JP6282564B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の製造工程において、樹脂封止をする工程では、圧縮成形装置の金型内に樹脂をセットし、実装基板に複数の半導体素子を接着した状態としてこれら半導体素子を樹脂で覆うように成形する。樹脂の成形後に、一体に成形した樹脂と実装基板を各半導体素子毎に切断する。

この場合、圧縮成形装置の金型に樹脂をセットする方法としては、顆粒樹脂などを樹脂成形の形状よりもやや小さい形状に予備成形したものを金型のキャビティに載置する方法がある。また、別の方法として、トレイ上に金型のキャビティサイズよりも少し小さい範囲に顆粒樹脂を所定量散布したものを金型のキャビティに移載する方法などがある。

具体的には、例えば、樹脂封止前の半導体素子をマトリックス状に配置した実装基板を、半導体素子を下にした状態で上型に吸着保持する。次に、上記した方法で配置した封止用の樹脂材料を下枠型と下底型で囲まれたキャビティ内にセットする。この後、下型全体を上昇させて、上型と下型に囲まれた領域を減圧する。これにより、封止用の樹脂材料中の空気を脱泡する。封止用の樹脂材料は金型の熱と減圧により溶融・発泡し、キャビティ内に広がる。

次いで、下枠型を上型にセットされた実装基板に接触するまで上昇させてキャビティを完全に形成した後、下底型を上昇させて発泡した樹脂内の泡を押し潰しながら封止用の樹脂材料をキャビティ全域に押し広げ、所定の圧力を所定時間かけて樹脂を硬化させた後に下型を下降させて成形品を取り出す。

上記の工程において、下型にセットする封止用の樹脂材料は、金型より一回り小さい矩形状である。この場合、載置する樹脂材料の大きさは、減圧位置で発泡し過ぎて上下型の間からキャビティ外へ漏れたり、あるいは広がりが少なくて外周部のワイヤを流さないようなちょうど良い大きさに設定することが望ましい。なお、ワイヤが許容量を超えて流れた場合には、ワイヤに無理な力がかかって破断したり、半導体素子に接触してショートしたりする不具合が生じる場合がある。

ところが、実際には載置する樹脂材料の大きさを過不足ない大きさで設定することが難しい。特に、成形時に封止用の樹脂材料がキャビティ内から外部に漏れると生産ができなくなるため、樹脂漏れをしないことを優先させる条件で実施することになる。この結果、封止時に外周部のワイヤ流れが発生するのを防止するために、ワイヤ径を大きくしたり、あるいはワイヤ流れが発生する部分に半導体素子を配置しないといった対策を講じていた。

米国特許第７，６３８，３６７号明細書

本実施形態は、圧縮成形装置により樹脂封止を行う際に、金型内で溶融・発泡後に一様に広がるように樹脂をセットできるようにした半導体装置の製造方法を提供する。

本実施形態の半導体装置の製造方法は、実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、予備成形した樹脂を下金型内に配置する工程と、前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記予備成形した樹脂を加熱する工程と、前記上金型を樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、前記予備成形した樹脂は、外形の端部と前記下金型の辺部との距離をＬＡとし、外形の中央部と前記下金型の辺部との距離をＬＢとすると、距離ＬＢは距離ＬＡよりも大きく形成されている。

第１実施形態を示す製造工程のフロー図 製造工程の各段階で示す半導体装置の模式的な平面図（その１） 製造工程の各段階で示す半導体装置の模式的な平面図（その２） 製造工程の各段階で示す半導体装置の模式的な平面図（その３） モールド工程における（ａ）半導体装置と封止用樹脂の模式的な平面図、（ｂ）金型の状態を示す模式的断面図（その１） モールド工程における（ａ）半導体装置と封止用樹脂の模式的な平面図、（ｂ）金型の状態を示す模式的断面図（その２） モールド工程における（ａ）半導体装置と封止用樹脂の模式的な平面図、（ｂ）金型の状態を示す模式的断面図（その３） 異なる形状を有する封止用樹脂の平面図 第２実施形態を示す顆粒樹脂の散布パターンを示す平面図 第３実施形態を示す顆粒樹脂の散布パターンを示す平面図 第４実施形態を示す顆粒樹脂の散布パターンを示す平面図 第５実施形態を示す顆粒樹脂の散布パターンを示す平面図 第６実施形態を示す顆粒樹脂の散布パターンを示す平面図

以下、複数の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、上下左右の方向についても、後述する半導体基板における回路形成面側を上または下とした場合の相対的な方向を示し、必ずしも重力加速度方向を基準としたものとは一致しない。

（第１実施形態）
図１から図８は第１実施形態を示している。この実施形態では、複数個の半導体素子１を実装基板２に接着し、これら複数個の半導体素子１を樹脂で封止する場合で、成形前の樹脂を予備成形して用いる場合の例について説明する。

