JP2014029958A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置10の製造方法は、半導体チップ搭載面20aを有し、複数個の半導体チップ30が搭載された実装基板20を用意する工程と、支持体、及び支持体上に設けられた樹脂組成物層を有する封止フィルムであって、樹脂組成物層上に設けられたカバーフィルムをさらに備える封止フィルムを用意する工程と、半導体チップ搭載面側に、カバーフィルムを剥離しながら、樹脂組成物層を接合させて封止フィルムを仮付けする工程と、減圧条件下で、支持体側から加温及び加圧することにより、半導体チップを覆うように半導体チップを樹脂組成物層に埋め込む工程と、加熱することにより、半導体チップが埋め込まれた樹脂組成物層を硬化して、半導体チップを封止する硬化体44とする工程とを含む。
【選択図】図2
Description
さらに、封止フィルムを用いる真空熱プレス法による封止工程では、封止フィルムの積層と熱硬化との実施に長時間を要し、かつ圧力、温度等の条件の制御が困難であるため、形成されるモールドの性状が不均一となってしまい、特に搭載された半導体チップの直下の空隙にボイドが発生し、パッケージの電気的特性が劣化してしまう場合があった。しかも厚さが薄い半導体チップを封止する場合には真空熱プレス法における圧力を比較的低めに設定する必要があるが、この場合の圧力の制御は技術的に困難であるため半導体チップに過大な圧力が加わることにより、半導体チップが破損してしまう場合があった。
すなわち、本発明は、下記[1]〜[18]を提供する。
[1] 半導体チップ搭載面を有し、該半導体チップ搭載面に、複数個の半導体チップがフリップチップ接続及び/又はワイヤボンディング接続により搭載された実装基板を用意する工程と、
支持体、及び該支持体上に設けられた樹脂組成物層を有する封止フィルムであって、該樹脂組成物層上に設けられたカバーフィルムをさらに備える封止フィルムを用意する工程と、
前記半導体チップ搭載面側に、前記カバーフィルムを剥離しながら、前記樹脂組成物層を接合させて前記封止フィルムを仮付けする工程と、
減圧条件下で、前記支持体側から加温及び加圧することにより、前記半導体チップを覆うように前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程と、
加熱することにより、前記半導体チップが埋め込まれた前記樹脂組成物層を硬化して、前記半導体チップを封止する硬化体とする工程と
を含む、半導体装置の製造方法。
[2] 前記樹脂組成物層の最低溶融粘度が、50ポイズ〜10000ポイズである、[1]に記載の半導体装置の製造方法。
[3] 前記樹脂組成物層が、無機充填材、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む、[1]又は[2]に記載の半導体装置の製造方法。
[4] 前記樹脂組成物層の厚さが、30μm〜300μmである、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[5] 前記支持体が、ポリエチレンテレフタレートフィルム、離型処理層付きポリエチレンテレフタレートフィルム、又は金属箔である、[1]〜[4]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[6] 前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程の後であって、前記半導体チップを封止する硬化体とする工程の前に、前記支持体を剥離する工程をさらに含む、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[7] 前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程が、金属板又は金属ロールにより、減圧条件下又は常圧下、支持体側から加熱及び加圧することにより樹脂組成物層の支持体側の表面を平滑化する工程をさらに含む、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[8] 前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程が、圧力26.7hPa以下の減圧条件下、90℃〜180℃で加温し、1kgf/cm2〜18kgf/cm2の圧力を20秒間〜400秒間加えることにより行われる、[1]〜[7]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[9] 前記樹脂組成物層を硬化して、前記半導体チップを封止する硬化体とする工程が、100℃〜240℃で、15分間〜300分間加熱することにより行われる、[1]〜[8]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[10] 前記硬化体上に、導体層を形成する工程をさらに含む、[1]〜[9]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
[11] 前記導体層を形成する工程が、メッキ工程を含む、[10]に記載の半導体装置の製造方法。
[12] [1]〜[11]のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法によって得ることができる半導体装置であって、
半導体チップ搭載面を有し、該半導体チップ搭載面に、複数個の半導体チップがフリップチップ接続及び/又はワイヤボンディング接続により搭載された実装基板と、
