JP6603174B2 - 半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
α1<α3<α2 (1)
−2<α1+α2−2α3<2 (2)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。)
α3−α1<5 (3)
α2−α3<5 (4)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。)
α1<α3<α2 (1)
−2<α1+α2−2α3<2 (2)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。)
図1は、本発明の半導体封止用基材付封止材の一例を示す概略断面図である。図1の半導体封止用基材付封止材1は、基材2と、基材2の一方の表面に形成された未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂成分を含む封止樹脂層3とを有するものである。また、本発明において、半導体封止用基材付封止材により封止される半導体素子(不図示)の線膨張係数α1、封止樹脂層3の硬化物の線膨張係数α2、及び基材2の線膨張係数α3は、下記式(1)及び(2)を同時に満たすものである。
α1<α3<α2 (1)
−2<α1+α2−2α3<2 (2)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。)
α3−α1<5 (3)
α2−α3<5 (4)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。)
本発明において、半導体封止用基材付封止材1を構成する基材2として使用することができるものは特に限定はされず、封止する対象となる半導体素子の線膨張係数等に応じて、無機基板、金属基板、又は有機樹脂基板等を使用することができる。また、特に有機樹脂基板を使用する場合には、繊維含有の有機樹脂基板を使用することもできる。
有機樹脂基板に用いる繊維基材として使用することができるものとしては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、石英ガラス繊維、金属繊維等の無機繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維等の有機繊維、更には炭化ケイ素繊維、炭化チタン繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等が例示され、製品特性に応じていかなるものも使用することができる。また、最も好ましい繊維基材としてはガラス繊維、石英ガラス繊維、炭素繊維等が例示される。中でも、絶縁性の高いガラス繊維や石英ガラス繊維が特に好ましい。
繊維基材に含浸させる熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含むものである。
熱硬化性樹脂組成物に用いる熱硬化性樹脂としては、特に限定はされないが、通常半導体素子の封止に使用される、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂からなる混成樹脂、及びシアネートエステル樹脂等が挙げられる。また、BT樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することもできる。
本発明において熱硬化性樹脂組成物に用いることができるエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、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、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂、又は4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂のようなビフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、トリスフェニロールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、及びフェノールジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂の芳香環を水素化したエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂など室温で液状や固体の公知のエポキシ樹脂が挙げられる。また、必要に応じて、上記以外のエポキシ樹脂を目的に応じて一定量併用することができる。
本発明において熱硬化性樹脂組成物に用いることができるシリコーン樹脂としては、特に限定されないが、例えば熱硬化性、又はUV硬化性のシリコーン樹脂等が挙げられる。特に、シリコーン樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物は付加硬化型シリコーン樹脂組成物を含むことが好ましい。付加硬化型シリコーン樹脂組成物としては、(A)非共役二重結合を有する有機ケイ素化合物(例えば、アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサン)、(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び(C)白金系触媒を必須成分とするものが特に好ましい。以下、これら(A)〜(C)成分について説明する。
(A)成分の非共役二重結合を有する有機ケイ素化合物としては、下記一般式(a)で示される、分子鎖両末端が脂肪族不飽和基含有トリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状ジオルガノポリシロキサンなどの、オルガノポリシロキサンが例示される。
(B)成分としては、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(以下、「SiH基」と称する)を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。1分子中にSiH基を2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであれば、架橋剤として作用し、(B)成分中のSiH基と(A)成分のビニル基、その他のアルケニル基等の非共役二重結合含有基とが付加反応することにより、硬化物を形成することができる。
