ダミーフレーム及び樹脂モールド方法
【課題】実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレームを提供する。
【解決手段】ダミーフレーム１１０は、少なくとも一つの半導体チップを実装した半導体実装基板のモールド樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、半導体実装基板を模した平面状の金属板１００と、金属板１００の上に半導体チップを模して搭載された少なくとも一つの凸部１２０とを有する。
【解決手段】ダミーフレーム１１０は、少なくとも一つの半導体チップを実装した半導体実装基板のモールド樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、半導体実装基板を模した平面状の金属板１００と、金属板１００の上に半導体チップを模して搭載された少なくとも一つの凸部１２０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレーム、及び、そのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う際には、使用される金型、及び、樹脂の材料や圧力などの諸条件を評価して調整する必要がある。従来、樹脂モールドの評価及び調整を行う場合、実際に半導体チップをワイヤボンディング又はフリップチップで実装した半導体実装基板を用いていた。
【０００３】
一方、特許文献１には、１ショット成形分のリードフレームの不足部にダミーフレームを供給して樹脂モールドを行い、樹脂モールドされた成形品をリードフレームとダミーフレームに分けて収納するダミーフレームの供給収納機構を備えた樹脂モールド装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５５９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際に半導体チップが半導体実装基板を用いて樹脂モールドの評価及び調整を行おうとすると、樹脂モールドの評価開始時という早い段階から実際の半導体実装基板を用意する必要がある。一方、半導体チップが実装されていない基板を用いて樹脂モールドの評価を行うと、半導体チップが実装された半導体実装基板とはその対象が異なるため、樹脂モールドの正確な評価が困難となる。
【０００６】
そこで本発明は、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレーム及びそのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのダミーフレームは、少なくとも１つの半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、前記半導体実装基板を模した平面状の金属板と、前記金属板の上に前記半導体チップを模して搭載された少なくとも１つの凸部とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としての樹脂モールド方法は、ダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法であって、前記ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行う工程と、前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価する工程と、前記ダミーフレームを用いて得られた前記樹脂モールドの評価結果に基づいて、実際の半導体チップを実装した半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う工程とを有する。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレーム及びそのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における半導体実装基板の概略構成図である。
【図２】実施例１における樹脂モールドされた半導体実装基板の概略構成図である。
【図３】実施例１におけるダミーフレームの概略平面図である。
【図４】実施例１におけるダミーフレームの概略断面図である。
【図５】実施例１において、ダミーフレームを設置する前の状態における金型の概略断面図である。
【図６】実施例１において、下型ライナーを用いてダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。
【図７】実施例１において、下型ライナーを用いずにダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。
【図８】実施例１において、ダミーフレームをクランプした状態における金型の概略断面図である。
【図９】実施例１における上金型の概略構成図である。
【図１０】実施例１における下金型の概略構成図である。
【図１１】実施例１において、図９の上金型及び図１０の下金型を用いた樹脂モールド方法の概略構成図である。
【図１２】実施例１における上金型の概略構成図である。
【図１３】実施例１における下金型の概略構成図である。
【図１４】実施例１における樹脂モールド方法のフローチャートである。
【図１５】実施例２におけるダミーフレームの概略平面図である。
【図１６】実施例２における半導体実装基板から半導体装置までの工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施例１におけるダミーフレーム及び樹脂モールド方法の対象となる半導体実装基板について説明する。図１は、本実施例における半導体実装基板の概略構成図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図、図１（ｃ）は他の形態の半導体実装基板の断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図１（ａ）中のＩ−Ｉ切断面に相当する。
【００１４】
図１（ａ）に示されるように、半導体実装基板１１において、基板１０は、例えば縦７０ｍｍ、横２４０ｍｍの長方形の形状を有する。基板１０の上には、複数の半導体チップ１２（本実施例では縦３個、横１１個の半導体チップ）が格子状に配列されている。なお、本実施例では複数の半導体チップが搭載されているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、少なくとも一つの半導体チップが実装されている半導体実装基板に対して適用可能である。また、基板１０の四隅にはパイロット孔１４が形成されている。図１（ｂ）に示されるように、基板１０とその上に実装されている複数の半導体チップ１２のそれぞれとの間は、金ワイヤなどのワイヤ１６を用いて電気的に接続されている。図１（ｃ）に示されるように、他の形態の半導体実装基板１１ａでは、複数の半導体チップ１２がフリップチップで基板１０の上に実装され、導電性接着剤１７を用いて基板１０との間で電気的に接続されている。
【００１５】
次に、図２を参照して、樹脂モールドされた半導体実装基板について説明する。図２は、本実施例における樹脂モールドされた半導体実装基板の概略構成図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）〜（ｇ）はそれぞれ異なる形態を示す断面図である。図２（ｂ）〜（ｇ）はそれぞれ、図２（ａ）中のＩＩ−ＩＩ切断面に相当する。
【００１６】
図２（ａ）に示されるように、半導体実装基板１１は、複数の半導体チップ１２の全てを覆うように樹脂２０によりモールドされる。図２（ｂ）の形態では、ワイヤ１６で接続された複数の半導体チップ１２が基板１０に実装され、樹脂２０ｂは半導体チップ１２の全てを覆うように基板１０上にモールドされる。図２（ｃ）の形態では、図２（ｂ）と同様に、樹脂２０ｃは基板１０の一方の面（上面）に配列された半導体チップ１２の全てを覆うように基板１０上にモールドされる。更に、樹脂２０ｃは基板１０の他方の面（下面）にもモールドされている。図２（ｄ）の形態では、ワイヤ１６で接続された複数の半導体チップ１２のそれぞれの上に放熱板１５が配置されている。樹脂２０ａは、半導体チップ１２を覆って放熱板１５の上部が露出するように、基板１０上にモールドされる。