まず、全体としての概略的な工程の流れについて図１および図２〜図４を参照して説明する。図１は工程の流れを示すもので、図２〜図４は工程中の状態を模式的な平面図で示している。

図１に示すように、まず、実装基板に半導体素子１をマウントする（Ｓ１）。具体的には、図２に示すように、半導体基板にさまざまな加工工程を経て矩形状に切断した半導体素子１を接着剤などにより実装基板２に接着する。ここでは、実装基板２に対して、半導体素子１を例えば縦に３個、横に８個を並べたマトリクス状に配置した状態に接着している。実装基板２には、半導体素子１を実装する位置に対応してその周囲にボンディングパッドが形成されている。

次に、各半導体素子１に、ボンディングワイヤ３を接続するワイヤボンディング工程（Ｓ２）を実施する。各半導体素子１の四辺部の各ボンディングパッドと実装基板２側のボンディングパッドとの間に、図２に示すように、例えば金線（Ａｕ wire）のボンディングワイヤ３をボンディング装置により接続する。実装基板２のボンディングパッドは、実装基板２の裏面側にスルーホールを介してビアが形成され、裏面側に形成した金属パッドに接続されている。

次に、実装基板２に接着した複数の半導体素子１の全体を覆うように樹脂４を形成するモールド加工工程（Ｓ３）を実施する。この場合、モールド加工工程では、図３に示すように、圧縮成形により実装基板２に接着した複数個の半導体素子１全体を覆うようにモールド成形をおこなって樹脂４を形成する。なお、このモールド加工工程の詳細については後述する。

この後、ボール形成工程（Ｓ４）により、実装基板２の露出しているリード端子部分に、はんだなどの金属ボールを形成する加工を行う。なお、このボール形成工程Ｓ４は、省略することができる。すなわち、例えば、切断した半導体装置を実装する側のリード端子に金属ボールが形成されている場合には半導体装置側に金属ボールを形成していなくても良い。

続いて、成形した樹脂４の部分を含めて、実装基板２に接着した半導体素子１を個別に切り離すカッティング工程（Ｓ５）を実施する。ここでは、図４に示すように、実装基板２の各半導体素子１を切り離すように樹脂４の上から切断線Ａ１および切断線Ａ２に沿って切断する。切断線Ａ１、Ａ２は、図示のように、各半導体素子１とボンディングワイヤ３を含んだ部分を単位としてＸ方向の切断線Ａ１およびＹ方向の切断線Ａ２のそれぞれに従って切断することで個別の半導体装置に切り離す。

次に、上記したモールド加工工程Ｓ３について、図５〜図７を参照して具体的に説明する。この実施形態においては、モールド加工工程で使用する樹脂として、予備成形樹脂５を用いている。予備成形樹脂５は、実装基板２の大きさや半導体素子１の大きさあるいはボンディングワイヤ３の線径や配置位置などに応じて、所定の形状に形成しておいたものを使用している。この場合、予備成形樹脂５は、例えば粉末状の細かい顆粒樹脂を成形することで所定の形状となるように形成したものである。

予備成形樹脂５の形状として、概ね実装基板２の同様の形状でやや小さめの大きさに形成するが、この実施形態では、図５（ａ）に示すように、角部において突出し、辺部において後退した形状である。具体的には、成形後の樹脂４の形状に対応するＸ方向の外形線Ｃ１およびＹ方向の外形線Ｃ２は、後述するモールド加工装置のキャビティＫの外形位置を示している。つまり、外形線Ｃ１、Ｃ２で区画された部分に樹脂４が形成される。

予備成形樹脂５は、Ｘ方向の辺部において、対向するキャビティＫのＸ方向の外形線Ｃ１に対して、近接点となる端部Ｐ１の距離がＬＡ１、最も遠い点となる中央部Ｑ１の距離がＬＢ１（＞ＬＡ１）となっており、辺部が中央で凹んだ形状に形成されている。また同様に、予備成形樹脂５は、Ｙ方向の辺部において、対向するキャビティのＹ方向の外形線Ｃ２に対して、近接点となる端部Ｐ２の距離がＬＡ２、最も遠い点となる中央部Ｑ２の距離がＬＢ２（＞ＬＡ２）となっており、同様に辺部が中央で凹んだ形状に形成されている。

次に、モールド加工工程の具体的な内容について説明する。まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、複数個の半導体素子１を接着してマトリックス状に配置した実装基板２を、半導体素子１の接着側を下にした状態で上金型１０に吸着保持する。次に、上記した方法であらかじめ形成したモールド封止用の予備成形樹脂５を下金型１１の下枠型１１ｂと下底型１１ａで囲まれたキャビティＫ内にセットする。図５（ａ）は、予備成形樹脂５と実装基板２との配置関係を示しており、図５（ｂ）は、予備成形樹脂５を下金型１１に載置した状態を示している。図５（ｂ）中、実装基板２は、図５（ａ）のＹ方向に沿って半導体素子１上を横切るようにした切断線５Ｂ−５Ｂ線で切断した部分を示している。以下、図６（ｂ）、図７（ｂ）においても同様の切断線で切断した部分を示している。