(C)成分の白金系触媒としては、例えば塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、キレート構造を有する白金錯体等が挙げられる。これらは1種単独でも、2種以上の組み合わせでも使用することができる。
本発明において熱硬化性樹脂組成物に用いることができるエポキシ樹脂とシリコーン樹脂からなる混成樹脂としては、特に限定されないが、例えば前述のエポキシ樹脂と前述のシリコーン樹脂で用いたものを挙げることができる。ここでいう混成樹脂とは、硬化時に互いに反応して共架橋構造を形成するものである。
本発明において熱硬化性樹脂組成物に用いることができるシアネートエステル樹脂としては、特に限定されないが、例えばシアネートエステル化合物又はそのオリゴマーと、硬化剤としてフェノール化合物及びジヒドロキシナフタレンのいずれか又は両方を配合した樹脂組成物が挙げられる。
シアネートエステル化合物又はそのオリゴマーとして使用する成分は、下記一般式(b)で示されるものである。
一般にシアネートエステル樹脂の硬化剤や硬化触媒としては金属塩、金属錯体や活性水素を持つフェノール性水酸基や一級アミン類などが用いられるが、本発明では特にフェノール化合物やジヒドロキシナフタレンが好適に用いられる。
本発明において、熱硬化性樹脂組成物は、上述の熱硬化性樹脂に加えて着色剤を含むものとすることが好ましい。熱硬化性樹脂組成物が着色剤を含むことによって、外観不良を抑制でき、またレーザーマーキング性を向上させることができる。
また、本発明において、熱硬化性樹脂組成物には、無機充填材を配合することができる。配合される無機充填材としては、例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミノシリケート、ボロンナイトライド、ガラス繊維、三酸化アンチモン等が挙げられる。
図1に示されるように、本発明の半導体封止用基材付封止材1は、上述の基材2の一方の表面に、封止樹脂層3を有するものである。この封止樹脂層3は、未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂成分を含むものである。この封止樹脂層3は、半導体素子を搭載した半導体素子搭載基板の素子搭載面、又は半導体素子を形成した半導体素子形成ウエハの素子形成面を一括封止する役割を有する。
封止樹脂層を形成するための組成物は、熱硬化性樹脂成分を含むものである。熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、通常、半導体素子の封止に使用される液状エポキシ樹脂や固形のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、又はエポキシ樹脂とシリコーン樹脂からなる混成樹脂、シアネートエステル樹脂等の熱硬化性樹脂であることが好ましい。特に、熱硬化性樹脂は、50℃未満で固形化し、かつ50℃以上150℃以下で溶融するエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂からなる混成樹脂、及びシアネートエステル樹脂のいずれかを含むものであることが好ましい。
本発明において、封止樹脂層は、熱可塑性樹脂成分を含んでいても含まなくてもよいが、熱可塑性樹脂成分を含む場合、熱可塑性樹脂成分の配合量は、封止樹脂層を形成するための組成物全体に対して2質量%以下であることが好ましい。
また、封止樹脂層を形成するための組成物には、上述の繊維基材に含浸させる熱硬化性樹脂組成物と同様、無機充填材を配合してもよい。無機充填材としては、上述の繊維基材に含浸させる熱硬化性樹脂組成物に配合するものとして例示したものと同様のものを例示することができる。
封止樹脂層を形成するための組成物には、必要に応じて、上記成分に加えて、その他の添加剤を配合してもよい。このような添加剤としては、例えば、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物、モリブデン酸亜鉛担持タルク、モリブデン酸亜鉛担持酸化亜鉛等のモリブデン化合物、ホスファゼン化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛等の難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、ハイドロタルサイト等のハロゲンイオントラップ剤等を挙げることができる。
本発明の半導体封止用基材付封止材は、基材の一方の表面に封止樹脂層を形成することで作製することができる。封止樹脂層は、基材の一方の表面に未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂を含む組成物(上述の封止樹脂層を形成するための組成物)をシート状あるいはフィルム状で積層し、真空ラミネートや高温真空プレス、熱ロール等を用いることで形成する方法、また、減圧又は真空下で、印刷やディスペンス等で液状エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を含む組成物を塗布し加熱する方法、更に、未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂を含む組成物をプレス成形する方法など、各種の方法で形成することができる。
また、本発明では、上述の本発明の半導体封止用基材付封止材の封止樹脂層で半導体素子が封止されたものである半導体装置を提供する。図2は、本発明の半導体封止用基材付封止材を用いて製造された半導体装置の一例を示す概略断面図である。
また、本発明では、半導体装置の製造方法であって、半導体素子を搭載した半導体素子搭載基板の素子搭載面、又は半導体素子を形成した半導体素子形成ウエハの素子形成面を、上述の本発明の半導体封止用基材付封止材の封止樹脂層の硬化物で一括封止する半導体装置の製造方法を提供する。
本発明の半導体装置の製造方法における被覆工程は、半導体封止用基材付封止材1の封止樹脂層3により、支持基板12上に積層した仮固定材11で半導体素子5を仮固定(搭載)した半導体素子搭載基板13の素子搭載面を被覆する工程である。
本発明の半導体装置の製造方法における封止工程は、上記被覆工程の後、封止樹脂層3を加熱して硬化させ、硬化後の封止樹脂層3’とすることで、半導体素子搭載基板の半導体素子搭載面を一括封止する工程である。加熱温度としては、例えば100〜200℃とし、加熱時間は例えば1〜60分間とすることができる。
