JP2001055432A - 半導体装置封止用樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置、並びに半導体装置製造方法及び製造装置 - Google Patents
半導体装置封止用樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置、並びに半導体装置製造方法及び製造装置Info
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- JP2001055432A JP2001055432A JP11234595A JP23459599A JP2001055432A JP 2001055432 A JP2001055432 A JP 2001055432A JP 11234595 A JP11234595 A JP 11234595A JP 23459599 A JP23459599 A JP 23459599A JP 2001055432 A JP2001055432 A JP 2001055432A
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハを樹脂封止する時間を短縮させ、生産
効率を向上させるのに有効な封止材を提供し、併せて半
導体装置の製造方法と製造装置を提供する。 【解決手段】 封止材として、エポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促進剤を芳香
族オニウム塩とした樹脂組成物を使用する。半導体装置
の製造に当たっては、金型31、32内のウエハ21上に配置
した封止材24を加熱圧縮してウエハ21の全面上へ押し広
げ、封止材24が押し広げられたのをセンサ37により検知
後に金型温度を上昇させて封止材を硬化させる。
効率を向上させるのに有効な封止材を提供し、併せて半
導体装置の製造方法と製造装置を提供する。 【解決手段】 封止材として、エポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促進剤を芳香
族オニウム塩とした樹脂組成物を使用する。半導体装置
の製造に当たっては、金型31、32内のウエハ21上に配置
した封止材24を加熱圧縮してウエハ21の全面上へ押し広
げ、封止材24が押し広げられたのをセンサ37により検知
後に金型温度を上昇させて封止材を硬化させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、外部端子用のバンブを具備する半導体素子を
製作して個々の素子(チップ)に切断前のウエハをバン
ブ端面が露出するように樹脂封止した後、個々の素子
(チップ)に切断することにより得られる半導体装置に
関する。より詳しく言えば、本発明は、そのような半導
体装置の製造において半導体の封止に用いられる半導体
封止樹脂組成物、並びにそのような半導体装置の製造方
法及び製造装置に関する。
し、特に、外部端子用のバンブを具備する半導体素子を
製作して個々の素子(チップ)に切断前のウエハをバン
ブ端面が露出するように樹脂封止した後、個々の素子
(チップ)に切断することにより得られる半導体装置に
関する。より詳しく言えば、本発明は、そのような半導
体装置の製造において半導体の封止に用いられる半導体
封止樹脂組成物、並びにそのような半導体装置の製造方
法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からあるリードフレームを有する樹
脂封止半導体装置(QFP)では、半導体素子を保護す
るために、素子を無機充填材が添加された熱硬化性樹脂
により封止していた。また、この封止のためには、一般
にトランスファモールドが用いられていた。
脂封止半導体装置(QFP)では、半導体素子を保護す
るために、素子を無機充填材が添加された熱硬化性樹脂
により封止していた。また、この封止のためには、一般
にトランスファモールドが用いられていた。
【0003】このような従来の樹脂封止工程を説明する
と、次のとおりである。予め、素子が搭載されたリード
フレームを金型にセットした後、タブレット状の樹脂を
予備加熱し、次いでプランジャで加圧して樹脂を移送
し、金型に投入する。樹脂が硬化するまで金型内で硬化
させる。
と、次のとおりである。予め、素子が搭載されたリード
フレームを金型にセットした後、タブレット状の樹脂を
予備加熱し、次いでプランジャで加圧して樹脂を移送
し、金型に投入する。樹脂が硬化するまで金型内で硬化
させる。
【0004】一般に、QFPにおけるパッケージサイズ
は、最小でも8mm×8mm程度、厚さ1mm程度であ
った。また、1回の成形で多数のパッケージを取れるよ
うにするために、移送する樹脂が金型内を流れる距離は
長ければ長いほどよい。その一方、成形に用いる金型は
ヒータのオンオフなどで一定温度に保たれ、そして封止
樹脂は加熱される金型内を溶融するとともに硬化しなが
ら、金型内を移動し、金型内に樹脂が充填される。
は、最小でも8mm×8mm程度、厚さ1mm程度であ
った。また、1回の成形で多数のパッケージを取れるよ
うにするために、移送する樹脂が金型内を流れる距離は
長ければ長いほどよい。その一方、成形に用いる金型は
ヒータのオンオフなどで一定温度に保たれ、そして封止
樹脂は加熱される金型内を溶融するとともに硬化しなが
ら、金型内を移動し、金型内に樹脂が充填される。
【0005】上記のようにリードフレームを有する半導
体装置では、多ピン化に伴いパッケージサイズが大きく
なるとともに、外部リードのピッチが狭くなるために、
取扱い難くなる。近年開発された、ボールグリッドアレ
イ(BGA)型パッケージ及びチップサイズパッケージ
は、このような問題を解決したタイプのものである。
体装置では、多ピン化に伴いパッケージサイズが大きく
なるとともに、外部リードのピッチが狭くなるために、
取扱い難くなる。近年開発された、ボールグリッドアレ
イ(BGA)型パッケージ及びチップサイズパッケージ
は、このような問題を解決したタイプのものである。
【0006】図1にチップサイズパッケージの一例を示
す。この図のチップサイズパッケージ10を製造するこ
とができる新しい方法に、外部端子用のはんだバンブ1
2を具備する多数の半導体素子を製作したウエハ(図示
せず)をバンブ端面が露出するように樹脂封止した後、
個々の半導体素子11に切断することによるものがあ
る。こうして製造される図1のチップサイズパッケージ
10における封止樹脂13の厚さは80〜120μm
と、従来のQFPと比較して樹脂層が非常に薄い。ま
た、図1のパッケージ10を基板に搭載するために、バ
ンプ12の露出端面には、接合用のはんだボール14が
用意される。
す。この図のチップサイズパッケージ10を製造するこ
とができる新しい方法に、外部端子用のはんだバンブ1
2を具備する多数の半導体素子を製作したウエハ(図示
せず)をバンブ端面が露出するように樹脂封止した後、
個々の半導体素子11に切断することによるものがあ
る。こうして製造される図1のチップサイズパッケージ
10における封止樹脂13の厚さは80〜120μm
と、従来のQFPと比較して樹脂層が非常に薄い。ま
た、図1のパッケージ10を基板に搭載するために、バ
ンプ12の露出端面には、接合用のはんだボール14が
用意される。
【0007】ウエハを樹脂封止する成形の際に用いられ
る従来の圧縮成形機では、温度調整はヒータのオンオフ
で行い、こうして一定温度に保たれた金型内を流動性の
良好な封止材が溶融と硬化を並行して行いながらウエハ
上に押し広げられていた。また、従来の封止材として
は、一般にエポキシ系の樹脂が用いられ、その硬化促進
剤には耐湿性の良好なトリフェニルホスフィンなどのリ
ン系触媒が用いられていた。
る従来の圧縮成形機では、温度調整はヒータのオンオフ
で行い、こうして一定温度に保たれた金型内を流動性の
良好な封止材が溶融と硬化を並行して行いながらウエハ
上に押し広げられていた。また、従来の封止材として
は、一般にエポキシ系の樹脂が用いられ、その硬化促進
剤には耐湿性の良好なトリフェニルホスフィンなどのリ
ン系触媒が用いられていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のような封止材を
用いてウエハを封止するため圧縮成形を行う場合、一定
温度に保持(160〜190℃)した金型内で、従来の
封止用樹脂は溶融と硬化反応が並行して進行する。従っ
て、ウエハを完全に封止するためには、封止材のゲル化
時間を長くして(硬化反応を進行しにくくして)、封止
剤が低い溶融粘度にある時間をなるべく長くすることが
