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JP2004096094A - Molding die used for manufacture bga package - Google Patents

Molding die used for manufacture bga package Download PDF

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JP2004096094A
JP2004096094A JP2003202144A JP2003202144A JP2004096094A JP 2004096094 A JP2004096094 A JP 2004096094A JP 2003202144 A JP2003202144 A JP 2003202144A JP 2003202144 A JP2003202144 A JP 2003202144A JP 2004096094 A JP2004096094 A JP 2004096094A
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JP
Japan
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resin
mold
cavity
bga package
heat
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JP2003202144A
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Japanese (ja)
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Fumio Miyajima
宮島 文夫
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Apic Yamada Corp
Original Assignee
Apic Yamada Corp
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Publication date
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48091Arched

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a suitable resin mold by preventing deformation such as warpage of a BGA package made of resin. <P>SOLUTION: In a molding die used for manufacturing a BGA package, which clamps a board 12 with the lower die 24, provided with a section setting the board 12 at a specified place, and with an upper die 26, provided with a cavity recessed section, sealing a semiconductor chip 10 with a resin, and is molded with the resin by filling a cavity 16 with resin, a heat insulating groove 32, which controls the heat conduction by changing the groove width or the depth of the grooves so that the resin filled in the cavity 16 is cured from the center first, is provided at the circumferencial position of the cavity 16 of the lower die 24 and/or the upper die 26. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はBGAパッケージの製造に用いるモールド金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
図13はBGAパッケージの従来例の構成を示す。図のようにBGAパッケージは基板5の上面に半導体チップ6を搭載し、片面樹脂モールドして成る。このようなBGAパッケージを製造する場合、通常は、基板5に半導体チップ6を搭載し、基板5の片面を樹脂モールドした後、基板5の下面にはんだボール7を接合して製品とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のBGAパッケージはQFP等に比べて熱放散性に劣ることが問題になっている。これは、QFP等の金属のリードフレームを用いたパッケージではリードフレーム部分から熱放散できるのに対して、BGAパッケージの場合は基板が絶縁体であることから基板からの熱放散性が低いことによる。また、BGAパッケージの場合はパッケージサイズに対し搭載される半導体チップの占める面積が大きく、半導体チップの発熱量に見合う熱放散が得られないこと、また、BGAパッケージは基板の片面のみ樹脂モールドするからQFPに比べると樹脂モールド部分の表面積が25%程度以下に減少して放熱が制限されることによる。
【0004】
