説明

半導体封止用樹脂組成物包装体およびそれを用いた半導体装置の製法

【課題】半導体装置において、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を用いてトランスファー成形により封止することができる半導体封止用樹脂組成物包装体およびそれを用いた半導体装置の製法を提供する。
【解決手段】常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物1が、成形温度で溶融することなく柔軟性を呈する包装材2により密封されている半導体封止用樹脂組成物包装体を作製し、それをトランスファー成形用金型のポット内に投入し、成形温度において、その半導体封止用樹脂組成物包装体をプランジャーで圧縮することにより、包装材2の一部を破裂させ、内部の半導体封止用樹脂組成物1を押し出してキャビティ内に流入させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物をフィルム材等で包装してなる半導体封止用樹脂組成物包装体およびそれを用いた半導体装置の製法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体装置は、金属リードフレーム上に素子(半導体チップ)が実装され、外部との導通を図るために、上記素子と上記リードフレームのインナーリードとが、金属のワイヤーをボンディングすることにより、接続されている。さらに、上記素子およびリードフレームは、エポキシ樹脂等の半導体封止用樹脂組成物で封止されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
その封止は、通常、タブレット状の半導体封止用樹脂組成物を用いるトランスファー成形により行われている。このトランスファー成形は、固形タブレット状の半導体封止用樹脂組成物を成形金型のポットに投入し、このポット内で加熱し流動状態にした後、プランジャーで押し出してキャビティ内に流入させている。また、常温(25℃)で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を用いる場合には、その半導体封止用樹脂組成物をディスペンサーで定量にした後、キャスティング方式またはスクリーン印刷等により封止している。ここで、上記ゲル状の高粘度非固形物質は、溶剤等に希釈した状態で、液状の樹脂組成物と同様にして封止に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−55609号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、生産性は、上記トランスファー成形が優れており、液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を用いる場合でも、可能であれば、トランスファー成形で行うことが望まれる。しかしながら、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物は、常温で固体状(タブレット状)等にできないため、トランスファー成形で行うことは不可能である。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を用い、トランスファー成形により封止することができる半導体封止用樹脂組成物包装体およびそれを用いた半導体装置の製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するため、本発明は、トランスファー成形用の、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物が、上記トランスファー成形の際の成形温度で溶融することなく柔軟性を呈する包装材により密封されている半導体封止用樹脂組成物包装体を第1の要旨とする。
【0008】
また、本発明は、半導体装置における樹脂の封止をトランスファー成形により行う半導体装置の製法であって、上記半導体封止用樹脂組成物包装体を、トランスファー成形用金型のポット内に投入する工程と、成形温度において、その半導体封止用樹脂組成物包装体をプランジャーで圧縮することにより、包装材の一部を破裂させ、内部の液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を押し出してキャビティ内に流入させる工程とを備える半導体装置の製法を第2の要旨とする。
【0009】
