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JP4077118B2 - 半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型 - Google Patents

半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型に関し、一層詳細にはチップサイズパッケージ構造を有した半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型に関する。
近年、電子機器および装置の小型化の要求に伴い、半導体装置の小型化、高密度化が図られている。このため、半導体装置の寸法を半導体素子(チップ)の寸法に極力近づけることにより小型化を図った、いわゆるチップサイズパッケージ構造(以下、CSPという)の半導体装置が提案されている。このCSPタイプの半導体装置は、小型化を維持しつつ信頼性の向上を図るため、部分的に樹脂が配設された構成とされている。
【0002】
また、一方において半導体装置は、その生産性において高い効率化が望まれている。従って、CSPタイプの半導体装置において樹脂を配設する行程においてても、生産性を向上し高効率化を図る必要がある。
【0003】
【従来の技術】
図41(A)は、CSPタイプの半導体装置1を示している。同図に示すように、半導体装置1は、大略すると半導体素子2、樹脂層3、および電極4等により構成されている。樹脂層3は、半導体素子2の電極4が形成された回路形成面上に所定の厚さで形成されている。これにより、半導体素子2の回路形成面は樹脂層3により保護されている。また、樹脂層3は電極4の先端部(電気的接続を行なうに必要な領域)を残し、この電極4も封止している。よって、電極4の半導体素子2に対する取付け強度の向上も図られている。このように形成された半導体装置1は電極4の先端部を実装基板5の電極パッド6に接合して実装基板5に搭載される。
【0004】
ところで、上記した半導体装置1を製造するには、半導体素子2の上部に樹脂層4を形成する処理が必要となる。本発明者は先に、特開平10−71944号公報において、この樹脂層4を形成する方法およびこの方法に用いる半導体装置製造用金型を提案した。以下、上記の公報に開示された製造方法および半導体装置製造用金型について、説明する。
【0005】
図42に示す半導体装置製造用金型20は大略すると上型21と下型22とにより構成されている。この上型21および下型22には、共に図示しないヒーターが内設されており、後述する封止樹脂35を加熱溶融しうる構成とされている。
上型21は、図42中矢印Z1、Z2方向に昇降動作する構成とされている。また、上型21の下面はキャビティ面(キャビティ形成面)21aとされており、このキャビティ面21aは平坦面とされている。従って、上型21の形状は極めて簡単な形状とされており、安価に上型21を製造することができる。
【0006】
一方、下型22は、第1の下型半体23と第2の下型半体24とにより構成されている。第1の下型半体23は、基板16の形状に対応した形状とされており、具体的には基板16の径寸法より若干大きな径寸法に設定されている。基板16は、この第1の下型半体23の上面に形成されたキャビティ面25に装着される。また、第2の下型半体24の側面にはキャビティ面26が形成される。この例では、第1の下型半体23は固定された構成とされている。
【0007】
また、第2の下型半体24は、第1の下型半体23を囲繞するよう略環状形状とされている。この第2の下型半体24は、第1の下型半体23に対して図中矢印Z1、Z2方向に昇降動作する構成とされている。
樹脂封止工程の開始直後の状態では、図42に示すように、第2の下型半体24は第1の下型半体23に対してZ2方向に上動した状態となっており、よって前記した基板16は第1および第2の下型半体23、24が協働して形成する凹部(キャビティ)内に装着される。この際、基板16はバンプ12が形成された面が上側となるよう装着され、よって装着状態において基板16に形成されたバンプ(突起電極)12は上型21と対向した状態となっている。
【0008】
上記のように下型22に基板16を装着すると、続いて上型21の下部にのみシート30を配設すると共に、基板16のバンプ12上に封止樹脂35を載置する。この封止樹脂35を載置した状態を示す図43において、参照符号11は半導体素子を示す。
上記のように基板装着工程が終了すると、続いて樹脂層形成工程が実施される。樹脂層形成工程が開始されると、金型20による加熱により封止樹脂35が溶融しうる温度まで昇温したことを確認した上で、上型21がZ1方向に下動される。
【0009】
上型21をZ1方向に下動することにより、先ず上型21は第2の下型半体24の上面と当接する。この際、前記のように上型21の下部にはフィルム(シート)30が配設されているため、上型21が第2の下型半体24と当接した時点で、図44に示されるように、フィルム30は上型21と第2の下型半体24との間にクランプされた状態となる。この時点で、金型20内には、前記した各キャビティ面21a、25、26により囲繞されたキャビティ28が形成される。
【0010】
また、封止樹脂35は下動する上型21によりフィルム30を介して圧縮付勢され、かつ封止樹脂35は溶融しうる温度まで昇温されているため、同図に示されるように、封止樹脂35は基板16上にある程度広がった状態となる。
上型21が第2の下型半体24と当接すると、その後は、上型21および第2の下型半体24はフィルム30をクランプした状態を維持しつつ一体的にZ1方向に下動を行なう。即ち、上型21および第2の下型半体24は、共にZ1方向に下動する。
【0011】
これに対し、下型22を構成する第1の下型半体23は固定された状態を維持するため、図45に示すように、キャビティ28の容積は上型21および第2の下型半体24の下動に伴い減少し、よって封止樹脂35はキャビティ28内で圧縮されつつ樹脂成形されることとなる(この樹脂成形法を圧縮成形法という)。
図45は、樹脂層形成工程が終了した状態を示している。樹脂層形成工程が終了した状態では、フィルム30は基板16に向け圧接されているため、バンプ12の先端部はフィルム30にめり込んだ状態となる。また、封止樹脂35が基板16の全面に配設されることにより、バンプ12を封止する樹脂層13が形成される。
【0012】
樹脂層形成工程が終了すると、続いて離型工程が実施される。この離型工程では、先ず上型21をZ2方向に上昇させる。この際、樹脂層13が第2の下型半体24に形成された傾斜部27と当接した位置は固着した状態となっているため、基板16および樹脂層13は下型22に保持された状態となっている。このため、上型21を上昇させた場合、上型21のみがフィルム30から離脱し上動することとなる。
【0013】
続いて、第2の下型半体24を第1の下型半体23に対してZ1方向に若干量下動させる。図46の中心線より左側は、上型21が上動し、かつ第2の下型半体24が若干量下動した状態を示している。このように、第2の下型半体24を第1の下型半体23に対して下動させることにより、第2の下型半体24のキャビティ面26と樹脂層13とを離間させることができる。
【0014】
このようにキャビティ面26と樹脂層13とが離間すると、続いて第2の下型半体24はZ2方向に上動を開始する。これにより、第2の下型半体24の上面はフィルム30と当接すると共にキャビティ面26は樹脂層13の側壁と当接し、よって第2の下型半体24の上動に伴い基板16を上方向に向け移動付勢する。
【0015】
フィルム30は樹脂層13と固着した状態を維持しているため、フィルム30が上動付勢されることにより、樹脂層13が形成された基板16は第1の下型半体23から離脱する。これにより、図46の中心線より右側に示されるように、樹脂層13が形成された基板16は金型20から離型される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、図42乃至図46を用いて説明した特開平10−71944号公報に開示された方法および装置によれば、封止樹脂35は半導体素子11当たりの使用量が大幅に少なくて済むため、材料コストを低減することができる。また、この圧縮成形法によれば、モールド用の型に樹脂を流しこむ従来のトランスファーモールド法に比べて、基板16全体に均一な樹脂層13を容易に形成することができる。
【0017】
しかるに一方において、上記装置は、上型21の下部にフィルム30が1枚配設されているだけであるため、下型22に樹脂が接触することを完全には防止できず、したがって樹脂封止後の金型20の離型性が不良となるおそれがある。
また、フィルム30を確実に張った状態に配設することができず、あるいはフィルム30を張った後金型20の動作過程においてフィルム30が弛むおそれがあり、この場合、皺が形成品に残ってしまう不具合がある。
【0018】
また、成形された樹脂層13内にボイドや不純物が存在すると、装置の信頼性の低下を招くことになる。
本発明は上記した半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型をさらに改良するためになされたものであり、成形後の金型の離型性に優れ、このため金型のクリーニング作業をほとんど要しない半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型を提供することを主な目的とする。
【0019】
また、本発明の他の目的は、半導体装置の品種違い等の場合においても同一量の封止用の樹脂を用いて容易に所望の厚みで均一かつ精密な樹脂層を形成することができ、また樹脂層表面の肌荒れがなく、また樹脂層形成面と反対側の面(裏面)への封止用の樹脂の回り込みがなく、また樹脂層にボイドやピンホールのない良好な品質を有する半導体装置をより好適に製造することができる半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型を提供することにある。
【0020】
また、本発明のさらに他の目的は、所望の樹脂層を形成できる安価な半導体装置製造用金型を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子が形成された基板を、第1のキャビティ形成面と該形成面の外側に形成される第 1 の分割面とを有する第1の金型と、第2のキャビティ形成面と該形成面の外側に形成される第 2 の分割面とを有する第2の金型とからなる分割金型を用いて圧縮成形法によって樹脂封止した後、前記基板を半導体素子単位に分割する半導体装置の製造方法において、前記分割金型を開いて、前記第1のキャビティ形成面および前記第 1 の分割面に第 1 の離型シートを配設するとともに、前記第2のキャビティ形成面および前記第 2 分割面に第2の離型シートを配設し、該第1および第2の離型シートは前記第1及び第2の分割面にそれぞれに設けられた複数の円周状の吸引部を介して真空源によって吸引され、少なくとも前記第1および第2のキャビティ形成面に密接される離型シート配設工程と、記第1のキャビティ形成面の前記第1の離型シート上に前記基板を配置する基板配置工程と、前記分割金型を閉じて前記基板上に供給する封止用の樹脂を圧縮成形法を用いて封止して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記分割金型を開いて該樹脂層が形成された前記基板を取り出すと共に、前記第1および第2の離型シートを剥離する基板取り出し工程と、前記基板を前記半導体素子単位に分割する分割工程と、を有し、前記第1のキャビティ形成面には前記第1の離型シートを前記第1のキャビティ形成面に向け吸引する第1の吸引部が形成されており、前記基板配置工程において、前記第1の吸引部を介して印加される真空源の真空圧により、前記第1の離型シートにおける前記第1のキャビティ形成面と対峙する位置に孔部が形成されるとともに、前記基板は前記孔部および前記第1の吸引部を介して前記第1の離型シートおよび前記第1のキャビティ形成面に密接されることを特徴とする(請求項1に係る発明)。