また、別の問題として、BGAパッケージは図13に示すように基板5の片面のみ樹脂モールドすることと基板5の全面積に対する樹脂モールド範囲が占める面積が大きいことから、モールド樹脂がシュリンクした際に基板が反ることが問題になる。
本発明は、これら問題点を解消すべくなされたものであり、従来のBGAパッケージでの熱放散性の問題を解消するとともに、BGAパッケージの反りを好適に防止した製品を好適に製造することができるモールド金型を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、基板を所定位置にセットするセット部を設けた下型と半導体チップを樹脂封止するキャビティ凹部を設けた上型とで基板をクランプし、キャビティ内に樹脂充填して樹脂成形するBGAパッケージの製造に用いるモールド金型において、前記下型および/または上型で前記キャビティの周囲位置に、キャビティ内に充填された樹脂を中心部から先に硬化させるよう溝幅あるいは溝の深さを変えて熱伝導を制御する断熱溝を設けたことを特徴とする。
また、金型ランナーおよび/またはゲートの近傍に、溝幅あるいは溝の深さを変えることにより金型ランナーあるいはゲート内の樹脂に対する熱伝導をキャビティ内に充填された樹脂に対するよりも抑制して金型ランナーおよびゲートからキャビティへの樹脂充填性を向上させる断熱溝を設けたことを特徴とする。
また、放熱板を配置するキャビティ凹部の内面を凹面形状に設け、樹脂充填時には前記放熱板を外側に反らせて樹脂を過供給させるとともに、樹脂充填後の樹脂シュリンクによって前記放熱板を平坦面に復帰すべく設けたことを特徴とする。
【0006】
【作用】
本発明に係るBGAパッケージの製造に用いるモールド金型によれば、金型に断熱溝を設けたことにより、パッケージの周囲部分、金型ランナー部分、ゲート部分での熱伝導を抑制することができ、パッケージの中心部分から樹脂硬化を促進させ、反り等の変形のないBGAパッケージを得ることができる。また、放熱板とともに樹脂モールドすることにより、放熱板からの熱伝導によってキャビティの中央部から先に樹脂硬化し、変形を防止して信頼性の高い製品を製造することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。BGAパッケージは基板の片面を樹脂封止する際に同時に放熱板を一体に樹脂成形して成る。図1はBGAパッケージの製造に用いるモールド金型の構成を示す説明図である。図は半導体チップ10を搭載した基板12を放熱板14とともにモールド金型のキャビティ16内にセットした状態を示す。同図で18はポット、20はプランジャー、22はポット18とキャビティ16とを連絡する金型ランナーおよびゲートである。
【0008】
下型24には基板12を所定位置にセットするためのセット部を設け、半導体チップ10を樹脂封止するキャビティ凹部を設けた上型26と下型24とで基板12をクランプし、キャビティ16内に樹脂充填することによって樹脂成形する。下型24には基板12を吸着支持する吸着溝25を設ける。吸着溝25は真空吸引機構に連絡する。また、上型26のキャビティ凹部にはその凹面のほぼ中央部に吸着孔28を設け、吸着孔28を真空吸引機構に連絡して放熱板14をキャビティ凹部の内面に吸着可能とする。
【0009】
本実施の形態では図1に示すように上型26に設けるキャビティ凹部の内面を中央部が膨らんだ凹面形状に形成する。このようにキャビティ16を厚み方向に見て、中央部を厚くし周辺を薄くするのは樹脂成形時の樹脂シュリンクによって生じる基板12の反りをできるだけ小さくするためである。
【0010】
また、下型24および上型26にはカル周辺の熱伝導を抑制する断熱溝30、およびパッケージ周辺部分の熱伝導を抑制する断熱溝32、ゲート部分の熱伝導を抑制する断熱溝34を設ける。図2にこれら断熱溝30、32の平面配置を示す。これらの断熱溝30、32、34は金型内に空隙を設けることによって樹脂充填の際に溶融樹脂に作用する熱伝導を抑制し、熱硬化性樹脂の硬化を抑えて好適な樹脂成形ができるようにすることを目的とする。
【0011】
図3〜図6は上記モールド金型を用いてBGAパッケージを樹脂モールドする様子を示す。
図3はモールド金型を型開きした状態で下型24に基板12をセットし、上型26に放熱板14をセットした状態である。基板12は吸着溝25によってキャビティ凹部に吸着支持し、放熱板14は吸着孔28によって上型26のキャビティ凹部内面に吸着支持する。ポット18には樹脂タブレット40を投入する。
【0012】
次いで、基板12を下型24と上型26とでクランプし、溶融樹脂をプランジャー20でキャビティ内へ圧送する。図4はプランジャー20で溶融樹脂42をキャビティに樹脂充填している様子を示す。実施の形態のモールド金型はキャビティの中央部から先に樹脂硬化させるため放熱板14の内面に突起部を設けて半導体チップ10の表面と放熱板14との間隔を狭くし、この間の樹脂容量を小さくするとともに放熱板14から熱伝導しやすくして樹脂硬化を促進させるようにする。これによって、パッケージ内の中央部から樹脂硬化が進み、樹脂シュリンクによる影響を抑えることができる。
【0013】
断熱溝30、32、34は金型ランナー部分、パッケージの周囲部分、ゲート部分での熱伝導を抑制するように作用し、金型ランナーやパッケージの周囲部分での樹脂硬化が遅れるようにする。なお、断熱溝による熱伝導は溝幅や溝の深さを変えることによって適宜制御することができる。たとえば、断熱溝の深さが浅い方が深い場合よりも熱伝導が良好になるから樹脂硬化を促進させることができる。パッケージの周囲部分に設けた断熱溝32はパッケージの中心部分から樹脂硬化を促進させ、樹脂シュリンクの作用を抑制することを目的としている。
【0014】
