專利名稱：密封用樹(shù)脂片及用其的半導(dǎo)體裝置、該半導(dǎo)體裝置的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將具有連接用電極部的半導(dǎo)體元件組裝在母板等布線電路基板上時(shí)所使用的密封用樹(shù)脂片、及作為使用其的組裝體的半導(dǎo)體裝置、以及該半導(dǎo)體裝置的制法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域、特別是面向移動(dòng)設(shè)備等需要高密度組裝的半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域中，通常采用屬于可實(shí)現(xiàn)小型 薄型化的組裝方法的倒裝片組裝(flip-chip mounting)。倒裝片組裝是使半導(dǎo)體元件(芯片)的端子與布線電路基板的端子相向連接的組裝方式，容易產(chǎn)生由半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的熱膨脹系數(shù)差帶來(lái)的熱應(yīng)力導(dǎo)致的連接不良。因此，在倒裝片組裝中，通常，通過(guò)在半導(dǎo)體元件與布線電路基板之間封入含有無(wú)機(jī)填充劑的熱固化性樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行增強(qiáng)，從而使集中在半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的端子連接部的應(yīng)力分散，提高連接可靠性。 作為將上述熱固化性樹(shù)脂填充在半導(dǎo)體元件與布線電路基板之間的方法，現(xiàn)在主要使用的方法為，在布線電路基板上接合(bonding)半導(dǎo)體元件之后，將液態(tài)的底部填充劑(underfill)注入至半導(dǎo)體元件與布線電路基板之間的方法。然而，該方法存在如下問(wèn)題由于近年來(lái)伴隨半導(dǎo)體封裝的低高度化(height reduction)、引線腳的多數(shù)化而產(chǎn)生的狹窄間隙，在上述注入時(shí)容易產(chǎn)生空隙。因此，作為解決這種問(wèn)題的方法，近年來(lái)提出了一種樹(shù)脂密封方法，該方法在半導(dǎo)體元件與布線電路基板之間夾入含有無(wú)機(jī)填充劑的密封用樹(shù)脂片，使其加熱熔融來(lái)形成密封樹(shù)脂層，并通過(guò)加壓來(lái)對(duì)半導(dǎo)體元件 布線電路基板的端子間進(jìn)行壓接接合(例如，參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)平10-242211號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
_7] 發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在上述使用密封用樹(shù)脂片來(lái)進(jìn)行樹(shù)脂密封的方法中，將密封用樹(shù)脂片夾入半導(dǎo)體元件與布線電路基板之間時(shí)，由于密封用樹(shù)脂片中的無(wú)機(jī)填充劑咬入到半導(dǎo)體元件與布線電路基板的端子間而導(dǎo)致導(dǎo)通特性降低，結(jié)果，有可能會(huì)使連接可靠性下降。作為解決這種問(wèn)題的方法，日本專利第3999840號(hào)中，本申請(qǐng)人等已經(jīng)提出了一種抑制半導(dǎo)體元件與布線電路基板的端子間的無(wú)機(jī)填充劑咬入的方法，其中，對(duì)如下方面進(jìn)行了研究，將密封用樹(shù)脂片形成為含無(wú)機(jī)填充劑層與不含無(wú)機(jī)填充劑層的層疊體，在使用其進(jìn)行樹(shù)脂密封時(shí)，使得半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的端子連接部位于不含無(wú)機(jī)填充劑層處。然而，如上述，在半導(dǎo)體元件與布線電路基板的端子間確實(shí)地創(chuàng)造出不存在無(wú)機(jī)填充劑的狀態(tài)、使接合可靠性提高實(shí)際上是困難的。因此，在上述專利發(fā)明中也還存在改善的空間。