【0022】
これにより、第1および第2の金型のそれぞれのキャビティ形成面を含む分割面に離型シートを配設しているため、封止用の樹脂が第1および第2の金型のいずれの金型にも全く接触することがなく、したがって、金型の離型性に優れ、特に、封止用の樹脂が樹脂封止する側と反対側の基板面と金型のキャビティ形成面との間に浸入した場合(基板の裏面へ封止用の樹脂が回り込んだ場合)であっても、確実に離型することができる。また、金型のクリーニング作業が実質的に不要である。さらにまた、例えば、第1の金型が可動金型半体と固定金型半体とから構成される場合において、可動金型半体と固定金型半体との間の隙間部に封止用の樹脂が入り込むおそれがないため、可動金型半体の動作不良や摺動面の損傷を生じることがない。またさらに、離型シートに皺を生じることがなく、したがって、半導体装置の樹脂層表面に肌荒れを生じることがない。
また、孔部を容易かつ確実に所定の位置に形成することができるとともに、基板を離型シート上に確実に吸着、固定することができ、したがって、基板をキャビティ形成面の所定の位置に確実に固定することができるとともに、基板の裏面への封止用の樹脂の回り込みを一層確実に防止することができる。
【0023】
この場合、前記第1および第2の離型シートは、
前記複数の吸引部のうち前記第1および第2の分割面のそれぞれの外周に設けられた第2の吸引部を介して真空源によって前記第1および第2の分割面に密接されるとともに、
前記第1のおよび第2の分割面における、前記第2の吸引部の配設位置と前記キャビティ形成面との間にそれぞれ形成された凹部に配設された第3の吸引部を介して真空源によって前記凹部に吸引されることにより、張力が付与されると(請求項2に係る発明)、上記した本発明の効果を一層好適に奏することができるとともに、特に、可動金型が変位する状態においても離型シートを常に張った状態に維持することができる。
【0025】
また、前記第1のおよび第2の金型の第1および第2のキャビティ形成面の外周に樹脂溜め用のダミーキャビティが形成されるとともに、前記第1および第2の金型のうちの少なくとも一方の前記第1および第2の分割面であって、前記第1または第2のキャビティ形成面とダミーキャビティとの間に前記分割金型を閉じた状態において幅狭部が形成されるよう凸部が形成され、前記樹脂層形成工程において、封止用の樹脂のうち、余剰となる余剰樹脂を前記幅狭部を介して該ダミーキャビティに排出すると(請求項3)、ボイド、ピンホール等の不良部位の原因となる余剰樹脂をダミーキャビティに排出することができ、良好な樹脂層を形成することができる。また、基板のロット間で後述する電極の高さにばらつきを生じた場合であっても、封止用の樹脂を金型に供給する際に予め精密に樹脂量を計量することなく、所定の厚みの樹脂層を容易に形成することができる。また、電極の高さや数が異なる品種違いの半導体装置を樹脂封止する場合であっても、供給する樹脂量をその都度変更する必要がない。また、樹脂封止後は、幅狭部に形成された樹脂層の薄層部を切断することにより、トリミングを容易に行なうことができる。
【0026】
また、前記基板は基板表面から突出する電極が形成されており、かつ、前記第1の金型を前記第1のキャビティ形成面を有した第1の可動金型半体と、該第1の可動金型半体を囲み前記第1のキャビティ形成面の外周に形成される前記第1の分割面を有する第2の可動金型半体とにより構成し、前記樹脂層形成工程において、先ず、前記第2の金型を前記第2のキャビティ形成面に密接された前記第2の離型シートが該電極の先端部に当接する直前の位置まで変位させ、次に、前記第1の可動金型半体を変位させることにより前記基板を変位させ、前記第2の金型に密接された前記第2の離型シートに前記電極の先端部を当接させ、次に、前記第2の可動金型半体を変位させてキャビティを形成するとともに、前記キャビティの外周に形成された樹脂溜め用のダミーキャビティに余剰の溶融した封止用の樹脂を排出し、次に、前記第2の金型をさらに変位させて樹脂に対し成形圧力を印加すると(請求項4に係る発明)、樹脂層の高さは第2の金型のみでなく第1の可動金型半体によって微調整されるため、第2の金型の変位量を高精度に制御するための高価な装置を使用することなく、精密に樹脂封止することができる。
【0027】
ここで、基板表面から突出する電極とは、例えば、半導体装置上に設けられる電極パッドを外部端子と電気的に接続するための突起電極(バンプ)や、電極パッドに接続される接続配線を外部端子と電気的に接続するためのメタルポスト等をいう。なお、離型シートが電極の先端部に当接する位置は、例えば、第2の金型の押圧力を所定値に設定する等の方法によって適宜決定できる。また、離型シートが電極の先端部に当接する直前の位置は、例えば、第2の金型の押圧力を所定値に設定する等の方法によって適宜決定できる。
【0035】
【発明の実施の形態】
本発明に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型の好適な実施の形態(以下、本実施の形態例という。)について、図を参照して、以下に説明する。
まず、本実施の形態の第1の例に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型について、図1〜図9を参照して説明する。
【0036】
図1において、中心線より左側は、半導体装置製造用金型(以下、単に金型という)100を開いた状態を示し、中心線より右側は、金型100を閉じた状態を示す。
金型100は、被処理物を圧縮成形するためのものであり、上型(第2の金型)102と、下型(第1の金型)104とから構成される分割金型である。金型100には図示しない加熱源が配設されている。
【0037】
上型102の下面には配置される基板とほぼ同一寸法および形状のキャビティ面(第2のキャビティ形成面)102aが形成され、キャビティ面102aの外周には平坦な分割面102bが延設されている。分割面102bには円周状の凹部106が形成されている。これら、キャビティ面102aを含む分割面102bは平滑に仕上げられている。凹部106の底面(分割面)には円周状の吸引溝(第3の吸引部、第3の吸引溝)108が形成され、凹部106よりも外周の分割面102bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)110a〜110dがそれぞれ形成されており、これらの吸引溝108、110a〜110dは連通流路112、114を介してそれぞれ独立して制御可能な真空源に接続されている(図1中、連通流路112に接続される真空源113のみ図示し、他の真空源は省略する)。この場合、吸引溝の負荷有効面積(吸引面積)は内側の吸引溝108よりも外側の吸引溝110a〜110dの方が大きく設けられている(以下、下型104および他の実施例についても同様であり、個別の説明は省略する。)。上型102は、図示しない駆動装置に付勢されて、図1中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に設けられている。
【0038】
下型104は、内側下型半体(インナーダイ)116と、この内側下型半体116を囲む外側下型半体(アウターダイ)118とから構成されている。内側下型半体116の上面には、配置される基板とほぼ同一寸法、形状および高さの凹状のキャビティ面(第1のキャビティ形成面)116aが形成されるとともに、上面の外周端部は、図1中、外側下方に傾斜するテーパ面116bが形成されており、キャビティ面116aとテーパ面116bとで突起部(凸部)120が形成されている。突起部120は図1に示すように断面形状が山形であり、その先端部120aはキャビティ面116aの外周全体にわたって平滑に形成されている。キャビティ面116aおよびテーパ面116bも平滑に形成されている。外側下型半体118の上面は、テーパ面116b側の端部がテーパ面116bとは逆の傾斜をもつテーパ面118aに形成されており、これらテーパ面116bとテーパ面118aとで樹脂溜め用のダミーキャビティ122が形成されている。テーパ面118aに延出して平坦な分割面118bが形成されており、分割面118bには凹部106に対応して凹部121が形成され、この凹部106と凹部121とから後述する離型シートに張力を付与するための離間部123が構成される。
【0039】
内側下型半体116のキャビティ面116aには、平坦部の中央および周囲の対称位置に複数の吸引溝(第1の吸引部、第1の吸引溝)124が形成され、さらにこれら吸引溝124の開口側は十字状および円周状に形成された溝部127によって連通されている(以下、溝部127を含めて吸引溝124ということがある。)。また、平坦部と傾斜部との境界部にも吸引溝126が円周状に形成されている。吸引溝124、126は連通流路128、130を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。
【0040】
外側下型半体118の凹部121の底面(分割面)にも円周状の吸引溝(第3の吸引部、第3の吸引溝)132が形成され、また凹部121よりも外周の分割面118bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)134a〜134dが形成されており、これらの吸引溝132、134a〜134dは連通流路136、138を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。なお、内側下型半体116と外側下型半体118との間隙140も吸引溝の役割を担い、連通流路142を介して図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている(以下、吸引溝140という。)。
【0041】
内側下型半体116は下型ベース144上に固定されている。一方、外側下型半体118の下面と下型ベース144上面との間にクランプスプリング146が取り付けられており、外側下型半体118が摺接部材148を介して内側下型半体116と摺接して、図1中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に構成されている。下型ベース144は図示しない所定のベース上に戴置されている。
【0042】
