JP2008214428A - 封止用エポキシ樹脂組成物、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配線回路基板4上に半導体素子2をフェースダウンで配置するとともにフリップチップ接合して搭載し、最大粒径が30μm以下、かつ、レーザー回折粒度分布測定装置で測定した粒度分布の頻度値が、3μm未満:15〜30質量%、3〜10μm:25〜35質量%、10μm超:40〜50質量%であり、粒径が1μm以上の粒子を対象とした質量換算平均粒径(d1)と数換算平均粒径(d2)の比が、5.0≦d1/d2≦9.0の関係を満たす無機質充填材を含有する封止用エポキシ樹脂組成物及びそれにより封止した樹脂封止型半導体装置1。
【選択図】図1
Description
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、配線回路基板上に半導体素子をフェースダウンで配置するとともにフリップチップ接合して搭載し、半導体素子のフリップチップ接合部に形成される間隙及び半導体素子の背面側を同一の樹脂組成物で封止した半導体装置の製造方法であって、半導体素子背面のモールド樹脂の厚み(T1)及び前記配線回路基板と半導体素子との間隙(T2)が次の式(2)及び(3)の関係を満たすものである。
[無機質充填材の調整]
平均粒径1μmの球状溶融シリカ(アドマファイン株式会社製、商品名:SO−31R)、平均粒径6μmの球状溶融シリカ(瀬戸窯業株式会社製、商品名:ES−03)、平均粒径15μmの球状溶融シリカ(龍森株式会社製、商品名:MSR−2212)、の各種粒度分布の球状溶融シリカを混合することで表1に示した無機質充填材の調整品1〜6を作成した。
粒度分布及び平均粒径:シーラスレーザータイプ920の粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、3μm未満、3〜10μm、10μm超の各粒度域における割合を算出した。またそれぞれの1μm以上の粒子を対象とした質量換算平均粒径及び数換算平均粒径を求め、その比、質量平均粒径(d1)/数平均粒径(d2)を算出した。
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、参考例で調整した無機質充填材、シランカップリング剤、その他添加剤として、表2及び3に示した各成分を配合し、それぞれ十分に混合、混練することで実施例1〜8及び比較例1〜6の15種類のエポキシ樹脂組成物を作成した。
1)OCN型エポキシ樹脂:住友化学工業株式会社製、商品名:ECSN−190、エポキシ当量 195,軟化点 65℃
2)ビフェニル型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名:YX−4000H、エポキシ当量 196、融点 106℃
3)臭素化エポキシ樹脂:東都化成株式会社製、商品名:YDB−400、エポキシ当量 375,軟化点 80℃、臭素含有量 48質量%
4)フェノールノボラック樹脂:明和化成株式会社製:商品名:H−1、軟化点 80℃、水酸基当量 106
5)フェノール・アラルキル樹脂:三井化学株式会社製、商品名:XL−225、軟化点 70℃、水酸基当量 175
6)ビフェニルフェノール樹脂:明和化成株式会社製、商品名:MEH−7851、軟化点 80℃、水酸基当量 199
7)硬化促進剤:2−ヘプタデシルイミダゾール
8)シランカップリング剤:γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン
9)カーボンブラック:三菱化学株式会社製、商品名:MA−600
10)カルナバワックス:セラリカ野田社製、商品名:精製カルナバワックスNo.1
11)三酸化アンチモン:東湖産業株式会社製、商品名:HTT−200
*1 スパイラルフロー:成形温度175℃、成形圧力100kg/cm2でトランスファー成形することでスパイラルフローを測定した。
*2 ゲルタイム:175℃の熱板でエポキシ樹脂組成物がゲルになるまでの時間を測定した。
*3 最低溶融粘度:高化式フローテスターを用い、10kgの加圧下、直径1mmのノズルを用い、温度175℃で、剪断応力 1.23×105Paにおける最低溶融粘度(η1)及び、剪断応力 2.45×103Paにおける最低溶融粘度(η2)を測定した。また、その対数比 Log(η1/η2)を求め、併せて示した。
*4 樹脂充填性:成形したパッケージの半導体素子とのオーバーコート樹脂部及びアンダーフィル部の充填性を確認するため、超音波探傷装置を用い、内部ボイドの数を数えた。また、外部ボイドは目視観察することでボイドの数を数えた。評価は20サンプル試験をしたうちボイドの生じたサンプル数である。
*5 耐リフロー性試験:半導体装置を85℃/85%RHにて72時間吸湿させた後、240℃の赤外線リフロー炉中で90秒間加熱する試験を行い、半導体パッケージのクラックの有無を調べた(サンプル数=20)。
*6 耐湿信頼性試験:半導体装置を85℃,85%RHの条件下で72時間吸湿させた後、240℃、90秒間のベーパーリフローを行った。さらに、この装置を65℃、95%RHの条件下で500時間吸湿させた後、不良の有無を調べた(サンプル数=20)。
*7 高温放置信頼性試験:耐湿性試験に用いたものと同じ種類の半導体装置を180℃の恒温槽中に1000時間まで放置し、接合部不良の有無を調べた(サンプル数=20)。
Claims (10)
- (A)エポキシ樹脂と、(B)フェノール樹脂と、(C)硬化促進剤と、(D)無機質充填材と、を必須成分とし、
前記(D)無機質充填材は、その最大粒径が30μm以下で、レーザー回折粒度分布測定装置で測定した粒度分布の頻度値が、3μm未満:15〜30質量%、3〜10μm:25〜35質量%、10μm超:40〜50質量%であり、粒径1μm以上の粒子を対象とした質量換算平均粒径(d1)と数換算平均粒径(d2)の比が、5.0≦d1/d2≦9.0の関係を満たし、かつ、前記(D)無機質充填材の含有量が樹脂組成物中に50〜95質量%であることを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。 - さらに、前記樹脂組成物が(E)カップリング剤を必須成分とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)シランカップリング剤が、2級アミノ基を有するシランカップリング剤であることを特徴とする請求項5記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記半導体素子の封止を、トランスファー成形により行うことを特徴とする請求項8記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
- 前記トランスファー成形において、成形金型のキャビティ内を減圧状態にして封止を行うことを特徴とする請求項9記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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