本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而成的，其目的在于，提供改善由半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的熱膨脹系數(shù)差導(dǎo)致的連接不良、并且更確實(shí)地抑制半導(dǎo)體元件 布線電路基板的端子間的無(wú)機(jī)填充劑的咬入、使連接可靠性提高的密封用樹(shù)脂片及使用其的半導(dǎo)體裝置、以及該半導(dǎo)體裝置的制法。用于解決問(wèn)題的方案為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的第一要點(diǎn)在于一種密封用樹(shù)脂片，其是以半導(dǎo)體裝置為對(duì)象、用于對(duì)其布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封的密封用樹(shù)脂片，所述半導(dǎo)體裝置是在使設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的狀態(tài)下，在上述布線電路基板上搭載半導(dǎo)體元件而成的，上述密封用樹(shù)脂片包括(a)含有無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物層與(￠)不含有無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物層的二層結(jié)構(gòu)，且所述(a)層與(P)層具有下述的特性(X) (Z)。 (X)上述(a)層的、選自60 125°C的層壓溫度下的熔融粘度為1.0X102 2. OX IO4Pa S，上述(￠)層的、選自60 125°C的層壓溫度下的熔融粘度為I. OX IO3 2. OXlO5Pa S。(y)上述(P)層的熔融粘度與(a)層的熔融粘度的差[(￠)層_( )層]為
I.5X IO4Pa s 以上。(Z)上述密封用樹(shù)脂片的(@)層的厚度以上述連接用電極部的高度(h)為基準(zhǔn)，為 l/3h 4/5h。另外，本發(fā)明的第二要點(diǎn)在于一種半導(dǎo)體裝置，其是在使設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相對(duì)的狀態(tài)下，在所述布線電路基板上搭載半導(dǎo)體元件而成的半導(dǎo)體裝置，通過(guò)包括含無(wú)機(jī)填充劑層與不含無(wú)機(jī)填充劑層的二層結(jié)構(gòu)的密封樹(shù)脂層，上述布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙以上述含無(wú)機(jī)填充劑層位于半導(dǎo)體元件側(cè)的方式來(lái)進(jìn)行樹(shù)脂密封，所述密封樹(shù)脂層由上述第I要點(diǎn)的密封用樹(shù)脂片形成。另外，本發(fā)明的第三要點(diǎn)在于一種半導(dǎo)體裝置的制法，其具備如下工序準(zhǔn)備帶剝離片的密封用樹(shù)脂片的工序，所述帶剝離片的密封用樹(shù)脂片是在剝離片的單面以上述第一要點(diǎn)的密封用樹(shù)脂片的(￠)層直接層疊的方式層疊上述密封用樹(shù)脂片而成的；在設(shè)有連接用電極部的半導(dǎo)體元件面上貼附所述帶剝離片的密封用樹(shù)脂片、加壓，從而將帶剝離片的密封用樹(shù)脂片貼合于設(shè)有連接用電極部的半導(dǎo)體元件上的工序；將所述剝離片剝離后，在設(shè)有連接用端子的布線電路基板上，以使所述設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的方式在所述布線電路基板之上載置帶密封用樹(shù)脂片的半導(dǎo)體元件，進(jìn)行加壓的工序；通過(guò)將所述密封用樹(shù)脂片加熱固化，從而對(duì)所述布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封的工序。S卩，本發(fā)明人等為解決前述課題反復(fù)進(jìn)行了深入的研究。在其過(guò)程中，本發(fā)明人等以之前的日本專利第3999840號(hào)的專利發(fā)明為基礎(chǔ)，以更確實(shí)地不會(huì)發(fā)生由無(wú)機(jī)填充劑的咬入引起的連接可靠性的降低為目的，反復(fù)進(jìn)行了密封用樹(shù)脂片的改良。并且，本發(fā)明人等將密封用樹(shù)脂片制成為含無(wú)機(jī)填充劑層與不含無(wú)機(jī)填充劑層的二層結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂組合物片，并著眼于其各層的融解粘度(層壓溫度下的熔融粘度)與厚度的關(guān)系，反復(fù)進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將它們?cè)O(shè)定在本發(fā)明所規(guī)定的特定范圍內(nèi)時(shí)，得到了良好結(jié)果。