図1において、上型102のキャビティ面102aおよび分割面102bの全面を覆うように離型シート(第2の離型シート)150aが密接して配設され、内側下型半体116のキャビティ面116aおよびテーパ面116bならびに外側下型半体118のテーパ面118aおよび分割面118bの全面を覆いかつ密接して離型シート(第1の離型シート)150bが配設されている。また、図示しない電極が設けられた半導体素子の形成された基板152が、電極を、図1中、上方に向けて内側下型半体116のキャビティ面116aの所定の位置に配置され、基板152上に封止用の樹脂(以下、単に封止樹脂という。)154が、この場合、樹脂タブレットの形で配置されている。
【0043】
上記のように構成される本実施の形態の第1の例に係る金型100を用いて樹脂封止して半導体装置を製造する方法について、図2〜図9を参照して以下説明する。
樹脂封止作業開始段階では、図2に示すように、上型102は上方(Z2方向)に付勢されて待機した状態にあり、下型104は外側下型半体118がクランプスプリング146に押圧されて内側下型半体116よりもやや上動した状態にある。
【0044】
この状態で、各真空源を付勢しながら(図2中、白抜き細矢印方向。以下の図および他の実施例において同じ。)、2枚の離型シート150a、150bを、上型102のキャビティ面102aおよび分割面102bの全面と、内側下型半体116のキャビティ面116aおよびテーパ面116bならびに外側下型半体118のテーパ面118aおよび分割面118bの全面とを覆うようにそれぞれ配設する(離型シート配設工程)。このとき、2枚の離型シート150a、150bを張った状態で、まず吸引溝110a〜110d、134a〜134dから吸引して離型シート150a、150bを密接、固定した後、さらに吸引溝108、132から吸引することにより、離型シート150a、150bが凹部106、120間に形成される離間部123内に引き込まれ、これにより離型シート150a、150bに撓みを生じていた場合であってもその撓みが解消され、確実に離型シート150a、150bを密接することができる。また、突起部120の断面形状が山形に形成されているため、吸引溝126、140に離型シート150bを吸着することによって離型シート150bが突起部120に良好な装着性をもって密接される。
【0045】
ここで、離型シート150a、150bは、例えばポリイミド、塩化ビニール、PC、PET、生分解性樹脂、合成紙等の紙、金属箔、若しくはこれらの複合材を用いることが可能であり、後述する工程で印加される熱により劣化しない材料が選定されている。また上記の耐熱性に加え、所定の弾性を有する材料が選定されている。ここでいう所定の弾性とは、後述する樹脂封止時において、電極の先端部が離型シート150a内にめり込むことが可能な程度の弾性をいう。
【0046】
ついで、図3に示すように、キャビティ面116aの各吸引溝124、126から吸引することにより、離型シート150bは各吸引溝124、126および溝部127に吸着されてキャビティ面116aに確実に密接される。このとき、吸引溝124から高真空で吸引することにより、離型シート150bが吸引溝124に強く引き寄せられ、吸引溝124の壁との間で切断(せん断)されて、離型シート150bには吸引溝124と対応する所定の位置(対峙する位置)に孔部156が容易かつ確実に形成される。
【0047】
ついで、図4に示すように、電極が設けられた半導体素子の形成された基板152の電極を上方に向けて内側下型半体116のキャビティ面116aの所定の位置の離型シート150b上に基板152を配置する(基板配置工程)。さらに、基板152の上に封止樹脂154を置く。この状態で、基板152の裏面は、離型シート150bの孔部156を介して吸引溝124に吸着され、離型シート150bに強く密接される。
【0048】
ここで、封止樹脂154は、例えば、ポリイミド、エポキシ(PPS、PEEK、PESおよび耐熱性液晶樹脂等の熱可塑性樹脂)等の樹脂であり、本実施例においては上記したようにこの樹脂を円柱形状に成形した構成のもの(樹脂タブレット)を用いている。
また、半導体素子(半導体チップ)は、基板152に電子回路が形成されたものであり、その実装側の面には多数の突起電極またはメタルポスト等の電極が配設されている。電極として突起電極を配設する場合、例えば、はんだボールを転写法を用いて配設された構成とされており、この突起電極は外部接続電極として機能するものである。突起電極は半導体素子に形成されている電極パッドに直接配設された構成とされる。また、電極としてメタルポストを配設する場合、例えば、リソグラフ法を用いて配設された構成とされており、このメタルポストは基板を外部端子に接続するためのものである。メタルポストは電極パッドに接続配線を配設した後その接続配線に接続して立設された構成とされる。
【0049】
ついで、樹脂層形成工程に移り、加熱源を印加して金型100を所定の温度に加熱した状態で、図5に示すように、駆動源を付勢して上型102をZ1方向に下動し(図中、白抜き太矢印で示す。以下、同じ。)、幅狭部を形成するように上型102の分割面102bと外側下型半体118の分割面118bとをほぼ当接させ、分割面102b、118bを閉じる。このとき、キャビティ面102a、116a間にキャビティ158が形成され、加熱されて溶融状態にある封止樹脂154はキャビティ158内を押し広げられる。
【0050】
この場合、基板152の裏面は離型シート150bに密接されているため、溶融状態にある封止樹脂154が基板152の裏面に回り込むおそれがない。
ついで、図6に示すように、上型102を所定の押圧力(成形圧)に至るまでさらにZ1方向に下動すると、この押圧力によってクランプスプリング146が収縮し外側下型半体118が固定状態にある内側下型半体116の外周と摺接しながらわずかにZ1方向に下動する。これによって、キャビティ158が縮小し、キャビティ158を充満した後の余剰の封止樹脂(以下、これを余剰樹脂とよび封止樹脂と同一の参照符号を付すことがある。)154は、円周状に形成された突起部120を溢流してダミーキャビティ122に排出される。この場合、突起部120は先端部120aが平滑に形成されているため、余剰樹脂154はキャビティ158から外周のダミーキャビティ122へ均等に排出される。また、突起部120は断面形状が山形に形成されているため、余剰樹脂154は流動性が良好な状態で排出される。また、離型シート150bが吸引溝108、132によって離間部123内において凹部106、120の底面に引き寄せられるように常に吸引されているため、外側下型半体118が下動して内側下型半体116と位置ずれして瞬時的に離型シート150bに弛みを生じることがあってもその弛みは直ちに解消され、離型シート150bは張った状態が保持される。
【0051】
したがって、ボイド、ピンホール等の不良部位の原因となる余剰樹脂154をダミーキャビティ122に排出することができる。また、基板のロット間で電極の高さにばらつきを生じた場合であっても、樹脂を金型に供給する際に予め精密に樹脂量を計量することなく、所定の厚みに容易に樹脂封止することができる。また、電極の高さや数が異なる品種違いの半導体装置を樹脂封止する場合であっても、供給する樹脂量をその都度変更する必要がない。
【0052】
この状態で、半導体素子の、例えば、電極形成面の全面にわたり溶融した封止樹脂154の層が形成される。半導体素子に配設されている電極は、樹脂封止された状態となるが、このとき、電極の先端部は封止樹脂154の層から露出し離型シート150aにめり込んだ状態となっている。
ついで、基板取り出し工程に移り、図7に示すように、所定時間経過して、封止樹脂154が固化して封止樹脂層(以下、単に樹脂層という。)160が形成された後、上型102の真空源を停止し、上型102をZ2方向に上動して、金型100を開く。そして、下型104の真空源を停止した後、離型シート150a、150bごと樹脂層160が形成された基板152を金型100から離型する(図示せず。)。
【0053】
この場合、封止樹脂154が金型100に直接付着することがなく、封止樹脂154と金型100とは離型シート150a、150bによって完全に分離されているため、容易に離型することができる。
ついで、基板152から離型シート150a、150bを剥離する(図8)。このとき、電極の先端部に樹脂層160がわずかに存在する状態であっても、この樹脂層160は離型シート150aに付着して除去され、電極の先端部は露出した状態とされる。ついで、樹脂層160の薄層部を容易にトリミングして余剰の樹脂層160を除去することにより、基板152の樹脂封止が完了する。さらに、基板152を半導体装置単位に分割して半導体装置が完成する(分割工程)。なお、電極としてメタルポストが形成された基板152の場合は、そのメタルポストの露出した先端部にはんだボールを装着した後、基板152を半導体装置単位に分割する。
【0054】
上記した本実施の形態の第1の例に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型によれば、離型シート150a、150bに皺を生じることがないため、半導体装置の樹脂層160表面に肌荒れを生じることがない。また、金型100に封止樹脂154(樹脂層160)が付着することがないため、金型100のクリーニング作業が実質的に不要である。また、内側下型半体116と外側下型半体118との間の隙間部に封止樹脂154が入り込むおそれがないため、外側下型半体118の動作不良や摺動面の損傷を生じることがない。
【0055】
つぎに、本実施の形態の第2の例に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型について、図10〜図17を参照して説明する。
図10において、中心線より左側は、金型200を開いた状態を示し、中心線より右側は、金型200を閉じた状態を示す。金型200は基本的には上記した本実施の形態の第1の例の金型100とほぼ同じ構成とされている。金型200が金型100と異なる点は、上型および下型のキャビティ面の形状とクランプスプリングの取り付け箇所等であり、詳細は以下に述べる。
【0056】
金型200は、上型(第2の金型)202と、下型(第1の金型)204とから構成される分割金型であり、金型200には図示しない加熱源が配設されている。
上型202は、内側上型半体(インナーダイ)206と、この内側上型半体206を囲む外側上型半体(アウターダイ)208とから構成されている。内側上型半体206の下面には、配置される基板とほぼ同一寸法、形状および高さの凹状のキャビティ面(第2のキャビティ形成面)206aが形成されるとともに、キャビティ面206aの外周端部には、図10中、外側上方に傾斜するテーパ面206bが形成されており、キャビティ面206aとテーパ面206bとで円周状の突起部(凸部)210が形成されている。突起部210は図10に示すように断面形状が山形であり、その先端部210aはキャビティ面206aの外周全体にわたって平滑に形成されている。キャビティ面206aおよびテーパ面206bも平滑に形成されている。外側上型半体208の下面は、テーパ面206b側の端部がテーパ面206bとは逆の傾斜をもつテーパ面208aに形成されており、これらテーパ面206bとテーパ面208aとで樹脂溜め用のダミーキャビティ212が形成されている。テーパ面208aに延出して分割面208bが形成されており、分割面208bには凹部214が形成されている。
【0057】