【００１７】
図２（ｅ）の形態では、複数の半導体チップ１２がフリップチップで基板１０上に導電性接着剤１７を介して実装されている。樹脂２０ｅは、複数の半導体チップ１２の全てを覆うように基板１０上にモールドされている。図２（ｆ）の形態では、図２（ｅ）と同様に、複数の半導体チップ１２がフリップチップで実装されている。ただし図２（ｅ）とは異なり、樹脂２０ｆは、実装された半導体チップ１２の上面（基板実装面とは反対側の面）が露出するように基板１０上にモールドされている。図２（ｇ）の形態では、フリップチップで実装された複数の半導体チップ１２のそれぞれの上に放熱板１５が配置されている。樹脂２０ｇは、半導体チップ１２を覆って放熱板１５の上部が露出するように、基板１０上にモールドされる。
【００１８】
次に、図３及び図４を参照して、本実施例におけるダミーフレームについて説明する。図３は、本実施例におけるダミーフレームの概略平面図であり、図４はダミーフレームの概略断面図であり、図３（ａ）中のＩＶ−ＩＶ切断面に相当する。ダミーフレーム１１０は、複数の半導体チップを実装した半導体実装基板のモールド樹脂を評価するために用いられる。
【００１９】
図３（ａ）に示されるように、ダミーフレーム１１０は、半導体実装基板を模した平面状の金属板１００を備える。金属板１００は、実際の半導体実装基板と同様の大きさを有する。例えば、縦７０ｍｍ、横２４０ｍｍの大きさを有する半導体実装基板を模したダミーフレームとして用いる場合には、このダミーフレームは、縦７０ｍｍ、横２４０ｍｍの大きさとして作製される。また、金属板１００は例えばＳＬＤ材質から構成され、その表面にはクロムめっきが施されている。金属板１００の表面上には、半導体チップを模した（擬似チップ形状の）少なくとも一つの凸部１２０が格子状に配列（搭載）されている。本実施例において、金属板１００の上には縦３個、横１１個の凸部１２０が設けられているが、これに限定されるものではない。模倣の対象となる半導体実装基板に実装される半導体チップの個数に応じて、他の個数の凸部を設けることができる。また、ダミーフレーム１１０の四隅のそれぞれには、パイロット孔を模した孔部１４０が形成されている。
【００２０】
図３（ｂ）は、他の実施形態におけるダミーフレーム１１０ａの平面図を示している。ダミーフレーム１１０ａは、金属板１００ａの端部近傍の一辺に凹部１８０が形成されている点で、図３（ａ）に示されるダミーフレーム１１０とは異なる。凹部１８０は、オーバーフローキャビティとして設けられている。図３（ｂ）において、二つの凹部１８０が金属板１００ａの下端の近傍に形成されているが、これに限定されるものではなく、一つの凹部１８０として形成してもよい。また、右端や左端の短辺にも同様の凹部１８０を形成することもできる。
【００２１】
ダミーフレーム１１０の厚さは、金型や対象とする半導体実装基板に応じて、種々のものを選択することが可能である。例えば、樹脂モールドの際に、金型における下型ライナーを外さずにダミーフレームを使用する場合、図４（ａ）に示されるように、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度の厚さｄ１を有する金属板１００ｂが用いられる。一方、樹脂モールドの際に、下型ライナーを外してダミーフレームを使用する場合、図４（ｂ）に示されるように、例えば３．１〜３．３ｍｍ程度の厚さｄ２を有する金属板１００ｃが用いられる。ダミーフレームの金属板は、薄くなると金属板に反りが発生しやすく、結果として割れやすくなる。このため、耐性を考慮すると、金属板はできるだけ厚くすることが好ましい。ただし、通常の金型で使用可能に構成するため、金属板は、下型ライナーを外して使用する場合には、例えば２〜１５ｍｍ程度の厚さに設定される。
【００２２】
図４（ｃ）は、金属板１００の上に形成された一つの凸部１２０ａの拡大図である。図４（ｃ）に示されるように、凸部１２０ａの側面の傾斜方向と金属板１００の平面に直交方向とがなす角度αは１０°に設定される。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、樹脂や半導体チップの種類に応じて、角度αを１０°以外の角度に設定してもよい。
【００２３】
次に、図５乃至図１４を参照して、本実施例のダミーフレーム（及び、半導体実装基板）の樹脂モールド時に用いられる金型について説明する。図５は、ダミーフレームを設置する前の金型の概略断面図である。図６は、下型ライナーを用いてダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。図７は、下型ライナーを用いずにダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。図８は、ダミーフレームをクランプした状態における金型の概略断面図である。
【００２４】
図５乃至図８に示されるように、本実施例において、金型は上金型５０と下金型６０を備えて構成される。上金型５０は、センターブロック５１とキャビティブロック５２を有する。センターブロック５１には、カル５４とランナ５５の一部が形成されている。キャビティブロック５２には、ランナ５５の一部、ゲート５６、及び、キャビティ５３が形成されている。キャビティ５３は、トランスファモールドにより樹脂モールドされ、ダミーフレームの金属板１００を封止する樹脂の形状を決定する。
【００２５】
下金型６０は、チェイスブロック６２、及び、チェイスブロック６２の上に配置された下センターブロック６１を備える。一つの実施形態として、下金型６０は、図６に示されるようにチェイスブロック６２の上に配置された下型ライナー６３、及び、下型ライナー６３の上に配置された下キャビティブロック６４を備える。凸部１２０を備えたダミーフレーム１１０の金属板１００ｂは、下キャビティブロック６４の上に配置される。他の実施形態として、下金型６０は、図７に示されるようにチェイスブロック６２の上に直接配置された下キャビティブロック６４を備える。ダミーフレーム１１０の金属板１００ｃは、下キャビティブロック６４の上に配置される。図７に示される実施形態では、下型ライナー６３を使用せずにダミーフレームの樹脂モールドが行われる。なお、下型ライナー６３は、本実施例では３ｍｍの厚さを有するが、これに限定されるものではない。このように本実施例の金型は、上金型５０と下金型６０とを主体として構成されている。樹脂モールド時には、図８に示されるように、上金型５０と下金型６０とでダミーフレーム（金属板１００ｂ、１００ｃ）をクランプし（挟み）、キャビティ５３の内部に樹脂が充填される。
【００２６】
７０は、熱硬化性樹脂等をタブレット（円柱）状に成形した樹脂タブレットである。樹脂モールド時には、図５乃至図８に示されるように、予熱された下金型６０のポット６６内に樹脂タブレット７０を投入して、溶融させる。そして、プランジャ６８を上動させて溶融した樹脂を圧送することにより、上金型５０と下金型６０との間が樹脂で充填される。プランジャ６８は、トランスファ機構（不図示）によってポット６６に沿って上下に摺動可能に構成されている。なお、樹脂タブレット７０に代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することができ、また、顆粒樹脂をポットに投入することもできる。プランジャ６８によって樹脂が圧送されることにより、溶融した樹脂は、カル５４、ランナ５５、及び、ゲート５６を介してキャビティ５３へ供給され、キャビティ５３の内部が樹脂で充填される。
【００２７】
次に、図９乃至図１１を参照して、本実施例で用いられる金型の平面と断面図について説明する。本実施形態では、ボイドがキャビティ内に溜まりやすい等の何らかの問題が発生した場合や、発生する可能性が予測される場合に、オーバーフローキャビティとしての凹部を備えた上金型を加工製作する前に、オーバーフローキャビティを掘り込んだダミーフレームを製作する。そして、実験的に試し打ちを行い、結果が良好になることを確認した後、上金型にオーバーフローキャビティ凹部を加工する。
