CN102543900A - 含纤维树脂基板、半导体元件搭载基板及半导体元件形成晶片、半导体装置及其制造方法 - Google Patents

含纤维树脂基板、半导体元件搭载基板及半导体元件形成晶片、半导体装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种用以将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装的含纤维树脂基板，其中，具有：树脂含浸纤维基材，其是使热固化性树脂含浸于纤维基材中，并使热固化性树脂半固化或固化而成；及未固化树脂层，其是由被形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成。本发明提供的含纤维树脂基板，通用性非常高，即便在封装大口径晶片或金属等大口径基板时，晶片的翘曲、半导体元件从基板上的剥离也能够受到抑制，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性优异。

Description

含纤维树脂基板、半导体元件搭载基板及半导体元件形成晶片、半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种能够一并进行晶片级封装的封装材料，特别是涉及一种基板状的封装材料，并且也涉及一种通过所述基板状封装材料而被封装后的半导体元件搭载基板及半导体元件形成晶片、一种将所述半导体元件搭载基板及所述半导体元件形成晶片加以单片化而成的半导体装置、以及一种采用所述基板状封装材料而成的半导体装置的制造方法。
背景技术
到目前为止，对于在搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面上、或是在形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面上的晶片级封装，已经提出并探讨了各种方式，例如有以下方法：通过旋涂所进行的封装、通过丝网印刷所进行的封装(专利文献1)、采用使热熔性环氧树脂涂覆于薄膜支持体上而成的复合薄片的方法(专利文献2及专利文献3)。
其中，在搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面上的晶片级封装方法中，下述方法最近逐渐被用于批量生产：在金属、硅晶片、或玻璃基板等的上部，贴上在两面具有黏着层的薄膜、或是以旋涂等方式来涂布黏着剂之后，在该基板上排列并黏着、搭载半导体元件而做成半导体元件搭载面，之后，以液状环氧树脂或环氧塑封料(Epoxy Molding Compound)等，在加热下加压成型而封装，来封装该半导体元件搭载面(专利文献4)。而且，同样地，在形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面上的晶片级封装方法中，下述方法最近也逐渐用于批量生产：通过以液状环氧树脂或环氧塑封料等，在加热下加压成型而封装，来封装该半导体元件搭载面。
但是，以上的方法，虽然在使用200mm(8英寸)左右的小直径晶片或金属等的小直径基板时，在现状上能够进行封装而没有大问题，但是在对搭载了300mm(12英寸)以上的半导体元件的大直径基板、或形成了半导体元件的大直径晶片进行封装时，封装固化时由于环氧树脂等的收缩应力而使基板或晶片发生翘曲的现象则是一大问题。而且，在对搭载了半导体元件的大直径基板的半导体元件搭载面进行晶片级封装时，由于会发生半导体元件因封装固化时的环氧树脂等的收缩应力而从金属等基板剥离的问题，所以无法批量生产，这也是一大问题。
这种搭载了半导体元件的基板或形成了半导体元件的晶片的口径增大所伴随发生的问题的解决方法，可以列举如：将填料填充至接近于封装用树脂组合物的90wt％、或是降低封装用树脂组合物的弹性来减少固化时的收缩应力(专利文献1、2、3)。
但是，如果将填料填充至接近于90wt％，则会发生下述的新问题：封装用树脂组合物的黏度会上升，在将封装用树脂组合物流入而成型、封装时，会对基板所搭载的半导体元件施力，以致于半导体元件从基板剥离。另外，如果降低封装用树脂的弹性，则虽然经过封装的搭载了半导体元件的基板或形成了半导体元件的晶片的翘曲会受到改善，但是会发生耐热性或耐湿性等封装性能降低的新问题。所以，这些解决方法无法根本地解决问题。根据上述，目前仍寻求一种封装材料，该封装材料即便在封装大口径晶片或金属等大口径基板时，基板或晶片也不会发生翘曲、半导体元件也不会从金属等基板上剥离，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-179885号公报
专利文献2：日本专利特开2009-60146号公报
专利文献3：日本专利特开2007-001266号公报
专利文献4：日本专利特表2004-504723号公报
发明内容
本发明是为了解决所述问题而完成，目的在于提供一种含纤维树脂基板，所述基板即便在封装大口径晶片或金属等大口径基板时，基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板上的剥离等的情况也能够受到抑制，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异，通用性非常高。并且，目的也在于提供一种通过所述含纤维树脂基板来封装的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片、一种将所述封装后半导体元件搭载基板及所述封装后半导体元件形成晶片加以单片化而成的半导体装置、以及一种采用所述含纤维树脂基板而成的半导体装置的制造方法。
为了解决所述问题，本发明中提供一种含纤维树脂基板，是至少用以将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装的含纤维树脂基板，其特征在于，具有：
树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材是使热固化性树脂含浸于纤维基材中，并使所述热固化性树脂半固化或固化而成；及
未固化树脂层，所述未固化树脂层是由被形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成。
如果是所述含纤维树脂基板，其具有：使热固化性树脂含浸于纤维基材中并使所述热固化性树脂半固化或固化而成的树脂含浸纤维基材、及由形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层，像这样的含纤维树脂基板，因为膨胀系数非常小的树脂含浸纤维基材能够抑制未固化树脂层在封装固化时的收缩应力，所以能够成为一种含纤维树脂基板，其即便在封装大直径晶片或金属等大直径基板时，也能够抑制基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异，通用性非常高。
另外，所述树脂含浸纤维基材的X-Y方向的膨胀系数，优选为3ppm以上且15ppm以下。
如果是所述树脂含浸纤维基材，其X-Y方向的膨胀系数为3ppm以上且15ppm以下，像这样的树脂含浸纤维基材，因为与所述搭载了半导体元件的基板或所述形成了半导体元件的晶片之间的膨胀系数的差变小，所以能够比较确实地抑制被封装的基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离，因此优选。
另外，所述未固化树脂层的厚度，优选为20微米(μm)以上且200微米(μm)以下。
如果是所述未固化树脂层，其厚度为20微米以上，则对于搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面的封装而言已经充分，能够抑制因太薄以致发生填充性不良的情形，因此优选，如果厚度为200微米以下，则能够抑制被封装的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片太厚的情形，因此优选。
并且，所述未固化树脂层优选含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂(silicone resin)、及环氧-硅混成树脂中的任一种。