本発明者らは、常温(25℃)で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を用いてトランスファー成形を可能にすべく、鋭意研究を重ねた。その過程で、トランスファー成形用金型のポット内に投入する、上記液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物の形態に着目し、その形態を中心に研究を重ねた。その結果、上記液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を、トランスファー成形の際の成形温度で溶融することなく柔軟性を呈する包装材により密封し、半導体封止用樹脂組成物包装体にすることを着想した。そして、この着想に基づき実験を重ねた結果、その半導体封止用樹脂組成物包装体は、上記ポット内に投入することができ、さらに、上記成形温度において、プランジャーで圧縮すると、包装材の一部が破裂し、内部の液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を流出させてキャビティ内に到達させることができ、トランスファー成形が可能になることを突き止め、本発明に到達した。
【発明の効果】
【0010】
本発明の半導体封止用樹脂組成物包装体は、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物が、上記トランスファー成形の際の成形温度で溶融することなく柔軟性を呈する包装材により密封されているため、それを、従来の固形タブレットと同様、トランスファー成形用金型のポット内に投入してトランスファー成形に供することができる。
【0011】
特に、上記包装材が、カップ体と、それを蓋する蓋体とからなり、上記半導体封止用樹脂組成物が上記カップ体に充填された状態で、上記蓋体で密封状に蓋されている場合には、半導体封止用樹脂組成物包装体の製造の際に、上記カップ体に上記半導体封止用樹脂組成物を充填した後に、蓋体で密封すればよいため、その半導体封止用樹脂組成物包装体の製造が簡単にでき、その取り扱い性も向上する。
【0012】
また、本発明の半導体装置の製法によると、本発明の半導体封止用樹脂組成物包装体を用いるため、その半導体封止用樹脂組成物包装体をトランスファー成形用金型のポット内に投入して、トランスファー成形が可能になっている。したがって、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を用いても、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の半導体封止用樹脂組成物包装体の一実施の形態を示す斜視図である。
【図2】上記半導体封止用樹脂組成物包装体を示す断面図である。
【図3】上記半導体封止用樹脂組成物包装体を用いたトランスファー成形を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【0015】
図1および図2は、本発明の半導体封止用樹脂組成物包装体の一実施の形態を示している。この半導体封止用樹脂組成物包装体は、常温(25℃)で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物1と、この半導体封止用樹脂組成物1を密封する包装材2とからなっている。その包装材2は、この実施の形態では、カップ体2aと、このカップ体2aを蓋する蓋体2bとからなっている。上記カップ体2aには、開口外周部にフランジ部Fが形成されており、上記蓋体2bは、そのフランジ部Fに熱融着されている。また、上記半導体封止用樹脂組成物包装体は、トランスファー成形で用いるものであり、上記カップ体2aおよび蓋体2bは、トランスファー成形の際の成形温度で溶融することなく柔軟性を呈する熱可塑性樹脂からなっている。
【0016】
そして、上記半導体封止用樹脂組成物包装体を用いて、半導体装置における樹脂の封止をトランスファー成形により行う場合は、つぎのようにして行われる。すなわち、図3に示すように、まず、トランスファー成形用金型を開け、そのうち下金型10のキャビティC内に樹脂封止の対象となる半導体装置基材(図示せず)をセットするとともに、上記半導体封止用樹脂組成物包装体(図3では、5個が蓋体2bで連結されたものとなっている)を、その下金型10のポットP内に投入する。このとき、上記カップ体2aの底部をポットPの奥部側(プランジャー側)に位置決めし、蓋体2bをポットPの開口に位置決めする。ついで、上記金型を型締めした後、成形温度に昇温させ、その状態で、プランジャーで上記半導体封止用樹脂組成物包装体を圧縮する。このとき、成形温度への昇温(加熱)により、カップ体2aと蓋体2bとの熱融着が緩み、また、プランジャーによる圧縮(加圧)により、内部の半導体封止用樹脂組成物1に圧力がかかり、その圧力により上記緩んだ熱融着部分が剥離する等の、包装材2の一部の破裂が生じ、その剥離した部分から内部の半導体封止用樹脂組成物1が流出する。そして、その流出した半導体封止用樹脂組成物1がランナーRを経てキャビティC内に流入し、半導体装置基材を樹脂封止する。このようにして、半導体装置における樹脂の封止をトランスファー成形により行うことができる。このように、本発明において、包装材2の一部の破裂とは、包装材2自体の破裂の外、上記のような熱融着部分の剥離も含まれる。
【0017】