内側上型半体206のキャビティ面206aには平坦部と傾斜部との境界部に吸引溝216が円状に形成されており、連通流路218を介して図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。外側上型半体208の凹部214の底面(分割面)にも円周状の吸引溝(第3の吸引部、第3の吸引溝)220が形成され、また凹部214よりも外周の分割面208bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)222a〜222dが形成されており、これらの吸引溝220、222a〜222dは連通流路224、226を介してそれぞれ独立して制御可能な真空源に接続されている(図1 0中、連通流路218に接続される真空源227のみ図示し、他の真空源は省略する)。なお、内側上型半体206と外側上型半体208との間隙228も吸引溝の役割を担い、連通流路230を介して図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている(以下、吸引溝228という。)。
【0058】
内側上型半体206の上面は上型ベース232に固定されている。一方、外側上型半体208の上面と上型ベース232下面との間にクランプスプリング234が取り付けられており、外側上型半体208が摺接部材236を介して内側上型半体206と摺接して、図10中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に構成されている。上型ベース232は、図示しない駆動装置に付勢されて、図10中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に設けられている。
【0059】
下型204の上面には配置される基板とほぼ同一寸法の平坦なキャビティ面(第1のキャビティ形成面)204aが形成されるとともに、キャビティ面204aの外周に延出して分割面204bが形成されている。分割面204bには上記した凹部214と対応する位置に円周状の凹部238が形成されている。これら凹部214と凹部238とで離間部240が形成される。キャビティ面204aを含む分割面204bは平滑に仕上げられている。キャビティ面204aには、本実施の形態の第1の例の金型100の吸引溝124および溝部127と同様の吸引溝(第1の吸引部、第1の吸引溝)250および吸引溝250に連通する溝部252が形成され、連通流路254を介して図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。また、凹部238の底面(分割面)にも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)242が形成され、また凹部238よりも外周の分割面204bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)244a〜244dがそれぞれ形成されており、これらの吸引溝242、244a〜244dは連通流路246、248を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。下型204は、図示しないベース上に戴置されている。
【0060】
図10において、上型202の内側上型半体206のキャビティ面206aおよびテーパ面206bならびに外側上型半体208のテーパ面208aおよび分割面208bの全面を覆うように離型シート(第2の離型シート)256aが密接して配設され,一方、下型204のキャビティ面204aおよび分割面204bの全面を覆うように離型シート(第1の離型シート)256bが密接して配設される。また、図示しない電極が設けられた半導体素子の形成された基板258が、電極を、図10中、上方に向けて下型204のキャビティ面204aの所定の位置に配置され、基板258上に封止樹脂260が供給される。
【0061】
上記のように構成される本実施の形態の第2の例に係る金型200を用いて樹脂封止して半導体装置を製造する方法について、図11〜図17を参照して以下説明する。
樹脂封止作業開始段階では、図11に示すように、内側上型半体206および外側上型半体208からなる上型202は上型ベース232を介して上方(Z2方向)に付勢されて待機した状態にあり、下型204は上記したようにベース上に戴置された状態にある。なお、クランプスプリング234が伸張されて、分割面208bはキャビティ面206aよりもやや下方に位置している。
【0062】
この状態で、各真空源を付勢しながら、2枚の離型シート256a、256bを、上型202の内側上型半体206のキャビティ面206aおよびテーパ面206bならびに外側上型半体208のテーパ面208aおよび分割面208bの全面と下型204のキャビティ面204aおよび分割面204bの全面とを覆うようにそれぞれ配設する(離型シート配設工程)。このとき、2枚の離型シート256a、256bを張った状態で、まず吸引溝222a〜222d、244a〜244dから吸引して離型シート256a、256bを密接、固定した後、さらに吸引溝220、242から吸引することにより、離型シート256a、256bが離間部240内に引き込まれるため、離型シート256a、256bに撓みを生じていた場合であっても、確実に密接することができる(なお、図11の吸引溝242は変形例として凹部238の側壁に設けられた状態を示す)。この場合、突起部210の断面形状が山形に形成されているため、吸引溝216、228に離型シート256aを吸着することにより、離型シート256aを突起部210に装着性よく密接することができる。
【0063】
ついで、図12に示すように、キャビティ面204aの吸引溝250から吸引することにより、離型シート256bは吸引溝250および溝部252(図12以下において図示を省略。)に吸着されて確実にキャビティ面204aに密接される。このとき、吸引溝250から高真空で吸引することにより、本実施の形態の第1の例と同様に、離型シート256bに孔部262が形成される。
【0064】
ついで、図13に示すように、電極が設けられた半導体素子の形成された基板258の電極を上方に向けて下型204のキャビティ面204aの所定の位置の離型シート256b上に基板258を配置する(基板配置工程)。さらに、図14に示すように、基板258の上に封止樹脂260を置く。この状態で、基板258の裏面は、離型シート256bの孔部262を介して吸引溝250に吸着され、離型シート256bに強く密接される。
【0065】
ついで、樹脂層形成工程に移り、加熱源を印加して金型200を所定の温度に加熱した状態で、図15に示すように、上型102をZ1方向に下動し、所定の圧力を付与することにより、幅狭部が形成されるようにキャビティ面206aより下方に位置する外側上型半体208の分割面208bと下型204の分割面204bとをほぼ当接させ、分割面208b、204bを閉じる。このとき、キャビティ面206a,204a間にキャビティ264が形成され、溶融した封止樹脂260がキャビティ264内を押し広げられる。
【0066】
この場合、基板258の裏面は離型シート256bに密接されているため、溶融した封止樹脂260が基板258の裏面に回り込むおそれがない。
ついで、図16に示すように、上型202(上型ベース232)を所定の押圧力に至るまでさらに駆動装置を付勢すると、分割面208b、204bを閉じた状態に有る外側上型半体208については、クランプスプリング234が収縮して押圧力が吸収される。一方、内側上型半体206は金型半体208の内周と摺接しながらわずかにZ1方向に下動する。これによって、キャビティ264が縮小し、キャビティ264を充満した後の余剰の封止樹脂(余剰樹脂)260は、円周状に形成された突起部210を介してダミーキャビティ212に排出される。この場合、突起部210の先端部210aは平滑に形成されているため、余剰樹脂260はキャビティ264から外周のダミーキャビティ212へ均等に排出される。また、突起部210は断面形状が山形に形成されているため、余剰樹脂260は流動性が良好な状態で排出される。また、離型シート256a、256bが吸引溝220、242によって離間部240内において凹部214、238に引き寄せられるように常に吸引されているため、外側上型半体208が下動して内側上型半体206と位置ずれして瞬時的に離型シート256aに弛みを生じても、その弛みは直ちに解消され、離型シート256aは張った状態が保持される。
【0067】
したがって、本実施の形態の第1の例と同じく、ボイド、ピンホール等の不良部位の原因となる封止樹脂をダミーキャビティに排出することができる。また、基板258のロット間で電極の高さにばらつきを生じた場合であっても、封止樹脂を金型に供給する際に予め精密に樹脂量を計量することなく、所定の厚みの樹脂封止を容易に行なうことができる。また、電極の高さや数が異なる品種違いの半導体装置を樹脂封止する場合であっても、供給する樹脂量をその都度変更する必要がない。
【0068】
この状態で、本実施の形態の第1の例と同様に、電極の先端部は封止樹脂260の層にめり込んだ状態にある。
ついで、基板取り出し工程に移り、図17に示すように、所定時間経過して、封止樹脂260が固化して樹脂層266が形成された後、上型102の真空源を停止して図示しない加圧源を付勢して流体圧を吸引孔216、220、222、228から離型シート256aに付与しながら、上型202をZ2方向に上動して、金型200を開く。この場合、流体圧の作用によって離型シート256aは上型202から容易に剥離する。そして、下型204の真空源を停止した後、離型シート256a、256bごと樹脂層266が形成された基板258を離型する(図示せず。)。
【0069】
この場合、本実施の形態の第1の例と同様に、封止樹脂260が金型200に直接付着することがなく、封止樹脂260と金型200とは離型シート256a、256bによって完全に分離されているため、基板258を金型200から容易に離型することができる。
ついで、本実施の形態の第1の例と同様に、基板258から離型シート256a、256bを剥離し、さらにトリミングして余剰の樹脂層266を除去することにより、基板258の樹脂封止が完了する(図示せず。)。さらに、本実施の形態の第1の例と同様の手順を経て基板258を分割して半導体装置が完成する(分割工程)。
【0070】
上記した本実施の形態の第2の例に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型によれば、本実施の形態の第1の例と同様に、離型シート256a、256bに皺を生じることがないため、半導体装置の樹脂層266表面に肌荒れを生じることがない。また、金型200に封止樹脂260(樹脂層266)が付着することがないため、金型200のクリーニング作業が実質的に不要である。また、内側上型半体206と外側上型半体208との間の隙間部に封止樹脂260が入り込むおそれがないため、外側上型半体208の動作不良や摺動面の損傷を生じることがない。
【0071】
つぎに、本実施の形態の第3の例に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型について、図18〜図29を参照して説明する。なお、本実施の形態の第3の例および以下の他の実施例において、本実施の形態の第1および第2の例と同様な装置構成を取ることによって生じる同様な作用効果については、説明を省略する。
【0072】