必要であった。そしてそのため、樹脂の充填と硬化に要
する時間を合わせた成形時間に5分〜10分程度要して
いた。こうしたことから、生産能力を向上させるために
は限界があった。
用いてウエハを封止するため圧縮成形を行う場合、一定
温度に保持(160〜190℃)した金型内で、従来の
封止用樹脂は溶融と硬化反応が並行して進行する。従っ
て、ウエハを完全に封止するためには、封止材のゲル化
時間を長くして(硬化反応を進行しにくくして)、封止
剤が低い溶融粘度にある時間をなるべく長くすることが
必要であった。そしてそのため、樹脂の充填と硬化に要
する時間を合わせた成形時間に5分〜10分程度要して
いた。こうしたことから、生産能力を向上させるために
は限界があった。
【0009】本発明の課題は、ウエハを樹脂封止する成
形工程に要する時間を短縮させ、生産効率を向上させる
ことであり、そのために有効な半導体装置封止用樹脂組
成物を提供し、併せて半導体装置の新しい製造方法と製
造装置を提供することである。
形工程に要する時間を短縮させ、生産効率を向上させる
ことであり、そのために有効な半導体装置封止用樹脂組
成物を提供し、併せて半導体装置の新しい製造方法と製
造装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置封止
用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のた
めの硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化
促進剤が芳香族オニウム塩であることを特徴とする。
用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のた
めの硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化
促進剤が芳香族オニウム塩であることを特徴とする。
【0011】本発明の半導体装置の製造方法は、バンプ
を備えた複数の半導体素子が製作されたウエハを当該バ
ンプの端面が露出するよう樹脂封止し、その後ウエハを
個々の素子に切断することにより半導体装置を製造する
方法であって、ウエハの樹脂封止を、金型内のウエハ上
に配置した封止材を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し
広げる工程と、封止材がウエハ全面上へ押し広げられた
のを検知後に金型温度を上昇させて封止材を硬化させる
工程により行うことを特徴とする。
を備えた複数の半導体素子が製作されたウエハを当該バ
ンプの端面が露出するよう樹脂封止し、その後ウエハを
個々の素子に切断することにより半導体装置を製造する
方法であって、ウエハの樹脂封止を、金型内のウエハ上
に配置した封止材を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し
広げる工程と、封止材がウエハ全面上へ押し広げられた
のを検知後に金型温度を上昇させて封止材を硬化させる
工程により行うことを特徴とする。
【0012】また、本発明の半導体装置の製造装置は、
バンプを備えた複数の半導体素子が製作された切断前の
ウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封止する
ことにより半導体装置を製造する装置であり、樹脂封止
するウエハを収容し、ウエハ上に配置した封止材を加熱
圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬化させる金型を
備えた装置であって、金型に加熱手段と冷却手段、及び
封止材充填圧力検知センサを具備していることを特徴と
する。
バンプを備えた複数の半導体素子が製作された切断前の
ウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封止する
ことにより半導体装置を製造する装置であり、樹脂封止
するウエハを収容し、ウエハ上に配置した封止材を加熱
圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬化させる金型を
備えた装置であって、金型に加熱手段と冷却手段、及び
封止材充填圧力検知センサを具備していることを特徴と
する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の半導体封止材である半導
体装置封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、このエポキ
シ樹脂のための硬化剤、硬化促進剤、そして無機充填材
を含み、硬化促進剤が芳香族オニウム塩であることを特
徴とする。この樹脂組成物は、外部端子用のバンプを具
備する半導体素子を製作して個々の素子(チップ)に切
断前のウエハをバンプ端面が露出するように樹脂封止し
た後に、個々の素子に切断することにより得られる半導
体装置の製造に特に有利に用いることができるが、この
ような方法によらずに製造される一般の半導体装置の製
造に応用することも言うまでもなく可能である。
体装置封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、このエポキ
シ樹脂のための硬化剤、硬化促進剤、そして無機充填材
を含み、硬化促進剤が芳香族オニウム塩であることを特
徴とする。この樹脂組成物は、外部端子用のバンプを具
備する半導体素子を製作して個々の素子(チップ)に切
断前のウエハをバンプ端面が露出するように樹脂封止し
た後に、個々の素子に切断することにより得られる半導
体装置の製造に特に有利に用いることができるが、この
ような方法によらずに製造される一般の半導体装置の製
造に応用することも言うまでもなく可能である。
【0014】本発明において硬化促進剤として用いるこ
とができる芳香族オニウム塩は、次の一般式
とができる芳香族オニウム塩は、次の一般式
【0015】
【化2】
【0016】(式中のEは、S、N又はP原子であり、
R1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)で表すことが
でき、このような芳香族オニウム塩のエポキシ硬化促進
剤は、通常の合成手法を使って調製してもよく、あるい
は例えばアデカ社よりアデカオプトマーとして入手可能
である。
R1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)で表すことが
でき、このような芳香族オニウム塩のエポキシ硬化促進
剤は、通常の合成手法を使って調製してもよく、あるい
は例えばアデカ社よりアデカオプトマーとして入手可能
である。
【0017】上式の1価の炭化水素基は、炭素数1〜3
のアルキル基であるのが好ましく、またアルコキシル基
のアルキル基も炭素数が1〜3であるのが好ましい。1
価の炭化水素基又はピリジウム基が置換される場合、置
換基はハロゲンであるのが一般的であるが、置換基はこ
れに限定されない。
のアルキル基であるのが好ましく、またアルコキシル基
のアルキル基も炭素数が1〜3であるのが好ましい。1
価の炭化水素基又はピリジウム基が置換される場合、置
換基はハロゲンであるのが一般的であるが、置換基はこ
れに限定されない。
【0018】図2に、ビフェニル型エポキシ樹脂(油化
シェルエポキシ社製YX−4000H)及び硬化剤のキ
シリレンフェノール(三井化学社製XLC−225L
L)を使用した封止材において、従来の硬化促進剤であ
るトリフェニルホスフィン(ケイ・アイ化成社より入手
のPP−360)を使用した従来例と、本発明による芳
香族オニウム塩として、下式
シェルエポキシ社製YX−4000H)及び硬化剤のキ
シリレンフェノール(三井化学社製XLC−225L
L)を使用した封止材において、従来の硬化促進剤であ
るトリフェニルホスフィン(ケイ・アイ化成社より入手
のPP−360)を使用した従来例と、本発明による芳
香族オニウム塩として、下式
【0019】
【化3】
【0020】の芳香族スルホニウム塩を使用した本発明
例の、温度上昇に伴う硬化反応の進行率(反応率)を示
す(昇温速度5℃/min)。
例の、温度上昇に伴う硬化反応の進行率(反応率)を示
す(昇温速度5℃/min)。
【0021】従来例のトリフェニルホスフィン硬化促進
剤を使用した系では、80℃付近から硬化反応が始ま
り、180℃付近で反応が終了する。このような封止材
で成形を行った場合、樹脂の溶融と同時に硬化反応が進
行し始めるために、硬化促進剤の添加量を必要最低限に
抑え、硬化反応をマイルドに進めることで樹脂が流動可
能な時間を長くし、成形性を確保している。そのため、