上記トランスファー成形において、上記成形温度は、上記包装材2の柔軟性,形状保持性,熱融着性および上記半導体封止用樹脂組成物1の硬化性等の観点から、120〜200℃の範囲、好適には130〜180℃の範囲に設定される。
【0018】
つぎに、上記半導体封止用樹脂組成物包装体の各種材料について説明する。
【0019】
上記半導体封止用樹脂組成物1は、常温(25℃)で液状ないしゲル状のものであり、例えば、エポキシ熱硬化性樹脂,エポキシ/フェノール熱硬化性樹脂,エポキシ/酸無水物熱硬化性樹脂,エポキシ/アミン熱硬化性樹脂,熱硬化シリコーン付加型,縮合型,過酸化物硬化型のもの等があげられる。なかでも、ゲル状のものは、成形温度付近で充分な流動性を示すものが好ましく、その成形性の観点から、成形後のショアーAの硬度が好適には60以上、より好適には70以上を示す材料が用いられる。
【0020】
また、上記包装材2を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリアミド,ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリスチレン,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリビニルアルコール,ポリテトラフルオロエチレン系,ポリカーボネート,セルロース系,ポリエステル,ナイロン系,イオノマー,ポリイミド,ポリエーテルスルホン,ポリフェニレンスルフィド,ポリアリレート,ポリエーテルケトン,ポリエーテルイミド,セロハン,ポリエチレンテレフタレート,ポリイミドアミド,ポリアリルエーテルケトン等があげられる。なかでも、耐熱性,柔軟性,強靱性(形状保持性)の観点から、ポリアミドが好ましく、より好適には、熱融着温度が比較的低く、成形温度での耐熱性があり、疎水性や防湿性に優れる観点から、ポリアミドのなかの脂肪族ポリアミド,ナイロン11,ナイロン12である。
【0021】
つぎに、上記半導体封止用樹脂組成物包装体の製法について説明する。この製法は、まず、上記カップ体2aを作製し、ついで、そのカップ体2aに上記半導体封止用樹脂組成物1を充填した後、蓋体2bを熱融着して蓋をする。
【0022】
より詳しく説明すると、上記カップ体2aの作製方法としては、例えば、フィルム材を型に押しつける真空成形,フィルム材を融着してカップ状に形成する方法,射出成形等があげられる。なかでも、厚みの安定性等の観点から、真空成形が好ましく、より好適には、凸型金型に吸引させて成形する方法を採用することである。この方法を採用すると、カップ体2aの底部が薄くなり過ぎず、材料のフィルム材の厚みと略同じにすることができ、プランジャーで押し出す際の噛み込みによる破れを防止することができるからである。そして、上記カップ体2aの形状および大きさは、トランスファー成形用金型のポットPに対応したものに形成され、熱伝導の観点から、ポットP内に投入した状態におけるポットPの内壁面とカップ体2aの外周面との距離ができるだけ小さくなるように形成される。また、カップ体2aの周壁や底部やフランジ部Fの厚みは、通常、20〜200μmの範囲に形成される。
【0023】
上記カップ体2aへの半導体封止用樹脂組成物1の充填は、異物除去の観点から、エアー圧入型の濾過装置を経て行われることが好ましい。この濾過装置を用いる場合は、予め、アセトンを用いたフィルタリングを数回行い、その装置内やフィルタ自体の異物を除去しておく。その異物の確認は、パーティクルカウンターで行う。そして、例えば、厚み5μmのフィルタを厚み10μmの紙フィルタで補強し、初めに、濾過可能な温度まで昇温させた半導体封止用樹脂組成物1を濾過させることにより、装置の予熱とフィルタの濡れ性向上を促す。その後、続けて半導体封止用樹脂組成物1を濾過して異物を除去する。
【0024】
上記蓋体2bは、作製容易性の観点から、フィルム材を用いることが好ましい。また、その材料は、上記カップ体2aとの熱融着性,線膨張率差の観点から、上記カップ体2aと同じ熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。また、カップ体2aとの熱融着しろは、密着性,成形時のランナーRへの流入容易性の観点から3〜5mmの範囲に設定することが好ましい。また、上記蓋体2bの厚みは、通常、20〜500μmの範囲に設定される。
【0025】
特に、図3に示すように、成形機がマルチポットタイプの場合は、そのポットPの配置に対応して、図示するように、複数の半導体封止用樹脂組成物包装体を連結したものにすることが好ましい。図3では、蓋体2bで連結されている。このようにすると、半導体封止用樹脂組成物包装体のポットPへの投入時間を短縮することができ、生産性が向上する。
【0026】
なお、上記実施の形態では、半導体封止用樹脂組成物1を密封する包装材2として、カップ状のものを用いたが、その形状は、例えば、球体状等の他の形状でもよい。また、上記カップ状の包装材2を構成するカップ体2aも蓋体2bも共に熱可塑性樹脂製としたが、トランスファー成形に関する加熱加圧により包装材2の少なくとも一部が破れて半導体封止用樹脂組成物1が流出し、しかも半導体に悪影響を与えないものであれば、いずれか一方が熱可塑性樹脂からなり、他方が他の材料からなるものであってもよい。
