半導體集成電路器件的制造方法

專利名稱：半導體集成電路器件的制造方法
技術領域：
本發明涉及到半導體集成電路器件的制造技術，更確切地說是涉及到能夠有效地用于采用矩陣框架的裝配過程中的樹脂模塑方法的技術。
背景技術：
例如，在日本未經審查的專利公開No.2000-68305、Hei11(1999)-297731、以及2000-164615中，描述了樹脂模塑技術。
在未經審查的專利公開No.2000-68305中，公開了一種技術，其中在將樹脂注入到空腔中之前，空腔內部被減壓，然后幾乎與樹脂進入空腔同時被加壓，之后再減壓。
在未經審查的專利公開No.Hei 11(1999)-297731中，公開了一種技術，其中樹脂被裝載到空腔中，同時通過通氣孔加壓空腔內部。
在未經審查的專利公開No.2000-164615中，公開了一種技術，其中在樹脂密封模具的壓切釋放平面中形成放氣裝置，且空腔中的殘留空氣以及從模塑樹脂釋放的氣體通過放氣裝置被排出到外部。

發明內容
若在上述采用矩陣框架的裝配中執行樹脂模塑，則位于靠近壓模料筒的第一行空腔與第二行空腔之間的密封樹脂裝載速度不同，空腔被排列成矩陣形式，從而引起得到的產品的質量降低的問題。
亦即，由于第二行空腔離料筒的距離比第一行空腔離料筒的距離更長，故第二行空腔的樹脂裝載速度比第一行空腔的樹脂裝載速度更低，從而導致質量降低。
本發明的目的是提供一種制造半導體集成電路器件的方法，此方法能夠使產品的質量穩定。
本發明的另一目的是提供一種制造半導體集成電路器件的方法，此方法使得能夠改善開發密封樹脂材料過程中的自由度。
本發明的又一目的是提供一種制造半導體集成電路器件的方法，此方法使得能夠改善裝配條件的自由度。
本發明的再一目的是提供一種制造半導體集成電路器件的方法，此方法能夠使制造成本降低。
從下列描述和附圖中，本發明的上述和其它的目的以及新穎的特點將變得明顯。
下面簡要描述一下本發明所包括的典型模式。
在本發明中，排列成矩陣形式的各個空腔的內部被加壓，并以對所有空腔在相同的速度下裝載樹脂的方式來裝載密封樹脂。
下面以逐項列舉的方式來描述根據本發明的其它模式1.一種制造半導體集成電路器件的方法，它包含下列步驟(a)提供引線框，其上多個器件制作區被排列成矩陣形式，各個器件制作區具有芯片安裝部分和多個引線；(b)將半導體芯片分別安裝到引線框的芯片安裝部分上；(c)將其上安裝有半導體芯片的引線框排列到壓模的模具表面上，此模具表面包括各個空腔，從而封閉壓模；(d)在1-10kg/cm2范圍的壓力下，加壓矩陣空腔的內部，并將密封樹脂裝載到這樣被加壓的各個空腔中；以及(e)在步驟(d)之后，將引線框分割成單個器件制作區。
2.一種制造半導體集成電路器件的方法，它包含下列步驟(a)提供多芯片襯底，其上多個器件制作區被排列成矩陣形式，各個器件制作區具有芯片安裝部分和多個引線；(b)將半導體芯片分別安裝到多芯片襯底的芯片安裝部分上，各個半導體芯片的厚度為220微米或以下；(c)將其上安裝有半導體芯片的多芯片襯底排列到壓模的模具表面上，此模具表面包括單個空腔，然后封閉壓模，同時使得單個空腔能夠覆蓋所有的多個器件制作區；(d)加壓空腔的內部，并將密封樹脂裝載到這樣被加壓的空腔中；以及(e)在步驟(d)之后，將多芯片襯底分割成單個器件制作區。


圖1是平面圖，示出了用根據本發明第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法裝配的半導體集成電路器件的結構例子；圖2是其側面圖；圖3是其剖面圖；圖4是構造方框圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的反向壓力供給系統的結構，并示出了與壓模的連接狀態；圖5是局部平面圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的矩陣框架的結構例子；圖6是平面圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的壓模中的上模具的結構例子；圖7是平面圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的壓模中的下模具的結構例子；圖8是時間圖，示出了在第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的模塑步驟中，壓模操作和反向壓力供給操作的時刻的例子；圖9是局部平面圖，示出了模塑步驟中的空腔加壓狀態的例子；圖10是平面圖，示出了模塑步驟中的空腔被樹脂填充的狀態的例子；圖11是平面圖，示出了模塑步驟中的壓力降低開始時刻(最快的)的例子；圖12是平面圖，示出了模塑步驟中的壓力降低開始時刻(最慢的)的例子；圖13是局部平面圖，示出了根據第一實施方案的一種修正的矩陣框架的結構；圖14是平面圖，示出了根據第一實施方案所用壓模的一種修正的上模具的結構；圖15是平面圖，示出了根據第一實施方案所用壓模的一種修正的下模具的結構；圖16是局部剖面圖，示出了根據第一實施方案采用的模塑步驟中的一種修正的反向壓力調整方法；圖17是局部剖面圖，示出了根據第一實施方案采用的模塑步驟中的一種修正的反向壓力調整方法；圖18是剖面圖，示出了用根據本發明第二