図18において、中心線より左側は、金型300を開いた状態を示し、中心線より右側は、金型300を閉じた状態を示す。金型300は本実施の形態の第1および第2の例の金型100、200と基本的には同様に構成されるが、本実施の形態の第1および第2の例の金型100、200とは上型および下型の成形時の昇降パターン等が異なり、詳細は後述する。
【0073】
金型300は、上型(第2の金型)302と、下型(第1の金型)304とから構成される分割金型であり、金型300には図示しない加熱源が配設されている。
上型302の下面には配置される基板とほぼ同一寸法および形状の平坦なキャビティ面(第2のキャビティ形成面)302aが形成されるとともに、キャビティ面302aの外周に延出して分割面302bが形成されている。分割面302bには円周状の凹部306が形成されている。これら、キャビティ面302aを含む分割面302bは平滑に仕上げられている。凹部306の底面(分割面)に円周状の吸引溝(第3の吸引部、第3の吸引溝)308が形成され、また凹部306よりも外周の分割面302bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)310a〜310cが形成されており、これらの吸引溝308、310a〜310cは連通流路312、314を介してそれぞれ独立して制御可能な真空源に接続されている(図18中、連通流路312に接続される真空源315のみ図示し、他の真空源は省略する)。上型302は、駆動装置303に付勢されて、図18中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に設けられている(可動金型)。
【0074】
下型304は、内側下型半体(インナーダイ、固定金型半体)316と、この内側下型半体316を囲む外側下型半体(アウターダイ、可動金型半体)318とから構成されている。
内側下型半体316の上面には、配置される基板とほぼ同一寸法、形状の平坦なキャビティ面(第1のキャビティ形成面)316aが形成されている。また、外側下型半体318の上面に、分割面318aが形成されている。分割面318aは、キャビティ面316aに近い側の端部の内外両側に円周状にテーパ面が設けられ、これらのテーパ面によって本実施の形態の第1の例と同様な平滑な先端部320aを有する断面形状が山形の突起部(凸部)320が形成されている。また、突起部320の外周に凹部322が形成され、樹脂溜め用のダミーキャビティ322(凹部322と同一の参照符号を付す。)とされる。ダミーキャビティ322の外周にはさらに凹部324が形成されている。この場合、上型302は径が下型304よりも短く構成されており、したがって、本実施の形態の第1の例と異なり、凹部324は、凹部306と対応する位置にはなく凹部306よりも外側に配設されており、凹部306と対応する位置にはダミーキャビティ322が配設されている。このため、ダミーキャビティ322は金型300の外側に向けて開口を有する構成とされている。また、凹部306と凹部324とはそれぞれ独立して後述する離型シートに張力を付与するための離間部を構成する。
【0075】
内側下型半体316のキャビティ面316aには、本実施の形態の第1の例の吸引溝124および溝部127と同様の吸引溝(第1の吸引部、第1の吸引溝)326および溝部328が形成されており、連通流路330を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。 外側下型半体318の凹部324の底面(分割面)にも円周状の吸引溝(第3の吸引部、第3の吸引溝)332が形成され、また凹部324よりも外周の分割面318bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)334a〜334cが形成されており、これらの吸引溝332、334a〜334cは連通流路336、338を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。
【0076】
内側下型半体316は下型ベース340上に固定されている。一方、外側下型半体318の下面は下型ベース340を挿通するシリンダ342の端部に取りつけられており、このシリンダ342に付勢されて、外側下型半体318が図示しない摺接部材を介して内側下型半体316と摺接して、図18中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に構成されている。下型ベース340は図示しないベース上に戴置されている。
【0077】
ここで、上記した駆動装置303を制御するために制御装置307が設けられ、この制御装置307には後述する配置される基板のメタルポストの高さ応じた所要の上型302の下動量(変位量)が設定されている。また、金型300にはメタルポストの高さを測定するためのレーザ測長装置305が設けられている。そして、金型300に配置される基板のメタルポストの高さをレーザ測長装置305によって検出測定し、レーザ測長装置305からのメタルポストの高さデータの検出信号が駆動装置303を制御する制御装置307に送られメタルポストの高さデータに対応して上型302が所定変位量下動する構成とされている。
図18において、上型302のキャビティ面302aおよび分割面302bの全面を覆うように離型シート(第2の離型シート)344aが密接して配設され、内側下型半体316のキャビティ面116aおよび外側下型半体318の分割面318aの全面を覆うように離型シート(第1の離型シート)344bが密接して配設される。また、この場合、メタルポスト346が設けられた半導体素子の形成された基板348が、メタルポスト346を、図18中、上方に向けて内側下型半体316のキャビティ面316aの所定の位置の離型シート344b上に配置され、基板348上に封止樹脂350が供給される。
【0078】
上記のように構成される本実施の形態の第3の例に係る金型300を用いて樹脂封止して半導体装置を製造する方法について、図19〜図29を参照して以下説明する。
樹脂封止作業開始段階では、図19に示すように、上型302は上方(Z2方向)に付勢されて待機した状態にあり、下型304は外側下型半体318が下降して外側下型半体318の分割面318aと内側下型半体116のキャビティ面116aとがほぼ同一の平面を構成する位置にある。
【0079】
この状態で、各真空源を付勢しながら、2枚の離型シート344a、344bを、上型302のキャビティ面302aおよび分割面302bの全面と、内側下型半体316のキャビティ面316aおよび外側下型半体318の分割面318bの全面とを覆うようにそれぞれ配設する(離型シート配設工程)。このとき、2枚の離型シート344a、344bを張った状態で、まず吸引溝310a〜310c、334a〜334cから吸引して離型シート344a、344bを密接、固定した後、さらに吸引溝308、332から吸引することにより、離型シート344a、344bが凹部306、324内(離間部内)に引き込まれ、確実に密接される。なお、離型シート344bはダミーキャビティ322からは浮いた状態で張設されている。
【0080】
ついで、図20に示すように、キャビティ面316aの吸引溝326から吸引することにより、離型シート344bは吸引溝326および溝部328に吸着されて確実にキャビティ面316aに密接される。このとき、吸引溝326から高真空でさらに吸引することにより、離型シート344bには吸引溝326と対応する所定の位置に孔部352が形成される。
【0081】
ついで、図21に示すように、メタルポスト346が設けられた半導体素子の形成された基板348のメタルポスト346を上方に向けて内側下型半体316のキャビティ面316aの所定の位置の離型シート344b上に基板348を配置する(基板配置工程)。さらに、図22に示すように、基板348の上に封止樹脂350を置く。この状態で、基板348の裏面は、離型シート344bの孔部352を介して吸引溝326に吸着され、離型シート344bに強く密接されている。
【0082】
ついで、樹脂層形成工程に移り、加熱源を印加して金型300を所定の温度に加熱した状態で、図23に示すように、駆動装置303を付勢して上型302をZ1方向に下動する。このとき、レーザ測長装置305によって検出測定されたメタルポスト346の長さデータの信号が制御装置307に送られ、制御装置307によって、予め設定されたメタルポスト346の長さに対応する下動量(変位量)に駆動装置303が制御されて、上型302の離型シート344aがメタルポスト346の上端部に当接する位置まで上型302が下動すると、上型302は下動を停止する。これにより、キャビティ面306a、316a間に溶融した状態にある封止樹脂350が押し広げられるとともに、封止樹脂350の厚み(高さ)はメタルポスト346の上端部、すなわち、離型シート344aの下面の位置になるように精密に制御される。
【0083】
ついで、図24に示すように、シリンダ342が所定の圧力で付勢されて外側下型半体318が内側下型半体316の外周と摺接してZ2方向にわずかに上動し突起部320がキャビティ面302bにほぼ当接すると、外側下型半体318の上動が停止される。この状態で、キャビテイ面302aとキャビテイ面306aとの間にキャビテイ354が形成され、キャビティ354空間を充満した後の余剰の封止樹脂(余剰樹脂)350は、円周状に形成された突起部320を溢流してダミーキャビティ322に外側に良好な流動状態で均一に排出される。このとき、余剰の封止樹脂350がダミーキャビティ322に収容能力を超える量であっても、その収容能力を超える分の封止樹脂350はダミーキャビティ322開口端から金型300の外側に排出されるため、余剰の封止樹脂350によってメタルポスト346を埋める封止樹脂350の高さが所定位置よりも高くなる不具合を生じることがない。
【0084】
ついで、図25に示すように、上型302を所定の押圧力(成形圧)に至るまでZ1方向にさらに下動する。これにより、基板348のメタルポスト346の先端部は離型シート344aに埋まった状態に至る。所定時間経過して、封止樹脂350が固化して樹脂層356が形成された後、図26に示すように、下型302の真空源を停止し、外側下型半体318をZ1方向に下動して、キャビティ面316aと分割面318aが同一平面上となる初期位置まで外側下型半体318を下降する。この状態では固化した樹脂層356が形成された基板348は内側下型半体316上に止まり、離型シート344bは分割面318aから剥離される。
【0085】
ついで、基板取り出し工程に移り、図27に示すように、上型302を上動して、金型300を開き、図28に示すように、基板348を金型300から取りだし、図29に示すように、基板348から離型シート344a、344bを剥離する。このとき、基板348のメタルポスト346の先端部は樹脂層356から突き出た状態にある。さらにトリミングして余剰の樹脂層356を除去することにより、基板348の樹脂封止が完了する(図29参照)。この後、本実施の形態の第1の例と同様な処理を行なって、基板348を分割して半導体装置が完成する(分割工程)。
【0086】
つぎに、本実施の形態の第4の例に係る半導体装置の製造方法および半導体装置製造用金型について、図30〜図40を参照して説明する。なお、本実施の形態の第4の例において上記した本実施の形態の第3の例と同様な構成をとることによって生じる作用効果については説明を省略する。
