの電極との間に所定の電圧を印加する。リードフレーム３０は、ノズル１２の先端部１２ａ（ノズル先端部）に対向するようにテーブルの上に載置されている。ノズル先端部の径（液剤が通過する内径）は、例えば２０μｍ〜２００μｍ程度に設定される。

【0019】

電圧制御装置により所定の電圧が印加されると、ノズル１２の先端部１２ａからリードフレーム３０に向けて液剤１５が噴霧される。このとき、ノズル１２の内部における液剤は、印加電圧により生じる静電力で反発し、ノズル１２の先端部１２ａにおける液面の表面張力を破って微粒子化する。微粒子化された液剤は、正又は負のいずれかに帯電しているため、互いの粒子は反発し合い、凝集することなく噴霧することができる。このように、液剤１５はノズル１２の先端部１２ａから噴霧され、最初は比較的大きな径を有する粒子の状態にあり、その後比較的小さな径を有する粒子となってリードフレーム３０上の所定の領域（マスク２０に形成されたパターン２５に対応する領域）に堆積する。最後に、堆積した粒子（液剤）を硬化させることにより、リードフレーム３０上の所定の領域に剥離性部材が形成される。

【0020】

図４は、剥離性部材を形成した後のリードフレームの平面図である。図４に示されるように、リードフレーム３０の上には、剥離性部材３５（離型材）が形成されている。リードフレーム３０上の剥離性部材３５は、マスク２０のパターン２５に対応する位置に形成されている。本実施例の剥離性部材３５は、例えばシリコーン系またはフッ素系の材料からなるが、これに限定されるものではない。また本実施例では、リードフレーム３０の上に二箇所の剥離性部材３５が形成されているが、樹脂封止の際に用いられる金型のランナおよびゲートが配置される位置に形成されていれば、これに限定されるものではない。

【0021】

本実施例において、剥離性部材３５はリードフレーム３０上に半導体チップ５０を実装した後に形成される。すなわち、半導体チップ５０の実装後に、任意のパターンを有するマスクを用いて剥離性部材を形成することができる。このため、本実施例によれば、ランナおよびゲートが異なる位置に設けられた任意の金型に対応であるため、ランナおよびゲートに応じて自由に剥離性部材を形成することが可能である。

【0022】

また本実施例の剥離性部材３５は、後述の樹脂封止工程の前に静電噴霧装置１０を用いて形成されるが、これに限定されるものでなない。例えば、樹脂封止工程において、すなわち樹脂封止装置（不図示）の内部において形成されるように構成してもよい。

【0023】

図５は、樹脂封止後のリードフレームの平面図である。リードフレーム３０上の所定の位置に剥離性部材３５を形成した後、樹脂封止用の金型（不図示）を用いてリードフレーム３０上に樹脂４０を形成する。樹脂４０は、リードフレーム３０上に実装されている半導体チップ５０を封止するように、トランスファモールドにより金型のランナおよびゲートを介してリードフレーム３０上を覆う。樹脂封止が完了して金型からリードフレーム３０（半導体装置）を取り外すと、図５に示されるように、それぞれの半導体チップ５０を封止した樹脂４０、および、金型のランナおよびゲートが配置される位置に形成された樹脂４５がリードフレーム３０上に形成される。

【0024】

樹脂４５は、製品には不要な樹脂であるため、図５に示されるリードフレーム３０からは不要な樹脂４５を除去する必要がある。本実施例では、不要な樹脂４５が形成される位置において、リードフレーム３０上には剥離性部材３５が形成されている。樹脂４５は、リードフレーム３０に対しては剥離しにくいが、剥離性部材３５に対しては容易に（リードフレーム３０に応力を掛けることなく）剥離することができる。

【0025】

このため、本実施例によれば、ランナおよびゲートが異なる位置に設けられた任意の金型に対応可能であり、かつ、リードフレームに応力を掛けることなく不要な樹脂を除去する半導体装置の製造方法を提供することができる。なお本実施例では、基板としてのリードフレーム上に静電噴霧で剥離性部材を形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、樹脂基板の上に静電噴霧で剥離性部材を形成することもでき、この場合でも本実施例と同様の効果が得られる。

【実施例2】

【0026】

次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施例２における半導体装置の製造方法について説明する。図６は、本実施例における基板（樹脂基板）の平面図である。基板６０は、複数のダイパッド６２を備え、それぞれのダイパッド６２には半導体チップ７０が実装されている。

【0027】

図７は、本実施例における剥離性部材を形成するために用いられるワックス塗布装置である。ワックス塗布装置８０は、その先端部に固形ワックス８２を保持している。基板６０はテーブル９０の上に載置されている。ワックス塗布装置８０は、テーブル９０に対して図７中の矢印方向（左右方向）に相対移動可能に構成されている。このためワックス塗布装置８０は、所定の領域（樹脂封止の際に用いられる金型のランナおよびゲートが配置される位置）において、基板６０上に剥離性部材を塗布することができる。

【0028】

図８（ａ）、（ｂ）は、剥離性部材を形成した後の基板６０の平面図である。図８（ａ）は基板６０の一辺における三箇所に剥離性部材６５を形成した状態を示し、図８（ｂ）は基板６０の一辺の全体に剥離性部材６６を形成した状態を示す。剥離性部材の位置および形状は、基板６０を樹脂封止する際に用いられる金型のランナおよびゲートが配置される位置および形状に応じて決定される。このため、本実施例において剥離性部材の位置および形状は図８に示されるものに限定されるものではない。

【0029】

本実施例によれば、ランナおよびゲートが異なる位置に設けられた任意の金型に対応可能であり、かつ、基板に応力を掛けることなく不要な樹脂を除去する半導体装置の製造方法を提供することができる。なお本実施例では、基板としての樹脂基板上に固形ワックスで剥離性部材を形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、基板としてのリードフレーム上に固形ワックスで剥離性部材を形成することもでき、この場合でも本実施例と同様の効果が得られる。

【0030】

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

【符号の説明】

【0031】

１０ 静電噴霧装置
１２ ノズル
１５ 液剤
２０ マスク
２５ パターン
３０ リードフレーム
３２、６２ ダイパッド
３５、６５、６６ 剥離性部材
４０、４５ 樹脂
５０、７０ 半導体チップ
６０ 基板
８０ ワックス塗布装置
８２ 固形ワックス
９０ テーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】