本発明の半導体装置の製造方法における仮固定材除去工程は、上記封止後の半導体素子搭載基板から、支持基板12と仮固定材11を除去する工程である。
本発明の半導体装置の製造方法における再配線工程は、上記仮固定材を除去することにより露出した半導体素子面(露出面)に、再配線層10を形成することで再配線体14を作製する工程である。
本発明の半導体装置の製造方法におけるダイシング工程は、上記の再配線層を形成した再配線体14をダイシングすることで個片化し、半導体装置4を製造する工程である。また、ダイシングし、個片化したものに、レーザーマークによる印字を行ってもよい。
<基材の作製>
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EPICLON−N695、DIC製)60質量部、フェノールノボラック樹脂(商品名:TD2090、DIC製)30質量部、黒色顔料としてカーボンブラック(商品名:3230B、三菱化学製)3質量部、触媒TPP(トリフェニルホスフィン)0.6質量部に、トルエン300質量部を加えて攪拌混合し、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液を調製した。このエポキシ樹脂組成物のトルエン分散液に繊維基材としてEガラスクロス(日東紡績製、厚さ:150μm)を浸漬することにより、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液をEガラスクロスに含浸させた。該ガラスクロスを120℃で15分間放置することによりトルエンを揮発させた。該ガラスクロスを175℃で5分間加熱成型して成型品を得、更にこれを180℃で4時間加熱(2次硬化)することで、含浸させたエポキシ樹脂組成物を硬化させ、繊維基材層の両面にエポキシ樹脂組成物の硬化物層が形成された、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X1を得た。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EPICLON−N655、DIC製)60質量部、フェノールノボラック樹脂(商品名:BRG555、昭和高分子製)30質量部、平均粒径7μmの球状シリカ(商品名:MSS−7、龍森製)400質量部、触媒TPP(トリフェニルホスフィン)0.2質量部、シランカップリング剤:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM403、信越化学工業製)0.5質量部、黒色顔料としてカーボンブラック(商品名:3230B、三菱化学製)3質量部を高速混合装置で十分混合した後、連続混練装置で加熱混練し、次いでTダイから押し出しすることにより、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y1を得た。
上記エポキシ樹脂含浸繊維基材X1上に、上記シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1を載せ、ニッコーマテリアルズ社製の真空ラミネータを用いて、真空度50Pa、温度50℃、時間60秒の条件でラミネートすることにより半導体封止用基材付封止材Z1を作製した。
支持基板として、420mm×520mm、厚さ1mmのSUS板を準備し、仮固定材としてリバアルファNo.3195Vを同サイズで貼り合わせ、リバアルファ上に20mm×20mmのシリコンチップを200個搭載した半導体素子搭載基板を作製した。
上記の半導体封止用基材付封止材Z1と上記半導体素子搭載基板をニッコーマテリアルズ社の真空プレスを用いて、真空度50Pa、圧力1.0MPa、150℃、300sの条件で圧縮成形することで硬化封止した。硬化封止後、150℃で4時間ポストキュアした後、180℃でリバアルファと支持基板を除去し、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
エポキシ樹脂組成物に平均粒径0.5μmの球状シリカ(商品名:SC−2050、アドマテックス製)50質量部を加える以外は実施例1と同様の操作を行い、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X2を得た。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EPICLON−N655、DIC製)40質量部、ビスフェノールA型結晶性エポキシ樹脂(商品名:YL−6810、三菱化学製)12質量部、フェノールノボラック樹脂(商品名:BRG555、昭和高分子製)30質量部、平均粒径7μmの球状シリカ(商品名:MSS−7、龍森製)450質量部、触媒TPP(トリフェニルホスフィン)0.2質量部、シランカップリング剤:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM403、信越化学工業製)0.5質量部、黒色顔料としてカーボンブラック(商品名:3230B、三菱化学製)3質量部を高速混合装置で十分混合した後、連続混練装置で加熱混練し、次いでTダイから押し出しすることにより、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y2を得た。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X2を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y2を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z2を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z2を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
非共役二重結合を有する有機ケイ素化合物として分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン50質量部、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン50質量部、反応抑制剤としてアセチレンアルコール系のエチニルシクロヘキサノール0.2質量部、塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液0.1質量部、及び黒色顔料としてカーボンブラック3質量部に、トルエン200質量部を加えて攪拌混合し、シリコーン樹脂組成物のトルエン分散液を調製した。このシリコーン樹脂組成物のトルエン分散液に繊維基材としてEガラスクロス(日東紡績製、厚さ:150μm)を浸漬することにより、シリコーン樹脂組成物のトルエン分散液をEガラスクロスに含浸させた。該ガラスクロスを、120℃で15分間放置することによりトルエンを揮発させた。該ガラスクロスを175℃で5分間加熱成型して成型品を得、更にこれを150℃で10分間加熱(2次硬化)することで、含浸させた熱硬化性樹脂を硬化させ、繊維基材層の両面にシリコーン樹脂組成物の硬化物層が形成された400mm×500mm、厚さ0.16mmのシリコーン樹脂含浸繊維基材X3を得た。