【0027】
また、上記半導体封止用樹脂組成物包装体を用いるトランスファー成形が可能な成形機は、例えば、低圧トランスファー成形機,コンベンショナルタイプ,マルチギャングポットタイプ,マルチプランジャータイプ等の通常の成形機を用いることができる。
【0028】
つぎに、実施例について従来例と併せて説明する。
【実施例】
【0029】
〔実施例1〕
図1に示すカップ状の半導体封止用樹脂組成物包装体を下記のようにして作製した。
【0030】
〔カップ体〕
厚み30μmのポリアミド樹脂製フィルム材(宇部興産社製、ナイロン12)を真空成形してカップ体を作製した。このカップ体は、開口内径9.6mm、底部内径6.6mm、深み19mm、熱融着しろ3mm、周壁,底部,フランジ部の厚み30μmとした。
【0031】
〔半導体封止用樹脂組成物〕
常温(25℃)で液状である半導体封止用樹脂組成物として、エポキシ樹脂成形材料(日東電工社製、NT−8060X)を準備し、それを1cm3 上記カップ体に充填した。
【0032】
〔蓋体〕
厚み35μmのポリアミド樹脂製フィルム材(宇部興産社製、ナイロン12)を上記液状樹脂組成物入りカップ体の開口フランジ部に熱融着した。
【0033】
〔トランスファー成形〕
このようにして得られた半導体封止用樹脂組成物包装体をマルチポットタイプのトランスファー成形機(TOWA社製、UPS40L)のポットに投入し、トランスファー成形を行った。成形温度は、150℃に設定した。その結果、樹脂で封止された10個の半導体装置を同時に得た。このトランスファー成形に要した時間は、10分間だった。
【0034】
〔従来例1〕
上記実施例1と同様の液状樹脂組成物をディスペンサーで定量に測定した後、キャスティング方式により半導体装置における樹脂封止を行った。そして、10個の半導体装置を得るのに要した時間は、液のディスペンス後、昇温過程を含め、30分を要した。
【0035】
上記結果より、実施例1の方が従来例1よりも、短時間で樹脂封止ができ、生産性に優れることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明の半導体封止用樹脂組成物包装体は、半導体チップ等の素子をトランスファー成形により樹脂封止する際に用いられる。また、本発明の半導体装置の製法は、本発明の半導体封止用樹脂組成物包装体を用いて半導体チップ等の素子をトランスファー成形により樹脂封止する際に採用される。
【符号の説明】
【0037】
1 半導体封止用樹脂組成物
2 包装材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トランスファー成形用の、常温で液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物が、上記トランスファー成形の際の成形温度で溶融することなく柔軟性を呈する包装材により密封されていることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物包装体。
【請求項2】
上記包装材が、カップ体と、それを蓋する蓋体とからなり、上記半導体封止用樹脂組成物が上記カップ体に充填された状態で、上記蓋体で密封状に蓋されている請求項1記載の半導体封止用樹脂組成物包装体。
【請求項3】
上記カップ体および蓋体の少なくとも一方が熱可塑性樹脂からなり、トランスファー成形に関する加熱加圧により、上記熱可塑性樹脂製の少なくとも一部が破れて上記半導体封止用樹脂組成物がキャビティ内に流出し成形に供されるようになっている請求項2記載の半導体封止用樹脂組成物包装体。
【請求項4】
半導体装置における樹脂の封止をトランスファー成形により行う半導体装置の製法であって、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物包装体を、トランスファー成形用金型のポット内に投入する工程と、成形温度において、その半導体封止用樹脂組成物包装体をプランジャーで圧縮することにより、包装材の一部を破裂させ、内部の液状ないしゲル状の半導体封止用樹脂組成物を押し出してキャビティ内に流入させる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2009−147376(P2009−147376A)
【公開日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−70346(P2009−70346)
【出願日】平成21年3月23日(2009.3.23)
【分割の表示】特願2004−200572(P2004−200572)の分割
【原出願日】平成16年7月7日(2004.7.7)
【出願人】(000003964)日東電工株式会社 (5,557)
【Fターム(参考)】