ゲート近傍部分ではゲートの上下左右に断熱溝34を巡らせ、熱伝導を抑えてゲート部分での硬化が遅れるようにする。これは、キャビティ内への樹脂充填がほぼ終了し、キャビティ内で樹脂硬化がはじまった後も、プランジャー20で樹脂圧をかけて樹脂を圧送することを可能にし、良好な樹脂成形ができるようにするためである。図5はキャビティ内への樹脂充填がほぼ終了し、プランジャー20で樹脂圧をかけながら樹脂成形している状態を示す。
【0015】
なお、金型内には金型を加熱するためのヒータを設置するが、ポットあるいは金型ランナー近傍に設けるヒータを、樹脂タブレット40を投入した際には100%通電させて樹脂タブレット40を早く溶融させ、樹脂タブレット40が溶融した後は金型ランナーあるいはゲート部分での樹脂硬化を抑制するため通電を抑制し、また、キャビティへの樹脂充填が完了してゲートが閉塞した後は、再度通電を増大させて樹脂硬化を速めるように制御する方法も有効である。
【0016】
前述したように実施の形態では上型26のキャビティ凹部の内面を凹面形状にしているから、樹脂充填時には放熱板14は樹脂圧によって上に反った形状となるが(図4)、樹脂硬化の際の樹脂シュリンクによって図5に示すように平坦面に復帰する。このように放熱板14を反り形状にして樹脂充填する方法は、過供給された樹脂量を樹脂の硬化反応による樹脂シュリンク量に等しくさせることによって、樹脂モールド後に放熱板14を平坦面にすることができてパッケージの反りを防止することが可能になる。
【0017】
樹脂成形後は金型内から成形品を取り出し、成形品ランナー44等の不要樹脂部分を除去して製品とする(図6)。樹脂モールド製品は基板12の片面がモールド樹脂46によって樹脂モールドされ、モールド樹脂46の外面に放熱板14の外面が露出して樹脂成形された製品となる。この成形品はモールド樹脂46と一体に放熱板14を樹脂成形したことによって、放熱板14による放熱効果によりパッケージの熱放散性を有効に向上させることが可能になる。また、放熱板14を一体成形したことによってパッケージの反り等の変形を放熱板14によって防止することができ基板12の平坦性を得ることが可能になる。
【0018】
本実施の形態のモールド金型では放熱板14を基板12と一体成形するため、モールド金型のキャビティ内に放熱板14をセットして樹脂モールドする。このため、上記実施の形態ではキャビティ内面に放熱板14を真空吸着して樹脂モールドしたが、放熱板14をキャビティ内にセットして樹脂モールドする場合は、放熱板14の外面に樹脂の薄ばりが生じることが問題になることがある。図7〜9は樹脂ばりが生じないようにして樹脂モールドする金型の構成例を示す。
【0019】
図7(b) はキャビティ凹部の内面に放熱板14を真空吸着支持した様子、図7(a) はその部分拡大図である。この金型はキャビティ凹部の内面で放熱板14の周縁部近傍に当接する部位に段差50を設けて放熱板14の周縁部の外面とキャビティ凹部内面との間に空隙を設けて樹脂トラップ部52を構成した例である。この樹脂トラップ部52は樹脂充填した際に溶融樹脂を放熱板14の外面に若干入り込ませ、樹脂トラップ部52部分で樹脂を硬化させることによってそれ以上放熱板14上に樹脂を入り込ませないようにすることによって薄ばりの発生を防止する。樹脂トラップ部52の空隙部分は0〜0.2mm、好適には0.05〜0.2mm程度である。28aは放熱板14を真空吸着支持するための吸着溝である。
【0020】
図8はキャビティ凹部の内面に放熱板14をセットするセット凹部50aを設け、セット凹部50aの壁面と放熱板14の側面との間に樹脂トラップ部54として空隙を設けて樹脂モールドするように構成した例である。この例では樹脂モールドの際に樹脂トラップ部54に充填された樹脂が硬化して放熱板14の外面に樹脂が回り込むことを防止する。なお、樹脂トラップ部54は断面V字状に形成して抜きテーパ角を設けている。
【0021】
図9に示す実施の形態はパッケージの外面のほぼ全域に放熱板14を露出させて樹脂モールドする実施の形態である。この場合は、キャビティ凹部の内面で放熱板14を配置する面の寸法、形状を放熱板14とほぼ一致させ、放熱板14の側面とキャビティ凹部の側面との間に若干空隙が生じるようにして樹脂モールドする。本実施の形態の場合はこの空隙部が樹脂トラップとして作用し、放熱板14の外面へ樹脂が回り込むことを防止して樹脂モールドすることができる。また、図9(a) はプレス抜き加工によって作成した放熱板14の破断面側を露出面側にして樹脂モールドする例を示す。このように破断面側を外側にして樹脂モールドした場合は、破断面部分が逆テーパ状に形成されることから放熱板14がモールド樹脂から剥離しにくくなるという利点がある。
【0022】
上記各実施の形態のモールド金型では上型26に設けたキャビティ凹部内に放熱板14を配置して樹脂モールドすることを特徴とするが、その場合にキャビティの中央部から先に樹脂硬化させるようにするため半導体チップ10と放熱板14との間隔を狭めて樹脂容量を小さくし、中央部分で熱伝導がより促進させるようにした。図10、11、12はこの放熱板付きのBGAパッケージに好適に使用できる放熱板14の例を示す。
【0023】
図10に示す放熱板14は半導体チップ10に対向する内面の中央部に段差状の突部14aを設けた例である。図1に示すように半導体チップ10はその外縁部で基板12とボンディングするからボンディングワイヤに干渉しないよう内側に平坦状に突部14aを設ける。
図11に示す放熱板14は突部14aが山状に突出するように設けた例、図12に示す放熱板14は図10に示す実施の形態で突部14aの対角線方向に溝を設けた例である。図11、12に示す放熱板14によれば樹脂モールドの際に半導体チップ10と放熱板14との隙間部分に樹脂を注入しやすくし、エアを抜きやすくすることができるという利点がある。
