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

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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

【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。

【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。

【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

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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

【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。

【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。

【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

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。