複数個の前記半導体チップを覆うように前記半導体チップを埋め込んで封止する硬化体とを備える、半導体装置。
[13] 複数個の前記半導体チップが前記実装基板にフリップチップ接続されており、前記硬化体が、前記半導体チップ及び前記実装基板の間隙を埋め込んでいる、[12]に記載の半導体装置。
[14] 前記硬化体上に設けられた導体層をさらに備える、[12]又は[13]に記載の半導体装置。
[15] 前記導体層に電気的に接続されるように搭載される電子部品をさらに含む、[14]に記載の半導体装置。
[16] 前記電子部品が半導体チップを含むパッケージである、[15]に記載の半導体装置。
[17] 前記電子部品が2個以上の半導体チップを含むマルチチップパッケージである、[16]に記載の半導体装置。
[18] 前記電子部品が積層型半導体装置である、[15]に記載の半導体装置。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、上記のような構成及び効果を有する半導体装置を簡易な工程で効率よく、高い歩留まりで製造することができる。
図1、図2及び図3を参照して、本発明の実施形態にかかる半導体装置の構成例について説明する。図1は、半導体装置の概略的な平面図である。図2は、図1に示されるII−II一点鎖線の位置で切断した断面を示す概略的な断面図である。図3は、個片化された個片化半導体装置の概略的な断面図である。
図1及び2に示される半導体装置10及び図3に示される個片化半導体装置12は、図4に示される積層型半導体装置14の製造、すなわち、さらなる電子部品100を搭載するための構成を備えている。
以下、半導体装置10及び個片化半導体装置12の具体的な構成例について説明する。
半導体装置10は、実装基板20を有している。実装基板20はこの構成例では対向する2つの主面を有しており、片面若しくは両面にパターン加工された(回路形成された)導体層を有する、板状のいわゆる配線板であって、基板本体としては、例えば、シリコン基板、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、及び熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等が挙げられる。実装基板20のより具体的な例としては、多層プリント配線板、フレキシブルプリント配線板等が挙げられる。
図3に示されるように、個片化半導体装置12の実装基板20の半導体チップ搭載面20aとは反対側の主面には、図示しないスルーホール内に設けられる配線により、半導体チップ搭載面20aに設けられている接続配線24に電気的に接続される複数個のバンプ28が設けられている。バンプ28は、個片化半導体装置12を基板(例えばマザーボード)などに搭載するために用いられる外部端子である。バンプ28は例えば半田ボールとするのがよい(以下、「バンプ」といった場合、同様である。)。
半導体装置10は、複数個の半導体チップ30を有している。複数個の半導体チップ30は、本実施形態では、平面視での平面形状が正方形状である板状体であって、一方の主面に複数個のバンプ32がマトリクス状に配置されている。これら複数個の半導体チップ30は同一サイズ、同一の構成を有している。これら複数個の半導体チップ30の機能は互いに同一であっても異なっていてもよい。
半導体装置10は、複数個の半導体チップ30を覆うように半導体チップ30を埋込んで封止する硬化体44を備えている。硬化体44の厚さは、半導体チップ30の厚さよりも大きくされており、半導体チップ30の全面及び露出している実装基板20を覆って封止している。すなわち、硬化体44は、半導体チップ30、第1電極パッド22a、第2電極パッド22b及び接続配線24を覆うように設けられている。
半導体チップ30が実装基板20にフリップチップ接続されている場合には、硬化体44は、半導体チップ30と実装基板20との間隙を埋め込んで、半導体チップ30の全面を封止している。硬化体44上には、導体層50が設けられるため、その上面が平坦面とされる。硬化体44には、第1電極パッド22aの少なくとも一部分を露出させる複数のビアホール48が設けられている。
硬化体44上には導体層50が設けられている。導体層50は、複数の配線52を含む配線層である。導体層50に含まれる配線52は、その一端側がビアホール48を経て、その実装基板20の第1電極パッド22aに電気的に接続されており、他端側が硬化体44上に存在するように延在している。配線52の他端側の末端部は、半導体装置10にさらに搭載される電子部品100のバンプ132(詳細は後述する。図4参照。)が接続できるように、例えば電極パッド52aとされる。
個片化半導体装置12は、図1及び図2に示されるダイシングラインDLに沿って、硬化体44、実装基板20を研削して、半導体装置10から切り出されて個片化された半導体装置である。個片化半導体装置12の構成要素については既に説明した半導体装置10と何ら変わるところがないのでその詳細な説明は省略する。
図4を参照して、本発明の実施形態にかかる積層型半導体装置の構成例について説明する。図4は、積層型半導体装置の概略的な断面図である。この構成例では、個片化半導体装置12に、電子部品100が搭載されたパッケージオンパッケージ構造を有する半導体装置の構成例について説明する。
個片化半導体装置12は、半導体チップ搭載面20aを有し、半導体チップ搭載面20aに、この例では1個の半導体チップ30がフリップチップ接続により搭載された実装基板20と、半導体チップ30を覆うように半導体チップ30を埋め込んで封止する硬化体44とを備える。
