JP2001127215A - 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents
液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置Info
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンダーフィル材の充填注入過程における空
気巻き込みを解消し、なおかつ充填速度を最大限発揮で
き、フリップチップ実装方式の半導体装置に最適なアン
ダーフィル材を提供する。また信頼性の高い半導体素子
を提供する。 【解決手段】 チップと基板との隙間が１０μｍ以上５
０μｍ以下であり、かつバンプとバンプの間の最短隙間
が５０μｍ以上３２０μｍ以下であるフリップチップを
封止するアンダーフィル材において、上記アンダーフィ
ル材が球状で最大粒子直径が５μｍ以上1０μｍ以下、
比表面積が1.4m2/g以上3．２m2/g以下である充填材を含
む液状樹脂組成物である。また前記の液状樹脂組成物を
用いて封止された半導体装置である。
気巻き込みを解消し、なおかつ充填速度を最大限発揮で
き、フリップチップ実装方式の半導体装置に最適なアン
ダーフィル材を提供する。また信頼性の高い半導体素子
を提供する。 【解決手段】 チップと基板との隙間が１０μｍ以上５
０μｍ以下であり、かつバンプとバンプの間の最短隙間
が５０μｍ以上３２０μｍ以下であるフリップチップを
封止するアンダーフィル材において、上記アンダーフィ
ル材が球状で最大粒子直径が５μｍ以上1０μｍ以下、
比表面積が1.4m2/g以上3．２m2/g以下である充填材を含
む液状樹脂組成物である。また前記の液状樹脂組成物を
用いて封止された半導体装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフリップチップ方式
の半導体装置の封止方法に関するものであり、その方法
により封止された半導体装置である。
の半導体装置の封止方法に関するものであり、その方法
により封止された半導体装置である。
【０００２】
【従来の技術】フリップチップ実装方式の半導体装置で
はチップと基板との隙間にアンダーフィルと呼ばれる液
状樹脂を用いて充填注入による封止が行われている。ア
ンダーフィルは熱硬化性樹脂と充填材から構成され、毛
細管現象などを利用して半導体装置のチップ、基板、接
続端子（以下バンプという）の間隙を流動する。
はチップと基板との隙間にアンダーフィルと呼ばれる液
状樹脂を用いて充填注入による封止が行われている。ア
ンダーフィルは熱硬化性樹脂と充填材から構成され、毛
細管現象などを利用して半導体装置のチップ、基板、接
続端子（以下バンプという）の間隙を流動する。
【０００３】本方式の半導体装置の生産プロセスにおい
てアンダーフィルの充填に要する時間の割合が高く、生
産効率を向上させるためには、アンダーフィルの速充填
化が必要である。充填速度を改良する手法には充填材の
粒径を大きくし樹脂の粘度を低下させるという方法があ
る。しかし、粒径が大きくなると充填注入中、隙間に充
填材が目詰まりを起こすために樹脂が隙間全体に行き渡
らず、ボイドが生じ、結果として装置の作動信頼性が著
しく低下するという問題がある。このため多くの場合、
生産性すなわち充填速度が犠牲にされ、半導体装置の信
頼性と生産性が必ずしも両立していないと言う問題があ
った。
てアンダーフィルの充填に要する時間の割合が高く、生
産効率を向上させるためには、アンダーフィルの速充填
化が必要である。充填速度を改良する手法には充填材の
粒径を大きくし樹脂の粘度を低下させるという方法があ
る。しかし、粒径が大きくなると充填注入中、隙間に充
填材が目詰まりを起こすために樹脂が隙間全体に行き渡
らず、ボイドが生じ、結果として装置の作動信頼性が著
しく低下するという問題がある。このため多くの場合、
生産性すなわち充填速度が犠牲にされ、半導体装置の信
頼性と生産性が必ずしも両立していないと言う問題があ