即，本發(fā)明人等將如上所述的、各層的融解粘度、厚度經(jīng)設(shè)定的密封用樹(shù)脂片的含無(wú)機(jī)填充劑層側(cè)貼附在設(shè)有連接用電極部(凸塊)的半導(dǎo)體元件面上、進(jìn)行加壓，使密封用樹(shù)脂片貼合在半導(dǎo)體元件上，使得凸塊前端部貫通含無(wú)機(jī)填充劑層而位于不含無(wú)機(jī)填充劑層內(nèi)，從而創(chuàng)造出在端子接合時(shí)凸塊前端部附近確實(shí)沒(méi)有無(wú)機(jī)填充劑的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，上述密封用樹(shù)脂片的不含無(wú)機(jī)填充劑層側(cè)與設(shè)有連接用端子的布線電路基板貼合。并且，與日本專利第3999840號(hào)的專利發(fā)明同樣地，可以通過(guò)上述密封用樹(shù)脂片的加熱熔融、以及半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的壓接接合，而在進(jìn)行樹(shù)脂密封時(shí)將半導(dǎo)體元件的連接用電極部與布線電路基板的連接用端子之間的無(wú)機(jī)填充劑的咬入更確實(shí)地抑制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，會(huì)提高連接可靠性、并且還會(huì)改善由半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的熱膨脹系數(shù)差引起的連接不良，從而完成了本發(fā)明。發(fā)明的效果如以上所述，本發(fā)明的密封用樹(shù)脂片為含無(wú)機(jī)填充劑層與不含無(wú)機(jī)填充劑層的二層結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂組合物片，其各層的融解粘度(選自60 125°C的層壓溫度下的熔融粘度)在特定的范圍內(nèi)、兩層的融解粘度差在特定的范圍內(nèi)、且不含無(wú)機(jī)填充劑層的厚度在 特定的范圍內(nèi)。而且，在本發(fā)明中，由于使上述密封用樹(shù)脂片以規(guī)定的配置介于布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間、且通過(guò)上述密封用樹(shù)脂片的加熱熔融以及半導(dǎo)體元件 布線電路基板間的壓接接合來(lái)進(jìn)行樹(shù)脂密封，因此可以更加確實(shí)地抑制半導(dǎo)體元件的連接用電極部與布線電路基板的連接用端子之間的無(wú)機(jī)填充劑的咬入，其結(jié)果，會(huì)提高連接可靠性、還會(huì)改善由半導(dǎo)體元件 布線電路基板間熱膨脹系數(shù)差引起的連接不良。因此，半導(dǎo)體元件與布線電路基板之間的導(dǎo)通特性的下降得到抑制，可以得到可靠性高的半導(dǎo)體裝置。


圖I為表示本發(fā)明的密封用樹(shù)脂片的一例的剖面圖。圖2為表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的剖面說(shuō)明圖。圖3為表示上述半導(dǎo)體裝置的制造工序的剖面說(shuō)明圖。圖4為表示上述半導(dǎo)體裝置的制造工序的剖面說(shuō)明圖。圖5為表示上述半導(dǎo)體裝置的制造工序的剖面說(shuō)明圖。圖6為表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一例的剖面圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明I密封用樹(shù)脂片2不含無(wú)機(jī)填充劑層3含無(wú)機(jī)填充劑層
具體實(shí)施例方式接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如上所述，本發(fā)明的密封用樹(shù)脂片是以半導(dǎo)體裝置為對(duì)象、用于對(duì)其布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封的片，所述半導(dǎo)體裝置是在使設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的狀態(tài)下，在上述布線電路基板上搭載半導(dǎo)體元件而成的。并且，如圖I所示，本發(fā)明的密封用樹(shù)脂片I的特征在于，包括(a)含有無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物層(含無(wú)機(jī)填充劑層3)與(￠)不含有無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物層(不含無(wú)機(jī)填充劑層2)的二層結(jié)構(gòu)，且上述(a)層與(￠)層具有下述的特性(X) ⑴。其中，下述的特性(X)中的熔融粘度可以使用通常的流變儀測(cè)定，但也可以如下導(dǎo)出例如，使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(HAKKE公司制造、RHEOSTRESS RSl)，在間隙100 y m、轉(zhuǎn)子(rotating cone)直徑20mm、旋轉(zhuǎn)速度10s—1的條件下進(jìn)行測(cè)定,從而導(dǎo)出。(X)上述(a)層的、選自60 125 °C的層壓溫度下的熔融粘度為1.0X102 2. OX IO4Pa S，上述(￠)層的、選自60 125°C的層壓溫度下的熔融粘度為I. OX IO3 2. OXlO5Pa S。(y)上述(P)層的熔融粘度與(a)層的熔融粘度的差[(￠)層_(a)層]為