【００２８】
図９は、本実施例における上金型５０ａの概略構成図であり、図９（ａ）は上金型５０ａの平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。上金型５０ａには、キャビティ凹部が加工されており、上金型５０ａの右半分は長辺に短辺を含むゲート流入辺以外の３箇所が加工され、左半分は長辺のみ加工した場合を示す。また図１０は、ダミーフレームを搭載した状態の下金型６０の概略構成図であり、図１０（ａ）は下金型６０の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。また図１１は、図９の上金型及び図１０の下金型を用いた樹脂モールド方法の概略構成図であり、図１１（ａ）は下金型６０（図１０参照）と上金型５０とを用いてダミーフレームをクランプした状態、図１１（ｂ）は上金型５０ａ（図９参照）と下金型６０とを用いて半導体実装基板をクランプした状態を示す。なお、図１１（ｂ）に示される上金型５０ａにおいて、キャビティ凹部（オーバーフローキャビティ５７）は長辺のみに加工されている。
【００２９】
図９に示されるように、上金型５０ａは、オーバーフローキャビティ５７が形成されたキャビティブロック５２ａ、及び、オーバーフローキャビティ５７、５８が形成されたキャビティブロック５２ｂを備える。このように上金型５０ａのキャビティブロック５２ｂには、オーバーフローキャビティ５７とは異なる端部（向かい合う両端部）において、オーバーフローキャビティ５８が形成されている。
【００３０】
図１０に示されるように、ダミーフレーム１１０ａ（金属板１００ａ）は、下金型６０の下キャビティブロック６４の上に搭載される。ダミーフレーム１１０ａの金属板１００ａにはオーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａが形成されている。上金型５０と下金型６０を用いてダミーフレーム１１０ａをクランプすると、オーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａがダミーフレーム１１０ａと上金型５０との間で形成される。なお、上金型のキャビティ５３の樹脂がダミーフレーム１１０ａの凹部１８０ａに流れ込むための重なりが必要である。また、凹部１８０ａとしては、樹脂硬化後剥離させるために上に１０度程度開いた凹部であることが望ましい。なお、上金型５０ａ（金型）にオーバーフローキャビティ５７、５８を形成するなどの加工を行うと、金型の形状を元に戻すことはできない。このため、ダミーフレーム１１０ａのように金属板１００ａにオーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａを形成（試作）して樹脂モールドを評価し、その評価結果が好ましい場合に金型に加工を行うためのものである。
【００３１】
図１１（ａ）に示されるように、本実施形態では、オーバーフローキャビティ５７を備えた上金型を加工製作する前に、オーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａを掘り込んだダミーフレーム（金属板１００ａ）を製作する。このとき、凹部１８０ａは、上金型５０のキャビティ５３と重なり合う領域を有し、キャビティ５３内の樹脂が凹部１８０ａへ流れるように構成されている。そして、実験的に試し打ちを行って結果が良好になることを確認した後、図１１（ｂ）に示されるようにオーバーフローキャビティ５７を備えた上金型５０ａを用いて、半導体実装基板（基板１０）に対する樹脂モールドを行う。これにより、低コストで効率的な樹脂モールド方法を提供することができる。
【００３２】
次に、図１２及び図１３を参照して、本実施例で用いられる他の形態の金型について説明する。図１２は、本実施例における上金型５０ｂの概略構成図であり、図１２（ａ）は上金型５０ｂの平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。図１３は、下金型６０の概略構成図であり、図１３（ａ）は下金型６０の平面図を示す。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図であり、図１２（ｂ）の上金型５０ｂと下金型６０とを用いてダミーフレームをクランプした状態を示す。
【００３３】
図１２に示されるように、上金型５０ｂの左半分は、枝分かれランナ５５ａ及びゲート５６ａが形成されたキャビティブロック５２ｃを備える。また上金型５０ｂの右半分は、複数のランナ５５に共通の総ゲート５６ｂが形成されたキャビティブロック５２ｄを備える。本実施形態では、図１３（ａ）の二点鎖線で示されるように、各キャビティに個々１本のランナ及びゲートで樹脂封止をした場合に樹脂流動性に問題が発生したときは、実験的にゲートを枝分かれさせ、又は、総ゲート溝としての凹部をダミーフレームに形成している。図１３に示されるように、下金型６０の下キャビティブロック６４の一方（図１３中の左側の下キャビティブロック）の上には、ダミーフレーム１１０ｄ（金属板１００ｄ）が搭載される。また、下キャビティブロック６４の他方（図１３中の右側の下キャビティブロック）の上には、ダミーフレーム１１０ｅ（金属板１００ｅ）が搭載される。
【００３４】
ダミーフレーム１１０ｄには、枝分かれランナ溝としての凹部１９０が形成されている。図１３（ｂ）に示されるように、金型を用いてダミーフレーム１１０ｄをクランプした際に、ダミーフレーム１１０ｄの凹部１９０は、上金型５０ｂのランナ５５ａ（ゲート５６ａ）と向かい合うように配置されている。ダミーフレーム１１０ｅには、総ゲート溝としての凹部１９５が形成されている。図１３（ｂ）に示されるように、金型を用いてダミーフレーム１１０ｅをクランプした際に、ダミーフレーム１１０ｅの凹部１９５は、上金型５０ｂの総ゲート５６ｂと向かい合うように配置されている。このような構成により、樹脂モールドの際に、樹脂の流動性を向上させることができる。
【００３５】
なお、上金型５０ｂ（金型）に枝分かれランナ５５ａや総ゲート５６ｂを形成するなどの加工を行うと、金型の形状を元に戻すことはできない。このため、ダミーフレーム１１０ｄ、１１０ｅに凹部１９０、１９５をそれぞれ形成（試作）して樹脂モールドを評価し、その評価結果が好ましい場合に金型に加工を行うように構成する。
【００３６】
本実施例のダミーフレームは、金属板における封止樹脂の流入箇所に凹部が形成されていればよく、ランナ、ゲート、オーバーフローキャビティを決めるための実験用としてだけでなく、エアーベントの深さ、本数や位置を決めるためにも用いることができる。また、キャビティの樹脂量を決めるために実験的にキャビティ部分となる箇所にも凹部、又は、場合に拠っては凸部の大きさを変えて加工することも可能である。また、下パッケージの場合であっても同様にダミーフレームを加工することができるし、上下パッケージの場合にはダミーフレームのキャビティ部分に通し孔を形成して用いることができる。更に、本実施例は、マップ状の製品に限定されるものではなく、マトリクス配置の製品にも適用可能である。このように本実施例では、樹脂が流れるいずれの箇所でも、ダミーキャビティを使用して実験することが可能である。
【００３７】
次に、図１４を参照して、本実施例におけるダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法について説明する。図１４は、本実施例における樹脂モールド方法（モールド成形方法）のフローチャートである。
【００３８】
まず、ステップＳ１０１において、金属板を加工して、所望の形状を有するダミーフレームを作製する。続いてステップＳ１０２において、所定の金型（上金型及び下金型）を用いて、ステップＳ１０１で作製されたダミーフレームをクランプして樹脂モールドを行い、その結果を評価する。この評価結果が好ましい場合（良）にはステップＳ１０４に進み、評価結果が好ましくない場合（不良）にはステップＳ１０３に進む。
【００３９】
ステップＳ１０２における評価結果が好ましくない場合には、ステップＳ１０３においてパラメータ振りを行う。すなわち、樹脂モールドを行う際の各種条件を変更する。ここで各種条件とは、例えば、樹脂材料、樹脂モールド時の圧力と温度、半導体チップを模して搭載された凸部１２０の大きさ、金型のゲート形状などであるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