【0024】
放熱板14に設ける突部14aは半導体チップ10との間で挟む樹脂容量を小さくし、これによって樹脂硬化を促進させるためのものであるから、突部14aのデザインはもちろん上記例に限定されるものではない。たとえば、小突起を多数設ける方法や線状に複数個の突起を設けるといった方法も可能である。なお、これら放熱板14はプレス抜き加工によって容易に製造でき、製造コストがかからない点でも有用である。
【0025】
【発明の効果】
本発明に係るBGAパッケージの製造に用いるモールド金型によれば、上述したように、BGAパッケージの反り等の変形を防止して好適な樹脂モールドが可能となる。また、放熱板と一体成形することによってパッケージの反りを防止し、信頼性の高いBGAパッケージを容易に製造することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】モールド金型の一実施形態の構成を示す説明図である。
【図2】モールド金型の断熱溝の配置例を示す説明図である。
【図3】モールド金型によってBGAパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図4】モールド金型によってBGAパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図5】モールド金型によってBGAパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図6】モールド金型によてBGAパッケージを樹脂モールドする方法を示す説明図である。
【図7】モールド金型に放熱板をセットする例を示す説明図である。
【図8】モールド金型に放熱板をセットする例を示す説明図である。
【図9】モールド金型に放熱板をセットする例を示す説明図である。
【図10】放熱板の例を示す平面図及び側面図である。
【図11】放熱板の例を示す平面図及び側面図である。
【図12】放熱板の例を示す平面図及び側面図である。
【図13】BGAパッケージの従来例について一部破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
10 半導体チップ
12 基板
14 放熱板
16 キャビティ
18 ポット
24 下型
25 吸着溝
26 上型
28 吸着孔
30、32、34 断熱溝
40 樹脂タブレット
42 溶融樹脂
44 成形品ランナー
46 モールド樹脂
50 段差
50a セット凹部
52、54 樹脂トラップ部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold used for manufacturing a BGA package.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a configuration of a conventional example of a BGA package. As shown in the figure, the BGA package is formed by mounting a semiconductor chip 6 on the upper surface of a substrate 5 and performing resin molding on one side. When such a BGA package is manufactured, usually, a semiconductor chip 6 is mounted on a substrate 5, and one surface of the substrate 5 is resin-molded, and then a solder ball 7 is bonded to a lower surface of the substrate 5 to obtain a product.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, there is a problem that the conventional BGA package is inferior in heat dissipation as compared with QFP or the like. This is because heat can be dissipated from the lead frame portion in a package using a metal lead frame such as QFP, whereas in the case of a BGA package, heat dissipation from the substrate is low because the substrate is an insulator. . Also, in the case of a BGA package, the area occupied by the mounted semiconductor chip is large relative to the package size, so that heat dissipation corresponding to the heat generated by the semiconductor chip cannot be obtained. This is because the surface area of the resin mold portion is reduced to about 25% or less as compared with QFP, so that heat radiation is limited.