次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、下金型１１全体を上昇させて、上金型１０と下金型１１に囲まれたキャビティＫの内部を減圧手段により減圧する。このとき、キャビティＫ内は加熱手段により加熱されており、予備成形樹脂５は、減圧されながら加熱された樹脂５ａとなり、変形しながら膨張して内部に含まれる空気が膨張して気泡５ｂを含んだ状態となる。

減圧は、下金型１１に形成したキャビティＫ内から外部に連通する排気孔を介して排気ポンプなどの減圧手段により実施され、気泡５ｂはこれにより外部に排気されて予備成形樹脂５の内部の気泡５ｂが排出されていく。この状態で、樹脂５ａは、キャビティＫ内で広がり、キャビティＫの側壁面との隙間の距離が減じられていく。これにより、変形した樹脂５ａは、実装基板２に接着された半導体素子１およびボンディングワイヤ３を設けた領域内を覆う状態にさらに変形されている。

次いで、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、下枠型１１ｂを上金型１０にセットされた実装基板２に接触するまで上昇させてキャビティＫを完全に閉塞状態にした後、下底型１１ａを上昇させて発泡した樹脂５ａ内の泡を押し潰しながら封止用の樹脂材料をキャビティ全域に押し広げる。これにより、図７（ａ）に示した樹脂５ｃの形状からさらにキャビティＫ内で隙間が減じられるように押し広げられる。このとき、前述のように樹脂５ａの状態で、実装基板２の半導体素子１およびボンディングワイヤ３を覆う大きさとなっているので、下底型１１ａを上昇させる際には、樹脂５ｃが流動することでボンディングワイヤ３を許容量異常に押し流すような状態は回避されている。

これにより、キャビティＫ内の外形線Ｃ１、Ｃ２に沿った位置まで樹脂５ｃが充填された状態となる。この状態で、所定の圧力を所定時間かけて樹脂５ｃを硬化させた後に下金型１１を下降させると、樹脂４が硬化した状態で実装基板２に形成される。上金型１０による吸着状態を解除すると、モールド加工により形成した樹脂４を有する実装基板２を取り出すことができる。

上記のようにモールド加工を行う場合の予備成形樹脂５としては、外形の形状をキャビティＫの外形線Ｃ１に対して規定する距離ＬＡ１、ＬＢ１、外形線Ｃ２に対して規定する距離ＬＡ２、ＬＢ２を次のように考慮して設定することが好ましい。これらの距離の設定は、予備成形樹脂５が加熱によって膨張したときにキャビティＫ内で外形線Ｃ１、Ｃ２に接触する程度の距離に設定されている。また、この状態で、予備成形樹脂５は、半導体素子１のボンディングワイヤ３が設けられた部分が全て覆われるようになり、且つ、キャビティＫ内からはみ出すことが無い程度に設定されている。

このように予備成形樹脂５を形成することで、モールド加工工程で予備成形樹脂５が加熱されて流動する際に、半導体素子１に接続したボンディングワイヤ３が許容量以上に流れることがないようになる。また、予備成形樹脂５をキャビティＫ内の隅まで確実に充填するように流動させることができ、且つ樹脂がキャビティＫの外部にはみ出すこともない状態でモールド加工を行うことができる。例えば、予備成形樹脂を短形状に成形した場合、各辺の中心付近が楕円形状に近づく様に膨れて広がり、各辺の中心部分から外部に樹脂材料が漏れる場合がある。また、各辺の中心部分から外部に樹脂材料が漏れないようにしようとした場合には、キャビティＫ内の隅まで充填することができない場合がある。

図８は、上記した予備成形樹脂５に代えて、予備成形樹脂６を示したものである。この予備成形樹脂６においても、上記した予備成形樹脂５と同様の条件を満たすものであるが、辺部における形状が異なる。すなわち、予備成形樹脂６においては、キャビティＫの外形線Ｃ１、Ｃ２のそれぞれに対応する外形線６ａ、６ｂは、直線部分を有している形状である。

すなわち、予備成形樹脂５の外形パターンでは、外形の中央部は端部の距離ＬＡ１、ＬＡ２に対して最も長い距離ＬＢ１、ＬＢ２となるように形成されていた。これに対して、予備成形樹脂６の外形パターンでは、外形の端部の距離ＬＡ１、ＬＡ２に対して、中央よりに向かうとすぐにやや急峻に距離がＬＢ１、ＬＢ２と短くなり、凹部となる部分が直線状に形成された形状を有する。
このような予備成形樹脂６を用いることによっても、上記した予備成形樹脂５を用いた場合とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