實施方案的半導體集成電路器件制造方法裝配的半導體集成電路器件的結構例子；圖19是平面圖，示出了用于第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的壓模的上模具的結構例子；圖20是平面圖，示出了用于第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的壓模的下模具的結構例子；圖21是平面圖，示出了用于第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的多芯片襯底的結構例子；圖22是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑之后的結構例子；圖23是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑之后，將多芯片襯底分割成單個芯片時所用的切割線的例子；圖24是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑之后的流槽和剔料的結構例子；圖25是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法中分成單個芯片之后的結構例子；圖26是仰視圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法中分成單個芯片之后的結構例子；圖27是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法中，其上安裝芯片之后的多芯片襯底的結構例子；而圖28是平面圖，示出了圖27所示多芯片襯底的樹脂填充狀態的例子。
具體實施例方式
下面參照附圖來詳細描述本發明的各個實施方案。
在下列各個實施方案中，若有需要，為了方便起見，則以分成多個實施方案的方式來進行描述，但除非另有說明，它們并非相互無關，而是處于一個是另一個的部分或全部的一種修正、細節、或補充解釋。
在下列各個實施方案中，當例如提到元件的數目(包括數目、數值、數量、以及范圍)時，要理解的是，除非另有規定和除了對具體數目作出了基本上明顯的限制的情況之外，對所提到的數目沒有具體的限制，而是也可以采用具體數目以上或以下的數目。
在下列各個實施方案中，不言自明，除非另有規定和被認為基本上明顯重要的情況之外，其組成元件(包括組成步驟)不總是重要的。
在下列各個實施方案中，當例如提到組成元件等的形狀和位置關系時，要理解的是，除非另有規定和除了基本上明顯不這樣認為的情況之外，也包括了基本上相似于或非常相似于所述形狀等的情況。
在所有用來解釋各個實施方案的附圖中，用相似的參考號來表示具有相同功能的組成部分，且其解釋從略。
(實施方案1)圖1是平面圖，示出了用根據本發明第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法裝配的半導體集成電路器件的結構例子，圖2是其側面圖，圖3是其剖面圖，圖4是構造方框圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的反向壓力供給系統的結構，并示出了與壓模的連接狀態的例子，圖5是局部平面圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的矩陣框架的結構例子，圖6是平面圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的壓模中的上模具的結構例子，圖7是平面圖，示出了用于第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的壓模中的下模具的結構例子，圖8是時間圖，示出了在第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法中的模塑步驟中，壓模操作和反向壓力供給操作的時刻的例子，圖9是局部平面圖，示出了模塑步驟中的空腔加壓狀態的例子，圖10是平面圖，示出了模塑步驟中的空腔被樹脂填充的狀態的例子，圖11是平面圖，示出了模塑步驟中的壓力降低開始時刻(最快的)的例子，圖12是平面圖，示出了模塑步驟中的壓力降低開始時刻(最慢的)的例子，圖13是局部平面圖，示出了根據第一實施方案的一種修正的矩陣框架的結構，圖14是平面圖，示出了根據第一實施方案所用壓模的一種修正的上模具的結構，圖15是平面圖，示出了根據第一實施方案所用壓模的一種修正的下模具的結構，圖16是局部剖面圖，示出了根據第一實施方案采用的模塑步驟中的一種修正的反向壓力調整方法，而圖17是局部剖面圖，示出了根據第一實施方案采用的模塑步驟中的一種修正的反向壓力調整方法。
此第一實施方案的半導體集成電路器件制造方法是一種用來裝配諸如圖1、2、3所示的薄QFP(四方扁平封裝件)1的方法。
QFP 1由具有半導體集成電路的半導體芯片4、徑向環繞半導體芯片4的多個內部引線(引線)2a、諸如用于作為制作在半導體芯片4主表面4a上的表面電極的鍵合電極4b與對應于它的內部引線2a之間的連接的金絲之類的多個金屬絲(細金屬絲)5、半導體芯片4通過模具鍵合材料固定于其上的薄片(芯片安裝部分)2c、用樹脂模塑方法形成的用來密封半導體芯片4和多個金屬絲5的密封元件3、以及與內部引線2a集成制作的從密封元件3向外伸出的多個外部引線2b構成。