[0004]
As another problem, as shown in FIG. 13, the BGA package is formed by resin molding only on one side of the substrate 5 and the area occupied by the resin molding area with respect to the entire area of the substrate 5 is large. The problem is that the substrate warps.
The present invention has been made in order to solve these problems, and in addition to solving the problem of heat dissipation in the conventional BGA package, it is possible to preferably manufacture a product in which the warpage of the BGA package is preferably prevented. It is an object of the present invention to provide a mold that can be used.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration to achieve the above object.
That is, a BGA package in which a substrate is clamped by a lower die having a set portion for setting the substrate at a predetermined position and an upper die having a cavity concave portion for resin-sealing the semiconductor chip, and the cavity is filled with resin and molded with resin. In the mold used in the manufacture of the above, the width of the groove or the depth of the groove is changed around the cavity in the lower mold and / or the upper mold so that the resin filled in the cavity is cured from the center first. A heat insulating groove for controlling heat conduction.
In addition, by changing the groove width or the groove depth near the mold runner and / or the gate, heat conduction to the resin in the mold runner or the gate is suppressed more than to the resin filled in the cavity. A heat-insulating groove for improving the resin filling property from the mold runner and the gate to the cavity is provided.
In addition, the inner surface of the cavity concave portion in which the heat radiating plate is arranged is provided in a concave shape, and at the time of filling the resin, the heat radiating plate is warped outward to supply the resin excessively, and the heat radiating plate is returned to a flat surface by the resin shrink after the resin filling. It is characterized by the fact that it has been provided.
[0006]
[Action]
According to the mold used for manufacturing the BGA package according to the present invention, the heat conduction in the peripheral portion, the mold runner portion, and the gate portion of the package can be suppressed by providing the heat insulating groove in the mold. In addition, it is possible to promote the curing of the resin from the center of the package, and to obtain a BGA package without deformation such as warpage. Further, by resin molding together with the heat radiating plate, the resin is cured from the center of the cavity first by heat conduction from the heat radiating plate, thereby preventing deformation and manufacturing a highly reliable product.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The BGA package is formed by integrally molding a heatsink at the same time as one surface of the substrate is sealed with resin. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a mold used for manufacturing a BGA package. The figure shows a state in which a substrate 12 on which a semiconductor chip 10 is mounted is set together with a heat sink 14 in a cavity 16 of a mold. In the figure, reference numeral 18 denotes a pot, 20 denotes a plunger, and 22 denotes a mold runner and a gate for connecting the pot 18 and the cavity 16.
[0008]
The lower mold 24 is provided with a set portion for setting the substrate 12 at a predetermined position, and the substrate 12 is clamped by the upper mold 26 and the lower mold 24 each having a cavity concave portion for sealing the semiconductor chip 10 with a resin. The resin is molded by filling the inside. The lower die 24 is provided with a suction groove 25 for sucking and supporting the substrate 12. The suction groove 25 communicates with a vacuum suction mechanism. Further, the cavity concave portion of the upper die 26 is provided with a suction hole 28 at substantially the center of the concave surface, and the suction hole 28 is connected to a vacuum suction mechanism so that the heat sink 14 can be adsorbed on the inner surface of the cavity concave portion.
[0009]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the inner surface of the cavity concave portion provided in the upper die 26 is formed in a concave shape in which the central portion is expanded. The reason why the cavity 16 is viewed in the thickness direction and the center portion is made thicker and the periphery thereof is made thinner is to minimize the warpage of the substrate 12 caused by the resin shrink during resin molding.
[0010]
The lower mold 24 and the upper mold 26 are provided with a heat insulating groove 30 for suppressing heat conduction around the cull, a heat insulating groove 32 for suppressing heat conduction around the package, and a heat insulating groove 34 for suppressing heat conduction at the gate part. . FIG. 2 shows a plan layout of the heat insulating grooves 30 and 32. These heat insulating grooves 30, 32, and 34 are provided with voids in the mold to suppress heat conduction acting on the molten resin at the time of filling the resin, and to suppress curing of the thermosetting resin, thereby enabling suitable resin molding. The purpose is to be.
[0011]
3 to 6 show how a BGA package is resin-molded using the above-mentioned mold.