図30において、中心線より左側は、金型400を開いた状態を示し、中心線より右側は、金型400を閉じた状態を示す。金型400の基本的な構成は、本実施の形態の第3の例の金型300とほぼ同じであるが、内側下型半体が可動金型である点等が本実施の形態の第3の例の金型300と異なる。詳細は以下に説明する。
【0087】
金型400は、上型(第2の金型)402と、下型(第1の金型)404とから構成される分割金型であり、金型400には図示しない加熱源が配設されている。
上型402の下面には配置される基板とほぼ同一寸法および形状の平坦なキャビティ面(第2のキャビティ形成面)402aが形成されるとともに、キャビティ面402aの外周に延出して分割面402bが形成されている。分割面402bには円周状の凹部406が形成されている。これら、キャビティ面402aを含む分割面402bは平滑に仕上げられている。凹部406の底面(分割面)には円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)408が形成され、また凹部406よりも外周の分割面402bにも円周状の吸引溝(第1の吸引部、第1の吸引溝)410a〜410cが形成されており、これらの吸引溝408、410a〜410cは連通流路412、414を介してそれぞれ独立して制御可能な真空源に接続されている(図30中、連通流路412に接続される真空源415のみ図示し、他の真空源は省略する)。上型402は、図示しない駆動装置に付勢されて、図30中、矢印Z1、Z2方向に上下動可能に設けられている。
【0088】
下型404は、内側下型半体(インナーダイ、第1の可動金型半体)416と、この内側下型半体416を囲む外側下型半体(アウターダイ、第2の可動金型半体)418とから構成されている。内側下型半体416の上面には、配置される基板とほぼ同一寸法、形状の平坦なキャビティ面(第1のキャビティ形成面)416aが形成されている。また、外側下型半体418の上面に分割面418aが形成されている。分割面418aは、キャビティ面416aに近い側の端部の円周の内外両側に本実施の形態の第3の例と同様の平滑な先端部420aを有する断面形状が山形の突起部(凸部)420が形成されている。また、突起部420の外周に凹部422が形成され、樹脂溜め用のダミーキャビティ422(凹部422と同一の参照符号を付す。)とされる。ダミーキャビティ422の外周にさらに凹部424が形成されている。本実施の形態の第3の例と同様に、上型402は下型404よりも径が短く構成されており、したがって、凹部424は、凹部406と対応する位置にはなく凹部406よりも外側に配設されており、凹部406と対応する位置にはダミーキャビティ422が配設されている。このためダミーキャビティ422は金型400の外側に向けて開口を有する構成とされている。凹部406と凹部426とはそれぞれ独立して後述する離型シートに張力を付与するための離間部を構成する。
【0089】
内側下型半体416のキャビティ面416aには、本実施の形態の第3の例の吸引溝326および溝部328と同様の吸引溝(第1の吸引部、第1の吸引溝)426および溝部428が形成されており、連通流路430を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。 外側下型半体418の凹部424の底面(分割面)に円周状の吸引溝(第3の吸引部、第3の吸引溝)432が形成され、また凹部424よりも外周の分割面418bにも円周状の吸引溝(第2の吸引部、第2の吸引溝)434a〜434cが形成されており、これらの吸引溝432、434a〜434cは連通流路436、438を介してそれぞれ図示しない独立して制御可能な真空源に接続されている。
【0090】
内側下型半体416はキャビティ面416aを有する上部可動半体417と下型ベース440上に固定される下部固定半体419とから構成され、上部可動半体417と下部固定半体419との間には接触面全体にわたる流体室421が設けられている。流体室421は連通流路423を介して可動源としての圧力流体源460に接続されており、したがって、上部可動半体417は、圧力流体源460の流体圧によって、図30中、Z1、Z2方向に均一に上下動可能な構成とされている。なお、流体室421を挿通する上記した連通流路430の部分には管路425が形成されており、上部可動半体417は管路425と摺接する構造とされている。一方、外側下型半体418の下面は下型ベース440を挿通するシリンダ442の端部に取りつけられており、外側下型半体418がシリンダ442に付勢されて図示しない摺接部材を介して内側下型半体416と摺接して矢印Z1、Z2方向に上下動可能に構成されている。下型ベース440は図示しないベース上に戴置されている。
【0091】
図30において、上型402のキャビティ面402aおよび分割面402bの全面を覆うように離型シート(第2の離型シート)444aが密接して配設され、内側下型半体416のキャビティ面416aおよび外側下型半体418の分割面418aの全面を覆うように離型シート(第1の離型シート)444bが密接して配設される。また、メタルポスト446が設けられた半導体素子の形成された基板448が、メタルポスト446を、図30中、上方に向けて内側下型半体416のキャビティ面416aの所定の位置の離型シート444b上に配置され、基板448上に封止樹脂450が供給される。
【0092】
上記のように構成される本実施の形態の第4の例に係る金型400を用いて樹脂封止して半導体装置を製造する方法について、図31〜図40を参照して以下説明する。
樹脂封止作業開始段階では、図31に示すように、上型402は上方(Z2方向)に付勢されて待機した状態にある。また、下型404は外側下型半体418および内側下型半体416の上部可動半体417がともに下方に付勢された状態あり、この状態で外側下型半体418の分割面418aと内側下型半体416のキャビティ面416aとが同一平面上にある。
【0093】
この状態で、各真空源を付勢しながら、2枚の離型シート444a、444bを、上型402のキャビティ面402aおよび分割面402bの全面と、内側下型半体416のキャビティ面416aおよび外側下型半体418の分割面418bの全面とを覆うようにそれぞれ配設する(離型シート配設工程)。このとき、2枚の離型シート444a、444bを張った状態で、まず吸引溝410a〜410c、434a〜434cから吸引して離型シート444a、444bを密接、固定した後、さらに吸引溝408、432から吸引することにより、離型シート444a、444bが離間部内を変位して凹部406、420内に引き込まれ、密接される。なお、離型シート444bはダミーキャビティ422からは浮いた状態で張設されている。
【0094】
ついで、図32に示すように、キャビティ面416aの吸引溝426から吸引することにより、離型シート444bは吸引溝426および溝部428に吸着されて確実にキャビティ面416aに密接される。さらに、吸引溝426から高真空で吸引することにより、離型シート444bには吸引溝426と対応する所定の位置に孔部452が形成される。
【0095】
ついで、図33に示すように、メタルポスト446が設けられた半導体素子の形成された基板448のメタルポスト446を上方に向けて内側下型半体416のキャビティ面416aの所定の位置の離型シート444b上に基板448を配置する(基板配置工程)。さらに、図34に示すように、基板448の上に封止樹脂450を置く。この状態で、基板448の裏面は、離型シート444bの孔部452を介して吸引溝426に吸着され、離型シート444bに強く密接される。
【0096】
ついで、樹脂層形成工程に移り、加熱源を印加して金型400を所定の温度に加熱した状態で、図35に示すように、上型402をZ1方向に下動し、上型402の離型シート444aがメタルポスト446の上端部に近接する位置(当接する直前の位置)まで上型402が下動して所定の押圧力に至ると、上型402は下動を停止し、このとき、上型402はメタルポスト446の先端部に当接する直前の位置にある。これにより、キャビティ面402a、416a間に溶融した状態にある封止樹脂450が押し広げられるとともに、メタルポスト446の先端部は封止樹脂450に覆われた状態にある。
【0097】
ついで、図36に示すように、圧力流体源460の流体圧によって、流体室421を介して上部可動半体417がZ2方向に均一にわずかに上動する。そしてメタルポスト446の先端部が離型シート444aに当接して所定の流体圧力に至ると、上部可動半体417の上動は停止される。この場合、上部可動半体417が均一に上動するため、メタルポスト446の先端部は離型シート444aに均一に当接し、めり込んだ状態に至る。
【0098】
ついで、図37に示すように、外側下型半体418をZ2方向に上動し、突起部420をキャビティ面402bに当接させる。これにより、キャビテイ面402aとキャビテイ面416aとの間にキャビテイ454が形成され、キャビティ454を充満した後の余剰の封止樹脂450は、円周状に形成された突起部420を溢流してダミーキャビティ422に排出される。このとき、余剰の封止樹脂450がダミーキャビティ422に収容能力を超える量であっても、その収容能力を超える分の封止樹脂450はダミーキャビティ422の開口から金型400の外側に排出されるため、供給する封止樹脂の樹脂量が過剰であった場合でも、余剰の封止樹脂450によってメタルポスト446を埋める封止樹脂450の高さが所定位置よりも高くなる不具合を生じることがない。
【0099】
ついで、図38に示すように、上型402を所定の押圧力(成形圧)に至るまでさらにZ1方向に下動する。このとき、基板448のメタルポスト446の先端部は離型シート444aに埋まった状態に至る。所定時間経過して、封止樹脂450が固化して樹脂層456が形成される。
ついで、基板取り出し工程に移り、図39に示すように、下型402の真空源を停止した後、外側下型半体418をZ1方向に下動して、キャビティ面416aと分割面418aが同一面となる初期位置まで外側下型半体418を下降する。この状態では固化した樹脂層456が形成された基板448は内側下型半体416上に止まり、離型シート444bは分割面418aから剥離される。
【0100】
ついで、図40に示すように、上型402をZ2方向に上動して、金型400を開く。その後、基板448を金型400から取りだし、基板448から離型シート444a、444bを剥離する(以下、図示せず。)。このとき、基板448のメタルポスト446の先端部は樹脂層456から露出した状態にある。さらにトリミングして余剰の樹脂層456を除去することにより、基板448の樹脂封止が完了する。この後、本実施の形態の第1の例と同様な処理を行なって、基板448を分割して半導体装置が完成する(分割工程)。
【0101】