此第一實施方案的QFP 1是一種薄的類型，其中密封元件3的厚度是例如1.2mm或以下。
例如，金屬絲5包含直徑為30微米或以下的金絲，而制作在半導體芯片4主表面4a上的多個鍵合電極4b以例如65微米或以下的間距排列。
根據這種構造，能夠得到QFP 1的多插腳結構。
亦即，借助于減小金屬絲的直徑和減小焊點的間距，有可能得到QFP 1的多芯片結構或芯片縮小。
至于QFP 1中的厚度、金屬絲直徑、以及焊點間距，不局限于上述范圍，而是也可以采用上述范圍以外的數值。
用例如銅合金或鐵鎳合金來制作內部引線2a、外部引線2b、和薄片2c。借助于例如模塑環氧樹脂來形成密封元件3。
接著描述圖4所示的用于此第一實施方案的QFP 1裝配過程的樹脂密封步驟的反向壓力供給系統。
23處所示的反向壓力供給系統被連接到模塑設備中的壓模6，以便在樹脂模塑步驟中施加或降低壓模6的空腔內的壓力。
在反向壓力供給系統23中，主要提供有調壓器(濕氣分離器組合)11、增壓閥澆口(空氣箱組合)12、電磁閥13a和13b、用于排放氣氛壓力的排氣閥14a和14b、用于抽真空的排氣閥17a和17b、消聲器15和21、壓力計16和19、真空調節器18、真空泵20、以及程序裝置22。
亦即，排列在靠近筒8d的一側上的第一行中的第一空腔7a以及排列在遠離筒8d的一側上的第二行中的第二空腔7b，具有對應于圖5所示矩陣框架(引線框)2的分別的加壓/減壓系統，致使在第一和第二空腔7a和7b中各自獨立，從而有可能控制加壓和減壓量。
如圖4所示，采用工廠空氣32作為起始壓力，利用增壓閥澆口12或真空泵20，預定量的空氣9從反向壓力供給系統23被饋送到壓模6中的第一和第二空腔7a和7b。
此時，待要增壓的空氣量9被設定成使用作密封樹脂10的流動阻力的反向壓力28成為預定的數值。借助于調節待要增壓的空氣9的量，以調節對樹脂注入壓力27的反壓力28，來控制密封樹脂10的流動亦即裝載速度。
例如，第一行空腔的樹脂裝載速度高于第二行空腔的樹脂裝載速度，各個空腔的內部因而在預定的壓力(幅度能夠延遲第一行空腔中的密封樹脂裝載速度的壓力)下被增壓，以便延遲第一行中的樹脂裝載速度，致使第一行中的密封樹脂10的裝載速度和第二空腔中的密封樹脂10的裝載速度變得幾乎彼此相等。
亦即，在第一和第二行空腔中，為了減小密封樹脂10在強動態不平衡狀態下的注入引起的樹脂前沿的不穩定性、不可控制性、以及對外部因素的過度敏感性，借助于提高對密封樹脂的反向壓力來減弱樹脂界面處的動態不平衡。第一和第二空腔7a和7b的內部被加壓，致使第一空腔中密封樹脂10的裝載速度與第二空腔中的密封樹脂10的裝載速度變得彼此相等。
因此，若預定的反向壓力28在樹脂填充時被施加到各個空腔中，則在未被加壓階段高的第一行的第一空腔7a中密封樹脂10的裝載速度變低，并等于未被加壓狀態下低的第二空腔7b中的密封樹脂10的裝載速度。
壓模6中的第一和第二空腔7a和7b的空氣供給系統是獨立的，從而能夠為二個系統中的每一個獨立地設定反向壓力28。利用調壓器11也能夠設定幅度不大于起始壓力的反向壓力28。而且，借助于選擇增壓閥澆口12和真空泵20，有可能設定從正到負的壓力。
電磁閥13a和13b、排氣閥澆口14a和14b、以及排氣閥澆口17a和17b，能夠被程序裝置22各自獨立地控制。利用程序裝置22從具有壓模6的模塑設備接收到的信號，有可能根據模塑設備的操作來設定電磁閥13a和13b、排氣閥澆口14a和14b、以及排氣閥澆口17a和17b的開通/關閉時刻。
而且，能夠用個人計算機等通過程序裝置22來監測或分析來自壓力計16的數據。可以用埋置在空腔中的壓力傳感器來代替壓力計16。
下面描述第一實施方案的半導體集成電路器件(QFP 1)的制造方法。
首先，提供圖2所示的矩陣框架2。
矩陣框架2具有各用來形成一個QFP 1的多個器件區(器件制作區)2d，器件區2d被排列成多個行×多個列的矩陣形式。各個器件區2d具有薄片(芯片安裝部分)2c、內部引線(引線)2a、以及外部引線(引線)2b。
對應于壓模6中各個澆口8f的澆口樹脂槽部分2f，被制作在各個器件區2d的一個角落部分處。
例如，用銅合金的薄片來制作矩陣框架2。
然后，半導體芯片4通過模具鍵合材料分別被安裝到矩陣框架2的薄片2c上。
在此情況下，若QFP 1要獲得多插腳結構，則各個半導體芯片4的主表面4a上的鍵合電極4b最好以65微米或以下的安裝間距來制作。
接著進行金屬絲鍵合。
更具體地說，各個半導體芯片4上的鍵合電極4b與相應的內部引線2a通過金屬絲5被連接。
在QFP 1要獲得多插腳結構的情況下，最好用直徑例如為30微米或以下的金絲作為金屬絲5。
然后，進行樹脂模塑。
此處將首先參照用來裝配QFP 1的模塑設備中的壓模6的結構。
圖6示出了壓模6的上模具7的模具表面7g。5個第一空腔7a被排列作為第一行空腔，同樣，5個第二空腔7b被排列作為第二行空腔，所有的空腔被排列成對應于矩陣框架2的矩陣形式。
對應于圖7所示的下模具8的筒8d，形成有剔料7d，而流槽7e用作樹脂流動路徑。而且，在各個第一和第二空腔7a和7b中，在除了對應于下模具8中各個澆口8f的角落之外的3個角落中，制作了通氣孔7c。