また電子部品100自体が積層型半導体装置であってもよい。すなわち既に説明した半導体装置10、個片化半導体装置12を用いて、2段以上の多段に積層された積層型半導体装置を構成してもよい。
図5〜図11を参照して、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図5〜図11は、図2と同様に示す、半導体装置の製造方法を説明するための概略的な断面図(1)〜(7)である。
図5に示されるように、実装基板20を用意する。実装基板20には、複数の半導体チップ搭載面20aが設定されている。複数の半導体チップ搭載面20aそれぞれには、複数個の半導体チップ30がフリップチップ接続及び/又はワイヤボンディング接続により搭載されている。
次に、封止フィルム40を用意する。封止フィルム40は、この構成例では3つのフィルム(層)が積層された積層構造を有している。図6を参照して、封止フィルム40の構成例について説明する。図6は、半導体装置の製造方法を説明するための封止フィルム40の概略的な断面図である。
封止フィルム40は、熱流動性を有し、かつ常温で固形の性状を有する樹脂組成物層44Xを有している。
最低溶融粘度をこのような範囲内とすれば、樹脂組成物層44Xを構成している樹脂組成物の流動性を良好にすることができる。よって、半導体チップ30を特にフリップチップ接続により実装する態様の場合に、実装基板20と半導体チップ30との間隙を隙間なく充填することができる。
樹脂組成物層44Xは、樹脂組成物層44Xを熱硬化することにより得られる硬化体44の熱膨張率を低く抑えるために、高い含有量にて無機充填材を含むことが好ましい。詳細には、樹脂組成物層44X中の無機充填材の含有量は、樹脂組成物層44X中の不揮発成分を100質量%としたとき、60質量%以上であることが好ましい。硬化体44の熱膨張率を十分に低下させることができるので、樹脂組成物層44X中の無機充填材の含有量は、樹脂組成物層44X中の不揮発成分を100質量%としたとき、65質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノールエポキシ樹脂、ナフトールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾ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、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、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂及びトリメチロール型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、及びシアネートエステル系硬化剤等が挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
支持体42としては、プラスチック材料からなるフィルムが好適に用いられる。プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下、「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル、ポリカーボネート(以下、「PC」と略称することがある。)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミドなどが挙げられる。支持体42としては、さらには離型紙、銅箔、アルミニウム箔のような金属箔などを用いることができる。支持体42としては、中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートからなるフィルム、金属箔が好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルム、金属箔が特に好ましい。
カバーフィルム46には、オートカッター装置に封止フィルム40をセットする際に樹脂組成物層44Xの表面が傷付いたりするなどの不具合を防止し、また接着剤、ゴミ等の異物の付着を防止するなどの機能がある。カバーフィルム46の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィン、PET、PEN等のポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド等、さらには離型紙、アルミニウム箔、銅箔のような金属箔などが挙げられる。
図7に示されるように、次に、実装基板20の半導体チップ30が搭載されている半導体チップ搭載面20a側に、カバーフィルム46を剥離しながら露出した樹脂組成物層44Xを接合させて仮付けする。
図8に示されるように、次いで、減圧条件下、支持体42側から加温及び加圧することにより、半導体チップ30を覆うように半導体チップ30を樹脂組成物層44Xに埋め込む。
この工程は、例えば1)減圧条件下、半導体チップ30が設けられた実装基板20の表面積よりも大きい面積を有する耐熱ゴムを材料とする板状体を用いる真空積層工程として実施することが好ましい。すなわち、減圧条件下、封止フィルム40の支持体42に耐熱ゴムを材料とする板状体を押し当てて、封止フィルム40の樹脂組成物層44Xを加熱及び加圧して、支持体42及び樹脂組成物層44Xを、半導体チップ30が樹脂組成物層44Xに埋め込まれるように、かつフリップチップ接続の場合には実装基板20と半導体チップ30との間隙に充填されるように樹脂組成物層44Xを成型する工程(成型工程)と、所望によりさらに2)支持体42に、さらにプレス用金属板又はラミネート用金属ロールを押し当てて、加熱及び加圧することにより樹脂組成物層44Xの支持体42側の表面を平滑化する工程(平滑化工程)とにより行うことができる。