FIG. 3 shows a state in which the substrate 12 is set on the lower mold 24 and the heat radiating plate 14 is set on the upper mold 26 with the mold opened. The substrate 12 is suction-supported in the cavity recess by the suction groove 25, and the heat dissipation plate 14 is suction-supported by the suction hole 28 on the inner surface of the cavity recess of the upper die 26. The resin tablet 40 is put into the pot 18.
[0012]
Next, the substrate 12 is clamped by the lower mold 24 and the upper mold 26, and the molten resin is pressure-fed into the cavity by the plunger 20. FIG. 4 shows how the plunger 20 fills the cavity with the molten resin 42. In the mold according to the embodiment, a protrusion is provided on the inner surface of the heat radiating plate 14 so that the resin is hardened from the center of the cavity first, so that the distance between the surface of the semiconductor chip 10 and the heat radiating plate 14 is narrowed, and the resin capacity between them is reduced. And heat conduction from the radiator plate 14 is facilitated to promote resin curing. As a result, the curing of the resin proceeds from the central portion in the package, and the influence of the resin shrink can be suppressed.
[0013]
The heat insulating grooves 30, 32, and 34 act to suppress heat conduction in the mold runner portion, the peripheral portion of the package, and the gate portion, and delay the resin curing in the peripheral portion of the mold runner and the package. The heat conduction by the heat insulating groove can be appropriately controlled by changing the groove width and the groove depth. For example, since the heat conduction becomes better when the heat insulating groove is shallower than when the heat insulating groove is deeper, resin curing can be promoted. The heat insulating groove 32 provided in the peripheral part of the package is intended to promote the resin curing from the central part of the package and suppress the action of the resin shrink.
[0014]
In the vicinity of the gate, heat insulating grooves 34 are provided around the top, bottom, left and right of the gate, so that heat conduction is suppressed and the curing at the gate is delayed. This enables the resin to be pumped by applying the resin pressure with the plunger 20 even after the resin filling in the cavity is almost completed and the resin curing in the cavity starts, so that good resin molding can be performed. In order to FIG. 5 shows a state in which the resin is almost completely filled in the cavity, and the resin is being molded while applying the resin pressure by the plunger 20.
[0015]
Although a heater for heating the mold is installed in the mold, the heater provided near the pot or the mold runner is turned on 100% when the resin tablet 40 is supplied, so that the resin tablet 40 is quickly turned on. After the resin tablet 40 is melted, the energization is suppressed to suppress the resin curing in the mold runner or the gate portion, and after the resin is filled into the cavity and the gate is closed, the energization is performed again. It is also effective to control the resin curing so as to accelerate the curing of the resin.
[0016]
As described above, in the embodiment, since the inner surface of the cavity concave portion of the upper die 26 has a concave shape, the heat radiation plate 14 is curved upward by the resin pressure when the resin is filled (FIG. 4). Due to the resin shrink at this time, it returns to a flat surface as shown in FIG. As described above, the method of filling the resin with the heat dissipation plate 14 in a warped shape is to make the heat dissipation plate 14 flat after the resin molding by making the amount of oversupplied resin equal to the amount of resin shrink due to the curing reaction of the resin. This makes it possible to prevent the package from warping.
[0017]
After resin molding, the molded product is taken out of the mold, and unnecessary resin portions such as the molded product runner 44 are removed to obtain a product (FIG. 6). The resin-molded product is a resin-molded product in which one surface of the substrate 12 is resin-molded by the mold resin 46, and the outer surface of the heat sink 14 is exposed on the outer surface of the mold resin 46. In this molded product, the heat radiation plate 14 is resin-molded integrally with the mold resin 46, so that the heat radiation effect of the heat radiation plate 14 can effectively improve the heat dissipation of the package. Further, by integrally forming the heat radiating plate 14, deformation such as warpage of the package can be prevented by the heat radiating plate 14, and the flatness of the substrate 12 can be obtained.
[0018]
In the mold of the present embodiment, the heat radiator 14 is set in the cavity of the mold and resin-molded in order to integrally mold the heat radiator 14 with the substrate 12. For this reason, in the above embodiment, the heat sink 14 is vacuum-adsorbed on the inner surface of the cavity and resin-molded. However, when the heat sink 14 is set in the cavity and resin-molded, a thin resin layer is formed on the outer surface of the heat sink 14. Can be a problem. 7 to 9 show examples of the configuration of a metal mold for resin molding without causing resin burrs.