1.5X IO4Pa s 以上。(Z)上述密封用樹(shù)脂片的(@)層的厚度以上述連接用電極部的高度(h)為基準(zhǔn)， 為 l/3h 4/5h。在使用上述密封用樹(shù)脂片時(shí)，從更確實(shí)地抑制半導(dǎo)體元件 布線電路基板的端子間的無(wú)機(jī)填充劑的咬入、使連接可靠性提高的觀點(diǎn)出發(fā)，上述特性(X)中的(a)層的熔融粘度優(yōu)選為5. OX IO2 LOXlO3Pa* s的范圍、(￠)層的熔融粘度優(yōu)選為I. OX IO4
2.OXlO5Pa s 的范圍。另外，從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，上述特性(y)中的(@)層的熔融粘度與U)層的熔融粘度之差[(￠)層-U)層]優(yōu)選為I. 5X IO4 2. OX IO5Pa* s的范圍。另外，從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，上述特性(Z)中的(￠)層的厚度以設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部的高度(h)為基準(zhǔn)，為l/2h 2/3h的范圍。進(jìn)而，在本發(fā)明的密封用樹(shù)脂片中，從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，該(a)層的厚度以上述連接用電極部的高度(h)為基準(zhǔn)，為l/2h 2/3h。此外，上述連接用電極部的高度(h)通常為10 200i!m的范圍。因此，根據(jù)該值來(lái)決定上述(a)層與(P)層的厚度。作為上述(a )層的形成材料，優(yōu)選的是，使用含有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、彈性體成分和無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物，作為上述(3)層的形成材料，優(yōu)選的是，使用含有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和彈性體成分的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。另外，在各層的形成材料中，根據(jù)需要，可以適當(dāng)配混固化促進(jìn)劑、阻燃劑、以炭黑為首的顏料等其他的添加劑。作為上述環(huán)氧樹(shù)脂，具體而言，可以使用萘型環(huán)氧樹(shù)脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂等。另外，作為上述酚醛樹(shù)脂，具體而言，可列舉出芳烷基型酚醛樹(shù)脂、苯酚酚醛清漆樹(shù)脂等。另外，作為彈性體成分，具體而言，可以使用丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯和丙烯腈的共聚聚合物等。作為上述無(wú)機(jī)填充劑，具體而言，可以使用石英玻璃、滑石、二氧化硅(熔融二氧化硅、結(jié)晶性二氧化硅等)、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅等粉末等。并且，如前述特性(X)所示，作為調(diào)節(jié)(a )層與(P )層的熔融粘度的方法，例如，可列舉出通過(guò)各層的形成材料中的彈性體量、無(wú)機(jī)填充劑量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，但從用于熱應(yīng)力可靠性的低熱線性膨脹化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選以彈性體量進(jìn)行調(diào)節(jié)。并且，為了滿足前述特性(X)，從容易調(diào)節(jié)粘度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將(a)層的形成材料中的彈性體量設(shè)定為I重量％以上且小于20重量％、將(￠)層的形成材料中的彈性體量設(shè)定為20重量％以上且小于50重量％。
本發(fā)明的密封用樹(shù)脂片例如可以如以下所述地制造。即，首先，分別將作為U)層和(P)層的材料的樹(shù)脂組合物混合至其各配混成分均勻分散混合，進(jìn)行制備。接著，將上述制備的樹(shù)脂組合物形成為片狀。作為該形成方法，例如可列舉出將上述制備的樹(shù)脂組合物擠出成形來(lái)形成為片狀的方法；將上述制備的樹(shù)脂組合物溶解或分散在有機(jī)溶劑等中來(lái)制備清漆，將該清漆涂覆在聚酯等基材上使其干燥，由此得到樹(shù)脂組合物片的方法等。其中，從可以簡(jiǎn)便地得到厚度均一的片的觀點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)涂覆清漆來(lái)形成的方法是優(yōu)選的。此外，在如上所述形成的樹(shù)脂組合物片的表面，根據(jù)需要，可以貼合用于保護(hù)樹(shù)脂組合物片的表面的聚酯薄膜等剝離片，在密封時(shí)將其剝離。另夕卜，也可以將上述聚酯等基材作為該剝離片。作為制備上述清漆時(shí)使用的有機(jī)溶劑，例如可以使用甲乙酮、丙酮、環(huán)己酮、二噁烷、二乙酮、甲苯、醋酸乙酯等。它們可以單獨(dú)使用或組合使用兩種以上。另外，通常優(yōu)選的是，以清漆的固形成分濃度在30 60重量％范圍內(nèi)的方式使用有機(jī)溶劑。將如上所述得到的、相當(dāng)于(a)層和(￠)層的片狀環(huán)氧樹(shù)脂組合物層疊，作為本 發(fā)明的密封用樹(shù)脂片。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以使用上述密封用樹(shù)脂片，例如如下所述地進(jìn)行制造。即，首先，準(zhǔn)備帶剝離片的密封用樹(shù)脂片，其是在剝離片的一個(gè)面以上述密封用樹(shù)脂片的(3)層直接層疊的方式層疊上述密封用樹(shù)脂片而成的。接著，在設(shè)有連接用電極部的半導(dǎo)體元件面上貼附上述帶剝離片的密封用樹(shù)脂片、加壓，從而在設(shè)有連接用電極部的半導(dǎo)體元件上貼合上述帶剝離片的密封用樹(shù)脂片。接著，將上述剝離片剝離之后，在設(shè)有連接用端子的布線電路基板上，以使上述設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板上的連接用端子相向的方式在上述布線電路基板之上載置帶密封用樹(shù)脂片的半導(dǎo)體元件，進(jìn)行加壓。接著，通過(guò)將上述密封用樹(shù)脂片加熱固化，從而對(duì)上述布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封。如上所述地得到的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是在使設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的狀態(tài)下，在所述布線電路基板上搭載半導(dǎo)體元件而成的半導(dǎo)體裝置，通過(guò)包括含無(wú)機(jī)填充劑層與不含無(wú)機(jī)填充劑層的二層結(jié)構(gòu)的密封樹(shù)脂層，上述布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙以上述含無(wú)機(jī)填充劑層位于半導(dǎo)體元件側(cè)的方式來(lái)進(jìn)行樹(shù)脂密封，所述密封樹(shù)脂層由上述密封用樹(shù)脂片形成。以上所述的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序具體而言以圖2 圖6所示的工序順序進(jìn)行。S卩，首先，如圖2所示，通過(guò)輥層壓機(jī)(輥9)將上述密封用樹(shù)脂片I的含無(wú)機(jī)填充劑層3[(a)層]的表面貼合于工作臺(tái)上載置的半導(dǎo)體元件5的連接用電極部4設(shè)置面。該貼合時(shí)的工作臺(tái)溫度為本發(fā)明所規(guī)定的層壓溫度，為含無(wú)機(jī)填充劑層3 [( a )層]和不含無(wú)機(jī)填充劑層2[(0)層]顯示特定粘度范圍的選自60 125°C的任意溫度。其中，含無(wú)機(jī)填充劑層3[(a)層]的表面有剝離片(聚酯薄膜等)時(shí)，在剝離之后進(jìn)行貼合。另外，為使半導(dǎo)體元件5的連接用電極部4的前端部貫通含無(wú)機(jī)填充劑層3而位于不含無(wú)機(jī)填充劑層2處，層壓壓力優(yōu)選為0. I IMPa。如上所述地貼合、進(jìn)行密封用樹(shù)脂片I的裁切時(shí)，會(huì)成為如圖3所示的狀態(tài)。其中，上述密封用樹(shù)脂片I的裁切可以在上述貼合之前進(jìn)行，進(jìn)而，也可以如后面所述，在半導(dǎo)體元件5為晶元的情況下，在切割工序的過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行。接著，將如上述所述貼合的密封用樹(shù)脂片I的、不含無(wú)機(jī)填充劑層2側(cè)的剝離片10(聚酯薄膜等)剝離，如圖4所示，將由此露出的不含無(wú)機(jī)填充劑層2的表面貼合于布線電路基板7上的連接用端子6設(shè)置面。接著，使用倒裝片接合機(jī)(flip-chip bonder、Panasonic Corporation制造)等裝置，施加規(guī)定的壓力和熱，如圖5所示，進(jìn)行上述半導(dǎo)體元件5的連接用電極部4與布線電路基板7的連接用端子6的接合。作為接合條件，接合(bonding)壓力(每一個(gè)連接用電極部的負(fù)載)為
0.0196 0. 98N/bump (0. 002 0. Ikgf/bump)、接合溫度為 260 290°C、接合時(shí)間為 2 20秒鐘是優(yōu)選的。由此，上述密封用樹(shù)脂片I熔融，之后熱固化進(jìn)行樹(shù)脂密封，如圖6所示，形成樹(shù)脂固化體8。如上所述，將半導(dǎo)體元件5與布線電路基板7接合，得到半導(dǎo)體裝置。

其中，在半導(dǎo)體元件5為晶元的情況下，背面磨削(back grinding)工序、切割工序會(huì)追加到圖3所示的工序與圖4所示的工序中間。即，進(jìn)行相對(duì)于晶元的背面磨削處理和切割處理之后，將不含無(wú)機(jī)填充劑層2側(cè)的剝離片10剝離。實(shí)施例接著，結(jié)合比較例來(lái)對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不受這些實(shí)施例限定。首先，作為密封用樹(shù)脂片的形成材料，準(zhǔn)備如下所示的環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、彈性體、固化促進(jìn)劑和無(wú)機(jī)填充劑。環(huán)氣樹(shù)脂A環(huán)氧當(dāng)量為142g/eq的萘型環(huán)氧樹(shù)脂(制品名HP4032D (DIC))環(huán)氧樹(shù)脂B環(huán)氧當(dāng)量為169g/eq的三苯酚甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂(制品名EPPN501HY(日本化藥株式會(huì)社制造))環(huán)氧樹(shù)脂C環(huán)氧當(dāng)量為185g/eq的雙酹A型環(huán)氧樹(shù)脂(制品名YL_980 (Japan Epoxy ResinsCo.，Ltd.制造))酚酵樹(shù)脂A羥基當(dāng)量為175g/eq的芳烷基型酚醛樹(shù)脂(制品名MEHC_7800S (Meiwa PlasticIndustries, Ltd.制造))酚酵樹(shù)脂B羥基當(dāng)量為105g/eq的苯酚酚醛清漆樹(shù)脂(制品名CS_180(Gun Ei ChemicalIndustry Co.，Ltd.制造))彈件體A重均分子量450000的、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯和丙烯腈的共聚聚合物(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度-l5°C )彈件體B重均分子量450000的、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯和丙烯腈的共聚聚合物(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度15°C )固化促講劑三苯基勝(制品名TPP-K(HokkoChemical Industry Co. , Ltd.制造))無(wú)機(jī)填充劑
平均粒徑0. 5 ii m的球狀熔融二氧化娃(制品名SE_2050 (Admatechs Co. , Ltd.制造))熱固化性樹(shù)脂組合物片的制作將上述各材料以下述表I所示的比例(在表I中為組成I 11所示的各材料的比例)配混，向其中添加甲乙酮并混合溶解，將該混合溶液涂布在經(jīng)脫模處理的聚酯薄膜上。接著，在110°C下使涂布有上述混合溶液的聚酯薄膜干燥，除去甲乙酮。由此，在上述聚酯薄膜上制作由組成I 11的任意一個(gè)形成的、具有所期望厚度的熱固化性樹(shù)脂組合物片。其中，如下述表I所示，由組成I 5形成的片是構(gòu)成含無(wú)機(jī)填充劑層(a層)的物質(zhì)、由組成6 11形成的片是構(gòu)成不含無(wú)機(jī)填充劑層層)的物質(zhì)。轟I(重量份)FIlS 組成組I 組成紐成組廳I 'IW pis IS 11 WST 1 23456789 IO It
A — — —* — —* 31,6 ^^ 31,6 31 *8 31 ,S 131—1!
5! B 24.3 38.1 33.2 28.3 HJ 7.9 28.3 7.9 7.9 7.9 7,0
Cj 2 4 .3 ......1......................■- ”…3 4^4 ■■■■ ■ tmmmm um _ __
Ull A 22,1 — — — 21J 11J — IU IlJ IIJ 11,8樹(shù)脂 B 15.2 40 8 38.8 30,3 15.1 3S.S 3i.3 3S.8 35.5 35.5 35,5
M , A 12.0 — — — .— 12.0 — 12‘0 12.0 6.0 4.0
|_性體___ ________________________________________________________________________ - _________ ____
B — 20.0 30.0 40.0 12.0 — 40,0_
BHll 纖割 1.2 1.2 1.2 1.2 1—2 1.2 1.2 1.2 1'2 1—2 1—2 無(wú)機(jī)填充劑 — — — — ~丨 100 150 130 140 100 100實(shí)施例I 9、比較例I 10在帶有聚酯薄膜的狀態(tài)下，以后述表2和表3所示的a層與P層的組合(各層的厚度如表2和表3所示。)的方式使上述制作的熱固化性樹(shù)脂組合物片的面之間進(jìn)行貼合，制作二層結(jié)構(gòu)的密封用樹(shù)脂片。將如上所述制作的密封用樹(shù)脂片的a層側(cè)的聚酯薄膜(剝離片)剝離，使用輥層壓機(jī)(輥速度:0. Im/ 分鐘、輥壓力:0. 5MPa、制品名DR3000II (Nitto Seiki Co.，Ltd.制造))，將由此露出的a層的表面以與載置于工作臺(tái)上的半導(dǎo)體元件的凸塊(連接用電極部)設(shè)置面相接的方式貼合(參照?qǐng)D2)。其中，上述貼合所使用的密封用樹(shù)脂片被裁切至與半導(dǎo)體元件同尺寸。另外，貼合時(shí)的工作臺(tái)溫度(層壓溫度)如表2、表3所示。另外，該層壓溫度下的a層和P層的熔融粘度是使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(HAKKE公司制、RHEOSTRESSRSl)，在測(cè)定溫度130°C、間隙100 u m、轉(zhuǎn)子直徑20mm、旋轉(zhuǎn)速度10s—1的條件下測(cè)定的。該測(cè)定結(jié)果也一并示于后述的表2和表3。另外，半導(dǎo)體元件的凸塊為焊料凸塊，其凸塊高度為 60 u m。接著，將如上述所述貼合的密封用樹(shù)脂片的P層側(cè)的聚酯薄膜(參照?qǐng)D3)剝離，將由此露出的P層的表面與布線電路基板上的連接用端子設(shè)置面貼合(參照?qǐng)D4)。接著，使用Panasonic Corporation制造的倒裝片接合機(jī)(接合(bonding)壓力0. 029N/bump (0. 003kgf/bump)、接合溫度280°C X 10秒鐘、工作臺(tái)溫度140°C )進(jìn)行半導(dǎo)體元件的凸塊與布線電路基板的連接用端子的接合(參照?qǐng)D5)，進(jìn)行樹(shù)脂密封，由此得到半導(dǎo)體裝置(參照?qǐng)D6)。如上所述進(jìn)行半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程，根據(jù)下述基準(zhǔn)，評(píng)價(jià)是否得到充分滿足本發(fā)明的基準(zhǔn)的裝置。其結(jié)果一并示于后述的表2和表3?！百N合”評(píng)價(jià)在半導(dǎo)體元件上貼合密封用樹(shù)脂片之后，使用顯微鏡(KEYENCE CORPORATION制造的數(shù)字顯微鏡VHX-500)放大1000倍來(lái)對(duì)其截面進(jìn)行觀察。其結(jié)果，將凸塊前端沒(méi)有無(wú)機(jī)填充劑的情況評(píng)價(jià)為〇、將凸塊完全沒(méi)入P層的情況評(píng)價(jià)為◎、將在凸塊前端確認(rèn)到無(wú)機(jī)填充劑層的情況評(píng)價(jià)為X?！敖雍稀痹u(píng)價(jià)將半導(dǎo)體元件與布線電路基板接合之后，使用顯微鏡(KEYENCE CORPORATION制造 的數(shù)字顯微鏡VHX-500)，放大1000倍來(lái)對(duì)其截面進(jìn)行觀察。其結(jié)果，將半導(dǎo)體元件的凸塊與布線電路基板的連接用端子的接合部沒(méi)有無(wú)機(jī)填充劑的情況評(píng)價(jià)為〇、將在上述接合部確認(rèn)到無(wú)機(jī)填充劑層的情況評(píng)價(jià)為X。表 權(quán)利要求
1.ー種密封用樹(shù)脂片，其特征在于，其是以半導(dǎo)體裝置為對(duì)象、用于對(duì)其布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封的密封用樹(shù)脂片，所述半導(dǎo)體裝置是在使設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的狀態(tài)下，在所述布線電路基板上搭載半導(dǎo)體元件而成的，所述密封用樹(shù)脂片包括(α)含有無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物層與(β)不含有無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物層的ニ層結(jié)構(gòu)，且所述(α)層與(β)層具有下述的特性(X) (Z)， (X)所述(α)層的、選自60 125 °C的層壓溫度下的熔融粘度為I. OX IO2 2. O X IO4Pa · S，所述(β)層的、選自60 125°C的層壓溫度下的熔融粘度為I. OX IO3 2. OXlO5Pa · S， (y)所述(β)層的熔融粘度與(α)層的熔融粘度的差[(β)層-(a)層]為I.5 X IO4Pa · s 以上， (Z)所述密封用樹(shù)脂片的(β)層的厚度以所述連接用電極部的高度(h)為基準(zhǔn)，為l/3h 4/5h。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的密封用樹(shù)脂片，其中，所述密封用樹(shù)脂片的(α)層的厚度以所述連接用電極部的高度(h)為基準(zhǔn)，為l/2h 2/3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的密封用樹(shù)脂片，其中，所述(α)層由含有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、弾性體成分和無(wú)機(jī)填充劑的環(huán)氧樹(shù)脂組合物形成，所述(β)層由含有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和弾性體成分的環(huán)氧樹(shù)脂組合物形成。
4.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，其是在使設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的狀態(tài)下，在所述布線電路基板上搭載半導(dǎo)體元件而成的半導(dǎo)體裝置，通過(guò)包括含無(wú)機(jī)填充劑層與不含無(wú)機(jī)填充劑層的ニ層結(jié)構(gòu)的密封樹(shù)脂層，所述布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙以所述含無(wú)機(jī)填充劑層位于半導(dǎo)體元件側(cè)的方式來(lái)進(jìn)行樹(shù)脂密封，所述密封樹(shù)脂層由權(quán)利要求I 3中的任一項(xiàng)所述的密封用樹(shù)脂片形成。
5.一種半導(dǎo)體裝置的制法，其特征在于，其具備如下エ序準(zhǔn)備帶剝離片的密封用樹(shù)脂片的エ序，所述帶剝離片的密封用樹(shù)脂片是在剝離片的單面以權(quán)利要求I 3中的任一項(xiàng)所述的密封用樹(shù)脂片的(β)層直接層疊的方式層疊所述密封用樹(shù)脂片而成的；在設(shè)有連接用電極部的半導(dǎo)體元件面上貼附所述帶剝離片的密封用樹(shù)脂片、加壓，從而將帶剝離片的密封用樹(shù)脂片貼合于設(shè)有連接用電極部的半導(dǎo)體元件上的エ序；將所述剝離片剝離后，在設(shè)有連接用端子的布線電路基板上，以使所述設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部與設(shè)置于布線電路基板的連接用端子相向的方式在所述布線電路基板之上載置帶密封用樹(shù)脂片的半導(dǎo)體元件，進(jìn)行加壓的エ序；通過(guò)將所述密封用樹(shù)脂片加熱固化，從而對(duì)所述布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封的エ序。
全文摘要
提供改善由半導(dǎo)體元件·布線電路基板間的熱膨脹系數(shù)差引起的連接不良、更確實(shí)地抑制半導(dǎo)體元件·布線電路基板的端子間的無(wú)機(jī)填充劑的咬入、使連接可靠性提高的密封用樹(shù)脂片及用其的半導(dǎo)體裝置、該半導(dǎo)體裝置的制法。用于對(duì)布線電路基板與半導(dǎo)體元件之間的空隙進(jìn)行樹(shù)脂密封的密封用樹(shù)脂片(1)，該樹(shù)脂片(1)為含無(wú)機(jī)填充劑層(3)與不含無(wú)機(jī)填充劑層(2)的二層結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂組合物片，所述(3)的熔融粘度為1.0×102～2.0×104Pa·s、所述(2)的熔融粘度為1.0×103～2.0×105Pa·s、兩層的粘度差為1.5×104Pa·s以上、所述(2)的厚度為設(shè)置于半導(dǎo)體元件的連接用電極部的高度的1/3～4/5。
文檔編號(hào)H01L21/56GK102683297SQ20121003317
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者千歲裕之, 小田高司, 盛田浩介 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社