樹脂の硬化時間が長くなり、成形に5〜10分程度を要
している。発明者らの実験結果では、直径8インチのウ
エハ成形(樹脂封止)を行う際、約5〜6分の時間を要
している。
剤を使用した系では、80℃付近から硬化反応が始ま
り、180℃付近で反応が終了する。このような封止材
で成形を行った場合、樹脂の溶融と同時に硬化反応が進
行し始めるために、硬化促進剤の添加量を必要最低限に
抑え、硬化反応をマイルドに進めることで樹脂が流動可
能な時間を長くし、成形性を確保している。そのため、
樹脂の硬化時間が長くなり、成形に5〜10分程度を要
している。発明者らの実験結果では、直径8インチのウ
エハ成形(樹脂封止)を行う際、約5〜6分の時間を要
している。
【0022】一方、本発明に従って芳香族オニウム塩硬
化促進剤として上記の芳香族スルホニウム塩を用いた場
合、溶融は150℃付近で始まり、硬化反応は170℃
から始まり、200℃付近で完結する。従って、ウエハ
成形の際、樹脂が溶融する温度に予め金型を設定してお
いて、樹脂を金型内に配置後溶融させウエハ上に広げて
充填させた後、金型温度を上昇させて樹脂を硬化させる
ことができる。しかも、芳香族オニウム塩を硬化促進剤
として用いた場合、上記のように急激な硬化反応にもか
かわらず、発泡することがなく、ボイドのない封止物を
得ることができる。これに対して、トリフェニルホスフ
ィン系の従来の硬化促進剤は封止作業の際に発泡を生じ
やすいことも難点の一つであった。
化促進剤として上記の芳香族スルホニウム塩を用いた場
合、溶融は150℃付近で始まり、硬化反応は170℃
から始まり、200℃付近で完結する。従って、ウエハ
成形の際、樹脂が溶融する温度に予め金型を設定してお
いて、樹脂を金型内に配置後溶融させウエハ上に広げて
充填させた後、金型温度を上昇させて樹脂を硬化させる
ことができる。しかも、芳香族オニウム塩を硬化促進剤
として用いた場合、上記のように急激な硬化反応にもか
かわらず、発泡することがなく、ボイドのない封止物を
得ることができる。これに対して、トリフェニルホスフ
ィン系の従来の硬化促進剤は封止作業の際に発泡を生じ
やすいことも難点の一つであった。
【0023】本発明の半導体装置封止用樹脂組成物にお
ける上述の硬化促進剤の添加量は、主として封止用樹脂
組成物に要求される硬化時間に応じて、適宜決定すれば
よい。一般には、封止用樹脂組成物において主剤として
使用するエポキシ樹脂100重量部に対して、0.1〜
10重量部程度の硬化促進剤が使用される。極端に少な
い添加量は、硬化時間が長くなってしまい、不利であ
り、一方、多量の硬化促進剤を使用しても硬化時間の短
縮効果は飽和してしまう上に、硬化した封止材の特性に
不利な影響を及ぼすことも考えられ、好ましくない。
ける上述の硬化促進剤の添加量は、主として封止用樹脂
組成物に要求される硬化時間に応じて、適宜決定すれば
よい。一般には、封止用樹脂組成物において主剤として
使用するエポキシ樹脂100重量部に対して、0.1〜
10重量部程度の硬化促進剤が使用される。極端に少な
い添加量は、硬化時間が長くなってしまい、不利であ
り、一方、多量の硬化促進剤を使用しても硬化時間の短
縮効果は飽和してしまう上に、硬化した封止材の特性に
不利な影響を及ぼすことも考えられ、好ましくない。
【0024】芳香族オニウム塩を硬化促進剤とする本発
明の半導体装置封止用樹脂組成物では、主剤のエポキシ
樹脂として、1分子中にエポキシ基を2個以上有する任
意の化合物を使用することができる。そのようなエポキ
シ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフ
ェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールAやレゾルシンなどから合成される各種ノ
ボラック型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ハロゲン化
エポキシ樹脂などが挙げられる。2種以上のエポキシ樹
脂を併用してもよい。
明の半導体装置封止用樹脂組成物では、主剤のエポキシ
樹脂として、1分子中にエポキシ基を2個以上有する任
意の化合物を使用することができる。そのようなエポキ
シ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフ
ェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールAやレゾルシンなどから合成される各種ノ
ボラック型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ハロゲン化
エポキシ樹脂などが挙げられる。2種以上のエポキシ樹
脂を併用してもよい。
【0025】特に好ましいエポキシ樹脂は、耐熱性及び
耐湿性の点からビフェニル型エポキシ樹脂である。この
意味で、用途により2種以上のエポキシ樹脂を併用する
場合には、全エポキシ樹脂中のビフェニル型エポキシ樹
脂の割合を50重量%以上とするのが有利である。
耐湿性の点からビフェニル型エポキシ樹脂である。この
意味で、用途により2種以上のエポキシ樹脂を併用する
場合には、全エポキシ樹脂中のビフェニル型エポキシ樹
脂の割合を50重量%以上とするのが有利である。
【0026】エポキシ樹脂のための硬化剤は、エポキシ
樹脂と反応してこれを硬化させるものであれば、特に限
定されない。使用することができる硬化剤の具体例とし
て、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック
樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリスヒドロキシフ
ェニルメタン、ビスフェノールAやレゾルシンから合成
される各種ノボラック樹脂、ポリアリルフェノール、ジ
シクロペンタジエンフェノール、レゾール樹脂、ポリビ
ニルフェノールなどの各種多価フェノール化合物や、無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸など
の酸無水物や、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフ
ェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香
族アミンなどを挙げることができる。なかでも、比較的
低温で硬化しやすいく封止材の未充填部を残しやすいア
ミン系などの硬化剤に比べ硬化開始温度を高くできる点
と、耐湿性の点から、1分子中に水酸基を2個以上有す
るフェノール化合物が好ましく、例えばキシリレンフェ
ノール、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラル
キル樹脂などが好ましく使用される。場合によっては、
2種以上の硬化剤の併用も可能である。
樹脂と反応してこれを硬化させるものであれば、特に限
定されない。使用することができる硬化剤の具体例とし
て、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック
樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリスヒドロキシフ
ェニルメタン、ビスフェノールAやレゾルシンから合成
される各種ノボラック樹脂、ポリアリルフェノール、ジ
シクロペンタジエンフェノール、レゾール樹脂、ポリビ
ニルフェノールなどの各種多価フェノール化合物や、無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸など
の酸無水物や、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフ
ェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香
族アミンなどを挙げることができる。なかでも、比較的
低温で硬化しやすいく封止材の未充填部を残しやすいア
ミン系などの硬化剤に比べ硬化開始温度を高くできる点
と、耐湿性の点から、1分子中に水酸基を2個以上有す
るフェノール化合物が好ましく、例えばキシリレンフェ
ノール、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラル
キル樹脂などが好ましく使用される。場合によっては、
2種以上の硬化剤の併用も可能である。
【0027】エポキシ樹脂と硬化剤との配合比に関して
は特に制限はないが、得られるエポキシ樹脂の硬化物の
機械的性質、及びこの硬化物と半導体装置の密着性の点
から、エポキシ樹脂に対する硬化剤の化学当量比が0.