図9に示されるように、次いで、支持体42及び樹脂組成物層44Xが真空積層された実装基板20を加熱処理することにより、半導体チップ30が埋め込まれた樹脂組成物層44Xを硬化して、半導体チップ30を封止する硬化体44とする。
樹脂組成物層44Xを硬化して、半導体チップ30を封止する硬化体44の形成工程は、樹脂組成物層44Xを構成する材料に応じた任意好適な条件で加熱処理を実施することにより行うことができる。
この加熱処理はいわゆるステップキュアにより実施してもよい。すなわち、加熱処理を(1)所定の条件でプレキュアするステップと、(2)所定の条件でポストキュアするステップとを含む、多段階の加熱処理とすることができる。プレキュア条件は、100℃〜130℃で、15分間〜45分間であることが好ましく、ポストキュア条件は、150℃〜220℃で、30分間〜90分間であることが好ましい。
次に、形成された硬化体44上に、導体層(配線層)50を形成する。導体層50は、セミアディティブ法等の従来公知の任意好適な形成工程により所望の配線パターンを含む配線層とすることができる。この実施形態では、導体層50をめっき工程を含むセミアディティブ法により形成する例を説明する。
図3に示されるように、導体層50を備える個片化半導体装置12には、電子部品100が導体層50と電気的に接続されて搭載されることにより積層型半導体装置14とされる。
電子部品100のバンプ132が、例えば半田ボールである場合には、フラックス(半田ペースト)を用いる、いわゆるリフロー工程により、半導体装置10又は個片化半導体装置12が備える導体層50と、電子部品100のバンプ132とを接合して、これらを電気的に接続し、積層型半導体装置14とすることができる。このリフロー工程は、従来公知の任意好適な条件で行うことができる。
まず、実施例及び比較例において用いられたパッケージ及び半導体チップの形態、各種測定方法並びに評価方法について説明する。
パッケージサイズ:10mm×10mm
実装基板の厚さ:0.3mm
コア材:Panasonic社製 R1515A
ソルダーレジスト:日立化成社製 SR7200G
電極パッドのサイズ:100μm×100μm 金めっき仕上げ
基板サイズ:170mm×255mm
パッケージのレイアウト:9pcs(3×3pcs)×12Blocks
ダイサイズ:5mm×5mm
ダイ厚さ:0.15mm
バンプ:半田バンプ φ80μm
バンプピッチ:150μm
バンプ数:784(28×28)
後述する実施例及び比較例で製造されたロール状のカバーフィルム付き封止フィルムにおける樹脂組成物層の最低溶融粘度温度は、動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム社製、「Rheosol−G3000」)を使用して測定した。試料である樹脂組成物の量1gについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1degの条件にて最低溶融粘度時の温度を測定した。
製造された半導体装置について、超音波映像装置((株)日立エンジニアリング・アンド・サービス製FINESAT)を使用して、実装基板に搭載された半導体チップの直下、すなわち実装基板及び半導体チップ間における硬化体(樹脂組成物)の埋め込み性を50MHz/7mmのプローブを使用して、評価した。ボイドが発見できなかったケースを「良」と評価し、ボイドが発見されたケースを「不可」と評価した。
導体層の硬化体に対するピール強度を測定した。形成された導体層に、幅10mm、長さ100mmの切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具(株式会社ティー・エス・イー、オートコム型試験機 AC−50C−SL)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で硬化体の表面に対して垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定した。
なお、詳細は後述するが、比較例1では供給された樹脂組成物の量が足りず、めっきにより導体層が形成できなかったため評価を行わなかった。比較例2及び3では半田バンプが樹脂組成物に埋め込まれなかったため、評価を行わなかった。
(樹脂ワニス1の調製)
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製「ZX1059」、ビスフェノールA型のエポキシ樹脂とビスフェノールF型のエポキシ樹脂との1:1(質量比)混合品)5部、2官能脂肪族エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7410」)5部、結晶性2官能エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」)10部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のMEK溶液)5部を、ソルベントナフサ40部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、活性エステル化合物(DIC(株)製「HPC8000−65T」、活性基当量約223の不揮発分65質量%のトルエン溶液)15部、トリアジン含有クレゾール系硬化剤(水酸基当量151、DIC(株)製「LA−3018−50P」)の固形分50%のメトキシプロパノール溶液15部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン、固形分2質量%のMEK溶液)6部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド、平均粒径2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製、「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製「SOC2」、単位面積当たりのカーボン量0.39mg/m2)200部、を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス1を調製した。