ステップＳ１０３におけるパラメータ振りが完了すると、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０３で設定された各種条件を満たすように（変更後の条件で）ダミーフレームを加工する。また、ステップＳ１０２において、所定の金型（変更後の金型）を用いて再度樹脂モールドを行い、その結果を評価する。評価結果が好ましくなるまで、すなわち「良」と判定されるまで、これらの工程を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ１０２において評価結果が好ましいと判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、正規の半導体実装基板、すなわち実際の半導体チップが実装された半導体実装基板を用意する。ここで用意される半導体実装基板は、ステップＳ１０２で評価結果が好ましいと判定されたときに用いられたダミーフレームの形状に相当するものである。続いてステップＳ１０５において、ステップＳ１０２で用いた金型により、この半導体実装基板をクランプして樹脂モールドを行う。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２にて最終的に好ましいと判断されたとき同様の金型及び樹脂などの樹脂モールドの各種条件で、実際の樹脂モールドが行われる。
【００４２】
ステップＳ１０５における樹脂モールドが好ましくない場合（不良）には、ステップＳ１０６に進み、金型の形状などの条件を修正する。条件修正後、ステップＳ１０４に戻って実際の半導体実装基板を用意し、ステップＳ１０５において、修正後の金型を用いて樹脂モールドが行われる。これらの工程は、ステップＳ１０５において樹脂モールドが好ましいと判定されるまで繰り返される。ステップＳ１０５における樹脂モールドが好ましい（良）と判定された場合には、このときの条件が最終的な樹脂モールドの条件に決定され、金型が完成する（ステップＳ１０７）。以後、決定された各種条件で半導体実装基板の樹脂モールドが行われる。
【００４３】
このように、本実施例の樹脂モールド方法によれば、ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行って樹脂モールド時の好ましい諸条件を決定してから実際の半導体チップが実装された半導体実装基板に対する樹脂モールドを行い、最終的な諸条件を確定する。このため、実際の半導体実装基板を用いることなく、最適な樹脂モールドの条件をある程度まで決定することができる。最終的には、実際の半導体実装基板が必要であるが、半導体実装基板を用いて最適な諸条件を確定するまでの工程を減少させることが可能である。
【実施例２】
【００４４】
次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の実施例２におけるダミーフレーム及び半導体実装基板について説明する。図１５は、本実施例におけるダミーフレームの概略平面図である。図１６（ａ）〜（ｄ）は、本実施例における半導体実装基板が最終製品としての半導体装置に個片化されるまでの工程を示す図である。本実施例の半導体実装基板は、ＥＷＬＰ（埋め込み型ウェーハ・レベル・パッケージ）である。
【００４５】
図１５に示されるように、本実施例のダミーフレーム１１１は、半導体ウエハ形状を有する。このため、ダミーフレーム１１１は、円形の一部に切り欠き部１３１が形成されている。また、ダミーフレーム１１１は、例えば８インチ又は１２インチの半導体ウエハ形状の金属板１３０の上に、複数の半導体チップを模倣して格子状に配列された複数の凸部１２０が形成されている。なお本実施例において、ダミーフレームは半導体ウエハ形状に限定されるものではなく、四角形状等の他の形状を有するものであってもよい。
【００４６】
次に、図１６を参照して、本実施例における半導体実装基板から最終製品である半導体装置に個片化されるまでの工程について説明する。図１６（ａ）に示されるように、本実施例の半導体実装基板では、キャリア１３の上に両面テープ２５を介して複数の半導体チップ１２が実装されている。キャリア１３は、例えばステンレスガラス、又は、半導体ウエハなどの材料からなる。半導体チップ１２は、半導体ウエハから個片化された半導体チップである。
【００４７】
続いて、図１６（ｂ）に示されるように、金型（不図示）を用いて複数の半導体チップ１２を覆うように樹脂２０をキャリア１３上に充填する。そして図１６（ｃ）に示されるように、樹脂モールド後、キャリア１３を外す。また、図１６（ｄ）に示されるように、はんだボール２８を搭載して、ダイサー（不図示）を用いて最終製品である複数の半導体装置に個片化する。
【００４８】
本実施例によれば、半導体ウエハ形状を有するダミーフレームを用いることで、ＥＷＬＰのような半導体実装基板の樹脂モールドを簡易かつ高精度に評価することができる。
【００４９】
上記各実施例によれば、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレーム及びそのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法を提供することができる。
【００５０】
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】
【００５１】
５０ 上金型
６０ 下金型
７０ 樹脂タブレット
１００ 金属板
１１０ ダミーフレーム
１２０ 凸部
１８０ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレーム、及び、そのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う際には、使用される金型、及び、樹脂の材料や圧力などの諸条件を評価して調整する必要がある。従来、樹脂モールドの評価及び調整を行う場合、実際に半導体チップをワイヤボンディング又はフリップチップで実装した半導体実装基板を用いていた。
【０００３】
一方、特許文献１には、１ショット成形分のリードフレームの不足部にダミーフレームを供給して樹脂モールドを行い、樹脂モールドされた成形品をリードフレームとダミーフレームに分けて収納するダミーフレームの供給収納機構を備えた樹脂モールド装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５５９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際に半導体チップが半導体実装基板を用いて樹脂モールドの評価及び調整を行おうとすると、樹脂モールドの評価開始時という早い段階から実際の半導体実装基板を用意する必要がある。一方、半導体チップが実装されていない基板を用いて樹脂モールドの評価を行うと、半導体チップが実装された半導体実装基板とはその対象が異なるため、樹脂モールドの正確な評価が困難となる。
【０００６】
そこで本発明は、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレーム及びそのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのダミーフレームは、少なくとも１つの半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、前記半導体実装基板を模した平面状の金属板と、前記金属板の上に前記半導体チップを模して搭載された少なくとも１つの凸部とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としての樹脂モールド方法は、ダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法であって、前記ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行う工程と、前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価する工程と、前記ダミーフレームを用いて得られた前記樹脂モールドの評価結果に基づいて、実際の半導体チップを実装した半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う工程とを有する。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレーム及びそのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における半導体実装基板の概略構成図である。