5〜1.5、特に0.7〜1.3の範囲にあることが好
ましい。
は特に制限はないが、得られるエポキシ樹脂の硬化物の
機械的性質、及びこの硬化物と半導体装置の密着性の点
から、エポキシ樹脂に対する硬化剤の化学当量比が0.
5〜1.5、特に0.7〜1.3の範囲にあることが好
ましい。
【0028】本発明の半導体装置封止用樹脂組成物で使
用する無機充填材は、封止材と素子との線膨張係数の差
により封止材が素子から剥離するのを予防するため封止
材の線膨張係数を素子のそれに近づけるためや、封止材
の強化用に配合されるものである。このような無機充填
材としては、耐湿性の点からシリカ粉末を用いることが
望ましく、シリカ粉末としては、溶融シリカ、結晶シリ
カ、化学合成シリカなどが用いられる。
用する無機充填材は、封止材と素子との線膨張係数の差
により封止材が素子から剥離するのを予防するため封止
材の線膨張係数を素子のそれに近づけるためや、封止材
の強化用に配合されるものである。このような無機充填
材としては、耐湿性の点からシリカ粉末を用いることが
望ましく、シリカ粉末としては、溶融シリカ、結晶シリ
カ、化学合成シリカなどが用いられる。
【0029】シリカ充填材の平均粒径は0.5〜20μ
mであり、且つ、最大粒径が45μm以下であることが
望ましい。平均粒径が0.5μm以下では封止用樹脂組
成物の流動性が低くなるために、充填材の高充填ができ
なくなり、封止した半導体装置の耐温度サイクル性が低
下してしまう。平均粒径が20μmを超えると、素子上
の配線やバンプに損傷を与えやすくなってしまう。ま
た、最大粒径が45μmを超えると、成形時の圧力で大
粒充填材が先にウエハ外周に流出し、ウエハ上の樹脂内
充填材の均一分散ができなくなってしまう。
mであり、且つ、最大粒径が45μm以下であることが
望ましい。平均粒径が0.5μm以下では封止用樹脂組
成物の流動性が低くなるために、充填材の高充填ができ
なくなり、封止した半導体装置の耐温度サイクル性が低
下してしまう。平均粒径が20μmを超えると、素子上
の配線やバンプに損傷を与えやすくなってしまう。ま
た、最大粒径が45μmを超えると、成形時の圧力で大
粒充填材が先にウエハ外周に流出し、ウエハ上の樹脂内
充填材の均一分散ができなくなってしまう。
【0030】封止用樹脂組成物中に添加される充填材
は、全固形分の50〜95重量%を占めるのが望まし
い。50重量%未満では、硬化した封止材の機械的強度
が低下し、そして熱膨張率が上昇するために温度サイク
ルを与えた場合の封止材の耐クラック性が低下する。ま
た、95重量%を超えると、硬化前の封止材の流動性が
低下して未充填が発生しやすくなる。従来のトリフェニ
ルホスフィン硬化促進剤を添加した系では、流動と同時
に進行する硬化に伴う粘度上昇のため、充填材添加量9
0重量%を超える樹脂を得るためにはゲル化時間を長く
する必要があった。そのため、成形時間が10分を超え
ることがあり、成形サイクル性に難があった。これに対
し、本発明の芳香族オニウム塩硬化促進剤を用いること
で、流動プロセスと硬化プロセスの二段階のプロセスを
別々に進めることができ、充填材の高充填化が初めて可
能となった。
は、全固形分の50〜95重量%を占めるのが望まし
い。50重量%未満では、硬化した封止材の機械的強度
が低下し、そして熱膨張率が上昇するために温度サイク
ルを与えた場合の封止材の耐クラック性が低下する。ま
た、95重量%を超えると、硬化前の封止材の流動性が
低下して未充填が発生しやすくなる。従来のトリフェニ
ルホスフィン硬化促進剤を添加した系では、流動と同時
に進行する硬化に伴う粘度上昇のため、充填材添加量9
0重量%を超える樹脂を得るためにはゲル化時間を長く
する必要があった。そのため、成形時間が10分を超え
ることがあり、成形サイクル性に難があった。これに対
し、本発明の芳香族オニウム塩硬化促進剤を用いること
で、流動プロセスと硬化プロセスの二段階のプロセスを
別々に進めることができ、充填材の高充填化が初めて可
能となった。
【0031】充填材表面と樹脂間の濡れ性や接着性を向
上させるために、充填材表面をカップリング剤で処理し
ても差し支えない。カップリング剤としては、シラン
系、チタン系、アルミニウム系等が用いられる。特に、
充填材としてシリカ粉末を用いる場合、シラン系カップ
リング剤を用いることが望ましい。また、充填材として
シリカ粉末を用いる場合において、アルコキシシラン系
のカップリング剤を用いる場合には、カップリング剤の
アルコキシ基を予め加水分解反応させて脱アルコール処
理を施し、水酸基に変えてからシリカ粉末充填材の処理
に供してもよい。その理由は、特に溶融シリカなどは表
面に水酸基が極めて少ないため、アルコキシシラン系カ
ップリング剤で表面処理する場合、未反応のシラン系カ
ップリング剤が封止材中に残存しやすく、封止材中の未
反応の残存シラン系カップリング剤は大気中の水分と反
応しアルコールを発生させ、このアルコールは封止材硬
化時に気化して硬化物(すなわち封止材層)中のボイド
発生の原因となりかねないからである。シラン系カップ
リング剤の前もっての加水分解処理は、例えば、シラン
系カップリング剤を水と反応させることで簡単に行うこ
とができる。
上させるために、充填材表面をカップリング剤で処理し
ても差し支えない。カップリング剤としては、シラン
系、チタン系、アルミニウム系等が用いられる。特に、
充填材としてシリカ粉末を用いる場合、シラン系カップ
リング剤を用いることが望ましい。また、充填材として
シリカ粉末を用いる場合において、アルコキシシラン系
のカップリング剤を用いる場合には、カップリング剤の
アルコキシ基を予め加水分解反応させて脱アルコール処
理を施し、水酸基に変えてからシリカ粉末充填材の処理
に供してもよい。その理由は、特に溶融シリカなどは表
面に水酸基が極めて少ないため、アルコキシシラン系カ
ップリング剤で表面処理する場合、未反応のシラン系カ
ップリング剤が封止材中に残存しやすく、封止材中の未
反応の残存シラン系カップリング剤は大気中の水分と反
応しアルコールを発生させ、このアルコールは封止材硬
化時に気化して硬化物(すなわち封止材層)中のボイド
発生の原因となりかねないからである。シラン系カップ
リング剤の前もっての加水分解処理は、例えば、シラン
系カップリング剤を水と反応させることで簡単に行うこ
とができる。
【0032】本発明の半導体装置封止用樹脂組成物は、
所望により、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、
変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴム、変性シリ
コーンオイルなどのエラストマーや、ポリエチレンなど
の熱可塑性樹脂を、低応力化剤として含んでもよい。こ
のような低応力化剤は、形成した封止材層の室温での曲
げ弾性率を低下させるのに有効である。
所望により、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、
変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴム、変性シリ
コーンオイルなどのエラストマーや、ポリエチレンなど
の熱可塑性樹脂を、低応力化剤として含んでもよい。こ
のような低応力化剤は、形成した封止材層の室温での曲
げ弾性率を低下させるのに有効である。
【0033】更に、本発明の半導体装置封止用樹脂組成
物には、ハロゲン化エポキシ樹脂(例えば臭素化エポキ
シ樹脂)などのハロゲン化合物、リン化合物等の難燃剤
や、三酸化アンチモンなどの難燃助剤や、有機過酸化物
などの架橋剤や、カーボンブラック、染料などの着色剤
を任意に添加することができる。
物には、ハロゲン化エポキシ樹脂(例えば臭素化エポキ
シ樹脂)などのハロゲン化合物、リン化合物等の難燃剤
や、三酸化アンチモンなどの難燃助剤や、有機過酸化物
などの架橋剤や、カーボンブラック、染料などの着色剤
を任意に添加することができる。
【0034】次に、図3〜4を参照して、本発明の半導