支持体としてアルキド樹脂系離型層付きポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)(厚さ38μm、リンテック(株)製、「AL5」)を用意した。上記実施例1で得た樹脂ワニス1を、アルキド樹脂系離型層側の該支持体の表面に、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で8分間乾燥させることにより樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層は、厚さが200μmであって、残留溶剤量が2.9質量%であり、最低溶融粘度は、780ポイズであって、その温度133℃であった。
次いで、樹脂組成物層の表面に厚さ15μmのポリプロピレンフィルム(王子特殊紙(株)製「アルファンMA−411」の平滑面側)を60℃で貼り合わせながらロール状に巻き取った。ロール状のカバーフィルム付き封止フィルムを、幅250mmにスリットし、50m巻きのロール状体を2本得た。
まず、上述の半導体チップが半導体チップ搭載面に搭載された実装基板(サイズ255mm×170mm、厚さ0.3mm)を用意した。
封止フィルムを、2ステージ真空ラミネータ装置CVP−700(商品名、ニチゴーモートン(株)製)を用いて、仮付けされた実装基板にラミネートした。ラミネートは、チャンバ内を45秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後90秒間、120℃、圧力0.74MPaで耐熱ゴムを用いてプレスし、次いで120℃、圧力0.9MPaで135秒間、金属板を用いてプレスすることにより行った。
ラミネートされた封止フィルムから、支持体であるPETフィルムを剥離し、180℃、30分間の硬化条件で樹脂組成物を硬化して、搭載された半導体チップを封止する硬化体(モールド)を作成した。
(1)ビアホールの形成工程
日立ビアメカニクス(株)製CO2レーザー加工機(LC−2E21B/1C)を使用して、硬化体に穴あけすることにより、硬化体の表面におけるビアホールのトップ径(直径)が200μmのビアホールを形成して実装基板に設けられた電極を露出させた。
ビアホールが形成された実装基板の裏面(半導体チップ搭載面の反対側の面)を保護テープで全面カバーした後、膨潤液である、アトテックジャパン(株)のジエチレングリコールモノブチルエーテル含有のスエリングディップ・セキュリガントP(グリコールエーテル類、水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で4分間浸漬し、次に粗化液として、アトテックジャパン(株)のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に80℃で8分間浸漬、最後に中和液として、アトテックジャパン(株)のリダクションショリューシン・セキュリガントP(硫酸の水溶液)に40℃で5分間浸漬し、その後80℃で30分間乾燥した。
ビアホールが形成された実装基板を、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に40℃で5分間浸漬し、次に無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。120℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後、めっき用レジスト層を貼りあわせ、露光、現像によりパターン形成を行った後、硫酸銅電解めっきを行って30μmの厚さの導体層(配線パターンを含む配線層)を形成した。次に、めっき用レジストを剥離し、フラッシュエッチングにより不要な無電解銅めっき部分を除去して配線パターンを形成した。最後に、保護テープを剥離し、アニール処理を190℃にて60分間行った。
(樹脂ワニス2の調製)
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製「ZX1059」、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1(質量比)混合品)5部、2官能脂肪族エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7410」)5部、結晶性2官能エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」)10部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「jER1007」、エポキシ当量約2000)3部、ゴム粒子(ガンツ化成(株)製、スタフィロイドAC3816N)2部を、ソルベントナフサ48部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、トリアジン含有フェノール系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA−7054」)の固形分60%のMEK溶液12部、ナフトール系硬化剤(水酸基当量215、新日鐵化学(株)製「SN−485」)の固形分60%のMEK溶液12部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン、固形分2質量%のMEK溶液)3部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製、「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径1.2μm、(株)アドマテックス製「SOC4」、単位面積当たりのカーボン量0.47mg/m2)250部、を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス2を作製した。
支持体として18μmキャリア銅箔/3μm銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:三井マイクロシン)を用意した。上記の通り得られた樹脂ワニス2を、該支持体の離型層側表面に、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で8分間乾燥させることにより樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層は、厚さが200μmであり、残留溶剤量が2.1質量%であり、最低溶融粘度は、4500ポイズであって、その温度は98℃であった。
銅箔(マイクロシン3μm/キャリア銅箔18μmが付いた状態で、まず100℃で30分間のプレキュア工程を行い、さらに180℃で、60分間のポストキュア工程を行うことにより、樹脂組成物を硬化して硬化体とした後、キャリア銅箔のみを剥離した。
残存した銅箔(マイクロシン3μm)をシード層として、いわゆるM−SAP(モディファイド−セミアディティブプロセス)にて、実施例1と同様にして硬化体上に30μm(シード層を含む)の厚さの導体層を形成した。
(封止フィルムの調製)
支持体としてアルキド樹脂系離型層付きポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)(厚さ38μm、リンテック(株)製、「AL5」)を用意した。上記実施例1で得た樹脂ワニス1を、該支持体のアルキド樹脂系離型層側の表面に、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で4.5分間乾燥させて樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層は、厚み100μm、残留溶剤量2.6質量%、最低溶融粘度は、840ポイズであって、その温度135℃であった。
(封止フィルムの調製及びロール状のカバーフィルム付き封止フィルムの製造)
既に説明した実施例2と同様にして、封止フィルムを調製し、ロール状のカバーフィルム付き封止フィルムを製造し、オートカッター装置による仮付け工程を行った。
(封止フィルムのラミネート工程)
封止フィルムを、2ステージ真空ラミネータ装置CVP−700(商品名、ニチゴーモートン(株)製)を用いて、仮付けされた実装基板にラミネートした。ラミネートは、チャンバ内を45秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後90秒間、80℃、圧力0.74MPaでプレスし、次いで80℃、圧力0.9MPaで135秒間、熱プレスすることにより行った。
(樹脂ワニス3の調製)
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製「ZX1059」、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」)20部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のMEK溶液)10部を、ソルベントナフサ40部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、トリアジン含有フェノール系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA−7054」)の固形分60%のMEK溶液15部、ナフトール系硬化剤(水酸基当量215、新日鐵化学(株)製「SN−485」)の固形分60%のMEK溶液10部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン、固形分2質量%のMEK溶液)5部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド、平均粒径2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製、「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製「SOC2」、単位面積当たりのカーボン量0.39mg/m2)200部、を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス3を作製した。