（第２実施形態）
図９は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、予備成形樹脂を用いるのではなく、キャビティＫ内に顆粒樹脂を所定形状に散布することで成形用の樹脂を供給するものである。

すなわち、キャビティＫ内に載置する顆粒樹脂として、粉末状の樹脂をノズルから滴下することで所定形状の散布パターンに配置するものである。ノズルからの顆粒樹脂の滴下は、トレイ７にいったん散布し、これをキャビティＫに移して載置することで所定形状に配置するものである。

図９では、顆粒樹脂を散布するトレイ７を示している。トレイ７は、枠部となる矩形状のトレイカバー７Ａを有しておりその開口の内側は、キャビティＫの外形線Ｃ１、Ｃ２に対応する直線状の外形線７ａ、７ｂとされている。散布する顆粒樹脂は、第１実施形態で示した予備成形樹脂５、６の形状に対応する領域パターンＳ１に類似するように散布パターンＭ１となるように配置する。ノズルからは一定速度で顆粒樹脂が滴下されるので、ノズルあるいはトレイ７を相対的に移動させることで、その散布軌跡により散布パターンＭ１を形成することができる。

図９に示す散布パターンＭ１では、図中右下の散布開始点Ｍａから始まり、Ｙ方向に移動させて角部Ｍｂに達すると、Ｘ方向に移動方向を変え、所定ピッチｄだけ移動して点Ｍｃに達すると再びＹ方向に移動させて折り返す。ノズルの位置が下辺部の所定位置Ｍｄに到達すると、Ｘ方向に所定ピッチｄだけ移動した後、再びＹ方向に移動する。以下、上記の移動パターンを最終点Ｍｅに至るまで繰り返すことで、図示のようなジグザグパターンを形成することができる。そして、この実施形態においては、全体の外形形状における角部にノズルが位置する時点でノズルの移動を一定時間停止あるいは移動速度を低下させることで、散布量を増やしたＭＭ領域を形成する。

これにより、全体として、角部に顆粒樹脂の散布量が多いＭＭ領域が配置されることとなる。この結果、角部に位置する顆粒樹脂の量が多いことで、モールド加工工程において、樹脂が加熱されると、溶融により塑性変形して予備成形樹脂５や６のパターンと同じような樹脂分布状態の領域パターンＳ１を形成することができる。したがって、モールド加工工程では、ボンディングワイヤ３が許容量以上に流れるなどの不具合を発生することなく、キャビティＫ内に確実に充填することができる。

なお、ノズルから滴下する顆粒樹脂の散布においては、ノズルの移動速度を変えることにより散布量を異なるようにしているが、ノズルからの滴下量そのものを変えることができる場合には、移動速度を変えることなく、ノズルからの顆粒樹脂の滴下量を変化させることで同様の散布パターンを形成しても良い。

（第３実施形態）
図１０は第３実施形態を示すもので、以下、第２実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、ノズルからの顆粒樹脂の滴下量が一定速度であり、ノズルの移動速度も一定速度としているが、その移動経路を異なるように設定して散布パターンＭ２を形成するものである。この散布パターンＭ２は、予備成形樹脂５や６のパターンと同じような領域パターンＳ１の形状に沿うようにジグザグに顆粒樹脂を散布するものである。

すなわち、図１０では、顆粒樹脂を散布するトレイ７を示している。散布する顆粒樹脂は、第２実施形態で示した領域パターンＳ１の形状に対応するように散布パターンＭ２を配置する。ノズルからは一定速度で顆粒樹脂が滴下され、ノズルあるいはトレイ７を相対的に移動させることで散布パターンＭ２を形成する。

図１０に示す散布パターンＭ２では、図中右下の散布開始点Ｍａから始まり、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し内側（Ｘ方向）に傾くようにＹ方向に移動させて中央部のＭｂに達すると、さらに、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し外側（Ｘ方向）に傾くようにＹ方向に移動させて角部Ｍｃに達する。

続いて、Ｘ方向に移動方向を変え、所定ピッチだけ移動させるが、このとき、Ｘ方向の移動は、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し内側（Ｙ方向）に傾くようにＸ方向に移動させて点Ｍｄに達すると再びＹ方向に移動させる。最外周部分より内側においては、Ｙ方向の移動では、Ｘ方向に傾けることなく所定ピッチｄでジグザグパターンを形成するように移動させる。そして、ノズルの位置が下辺部の所定位置Ｍｅに到達すると、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し内側（Ｙ方向）に傾くようにＸ方向に移動させて点Ｍｅに達すると再びＹ方向に移動させる。