[0019]
FIG. 7B shows a state in which the heat sink 14 is supported by vacuum suction on the inner surface of the cavity recess, and FIG. 7A is a partially enlarged view thereof. In this mold, a step 50 is provided on a portion of the inner surface of the cavity concave portion which comes into contact with the vicinity of the peripheral edge of the radiator plate 14, and a gap is provided between the outer surface of the peripheral portion of the heat radiator plate 14 and the inner surface of the cavity concave portion. This is an example of the configuration. The resin trap portion 52 allows the molten resin to slightly enter the outer surface of the heat sink 14 when the resin is filled, and the resin is hardened at the resin trap portion 52 so that the resin does not enter the heat sink 14 any more. By doing so, the occurrence of thin flash is prevented. The void portion of the resin trap portion 52 is about 0 to 0.2 mm, preferably about 0.05 to 0.2 mm. Reference numeral 28a denotes a suction groove for supporting the heat sink 14 by vacuum suction.
[0020]
FIG. 8 shows a configuration in which a set concave portion 50a for setting the heat sink 14 is provided on the inner surface of the cavity concave portion, and a gap is provided as a resin trap portion 54 between the wall surface of the set concave portion 50a and the side surface of the heat sink 14 to perform resin molding. This is an example. In this example, the resin filled in the resin trap portion 54 at the time of resin molding is hardened and the resin is prevented from flowing around the outer surface of the heat sink 14. In addition, the resin trap portion 54 is formed in a V-shaped cross section to provide a draft taper angle.
[0021]
The embodiment shown in FIG. 9 is an embodiment in which the heat sink 14 is exposed to almost the entire outer surface of the package and resin molding is performed. In this case, the size and shape of the surface on which the heat radiating plate 14 is arranged on the inner surface of the cavity concave portion substantially match the heat radiating plate 14 so that a slight gap is formed between the side surface of the heat radiating plate 14 and the side surface of the cavity concave portion. Perform resin molding. In the case of the present embodiment, the void acts as a resin trap, and resin can be molded while preventing the resin from flowing around the outer surface of the heat sink 14. FIG. 9A shows an example in which a resin mold is performed with the fracture surface side of the heat radiating plate 14 formed by press punching being the exposed surface side. When resin molding is performed with the fractured surface side outward as described above, there is an advantage that the heat radiation plate 14 is less likely to be separated from the mold resin because the fractured surface portion is formed in an inversely tapered shape.
[0022]
The mold of each of the above embodiments is characterized in that the heat sink 14 is arranged in the cavity recess provided in the upper mold 26 and resin molding is performed. In this case, the resin is cured from the center of the cavity first. For this purpose, the distance between the semiconductor chip 10 and the heat radiating plate 14 is narrowed to reduce the resin capacity, so that heat conduction is further promoted at the central portion. FIGS. 10, 11, and 12 show examples of the heat radiating plate 14 that can be suitably used for the BGA package with the heat radiating plate.
[0023]
The heat radiating plate 14 shown in FIG. 10 is an example in which a step-shaped projection 14a is provided at the center of the inner surface facing the semiconductor chip 10. As shown in FIG. 1, the semiconductor chip 10 is bonded to the substrate 12 at the outer edge thereof, so that a flat projection 14a is provided inside so as not to interfere with the bonding wires.
The heat radiating plate 14 shown in FIG. 11 has an example in which the projections 14a are provided so as to protrude in a mountain shape, and the heat radiating plate 14 shown in FIG. 12 has grooves in the diagonal direction of the projections 14a in the embodiment shown in FIG. It is an example. According to the heat radiating plate 14 shown in FIGS. 11 and 12, there is an advantage that the resin can be easily injected into the gap between the semiconductor chip 10 and the heat radiating plate 14 during resin molding, and the air can be easily removed.
[0024]
The protrusions 14a provided on the heat sink 14 reduce the capacity of the resin sandwiched between the semiconductor chip 10 and thereby promote the curing of the resin. Therefore, the design of the protrusions 14a is of course limited to the above example. Not something. For example, a method of providing a large number of small protrusions or a method of providing a plurality of protrusions linearly is also possible. The heat radiating plate 14 can be easily manufactured by press punching, and is useful in that the manufacturing cost is not required.