圖7示出了壓模6中的下模具8的模具表面8i。5個第一空腔8a被排列作為第一行空腔，同樣，5個第二空腔8b被排列作為第二行空腔，如同上模具7的情況那樣，所有的空腔被排列成矩陣形式。
進一步制作的是筒8d、副流槽8e、通氣孔8c、以及用來施加和降低壓力的多個吸氣孔8g。吸氣孔8g被排列在第一和第二空腔8a和8b附近并與之對應。在圖7所示的下模具8的例子中，為每個空腔制作了二個吸氣孔8g。
為了在各個空腔中施加或降低壓力，空氣9被從吸氣孔8g饋送或從中抽出。因此，在此第一實施方案中，借助于通過吸氣孔8g對各個空腔進行空氣9的饋送或抽出，就能夠施加或降低各個空腔中的壓力。
環狀的密封8h被埋置成環繞筒8d、空腔、以及多個吸氣孔8g，致使當上模具7和下模具8關閉時，模塑區域被氣密性封閉。
各個空腔中壓力的施加借助于通過與空腔相通的通氣孔7c和8c饋送空氣9來進行，而各個空腔中壓力的降低借助于通過通氣孔7c和8c抽出空氣9來進行。
在各個筒8d中，排列了多個圖8所示的栓塞8j，用來擠壓熔融狀態下的密封樹脂10。
用這樣構成的壓模6來進行樹脂模塑。
現在用圖8的時間圖來解釋樹脂模塑。圖8示出了栓塞8j、電磁閥13a和13b、以及排氣閥14a、14b、17a、17b的優選操作時刻和操作時刻容差。
首先，如圖8的模塑操作所示，其上安裝有半導體芯片4且具有穿通金屬絲鍵合的矩陣框架2，被排列在壓模6中的下模具8的模具表面8i上，然后使上模具7和下模具8閉合，以便夾持矩陣框架。
在確認模具夾持之后，開始栓塞操作，以便將密封樹脂注入到各個空腔中。
此時，根據此第一實施方案，如圖9所示，分別在矩陣裝置的第一和第二行中的第一和第二空腔8a和8b的內部在預定的壓力下被加壓，且密封樹脂10被裝載到各個空腔中，以便在所有的空腔中提供相同的裝載速度。
更具體地說，預定量的空氣9通過吸氣孔8g，從通氣孔7c被饋送到第一和第二行空腔中，從而使第一和第二行空腔中的密封樹脂10的裝載速度相等。
各個空腔中壓力的施加借助于電磁閥13a和13b根據圖8所示電磁閥的操作的開通/關閉動作來進行。
首先，如圖8所示，當栓塞8j開始從下向上運動時，熔融狀態的密封樹脂10開始被擠壓。
在此第一實施方案中，直到熔融的密封樹脂10到達壓模6中的澆口8f，各個空腔的內部最好保持在大氣壓力的狀態下。大氣壓力狀態意味著各個空腔的內部壓力幾乎等于壓模6外部存在的壓力，亦即一種內外不存在壓力差的狀態。換言之，意味著各個空腔的內部被保持在一種沒有任何故意施加壓力或降低壓力的狀態下。例如，若各個空腔的內部在模具夾持之前對大氣開放，以及若直到密封樹脂10到達澆口8f，既不進行施加壓力也不進行降低壓力，則滿足這一要求。
表示大氣壓狀態的具體壓力數值是例如1Atm，但其容差約為0.5-1.5Atm。
借助于這樣在各個空腔中既不進行加壓也不進行減壓直至密封樹脂10到達澆口8f，有可能在栓塞8j的上升運動過程中防止密封樹脂中的空氣被包裹在剔料中，從而有可能防止在密封樹脂10和密封元件3中形成空洞。
更具體地說，若在相關栓塞8j((A)處于圖8中的樹脂填充狀態)的操作開始點處，空氣9在壓力下進入剔料7d，則在栓塞8j操作之后，已經進入剔料7d的密封樹脂10包括了高壓的空氣9，導致在密封樹脂中形成空洞。此時，高壓空氣9難以被擠壓而易于保留。另一方面，在大氣壓之類的空氣9的情況下，能夠被樹脂注入壓力擠壓，因此，直至密封樹脂10到達相關的澆口8f處，最好避免各個空腔中的加壓。
還最好避免壓力降低。這是因為若在栓塞8j操作之后和密封樹脂10到達澆口8f之前各個空腔中的壓力降低，則熔融的密封樹脂被推向剔料7d中的空腔，并在其中包含空氣；此外，空氣9停留在密封樹脂10中，導致形成空洞。
于是，借助于在密封樹脂10到達澆口8f之前不降低壓力，有可能防止在密封樹脂或密封元件3中形成空洞。
接著，下面描述在各個空腔中施加壓力。
從各個栓塞8j開始運動直至其到達上限位置所用的時間，對應于密封樹脂10的裝載時間，此裝載時間約為8-20秒。在此裝載時間內，電磁閥13a和13b根據電磁閥的操作而被開通和關閉，以便在各個空腔中開始和停止加壓。
在此情況下，當(B)處于圖8所示的樹脂填充狀態時，開始施加壓力。
亦即，基本上在熔融的密封樹脂10到達相關的澆口8f之后開始進入到各個空腔中的同時，開始施加壓力。如圖8所示，從栓塞操作開始點(A)直到加壓開始點(B)所需的時間(T1)，約為3-10秒。而且，電磁閥13a和13b的操作時間(開通時間)，亦即加壓時間(T2)約為2-100秒。
借助于通過制作成與空腔連通的通氣孔7c和8c，故意將空氣9饋送到各個空腔中，來進行上述加壓。加壓的幅度例如為1-10kg/cm2，其中間數值為5kg/cm2。所述的數值指的是要進一步從前述各個空腔中的大氣壓狀態(例如1Atm，容差為0.5-1.5Atm)增加的壓力。
借助于這樣將加壓幅度設定為1-10kg/cm2，不必在反向壓力供給系統23中安裝高壓罐，因而能夠抑制設備尺寸的增大。
然而，前述的加壓幅度范圍不構成任何限制，但關于樹脂注入壓力其上限可以大于10kg/cm2。
以這種方式，在以最好為1-10kg/cm2的加壓幅度供給空氣9，同時設定各個空腔中密封樹脂的裝載速度在所有空腔中幾乎相等的情況下，進行密封樹脂10的裝載。
更具體地說，若各個空腔的內部被加壓到1-10kg/cm2，由于用作流動阻力的反向壓力28，則裝載速度本來高的第一行中第一空腔8a的密封樹脂10的裝載速度降低到在各個空腔中的密封樹脂裝載速度之間很少有差別的程度。
因此，有可能消除各個空腔之間樹脂填充狀態的變化，因而有可能穩定產品亦即QFP 1的質量。
而且，在選擇密封樹脂10方面，有可能降低對其流動性的限制。更確切地說，若在各個空腔之間存在著不同的裝載速度，則流體密封樹脂10被選擇來配合任何空腔，于是在密封樹脂10的選擇方面引起更大的限制。但在此第一實施方案中，有可能消除各個空腔之間在樹脂填充狀態方面的變化，故在密封樹脂的選擇方面有可能降低對其流動性的限制。
結果，有可能增強密封樹脂材料開發過程中的自由度。
此外，由于有可能消除在選擇同樣的樹脂中對密封樹脂10的流動性的限制，故不再需要根據涉及到的半導體集成電路器件的類型而改變密封樹脂，因而能夠提高密封樹脂10的通用性。
而且若在各個空腔之間存在著不同的裝載速度，則空腔中裝載速度低的密封樹脂10變硬，并易于引起金屬絲變形，故必須根據低裝載速度的空腔來建立模塑條件。于是，裝配條件受到很多限制。但在此實施方案中，由于能夠提高密封樹脂10的通用性，故有可能改善QFP1裝配條件的自由度。
而且，若在第一和第二空腔8a和8b之間，密封樹脂10的裝載速度幾乎相等，則能夠使第一空腔8a中澆8f的形成角度與第二空腔8b中的澆8f的形成角度彼此相等而不變化，故有可能容易地得到壓模6的所希望的形狀，從而不僅能夠降低壓模6的成本，而且能夠降低QFP 1的制造成本。
而且，由于能夠容易地將壓模6制作成所希望的形狀，故能夠縮短QFP 1的開發周期。
接著，提供有關各個空腔中降低壓力的描述。
如圖8中樹脂填充狀態的(C)處所示，在各個空腔中停止加壓之后和完成將密封樹脂10裝載到各個空腔中之前，開始降低壓力。
更具體地說，關閉電磁閥13a和13b，以停止在各個空腔中加壓，然后，在完成將密封樹脂10填充到各個空腔中之前，開通排氣閥14a和14b或排氣閥17a和17b，以便開始降低壓力。
從停止加壓直到減壓開始所用的時間(T3)約為0-100秒。停止加壓和開始減壓可以基本上同時。
關于減壓開始的時刻，在圖11中示出了最快時刻的填充狀態，并在圖12中示出了最慢時刻的填充狀態。
如圖11所示，最快的減壓開始時刻對應于各個空腔中密封樹脂10的填充狀態已經通過空腔體積的一半的時間點。
如圖12所示，最慢的減壓開始時刻對應于各個空腔中密封樹脂10的填充大約結束的時間點。因此，最好在各個空腔中的裝載樹脂10填充空腔體積的一半直至正好完成填充之前的時間內開始減壓。
借助于這樣進行減壓，能夠排除由于施加壓力而已經進入各個空腔的空氣9，因而能夠防止空氣9被包括在密封樹脂10中。
結果，有可能防止在QFP 1的密封元件3中形成空洞。
在完成圖8所示樹脂填充狀態的樹脂填充(D)之后和打開壓模6之前，停止減壓。
樹脂模塑現在就結束了。然后，打開壓模6，并從模具中取出模塑之后的矩陣框架2。
隨后，矩陣框架2按器件區2d逐個被切割成單個的器件區。在此情況下，矩陣框架2的框架部分2e和各個器件區中的外引線2b被彼此切割分離，外引線2b被彎曲成鷗翅狀。
現在就結束了QFP 1的裝配。以這種方式，能夠裝配密封元件3的厚度不大于1.2mm的QFP 1。
于是，此第一實施方案的樹脂模塑方法能夠有效地裝配諸如密封元件3的厚度不大于1.2mm的QFP 1之類的薄的半導體封裝件。
已經參照了壓模6不配備根據圖14和15所示的修正的分別示于上模具7和下模具8中的流動空腔(輔助凹陷)7f和8k的情況。流動空腔7f和8k是輔助凹陷，用來在其中停留從空腔擠壓出來的空氣9，且各被制作在例如各個空腔中遠離澆口8f的角落部分，以便與空腔連通。
在分別示于圖6和7中的上模具7和下模具8的情況下，它們不配備有流動空腔7f和8k，故在密封樹脂裝載到各個空腔中的時候，存在于空腔中的空氣9僅僅能夠從與空腔連通的通氣孔7c和8c逸出。
示于圖14和15的上模具7和下模具8分別配備有流動空腔7f和8k，故在用于所涉及到的示于圖13的壓模6的矩陣框架2中，在對應于流動空腔7f和8k的位置處形成有流動空腔樹脂槽部分2g。
于是，圖6和7所示的上模具7和下模具8分別不配備流動空腔7f和8k，對應于流動空腔7f和8k的樹脂槽部分因而不形成在圖5所示的用作所涉及到的壓模6的框架的矩陣框架2中。
借助于在壓模中采用如圖6和7所示的這種不配備流動空腔7f和8k的上模具7和下模具8，有可能節省樹脂10，節省的量相當于埋置在流動空腔7f和8k中的樹脂，致使與采用配備流動空腔7f和8k的壓模6的情況相比，有可能得到樹脂的節省，因而有可能降低QFP1的制造成本。
此外，由于在密封元件3中不形成流動空腔樹脂，故不需要切割流動空腔樹脂，因而有可能縮短切割步驟。
而且，在不配備流動空腔7f和8k的壓模6中，有可能容易地形成樹脂流通，致使壓模6能夠被容易地制作成所希望的形狀，并有可能降低壓模6的制造成本。
而且，在不配備流動空腔7f和8k的壓模6中，有可能采用不制作流動空腔樹脂槽部分2g的矩陣框架2，因而有可能使引線框能夠共用，從而減少引線框類型的數目。