以下、上記の移動パターンを繰り返し、最外周の角部Ｍｆに達すると、再びＭａ〜Ｍｃへの移動と同様にして、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し内側（Ｘ方向）に傾くようにＹ方向に移動させて中央部のＭｇに達すると、さらに、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し外側（Ｘ方向）に傾くようにＹ方向に移動させて終点の角部Ｍｈに達する。以上のようにして、領域パターンＳ１の形状に沿うようにジグザグの散布パターンＭ２を形成する。

この結果、モールド加工工程において、樹脂が加熱されると、領域パターンＳ１の形状に対応した軌跡で散布した顆粒樹脂により、予備成形樹脂５や６のパターンと同じような樹脂分布状態の領域パターンＳ１を形成することができる。したがって、モールド加工工程では、ボンディングワイヤ３が許容量以上に流れるなどの不具合を発生することなく、キャビティＫ内に確実に充填することができる。

（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態を示すもので、この実施形態では、顆粒樹脂を散布するトレイ７に代えて領域パターンＳ１の形状に沿うトレイカバー８Ａを有するトレイ８を用いている。すなわち、トレイ８は、トレイカバー８Ａにより区画する散布領域を矩形状ではなく、予備成形樹脂５、６の形状に対応する領域パターンＳ１の形状となるように開口する枠形状を形成している。

この実施形態では、顆粒樹脂は、散布パターンＭ３のジグザグパターンで散布される。この散布パターンＭ３は、第２実施形態における散布パターンＭ１と類似しているが、散布量を多くするＭＭ領域は形成していない。すなわち、散布パターンＭ３では、図中右下の散布開始点Ｍａから始まり、Ｙ方向に移動させて角部Ｍｂに達すると、Ｘ方向に移動方向を変え、所定ピッチｄだけ移動して点Ｍｃに達すると再びＹ方向に移動させて折り返す。ノズルの位置が下辺部の所定位置Ｍｄに到達すると、Ｘ方向に所定ピッチｄだけ移動した後、再びＹ方向に移動する。以下、上記の移動パターンを最終点Ｍｅに至るまで繰り返すことで、図示のようなジグザグパターンを形成することができる。

これにより、モールド加工工程において、樹脂が加熱されて、上記散布パターンＭ３の顆粒樹脂が流動状態になると、トレイカバー８Ａの形状に沿うように流動し、結果として予備成形樹脂５や６のパターンと同じような樹脂分布状態の領域パターンＳ１を形成することができる。したがって、モールド加工工程では、ボンディングワイヤ３が許容量以上に流れるなどの不具合を発生することなく、キャビティＫ内に確実に充填することができる。

なお、この実施形態では、顆粒樹脂の散布パターンＭ３を用いているが、トレイ８およびトレイカバー８Ａを用いて、第２実施形態における散布パターンＭ１で散布することもできるし、第３実施形態における散布パターンＭ２で散布することもできる。この場合においても、同様の作用効果を得ることができる。

（第５実施形態）
図１２は第５実施形態を示すものである。以下、第４実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、顆粒樹脂の散布パターンＭ３に代えて、散布パターンＭ４を採用している。

すなわち、この実施形態においては、第４実施形態と同様のトレイカバー８Ａを有するトレイ８を用い、散布パターンＭ４で顆粒樹脂を散布する。トレイカバー８Ａの開口形状は、予備成形樹脂５、６の形状に対応する領域パターンＳ１と同等の形状である。

図１２に示す散布パターンＭ４では、散布開始点Ｍａは図中左側の領域の中央部に設定されている。この散布開始点Ｍａから顆粒樹脂の滴下を開始し、この後ノズルを矩形渦巻状に外周側に移動させ、隣接する軌跡と例えば所定ピッチｄを存するように散布する。この場合、Ｙ方向へのノズルの移動はほぼＹ方向に沿って移動し、Ｘ方向へのノズルの移動はトレイカバー８Ａの形状に沿うようにＹ方向に内側にも移動しながら顆粒樹脂を散布している。この後、ノズルの位置がトレイカバー８Ａの辺部と最も近接する部分Ｍｂに達すると、同様にしてトレイカバー８Ａの形状に沿うようにＹ方向にも移動しながらＸ方向に移動して角部Ｍｃに達する。

以下、同様にして、トレイカバー８Ａの形状に沿うように移動しながら辺部中央の点Ｍｄを経て角部Ｍｅに達し、Ｍｆ、Ｍｇ、Ｍｈ、Ｍｉ、Ｍｊを経て再び、内部側に移動する。再び、右側の領域において矩形渦巻状に回りながら徐々に内側に移動し、中心部に位置する終点Ｍｋで散布を終了する。

この結果、外周部分に散布始点Ｍａや終点Ｍｋを配置することなく、また、散布のない部分を極力すくなくしながら全体に均一に顆粒樹脂を散布する散布パターンＭ４を形成することができる。モールド加工工程において、樹脂が加熱されて上記散布パターンＭ４の顆粒樹脂が流動状態になると、トレイカバー８Ａの形状に沿うように流動し、結果として予備成形樹脂５や６のパターンと同じような樹脂分布状態の領域パターンＳ１を形成することができる。したがって、モールド加工工程では、ボンディングワイヤ３が許容量以上に流れるなどの不具合を発生することなく、キャビティＫ内に確実に充填することができる。