体装置製造方法と製造装置を説明する。
体装置製造方法と製造装置を説明する。
【0035】まず、図3(a)に示したように、上型3
1、下型32、外型33、33’から構成される金型内
に、バンプ22を形成済みのウエハ21をバンプ22を
上に向けて配置し、このウエハ21の上に封止用樹脂組
成物のタブレット24を載せる。このとき、上型31と
下型32は、次に説明する加熱手段により、タブレット
24を溶融させウエハ21上に容易に充填できる温度
に、予め保たれている。上型31には、加熱手段34と
冷却手段35が、そして下型32には、やはり同様の加
熱手段34’と冷却手段35’が、それぞれ設けられて
おり、加熱手段34、34’としては、電気抵抗を利用
した発熱体である棒状ヒータ等を使用することができ、
また冷却手段35、35’としては、冷却水等を流す冷
却回路等を使用することができる。上型31の成形面に
は、成形(封止)後のウエハの剥離を容易にするフィル
ム36が用意されている。また、外型には、封止材の充
填圧力を検出できるセンサ37が設けられている。この
封止材充填圧力検知センサとしては、ロードセル等の重
量あるいは圧力を検知できるセンサ類を用いることがで
きる。
1、下型32、外型33、33’から構成される金型内
に、バンプ22を形成済みのウエハ21をバンプ22を
上に向けて配置し、このウエハ21の上に封止用樹脂組
成物のタブレット24を載せる。このとき、上型31と
下型32は、次に説明する加熱手段により、タブレット
24を溶融させウエハ21上に容易に充填できる温度
に、予め保たれている。上型31には、加熱手段34と
冷却手段35が、そして下型32には、やはり同様の加
熱手段34’と冷却手段35’が、それぞれ設けられて
おり、加熱手段34、34’としては、電気抵抗を利用
した発熱体である棒状ヒータ等を使用することができ、
また冷却手段35、35’としては、冷却水等を流す冷
却回路等を使用することができる。上型31の成形面に
は、成形(封止)後のウエハの剥離を容易にするフィル
ム36が用意されている。また、外型には、封止材の充
填圧力を検出できるセンサ37が設けられている。この
封止材充填圧力検知センサとしては、ロードセル等の重
量あるいは圧力を検知できるセンサ類を用いることがで
きる。
【0036】次に、図3(b)に示したように、型締め
し、そして下型35を上方に押し上げることで、タブレ
ット24の圧縮成形を開始する。上型31と下型32に
より加熱されて溶融したタブレット24の樹脂組成物
は、ウエハ上に流動しながら広がる。このとき、樹脂は
溶融するが、硬化反応は実質的に進行しないもの、すな
わちほとんどあるいは少しも進行しないものを選択す
る。本発明の方法及び装置では、このような特性を有
し、そして半導体装置を封止できるものであれば、どの
ような樹脂組成物を用いても差し支えない。そのような
樹脂組成物として、先に説明した芳香族オニウム塩を硬
化促進剤として用いるエポキシ樹脂組成物である本発明
の樹脂組成物を、好適に用いることができる。
し、そして下型35を上方に押し上げることで、タブレ
ット24の圧縮成形を開始する。上型31と下型32に
より加熱されて溶融したタブレット24の樹脂組成物
は、ウエハ上に流動しながら広がる。このとき、樹脂は
溶融するが、硬化反応は実質的に進行しないもの、すな
わちほとんどあるいは少しも進行しないものを選択す
る。本発明の方法及び装置では、このような特性を有
し、そして半導体装置を封止できるものであれば、どの
ような樹脂組成物を用いても差し支えない。そのような
樹脂組成物として、先に説明した芳香族オニウム塩を硬
化促進剤として用いるエポキシ樹脂組成物である本発明
の樹脂組成物を、好適に用いることができる。
【0037】圧縮成形を更に続けて、図4(a)に示し
たようにタブレット24の樹脂組成物がウエハ21上を
完全に覆い、金型のキャビティ39(図3(b))を完
全に充填すると、金型側面の外型33に取り付けられた
圧力センサ37が封止材の充填圧力を感知し、それと連
動して加熱手段34、34’が金型温度をタブレット2
4の樹脂組成物の硬化反応が進行する温度まで上昇させ
る。圧力センサ37は、少なくとも一つ設ければよい
が、複数設けることで、樹脂組成物の未充填部の発生を
防止することが容易になる。また、図示しないが、金型
外周部(ウエハ21の外側部分)に樹脂溜まりを設け
て、そこに圧力センサを設置してもよく、このようにす
れば樹脂組成物の未充填部の発生をより確実に防止でき
る。更に、このような樹脂溜まりにフローティング機構
を設けて、このフローティング機構部に圧力センサを取
り付けても差し支えない。樹脂溜まりをこのようなフロ
ーティング構造にすると、成形に用いる樹脂組成物の量
にバラツキが生じても、常に一定量の樹脂でウエハを充
填することができる。
たようにタブレット24の樹脂組成物がウエハ21上を
完全に覆い、金型のキャビティ39(図3(b))を完
全に充填すると、金型側面の外型33に取り付けられた
圧力センサ37が封止材の充填圧力を感知し、それと連
動して加熱手段34、34’が金型温度をタブレット2
4の樹脂組成物の硬化反応が進行する温度まで上昇させ
る。圧力センサ37は、少なくとも一つ設ければよい
が、複数設けることで、樹脂組成物の未充填部の発生を
防止することが容易になる。また、図示しないが、金型
外周部(ウエハ21の外側部分)に樹脂溜まりを設け
て、そこに圧力センサを設置してもよく、このようにす
れば樹脂組成物の未充填部の発生をより確実に防止でき
る。更に、このような樹脂溜まりにフローティング機構
を設けて、このフローティング機構部に圧力センサを取
り付けても差し支えない。樹脂溜まりをこのようなフロ
ーティング構造にすると、成形に用いる樹脂組成物の量
にバラツキが生じても、常に一定量の樹脂でウエハを充
填することができる。
【0038】樹脂組成物を加熱硬化させるときの温度上
昇速度は速ければ速い方がよい。温度上昇に伴い、樹脂
組成物の硬化反応は急激に進行し、使用する硬化促進剤
の添加量にも依存するが、硬化反応は一般に0.5〜3
0秒程度で完了する。樹脂組成物の硬化後、図4(b)
に示したように金型を開き、樹脂成形物により封止され
たウエハ41を取り出す。その後、冷却手段35、3
5’により上型31と下型32の金型温度を、図3
(a)を参照して説明したウエハ21の配置と封止用樹
脂組成物のタブレット24の載置の際の予熱温度まで低
下させる。
昇速度は速ければ速い方がよい。温度上昇に伴い、樹脂
組成物の硬化反応は急激に進行し、使用する硬化促進剤
の添加量にも依存するが、硬化反応は一般に0.5〜3
0秒程度で完了する。樹脂組成物の硬化後、図4(b)
に示したように金型を開き、樹脂成形物により封止され
たウエハ41を取り出す。その後、冷却手段35、3
5’により上型31と下型32の金型温度を、図3
(a)を参照して説明したウエハ21の配置と封止用樹
脂組成物のタブレット24の載置の際の予熱温度まで低
下させる。
【0039】上記の一連の工程により、ウエハ21を樹
脂封止する成形が完了する。この成形作業には、ウエハ
サイズにより異なるが、樹脂組成物の溶融・流動に約2
0〜150秒、その後の加熱・硬化に0.5〜30秒程
度を要し、合計で20.5〜180秒(3分)程度を要
する。先に説明したように、溶融・流動と硬化反応とが
同時に進行する樹脂組成物を用いる従来の成形方法の場
合には、樹脂組成物の充填と硬化に要する時間を合わせ
た合計の成形時間は5分〜10分程度であった。これと
比較して、本発明によれば樹脂封止の成形時間を劇的に
短縮できることが分かる。
脂封止する成形が完了する。この成形作業には、ウエハ
サイズにより異なるが、樹脂組成物の溶融・流動に約2
0〜150秒、その後の加熱・硬化に0.5〜30秒程
度を要し、合計で20.5〜180秒(3分)程度を要
する。先に説明したように、溶融・流動と硬化反応とが
同時に進行する樹脂組成物を用いる従来の成形方法の場
合には、樹脂組成物の充填と硬化に要する時間を合わせ