った。
【０００４】さらに近年の半導体装置の高機能化、高密
度化の流れにあってフリップチップ実装の設計は多バン
プ化、チップサイズ縮小の方向にあり、バンプはより高
密度化しつつある。このことはバンプの間隔および高さ
の縮小を意味し、必然的にアンダーフィルが充填注入さ
れるべき隙間はさらに狭くなる傾向にあり、上記の問題
がより深刻化しつつある。
度化の流れにあってフリップチップ実装の設計は多バン
プ化、チップサイズ縮小の方向にあり、バンプはより高
密度化しつつある。このことはバンプの間隔および高さ
の縮小を意味し、必然的にアンダーフィルが充填注入さ
れるべき隙間はさらに狭くなる傾向にあり、上記の問題
がより深刻化しつつある。
【０００５】その解決にはフリップチップ実装方式のチ
ップ-基板-バンプの隙間を考慮したアンダーフィル材の
樹脂及び充填材の設計が重要である。我々はかかる観点
から鋭意検討を重ねた結果、半導体装置とアンダーフィ
ルの充填材特性の良好な液状樹脂組成物を発明するに至
った。
ップ-基板-バンプの隙間を考慮したアンダーフィル材の
樹脂及び充填材の設計が重要である。我々はかかる観点
から鋭意検討を重ねた結果、半導体装置とアンダーフィ
ルの充填材特性の良好な液状樹脂組成物を発明するに至
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はフリップチッ
プ実装方式の半導体装置において、従来のアンダーフィ
ル材の充填注入過程における空気巻き込みを解消し、な
おかつ充填速度を最大限発揮するために最適なアンダー
フィル材を提供することにある。
プ実装方式の半導体装置において、従来のアンダーフィ
ル材の充填注入過程における空気巻き込みを解消し、な
おかつ充填速度を最大限発揮するために最適なアンダー
フィル材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はチップと基板と
の隙間が１０μｍ以上５０μｍ以下であり、かつバンプ
とバンプの間の最短隙間が５０μｍ以上３２０μｍ以下
であるフリップチップを封止するアンダーフィル材にお
いて、上記アンダーフィル材が球状で最大粒子直径が５
μｍ以上1０μｍ以下、比表面積が1.4m2/g以上3．２m2/
g以下である充填材を含む液状樹脂組成物である。更に
好ましい形態としては、該充填材に占める割合が全組成
物に対して53重量％以上69重量%以下であり、上記アン
ダーフィル材の充填材を含まない樹脂の２５゜Ｃにおけ
る粘度が５００Ｐａ・ｓ以下である液状樹脂組成物であ
る。また、前期の樹脂組成物を用いて封止された半導体
装置である。
の隙間が１０μｍ以上５０μｍ以下であり、かつバンプ
とバンプの間の最短隙間が５０μｍ以上３２０μｍ以下
であるフリップチップを封止するアンダーフィル材にお
いて、上記アンダーフィル材が球状で最大粒子直径が５
μｍ以上1０μｍ以下、比表面積が1.4m2/g以上3．２m2/
g以下である充填材を含む液状樹脂組成物である。更に
好ましい形態としては、該充填材に占める割合が全組成
物に対して53重量％以上69重量%以下であり、上記アン
ダーフィル材の充填材を含まない樹脂の２５゜Ｃにおけ
る粘度が５００Ｐａ・ｓ以下である液状樹脂組成物であ
る。また、前期の樹脂組成物を用いて封止された半導体
装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるフリップチッ
プ方式の半導体装置はチップと基板との隙間が１０μｍ
以上５０μｍ以下であり、バンプとバンプの間隔が５０
μｍ以上３２０μｍ以下である。チップと基板との隙間
が５０μｍを超える場合は、隙間が大きいため充填時間
が長くなるという問題があり、一方、チップと基板との
隙間が10μｍよりも狭い場合は半導体装置を得る事がで
きない。バンプとバンプの間隔が５０μｍ未満である
と、充填材がバンプ間で詰まるために樹脂が充填されに
くくボイドを誘発し信頼性が低下するという問題があ