また、上記のように顆粒樹脂の散布パターンＭ４を設定することで、顆粒樹脂を散布する場合に、始点や終点で散布量にばらつきが発生する場合でも、外周部においてその影響を極力低減して、樹脂の充填状態に過不足をなくしたモールド工程を実施することができる。また、周辺部分で顆粒樹脂の散布量がほぼ均一になるので、周辺部での樹脂の充填状態が安定する。

（第６実施形態）
図１３は第６実施形態を示すもので、以下、図１０に示す第３実施形態、図１２に示す第５実施形態と異なる部分について説明する。この第６実施形態では、これまでの実施形態と異なり、実装基板２に接着する半導体素子１の配置状態が異なる。すなわち、図１３（ａ）に示しているように、この実施形態では、半導体素子１を実装基板２の右側の領域および左側の領域にそれぞれ９個ずつ配置し、中央部分の６個は配置していない場合のモールド工程の実施について示すものである。

この場合には、半導体素子１が配置されていない部分では、その分の体積を補うようにモールド工程で必要な樹脂量が増える。これを踏まえて、散布する顆粒樹脂の量を増やすように、例えば２つの散布パターンＭ５、Ｍ６を設定している。図１３（ｂ）は散布パターンＭ５を示しており、図１３（ｃ）は散布パターンＭ６を示している。

図１３（ｂ）に示す散布パターンＭ５は、図１０の第３実施形態における散布パターンＭ２を応用している。この実施形態では、ノズルからの顆粒樹脂の滴下量が一定速度であり、ノズルの移動速度も一定速度としているが、その移動軌跡を異なる移動ピッチで行うことで散布量を異なるように設定した散布パターンＭ５を配置している。また、顆粒樹脂を散布するトレイ７に代えて領域パターンＳ１の形状に沿うトレイカバー８Ａを有するトレイ８を用いている。すなわち、トレイ８は、トレイカバー８Ａにより区画する散布領域を矩形状ではなく、予備成形樹脂５、６の形状に対応する領域パターンＳ１の形状となるように開口する枠形状を形成している。

図１３（ｂ）に示す散布パターンＭ５では、顆粒樹脂の散布領域を３つの領域に分けている。Ｘ方向の左右の各領域が低密度散布領域、中央部の半導体素子１が配置されない領域が高密度散布領域である。散布パターンＭ５の形成においては、図中右下の散布開始点Ｍａから始まり、領域パターンＳ１の外形線に沿うように少し内側（Ｘ方向）に傾くようにＹ方向に移動させて中央部のＭｂを経由し、さらに、領域パターンＳ１の外形線に沿ってＹ方向に移動させて角部Ｍｃに達する。以下、散布パターンＭ２の場合と同様に、点Ｍｄ、Ｍｅに至るが、この後、軌跡のピッチはｄ１で同様に移動していくのは半導体素子１が配置された領域である。

そして、半導体素子１が配置されない中央部の領域にさしかかる点Ｍｅ１に達すると、ノズルの移動ピッチをｄ２としてこれまでの移動ピッチｄ１よりも狭くする（ｄ１＞ｄ２）。これにより、単位面積あたりの散布量を増大させることができる。この後、中央部の領域の端部の点Ｍｅ２に達すると、再び半導体素子１が配置された領域にさしかかるので、移動ピッチｄ１としてノズルを移動させながら散布パターンＭ２と同様にして顆粒樹脂を散布する。この結果、図示のような散布パターンＭ５のように顆粒樹脂を散布したパターンを設定することができる。

この結果、モールド加工工程において、樹脂が加熱されると、半導体素子１が配置された領域と配置されない領域とで顆粒樹脂の散布量を異ならせていることで、樹脂を多く必要とする部分でも過不足のない状態とすることができ、予備成形樹脂５や６のパターンと同じような樹脂分布状態の領域パターンＳ１を形成することができる。したがって、モールド加工工程では、ボンディングワイヤ３が許容量以上に流れるなどの不具合を発生することなく、キャビティＫ内に確実に充填することができる。

次に、図１３（ｃ）に示す散布パターンＭ６は、図１２の第５実施形態における散布パターンＭ４を応用している。この実施形態においても、ノズルからの顆粒樹脂の滴下量が一定速度であり、ノズルの移動速度も一定速度としているが、その移動軌跡を異なるピッチで行うことで散布量を異なるように設定した散布パターンＭ６を配置している。また、顆粒樹脂を散布するトレイ７に代えて領域パターンＳ１の形状に沿うトレイカバー８Ａを有するトレイ８を用いている。すなわち、トレイ８は、トレイカバー８Ａにより区画する散布領域を矩形状ではなく、予備成形樹脂５、６の形状に対応する領域パターンＳ１の形状となるように開口する枠形状を形成している。