【図２】実施例１における樹脂モールドされた半導体実装基板の概略構成図である。
【図３】実施例１におけるダミーフレームの概略平面図である。
【図４】実施例１におけるダミーフレームの概略断面図である。
【図５】実施例１において、ダミーフレームを設置する前の状態における金型の概略断面図である。
【図６】実施例１において、下型ライナーを用いてダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。
【図７】実施例１において、下型ライナーを用いずにダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。
【図８】実施例１において、ダミーフレームをクランプした状態における金型の概略断面図である。
【図９】実施例１における上金型の概略構成図である。
【図１０】実施例１における下金型の概略構成図である。
【図１１】実施例１において、図９の上金型及び図１０の下金型を用いた樹脂モールド方法の概略構成図である。
【図１２】実施例１における上金型の概略構成図である。
【図１３】実施例１における下金型の概略構成図である。
【図１４】実施例１における樹脂モールド方法のフローチャートである。
【図１５】実施例２におけるダミーフレームの概略平面図である。
【図１６】実施例２における半導体実装基板から半導体装置までの工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施例１におけるダミーフレーム及び樹脂モールド方法の対象となる半導体実装基板について説明する。図１は、本実施例における半導体実装基板の概略構成図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図、図１（ｃ）は他の形態の半導体実装基板の断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図１（ａ）中のＩ−Ｉ切断面に相当する。
【００１４】
図１（ａ）に示されるように、半導体実装基板１１において、基板１０は、例えば縦７０ｍｍ、横２４０ｍｍの長方形の形状を有する。基板１０の上には、複数の半導体チップ１２（本実施例では縦３個、横１１個の半導体チップ）が格子状に配列されている。なお、本実施例では複数の半導体チップが搭載されているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、少なくとも一つの半導体チップが実装されている半導体実装基板に対して適用可能である。また、基板１０の四隅にはパイロット孔１４が形成されている。図１（ｂ）に示されるように、基板１０とその上に実装されている複数の半導体チップ１２のそれぞれとの間は、金ワイヤなどのワイヤ１６を用いて電気的に接続されている。図１（ｃ）に示されるように、他の形態の半導体実装基板１１ａでは、複数の半導体チップ１２がフリップチップで基板１０の上に実装され、導電性接着剤１７を用いて基板１０との間で電気的に接続されている。
【００１５】
次に、図２を参照して、樹脂モールドされた半導体実装基板について説明する。図２は、本実施例における樹脂モールドされた半導体実装基板の概略構成図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）〜（ｇ）はそれぞれ異なる形態を示す断面図である。図２（ｂ）〜（ｇ）はそれぞれ、図２（ａ）中のＩＩ−ＩＩ切断面に相当する。
【００１６】
図２（ａ）に示されるように、半導体実装基板１１は、複数の半導体チップ１２の全てを覆うように樹脂２０によりモールドされる。図２（ｂ）の形態では、ワイヤ１６で接続された複数の半導体チップ１２が基板１０に実装され、樹脂２０ｂは半導体チップ１２の全てを覆うように基板１０上にモールドされる。図２（ｃ）の形態では、図２（ｂ）と同様に、樹脂２０ｃは基板１０の一方の面（上面）に配列された半導体チップ１２の全てを覆うように基板１０上にモールドされる。更に、樹脂２０ｃは基板１０の他方の面（下面）にもモールドされている。図２（ｄ）の形態では、ワイヤ１６で接続された複数の半導体チップ１２のそれぞれの上に放熱板１５が配置されている。樹脂２０ａは、半導体チップ１２を覆って放熱板１５の上部が露出するように、基板１０上にモールドされる。
【００１７】
図２（ｅ）の形態では、複数の半導体チップ１２がフリップチップで基板１０上に導電性接着剤１７を介して実装されている。樹脂２０ｅは、複数の半導体チップ１２の全てを覆うように基板１０上にモールドされている。図２（ｆ）の形態では、図２（ｅ）と同様に、複数の半導体チップ１２がフリップチップで実装されている。ただし図２（ｅ）とは異なり、樹脂２０ｆは、実装された半導体チップ１２の上面（基板実装面とは反対側の面）が露出するように基板１０上にモールドされている。図２（ｇ）の形態では、フリップチップで実装された複数の半導体チップ１２のそれぞれの上に放熱板１５が配置されている。樹脂２０ｇは、半導体チップ１２を覆って放熱板１５の上部が露出するように、基板１０上にモールドされる。
【００１８】
次に、図３及び図４を参照して、本実施例におけるダミーフレームについて説明する。図３は、本実施例におけるダミーフレームの概略平面図であり、図４はダミーフレームの概略断面図であり、図３（ａ）中のＩＶ−ＩＶ切断面に相当する。ダミーフレーム１１０は、複数の半導体チップを実装した半導体実装基板のモールド樹脂を評価するために用いられる。
【００１９】
図３（ａ）に示されるように、ダミーフレーム１１０は、半導体実装基板を模した平面状の金属板１００を備える。金属板１００は、実際の半導体実装基板と同様の大きさを有する。例えば、縦７０ｍｍ、横２４０ｍｍの大きさを有する半導体実装基板を模したダミーフレームとして用いる場合には、このダミーフレームは、縦７０ｍｍ、横２４０ｍｍの大きさとして作製される。また、金属板１００は例えばＳＬＤ材質から構成され、その表面にはクロムめっきが施されている。金属板１００の表面上には、半導体チップを模した（擬似チップ形状の）少なくとも一つの凸部１２０が格子状に配列（搭載）されている。本実施例において、金属板１００の上には縦３個、横１１個の凸部１２０が設けられているが、これに限定されるものではない。模倣の対象となる半導体実装基板に実装される半導体チップの個数に応じて、他の個数の凸部を設けることができる。また、ダミーフレーム１１０の四隅のそれぞれには、パイロット孔を模した孔部１４０が形成されている。
【００２０】
図３（ｂ）は、他の実施形態におけるダミーフレーム１１０ａの平面図を示している。ダミーフレーム１１０ａは、金属板１００ａの端部近傍の一辺に凹部１８０が形成されている点で、図３（ａ）に示されるダミーフレーム１１０とは異なる。凹部１８０は、オーバーフローキャビティとして設けられている。図３（ｂ）において、二つの凹部１８０が金属板１００ａの下端の近傍に形成されているが、これに限定されるものではなく、一つの凹部１８０として形成してもよい。また、右端や左端の短辺にも同様の凹部１８０を形成することもできる。
【００２１】