る。一方、３２０μｍを越えると充填材を含む樹脂の粘
度が高いという点より充填時間が長くなるという問題が
ある。接続端子であるバンプは金やクリーム半田、導電
性ペーストなど導電性で有れば特に制限はない。
プ方式の半導体装置はチップと基板との隙間が１０μｍ
以上５０μｍ以下であり、バンプとバンプの間隔が５０
μｍ以上３２０μｍ以下である。チップと基板との隙間
が５０μｍを超える場合は、隙間が大きいため充填時間
が長くなるという問題があり、一方、チップと基板との
隙間が10μｍよりも狭い場合は半導体装置を得る事がで
きない。バンプとバンプの間隔が５０μｍ未満である
と、充填材がバンプ間で詰まるために樹脂が充填されに
くくボイドを誘発し信頼性が低下するという問題があ
る。一方、３２０μｍを越えると充填材を含む樹脂の粘
度が高いという点より充填時間が長くなるという問題が
ある。接続端子であるバンプは金やクリーム半田、導電
性ペーストなど導電性で有れば特に制限はない。
【０００９】チップの表面パッシベーションは、窒化珪
素膜、市販のポリイミド膜などであれば特に制限はな
い。また、基板材料はガラス-エポキシ製基板、ビスマ
レイミド−トリアジン（ＢＴ）レジン製基板等の樹脂や
セラミック基板などで良く、表面にソルダーレジストな
どのコーティングが施されていてもよい。このような素
材から構成されるフリップチップ半導体装置の表面には
プラズマや熱、溶剤などによる処理を加えてもよいが、
残存フラックスなどによる汚染は極力少ないことが望ま
しい。
素膜、市販のポリイミド膜などであれば特に制限はな
い。また、基板材料はガラス-エポキシ製基板、ビスマ
レイミド−トリアジン（ＢＴ）レジン製基板等の樹脂や
セラミック基板などで良く、表面にソルダーレジストな
どのコーティングが施されていてもよい。このような素
材から構成されるフリップチップ半導体装置の表面には
プラズマや熱、溶剤などによる処理を加えてもよいが、
残存フラックスなどによる汚染は極力少ないことが望ま
しい。
【００１０】本発明に用いられるアンダーフィル中に含
まれる充填材である無機フィラーには、窒化アルミ、ア
ルミナ、シリカなどがあるが、熱放散性とコストの面か
らシリカ粒子が好ましく、低放射線性であればより好ま
しい。充填材形状には球状フィラーと破砕状、フレーク
状等の非球状フィラーがある。球状でない充填材、例え
ば破砕シリカを用いた場合、アンダーフィル材の粘度お
よびチキソトロピー性が増大し隙間充填性が著しく低下
し、半導体装置に未充填部分ボイドが形成し信頼性の低
下を招くため好ましくない。
まれる充填材である無機フィラーには、窒化アルミ、ア
ルミナ、シリカなどがあるが、熱放散性とコストの面か
らシリカ粒子が好ましく、低放射線性であればより好ま
しい。充填材形状には球状フィラーと破砕状、フレーク
状等の非球状フィラーがある。球状でない充填材、例え
ば破砕シリカを用いた場合、アンダーフィル材の粘度お
よびチキソトロピー性が増大し隙間充填性が著しく低下
し、半導体装置に未充填部分ボイドが形成し信頼性の低
下を招くため好ましくない。
【００１１】充填材は球状で最大粒子直径が５μｍ以上
10μｍ以下の範囲にあり、なおかつ比表面積が1.4m2/g
以上3．２m2/g以下の範囲にある。アンダーフィルの流
動特性は充填材の粒度分布に依存する。一般に粒度分布
が広く、粒径の大きい充填材ほど、アンダーフィルの粘
度が低くなり装置の隙間への流動性が向上する。しか
し、１０μｍを越える充填材を含むアンダーフィルを半
導体装置に対して充填させた場合、充填材の粗粒分が目
詰まりを起こし、装置の隙間にボイドが生成し、信頼性
低下を招くことから好ましくない。逆に最大粒径を５μ
ｍよりも小さい場合、フィラーの粒度分布が狭くなるた
めにアンダーフィルの粘度とチキソトロピー性が増大
し、充填速度が低下するため望ましくない。
10μｍ以下の範囲にあり、なおかつ比表面積が1.4m2/g
以上3．２m2/g以下の範囲にある。アンダーフィルの流
動特性は充填材の粒度分布に依存する。一般に粒度分布