[0025]
【The invention's effect】
According to the mold used for manufacturing the BGA package according to the present invention, as described above, deformation such as warpage of the BGA package can be prevented, and suitable resin molding can be performed. In addition, the package is prevented from warping by being integrally formed with the heat radiating plate, so that a highly reliable BGA package can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an embodiment of a mold.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of heat insulating grooves in a mold;
FIG. 3 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package using a molding die.
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package using a molding die.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of resin-molding a BGA package using a mold.
FIG. 6 is an explanatory view showing a method of resin-molding a BGA package using a mold.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example in which a heat sink is set on a mold.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which a heat sink is set in a mold.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example in which a heat sink is set on a mold.
FIG. 10 is a plan view and a side view showing an example of a heat sink.
FIG. 11 is a plan view and a side view showing an example of a heat sink.
FIG. 12 is a plan view and a side view showing an example of a heat sink.
FIG. 13 is a perspective view showing a conventional example of a BGA package, partially cut away.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor chip 12 Substrate 14 Heat sink 16 Cavity 18 Pot 24 Lower mold 25 Suction groove 26 Upper mold 28 Suction hole 30, 32, 34 Heat insulation groove 40 Resin tablet 42 Molten resin 44 Molded product runner 46 Mold resin 50 Step 50a Set recess 52 , 54 Resin trap section

Claims (3)

基板を所定位置にセットするセット部を設けた下型と半導体チップを樹脂封止するキャビティ凹部を設けた上型とで基板をクランプし、キャビティ内に樹脂充填して樹脂成形するBGAパッケージの製造に用いるモールド金型において、
前記下型および/または上型で前記キャビティの周囲位置に、キャビティ内に充填された樹脂を中心部から先に硬化させるよう溝幅あるいは溝の深さを変えて熱伝導を制御する断熱溝を設けたことを特徴とするBGAパッケージの製造に用いるモールド金型。
Manufacture of a BGA package in which a substrate is clamped by a lower mold having a set portion for setting the substrate at a predetermined position and an upper mold having a cavity concave portion for sealing a semiconductor chip with a resin, and filling the cavity with a resin and molding the resin. In the mold used for
In the lower mold and / or the upper mold, a heat insulating groove for controlling heat conduction by changing a groove width or a groove depth so as to harden the resin filled in the cavity from a center portion first at a position around the cavity. A mold used for manufacturing a BGA package, wherein the mold is provided.
基板を所定位置にセットするセット部を設けた下型と半導体チップを樹脂封止するキャビティ凹部を設けた上型とで基板をクランプし、キャビティ内に樹脂充填して樹脂成形するBGAパッケージの製造に用いるモールド金型において、
金型ランナーおよび/またはゲートの近傍に、溝幅あるいは溝の深さを変えることにより金型ランナーあるいはゲート内の樹脂に対する熱伝導をキャビティ内に充填された樹脂に対するよりも抑制して金型ランナーおよびゲートからキャビティへの樹脂充填性を向上させる断熱溝を設けたことを特徴とするBGAパッケージの製造に用いるモールド金型。
Manufacture of a BGA package in which a substrate is clamped by a lower mold having a set portion for setting the substrate at a predetermined position and an upper mold having a cavity concave portion for sealing a semiconductor chip with a resin, and filling the cavity with a resin and molding the resin. In the mold used for
By changing the groove width or the groove depth near the mold runner and / or the gate, heat conduction to the resin in the mold runner or the gate is suppressed more than to the resin filled in the cavity. A mold used for manufacturing a BGA package, wherein a heat insulating groove for improving resin filling from the gate to the cavity is provided.
キャビティ凹部の内面を凹面形状に設け、樹脂充填時には前記キャビティ凹部に配置される放熱板を反らせて樹脂を過供給させるとともに、樹脂充填後の樹脂シュリンクによって前記放熱板を平坦面に復帰すべく設けたことを特徴とする請求項1または2記載のBGAパッケージの製造に用いるモールド金型。The inner surface of the cavity concave portion is provided in a concave shape, and at the time of filling the resin, the heat radiating plate disposed in the cavity concave portion is warped to supply the resin excessively, and the heat radiating plate is provided to return to the flat surface by the resin shrink after the resin filling. 3. A mold according to claim 1, wherein said mold is used for manufacturing a BGA package.
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