如果是所述未固化树脂层，其含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂、及环氧-硅混成树脂中的任一种，像这样的未固化树脂层，因为膨胀系数非常小的树脂含浸纤维基材能够抑制含有这些树脂的未固化树脂层在固化时的收缩应力，所以能够成为一种含纤维树脂基板，其即便在封装大口径晶片或金属等大口径基板时，也能够比较确实地抑制基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，而且，如果含纤维树脂基板具有未固化树脂层且所述未固化树脂层含有这些树脂，则特别能够成为在封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异的含纤维树脂基板。
另外，本发明中提供一种封装后半导体元件搭载基板，其特征在于，所述封装后半导体元件搭载基板，是通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层，将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面加以覆盖，并且将所述未固化树脂层加热、固化，以通过所述含纤维树脂基板一并封装而成。
如果是所述封装后半导体元件搭载基板，其是通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面加以覆盖，并且将所述未固化树脂层加热、固化，以通过所述含纤维树脂基板一并封装而成，则能够成为一种封装后半导体元件搭载基板，其基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制。
并且，本发明中提供一种封装后半导体元件形成晶片，其特征在于，所述封装后半导体元件形成晶片，是通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层将形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面加以覆盖，并且将所述未固化树脂层加热、固化，以通过所述含纤维树脂基板一并封装而成。
如果是所述封装后半导体元件形成晶片，其是通过根据权利要求1～8中任一项所述的所述含纤维树脂基板的未固化树脂层将形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面加以覆盖，并且将所述未固化树脂层加热、固化，以通过所述含纤维树脂基板一并封装而成，则能够成为一种封装后半导体元件形成晶片，其基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制。
另外，本发明中提供一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置，是将所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化而成。
如果是所述半导体装置，其是将通过所述含纤维树脂基板来封装的所述封装后半导体组件搭载基板或所述封装后半导体组件形成芯片加以切割、单片化而成，则因为能够由所述封装后半导体组件搭载基板或所述封装后半导体组件形成芯片制造出半导体装置，且所述封装后半导体组件搭载基板或所述封装后半导体组件形成芯片是通过耐热性或耐湿性等封装性能优异的含纤维树脂基板来封装且翘曲受到抑制，所以能够成为高品质的半导体装置。
另外，本发明中提供一种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，具有下述工序：
覆盖工序，所述覆盖工序是通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层来将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面加以覆盖；
封装工序，所述封装工序是将所述未固化树脂层加热、固化，以将所述搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是所述形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装，而做成封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片；及
单片化工序，所述单片化工序是将所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化，以制造半导体装置。
如果是这样的半导体装置的制造方法，则在覆盖工序中，能够通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层，较简便且无填充不良情形地覆盖半导体元件搭载面或半导体元件形成面。而且，因为使用所述含纤维树脂基板，树脂含浸纤维基材能够抑制未固化树脂层在固化时的收缩应力，所以在封装工序中能够一并封装所述半导体元件搭载面或半导体元件形成面，即便在封装薄型的大口径晶片或金属等大口径基板时，也能够获得一种封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片，其基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制。并且，因为在单片化工序中，能够由所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片中切割出半导体装置而单片化，其中所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片是通过耐热性或耐湿性等封装性能优异的含纤维树脂基板来封装且翘曲受到抑制的，所以，成为一种半导体装置的制造方法，其能够制造高品质半导体装置。
如同以上所说明，如果是本发明的含纤维树脂基板，则因为树脂含浸纤维基材能够抑制未固化树脂层在固化封装时的收缩应力，所以能够成为一种含纤维树脂基板，其即便在封装大口径晶片或金属等大口径基板时，也能够抑制基板或晶片的翘曲、半导体元件从金属等基板上的剥离，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异，通用性非常高。而且，通过所述含纤维树脂基板来封装的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体组件形成芯片，其基板或芯片的翘曲、半导体组件从基板上的剥离，也会受到抑制。并且，将所述封装后半导体元件搭载基板及所述封装后半导体元件形成晶片加以单片化而成的半导体装置，也会成为高品质的半导体装置，其中，所述封装后半导体元件搭载基板及所述封装后半导体元件形成晶片是通过耐热性或耐湿性等封装性能优异的含纤维树脂基板来封装且翘曲受到抑制。而且，通过采用所述含纤维树脂基板而成的半导体装置的制造方法，能够制造高品质半导体装置。
附图说明
图1是本发明的含纤维树脂基板的剖面图的例示。
图2是通过本发明的含纤维树脂基板所封装而成的(a)封装后半导体元件搭载基板及(b)封装后半导体元件形成晶片的剖面图的例示。
图3中(a)是由封装后半导体元件搭载基板所制作出的本发明的半导体装置的剖面图的例示、及(b)是由封装后半导体元件形成晶片所制作出的本发明的半导体装置的剖面图的例示。
图4是采用本发明的含纤维树脂基板，且由搭载了半导体元件而成的基板来制造出半导体装置的方法的流程图的例示。
具体实施方式
以下，对本发明的含纤维树脂基板、通过所述含纤维树脂基板来封装的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片、将所述封装后半导体元件搭载基板及所述封装后半导体元件形成晶片加以单片化而成的半导体装置、以及采用所述含纤维树脂基板而成的半导体装置的制造方法，加以详细说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
如同前述，目前仍寻求一种封装材料，其即便在封装搭载了半导体元件的金属等大口径基板、或形成了半导体元件的大口径晶片时，基板或晶片的翘曲、半导体元件从金属等基板上的剥离，也能够受到抑制，能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异，通用性高。