ダミーフレーム１１０の厚さは、金型や対象とする半導体実装基板に応じて、種々のものを選択することが可能である。例えば、樹脂モールドの際に、金型における下型ライナーを外さずにダミーフレームを使用する場合、図４（ａ）に示されるように、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度の厚さｄ１を有する金属板１００ｂが用いられる。一方、樹脂モールドの際に、下型ライナーを外してダミーフレームを使用する場合、図４（ｂ）に示されるように、例えば３．１〜３．３ｍｍ程度の厚さｄ２を有する金属板１００ｃが用いられる。ダミーフレームの金属板は、薄くなると金属板に反りが発生しやすく、結果として割れやすくなる。このため、耐性を考慮すると、金属板はできるだけ厚くすることが好ましい。ただし、通常の金型で使用可能に構成するため、金属板は、下型ライナーを外して使用する場合には、例えば２〜１５ｍｍ程度の厚さに設定される。
【００２２】
図４（ｃ）は、金属板１００の上に形成された一つの凸部１２０ａの拡大図である。図４（ｃ）に示されるように、凸部１２０ａの側面の傾斜方向と金属板１００の平面に直交方向とがなす角度αは１０°に設定される。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、樹脂や半導体チップの種類に応じて、角度αを１０°以外の角度に設定してもよい。
【００２３】
次に、図５乃至図１４を参照して、本実施例のダミーフレーム（及び、半導体実装基板）の樹脂モールド時に用いられる金型について説明する。図５は、ダミーフレームを設置する前の金型の概略断面図である。図６は、下型ライナーを用いてダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。図７は、下型ライナーを用いずにダミーフレームを設置した状態における金型の概略断面図である。図８は、ダミーフレームをクランプした状態における金型の概略断面図である。
【００２４】
図５乃至図８に示されるように、本実施例において、金型は上金型５０と下金型６０を備えて構成される。上金型５０は、センターブロック５１とキャビティブロック５２を有する。センターブロック５１には、カル５４とランナ５５の一部が形成されている。キャビティブロック５２には、ランナ５５の一部、ゲート５６、及び、キャビティ５３が形成されている。キャビティ５３は、トランスファモールドにより樹脂モールドされ、ダミーフレームの金属板１００を封止する樹脂の形状を決定する。
【００２５】
下金型６０は、チェイスブロック６２、及び、チェイスブロック６２の上に配置された下センターブロック６１を備える。一つの実施形態として、下金型６０は、図６に示されるようにチェイスブロック６２の上に配置された下型ライナー６３、及び、下型ライナー６３の上に配置された下キャビティブロック６４を備える。凸部１２０を備えたダミーフレーム１１０の金属板１００ｂは、下キャビティブロック６４の上に配置される。他の実施形態として、下金型６０は、図７に示されるようにチェイスブロック６２の上に直接配置された下キャビティブロック６４を備える。ダミーフレーム１１０の金属板１００ｃは、下キャビティブロック６４の上に配置される。図７に示される実施形態では、下型ライナー６３を使用せずにダミーフレームの樹脂モールドが行われる。なお、下型ライナー６３は、本実施例では３ｍｍの厚さを有するが、これに限定されるものではない。このように本実施例の金型は、上金型５０と下金型６０とを主体として構成されている。樹脂モールド時には、図８に示されるように、上金型５０と下金型６０とでダミーフレーム（金属板１００ｂ、１００ｃ）をクランプし（挟み）、キャビティ５３の内部に樹脂が充填される。
【００２６】
７０は、熱硬化性樹脂等をタブレット（円柱）状に成形した樹脂タブレットである。樹脂モールド時には、図５乃至図８に示されるように、予熱された下金型６０のポット６６内に樹脂タブレット７０を投入して、溶融させる。そして、プランジャ６８を上動させて溶融した樹脂を圧送することにより、上金型５０と下金型６０との間が樹脂で充填される。プランジャ６８は、トランスファ機構（不図示）によってポット６６に沿って上下に摺動可能に構成されている。なお、樹脂タブレット７０に代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することができ、また、顆粒樹脂をポットに投入することもできる。プランジャ６８によって樹脂が圧送されることにより、溶融した樹脂は、カル５４、ランナ５５、及び、ゲート５６を介してキャビティ５３へ供給され、キャビティ５３の内部が樹脂で充填される。
【００２７】
次に、図９乃至図１１を参照して、本実施例で用いられる金型の平面と断面図について説明する。本実施形態では、ボイドがキャビティ内に溜まりやすい等の何らかの問題が発生した場合や、発生する可能性が予測される場合に、オーバーフローキャビティとしての凹部を備えた上金型を加工製作する前に、オーバーフローキャビティを掘り込んだダミーフレームを製作する。そして、実験的に試し打ちを行い、結果が良好になることを確認した後、上金型にオーバーフローキャビティ凹部を加工する。
【００２８】
図９は、本実施例における上金型５０ａの概略構成図であり、図９（ａ）は上金型５０ａの平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。上金型５０ａには、キャビティ凹部が加工されており、上金型５０ａの右半分は長辺に短辺を含むゲート流入辺以外の３箇所が加工され、左半分は長辺のみ加工した場合を示す。また図１０は、ダミーフレームを搭載した状態の下金型６０の概略構成図であり、図１０（ａ）は下金型６０の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。また図１１は、図９の上金型及び図１０の下金型を用いた樹脂モールド方法の概略構成図であり、図１１（ａ）は下金型６０（図１０参照）と上金型５０とを用いてダミーフレームをクランプした状態、図１１（ｂ）は上金型５０ａ（図９参照）と下金型６０とを用いて半導体実装基板をクランプした状態を示す。なお、図１１（ｂ）に示される上金型５０ａにおいて、キャビティ凹部（オーバーフローキャビティ５７）は長辺のみに加工されている。
【００２９】
図９に示されるように、上金型５０ａは、オーバーフローキャビティ５７が形成されたキャビティブロック５２ａ、及び、オーバーフローキャビティ５７、５８が形成されたキャビティブロック５２ｂを備える。このように上金型５０ａのキャビティブロック５２ｂには、オーバーフローキャビティ５７とは異なる端部（向かい合う両端部）において、オーバーフローキャビティ５８が形成されている。
【００３０】
図１０に示されるように、ダミーフレーム１１０ａ（金属板１００ａ）は、下金型６０の下キャビティブロック６４の上に搭載される。ダミーフレーム１１０ａの金属板１００ａにはオーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａが形成されている。上金型５０と下金型６０を用いてダミーフレーム１１０ａをクランプすると、オーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａがダミーフレーム１１０ａと上金型５０との間で形成される。なお、上金型のキャビティ５３の樹脂がダミーフレーム１１０ａの凹部１８０ａに流れ込むための重なりが必要である。また、凹部１８０ａとしては、樹脂硬化後剥離させるために上に１０度程度開いた凹部であることが望ましい。なお、上金型５０ａ（金型）にオーバーフローキャビティ５７、５８を形成するなどの加工を行うと、金型の形状を元に戻すことはできない。このため、ダミーフレーム１１０ａのように金属板１００ａにオーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａを形成（試作）して樹脂モールドを評価し、その評価結果が好ましい場合に金型に加工を行うためのものである。
【００３１】
図１１（ａ）に示されるように、本実施形態では、オーバーフローキャビティ５７を備えた上金型を加工製作する前に、オーバーフローキャビティとしての凹部１８０ａを掘り込んだダミーフレーム（金属板１００ａ）を製作する。このとき、凹部１８０ａは、上金型５０のキャビティ５３と重なり合う領域を有し、キャビティ５３内の樹脂が凹部１８０ａへ流れるように構成されている。そして、実験的に試し打ちを行って結果が良好になることを確認した後、図１１（ｂ）に示されるようにオーバーフローキャビティ５７を備えた上金型５０ａを用いて、半導体実装基板（基板１０）に対する樹脂モールドを行う。これにより、低コストで効率的な樹脂モールド方法を提供することができる。