が広く、粒径の大きい充填材ほど、アンダーフィルの粘
度が低くなり装置の隙間への流動性が向上する。しか
し、１０μｍを越える充填材を含むアンダーフィルを半
導体装置に対して充填させた場合、充填材の粗粒分が目
詰まりを起こし、装置の隙間にボイドが生成し、信頼性
低下を招くことから好ましくない。逆に最大粒径を５μ
ｍよりも小さい場合、フィラーの粒度分布が狭くなるた
めにアンダーフィルの粘度とチキソトロピー性が増大
し、充填速度が低下するため望ましくない。
【００１２】充填材の比表面積は0.5μｍ以下の微小な
充填材の量との相関がある。0.5μｍ以下の充填材含有
量はアンダーフィルの粘度とチキソトロピー性への影響
が非常に大きく、アンダーフィルが半導体装置を充填す
る際の速度を大きく左右する。比表面積が1.4m2/gより
も小さい場合、微小な充填材の量は少なくなるものの粒
度分布がシャープになるため、粘度が高く流動速度が低
いために好ましくない。逆に比表面積が3．２m2/gを越
える場合、微小シリカが多くなるためにチキソトロピー
性が高く流動速度の低下や充填不良を引き起こすために
好ましくない。
充填材の量との相関がある。0.5μｍ以下の充填材含有
量はアンダーフィルの粘度とチキソトロピー性への影響
が非常に大きく、アンダーフィルが半導体装置を充填す
る際の速度を大きく左右する。比表面積が1.4m2/gより
も小さい場合、微小な充填材の量は少なくなるものの粒
度分布がシャープになるため、粘度が高く流動速度が低
いために好ましくない。逆に比表面積が3．２m2/gを越
える場合、微小シリカが多くなるためにチキソトロピー
性が高く流動速度の低下や充填不良を引き起こすために
好ましくない。
【００１３】充填材のアンダーフィル中の含有量は、全
組成物に対して53重量％以上69重量%以下が望ましい。5
3重量％未満だと、硬化後のアンダーフィルの熱膨張係
数が大きくなり、半導体装置の構成材料間で線膨張係数
の差が広がり、ひいては熱ストレスが増加、信頼性が低
下するために好ましくない。６９重量％を越えると結果
として得られる組成物の粘度が高くなり過ぎ、流動特性
が悪化するため好ましくない。
組成物に対して53重量％以上69重量%以下が望ましい。5
3重量％未満だと、硬化後のアンダーフィルの熱膨張係
数が大きくなり、半導体装置の構成材料間で線膨張係数
の差が広がり、ひいては熱ストレスが増加、信頼性が低
下するために好ましくない。６９重量％を越えると結果
として得られる組成物の粘度が高くなり過ぎ、流動特性
が悪化するため好ましくない。
【００１４】本発明に用いられる熱硬化性樹脂成分は、
２５゜Ｃにおける粘度が５００Ｐａ・ｓ以下の液状成分
である事が望ましい。また、常温で個体の成分であって
も、後述するフィラー成分程度まで粉砕し、樹脂中に混
練、分散させるか、他の液状成分中に溶融することによ
り、２５゜Ｃにおける粘度が５００Ｐａ・ｓ以下の液状
で有れば良い。ここで、常温で液状樹脂樹脂成分の粘度
が５００Ｐａ・ｓより高いと組成物の粘度が高くなり、
フリップチップ実装型パッケージ中へのアンダーフィル
材料を流動注入する際、気泡を巻き込んだり、充填不良
が発生し易くなり信頼性低下につながり、好ましくな
い。樹脂の粘度測定には、室温で液状のエポキシ樹脂の
場合、２５゜Ｃにおいて東機産業（株）・製Ｅ型粘度
計、ブルックフィールド粘度計で測定する。
２５゜Ｃにおける粘度が５００Ｐａ・ｓ以下の液状成分
である事が望ましい。また、常温で個体の成分であって
も、後述するフィラー成分程度まで粉砕し、樹脂中に混
練、分散させるか、他の液状成分中に溶融することによ
り、２５゜Ｃにおける粘度が５００Ｐａ・ｓ以下の液状
で有れば良い。ここで、常温で液状樹脂樹脂成分の粘度
が５００Ｐａ・ｓより高いと組成物の粘度が高くなり、
フリップチップ実装型パッケージ中へのアンダーフィル
材料を流動注入する際、気泡を巻き込んだり、充填不良
が発生し易くなり信頼性低下につながり、好ましくな
い。樹脂の粘度測定には、室温で液状のエポキシ樹脂の