支持体としてアルキド樹脂系離型層付きポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)(厚さ38μm、リンテック(株)製、「AL5」)を用意した。上記で得た樹脂ワニス3を、該支持体の離型層側表面に、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で8分間乾燥させて樹脂組成物層を形成した。樹脂組成物層は、厚さ200μm、残留溶剤量2.8質量%であり、最低溶融粘度は、11000ポイズであって、その温度は90℃であった。
12 個片化半導体装置
14 積層型半導体装置
20、120 実装基板
20a、120a 半導体チップ搭載面
20aa、120aa 半導体チップ搭載領域
22a、122a 第1電極パッド
22b、122b 第2電極パッド
24 接続配線
28、32、132 バンプ
30 半導体チップ
40 封止フィルム
42 支持体
44、144 硬化体
44X 樹脂組成物層
46 カバーフィルム
48 ビアホール
50 導体層(配線層)
52 配線
52a 電極パッド
100 電子部品
122 電極パッド
132a 第1電極パッド
132b 第2電極パッド
124A 第1ボンディングワイヤ
124B 第2ボンディングワイヤ
130A 第1半導体チップ
130B 第2半導体チップ
DL ダイシングライン
Claims (18)
- 半導体チップ搭載面を有し、該半導体チップ搭載面に、複数個の半導体チップがフリップチップ接続及び/又はワイヤボンディング接続により搭載された実装基板を用意する工程と、
支持体、及び該支持体上に設けられた樹脂組成物層を有する封止フィルムであって、該樹脂組成物層上に設けられたカバーフィルムをさらに備える封止フィルムを用意する工程と、
前記半導体チップ搭載面側に、前記カバーフィルムを剥離しながら、前記樹脂組成物層を接合させて前記封止フィルムを仮付けする工程と、
減圧条件下で、前記支持体側から加温及び加圧することにより、前記半導体チップを覆うように前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程と、
加熱することにより、前記半導体チップが埋め込まれた前記樹脂組成物層を硬化して、前記半導体チップを封止する硬化体とする工程と
を含む、半導体装置の製造方法。 - 前記樹脂組成物層の最低溶融粘度が、50ポイズ〜10000ポイズである、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂組成物層が、無機充填材、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む、請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂組成物層の厚さが、30μm〜300μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記支持体が、ポリエチレンテレフタレートフィルム、離型処理層付きポリエチレンテレフタレートフィルム、又は金属箔である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程の後であって、前記半導体チップを封止する硬化体とする工程の前に、前記支持体を剥離する工程をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程が、金属板又は金属ロールにより、減圧条件下又は常圧下、支持体側から加熱及び加圧することにより樹脂組成物層の支持体側の表面を平滑化する工程をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体チップを前記樹脂組成物層に埋め込む工程が、圧力26.7hPa以下の減圧条件下、90℃〜180℃で加温し、1kgf/cm2〜18kgf/cm2の圧力を20秒間〜400秒間加えることにより行われる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂組成物層を硬化して、前記半導体チップを封止する硬化体とする工程が、100℃〜240℃で、15分間〜300分間加熱することにより行われる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記硬化体上に、導体層を形成する工程をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記導体層を形成する工程が、メッキ工程を含む、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法によって得ることができる半導体装置であって、
半導体チップ搭載面を有し、該半導体チップ搭載面に、複数個の半導体チップがフリップチップ接続及び/又はワイヤボンディング接続により搭載された実装基板と、
複数個の前記半導体チップを覆うように前記半導体チップを埋め込んで封止する硬化体とを備える、半導体装置。 - 複数個の前記半導体チップが前記実装基板にフリップチップ接続されており、前記硬化体が、前記半導体チップ及び前記実装基板の間隙を埋め込んでいる、請求項12に記載の半導体装置。
- 前記硬化体上に設けられた導体層をさらに備える、請求項12又は13に記載の半導体装置。
- 前記導体層に電気的に接続されるように搭載される電子部品をさらに含む、請求項14に記載の半導体装置。
- 前記電子部品が半導体チップを含むパッケージである、請求項15に記載の半導体装置。
- 前記電子部品が2個以上の半導体チップを含むマルチチップパッケージである、請求項16に記載の半導体装置。
- 前記電子部品が積層型半導体装置である、請求項15に記載の半導体装置。
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