【００３２】
次に、図１２及び図１３を参照して、本実施例で用いられる他の形態の金型について説明する。図１２は、本実施例における上金型５０ｂの概略構成図であり、図１２（ａ）は上金型５０ｂの平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図を示す。図１３は、下金型６０の概略構成図であり、図１３（ａ）は下金型６０の平面図を示す。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図であり、図１２（ｂ）の上金型５０ｂと下金型６０とを用いてダミーフレームをクランプした状態を示す。
【００３３】
図１２に示されるように、上金型５０ｂの左半分は、枝分かれランナ５５ａ及びゲート５６ａが形成されたキャビティブロック５２ｃを備える。また上金型５０ｂの右半分は、複数のランナ５５に共通の総ゲート５６ｂが形成されたキャビティブロック５２ｄを備える。本実施形態では、図１３（ａ）の二点鎖線で示されるように、各キャビティに個々１本のランナ及びゲートで樹脂封止をした場合に樹脂流動性に問題が発生したときは、実験的にゲートを枝分かれさせ、又は、総ゲート溝としての凹部をダミーフレームに形成している。図１３に示されるように、下金型６０の下キャビティブロック６４の一方（図１３中の左側の下キャビティブロック）の上には、ダミーフレーム１１０ｄ（金属板１００ｄ）が搭載される。また、下キャビティブロック６４の他方（図１３中の右側の下キャビティブロック）の上には、ダミーフレーム１１０ｅ（金属板１００ｅ）が搭載される。
【００３４】
ダミーフレーム１１０ｄには、枝分かれランナ溝としての凹部１９０が形成されている。図１３（ｂ）に示されるように、金型を用いてダミーフレーム１１０ｄをクランプした際に、ダミーフレーム１１０ｄの凹部１９０は、上金型５０ｂのランナ５５ａ（ゲート５６ａ）と向かい合うように配置されている。ダミーフレーム１１０ｅには、総ゲート溝としての凹部１９５が形成されている。図１３（ｂ）に示されるように、金型を用いてダミーフレーム１１０ｅをクランプした際に、ダミーフレーム１１０ｅの凹部１９５は、上金型５０ｂの総ゲート５６ｂと向かい合うように配置されている。このような構成により、樹脂モールドの際に、樹脂の流動性を向上させることができる。
【００３５】
なお、上金型５０ｂ（金型）に枝分かれランナ５５ａや総ゲート５６ｂを形成するなどの加工を行うと、金型の形状を元に戻すことはできない。このため、ダミーフレーム１１０ｄ、１１０ｅに凹部１９０、１９５をそれぞれ形成（試作）して樹脂モールドを評価し、その評価結果が好ましい場合に金型に加工を行うように構成する。
【００３６】
本実施例のダミーフレームは、金属板における封止樹脂の流入箇所に凹部が形成されていればよく、ランナ、ゲート、オーバーフローキャビティを決めるための実験用としてだけでなく、エアーベントの深さ、本数や位置を決めるためにも用いることができる。また、キャビティの樹脂量を決めるために実験的にキャビティ部分となる箇所にも凹部、又は、場合に拠っては凸部の大きさを変えて加工することも可能である。また、下パッケージの場合であっても同様にダミーフレームを加工することができるし、上下パッケージの場合にはダミーフレームのキャビティ部分に通し孔を形成して用いることができる。更に、本実施例は、マップ状の製品に限定されるものではなく、マトリクス配置の製品にも適用可能である。このように本実施例では、樹脂が流れるいずれの箇所でも、ダミーキャビティを使用して実験することが可能である。
【００３７】
次に、図１４を参照して、本実施例におけるダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法について説明する。図１４は、本実施例における樹脂モールド方法（モールド成形方法）のフローチャートである。
【００３８】
まず、ステップＳ１０１において、金属板を加工して、所望の形状を有するダミーフレームを作製する。続いてステップＳ１０２において、所定の金型（上金型及び下金型）を用いて、ステップＳ１０１で作製されたダミーフレームをクランプして樹脂モールドを行い、その結果を評価する。この評価結果が好ましい場合（良）にはステップＳ１０４に進み、評価結果が好ましくない場合（不良）にはステップＳ１０３に進む。
【００３９】
ステップＳ１０２における評価結果が好ましくない場合には、ステップＳ１０３においてパラメータ振りを行う。すなわち、樹脂モールドを行う際の各種条件を変更する。ここで各種条件とは、例えば、樹脂材料、樹脂モールド時の圧力と温度、半導体チップを模して搭載された凸部１２０の大きさ、金型のゲート形状などであるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
ステップＳ１０３におけるパラメータ振りが完了すると、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０３で設定された各種条件を満たすように（変更後の条件で）ダミーフレームを加工する。また、ステップＳ１０２において、所定の金型（変更後の金型）を用いて再度樹脂モールドを行い、その結果を評価する。評価結果が好ましくなるまで、すなわち「良」と判定されるまで、これらの工程を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ１０２において評価結果が好ましいと判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、正規の半導体実装基板、すなわち実際の半導体チップが実装された半導体実装基板を用意する。ここで用意される半導体実装基板は、ステップＳ１０２で評価結果が好ましいと判定されたときに用いられたダミーフレームの形状に相当するものである。続いてステップＳ１０５において、ステップＳ１０２で用いた金型により、この半導体実装基板をクランプして樹脂モールドを行う。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２にて最終的に好ましいと判断されたとき同様の金型及び樹脂などの樹脂モールドの各種条件で、実際の樹脂モールドが行われる。
【００４２】
ステップＳ１０５における樹脂モールドが好ましくない場合（不良）には、ステップＳ１０６に進み、金型の形状などの条件を修正する。条件修正後、ステップＳ１０４に戻って実際の半導体実装基板を用意し、ステップＳ１０５において、修正後の金型を用いて樹脂モールドが行われる。これらの工程は、ステップＳ１０５において樹脂モールドが好ましいと判定されるまで繰り返される。ステップＳ１０５における樹脂モールドが好ましい（良）と判定された場合には、このときの条件が最終的な樹脂モールドの条件に決定され、金型が完成する（ステップＳ１０７）。以後、決定された各種条件で半導体実装基板の樹脂モールドが行われる。
【００４３】
このように、本実施例の樹脂モールド方法によれば、ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行って樹脂モールド時の好ましい諸条件を決定してから実際の半導体チップが実装された半導体実装基板に対する樹脂モールドを行い、最終的な諸条件を確定する。このため、実際の半導体実装基板を用いることなく、最適な樹脂モールドの条件をある程度まで決定することができる。最終的には、実際の半導体実装基板が必要であるが、半導体実装基板を用いて最適な諸条件を確定するまでの工程を減少させることが可能である。
【実施例２】
【００４４】
次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の実施例２におけるダミーフレーム及び半導体実装基板について説明する。図１５は、本実施例におけるダミーフレームの概略平面図である。図１６（ａ）〜（ｄ）は、本実施例における半導体実装基板が最終製品としての半導体装置に個片化されるまでの工程を示す図である。本実施例の半導体実装基板は、ＥＷＬＰ（埋め込み型ウェーハ・レベル・パッケージ）である。
【００４５】