場合、２５゜Ｃにおいて東機産業（株）・製Ｅ型粘度
計、ブルックフィールド粘度計で測定する。
【００１５】また、熱硬化性樹脂成分は、硬化温度が１
００℃以上、２００℃以下で充分硬化するものである事
が望ましい。硬化温度が１００℃未満であれば、フリッ
プチップ実装型パッケージ中へのアンダーフィル材料を
流動注入途中で反応が進行し、充填中に樹脂硬化する恐
れがある。一方硬化温度が２００℃を越えると、硬化中
の基板の劣化や常温に戻した際の残留応力、装置の反り
が大きく、作動信頼性が低下する。
００℃以上、２００℃以下で充分硬化するものである事
が望ましい。硬化温度が１００℃未満であれば、フリッ
プチップ実装型パッケージ中へのアンダーフィル材料を
流動注入途中で反応が進行し、充填中に樹脂硬化する恐
れがある。一方硬化温度が２００℃を越えると、硬化中
の基板の劣化や常温に戻した際の残留応力、装置の反り
が大きく、作動信頼性が低下する。
【００１６】この要件を満たす熱硬化性樹脂で有れば特
に限定される物ではないが、例えばエポキシ樹脂で有れ
ばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノ
ボラックとエピクロルヒドリンとの反応で得られるポリ
グリシジルエーテルで常温で液状の物、ビニルシクロヘ
キセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、ア
リサイクリックジエポキシ−アジペイドの様な脂環式エ
ポキシ、１、６―ビス（２、３―エポキシプロポキシ）
ナフタレンの様なナフタレン骨格エポキシ樹脂などが、
シアネートエステル樹脂で有れば4,4*-メチリデンビス
（2,6-ジメチルフェニレンシアネート）、4,4*-(1-メチ
ルエチリデン)ビス（2-メチルフェニレンシアネー
ト）、4,4*-(1-メチルエチリデン)ビス（2,６-ジメチル
フェニレンシアネート）、4,4*-メチレンビス（2-メチ
ルフェニレンシアネート）、4,4*-(1-メチル-エチリデ
ン)ビス（2-(1,1-ジメチルエチル)フェニレンシアネー
ト）などがある。これらは単独でも混合して用いても差
し支えない。また、信頼性の優れた液状注入封止アンダ
ーフィル材料を得るために、使用する熱硬化性樹脂はNa
+、Cl-等のイオン性不純物はできるだけ少ないものが好
ましい。
に限定される物ではないが、例えばエポキシ樹脂で有れ
ばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノ
ボラックとエピクロルヒドリンとの反応で得られるポリ
グリシジルエーテルで常温で液状の物、ビニルシクロヘ
キセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、ア
リサイクリックジエポキシ−アジペイドの様な脂環式エ
ポキシ、１、６―ビス（２、３―エポキシプロポキシ）
ナフタレンの様なナフタレン骨格エポキシ樹脂などが、
シアネートエステル樹脂で有れば4,4*-メチリデンビス
（2,6-ジメチルフェニレンシアネート）、4,4*-(1-メチ
ルエチリデン)ビス（2-メチルフェニレンシアネー
ト）、4,4*-(1-メチルエチリデン)ビス（2,６-ジメチル
フェニレンシアネート）、4,4*-メチレンビス（2-メチ
ルフェニレンシアネート）、4,4*-(1-メチル-エチリデ
ン)ビス（2-(1,1-ジメチルエチル)フェニレンシアネー
ト）などがある。これらは単独でも混合して用いても差
し支えない。また、信頼性の優れた液状注入封止アンダ
ーフィル材料を得るために、使用する熱硬化性樹脂はNa
+、Cl-等のイオン性不純物はできるだけ少ないものが好
ましい。
【００１７】エポキシ樹脂の硬化剤としてはポットライ
フやアンダーフィルの粘度が極端に影響し無ければ特に
限定されないが、活性水素を分子内に有するものが望ま
しい。その例としてはフェノール類（ビスフェノール
A、ビスフェノールF、ビスフェノールＡＰ，ビスフェノ