た合計の成形時間は5分〜10分程度であった。これと
比較して、本発明によれば樹脂封止の成形時間を劇的に
短縮できることが分かる。
【0040】成形を終えたウエハは、ダイシングにより
切断して、図に示したような個々のチップサイズパッケ
ージの半導体チップを得ることができる。
切断して、図に示したような個々のチップサイズパッケ
ージの半導体チップを得ることができる。
【0041】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に説明する
が、言うまでもなく、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。
が、言うまでもなく、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。
【0042】〔実施例1〜11〕主剤としてのビフェニ
ル型エポキシ樹脂(油化シェル化学社製YX−4000
H)、エポキシ硬化剤としてのキシリレンフェノール
(三井化学社製XLC−225LL)、加水分解反応に
より予め脱アルコール処理したγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン(カップリング剤)により表面処
理した球状シリカ、そして下式
ル型エポキシ樹脂(油化シェル化学社製YX−4000
H)、エポキシ硬化剤としてのキシリレンフェノール
(三井化学社製XLC−225LL)、加水分解反応に
より予め脱アルコール処理したγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン(カップリング剤)により表面処
理した球状シリカ、そして下式
【0043】
【化4】
【0044】の芳香族スルホニウム塩を表1に示した組
成比でミキサにて混合して得た混合物を、ニーダにより
溶融混練した後、冷却粉砕し、タブレット化して、本発
明の半導体装置封止用樹脂組成物を得た。
成比でミキサにて混合して得た混合物を、ニーダにより
溶融混練した後、冷却粉砕し、タブレット化して、本発
明の半導体装置封止用樹脂組成物を得た。
【0045】得られた樹脂組成物を用い、図3〜4を参
照して説明した製造装置を用いて、8インチ(約20c
m)ウエハの成形を行った。成形条件は、170℃で樹
脂を圧縮しウエハ上に充填させ、圧力センサが充填を検
知したならば金型温度を190℃に上昇させ、樹脂を硬
化させるものであった。硬化時間は30秒とした。得ら
れた成形ウエハをダイシングして、図1を参照して説明
したチップサイズパッケージの半導体装置(8×7m
m)を得、それらについて以下の試験を行った。
照して説明した製造装置を用いて、8インチ(約20c
m)ウエハの成形を行った。成形条件は、170℃で樹
脂を圧縮しウエハ上に充填させ、圧力センサが充填を検
知したならば金型温度を190℃に上昇させ、樹脂を硬
化させるものであった。硬化時間は30秒とした。得ら
れた成形ウエハをダイシングして、図1を参照して説明
したチップサイズパッケージの半導体装置(8×7m
m)を得、それらについて以下の試験を行った。
【0046】(1)耐湿性 半導体装置をプレッシャクッカテスタ(121℃、85
%相対湿度)中で500時間放置後、バイアス電圧を印
加(7V)したときの素子不良を調べた。得られた結果
を、チップ100個当たりの不良チップの個数として表
1に示す。
%相対湿度)中で500時間放置後、バイアス電圧を印
加(7V)したときの素子不良を調べた。得られた結果
を、チップ100個当たりの不良チップの個数として表
1に示す。
【0047】(2)ボイド及び配線間の充填性 半導体装置における封止樹脂層のボイドと、配線間の樹
脂未充填(発泡)の有無を、超音波探傷顕微鏡にて調べ
た。結果は、やはり表1に示され、○はボイド・未充填
(発泡)の観測されなかっとことを、×は観測されたこ
とを表している。
脂未充填(発泡)の有無を、超音波探傷顕微鏡にて調べ
た。結果は、やはり表1に示され、○はボイド・未充填
(発泡)の観測されなかっとことを、×は観測されたこ
とを表している。
【0048】(3)耐温度サイクル性 半導体装置を−65℃〜150℃間の冷熱熱衝撃サイク
ル試験(サイクル数1000)にかけ、封止剤とチップ
間の剥離の発生の有無を30倍の実体顕微鏡で確認し、
同時に、樹脂クラックの有無を確認した。結果は、チッ
プ100個当たりの不良チップの個数として表1に示さ
れる。
ル試験(サイクル数1000)にかけ、封止剤とチップ
間の剥離の発生の有無を30倍の実体顕微鏡で確認し、
同時に、樹脂クラックの有無を確認した。結果は、チッ
プ100個当たりの不良チップの個数として表1に示さ
れる。
【0049】〔比較例1〜6〕比較例1〜5において
は、表1に示したとおり、上記の実施例で使用したのと
同様の構成成分から調製した封止用樹脂組成物である
が、球状シリカの平均粒径が本発明の好ましい範囲外に
あるものを使用した組成物(比較例1、2)、球状シリ
カの最大粒径が本発明の好ましい範囲外にあるものを使
用した組成物(比較例3)、球状シリカの添加量が本発
明の好ましい範囲を下回る組成物(比較例4)、球状シ
リカの添加量が本発明の好ましい範囲を超え且つその最
大粒径が本発明の好ましい範囲外にある組成物(比較例
5)を使用したこと、また、比較例6では、硬化促進剤
として、上記の実施例と比較例1〜5で使用した芳香族
オニウム塩に替えてトリフェニルホスフィン(TPP)
を使用したことを除いて、上記の実施例と同様に半導体
装置を製造し、やはり同様の試験を行って、表1に示し
た結果を得た。
は、表1に示したとおり、上記の実施例で使用したのと
同様の構成成分から調製した封止用樹脂組成物である
が、球状シリカの平均粒径が本発明の好ましい範囲外に
あるものを使用した組成物(比較例1、2)、球状シリ
カの最大粒径が本発明の好ましい範囲外にあるものを使
用した組成物(比較例3)、球状シリカの添加量が本発
明の好ましい範囲を下回る組成物(比較例4)、球状シ
リカの添加量が本発明の好ましい範囲を超え且つその最
大粒径が本発明の好ましい範囲外にある組成物(比較例
5)を使用したこと、また、比較例6では、硬化促進剤
として、上記の実施例と比較例1〜5で使用した芳香族
オニウム塩に替えてトリフェニルホスフィン(TPP)
を使用したことを除いて、上記の実施例と同様に半導体
装置を製造し、やはり同様の試験を行って、表1に示し
た結果を得た。
【0050】
【表1】
【0051】以上のように、本発明は以下に掲げるもの
を包含するものである。 1.エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のための硬化剤、
硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促進剤が芳香
族オニウム塩であることを特徴とする半導体装置封止用
樹脂組成物。 2.前記硬化促進剤が、下式
を包含するものである。 1.エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のための硬化剤、
硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促進剤が芳香
族オニウム塩であることを特徴とする半導体装置封止用
樹脂組成物。 2.前記硬化促進剤が、下式
【0052】
【化5】
【0053】(式中のEは、S、N又はP原子であり、
R1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)により表され
る芳香族オニウム塩である、上記1に記載の半導体装置
封止用樹脂組成物。
R1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)により表され
る芳香族オニウム塩である、上記1に記載の半導体装置
封止用樹脂組成物。
【0054】3.前記無機充填材がシリカ粉末である、
上記1又は2に記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 4.前記シリカ粉末の平均粒径が0.5〜20μmであ