另一方面，在采用配備有流動空腔7f和8k的壓模6的情況下，有可能使存在于各個空腔中的空氣9停留在流動空腔7f和8k中，致使足夠量的空氣9能夠從各個空腔內部逸出，并能夠更好地防止空洞的形成。
現在參照圖16和17，示出了利用圖4所示的反向壓力供給系統23來調節各個空腔中的反向壓力的方法的修正。
在圖16中，活塞24由諸如馬達或空氣之類的驅動源來操作，引起空氣罐25的體積變化，從而調節用作各個空腔中的密封樹脂10的流動阻力的反向壓力28。亦即，在樹脂注入壓力27下釋放的各個空腔中的空氣，被壓縮到空氣罐25中，從而提供反向壓力28。
在圖17中，利用閥澆口元件29來調節釋放的空氣量，以便調節各個空腔中的反向壓力28。根據所示的方法，30所示的要釋放的空氣量被調節成大于31所示的實際釋放的空氣量，從而改變反向壓力28的幅度。在此修正中，閥澆口元件29被提供在各個通氣孔7c和8c中，以便調節樹脂注入壓力27下釋放的空腔內空氣，從而提供反向壓力28。
同樣，利用根據圖16和17所示修正的反向壓力28的調節方法，有可能調節各個空腔中的反向壓力28，并能夠得到與采用圖4所示反向壓力供給系統相同的效果。
(實施方案2)圖18是剖面圖，示出了用根據本發明第二實施方案的半導體集成電路器件制造方法裝配的半導體集成電路器件的結構例子，圖19是平面圖，示出了用于第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的壓模的上模具的結構例子，圖20是平面圖，示出了用于第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的壓模的下模具的結構例子，圖21是平面圖，示出了用于第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的多芯片襯底的結構例子，圖22是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑之后的結構例子，圖23是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑之后，將多芯片襯底分割成單個芯片時所用的切割線的例子，圖24是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑之后的流槽和剔料的結構例子，圖25是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法中分成單個芯片之后的結構例子，圖26是仰視圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法中分成單個芯片之后的結構例子，圖27是平面圖，示出了在第二實施方案半導體集成電路器件制造方法中，其上安裝芯片之后的多芯片襯底的結構例子，而圖28是平面圖，示出了圖27所示多芯片襯底的樹脂填充狀態的例子。
此實施方案2描述了用多芯片襯底40裝配的CSP(芯片尺寸封裝件)43的一種制造方法。
圖18所示的CSP 43是一種芯片疊層型的薄半導體封裝件，并包含布線襯底41，此布線襯底41具有主表面41a和背面41b，圖21所示的芯片安裝區40b以及作為布線線條的多個引線41c被制作在主表面41a上；層疊在布線襯底41主表面41a上芯片安裝區40b中的二個半導體芯片4；用來連接各個半導體芯片4上的鍵合電極4b與相應的引線41c的多個金屬絲5；用樹脂將二個半導體芯片4和多個金屬絲5密封起來的密封元件44；以及作為提供在布線襯底41背面41b上的外部端子的多個焊料球42。
CSP 43是薄型的，一個半導體芯片4的厚度為例如220微米左右。在CSP 43中，從布線襯底41的背面41b到密封元件44表面的厚度為例如1mm或以下。
以下列方式來制作CSP 43。采用了多芯片襯底40，它具有主表面40a，其上分別以矩陣排列形成具有芯片安裝區40b的多個器件區(器件形成區)40c。在金屬絲鍵合之后的樹脂模塑步驟中，排列成矩陣形式的多個器件區40c被壓模6的單個空腔覆蓋，并被密封，隨之以用樹脂進行成塊模塑(以下將這種樹脂密封方法稱為“成塊模塑”)，然后切割成單個芯片。
接著，對用于此實施方案2的半導體集成電路器件制造方法的樹脂模塑步驟的圖19所示的上模具7和圖20所示的下模具8的結構進行描述。
在圖19所示的上模具7中，形成有能夠覆蓋多芯片襯底40主表面40a的成塊模塑空腔7h。環繞著成塊模塑空腔7h形成了通氣孔7c、多個剔料7d、多個澆口7i、以及多個吸氣孔7j，用于反向壓力和減壓。
多個通氣孔7c沿著四角形成塊模塑空腔7h的除了靠近剔料7d的一邊之外的3個邊被提供。而且，多個吸氣孔7j被制作在靠近通氣孔7c處。
因此，在成塊模塑空腔7h中的壓力施加和降低時，能夠沿空腔中的3個方向進行空氣的饋送和排出。
在圖20所示的下模具8中，提供有成塊模塑空腔8l和多個筒8d。而且，環狀封裝8h被埋置在成塊模塑空腔8l和多個筒8d外面。當上模具7和下模具8被關閉以夾持模具時，就由封裝8h形成了能夠進行抽真空的氣密性密封區。
同樣，在用于此第二實施方案的壓模6的情況下，如用于第一實施方案的壓模6那樣，圖4所示的反向壓力供給系統23被連接到壓模。因此，在樹脂模塑時，借助于通過吸氣孔7j從通氣孔7c將空氣9饋送到空腔7h和8l，或從空腔7h和8l排出，就能夠對成塊模塑的空腔7h和8l的內部加壓或減壓。