ールS、ビスフェノールZ、ジメチルビスフェノールA、
ジメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノー
ルＡ、テトラメチルビスフェノールF、ビフェノール、
テトラメチルビフェノール、ジヒドロキシジフェニルエ
ーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、o-ヒドロキシフ
ェノール、m-ヒドロキシフェノール、p-ヒドロキシフェ
ノール、フェノールノボラック樹脂やオルソクレゾール
ノボラック樹脂のポリフェノール類、トリヒドロキシフ
ェニルメタンなどのトリスフェノール類）、一級アミ
ン、芳香族アミン類、イミダゾールなどがあげられる。
また、使用に耐えるアミン系硬化剤はナトリウムイオン
や塩素イオンの含有量ができるだけ少ないものが望まし
い。
フやアンダーフィルの粘度が極端に影響し無ければ特に
限定されないが、活性水素を分子内に有するものが望ま
しい。その例としてはフェノール類（ビスフェノール
A、ビスフェノールF、ビスフェノールＡＰ，ビスフェノ
ールS、ビスフェノールZ、ジメチルビスフェノールA、
ジメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノー
ルＡ、テトラメチルビスフェノールF、ビフェノール、
テトラメチルビフェノール、ジヒドロキシジフェニルエ
ーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、o-ヒドロキシフ
ェノール、m-ヒドロキシフェノール、p-ヒドロキシフェ
ノール、フェノールノボラック樹脂やオルソクレゾール
ノボラック樹脂のポリフェノール類、トリヒドロキシフ
ェニルメタンなどのトリスフェノール類）、一級アミ
ン、芳香族アミン類、イミダゾールなどがあげられる。
また、使用に耐えるアミン系硬化剤はナトリウムイオン
や塩素イオンの含有量ができるだけ少ないものが望まし
い。
【００１８】本発明の液状注入封止アンダーフィル材料
には、前記の必須成分の他に必要に応じて他の樹脂や反
応を促進するための触媒、希釈剤、顔料、カップリング
剤、難燃剤、レベリング剤、消泡剤等の添加物を用いて
も差し支えない。 液状注入封止アンダーフィル材料は
公知の方法で製造でき、例えば各成分、添加物等を三本
ロール、二本熱ロール、真空混合機にて分散混練し、真
空下で脱泡処理して製造する。
には、前記の必須成分の他に必要に応じて他の樹脂や反
応を促進するための触媒、希釈剤、顔料、カップリング
剤、難燃剤、レベリング剤、消泡剤等の添加物を用いて
も差し支えない。 液状注入封止アンダーフィル材料は
公知の方法で製造でき、例えば各成分、添加物等を三本
ロール、二本熱ロール、真空混合機にて分散混練し、真
空下で脱泡処理して製造する。
【００１９】本発明の液状樹脂組成物を用いて半導体素
子を封止すると、樹脂が基板とチップの隙間、バンプの
配列間に容易に流れ込むため、空気の巻き込みなどがな
く信頼性の高い半導体装置を得ることができる。半導体
素子の組立、液状樹脂組成物の注入方法は公知の方法を
用いることが出来る。
子を封止すると、樹脂が基板とチップの隙間、バンプの
配列間に容易に流れ込むため、空気の巻き込みなどがな
く信頼性の高い半導体装置を得ることができる。半導体
素子の組立、液状樹脂組成物の注入方法は公知の方法を
用いることが出来る。
【００２０】
【実施例】以下、実施例と比較例を用いて具体的に本発
明を説明する。 ＜実施例１＞表１及び表２記載の樹脂、配合により液状
樹脂組成物を製作した。所定の配合の材料を三本ロール
にて常温で１０回に渡って混練し、その後真空チャンバ
ー及びポンプを用いて真空脱泡して液状樹脂組成物を得
た。得られた液状樹脂組成物は下記の方法により評価し
た。 ＜実施例２―１５、比較例１−１０＞表１及び表２に記
載した配合により、実施例１と同様の方法により液状樹
脂組成物を製作した。さらに実施例１と同様にして液状
樹脂組成物の評価を行った。