本发明人为了解决上述问题而反复探讨，结果发现，如果是一种含纤维树脂基板，其具有使热固化性树脂含浸于纤维基材中并使所述热固化性树脂半固化或固化而成的树脂含浸纤维基材、及由形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层，则膨胀系数非常小的树脂含浸纤维基材能够抑制未固化树脂层在固化时的收缩应力，而且发现，通过此收缩应力的抑制作用，即便在封装大口径晶片或金属等大口径基板时，也能抑制基板或晶片的翘曲、半导体元件从金属等基板上的剥离，并且发现，如果使用本发明的含纤维树脂基板，则能成为一种封装材料，所述封装材料能够将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并进行晶片级封装，并且封装后的耐热性或耐湿性等封装性能优异，通用性非常高，从而完成本发明的含纤维树脂基板。
而且，本发明人发现，如果是通过所述含纤维树脂基板一并封装而成的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片，则能成为一种封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片，其基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制，并且发现，将这样的翘曲和半导体元件的剥离受到抑制的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片加以单片化，则可以获得高品质的半导体装置，从而完成本发明的封装后半导体元件搭载基板、封装后半导体元件形成晶片、及半导体装置。
并且，本发明人发现，采用所述含纤维树脂基板则能够简便地覆盖半导体元件搭载面或半导体元件形成面，而且发现，将所述含纤维树脂基板的未固化树脂层加热、固化，则能够一并封装所述半导体元件搭载面或半导体元件形成面，并且发现，将所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化，则能够制造高品质的半导体装置，其中所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片是通过上述封装性能优异的含纤维树脂基板来封装，且翘曲和半导体元件的剥离受到抑制的，从而完成本发明的半导体装置的制造方法。
本发明中提供一种含纤维树脂基板，是至少用以将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装的含纤维树脂基板，其特征在于，具有：
树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材是使热固化性树脂含浸于纤维基材中，并使所述热固化性树脂半固化或固化而成；及
未固化树脂层，所述未固化树脂层是由被形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成。
<树脂含浸纤维基材>
本发明的含纤维树脂基板，具有树脂含浸纤维基材。所述树脂含浸纤维基材是使热固化性树脂含浸于纤维基材中，并使所述热固化性树脂半固化或固化而成。树脂含浸纤维基材的膨胀系数非常小，能够抑制稍后详述的未固化树脂层在固化时的收缩应力，所以通过本发明的含纤维树脂基板，即便是封装大直径晶片或金属等大直径基板时，也能够抑制基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离。
[纤维基材]
能够使用作为所述纤维基材的纤维，例如可以例示：碳纤维、玻璃纤维、石英玻璃纤维、金属纤维等无机纤维；芳香族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维等有机纤维；以及碳化硅纤维、碳化钛纤维、硼纤维、氧化铝纤维等，可以依照制品特性来使用各种纤维。而且，最优选的纤维基材可以例示如玻璃纤维、石英纤维、碳纤维等。其中又优选以绝缘性高的玻璃纤维或石英玻璃纤维来作为纤维基材。
所述纤维基材的形态，例如可以例示：将长纤维丝拉往一定方向的粗纱(roving)、纤维布(fiber cloth)、不织布等的片状物，并且还可以例示如短切原丝毡(chopped strand mats)等，只要能形成层压体，则形态并没有特别限制。
[热固化性树脂]
所述热固化性树脂，可以例示如下述：环氧树脂、硅树脂、及由环氧树脂与硅树脂所构成的混成树脂，只要是通常使用于半导体元件的封装的热固化性树脂，则并没有特别限制。
[树脂含浸纤维基材的制作方法]
使所述热固化性树脂含浸于所述纤维基材中的方法，可以实施溶剂法或热熔法的任一种方法。所谓的溶剂法，是调整将所述热固化性树脂溶解于有机溶剂而成的树脂清漆，使该树脂清漆含浸于所述纤维基材中，之后再挥发去除有机溶剂的方法，而所谓的热熔法，则是将固态的所述热固化性树脂加热熔化，再含浸于所述纤维基材中的方法。
使含浸于所述纤维基材中的所述热固化性树脂半固化的方法，并没有特别限制，可以例示如：使含浸于所述纤维基材中的所述热固化性树脂通过加热而去除溶剂等方式而半固化的方法等。
使热固化性树脂含浸于纤维基材中，再使所述热固化性树脂半固化或固化，则成为树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材的厚度是由纤维布等纤维基材的厚度来决定，制作厚的树脂含浸纤维基材时，是增加纤维布等纤维基材的使用片数，而加以层压制作。
在本发明中所谓的半固化，是指JIS K 6800“黏着剂、黏着用语”所定义的B阶段(热固化性树脂的固化中间体，此状态的树脂若加热则软化，若接触某种溶剂则膨润，但不会完全地熔化、溶解)的状态。
所述树脂含浸纤维基材的厚度，在使含浸于纤维基材中的热固化性树脂半固化及固化的任一情形中，均优选为50微米～1mm，较优选为50微米～500微米。如果是50微米以上则能够抑制因太薄而容易变形的情形，因此优选，而如果是1mm以下则能够抑制半导体装置本身变厚，因此优选。
另外，所述树脂含浸纤维基材的X-Y方向的膨胀系数优选为3ppm以上且15ppm以下，较优选为5ppm以上且10ppm以下。如果所述树脂含浸纤维基材的X-Y方向的膨胀系数为3ppm以上且15ppm以下，因为能够抑制与搭载了半导体元件的基板或形成了半导体元件的晶片之间的膨胀系数的差变大的情形，所以能够比较确实地抑制这些基板或晶片的翘曲。另外，所谓的X-Y方向，是指所述树脂含浸纤维基材的平面方向。而且，X-Y方向的膨胀系数，是指对所述树脂含浸纤维基材的平面方向任意取X轴、Y轴而测定的膨胀系数。
所述树脂含浸纤维基材，在使搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是在形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面在一并封装之后的翘曲减少方面上，以及将排列并黏着一个以上的半导体元件而成的基板加以补强的方面上，相当重要。因此，较优选是硬而刚性大的树脂含浸纤维基材。
<未固化树脂层>
本发明的含纤维树脂基板，具有未固化树脂层。所述未固化树脂层是由被形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成。未固化树脂层是用以封装的树脂层。
所述未固化树脂层的厚度优选为20微米以上且200微米以下。
如果厚度为20微米以上，则对于搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面的封装而言已经充分，能够抑制因太薄以致发生填充性不良的情形，因此优选，如果厚度为200微米以下，则能够抑制在封装后的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片太厚的情形，因此优选。
所述未固化树脂层，并没有特别限制，优选为由下述树脂所构成的未固化树脂层：通常使用于半导体元件封装的液状环氧树脂或固态环氧树脂、硅树脂、或由环氧树脂与硅树脂所构成的混成树脂。特别是，所述未固化树脂层优选含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂、及环氧-硅混成树脂中的任一种。
[环氧树脂]