り、且つ、その最大粒径が45μm以下である、上記3
に記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 5.前記無機充填材が当該組成物の全固形分の50〜9
5重量%添加されている、上記1〜4のいずれか一つに
記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 6.半導体素子を作製したウエハ上に形成した外部端子
用のはんだバンプを具備し、上記1〜5のいずれか一つ
に記載の樹脂組成物により当該バンプの端面が露出する
よう封止されていることを特徴とする半導体装置。
上記1又は2に記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 4.前記シリカ粉末の平均粒径が0.5〜20μmであ
り、且つ、その最大粒径が45μm以下である、上記3
に記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 5.前記無機充填材が当該組成物の全固形分の50〜9
5重量%添加されている、上記1〜4のいずれか一つに
記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 6.半導体素子を作製したウエハ上に形成した外部端子
用のはんだバンプを具備し、上記1〜5のいずれか一つ
に記載の樹脂組成物により当該バンプの端面が露出する
よう封止されていることを特徴とする半導体装置。
【0055】7.バンプを備えた複数の半導体素子が製
作されたウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂
封止し、その後ウエハを個々の素子に切断することによ
り半導体装置を製造する方法であって、ウエハの樹脂封
止を、金型内のウエハ上に配置した封止材を加熱圧縮し
てウエハの全面上へ押し広げる工程と、封止材がウエハ
全面上へ押し広げられたのを検知後に金型温度を上昇さ
せて封止材を硬化させる工程により行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 8.前記封止材として、当該封止材をウエハの全面上へ
押し広げる工程において溶融するが、硬化反応は実質的
に進行しないものを使用する、上記7に記載の方法。 9.前記封止材として、エポキシ樹脂、このエポキシ樹
脂のための硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含
み、硬化促進剤が芳香族オニウム塩である樹脂組成物を
使用する、上記8に記載の方法。 10.前記硬化促進剤として、下式
作されたウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂
封止し、その後ウエハを個々の素子に切断することによ
り半導体装置を製造する方法であって、ウエハの樹脂封
止を、金型内のウエハ上に配置した封止材を加熱圧縮し
てウエハの全面上へ押し広げる工程と、封止材がウエハ
全面上へ押し広げられたのを検知後に金型温度を上昇さ
せて封止材を硬化させる工程により行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 8.前記封止材として、当該封止材をウエハの全面上へ
押し広げる工程において溶融するが、硬化反応は実質的
に進行しないものを使用する、上記7に記載の方法。 9.前記封止材として、エポキシ樹脂、このエポキシ樹
脂のための硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含
み、硬化促進剤が芳香族オニウム塩である樹脂組成物を
使用する、上記8に記載の方法。 10.前記硬化促進剤として、下式
【0056】
【化6】
【0057】(式中のEは、S、N又はP原子であり、
R1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)により表され
る芳香族オニウム塩を使用する、上記9に記載の方法。 11.バンプを備えた複数の半導体素子が製作された切
断前のウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封
止することにより半導体装置を製造する装置であり、樹
脂封止するウエハを収容し、ウエハ上に配置した封止材
を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬化させる
金型を備えた装置であって、金型に加熱手段と冷却手
段、及び封止材充填圧力検知センサを具備していること
を特徴とする半導体装置の製造装置。
R1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)により表され
る芳香族オニウム塩を使用する、上記9に記載の方法。 11.バンプを備えた複数の半導体素子が製作された切
断前のウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封
止することにより半導体装置を製造する装置であり、樹
脂封止するウエハを収容し、ウエハ上に配置した封止材
を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬化させる
金型を備えた装置であって、金型に加熱手段と冷却手
段、及び封止材充填圧力検知センサを具備していること
を特徴とする半導体装置の製造装置。
【0058】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハを樹脂封止する
際の成形時間を大幅に短縮でき、更に、信頼性の高い半
導体装置を提供することができる。
際の成形時間を大幅に短縮でき、更に、信頼性の高い半
導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】チップサイズパッケージを一般的に説明する図
である。
である。
【図2】温度上昇に伴う封止用樹脂組成物の硬化反応率
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図3】本発明によるウエハの樹脂封止の前半の工程を
説明する図である。
説明する図である。
【図4】本発明によるウエハの樹脂封止の後半の工程を
説明する図である。
説明する図である。
10…チップサイズパッケージ 11…ウエハ 12…バンプ 13…封止樹脂 21…ウエハ 22…バンプ 24…封止用樹脂組成物のタブレット 31…上型 32…下型 34、34’…加熱手段 35、35’…冷却手段 37…圧力センサ 41…封止されたウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 (72)発明者 深澤 則雄 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 穂積 孝司 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4J002 CC032 CD011 CD021 CD041 CD061 CE002 DJ018 EJ016 EL136 EN056 EN137 EV297 EW177 FD018 FD142 FD146 FD157 4J036 AA01 AF05 AF06 AF19 DA01 DA04 DB06 DB15 DC02 FB07 GA01 GA02 GA03 GA04 JA07 4M109 AA01 BA07 CA03 CA22 DA02 DB17 EA02 EB02 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB13 EB19 EC20 5F061 AA01 BA07 CA03 CA22 DA01 DA16 DE03
Claims (5)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のため
の硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促
進剤が芳香族オニウム塩であることを特徴とする半導体
装置封止用樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記硬化促進剤が、下式 【化1】 (式中のEは、S、N又はP原子であり、R1 は置換も
しくは非置換の1価の炭化水素基、水酸基、アルコキシ
ル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン原子であり、a
が2のとき、R1 は同一であっても異なっていてもよ
く、R2 及びR3 はH又はメチル基であり、R4 は同一
または異なる、置換もしくは非置換の1価の炭化水素基
であり、R5 は置換又は非置換のピリジウム基であり、
aは0〜2の整数であり、bは、EがSのとき2、Eが
N又はPのとき3である)により表される芳香族オニウ
ム塩である、請求項1記載の半導体装置封止用樹脂組成
物。 - 【請求項3】 半導体素子を作製したウエハ上に形成し
た外部端子用のはんだバンプを具備し、請求項1又は2
記載の樹脂組成物により当該バンプの端面が露出するよ
う封止されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 バンプを備えた複数の半導体素子が製作
されたウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封
止し、その後ウエハを個々の素子に切断することにより
半導体装置を製造する方法であって、ウエハの樹脂封止
を、金型内のウエハ上に配置した封止材を加熱圧縮して
ウエハの全面上へ押し広げる工程と、封止材がウエハ全
面上へ押し広げられたのを検知後に金型温度を上昇させ
て封止材を硬化させる工程により行うことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 バンプを備えた複数の半導体素子が製作
された切断前のウエハを当該バンプの端面が露出するよ
う樹脂封止することにより半導体装置を製造する装置で
あり、樹脂封止するウエハを収容し、ウエハ上に配置し
た封止材を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬
化させる金型を備えた装置であって、金型に加熱手段と
冷却手段、及び封止材充填圧力検知センサを具備してい
ることを特徴とする半導体装置の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11234595A JP2001055432A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 半導体装置封止用樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置、並びに半導体装置製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11234595A JP2001055432A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 半導体装置封止用樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置、並びに半導体装置製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001055432A true JP2001055432A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16973504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11234595A Withdrawn JP2001055432A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 半導体装置封止用樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置、並びに半導体装置製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001055432A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7258911B2 (en) * | 2001-02-28 | 2007-08-21 | Kaneka Corporation | Acrylic matt thermoplastic resin films and process for producing the same |
US7651724B2 (en) | 2002-07-03 | 2010-01-26 | Ricoh Comapny, Ltd. | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
JP2010159401A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-07-22 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用樹脂組成物、半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2010267886A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Yoshizumi Fukui | モールドコイルの製造方法 |
JP2012156149A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Daiichi Seiko Co Ltd | 樹脂封止装置および樹脂封止方法 |
-
1999
- 1999-08-20 JP JP11234595A patent/JP2001055432A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7258911B2 (en) * | 2001-02-28 | 2007-08-21 | Kaneka Corporation | Acrylic matt thermoplastic resin films and process for producing the same |
US7651724B2 (en) | 2002-07-03 | 2010-01-26 | Ricoh Comapny, Ltd. | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
JP2010159401A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-07-22 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用樹脂組成物、半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2010267886A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Yoshizumi Fukui | モールドコイルの製造方法 |
JP4685950B2 (ja) * | 2009-05-15 | 2011-05-18 | 義純 福井 | モールドコイルの製造方法 |
JP2012156149A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Daiichi Seiko Co Ltd | 樹脂封止装置および樹脂封止方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |