发明名称 半导体装置之制法
摘要 本发明系为一种半导体装置之制法,其系在配线电路基板上,透过复数个连接用电极部搭载有半导体元件,而上述配线电路基板和半导体元件之间的空隙系依止封树脂层止封而成者,其为一种藉由以下之条件即可容易进行半导体元件和基板之空隙的树脂止封作业,且可抑制在半导体装置之装置全体上发生弯曲的制法,并可提供一种可靠度优良的半导体装置。藉由使层状之固态树脂介于上述配线电路基板和半导体元件之间且使该固态树脂熔融以形成上述止封树脂层者;使层状之固态树脂介于上述配线电路基板和半导体元件之间并以预定时间予以加热,在上述固态树脂层变成预定之温度领域的阶段,在将依条件(X)差示扫描热量计(DSC)而测定的配线电路基板和半导体元件之固态树脂之加热前的初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量系将半导体元件之温度设定得比初期残存反应热量之70%以下及条件(Y)配线电路基板之温度还高,且使两者之温度差满足50℃以上而予以加压接合者。又,本发明,在上述半导体装置中,藉由使用提供止封树脂层在25℃中之拉伸弹性率为300~15000MPa之硬化物特性的薄片状止封材料,就可提供一种在半导体元件及连接用电极上所产生的应力具有缓和效果优良且可靠度高的半导体装置。
申请公布号 TW414936 申请公布日期 2000.12.11
申请号 TW086119810 申请日期 1997.12.24
申请人 日东电工股份有限公司 发明人 伊藤达志;水谷昌纪;野吕弘司;首藤伸一朗;福岛乔;桑村诚
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种半导体装置之制法,其系在配线电路基板上,透过复数个连接用电极部搭载有半导体元件,而上述配线电路基板和半导体元件之间的空隙系依止封树脂层止封而成,其特征为:藉由使层状之固态树脂介于上述配线电路基板和半导体元件之间且使该固态树脂熔融以形成上述止封树脂层,而上述固态树脂系由环氧树脂、苯酚树脂、和最大粒径设定在100m以下之无机质充填剂所构成的环氧树脂组成物,上述无机质充填剂的成分之含有比例系设定在上述环氧树脂组成物全体之90重量%以下。2.如申请专利范围第1项之半导体装置之制法,其系在上述配线电路基板上载置止封用树脂薄片之后,进而在上述止封用树脂薄片上载置半导体元件,其次,藉由将上述止封用树脂薄片予以加热熔融,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。3.如申请专利范围第2项之半导体装置之制法,其系在上述配线电路基板上载置止封用树脂薄片,进而在上述止封用树脂薄片上载置半导体元件之后,以预定时间予以加热,同时上述止封用树脂薄片加压至其在变成具备以下之物性(甲)-(丙)之至少一个的状态为止,以该状态在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内充填熔融状态之止封用树脂者,(甲)树脂黏度为5000泊(poise)以上;(乙)将止封用树脂薄片加热前之初期凝胶化时间设为100%的情况时,凝胶化时间为初期凝胶化时间的30%以下;以及(丙)将藉由差示扫描热量计(DSC)而测定的止封用树脂薄片加热前之初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量为初期残存反应热量的70%以下。4.如申请专利范围第1项之半导体装置之制法,其系在设于上述配线电路基板面上之连接用电极部之一部分露出之下形成止封用树脂层之后,在半导体元件之电极部与上述连接用电极部挡接之下将半导体元件载置于上述配线电路基板上,其次,藉由将上述止封用树脂层予以加热熔融,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。5.如申请专利范围第4项之半导体装置之制法,其系在半导体元件之电极部与设于上述配线电路基板面上之连接用电极部挡接之下将半导体元件载置于上述配线电路基板上之后,以预定时间予以加热,同时上述止封用树脂层加压至其在变成具备以下之物性(甲)-(丙)之至少一个的状态为止,以该状态在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内充填熔融状态之止封用树脂者,(甲)树脂黏度为5000泊(poise)以上;(乙)将止封用树脂层加热前之初期凝胶化时间设为100%的情况时,凝胶化时间为初期凝胶化时间的30%以下;以及(丙)将藉由差示扫描热量计(DSC)而测定的止封用树脂层加热前之初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量为初期残存反应热量的70%以下。6.如申请专利范围第4或5项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第4或5项中所记载之止封树脂层,系在设有连接用电极部之配线电路基板上,透过上述连接用电极部而搭载止封用树脂薄片之后,加热熔融该止封用树脂薄片而形成者。7.如申请专利范围第4或5项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第4或5项中所记载之止封用树脂层,系在设有连接用电极部之配线电路基板面上,印刷涂布止封用树脂层形成材料而形成者。8.如申请专利范围第1项之半导体装置之制法,其系在设于上述半导体元件面上之连接用电极部之一部分露出之下形成止封用树脂层之后,在配线电路基板之电极部与上述连接用电极部挡接之下将半导体元件载置于上述配线电路基板上,其次,藉由将上述止封用树脂层予以加热熔融,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。9.如申请专利范围第8顶之半导体装置之制法,其系在配线电路基板之电极部与设于上述半导体元件面上之连接用电极部挡接之下将配线电路基板载置于上述半导体元件上之后,以预定时间予以加热,同时上述止封用树脂薄片加压至其在变成具备以下之物性(甲)-(丙)之至少一个的状态为止,以该状态在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内充填熔融状态之止封用树脂者,(甲)树脂黏度为5000泊(poise)以上;(乙)将止封用树脂层加热前之初期凝胶化时间设为100%的情况时,凝胶化时间为初期凝胶化时间的30%以下;以及(丙)将藉由差示扫描热量计(DSC)而测定的止封用树脂层加热前之初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量为初期残存反应热量的70%以下。10.如申请专利范围第8或9项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第8或9项中所记载之止封树脂层,系在设有连接用电极部之半导体元件上,透过上述连接用电极部而搭载止封用树脂薄片之后,加热熔融该止封用树脂薄片而形成者。11.如申请专利范围第8或9项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第8或9项中所记载之止封用树脂层,系在设有连接用电极部之半导体元件面上,印刷涂布止封用树脂层形成材料而形成者。12.如申请专利范围第1项之半导体装置之制法,其系在上述半导体元件之单面上形成止封用树脂层之后,在设有复数个连接用电极部之配线电路基板上,在止封用树脂层与上述连接用电极部挡接之下载置半导体元件,其次,藉由将上述止封用树脂层予以加热熔融,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止对用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。13.如申请专利范围第12项之半导体装置之制法,其系在形成于半导体元件之单面的止封用树脂层与配线电路基板之连接用电极部挡接之下载置半导体元件之后,以预定时间予以加热,同时上述止封用树脂层加压至其在变成具备以下之物性(甲)-(丙)之至少一个的状态为止,以该状态在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内充填熔融状态之止封用树脂者,(甲)树脂黏度为5000泊(poise)以上;(乙)将止封用树脂层加热前之初期凝胶化时间设为100%的情况时,凝胶化时间为初期凝胶化时间的30%以下;以及(丙)将藉由差示扫描热量计(DSC)而测定的止封用树脂层加热前之初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量为初期残存反应热量的70%以下。14.如申请专利范围第1项之半导体装置之制法,其系在上述配线电路基板之单面上形成止封用树脂层之后,在配线电路基板上,在设有复数个连接用电极部之半导体元件的上述连接用电极部与上述止封用树脂层挡接之下载置半导体元件,其次,藉由将上述止封用树脂层予以加热熔融,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。15.如申请专利范围第14项之半导体装置之制法,其系在形成于配线电路基板之单面的止封用树脂层与半导体元件之连接用电极部挡接之下载置半导体元件之后,以预定时间予以加热,同时上述止封用树脂层加压至其在变成具备以下之物性(甲)-(丙)之至少一个的状态为止,以该状态在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内充填熔融状态之止封用树脂者,(甲)树脂黏度为5000泊(poise)以上;(乙)将止封用树脂层加热前之初期凝胶化时间设为100%的情况时,凝胶化时间为初期凝胶化时间的30%以下;以及(丙)将藉由差示扫描热量计(DSC)而测定的止封用树脂层加热前之初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量为初期残存反应热量的70%以下。16.一种半导体装置之制法,其系在配线电路基板上,透过复数个连接用电极部搭载有半导体元件,而上述配线电路基板和半导体元件之间的空隙系依止封树脂层止封而成,其特征为:使层状之固态树脂介于上述配线电路基板和半导体元件之间并以预定时间予以加热,在上述固态树脂层形成预定之温度区域的阶段,藉由满足下述之条件(X)及(Y)以加压接合配线电路基板和半导体元件并使上述固态树脂熔融以形成上述止封树脂层者,(X)在将依差示扫描热量计(DSC)而测定之固态树脂之加热前的初期残存反应热量设为100%的情况时,残存反应热量系为初期残存反应热量之70%以下;及(Y)将半导体元件之温度设得比配线电路基板之温度还高,而且两者之温度差为50℃以上者。17.如申请专利范围第16项之半导体装置之制法,其中,上述固态树脂,系由下述之环氧树脂组成物(A)所组成者,(A)其为含有下述之(a)-(c)成份,上述(c)之含有比例系设定在环氧树脂组成物(A)全体之90重量%以下的环氧树脂组成物,(a)环氧树脂;(b)苯酚树脂;(c)最大粒径为设定在100m的以下的无机质充填剂。18.如申请专利范围第16或17项之半导体装置之制法,其系在上述配线电路基板上载置止封用树脂薄片以作为固态树脂,进而在上述止封用树脂薄片上载置半导体元件之后,以预定时间予以加热保持,再藉由满足上述条件(X)及(Y)之状态予以加压接合,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。19.如申请专利范围第16或17项之半导体装置之制法,其系在设于上述配线电路基板面上之连接用电极部之一部分露出之下形成止封用树脂层之后,且在半导体元件之电极部与上述连接用电极部挡接之下将半导体元件载置于上述配线电路基板上之后,以预定时间予以加热保持,再藉由满足上述条件(X)及(Y)之状态予以加压接合,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。20.如申请专利范围第19项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第19项中所记载之止封树脂层,系在设有连接用电极部之配线电路基板上,透过上述连接用电极部而搭载止封用树脂薄片之后,加热熔融该止封用树脂薄片而形成者。21.如申请专利范围第19项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第19项中所记载之止封用树脂层,系在设有连接用电极部之配线电路基板面上,印刷涂布止封用树脂层形成材料而形成者。22.如申请专利范围第16或17项之半导体装置之制法,其系在设于上述半导体元件面上之连接用电极部之一部分露出之下形成止封用树脂层之后,且在配线电路基板之电极部与上述连接用电极部挡接之下将半导体元件载置于上述配线电路基板上之后,以预定时间予以加热保持,再藉由满足上述条件(X)及(Y)之状态予以加压接合,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。23.如申请专利范围第22项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第22项中所记载之止封树脂层,系在设有连接用电极部之半导体元件上,透过上述连接用电极部而搭载止封用树脂薄片之后,加热熔融该止封用树脂薄片而形成者。24.如申请专利范围第22项之半导体装置之制法,其中,如申请专利范围第22项中所记载之止封用树脂层,系在设有连接用电极部之半导体元件面上,印刷涂布止封用树脂层形成材料而形成者。25.如申请专利范围第16或17项之半导体装置之制法,其系在上述半导体元件之单面上形成止封用树脂层之后,在设有复数个连接用电极部之配线电路基板上,在止封用树脂层与上述连接用电极部挡接之下载置半导体元件之后,以预定时间予以加热保持,再藉由满足上述条件(X)及(Y)之状态予以加压接合,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。26.如申请专利范围第16或17项之半导体装置之制法,其系在上述配线电路基板之单面上形成止封用树脂层之后,在配线电路基板上,在设有复数个连接用电极部之半导体元件的上述连接用电极部与上述止封用树脂层挡接之下载置半导体元件之后,以预定时间予以加热保持,再藉由满足上述条件(X)及(Y)之状态予以加压接合,且依在上述配线电路基板和半导体元件间之空隙内,充填上述熔融状态之止封用树脂并使之硬化而形成上述止封树脂层者。27.一种半导体装置,其系在配线电路基板上,透过复数个连接用电极部搭载有半导体元件,而上述配线电路基板和半导体元件之间的空隙系依止封树脂层止封而成,其特征为:上述止封树脂层,具备下述之硬化物特性(Z)者,(Z)在25℃中之拉伸弹性率为300-15000MPa。28.如申请专利范围第27项之半导体装置,其中,上述止封树脂层,系由含有下述之(A)及(B)成份之环氧树脂组成物所形成者,(A)以下述之一般式(1)所表示之联二苯型环氧树脂;[上述式(1)中,R1-R4为碳数1-4之烷基,可互为相同或不同](B)丙烯丁二烯系共聚合物。29.如申请专利范围第28项之半导体装置,其中,作为上述(B)成份之丙烯丁二烯系共聚合物,系为丙烯丁二烯甲基丙烯酸共聚合物者。30.如申请专利范围第28项之半导体装置,其中,作为上述(B)成份之丙烯丁二烯系共聚合物,系为丙烯丁二烯甲基丙烯酸共聚合物者。31.如申请专利范围第28项之半导体装置,其中,上述环氧树脂组成物系含有(A)成份及(B)成份、与下述之(C)成份之环氧树脂组成物,(C)以下述之一般式(2)所表示之苯酚树脂;[上述式(2)中,m为0或正的整数]。32.一种薄片状止封材料,其系用以形成如申请专利范围第27项中所记载之半导体装置之止封树脂层的薄片状止封材料,其特征为:上述薄片状止封材料之硬化物,系具备下述(Z)之特性者,(Z)在25℃中之拉伸弹性率为300-15000MPa。33.如申请专利范围第32项之薄片状止封材料,其中,上述薄片状止封材料,系使用含有下述之(A)及(B)成份之环氧树脂组成物以形成薄片状者,(A)以下述之一般式(1)所表示之联二苯型环氧树脂;[上述式(1)中,R1-R4为碳数1-4之烷基,可互为相同或不同](B)丙烯丁二烯系共聚合物。34.如申请专利范围第33项之薄片状止封材料,其中,作为上述(B)成份之丙烯丁二烯系共聚合物,系为丙烯丁二烯甲基丙烯酸共聚合物者。35.如申请专利范围第33项之薄片状止封材料,其中,作为上述(B)成份之丙烯丁二烯系共聚合物,系为丙烯丁二烯甲基丙烯酸共聚合物者。36.如申请专利范围第33.34或35项之薄片状止封材料,其中,上述环氧树脂组成物系含有(A)成份及(B)成份、与下述之(C)成份之环氧树脂组成物,(C)以下述之一般式(2)所表示之苯酚树脂;[上述式(2)中,m为0或正的整数]。37.如申请专利范围第1或16项之半导体装置之制法,其中,层状之固态树脂系为下述(S)者,(S)其在各申请专利范围中,系为在复数个连接用电极部之中位于最外周之被复数个连接用电极部围住之空间部分上具有可收容之形状尺寸的固态树脂。38.如申请专利范围第37项之半导体装置之制法,其在如申请专利范围第37项中,系在被位于上述最外周之复数个连接用电极部围住之部分上设有其他的连接用电极部,且在与上述固态树脂(S)之上述其他的连接用电极部对应的部分上设有资穿孔者。39.如申请专利范围第1或16项之半导体装置之制法,其系使用具有本案中所定义之「全接合高度」之50-95%之厚度的止封用树脂薄片者。图式简单说明:第一图显示依本发明半导体装置之制法而获得之半导体装置之一例的截面图。第二图显示第一态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第三图显示第一态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第四图显示第一态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第五图显示第一态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第六图显示第二态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第七图显示第二态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第八图显示第二态样中之半导体装置之制造步骤所使用之半导体元件搭载用基板之制造步骤的说明截面图。第九图显示第二态样中之半导体装置之制造步射的说明截面图。第十图显示第二态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十一图显示第二态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十二图显示第二态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十三图显示第二态样之另一例中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十四图显示第二态样之另一例中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十五图显示第二态样之另一例中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十六图显示第三态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十七图显示第三态样中之半导体装置之制造步骤的说明截面图。第十八图显示依本发明半导体装置之制法而获得之半导体装置之另一例的截面图。第十九图(a)-第十九图(d)显示本发明之第二发明之半导体装置连续制造步骤的模式图,(a)显示B阶段步骤,(b)显示位置对准及压接步骤,(c)显示止封用树脂之凝胶化步骤,(d)显示硫化(cure)步骤。第二十图显示本发明半导体装置之一例的截面图。第二十一图显示半导体装置之制造步骤的说明截面图。第二十二图显示半导体装置之制造步骤的说明截面图。第二十三图、第二十四图、第二十五图、第二十六图为用以说明本发明所使用之止封用树脂薄片之较佳使用形态的说明图。第二十七图及第二十八图为用以说明本发明较佳态样之半导体装置之制法的说明图。
地址 日本
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