JP2002353260A - ウェハーの樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハーをボイドを生じさせずに確実に樹脂
封止する。 【解決手段】 上型１１と中間型１２により形成したキ
ャビティ２０にウェハー１を配置する。中間型１２と下
型１３により形成したランナー３５により溶融樹脂を案
内し、中間型１２に設けたゲート３６から溶融樹脂をキ
ャビティ２０に注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ＩＣチップ
となるＩＣの既に形成されたチップ領域を有するウェハ
ーを、樹脂封止する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常は、ウェハーを切断して得た半導体
ＩＣチップを樹脂封止する。しかし、最近では、ウェハ
ーを切断前に一体的に樹脂封止することが試みられてい
る。即ち、例えば、上型と下型との対向面にキャビティ
を形成し、このキャビティにウェハーを配置し、上型及
び下型の対向面にキャビティに連通するゲートを設け、
このゲートから液状の溶融樹脂を注入することにより、
ウェハーを樹脂封止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウェハー
は、６インチ以上の直径を有するので、ウェハーを配置
するためのキャビティは容積を大きくする必要がある。
しかし、容積の大きいキャビティの一端から、上記した
ように上型及び下型の対向面に形成したゲートを介して
溶融樹脂を注入する場合、溶融樹脂がキャビティの他端
に向かって流動する間に硬化を開始するため、キャビテ
ィに確実に樹脂を充填することが困難であった。また、
溶融樹脂が加圧前に硬化すると、ボイドが生じ易く、不
良品が発生する欠点がある。ボイドを除去するために、
樹脂注入圧力を高くしたり樹脂の粘度を変えることも考
えられるが、ボイドの発生を完全に抑えることは困難で
ある。本発明の目的は、ボイドを生じさせることなくウ
ェハーを確実に樹脂封止することが可能な樹脂封止装置
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した点を解
決するため次の構成を有している。即ち、本発明は、相
互に接近及び離間可能に配される一方及び他方の型と、
これらの型の間に配される中間型と、一方の型と中間型
の対向面間に形成されてウェハーが電極を有する板面を
中間型に対向させて配置されるウェハー用キャビティ
と、中間型と他方の型の対向面間に形成され、上記ウェ
ハー用キャビティに向けて溶融樹脂を案内するためのラ
ンナーと、中間型に形成されてランナーに案内された溶
融樹脂をウェハー用キャビティに注入するためのゲート
とを含むことを特徴とするウェハーの樹脂封止装置であ
る。

【０００５】この樹脂封止装置において、ランナーに不
要樹脂が残るので、該不要樹脂を除去するためのエジェ
クト手段を他方の型に設けるようにしてもよい。また、
中間型のゲートを、ウェハーの位置決めに用いられるア
ライメントマーク領域と対向する位置に設けるのが好ま
しい。

【０００６】更に、ウェハー用キャビティに、樹脂封止
したウェハーを取り出すために離型用フィルムを配して
もよく、この場合にはゲートからの溶融樹脂をキャビテ
ィへ導入するための導入穴を該フィルムに予め設けてお
く。また、一方の型のウェハー用キャビティを形成する
対向面に、ウェハーに対する押付力を緩衝するための緩
衝材を設けてもよい。そして、この緩衝材を設けること
で、ウェハーに均等に押付力を加えることができるの
で、ウェハーの各電極をウェハー用キャビティを形成す
る壁面に確実に当接させて電極が樹脂にて覆われるのを
阻止することができる。

【０００７】〈作用〉一方の型と中間型とによりウェハ
ー用キャビティを形成し、中間型にゲートを設けるよう
にしたので、該キャビティの中央位置でゲートを連通さ
せたりキャビティの複数位置に複数のゲートを連通させ
ることが可能となる。従って、溶融樹脂のキャビティ内
での流動距離を小さくすることができるので、ボイドを
発生させずにキャビティに確実に樹脂を充填し、これに
よりウェハーを樹脂封止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
より詳細に説明する。図１は本発明に係るウェハーの樹
脂封止装置のセット工程での断面図である。この樹脂封
止装置は、上型１１、中間型１２及び下型１３から成る
金型１４を備える。中間型１２は、互いに平行な平面１
５及び１６を有している。上型１１は中間型１２の平面
１５に対向する平面１７を有し、下型１３は中間型１２
の平面１６に対向する平面１８を有している。上型１
１、中間型１２及び下型１３は、これら対向する平面が
相互に接近及び離間するように上下方向に移動可能に保
持されている。

【０００９】中間型１２の平面１５には、ウェハー１が
配置されている。ウェハー１は、例えば、３００mmの直
径を有し、図２に示すように、多数のチップ領域１ａを
有している。即ち、各チップ領域１ａにはＩＣチップを
構成するためのＩＣ回路が形成されている。そして、各
チップ領域１ａには半田パンプを設けるための電極２が
形成されている。これら電極２は、ウェハー１の厚さ寸
法が３００μとすると、５０μ程度の厚さ（高さ）に形
成されている。また、ウェハー１はアライメント領域１
ｂを有している。このアライメント領域１ｂは、ウェハ
ーを位置決めする際のマークが形成され、回路を有しな
い部分である。

【００１０】上型１１の平面１７と中間型１２の平面１
５には、ウェハー１を受け入れるための凹所から成るウ
ェハー用キャビティ２０が形成されている。中間型１２
と下型１３とは、図１で示すセット工程では相互に対向
する平面１６，１８を当接させて保持されている。これ
ら平面１６，１８間には、液化させた溶融樹脂をキャビ
ティ２０に案内するためのガイド部３０が設けられてい
る。また、下型１３には、例えば、シリカと結合材であ
るエポキシ樹脂とを含む熱硬化性樹脂から成るタブレッ
ト３１を収容するポット３２が形成されている。

【００１１】ポット３２内で液状化されたタブレット３
１は、溶融樹脂としてポット３２をシリンダとするプラ
ンジャ３３の押圧により、ポット３２からガイド部３０
を経て、キャビティ２０に案内される。ガイド部３０
は、下型１３の平面１８上で開放し、ポット３２から押
し出された溶融樹脂を受ける円形の凹所から成るカル３
４と、カル３４から平面１８上でキャビティ２０を中心
としてその下方でマトリクス状に伸びるランナー３５
と、中間型１２の平面１６上に形成され、各ランナー３
５からキャビティ２０に向かって中間型１２の厚さ方向
に伸長し、連通するゲート３６とから成る。ゲート３６
は、図２に示すように、ウェハー１のアライメント領域
１ｂに対向する位置に設けられている。

【００１２】下型１３には、エジェクト機構３７が設け
られている。このエジェクト機構３７は、下型１３にそ
の厚さ方向に伸びるガイド孔３８と、ガイド孔３８に貫
挿されてランナー３５内に突出可能に配置される複数の
押し出しピン３９と、各ピンをその押出位置とストッパ
４０により規制されるランナー３５からの後退位置との
間で動作させる作動装置４１とを備える。このエジェク
ト機構３７は、ガイド部３０のカル３４、ランナー３５
に残留する不要な樹脂を下型１３から排出すると共に、
ピン３９をゲート３６と整合させることによりウェハー
１のアライメント領域１ｂを押圧させてウェハー１をキ
ャビティ２０から排出するために用いられる。

【００１３】上型１１の平面１７には、緩衝材４２が取
付けられている。この緩衝材４２は、所望の弾性力を有
するゴム材から形成されている。

【００１４】次に、本発明に係る樹脂封止装置の動作を
説明する。図３は樹脂注入開始工程を示す断面図であ
る。この図３に示すように、上型１１が下動されて中間
型１２に仮締めされると、上型１１に設けた図示しない
吸着機構が作動され、キャビティ２０内に配されたウェ
ハー１が緩衝材４２を介して上型１１に吸着される。ウ
ェハー１がこのように吸着されると、上型１１は僅かに
上動する。

【００１５】一方、下型１３は上動されて中間型１２に
型締めされる。このように型締めされると、プランジャ
３３が液状に溶融したタブレット３１を押圧するので、
溶融樹脂がカル３４及びランナー３５に案内され、ゲー
ト３６からキャビティ２０に注入される。

【００１６】図４は樹脂注入完了工程を示す断面図であ
る。キャビティ２０に溶融樹脂が完全に注入される前
に、上型１１を下動させて中間型１２に型締めし、溶融
樹脂の注入を続ける。キャビティ２０に溶融樹脂が完全
に注入された時点では樹脂が硬化を開始しておらず、従
って、その後に一定の樹脂圧を加え、これにより注入が
完了する。この樹脂注入時には、図２に示すように、緩
衝材４２を介してウェハー１に押圧力（型締力）が加わ
るので、この押圧力を大きくしてもウェハー１の破断を
防止することができる。また、キャビティ２０を形成す
る壁面にミクロン単位の凹凸や傾斜が生じていてもウェ
ハー１に緩衝材４２を介して均等な押圧力を加えること
ができる。従って、電極２をキャビティ２０の壁面に確
実に当接させることができるので、電極２上に樹脂被膜
が形成されるのを阻止することも可能である。

【００１７】図５は不要樹脂エジェクト工程を示す断面
図である。この図５に示すように、樹脂注入後は樹脂が
完全に硬化する前後に、上型１１及び中間型１２が型締
め状態で上動され、下型１３から離間される。その後に
樹脂が硬化すると、エジェクト機構３７が作動を開始
し、ピン３９が上動してランナー３５内に突出する。こ
れにより、カル３４及びランナー３５に残留する不要樹
脂部４３を下型１３からエジェクトすることができる。

【００１８】不要樹脂の排出が終了すると、図６で示す
ウェハー１のエジェクトが行われる。この工程では、中
間型１２を下動させて下型１３に型締めさせる。その
後、エジェクト機構３７を作動させ、ピン３９を中間型
１２のゲート３６から上方へ突出させ、これにより樹脂
封止したウェハー１を中間型１２から分離し、図示しな
いアーム手段等によりウェハー１を取り出す。この場合
ピン３９はウェハー１の不要部分であるアライメント領
域１ｂを押圧するので、チップ領域を押圧により犠牲に
する必要がなく、従って、ウェハーの歩留りの低下を防
止できる。その後は、図７に示すように、ポット３２に
ペレット３１を投入し、ウェハーの配置を待つ状態に保
持される。

【００１９】図８は、他の実施例に係る樹脂封止装置の
セット工程を示す断面図である。この図８において、ウ
ェハー用キャビティ２０を形成する中間型１２の凹所及
び平面１５上には、耐熱性を有する離型フィルム（テー
プ）４４が配設されている。この離型フィルム４４は金
型に対して離型可能な材料より形成され、ゲート３６位
置に樹脂をキャビティ２０へ導入するための導入穴が設
けられている。尚、その他の構成は図１に示す構成と同
一なので、同一部分に同一符号を付してその説明を省略
する。

【００２０】キャビティ２０にウェハー１が配置される
と、図９に示すように、樹脂注入開始工程が行われる。
即ち、上型１１を下動させてウェハー１を吸着させると
共に中間型に図示しない吸着機構により離型フィルム４
４を吸着させると、下型１３においてプランジャ３３が
タブレット３１を押圧するので、溶融樹脂がカル３４、
ランナー３５を介してゲート３６に案内され、離型フィ
ルム４４の導入穴を介してキャビティ２０に注入され
る。

【００２１】次に、キャビティ２０に溶融樹脂が完全に
注入される前に、図１０に示すように、上型１１を下動
させて中間型１２に型締めし、キャビティ２０に溶融樹
脂を一定圧力で完全に注入する。その後、不要樹脂部４
３をエジェクト機構３７により上記実施例と同様に下型
１３から除去する（図５参照）。そして、図１１に示す
ように、中間型１２を下動させて下型１３に型締めさ
せ、離型フィルム４４の両端をアーム等により把持して
該フィルム４４を上動させ、中間型１２から離型させ
る。その後、離型フィルム４４をウェハー１から剥離す
る。