平均粒径7μmの球状シリカの配合量を350質量部とする以外は実施例1と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y3を得た。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにシリコーン樹脂含浸繊維基材X3を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y3を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z3を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z3を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EPICLON−N685、DIC製)60質量部、フェノールノボラック樹脂(商品名:TD2131、DIC製)30質量部、黒色顔料としてカーボンブラック(商品名:3230B、三菱化学製)3質量部、触媒TPP(トリフェニルホスフィン)0.6質量部に、トルエン300質量部を加えて攪拌混合し、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液を調製した。このエポキシ樹脂組成物のトルエン分散液に繊維基材としてEガラスクロス(日東紡績製、厚さ:150μm)を浸漬することにより、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液をEガラスクロスに含浸させた。該ガラスクロスを120℃で15分間放置することによりトルエンを揮発させた。該ガラスクロスを175℃で5分間加熱成型して成型品を得、更にこれを180℃で4時間加熱(2次硬化)することで、含浸させたエポキシ樹脂組成物を硬化させ、繊維基材層の両面にエポキシ樹脂組成物の硬化物層が形成された、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X4を得た。
平均粒径7μmの球状シリカの配合量を330質量部とする以外は実施例1と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y4を得た。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X4を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y4を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z4を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z4を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
実施例1と同様の操作を行い、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X1を得た。
熱可塑性樹脂(商品名:メタブレンJ−5800、三菱レイヨン製)1質量部を加える以外は実施例1と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y5を得た。なお、このシート状の熱硬化性樹脂組成物Y5は、組成物全体に対して2質量%以下の量の熱可塑性樹脂を含むものである。
シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y5を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z5を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z5を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EPICLON−N685、DIC製)60質量部、フェノールノボラック樹脂(商品名:TD2090、DIC製)30質量部、黒色顔料としてカーボンブラック(商品名:3230B、三菱化学製)3質量部、触媒TPP(トリフェニルホスフィン)0.6質量部に、トルエン300質量部を加えて攪拌混合し、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液を調製した。このエポキシ樹脂組成物のトルエン分散液に繊維基材としてEガラスクロス(日東紡績製、厚さ:150μm)を浸漬することにより、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液をEガラスクロスに含浸させた。該ガラスクロスを120℃で15分間放置することによりトルエンを揮発させた。該ガラスクロスを175℃で5分間加熱成型して成型品を得、更にこれを180℃で4時間加熱(2次硬化)することで、含浸させたエポキシ樹脂組成物を硬化させ、繊維基材層の両面にエポキシ樹脂組成物の硬化物層が形成された、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X5を得た。
熱可塑性樹脂(商品名:メタブレンJ−5800、三菱レイヨン製)20質量部を加える以外は実施例1と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y6を得た。なお、このシート状の熱硬化性樹脂組成物Y6は、組成物全体に対して2質量%超える量の熱可塑性樹脂を含むものである。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X5を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y6を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z6を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z6を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<封止樹脂組成物の作製>