図１５に示されるように、本実施例のダミーフレーム１１１は、半導体ウエハ形状を有する。このため、ダミーフレーム１１１は、円形の一部に切り欠き部１３１が形成されている。また、ダミーフレーム１１１は、例えば８インチ又は１２インチの半導体ウエハ形状の金属板１３０の上に、複数の半導体チップを模倣して格子状に配列された複数の凸部１２０が形成されている。なお本実施例において、ダミーフレームは半導体ウエハ形状に限定されるものではなく、四角形状等の他の形状を有するものであってもよい。
【００４６】
次に、図１６を参照して、本実施例における半導体実装基板から最終製品である半導体装置に個片化されるまでの工程について説明する。図１６（ａ）に示されるように、本実施例の半導体実装基板では、キャリア１３の上に両面テープ２５を介して複数の半導体チップ１２が実装されている。キャリア１３は、例えばステンレスガラス、又は、半導体ウエハなどの材料からなる。半導体チップ１２は、半導体ウエハから個片化された半導体チップである。
【００４７】
続いて、図１６（ｂ）に示されるように、金型（不図示）を用いて複数の半導体チップ１２を覆うように樹脂２０をキャリア１３上に充填する。そして図１６（ｃ）に示されるように、樹脂モールド後、キャリア１３を外す。また、図１６（ｄ）に示されるように、はんだボール２８を搭載して、ダイサー（不図示）を用いて最終製品である複数の半導体装置に個片化する。
【００４８】
本実施例によれば、半導体ウエハ形状を有するダミーフレームを用いることで、ＥＷＬＰのような半導体実装基板の樹脂モールドを簡易かつ高精度に評価することができる。
【００４９】
上記各実施例によれば、実際の半導体実装基板を用いることなく、半導体チップの封止樹脂を高精度に評価可能なダミーフレーム及びそのダミーフレームを用いた樹脂モールド方法を提供することができる。
【００５０】
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】
【００５１】
５０ 上金型
６０ 下金型
７０ 樹脂タブレット
１００ 金属板
１１０ ダミーフレーム
１２０ 凸部
１８０ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、
前記半導体実装基板を模した平面状の金属板と、
前記金属板の上に前記半導体チップを模して搭載された少なくとも１つの凸部と、を有することを特徴とするダミーフレーム。
【請求項２】
前記金属板における前記封止樹脂の流入箇所に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダミーフレーム。
【請求項３】
前記凹部は、前記金属板の端部近傍の少なくとも一辺に形成され、前記封止樹脂のオーバーフローキャビティを構成することを特徴とする請求項２に記載のダミーフレーム。
【請求項４】
前記凹部は、前記金属板の端部近傍の一辺に形成され、前記封止樹脂の総ゲート又は枝分かれランナ、及び、ゲートを構成することを特徴とする請求項２に記載のダミーフレーム。
【請求項５】
前記金属板の表面にはクロムめっきが施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
【請求項６】
前記金属板の厚さは２〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
【請求項７】
前記金属板は、半導体ウエハ形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
【請求項８】
ダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法であって、
前記ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行う工程と、
前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価する工程と、
前記ダミーフレームを用いて得られた前記樹脂モールドの評価結果に基づいて、実際の半導体チップを実装した半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う工程と、を有することを特徴とする樹脂モールド方法。
【請求項９】
前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価した後、樹脂モールドの条件を変更して、変更後の条件で該ダミーフレームの樹脂モールドを行うことを特徴とする請求項８に記載の樹脂モールド方法。
【請求項１０】
前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価した後、該樹脂モールドの際に用いられる金型を変更して、変更後の金型で樹脂モールドを行うことを特徴とする請求項８に記載の樹脂モールド方法。
【請求項１】
少なくとも１つの半導体チップを実装した半導体実装基板の封止樹脂を評価するために用いられるダミーフレームであって、
前記半導体実装基板を模した平面状の金属板と、
前記金属板の上に前記半導体チップを模して搭載された少なくとも１つの凸部と、を有することを特徴とするダミーフレーム。
【請求項２】
前記金属板における前記封止樹脂の流入箇所に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダミーフレーム。
【請求項３】
前記凹部は、前記金属板の端部近傍の少なくとも一辺に形成され、前記封止樹脂のオーバーフローキャビティを構成することを特徴とする請求項２に記載のダミーフレーム。
【請求項４】
前記凹部は、前記金属板の端部近傍の一辺に形成され、前記封止樹脂の総ゲート又は枝分かれランナ、及び、ゲートを構成することを特徴とする請求項２に記載のダミーフレーム。
【請求項５】
前記金属板の表面にはクロムめっきが施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
【請求項６】
前記金属板の厚さは２〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
【請求項７】
前記金属板は、半導体ウエハ形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のダミーフレーム。
【請求項８】
ダミーフレームを用いた半導体実装基板の樹脂モールド方法であって、
前記ダミーフレームを用いて樹脂モールドを行う工程と、
前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価する工程と、
前記ダミーフレームを用いて得られた前記樹脂モールドの評価結果に基づいて、実際の半導体チップを実装した半導体実装基板に対して樹脂モールドを行う工程と、を有することを特徴とする樹脂モールド方法。
【請求項９】
前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価した後、樹脂モールドの条件を変更して、変更後の条件で該ダミーフレームの樹脂モールドを行うことを特徴とする請求項８に記載の樹脂モールド方法。
【請求項１０】
前記ダミーフレームを用いた前記樹脂モールドの結果を評価した後、該樹脂モールドの際に用いられる金型を変更して、変更後の金型で樹脂モールドを行うことを特徴とする請求項８に記載の樹脂モールド方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１１４３０５（Ｐ２０１２−１１４３０５Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３０６５（Ｐ２０１０−２６３０６５）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００１４４８２１）アピックヤマダ株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００１４４８２１）アピックヤマダ株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
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