図１３（ｃ）に示す散布パターンＭ６では、顆粒樹脂の散布領域を３つの領域に分けている。Ｘ方向の左右の領域が矩形渦巻状低密度散布領域、中央部の半導体素子１が配置されない領域が高密度散布領域である。散布パターンＭ６の形成においては、散布開始点Ｍａは図中左側の矩形渦巻状低密度散布領域の中央部に設定されている。この散布開始点Ｍａから顆粒樹脂の滴下を開始し、この後ノズルを矩形渦巻状に移動させ、隣接する軌跡と例えば所定ピッチｄ１を存するように散布する。この場合、Ｙ方向へのノズルの移動はほぼＹ方向に沿って移動し、Ｘ方向へのノズルの移動はトレイカバー８Ａの形状に沿うようにＹ方向に内側にも移動しながら顆粒樹脂を散布している。この後、ノズルの位置がトレイカバー８Ａの辺部と最も近接する部分Ｍｂに達すると、同様にしてトレイカバー８Ａの形状に沿うようにＹ方向にも移動しながらＸ方向に移動して角部Ｍｃに達する。

以下、同様にして、トレイカバー８Ａの形状に沿うように移動しながら辺部中央の点Ｍｄを経て角部Ｍｅに達し、上辺部分の点Ｍｆ１に達する。点Ｍｆ１の位置は半導体素子１が配置された領域と中央部の配置されていない領域との境界部分である。この点Ｍｆ１から中央部の多端部の位置Ｍｆ２までの区間は、散布パターンＭ５の中央部の高密度散布領域と同様にして軌跡の移動ピッチをｄ２と狭くした設定で散布する。

そして、中央部の半導体素子１が配置されていない領域の端部の点Ｍｆ２に達すると、左側の領域の矩形渦巻状低密度散布領域と同様にしてノズルの移動ピッチｄ１で矩形渦巻状に顆粒樹脂を散布する。以下、点Ｍｇ、Ｍｈ、Ｍｉ、Ｍｊを経て再び、内部側に移動する。再び、右側の領域において矩形渦巻状に回りながら徐々に内側に移動し、中心部に位置する終点Ｍｋで散布を終了する。

この結果、外周部分に散布始点Ｍａや終点Ｍｋを配置することなく、また、散布のない部分を極力すくなくしながら全体に均一に顆粒樹脂を散布する散布パターンＭ４を形成することができる。これにより、モールド加工工程において、樹脂が加熱されると、半導体素子１が配置された領域と配置されない領域とで顆粒樹脂の散布量を異ならせていることで、樹脂を多く必要とする部分でも過不足のない状態とすることができ、予備成形樹脂５や６のパターンと同じような樹脂分布状態の領域パターンＳ１を形成することができる。したがって、モールド加工工程では、ボンディングワイヤ３が許容量以上に流れるなどの不具合を発生することなく、キャビティＫ内に確実に充填することができる。

また、上記のように顆粒樹脂の散布パターンＭ６を設定することで、顆粒樹脂を散布する場合に、始点や終点で散布量にばらつきが発生する場合でも、外周部においてその影響を極力低減して、樹脂の充填状態に過不足をなくしたモールド工程を実施することができる。また、周辺部分で顆粒樹脂の散布量がほぼ均一になるので、周辺部での樹脂の充填状態が安定する。

なお、上記実施形態において、半導体素子１の配置状態に応じて、顆粒樹脂を多く散布する部分はピッチを狭くして散布量を増やすなど、適宜の散布パターンを設定することができる。

また、散布量を増やす方法としては、ノズルからの滴下量が可変に設けられている場合には、次のように実施することもできる。例えば図１０に示す散布パターンＭ２を用い、半導体素子１の配置がない中央部の領域においては顆粒樹脂の滴下量を増やして同じ移動ピッチｄ１の軌跡で散布することもできる。また、図１３（ｃ）に示す散布パターンＭ６においても、同様にして、移動ピッチをｄ１としたままで散布することで同様の目的を達成することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態で説明したもの以外に次のような変形形態に適用することができる。
この実施形態においては、顆粒樹脂の散布軌跡は直線状に設定する場合で説明したが、領域パターンＳ１あるいはトレイカバー７Ａに散布する際には、その外形形状に沿うように曲線状に散布することもできる。

予備成形樹脂５、６の形状は、直線状の外形線で形成されていなくとも良い。概ね条件を満たすように形成されていれば、モールド工程の際に適切にキャビティＫ内に流動させることができる。

予備成形樹脂５、６は、１個で実施する場合の実施形態を示したが、小型のものを複数個配置することで同様の配置形状に設定することもできる。
上記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は半導体素子、２は実装基板、３はボンディングワイヤ、４は樹脂、５、６は予備成形樹脂、７、８はトレイ、７Ａ、８Ａはトレイカバー、１０は上金型、１１は下金型、１１ａは下底型、１１ｂは下枠型を示す。

Claims (6)

1. 実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、
   予備成形した樹脂を下金型内に配置する工程と、
   前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記予備成形した樹脂を加熱する工程と、
   前記上金型を樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、
   前記予備成形した樹脂は、外形の端部と前記下金型の辺部との距離をＬＡとし、外形の中央部と前記下金型の辺部との距離をＬＢとすると、距離ＬＢは距離ＬＡよりも大きく形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、
   トレイ上に当該トレイと相対移動可能なノズルから顆粒樹脂を散布して所定の散布パターンに配置した顆粒樹脂を下金型内に載置する工程と、
   前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記顆粒樹脂を加熱する工程と、
   前記上金型を加熱により塑性変形した前記顆粒樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、
   前記トレイ上への前記ノズルによる前記顆粒樹脂の散布では、
   前記トレイ上に矩形状の開口部を有するトレイカバーを載置し、前記顆粒樹脂を前記ノズルを移動させながら前記トレイ上に散布し、前記トレイカバーの開口部の形状に沿う軌跡を描き、前記開口部の角部において前記ノズルの移動速度をゼロまたは低下させて顆粒樹脂の散布量を増やすように散布して前記散布パターンを形成する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、
   トレイ上に当該トレイと相対移動可能なノズルから顆粒樹脂を散布して所定の散布パターンに配置した顆粒樹脂を下金型内に載置する工程と、
   前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記顆粒樹脂を加熱する工程と、
   前記上金型を加熱により塑性変形した前記顆粒樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、
   前記トレイ上への前記ノズルによる前記顆粒樹脂の散布では、
   前記トレイ上に矩形状の開口部を有するトレイカバーを載置し、前記顆粒樹脂を前記ノズルを移動させながら前記トレイ上に散布し、前記トレイカバーの開口部に対して散布の軌跡が描く形状の最外周の外形が、端部と前記開口部の辺部との距離をＬＡとし、中央部と前記開口部の辺部との距離をＬＢとすると、距離ＬＢは距離ＬＡよりも大きくなるように散布して前記散布パターンを形成する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、
   トレイ上に当該トレイと相対移動可能なノズルから顆粒樹脂を散布して所定の散布パターンに配置した顆粒樹脂を下金型内に載置する工程と、
   前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記顆粒樹脂を加熱する工程と、
   前記上金型を加熱により塑性変形した前記顆粒樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、
   前記トレイ上への前記ノズルによる前記顆粒樹脂の散布では、
   前記トレイ上に開口部を有するトレイカバーを載置し、前記顆粒樹脂を前記ノズルを移動させながら前記トレイ上の前記トレイカバーの開口部内に散布して前記散布パターンを配置し、前記トレイカバーの前記開口部の形状を、前記開口部の端部と前記下金型の辺部との距離をＬＡとし、前記開口部の中央部と前記下金型の辺部との距離をＬＢとすると、距離ＬＢは距離ＬＡよりも大きく形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、
   トレイ上に当該トレイと相対移動可能なノズルから顆粒樹脂を散布して所定の散布パターンに配置した顆粒樹脂を下金型内に載置する工程と、
   前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記顆粒樹脂を加熱する工程と、
   前記上金型を加熱により塑性変形した前記顆粒樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、
   前記トレイ上への前記ノズルによる前記顆粒樹脂の散布では、
   前記顆粒樹脂を前記ノズルを移動させながら前記トレイ上に滴下する際に、前記顆粒樹脂の滴下開始位置から、外周側に移動する軌跡を描き、その後外周側から内側に移動する軌跡を描き、内側の位置で滴下を停止するように散布して前記散布パターンを配置する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 実装基板に接着した半導体素子にワイヤをボンディングした状態で樹脂成形用の上金型に装着する工程と、
   トレイ上に当該トレイと相対移動可能なノズルから顆粒樹脂を散布して所定の散布パターンに散布した顆粒樹脂を下金型内に載置する工程と、
   前記上金型を配置して前記下金型との間に成形用の空間を形成し、前記顆粒樹脂を加熱する工程と、
   前記上金型を加熱により塑性変形した前記顆粒樹脂に押し当てて成形する工程とを備え、
   前記トレイ上への前記ノズルによる前記顆粒樹脂の散布では、
   前記顆粒樹脂を前記ノズルを移動させながら前記トレイ上に滴下する際に、前記実装基板に接着した前記半導体素子の配置密度が高い部分に比べて低い部分では、前記ノズルの移動速度を低下させるか移動軌跡のピッチを短くするようにして散布して前記散布パターンを配置する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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