実施例1と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y1を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
基材を用いずに、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1で直接基板を封止する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EPICLON−N655、DIC製)60質量部、フェノールノボラック樹脂(商品名:TD2131、DIC製)30質量部、黒色顔料としてカーボンブラック(商品名:3230B、三菱化学製)3質量部、触媒TPP(トリフェニルホスフィン)0.6質量部に、トルエン300質量部を加えて攪拌混合し、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液を調製した。このエポキシ樹脂組成物のトルエン分散液に繊維基材としてEガラスクロス(日東紡績製、厚さ:150μm)を浸漬することにより、エポキシ樹脂組成物のトルエン分散液をEガラスクロスに含浸させた。該ガラスクロスを120℃で15分間放置することによりトルエンを揮発させた。該ガラスクロスを175℃で5分間加熱成型して成型品を得、更にこれを180℃で4時間加熱(2次硬化)することで、含浸させたエポキシ樹脂組成物を硬化させ、繊維基材層の両面にエポキシ樹脂組成物の硬化物層が形成された、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X6を得た。
実施例2と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y2を得た。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X6を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y2を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z7を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z7を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
実施例6と同様の操作を行い、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X5を得た。
実施例2と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y2を得た。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X5を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y2を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z8を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z8を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
エポキシ樹脂組成物に平均粒径0.5μmの球状シリカ(商品名:SC−2050、アドマテックス製)100質量部を加える以外は実施例1と同様の操作を行い、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X7を得た。
平均粒径7μmの球状シリカの配合量を300質量部とする以外は実施例1と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y7を得た。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X7を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y7を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z9を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z9を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
<基材の作製>
比較例4と同様の操作を行い、400mm×500mm、厚さ0.16mmのエポキシ樹脂含浸繊維基材X7を得た。
実施例6と同様の操作を行い、390mm×490mm、厚さ0.3mmのシート状の熱硬化性樹脂組成物Y6を得た。なお、このシート状の熱硬化性樹脂組成物Y6は、組成物全体に対して2質量%超える量の熱可塑性樹脂を含むものである。
エポキシ樹脂含浸繊維基材X1の代わりにエポキシ樹脂含浸繊維基材X7を使用し、シート状の熱硬化性樹脂組成物Y1の代わりにシート状の熱硬化性樹脂組成物Y6を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、半導体封止用基材付封止材Z10を得た。
実施例1と同様にして半導体素子搭載基板を作製した。
半導体封止用基材付封止材Z1の代わりに半導体封止用基材付封止材Z10を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、封止後半導体素子搭載基板を得た。
半導体素子の線膨張係数α1:各実施例及び比較例で使用した半導体素子の線膨張係数は、3ppm/Kであった。
封止樹脂層硬化物の線膨張係数α2:各実施例及び比較例で使用した封止樹脂層用のシート状の熱硬化性樹脂組成物を、EMMI規格に準じた金型を使用して、150℃、6.9N/mm2、成形時間300秒の条件で成形した5×5×15mmの試験片を用いて、RIGAKU製TMA装置を用いて熱機械分析を行った。昇温5℃/分、荷重19.6mNの条件で圧縮荷重法により室温から300℃まで測定し、線膨張係数を測定した。
基材の線膨張係数α3:各実施例及び比較例で使用した基材を、幅5mm、長さ15mmにカットした試験片を用いて、RIGAKU製TMA装置を用いて熱機械分析を行った。試験片を装置に装着後、昇温5℃/分、荷重1gの条件で引っ張り荷重法により室温から300℃まで測定し、X−Y方向の線膨張係数を測定した。
得られた半導体装置を、シリコンチップが露出している面が上面側になるように配置し、レーザー三次元測定機を用いて、各半導体装置の対角線方向に高さの変位を測定し、変位差を反り量とした。反りの向きが下側に凸となった場合は正、上側に凸となった場合は負の値を用いて示した。
得られた半導体装置を表1に示すA〜Jの薬品と浸漬条件において、順に全ての薬品を浸漬した後の樹脂表面及び断面を顕微鏡にて観察し、クラックや割れなどの劣化がないものを○、クラックや割れが生じていたものを×とした。
3’…硬化後の封止樹脂層、 4…半導体装置、 5…半導体素子、
6…バッファーコート層、 7…メッキパターン層、 8…絶縁保護層、
9…バンプ、 10…再配線層、 11…仮固定材、 12…支持基板、
13…半導体素子搭載基板、 14…再配線体。
Claims (12)
- 半導体素子を搭載した半導体素子搭載基板の素子搭載面、又は半導体素子を形成した半導体素子形成ウエハの素子形成面を一括封止するための半導体封止用基材付封止材であって、該半導体封止用基材付封止材が、基材と、該基材の一方の表面に形成された未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂成分を含む封止樹脂層とを有するものであり、該半導体封止用基材付封止材により封止される前記半導体素子の線膨張係数α1、前記封止樹脂層の硬化物の線膨張係数α2、及び前記基材の線膨張係数α3が、下記式(1)及び(2)を同時に満たすものである半導体封止用基材付封止材の封止樹脂層で半導体素子が封止されたものであることを特徴とする半導体装置。
α1<α3<α2 (1)
−2<α1+α2−2α3<2 (2)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。) - 前記線膨張係数α1、前記線膨張係数α2、及び前記線膨張係数α3が、前記式(1)及び(2)に加えて、下記式(3)及び(4)を満たすものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
α3−α1<5 (3)
α2−α3<5 (4)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。) - 前記基材が、繊維基材に熱硬化性樹脂組成物が含浸して硬化した繊維含有樹脂基材であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
- 前記封止樹脂層が、熱可塑性樹脂成分を含まないものであるか、前記封止樹脂層を形成するための組成物全体に対して2質量%以下の熱可塑性樹脂成分を含むものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記封止樹脂層が、無機充填材を含み、該無機充填材の量が、前記封止樹脂層を形成するための組成物全体の75〜95質量%であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置が、ファンアウト型ウエハレベルパッケージであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 半導体装置の製造方法であって、
半導体素子を搭載した半導体素子搭載基板の素子搭載面、又は半導体素子を形成した半導体素子形成ウエハの素子形成面を、
半導体素子を搭載した半導体素子搭載基板の素子搭載面、又は半導体素子を形成した半導体素子形成ウエハの素子形成面を一括封止するための半導体封止用基材付封止材であって、該半導体封止用基材付封止材が、基材と、該基材の一方の表面に形成された未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂成分を含む封止樹脂層とを有するものであり、該半導体封止用基材付封止材により封止される前記半導体素子の線膨張係数α 1 、前記封止樹脂層の硬化物の線膨張係数α 2 、及び前記基材の線膨張係数α 3 が、下記式(1)及び(2)を同時に満たすものである半導体封止用基材付封止材の封止樹脂層の硬化物で一括封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
α 1 <α 3 <α 2 (1)
−2<α 1 +α 2 −2α 3 <2 (2)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。) - 前記線膨張係数α 1 、前記線膨張係数α 2 、及び前記線膨張係数α 3 が、前記式(1)及び(2)に加えて、下記式(3)及び(4)を満たすものであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
α 3 −α 1 <5 (3)
α 2 −α 3 <5 (4)
(ただし、線膨張係数の単位はppm/Kである。) - 前記基材が、繊維基材に熱硬化性樹脂組成物が含浸して硬化した繊維含有樹脂基材であることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記封止樹脂層が、熱可塑性樹脂成分を含まないものであるか、前記封止樹脂層を形成するための組成物全体に対して2質量%以下の熱可塑性樹脂成分を含むものであることを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記封止樹脂層が、無機充填材を含み、該無機充填材の量が、前記封止樹脂層を形成するための組成物全体の75〜95質量%であることを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 支持基板上に積層した仮固定材で半導体素子を仮固定した半導体素子搭載基板の素子搭載面を、前記半導体封止用基材付封止材の封止樹脂層により被覆する被覆工程、
前記封止樹脂層を加熱して硬化させることで、前記素子搭載面を一括封止する封止工程、
前記仮固定材を除去する仮固定材除去工程、
前記仮固定材除去後の露出面に再配線層を形成することで再配線体を作製する再配線工程、及び
前記再配線体をダイシングすることで半導体装置を製造するダイシング工程、
を有することを特徴とする請求項7から請求項11のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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