【発明の効果】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、複数の半導体素子が形成された基板を、第1のキャビティ形成面と形成面の外側に形成される第 1 の分割面とを有する第1の金型と、第2のキャビティ形成面と形成面の外側に形成される第 2 の分割面とを有する第2の金型とからなる分割金型を用いて圧縮成形法によって樹脂封止した後、基板を半導体素子単位に分割する半導体装置の製造方法において、分割金型を開いて、第1のキャビティ形成面および第 1 の分割面に第 1 の離型シートを配設するとともに、第2のキャビティ形成面および第 2 分割面に第2の離型シートを配設し、第1および第2の離型シートは第1及び第2の分割面にそれぞれに設けられた複数の円周状の吸引部を介して真空源によって吸引され、少なくとも第1および第2のキャビティ形成面に密接される離型シート配設工程と、第1のキャビティ形成面の第1の離型シート上に基板を配置する基板配置工程と、分割金型を閉じて基板上に供給する封止用の樹脂を圧縮成形法を用いて封止して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、分割金型を開いて該樹脂層が形成された基板を取り出すと共に、第1および第2の離型シートを剥離する基板取り出し工程と、基板を前記半導体素子単位に分割する分割工程と、を有し、第1のキャビティ形成面には第1の離型シートを第1のキャビティ形成面に向け吸引する第1の吸引部が形成されており、基板配置工程において、第1の吸引部を介して印加される真空源の真空圧により、第1の離型シートにおける第1のキャビティ形成面と対峙する位置に孔部が形成されるとともに、基板は孔部および第1の吸引部を介して第1の離型シートおよび第1のキャビティ形成面に密接されるため、封止用の樹脂が第1および第2の金型のいずれの金型にも全く接触することがなく、したがって、金型の離型性に優れ、特に、封止用の樹脂が樹脂封止する側と反対側の基板面と金型のキャビティ形成面との間に浸入した場合であっても、確実に離型することができる。また、金型のクリーニング作業が実質的に不要である。さらにまた、例えば、第1の金型が可動金型半体と固定金型半体とから構成される場合において、可動金型半体と固定金型半体との間の隙間部に封止用の樹脂が入り込むおそれがないため、可動金型半体の動作不良や摺動面の損傷を生じることがない。またさらに、離型シートに皺を生じることがなく、したがって、半導体装置の樹脂層表面に肌荒れを生じることがない。また、孔部を容易かつ確実に所定の位置に形成することができるとともに、基板を離型シート上に確実に吸着、固定することができ、したがって、基板をキャビティ形成面の所定の位置に確実に固定することができるとともに、基板の裏面への封止用の樹脂の回り込みを一層確実に防止することができる。
【0102】
この場合、第1および第2の離型シートは、複数の吸引部のうち第1および第2の分割面のそれぞれの外周に設けられた第2の吸引部を介して真空源によって第1および第2の分割面に密接されるとともに、第1のおよび第2の分割面における、第2の吸引部の配設位置とキャビティ形成面との間にそれぞれ形成された凹部に配設された第3の吸引部を介して真空源によって凹部に吸引されることにより、張力が付与されるため、上記した本発明の効果を一層好適に奏することができるとともに、特に、可動金型が変位する状態においても離型シートを常に張った状態に維持することができる。
【0104】
また、第1のおよび第2の金型の第1および第2のキャビティ形成面の外周に樹脂溜め用のダミーキャビティが形成されるとともに、第1および第2の金型のうちの少なくとも一方の第1および第2の分割面であって、第1または第2のキャビティ形成面とダミーキャビティとの間に分割金型を閉じた状態において幅狭部が形成されるよう凸部が形成され、樹脂層形成工程において、封止用の樹脂のうち、余剰となる余剰樹脂を前記幅狭部を介して該ダミーキャビティに排出するため、ボイド、ピンホール等の不良部位の原因となる余剰樹脂をダミーキャビティに排出することができ、良好な樹脂層を形成することができる。また、基板のロット間で後述する電極の高さにばらつきを生じた場合であっても、封止用の樹脂を金型に供給する際に予め精密に樹脂量を計量することなく、所定の厚みの樹脂層を容易に形成することができる。また、電極の高さや数が異なる品種違いの半導体装置を樹脂封止する場合であっても、供給する樹脂量をその都度変更する必要がない。また、樹脂封止後は、幅狭部に形成された樹脂層の薄層部を切断することにより、トリミングを容易に行なうことができる。
【0105】
また、基板は基板表面から突出する電極が形成されており、かつ、第1の金型を第1のキャビティ形成面を有した第1の可動金型半体と、第1の可動金型半体を囲み第1のキャビティ形成面の外周に形成される第1の分割面を有する第2の可動金型半体とにより構成し、樹脂層形成工程において、先ず、第2の金型を第2のキャビティ形成面に密接された第2の離型シートが電極の先端部に当接する直前の位置まで変位させ、次に、第1の可動金型半体を変位させることにより基板を変位させ、第2の金型に密接された第2の離型シートに電極の先端部を当接させ、次に、第2の可動金型半体を変位させてキャビティを形成するとともに、キャビティの外周に形成された樹脂溜め用のダミーキャビティに余剰の溶融した封止用の樹脂を排出し、次に、第2の金型をさらに変位させて樹脂に対し成形圧力を印加するため、樹脂層の高さは第2の金型のみでなく第1の可動金型半体によって微調整されるため、第2の金型の変位量を高精度に制御するための高価な装置を使用することなく、精密に樹脂封止することができる。
【0112】
以上の説明に関してさらに以下の項を開示する。
(1)複数の半導体素子が形成された基板を、第1のキャビティ形成面を有する第1の金型と第2のキャビティ形成面を有する第2の金型とからなる分割金型を用いて圧縮成形法によって樹脂封止した後、該基板を半導体装置単位に分割する半導体装置の製造方法において、該分割金型を開いて、該第1および第2のキャビティ形成面を含む分割面にそれぞれ第1および第2の離型シートを配設し、該第1および第2の離型シートは該第1および第2のキャビティ形成面を含む分割面に設けられた複数の円周状の吸引部を介して真空源によって吸引され、少なくとも該第1および第2のキャビティ形成面に密接される離型シート配設工程と、該第1のキャビティ形成面の該第1の離型シート上に該基板を配置する基板配置工程と、該分割金型を閉じて該基板上に供給する封止用の樹脂を圧縮成形法を用いて封止して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、該分割金型を開いて該樹脂層が形成された該基板を取り出すと共に、該第1および第2の離型シートを剥離する基板取り出し工程と、該基板を該半導体装置単位に分割する分割工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2)第1項記載の半導体装置の製造方法であって、前記基板は基板表面から突出する電極が形成されており、かつ、前記第2の金型は駆動装置により前記第1の金型に向け変位されることにより圧縮成形を行なう構成とされており、前記樹脂層形成工程において、前記駆動装置は、該第2の金型が該基板に形成された該電極と当接する位置で、該第2の金型の移動を停止するよう制御される。
(3)第2項記載の半導体装置の製造方法であって、前記駆動装置の制御処理は、前記第1の金型に前記基板を配置した後、レーザ測長により前記電極の高さを測定し、測定した該電極の高さデータを該駆動装置に入力して、該第2の金型を変位させる。
(4)複数の半導体素子が形成された基板を圧縮成形法によって樹脂封止するための半導体装置製造用金型において、該半導体装置製造用金型は第1のキャビティ形成面を有する第1の金型と第2のキャビティ形成面を有する第2の金型とからなり、該第1および第2のキャビティ形成面を含む分割面にそれぞれ第1および第2の離型シートが配設され、該第1および第2のキャビティ形成面を含む分割面に複数の円周状の吸引溝が形成され、該吸引溝に連通する流路に真空源が設けられ、該第1および第2の離型シートは該吸引溝を介して真空源によって吸引されて少なくとも該第1および第2のキャビティ形成面に密接され、該分割金型該キャビティ形成面外周に余剰の樹脂を排出するためのダミーキャビティが形成され、該第1および第2のキャビティ形成面と該ダミーキャビティとの間に、該分割金型を閉じた状態において幅狭部が形成されるよう凸部が形成され、該分割金型を閉じることにより、余剰の樹脂が該幅狭部を介して該ダミーキャビティに排出されるように構成されることを特徴とする半導体装置製造用金型。
(5)第4項記載の半導体装置製造用金型であって、前記凸部の先端部は前記第1および第2のキャビティ形成面の外周全体にわたって平滑に形成される。
(6)第4項記載の半導体装置製造用金型であって、前記凸部は断面形状が山形に形成される。
(7)第4項記載の半導体装置製造用金型であって、前記第1の金型は前記第1のキャビティ形成面を有する第1の可動金型半体と、該第1の可動金型半体を囲み、該第1のキャビティ形成面外周に形成される分割面を有する第2の可動金型半体とからなり、前記第2の金型はキャビティ形成面を含む分割面を有する可動金型からなり、該第1の可動金型半体は該第1の可動金型半体の可動方向と直交する端面のほぼ全面と接する流体室を介して該第1の可動金型半体を可動させる可動源に接続され、可動源が付勢されると該第1の可動金型半体が均等に変位して、該第2の金型が該基板に形成された該電極と均一に当接する。
(8)第7項記載の半導体装置製造用金型であって、前記可動源は前記流体室に接続される圧力流体源である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の第1 の例に係る半導体装置製造用金型を示したものであり、(A)は金型の正面断面図であり、(B)は下型の部分平面図である。
【図2】図1の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂封止作業開始段階の状態を示す図である。
【図3】図1の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、(A)は樹脂シートに孔部を形成する段階を示す下型の部分側面断面図であり、(B)は下型の部分平面図である。
【図4】図1の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、基板および封止樹脂を配置する段階を示す図である。
【図5】図1の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を下動した状態を示す図である。
【図6】図1の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、図6の状態からさらに上型を下動した状態を示す図である。
【図7】図1の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を上動した状態を示す図である。
【図8】図1の金型を用いて樹脂封止した後金型から取り出した基板を示す図である。
【図9】図8の基板をトリミングした状態を示す図である。
【図10】本実施の形態の第2の例に係る半導体装置製造用金型の正面断面図である。
【図11】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂封止作業開始段階の状態を示す図である。
【図12】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂シートに孔部を形成する段階を示す図である。