接著，下面描述如何制造此實施方案2的半導體集成電路器件(CSP 43)。
首先，制作圖21所示的多芯片襯底40，其中各具有芯片安裝區40b的多個器件區40c以及多個引線(布線引線)41c被制作成矩陣形式。
然后，半導體芯片4通過模具鍵合材料等分別被安裝到多芯片襯底40主表面40a的器件區40c中的芯片安裝區40b上。此實施方案2的CSP 43是芯片層疊型封裝件。此處，下面的半導體芯片4被首先分別安裝到器件區40c中的芯片安裝區40b上，上面的半導體芯片4隨后被安裝到下面的半導體芯片4上。
在此情況下，由于CSP 43是用來獲得厚度的減小，故各個半導體芯片4的厚度倘若沒有被限制，則最好是例如220微米左右。
在裝配CSP 43的過程中，由于多芯片襯底40中某些器件區40c的缺陷，有時存在著不能夠制作CSP 43的器件區40c被包括在排列成矩陣形式的多個器件區40c中的情況。
至于這樣的多芯片襯底40，半導體芯片4不被安裝在有缺陷的器件區40c中，而是半導體芯片4僅僅被安裝在無缺陷的器件區40c中，故在結束芯片安裝之后的裝配步驟中，如圖27所示，處于部分缺少半導體芯片4的狀態的多芯片襯底40可以通過后續步驟。
于是，有這樣的情況，其中的多芯片襯底40在安裝芯片之后處于具有其中安裝有半導體芯片4的器件區40c，也具有其中沒有安裝半導體芯片4的器件區40c的狀態。關于此實施方案2中在安裝芯片之后的這種多芯片襯底40(以下將處于這種狀態的多芯片襯底40稱為“部分芯片缺少的多芯片襯底40”)，以下參照其裝配操作。但要理解的是，此實施方案2中的CSP 43的裝配不僅可應用于部分芯片缺少的多芯片襯底40，而且可應用于主表面40a上所有器件區40c中都安裝有半導體芯片4的多芯片襯底40。
在已經層疊芯片之后，進行金屬絲鍵合。
更具體地說，制作在下面半導體芯片4上的鍵合電極4b和對應的引線41c，通過金屬絲5被連接到一起。同樣，制作在上面半導體芯片4上的鍵合電極4b和對應的引線41c，通過金屬絲5被連接到一起。然后進行樹脂模塑。
在根據此實施方案2的樹脂模塑中，如圖8時間圖所示的內容，也在各個空腔中進行樹脂填充以及加壓和減壓，但對于栓塞操作、電磁閥操作、排氣閥操作的時刻、以及各個操作時間的容差，可以與實施方案1相同，或可以根據例如各種類型而改變。
首先，處于部分芯片缺少狀態并在金屬絲鍵合之后的多芯片襯底40，被置于壓模6的下模具8上，然后用上模具7的單個成塊模塑空腔7h一起覆蓋多芯片襯底40上的多個器件區40c，并關閉壓模6的上模具7和下模具8，以便夾持襯底。
在確信模具被夾持之后，開始圖8所示的栓塞操作，以便將密封樹脂10注入到成塊模塑空腔7h和8l中。
在此情況下，根據此實施方案2，如圖28所示，密封樹脂10以其對于排成行的方向(多芯片襯底40的縱向方向)正交于多芯片襯底40上成塊模塑空腔7h和8l中的樹脂注入方向的多個半導體芯片4的裝載速度，在排列于各個相同行中的多個半導體芯片中變得幾乎相等的方式被裝載。
更具體地說，在樹脂填充到成塊模塑空腔7h和8l的過程中，從多個通氣孔7c饋送預定量的空氣9，以便對空腔的內部加壓，從而在樹脂填充過程中能夠將幅度幾乎均勻的流動阻力賦予整個密封樹脂10，對于排成行的方向正交于樹脂注入方向的多個半導體芯片4的密封樹脂10的裝載速度在排列在各個相同的行中的半導體芯片中從而變得幾乎相等，如圖28所示。
密封樹脂10在約為490MPa(50kg/cm2)或以下的樹脂注入壓力下被注入到成塊模塑空腔7h和8l中。
這樣做的結果是，即使在半導體芯片4薄到220微米或以下的情況下，也能夠防止出現樹脂注入壓力引起的芯片破裂。
如在實施方案1中那樣，在加壓之后，成塊模塑空腔7h和8l的內部被減壓，以防止被加壓的空氣卷入在密封樹脂10中，并防止形成空洞。
如在實施方案1中那樣，在模具被夾持之后，直至密封樹脂10到達澆口7i的時間內，在此實施方案2中不進行樹脂模塑。而且，進行加壓和減壓的方式以及加壓的時刻和減壓的時刻，都與實施方案1相同。
借助于在樹脂填充到空腔中的過程中對成塊模塑空腔7h和8l的內部進行這樣的加壓，能夠在樹脂填充過程中將預定的流動阻力賦予整個密封樹脂10。因此，能夠使排列在沿正交于樹脂注入方向的方向中的各行中的多個半導體芯片4的密封樹脂10的裝載速度在排列于各個相同的行中的多個半導體芯片中幾乎相等。
結果，有可能消除在成塊模塑空腔7h和8l內出現未被填充的部分，從而能夠穩定產品亦即CSP 43的質量。
而且，即使當多芯片襯底40處于部分芯片缺少的狀態下，由于有可能使各個相同的行中的多個半導體芯片4中的樹脂裝載速度基本上相等，故不必進行迄今為處于部分芯片缺少狀態中的多芯片襯底40執行的模擬芯片安裝。
因此，有可能省略模擬芯片安裝步驟，從而能夠簡化CSP 43的制造工藝。
而且，由于不需要模擬芯片，故能夠以低的成本來制造CSP 43。
現在就完成了樹脂模塑。打開壓模6，然后，在模塑之后，從壓模6取出多芯片襯底40。
在此情況下，如圖24所示，用成塊模塑方法制作的成塊模塑部分45被提供在多芯片襯底40的主表面40a上。而且，流槽樹脂47、剔料樹脂48、以及澆口樹脂49被形成在主表面40a上。