所述环氧树脂，并没有特别限制，例如可以举出：双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-双酚型环氧树脂或是4，4’-双酚型环氧树脂之类的双酚型环氧树脂；苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、萘二醇型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂、四苯乙烷型环氧树脂、以及将苯酚二环戊二烯酚醛清漆型环氧树脂的芳香环加氢而成的环氧树脂、脂环式环氧树脂等在室温中为液状或固体的公知的环氧树脂。而且，可以在不损害本发明的功效的范围内，视需要而并用一定量的上述以外的环氧树脂。
由所述环氧树脂所构成的未固化树脂层，从成为封装半导体元件的树脂层的方面而言，优选为极力减少氯等卤素离子、或钠等碱性离子而成的未固化树脂层。在离子交换水50ml中添加试料10g并密封，在120℃的烘箱中静置20小时之后加热提取，较优选为以120℃提取时任一种离子均为10ppm以下。
由环氧树脂所构成的未固化树脂层中，可以含有环氧树脂的固化剂。该固化剂，可以使用：酚醛清漆树脂、各种胺衍生物、酸酐、或将酸酐基部分开环而生成羧酸者等。其中，为了确保采用本发明的含纤维树脂基板而制造的半导体装置的可靠性，较优选为酚醛清漆树脂。特别优选在混合时使所述环氧树脂与所述酚醛清漆树脂的混合比，成为环氧基与酚性羟基的比率是1∶0.8～1.3。
并且，为了促进所述环氧树脂与所述固化剂的反应，也可以使用咪唑衍生物、膦衍生物、胺衍生物、有机铝化合物等金属化合物等来作为反应促进剂。
由环氧树脂所构成对固化树脂层中，可以进一步视需要而调配各种添加剂。例如，基于改善树脂性质的目的，可以在不损害本发明的功效的范围内，添加调配各种热塑性树脂、热塑性弹性体、有机合成橡胶、硅酮类等的低应力剂、蜡类、卤素捕获剂等添加剂。
[硅树脂]
作为所述硅树脂，可以使用热固化性的硅树脂等。特别优选由硅树脂所构成的未固化树脂层能够含有加成固化型硅树脂组合物。作为所述加成固化型硅树脂组合物，特别优选以下述成分作为必须成分的组合物：(A)具有非共轭双键的有机硅化合物、(B)有机氢聚硅氧烷(organohydrogenpolysiloxane)、及(C)白金催化剂。以下说明这些(A)～(C)成分。
(A)成分：具有非共轭双键的有机硅化合物
作为所述具有非共轭双键的有机硅化合物，可以例示如以通式(1)：R1R2R3SiO-(R4R5SiO)a-(R6R7SiO)b-SiR1R2R3所示的有机聚硅氧烷(式中，R1表示含非共轭双键的一价烃基，R2～R7表示分别为同种或异种的一价烃基，a及b是满足0≤a≤500、0≤b≤250、且0≤a+b≤500的整数)。
上述通式(1)中，R1是含非共轭双键的一价烃基，优选具有以碳数2～8的烯基、特别优选具有以碳数2～6的烯基为代表的脂肪族不饱和键的含非共轭双键的一价烃基。
上述通式(1)中，R2～R7是分别为同种或异种的一价烃基，优选碳数1～20、特别优选碳数1～10的烷基、烯基、芳基、芳烷基等。而且，其中的R4～R7，较优选去除脂肪族不饱和键的一价烃基，特别优选没有烯基等脂肪族不饱和键的烷基、芳基、芳烷基等。并且，其中的R6、R7，优选芳香族一价烃基，特别优选苯基或甲苯基等碳数6～12的芳基等。
上述通式(1)中，a及b是满足0≤a≤500、0≤b≤250、且0≤a+b≤500的整数，a优选10≤a≤500，b优选0≤b≤150，而且a+b优选10≤a+b≤500。
上述通式(1)所示的有机聚硅氧烷，例如可以藉由环状二有机基聚硅氧烷与构成末端基的二硅氧烷之间的碱平衡反应而获得，所述环状二有机基聚硅氧烷是例如环状二苯基聚硅氧烷、环状甲基苯基聚硅氧烷等，所述二硅氧烷则是例如二苯基四乙烯基二硅氧烷、二乙烯基四苯基二硅氧烷等，此时，通过碱催化剂(特别是KOH等强碱)所进行的平衡反应中，是以少量的催化剂且不可逆的反应来进行聚合，只能定量地进行开环聚合，末端封端率也很高，所以通常不含有硅醇基及氯成分。
作为上述通式(1)所示的有机聚硅氧烷，具体而言可以例示如下述的有机聚硅氧烷。
[化学式1]
Figure BSA00000651938300131
(上述式中，k、m是满足0≤k≤500、0≤m≤250、且0≤k+m≤500的整数，优选满足5≤k+m≤250、且0≤m/(k+m)≤0.5的整数)。
作为(A)成分，除了上述通式(1)所示的具有直链结构的有机聚硅氧烷以外，也可以视需要而并用包含3官能性硅氧烷单元、4官能性硅氧烷单元等的具有三维网目结构的有机聚硅氧烷。(A)具有非共轭双键的有机硅化合物，可以单独使用1种，也可以混合2种以上来使用。
(A)具有非共轭双键的有机硅化合物中，具有非共轭双键的基(具有键结于Si原子的双键的一价烃基)的量，优选在全部的一价烃基(键结于Si原子的全部的一价烃基)中为1～50摩尔％，较优选为2～40摩尔％，特别优选为5～30摩尔％。具有非共轭双键的基的量如果是1摩尔％以上，则固化时能够获得良好的固化物，如果是50摩尔％以下，则固化时的机械特性良好，因此优选。
而且，(A)具有非共轭双键的有机硅化合物，优选具有芳香族一价烃基(键结于Si原子的芳香族一价烃基)，芳香族一价烃基的含量，优选在全部的一价烃基(键结于Si原子的全部的一价烃基)中为0～95摩尔％，较优选为10～90摩尔％，特别优选为20～80摩尔％。如果在树脂中适量地含有芳香族一价烃基，则会有固化时的机械特性良好、制造容易等优点。
(B)成分：有机氢聚硅氧烷
作为所述(B)成分，优选在一分子中具有2个以上键结于硅原子的氢原子(SiH基)的有机氢聚硅氧烷。如果是在一分子中具有2个以上键结于硅原子的氢原子(SiH基)的有机氢聚硅氧烷，则会作为交联剂而发挥作用，通过(B)成分中的SiH基与(A)成分中的乙烯基、烯基等的含非共轭双键基进行加成反应，而能够形成固化物。
而且，(B)有机氢聚硅氧烷，优选具有芳香族一价烃基。如果是这样的具有芳香族一价烃基的(B)有机氢聚硅氧烷，则能够提高与所述(A)成分之间的相溶性。(B)有机氢聚硅氧烷，可以单独使用1种，也可以混合2种以上来使用，例如可以含有具有芳香族一价烃基的(B)有机氢聚硅氧烷来作为(B)成分的部分或全部。
作为(B)有机氢聚硅氧烷，可以列举下述成分，但不限于下述成分：1，1，3，3，-四甲基二硅氧烷、1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、三(二甲基氢硅氧基)甲基硅烷、三(二甲基氢硅氧基)苯基硅烷、1-缩水甘油醚氧丙基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、1，5-缩水甘油醚氧丙基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、1-缩水甘油醚氧丙基-5-三甲氧基硅基乙基-1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、两侧末端由三甲基硅氧基封端的甲基氢聚硅氧烷、两侧末端由三甲基硅氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物、两侧末端由二甲基氢硅氧基封端的二甲基聚硅氧烷、两侧末端由二甲基氢硅氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物、两侧末端由三甲基硅氧基封端的甲基氢硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物、两侧末端由三甲基硅氧基封端的甲基氢硅氧烷-二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、三甲氧基硅烷聚合物、由(CH3)2HSiO1/2单元与SiO4/2单元所构成的共聚物、由(CH3)2HSiO1/2单元与SiO4/2单元与(C6H5)2HSiO3/2单元所构成的共聚物等。
而且，也可以采用使用以下述结构表示的单元而获得的有机氢聚硅氧烷。
[化学式2]
Figure BSA00000651938300151
而且，(B)有机氢聚硅氧烷，也可以列举下述成分。
[化学式3]
Figure BSA00000651938300152
(B)有机氢聚硅氧烷的分子结构，可以是直链状、环状、支链状、三维网状结构中的任一种，优选在一分子中的硅原子数(或者，在聚合物的情形中为聚合度)为2以上，较优选为2～1000，特别优选为2～300左右的分子。
(B)有机氢聚硅氧烷的调配量，优选是相对于1个(A)成分的具有烯基等非共轭双键的基时，(B)成分中的键结于硅原子的氢原子(SiH基)成为0.7～3.0个的量。
(C)成分：白金催化剂
所述(C)成分，是采用白金催化剂。(C)白金催化剂，例如可以列举：氯铂酸、醇改性氯铂酸、具有螯合结构的铂络合物等。这些可以单独使用1种，也可以组合2种以上来使用。
(C)白金催化剂的调配量，只要是固化有效量亦即所谓的催化剂量即可，通常相对于100质量份的所述(A)成分及所述(B)成分的总质量，优选质量换算为铂族金属时是0.1～500ppm，特别优选在0.5～100ppm的范围。
由所述硅树脂所构成的未固化树脂层，从成为封装半导体元件的树脂层的方面而言，优选为极力减少氯等卤素离子、或钠等碱性离子而成的未固化树脂层。通常，较优选是以120℃提取时任一离子均为10ppm以下。
[由环氧树脂与硅树脂所构成的混成树脂]
所述混成树脂中所含有的环氧树脂与硅树脂，可以列举前述的环氧树脂与前述的硅树脂。
由所述混成树脂所构成的未固化树脂层，从成为封装半导体元件的树脂层的方面而言，优选为极力减少氯等卤素离子、或钠等碱性离子而成的未固化树脂层。通常，较优选是以120℃提取时任一离子均为10ppm以下。
[无机填充剂]
有关本发明的未固化树脂层中，可以调配无机填充剂。作为所调配的无机填充剂，例如可以举出：熔融氧化硅或结晶性氧化硅等氧化硅类、氧化铝、氮化硅、氮化铝、硅酸铝、氮化硼、玻璃纤维、三氧化钛等。这些无机填充剂的平均粒径或形状并没有特别限定。
特别是，作为添加于由环氧树脂所构成的未固化树脂层中的所述无机填充剂，为了增强环氧树脂与无机填充剂之间的键结强度，也可以调配预先以硅烷耦合剂、钛酸酯耦合剂等耦合剂进行表面处理而成的无机填充剂。
这种耦合剂，优选采用例如：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等的环氧基官能性烷氧基硅烷；N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基硅烷等的胺基官能性烷氧基硅烷；γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等的巯基官能性烷氧基硅烷等。另外，用于表面处理的耦合剂的调配量及表面处理方法，并没有特别限制。
添加于由所述硅树脂组合物所构成的未固化树脂层中时，也可以调配将所述无机质填充材料的表面预先以上述耦合材料进行处理而成的无机填充剂。
所述无机填充剂的调配量，是相对于环氧树脂组合物或硅树脂组合物中的树脂的总质量100质量份，优选为100～1300质量份，特别优选为200～1000质量份。如果是100质量份以上，则能够获得充分的强度，如果是1300质量份以下，则能够抑制因增黏所致的流动性降低，并抑制因流动性降低所致的填充性不良，结果能够将形成于晶片上的半导体元件及排列、搭载于基板上的半导体元件良好地封装。另外，优选在构成未固化树脂层的组合物全体的50～95质量％、特别优选在60～90质量％的范围内含有此无机填充剂。
<含纤维树脂基板>
图1中显示本发明的含纤维树脂基板的剖面图的例示。本发明的含纤维树脂基板10，具有：使热固化性树脂含浸于纤维基材中并使所述热固化性树脂半固化或固化而成的上述树脂含浸纤维基材1、及由形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成的上述未固化树脂层2。
[含纤维树脂基板的制作方法]
使用树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材是使热固化性树脂含浸于纤维基材中并使所述热固化性树脂半固化而成，来制作本发明的含纤维树脂基板时，是在树脂含浸纤维基材的单面上，通过在减压或真空下，以印刷或涂布(dispense)等方式进一步涂布热固化性的液状环氧树脂或硅树脂等热固化性树脂并将其加热，来形成在50℃以下为固态的未固化树脂层，而制作含纤维树脂基板。
使用树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材是采用热固化性环氧树脂作为含浸于纤维基材中的热固化性树脂并使所述热固化性树脂半固化而成，来制作本发明的含纤维树脂基板时，形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化树脂，也是优选环氧树脂。如果像这样，含浸于树脂含浸纤维基材中并且半固化的热固化树脂，与未固化树脂层的热固化性树脂是同种的热固化性树脂，则在一并封装搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面时，可以同时固化，通过这个方式而达成更加坚牢的封装性能，因此优选。采用硅树脂来作为含浸于纤维基材中的热固化性树脂时也是同样，优选未固化的热固化性树脂是硅树脂。
使用树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材是使所述热固化性树脂含浸于所述纤维基材中并使所述热固化性树脂固化而成，来制作本发明的含纤维树脂基板时，可以在所述树脂含浸纤维基材的单面上，将未固化的热固化性树脂用压制成型或印刷等的公知的热固化性环氧树脂或热固化性硅树脂等所沿用的各种方法，来形成未固化树脂层。形成后，通常优选以180℃左右的温度进行后烤4～8小时。在所述树脂含浸纤维基材的单面上形成由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层的其它方法，可以是将室温下为固体的热固化性环氧树脂或热固化性硅树脂等一面加热、一面加压的方法，或是于环氧树脂组合物中通过适量添加丙酮等极性溶剂而液化，以印刷等方式形成薄膜，再以减压下加热等方法来去除溶剂，通过这些方法而均匀地在树脂含浸纤维基材的单面上形成未固化树脂层。
任一方法，均能够在树脂含浸纤维基材的单面上，形成没有孔洞或挥发成分、厚度为30～500微米左右的由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层。
[搭载了半导体元件的基板及形成了半导体元件的晶片]
本发明的含纤维树脂基板，是用以将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装的含纤维树脂基板。搭载了半导体元件的基板，例如可以列举图2(a)中以黏着剂4将一个以上的半导体元件3搭载于无机、金属或有机基板5上而成的基板。另外，作为形成了半导体元件的晶片，例如可以列举图2(b)中在晶片7上形成半导体元件6而成的晶片。另外，所述搭载了半导体元件的基板，也包括将半导体元件加以搭载并排列等而成的半导体元件阵列在内。
<封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片>
图2(a)及(b)中显示通过本发明的含纤维树脂基板来封装的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片的剖面图的例示。本发明的封装后半导体元件搭载基板11，是通过所述含纤维树脂基板10的未固化树脂层2(参照图1)来覆盖搭载了半导体元件3的基板5的半导体元件搭载面，将所述未固化树脂层2(参照图1)加热固化而做成固化后的树脂层2’，并通过所述含纤维树脂基板10来一并封装而成(图2(a))。另外，本发明的封装后半导体元件形成晶片12，是通过所述含纤维树脂基板10的未固化树脂层2(参照图1)来覆盖形成了半导体元件6的晶片7的半导体元件形成面，将所述未固化树脂层2(参照图1)加热固化而做成固化后的树脂层2’，并通过所述含纤维树脂基板10来一并封装而成(图2(b))。
如果是这样的封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片，其是通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层，来覆盖搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面或形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面，将所述未固化树脂层加热固化而通过所述含纤维树脂基板来一并封装而成，则能够成为一种封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片，其基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制。
<半导体装置>
图3(a)及(b)中显示本发明的半导体装置的例示。本发明的半导体装置13，是将所述封装后半导体元件搭载基板11(参照图2)或所述封装后半导体元件形成晶片12(参照图2)加以切割、单片化而成。这种半导体装置13、14，是将封装后半导体元件搭载基板11(参照图2)或封装后半导体元件形成晶片12(参照图2)加以切割、单片化而成，其中封装后半导体元件搭载基板11或封装后半导体元件形成晶片12是通过耐热性或耐湿性等封装性能优异的含纤维树脂基板所封装且基板或晶片的翘曲、半导体元件3从基板的剥离受到抑制，于是半导体装置13、14成为一种高品质的半导体装置。将所述封装后半导体元件搭载基板11(参照图2(a))加以切割、单片化时，半导体装置13，是半导体元件3经由黏着剂4而搭载于基板5上，并在半导体元件3上通过由固化后的树脂层2’与树脂含浸纤维基材1所构成的含纤维树脂基板10来封装而成的半导体装置(图3(a))。另外，将所述封装后半导体元件形成晶片12(参照图2(b))加以切割、单片化时，半导体装置14，是半导体元件6形成于晶片7上，并在半导体元件6上通过由固化后的树脂层2’与树脂含浸纤维基材1所构成的含纤维树脂基板10来封装而成的半导体装置(图3(b))。
<半导体装置的制造方法>
本发明中提供一种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，具有下述工序：
覆盖工序，所述覆盖工序是通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层来将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面加以覆盖；
封装工序，所述封装工序是将所述未固化树脂层加热、固化，以将所述搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是所述形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装，而做成封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片；及
单片化工序，所述单片化工序是将所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化，以制造半导体装置。以下采用图4来说明本发明的半导体装置的制造方法。
[覆盖工序]
本发明的半导体装置的制造方法中的覆盖工序，是通过具有树脂含浸纤维基材1与未固化树脂层2的含纤维树脂基板10的未固化树脂层2，经由黏着剂4来将搭载了半导体元件3的基板5的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件(未图示)的晶片(未图示)的半导体元件形成面加以覆盖的工序(图4(A))。
[封装工序]
本发明的半导体装置的制造方法中的封装工序，是通过将所述含纤维树脂基板10的未固化树脂层2加热、固化而做成固化后的树脂层2’，以将搭载了所述半导体元件3的基板5的半导体元件搭载面、或是所述形成了半导体元件(未图示)的晶片(未图示)的半导体元件形成面一并封装，而做成封装后半导体元件搭载基板11或封装后半导体元件形成晶片(未图示)的工序(图4(B))。
[单片化工序]
本发明的半导体装置的制造方法中的单片化工序，是通过将所述封装后半导体元件搭载基板11或所述封装后半导体元件形成晶片(未图示)加以切割、单片化，以制造半导体装置13、14(参照图3(b))的工序(图4(C)、(D))。
以下，较为具体地说明。在所述覆盖工序、封装工序中，能够通过使用真空层压装置等使用于阻焊膜或各种绝缘膜等的层压中的装置，来进行没有孔洞或翘曲的覆盖、封装。层压的方式，可以使用滚筒层压、隔膜式(diaphragm)真空层压、或气体加压式层压等的任一种方式。其中优选并用真空层压与气体加压式层压。
以下举例说明采用Nichigo-Morton公司制造的真空层压装置，在含纤维树脂基板上封装厚度250微米、直径300mm(12英寸)的硅晶片的情形，所述含纤维树脂基板具有厚度50微米的使硅树脂含浸于玻璃布(纤维基材)中而成的硅树脂含浸纤维基材、与单面厚度50微米的由未固化的热固化性硅树脂所构成的未固化树脂层。
上下为内置有加热器且设定于150℃的板中，上侧板是隔膜橡胶在减压状态下与加热器紧贴。下侧板上设置300mm(12英寸)的硅晶片，并在硅晶片上单面地设置所述含纤维树脂基板，该设置是将所述含纤维树脂基板的未固化树脂层面朝向硅晶片的半导体形成面。之后，将下侧板上升，并通过设置于下侧板上且设置成包围硅晶片的O形环，使上下的板紧贴而形成真空腔，所述真空腔内受到减压。如果真空腔内充分受到减压，则会关闭在上侧板的隔膜橡胶与加热器之间连接于真空泵的配管的阀，而送入压缩空气。通过这个方式，上侧的隔膜橡胶会膨胀，硅晶片与含纤维树脂基板会被上侧的隔膜橡胶与下侧板夹住，在进行真空层压的同时，热固化性硅树脂的固化也持续进行，而完成封装。固化时间如果是3～20分钟左右，即已充分。真空层压结束，则真空腔内回复常压，再使下侧板下降并取出封装完成的硅晶片。通过上述工序，能够进行没有孔洞或翘曲的晶片封装。取出的硅晶片，通常能够以150～180℃的温度进行后烤1～4小时，来使电气特性或机械特性稳定化。
使用上述真空层压装置的覆盖、封装步骤，并不限于所例示的硅树脂，在环氧树脂、或是环氧树脂与硅树脂的混成树脂的情形中也可以使用。
如果是这种半导体装置的制造方法，则在覆盖工序中，能够通过所述含纤维树脂基板的未固化树脂层，而简便且无填充不良地覆盖半导体元件搭载面或半导体元件形成面。而且，因为使用所述含纤维树脂基板而能够抑制树脂含浸纤维基材在未固化树脂层固化时的收缩应力，所以在封装工序中能够一并封装所述半导体元件搭载面或半导体元件形成面，并且即便在封装薄型的大口径晶片或金属等大口径基板时，也能够获得一种封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片，其基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制。并且，因为在单片化工序中，能够由所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片中切割出半导体装置而单片化，其中所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片是通过耐热性或耐湿性等封装性能优异的含纤维树脂基板来封装且翘曲受到抑制的，所以，成为一种半导体装置的制造方法，其能够制造高品质半导体装置。
实施例
以下，对于使用硅树脂作为本发明的含纤维树脂基板的热固化性树脂的合成例、以及使用本发明的含纤维树脂基板而成的半导体装置的制造方法，例示实施例及比较例以较为详细地说明本发明，但本发明并不受这些例示所限制。
[具有非共轭双键的有机硅化合物的合成]
<合成例1>
具有非共轭双键的有机硅化合物(A1)
在甲苯溶剂中溶解27摩尔的以PhSiCl3表示的有机硅烷、1摩尔的ClMe2SiO(Me2SiO)33SiMe2Cl、3摩尔的MeViSiCl2，之后滴加于水中，进行共水解，并且再以水洗、碱洗来加以中和、脱水之后，将溶剂去除，而合成具有非共轭双键的有机硅化合物(A1)。此化合物的构成单元的构成比，是以下述式来表示：[PhSiO3/2]0.27[-SiMe2O-(Me2SiO)33-SiMe2O-]0.01[MeViSiO2/2]0.03。此化合物的重量平均分子量是62000，熔点是60℃。另外，在这里，组成式中的Me是表示甲基，Ph是表示苯基，Vi是表示以(-CH＝CH2)表示的乙烯基。
[有机氢聚硅氧烷的合成]
<合成例2>
有机氢聚硅氧烷(B1)
在甲苯溶剂中溶解27摩尔的以PhSiCl3表示的有机硅烷、1摩尔的ClMe2SiO(Me2SiO)33SiMe2Cl、3摩尔的MeHSiCl2，之后滴加于水中，进行共水解，并且再以水洗、碱洗来加以中和、脱水之后，将溶剂去除，而合成有机氢聚硅氧烷(B1)。此树脂的构成单元的构成比，是以下述式来表示：[PhSiO3/2]0.27[-SiMe2O-(Me2SiO)33-SiMe2O-]0.01[MeHSiO2/2]0.03。此树脂的重量平均分子量是58000，熔点是58℃。
[实施例1]
[树脂含浸纤维基材的制作]
添加在合成例1所获得的具有非共轭双键的有机硅化合物(A1)189g、合成例2所获得的有机氢聚硅氧烷(B1)189g、作为反应抑制剂的炔醇类的乙炔基环己醇0.2g、氯铂酸为1质量％的辛醇溶液0.1g，并以加温至60℃的行星搅拌机(planetary mixer)充分搅拌，而获得基础组合物。在此基础组合物中添加甲苯400g作为溶剂，并且添加氧化硅(商品名：Admafine E5/24C，平均粒径：约3μm，(股)Admatechs公司制造)378g作为无机填充剂，而调制硅树脂组合物的甲苯分散液。
通过将作为纤维基材的石英玻璃布(信越石英公司制造，厚度：50μm)浸渍在此硅树脂组合物的甲苯分散液中，而使所述甲苯分散液含浸于所述玻璃布中。通过将所述玻璃布在60℃中放置2小时，而使甲苯挥发。在甲苯挥发后的石英玻璃布的两面上，在室温(25℃)形成了固体的皮膜。以热压机将所述玻璃布在150℃加压成型10分钟，而获得成型品，并且将所述成型品在150℃进行二次固化1小时，而获得使所含浸的热固化性树脂固化而成的硅树脂含浸纤维基材(I-a)。
另外，通过将作为纤维基材的石英玻璃布(信越石英公司制造，厚度：50μm)浸渍在前述硅树脂组合物的甲苯分散液中，而使所述甲苯分散液含浸于所述玻璃布中，并且通过将所述玻璃布在60℃中放置2小时以使甲苯挥发，而获得使所含浸的热固化性树脂半固化而成的硅树脂含浸纤维基材(II-a)。在甲苯挥发后的石英玻璃布的两面上，在室温(25℃)形成了固体的皮膜。
[用以形成由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层的组合物的制作]
添加所述具有非共轭双键的有机硅化合物(A1)50质量份、有机氢聚硅氧烷(B1)50质量份、作为反应抑制剂的炔醇类的乙炔基环己醇0.2质量份、氯铂酸的辛醇改性溶液0.1质量份，而形成组合物，对于该组合物，进一步添加平均粒径为5μm的球状氧化硅350质量份，以加温至60℃的行星搅拌机充分搅拌，而获得硅树脂组合物(I-b)。此组合物在室温(25℃)下为固体。
[含纤维树脂基板的制作]
将所述硅树脂组合物(I-b)，夹在所述含浸而使热固化性树脂固化而成的硅树脂含浸纤维基材(I-a)(膨胀系数：x-y轴方向为10ppm)、与覆盖氟树脂而成的PET薄膜(剥离薄膜)之间，用热压机以80℃在5t的压力下进行压缩成型5分钟，而制作成含纤维树脂基板(I-c)，该含纤维树脂基板(I-c)是将厚度为50μm的由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层，形成于硅树脂含浸纤维基材(I-a)的单面上而成。之后，切割成直径300mm(12英寸)的圆板状。
[形成有半导体元件的晶片的覆盖及封装]
其次，采用真空层压装置来进行覆盖、封装，所述真空层压装置是Nichigo-Morton公司制造，并将平板温度设定为130℃。首先，在下侧板上设置300mm(12英寸)且厚度为125微米的硅晶片，并在硅晶片上，将除去剥离薄膜的含纤维树脂基板(I-c)的未固化树脂层亦即硅树脂组合物(I-b)的面，朝向硅晶片面而覆盖。之后，合上平板，进行真空压缩成型5分钟而固化封装。固化封装后，将通过含纤维树脂基板(I-c)封装而成的硅晶片，进一步以150℃进行后烤2小时，而获得封装后半导体元件形成晶片(I-d)。
[实施例2]
[用以形成由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层的组合物的制作]
添加所述具有非共轭双键的有机硅化合物(A1)50质量份、有机氢聚硅氧烷(B1)50质量份、作为反应抑制剂的炔醇类的乙炔基环己醇0.2质量份、氯铂酸的辛醇改性溶液0.1质量份，而形成组合物，对于该组合物，进一步添加平均粒径为5μm的球状氧化硅350质量份，以加温至60℃的行星搅拌机充分搅拌，而获得硅树脂组合物(II-b)。此组合物在室温(25℃)下为固体。
[含纤维树脂基板的制作]
将所述硅树脂组合物(II-b)，夹在所述含浸而使热固化性树脂半固化而成的硅树脂含浸纤维基材(II-a)(膨胀系数：x-y轴方向为10ppm)、与覆盖氟树脂而成的PET薄膜(剥离薄膜)之间，用热压机以80℃在5t的压力下进行压缩成型5分钟，而制作成含纤维树脂基板(II-c)，该含纤维树脂基板(II-c)是将厚度为50μm的由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层，形成于硅树脂含浸纤维基材(II-a)的单面上而成。成型之后，切割成直径300mm(12英寸)的圆板状。
[形成有半导体元件的晶片的覆盖及封装]
其次，采用真空层压装置来进行覆盖、封装，所述真空层压装置是Nichigo-Morton公司制造，并将平板温度设定为130℃。首先，在下侧板上设置300mm(12英寸)且厚度为125微米的硅晶片，并在硅晶片上，将除去剥离薄膜的含纤维树脂基板(II-c)的未固化树脂层亦即硅树脂组合物(II-b)的面，朝向硅晶片面而覆盖。之后，合上平板，进行真空压缩成型5分钟而固化封装。固化封装后，将通过含纤维树脂基板(II-c)封装而成的硅晶片，进一步以150℃进行后烤2小时，而获得封装后半导体元件形成晶片(II-d)。
[实施例3]
[树脂含浸纤维基材的制作]
准备BT(双马来酰亚胺三嗪)树脂基板(玻璃转移温度是185℃)作为树脂含浸纤维基材(III-a)，所述树脂含浸纤维基材(III-a)，是含有玻璃布作为纤维基材，并且添加粒径为0.3微米的球状氧化硅，并将膨胀系数(x、y轴)调整为7ppm，且厚度为70微米。
[用以形成由未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层的组合物的制作]
将甲酚酚醛清漆型环氧树脂(EOCN1020，日本化药公司制造)60质量份、苯酚酚醛清漆型环氧树脂(H-4，群荣化学公司制造)30质量份、球状氧化硅(龙森公司制造，平均粒径是7微米)400质量份、催化剂TPP(三苯基膦，北兴化学工业制造)0.2质量份、硅烷耦合材料(KBM403，信越化学工业公司制造)0.5质量份，以高速混合装置充分混合之后，以连续混练装置来加热混练，并加以薄片化而冷却。将薄片粉碎做成颗粒状粉末，而获得环氧树脂组合物(III-b)。
[含纤维树脂基板的制作]
将树脂含浸纤维基材(III-a)设置于能够在减压下加热压缩的压缩成型装置的下模具上，再使环氧树脂组合物(III-b)的颗粒粉末均匀地分散于该树脂含浸纤维基材(III-a)上。将上下模具的温度设为80℃，在上模具设置覆盖了氟树脂的PET薄膜(剥离薄膜)，并将模具内减压至真空的程度，压缩成型3分钟以使树脂厚度成为80微米，而制作含纤维树脂基板(III-c)。成型之后，切割成直径300mm(12英寸)的圆板状。
[形成有半导体元件的晶片的覆盖及封装]
其次，采用真空层压装置来进行覆盖、封装，所述真空层压装置是Nichigo-Morton公司制造，并将平板温度设定为170℃。首先，在下侧板上设置300mm(12英寸)且厚度为125微米的硅晶片，并在硅晶片上，将除去剥离薄膜的含纤维树脂基板(III-c)的未固化树脂层亦即环氧树脂组合物(III-b)的面，朝向硅晶片面而覆盖。之后，合上平板，进行真空压缩成型5分钟而固化封装。固化封装后，以170℃进行后烤4小时，而获得封装后半导体元件形成晶片(III-d)。
[实施例4]
[搭载有半导体元件的基板]
在直径为200mm(8英寸)且厚度为500微米的金属基板上，经由在高温时黏着力会降低的黏着剂，将单片化而成的半导体元件亦即400个硅芯片(chip)(形状：5mm×7mm，厚度为125微米)整列并搭载。
[搭载有半导体元件的基板的覆盖及封装]
采用真空层压装置来覆盖、封装此金属基板，所述真空层压装置是Nichigo-Morton公司制造，并将平板温度设定为170℃。首先，在下侧板上设置上述金属基板，并在上述金属基板上，与实施例3同样地进行而制作成含纤维树脂基板(IV-c)，并将该含纤维树脂基板(IV-c)切割成直径200mm(8英寸)的圆板状。除去剥离薄膜，并将该含纤维树脂基板(IV-c)的未固化树脂层亦即环氧树脂组合物(IV-b)的面，朝向金属基板上的半导体元件搭载面而覆盖。之后，合上平板，进行真空压缩成型5分钟而固化封装以使硅芯片上的树脂厚度为50微米厚。固化封装后，以170℃进行后烤4小时，而获得封装后半导体元件搭载基板(IV-d)。
[比较例1]
添加所述具有非共轭双键的有机硅化合物(A1)50质量份、有机氢聚硅氧烷(B1)50质量份、作为反应抑制剂的炔醇类的乙炔基环己醇0.2质量份、氯铂酸的辛醇改性溶液0.1质量份，而形成组合物，对于该组合物，进一步添加平均粒径为5μm的球状氧化硅350质量份，以加温至60℃的行星搅拌机充分搅拌，而调制成硅树脂组合物(V-a)。此组合物在25℃为固体。
[封装用薄片的制作]
将所述硅树脂组合物(V-a)，夹在PET薄膜(加压用基础薄膜)、与覆盖氟树脂而成的PET薄膜(剥离薄膜)之间，用热压机以80℃在5t的压力下进行压缩成型5分钟，而成型为厚度为50μm的薄片状，制作成仅由硅树脂组合物(V-a)所构成的封装用薄片(V-c)。成型之后，切割成直径300mm(12英寸)的圆板状。
[形成有半导体元件的晶片的覆盖及封装]
其次，采用真空层压装置来进行覆盖、封装，所述真空层压装置是Nichigo-Morton公司制造，并将平板温度设定为130℃。首先，在下侧板上设置300mm(12英寸)且厚度为125微米的硅晶片，并在硅晶片上，积层已除去剥离薄膜的仅由硅树脂组合物(V-a)所构成的封装用薄片(V-c)。之后，同样剥离PET薄片(加压用基础薄膜)之后，合上平板，进行真空压缩成型5分钟而固化封装。固化封装后，以150℃进行后烤2小时，而获得封装后半导体元件形成晶片(V-d)。
[比较例2]
[搭载有半导体元件的基板]
在直径为200mm(8英寸)且厚度为500微米的金属基板上，经由在高温时黏着力会降低的黏着剂，将单片化而成的半导体元件亦即400个硅芯片(形状：5mm×7mm，厚度为125微米)整列并搭载。
[搭载有半导体元件的基板的覆盖及封装]
将上述基板设置于能够在减压下加热压缩的压缩成型装置的下模具上，再使与实施例3同样地制作而成的环氧树脂组合物(VI-b)的颗粒粉末均匀地分散于上述基板上。将上下模具的温度设为170℃，在上模具设置覆盖了氟树脂的PET薄膜(剥离薄膜)，并将模具内减压至真空的程度，压缩成型3分钟以使树脂厚度成为50微米而固化封装。固化封装后，以170℃进行后烤4小时，而获得封装后半导体元件搭载基板(VI-d)。
以上，对于实施例1～4、比较例1～2中经封装的封装后半导体元件形成晶片(I-d)～(III-d)、(V-d)、及封装后半导体元件搭载基板(IV-d)、(VI-d)的翘曲、外观、树脂与基板的黏着状态、半导体元件是否从金属基板的剥离，进行调查。调查结果显示于表1。此处，对于外观，是调查有无孔洞、未填充的地方，如果没有这些状况则定为良好。另外，对于黏着状态，如果成型时没有剥离，则定为良好。
[表1]
另外，将上述实施例1～4、及比较例1～2的封装后半导体元件搭载基板及封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化，而进行以下的耐热性试验与耐湿性试验。在耐热性试验中，对于该试验片进行热循环试验(在-25℃保持10分钟、在125℃保持10分钟，并重复1000循环)，试验后评估是否导电。另外，耐湿性试验中，是对于该试验片在温度为85℃、相对湿度为85％的条件下，在电路的两极施加10V的直流电压，并采用迁移测试仪(IMV公司制造，MIG-86)来评估是否发生短路。结果可明显看出，实施例1～4、及比较例1～2并没有差异，具有优异的耐热性、耐湿性。
由以上可以明显得知，如同未使用本发明的树脂含浸纤维基材的比较例1～2中所示，在这些比较例中，将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装时，所制作的封装后半导体元件形成晶片(V-d)、及封装后半导体元件搭载基板(VI-d)的翘曲很大，而且会有半导体元件从基板剥离的现象(表1)。另一方面，如同实施例中所示，使用本发明的含纤维树脂基板来封装而成的封装后半导体元件形成晶片(I-d)～(III-d)、及封装后半导体元件搭载基板(IV-d)，则基板的翘曲显着受到抑制，外观、黏着状态良好，而且也未发生孔洞或未填充的状况。以上结果显示出，本发明的树脂含浸纤维基材，能够抑制使未固化树脂层固化时的收缩应力，并且通过此方式而使基板或晶片的翘曲、半导体元件从基板的剥离受到抑制。
另外，本发明并不限定于所述实施方式。所述实施方式仅仅是例示，只要是具有和本发明的权利要求书中所记载的技术思想实质上相同的构成，且能够发挥相同的作用效果的任何实施方式，均包含在本发明的技术范围内。

Claims (13)

1.一种含纤维树脂基板，是至少用以将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装的含纤维树脂基板，其特征在于，具有：
树脂含浸纤维基材，所述树脂含浸纤维基材是使热固化性树脂含浸于纤维基材中，并使所述热固化性树脂半固化或固化而成；及
未固化树脂层，所述未固化树脂层是由被形成于所述树脂含浸纤维基材的单面上的未固化的热固化性树脂所构成。
2.根据权利要求1所述的含纤维树脂基板，其中，
所述树脂含浸纤维基材的X-Y方向的膨胀系数为3ppm以上且15ppm以下。
3.根据权利要求1所述的含纤维树脂基板，其中，
所述未固化树脂层的厚度为20微米以上且200微米以下。
4.根据权利要求2所述的含纤维树脂基板，其中，
所述未固化树脂层的厚度为20微米以上且200微米以下。
5.根据权利要求1所述的含纤维树脂基板，其中，
所述未固化树脂层含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂、及环氧-硅混成树脂中的任一种。
6.根据权利要求2所述的含纤维树脂基板，其中，
所述未固化树脂层含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂、及环氧-硅混成树脂中的任一种。
7.根据权利要求3所述的含纤维树脂基板，其中，
所述未固化树脂层含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂、及环氧-硅混成树脂中的任一种。
8.根据权利要求4所述的含纤维树脂基板，其中，
所述未固化树脂层含有在低于50℃时固化并且在50℃以上且150℃以下时熔化的环氧树脂、硅树脂、及环氧-硅混成树脂中的任一种。
9.一种封装后半导体元件搭载基板，其特征在于，所述封装后半导体元件搭载基板，是通过根据权利要求1～8中任一项所述的含纤维树脂基板的未固化树脂层，将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面加以覆盖，并且将所述未固化树脂层加热、固化，以通过所述含纤维树脂基板一并封装而成。
10.一种封装后半导体元件形成晶片，其特征在于，所述封装后半导体元件形成晶片，是通过根据权利要求1～8中任一项所述的含纤维树脂基板的未固化树脂层，将形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面加以覆盖，并且将所述未固化树脂层加热、固化，以通过所述含纤维树脂基板一并封装而成。
11.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置，是将根据权利要求9所述的封装后半导体元件搭载基板加以切割、单片化而成。
12.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置，是将根据权利要求10所述的封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化而成。
13.一种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，具有下述工序：
覆盖工序，所述覆盖工序是通过根据权利要求1～8中任一项所述的含纤维树脂基板的未固化树脂层，将搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面加以覆盖；
封装工序，所述封装工序是将所述未固化树脂层加热、固化，以将所述搭载了半导体元件的基板的半导体元件搭载面、或是所述形成了半导体元件的晶片的半导体元件形成面一并封装，而做成封装后半导体元件搭载基板或封装后半导体元件形成晶片；及
单片化工序，所述单片化工序是将所述封装后半导体元件搭载基板或所述封装后半导体元件形成晶片加以切割、单片化，以制造半导体装置。
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