【図13】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、基板を配置する段階を示す図である。
【図14】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、封止樹脂を配置する段階を示す図である。
【図15】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を下動した状態を示す図である。
【図16】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、図15の状態からさらに上型を下動した状態を示す図である。
【図17】図10の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を上動した状態を示す図である。
【図18】本実施の形態の第3の例に係る半導体装置製造用金型の正面断面図である。
【図19】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂封止作業開始段階の状態を示す図である。
【図20】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂シートに孔部を形成する段階を示す図である。
【図21】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、基板を配置する段階を示す図である。
【図22】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、封止樹脂を配置する段階を示す図である。
【図23】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を下動した状態を示す図である。
【図24】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、外側下型半体を上動した状態を示す図である。
【図25】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型をさらに下動した状態を示す図である。
【図26】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、外側下型半体を下動した状態を示す図である。
【図27】図18の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を上動した状態を示す図である。
【図28】図18の金型を用いて樹脂封止した後金型から取り出した基板を示す図である。
【図29】図28の基板をトリミングした状態を示す図である。
【図30】本実施の形態の第4の例に係る半導体装置製造用金型の正面断面図である。
【図31】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂封止作業開始段階の状態を示す図である。
【図32】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、樹脂シートに孔部を形成する段階を示す図である。
【図33】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、基板を配置する段階を示す図である。
【図34】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、封止樹脂を配置する段階を示す図である。
【図35】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を下動した状態を示す図である。
【図36】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、内側下型半体を上動した状態を示す図である。
【図37】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、外側下型半体を上動した状態を示す図である。
【図38】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型をさらに下動した状態を示す図である。
【図39】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、外側下型半体を下動した状態を示す図である。
【図40】図30の金型を用いて樹脂封止する方法を説明するためのものであり、上型を上動した状態を示す図である。
【図41】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明するための図であり、(A)は樹脂封止された電極の設けられた半導体装置を示し、(B)は半導体装置を実装基板に搭載した状態を示す。
【図42】金型を用いた従来の半導体装置の製造方法を説明するための図であり、金型に基板および封止樹脂を配置した状態を示す。
【図43】図42の下型の平面図である。
【図44】図43の上型を下動した状態を示す図である。
【図45】図44の上型をさらに下動した状態を示す図である。
【図46】図45の金型を開いた状態を示す図である。
【符号の説明】
100、200、300、400 金型
102、202、302、402 上型
102a、116a、204a、206a、302a、316a、402a、416a キャビティ面
102b、118b、204b、208b、302b、318a、402b、418a 分割面
104、204、304、404 下型
106、121、214、238、306、324、406、424 凹部
108、110a〜110d、124、126、132、134a〜134d、140、220、222a〜222d、216、228、242、244a〜244d、250、308、310a〜310c、326、332、334a〜334c、408、410a〜410c、426 吸引溝
113、227、315、415 真空源
116、316、416 内側下型半体
116b、118a、206b、208a テーパ面
118、318、418 外側下型半体
120、210、320、420 突起部
122、212、420 ダミーキャビティ
123、240 離間部
150a、150b、256a、256b、344a、344b、444a、444b 離型シート
152、258、348、448 基板
154、260、350、450 封止樹脂
156、262、352、452 孔部
158、264、354、454 キャビティ
160、266、356、456 樹脂層
206 内側上型半体
208 外側上型半体
303 駆動装置
305 レーザ測長装置
307 制御装置
342、442 シリンダ
346、446 メタルポスト
421 流体室
460 圧力流体源

Claims (4)

  1. 複数の半導体素子が形成された基板を、第1のキャビティ形成面と該形成面の外側に形成される第 1 の分割面とを有する第1の金型と、第2のキャビティ形成面と該形成面の外側に形成される第 2 の分割面とを有する第2の金型とからなる分割金型を用いて圧縮成形法によって樹脂封止した後、前記基板を半導体素子単位に分割する半導体装置の製造方法において、
    前記分割金型を開いて、前記第1のキャビティ形成面および前記第 1 の分割面に第 1 の離型シートを配設するとともに、前記第2のキャビティ形成面および前記第 2 分割面に第2の離型シートを配設し、該第1および第2の離型シートは前記第1及び第2の分割面にそれぞれに設けられた複数の円周状の吸引部を介して真空源によって吸引され、少なくとも前記第1および第2のキャビティ形成面に密接される離型シート配設工程と、
    前記第1のキャビティ形成面の前記第1の離型シート上に前記基板を配置する基板配置工程と、
    前記分割金型を閉じて前記基板上に供給する封止用の樹脂を圧縮成形法を用いて封止して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
    前記分割金型を開いて該樹脂層が形成された前記基板を取り出すと共に、前記第1および第2の離型シートを剥離する基板取り出し工程と、
    前記基板を前記半導体素子単位に分割する分割工程と、
    を有し、
    前記第1のキャビティ形成面には前記第1の離型シートを前記第1のキャビティ形成面に向け吸引する第1の吸引部が形成されており、
    前記基板配置工程において、
    前記第1の吸引部を介して印加される真空源の真空圧により、前記第1の離型シートにおける前記第1のキャビティ形成面と対峙する位置に孔部が形成されるとともに、前記基板は前記孔部および前記第1の吸引部を介して前記第1の離型シートおよび前記第1のキャビティ形成面に密接されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記第1および第2の離型シートは、
    前記複数の吸引部のうち前記第1および第2の分割面のそれぞれの外周に設けられた第2の吸引部を介して真空源によって前記第1および第2の分割面に密接されるとともに、
    前記第1のおよび第2の分割面における、前記第2の吸引部の配設位置と前記キャビティ形成面との間にそれぞれ形成された凹部に配設された第3の吸引部を介して真空源によって前記凹部に吸引されることにより、張力が付与されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記第1のおよび第2の金型の第1および第2のキャビティ形成面の外周に樹脂溜め用のダミーキャビティが形成されるとともに、前記第1および第2の金型のうちの少なくとも一方の前記第1および第2の分割面であって、前記第1または第2のキャビティ形成面とダミーキャビティとの間に前記分割金型を閉じた状態において幅狭部が形成されるよう凸部が形成され、
    前記樹脂層形成工程において、封止用の樹脂のうち、余剰となる余剰樹脂を前記幅狭部を介して該ダミーキャビティに排出することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記基板は基板表面から突出する電極が形成されており、かつ、前記第1の金型を前記第1のキャビティ形成面を有した第1の可動金型半体と、該第1の可動金型半体を囲み前記第1のキャビティ形成面の外周に形成される前記第1の分割面を有する第2の可動金型半体とにより構成し、
    前記樹脂層形成工程において、
    先ず、前記第2の金型を前記第2のキャビティ形成面に密接された前記第2の離型シートが該電極の先端部に当接する直前の位置まで変位させ、次に、前記第1の可動金型半体を変位させることにより前記基板を変位させ、前記第2の金型に密接された前記第2の離型シートに前記電極の先端部を当接させ、次に、前記第2の可動金型半体を変位させてキャビティを形成するとともに、前記キャビティの外周に形成された樹脂溜め用のダミーキャビティに余剰の溶融した封止用の樹脂を排出し、次に、前記第2の金型をさらに変位させて樹脂に対し成形圧力を印加することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
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