【００２２】この実施例によれば、寸法若しくはアライ
メント領域位置の相違するウェハーに対応させてキャビ
ティ及びゲートを設けた中間型を複数用意し、各中間型
と離型フィルムを組み合わせるだけで各種ウェハーを樹
脂封止することができる。即ち、上型１１及び下型１３
を変更せず、中間型のみを変更するだけで各種ウェハー
を樹脂封止することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、一方の型と中間型との
対向面にウェハー用キャビティを形成し、中間型と他方
の型に形成したランナーにより溶融樹脂を案内し、中間
型に設けたゲートからキャビティに溶融樹脂を注入する
ようにしたので、ウェハー寸法が大きくても溶融樹脂を
硬化を開始する前にキャビティに充填することができ
る。従って、ボイドを発生させずにウェハーに樹脂を確
実に封止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂封止装置のセット工程での断
面図である。

【図２】同装置の樹脂注入完了時の要部拡大断面図であ
る。

【図３】同装置の樹脂注入開始工程での断面図である。

【図４】同装置の樹脂注入完了工程での断面図である。

【図５】同装置の不要樹脂排出工程での断面図である。

【図６】同装置のウェハー取出し工程での断面図であ
る。

【図７】同装置のペレットを投入した待ち工程での断面
図である。

【図８】他の実施例に係る樹脂封止装置のセット工程で
の断面図である。

【図９】図８の実施例装置の樹脂注入開始工程での断面
図である。

【図１０】図８の実施例装置の樹脂注入完了工程での断
面図である。

【図１１】図８の実施例装置のウェハー取出し工程での
断面図である。

【符号の説明】

１ ウェハー １１ 上型 １２ 中間型 １３ 下型 １４ 金型 １５，１６，１７，１８ 平面 ２０ キャビティ ３０ ガイド部 ３１ タブレット（ペレット） ３２ ポット ３３ プランジャ ３４ カル ３５ ランナー ３６ ゲート ３７ エジェクト機構 ３８ ガイド孔 ３９ 押し出しピン ４０ ストッパ ４１ 作動装置 ４２ 緩衝材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA36 AD02 AH37 CA30 CB01 CB17 CK02 CK06 CM01 4F206 AD02 AH37 JA07 JB17 JF02 JL02 JN25 JP30 JQ81 JT07 5F061 AA01 DA04 DA05 DA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のチップ領域毎に板面から突出する
   電極が形成されているウェハーに樹脂を封止する装置で
   あって、 相互に接近及び離間可能に配される一方及び他方の型
   と、 該一方の型と他方の型との間に配される中間型と、 前記一方の型と前記中間型の対向面間に形成され、前記
   ウェハーが前記電極を有する板面を前記中間型に対向さ
   せて配置されるウェハー用キャビティと、 前記中間型と前記他方の型の対向面間に形成され、前記
   ウェハー用キャビティに向けて溶融樹脂を案内するため
   のランナーと、 前記中間型に形成され、前記ランナーに案内された前記
   溶融樹脂を前記ウェハーを封止すべく前記ウェハー用キ
   ャビティに注入するためのゲートとを含むことを特徴と
   するウェハーの樹脂封止装置。
2. 【請求項２】 前記他方の型に、前記ランナーに残る不
   要樹脂を該ランナーより排出するためのエジェクト手段
   が設けられていることを特徴とする請求項１記載のウェ
   ハーの樹脂封止装置。
3. 【請求項３】 前記中間型の前記ゲートは、前記ウェハ
   ーのアライメントマーク領域と対向する位置に設けられ
   ることを特徴とする請求項１記載のウェハーの樹脂封止
   装置。
4. 【請求項４】 前記ウェハー用キャビティに、前記ゲー
   トからの溶融樹脂を導入するための導入穴を有する離型
   用フィルムが配されることを特徴する請求項１記載のウ
   ェハーの樹脂封止装置。
5. 【請求項５】 前記一方の型の前記ウェハー用キャビテ
   ィを形成する対向面に、前記ウェハーへの押付力を緩衝
   し、かつ均等に加えるための緩衝材が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載のウェハーの樹脂封止装
   置。