然后，從成塊模塑部分45清除流槽樹脂47、剔料樹脂48、以及澆口樹脂49，成為圖22所示的狀態。而且，多芯片襯底40按器件區40c逐個被切割成單個芯片。
此時，沿圖23所示的切割線46進行切割，以便一起切割成塊模塑部分45與多芯片襯底，從而得到圖25所示的單個芯片。
接著，如圖26所示，多個焊料球42被固定到切割得到的布線襯底41的背面41b。現在就完成了CSP 43的裝配。
可以在切割成單個芯片之前的多芯片襯底40的狀態下完成焊料球的安裝。
在根據此實施方案2的CSP 43的裝配過程中，即使在芯片層疊型薄CSP 43從布線襯底41直到密封元件44表面的厚度不大于1mm的情況下，也能夠穩定產品的質量。
雖然上面已經根據第一和第二實施方案描述了本發明，但不言自明，本發明不局限于這些實施方案，而是可以在不超越本發明的主旨的范圍內作出各種各樣的改變。
例如，雖然在實施方案1中，半導體集成電路器件是QFP 1，但也可以是QFP 1之外的其它半導體集成電路器件，只要采用的器件是用矩陣框架2制作的薄型即可。
雖然在實施方案1中，壓模6中的空腔行的數目是2，但不局限于2，而是可以采用任何其它的更多的行數，只要不小于2即可。
而且，雖然在上述實施方案2中，CSP 43是芯片層疊型CSP，但不局限于此，而是也可以僅僅承載一個半導體芯片4。
下面簡要描述一下用本發明典型模式得到的效果。
借助于對排列成矩陣形式的空腔的內部進行加壓，并將密封樹脂裝載到被加壓的空腔中，能夠使所有空腔的樹脂裝載速度相等，因而能夠穩定產品的質量。
權利要求
1.一種制造半導體集成電路器件的方法，它包含下列步驟(a)提供引線框，其上多個器件制作區被排列成矩陣形式，各個器件制作區具有芯片安裝部分和多個引線；(b)將半導體芯片分別安裝到引線框的芯片安裝部分上；(c)將其上安裝有半導體芯片的引線框置于壓模的模具表面上，此模具表面包括多個空腔，從而封閉壓模；(d)對矩陣空腔的內部加壓，并將密封樹脂裝載到這樣被加壓的各個空腔中；以及(e)在步驟(d)之后，將引線框分割成單個器件制作區。
2.根據權利要求1的方法，其中各個空腔的內部被保持在大氣壓的狀態，直至密封樹脂到達壓模的澆口。
3.根據權利要求1的方法，在步驟(b)和(c)之間還包含用直徑不大于30微米的細金屬絲將制作在各個半導體芯片上的鍵合電極與其對應的引線連接到一起的步驟。
4.根據權利要求3的方法，其中制作在各個半導體芯片上的多個鍵合電極被排列成間距不大于65微米。
5.根據權利要求1的方法，其中在停止加壓之后和完成將密封樹脂裝載到各個空腔中之前，開始降低空腔中的壓力。
6.根據權利要求5的方法，其中在裝載到各個所述空腔中的密封樹脂量已經達到空腔體積的一半或以上直至完成樹脂裝載的時期內，開始減壓。
7.根據權利要求1的方法，其中的壓模沒有任何供從空腔排出的空氣在其中停留的輔助凹陷，且在將密封樹脂裝載到各個空腔中的時候，存在于空腔中的空氣能夠通過與空腔連通的通氣孔逸出。
8.根據權利要求1的方法，其中半導體集成電路器件中的密封元件的厚度不大于1.2mm。
9.根據權利要求1的方法，其中幾乎與密封樹脂開始進入到空腔中的同時，開始對空腔加壓。
10.根據權利要求1的方法，其中在通過與空腔連通形成的通氣孔饋送空氣的情況下，對空腔進行加壓。
11.一種制造半導體集成電路器件的方法，它包含下列步驟(a)提供多芯片襯底，其上多個器件制作區被排列成矩陣形式，各個器件制作區具有芯片安裝部分和多個引線；(b)將半導體芯片分別安裝到多芯片襯底的芯片安裝部分上；(c)將其上安裝有半導體芯片的多芯片襯底置于壓模的模具表面上，此模具表面包括單個空腔，然后封閉壓模，同時使得單個空腔能夠覆蓋所有的多個器件制作區；(d)在將密封樹脂裝載到空腔中時，對空腔的內部進行加壓；以及(e)在步驟(d)之后，將多芯片襯底分割成單個器件制作區。
12.根據權利要求11的方法，其中多芯片襯底被密封樹脂密封，此多芯片襯底具有其上安裝有半導體芯片的器件制作區以及其上未安裝半導體芯片的器件制作區。
13.根據權利要求11的方法，其中各個半導體芯片被層疊在多芯片襯底的器件制作區中。
14.根據權利要求13的方法，其中從半導體集成電路器件的布線襯底的背面直到密封元件表面的厚度不大于1mm。
15.根據權利要求11的方法，其中在步驟(d)中，密封樹脂在不高于490MPa的樹脂注入壓力下被注入到空腔中。
16.根據權利要求11的方法，其中空腔的內部被保持在大氣壓狀態，直至密封樹脂到達壓模的澆口。
17.根據權利要求11的方法，其中幾乎與密封樹脂開始進入到空腔中的同時，開始對空腔內部加壓。
全文摘要
在半導體集成電路器件的制造過程中，當進行矩陣框架的樹脂模塑時，預定量的空氣被饋送到第一行中的各個第一空腔和第二行中的各個第二空腔中，第一和第二空腔被制作在壓模的下模具中，呈矩陣排列，以便對空腔的內部加壓，并以在所有空腔中密封樹脂的裝載速度變得相等的方式，將密封樹脂裝載到各個空腔中，從而能夠穩定得到的產品的質量。
文檔編號B29C45/26GK1438685SQ0310445
公開日2003年8月27日 申請日期2003年2月14日 優先權日2002年2月14日
發明者倉富文司, 清水福美, 井村健一, 並木勝重, 村上文夫 申請人:株式會社日立制作所, 株式會社東日本半導體技術