明を説明する。 ＜実施例１＞表１及び表２記載の樹脂、配合により液状
樹脂組成物を製作した。所定の配合の材料を三本ロール
にて常温で１０回に渡って混練し、その後真空チャンバ
ー及びポンプを用いて真空脱泡して液状樹脂組成物を得
た。得られた液状樹脂組成物は下記の方法により評価し
た。 ＜実施例２―１５、比較例１−１０＞表１及び表２に記
載した配合により、実施例１と同様の方法により液状樹
脂組成物を製作した。さらに実施例１と同様にして液状
樹脂組成物の評価を行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】表３に実施例、比較例に用いたフリップチ
ップ実装パッケージのチップと基板の隙間、バンプの最
短距離等を示した。これらの基板には硝子-エポキシ製
で表面にはソルダーレジスト（太陽インク■製PSR4000A
US5）を形成したものを、チップには１０ｘ１０mm角、
１．７５ｍｍ厚で、表面にはポリイミド（PMDA-ODA型）
を形成したものをそれぞれ用いた。バンプには半田を使
用し、チップ上に格子状に格子状に配列したものを使用
した。
ップ実装パッケージのチップと基板の隙間、バンプの最
短距離等を示した。これらの基板には硝子-エポキシ製
で表面にはソルダーレジスト（太陽インク■製PSR4000A
US5）を形成したものを、チップには１０ｘ１０mm角、
１．７５ｍｍ厚で、表面にはポリイミド（PMDA-ODA型）
を形成したものをそれぞれ用いた。バンプには半田を使
用し、チップ上に格子状に格子状に配列したものを使用
した。
【００２３】
【表２】
【００２４】＜樹脂特性試験＞ （１）粘度測定：２５℃において東機産業（株）・製Ｅ
型粘度計で0.5rpm、2.5rpmにおける粘度を測定した。チ
キソトロピー比は（0.5rpmでの粘度／2.5rpmでの粘度）
より算出した。 （２）充填時間：１００℃の熱盤上で封止前の半導体装
置を加熱し、２分後にフリップチップの一辺にアンダー
フィルをディスペンスし、時間計測を開始する。フィレ
ット部分をルーペを使用して観察しながら、４辺が完全
に充填されるまでの時間を計測する。 （３）上記の（２）の試験後、１５０℃ｘ１時間オーブ
ン中でサンプルを硬化して封止済みの半導体装置を得
た。これらについて日立建機製超音波探傷機マイスコー
プエクセラ(以下、ＳＡＴという)にて、パッケージ内部
のボイド、未充填部分の面積率を確認をした。
型粘度計で0.5rpm、2.5rpmにおける粘度を測定した。チ
キソトロピー比は（0.5rpmでの粘度／2.5rpmでの粘度）
より算出した。 （２）充填時間：１００℃の熱盤上で封止前の半導体装
置を加熱し、２分後にフリップチップの一辺にアンダー
フィルをディスペンスし、時間計測を開始する。フィレ
ット部分をルーペを使用して観察しながら、４辺が完全
に充填されるまでの時間を計測する。 （３）上記の（２）の試験後、１５０℃ｘ１時間オーブ
ン中でサンプルを硬化して封止済みの半導体装置を得
た。これらについて日立建機製超音波探傷機マイスコー
プエクセラ(以下、ＳＡＴという)にて、パッケージ内部
のボイド、未充填部分の面積率を確認をした。
【００２５】表４及び表５に測定した結果を示す。
【表３】
【００２６】比較例１ではアンダーフィル６の粘度及び
チキソトロピー性が高いために装置Aの隙間に充填しな
かった。これはアンダーフィル６の充填材が破砕品であ
り、非球状であるためで有る。比較例２ではアンダーフ
ィル７は装置Aの隙間に充填はしたものの、ＳＡＴ観察
したところチップ面積の30%近くが未充填であった。こ
れは、アンダーフィル７の充填材が最大粒子径が１０μ
ｍ以下で比表面積が1.5m2/g以下と粒度分布が非常に狭
く、粘度、チキソトロピー性が高いためである。
チキソトロピー性が高いために装置Aの隙間に充填しな
かった。これはアンダーフィル６の充填材が破砕品であ
り、非球状であるためで有る。比較例２ではアンダーフ
ィル７は装置Aの隙間に充填はしたものの、ＳＡＴ観察
したところチップ面積の30%近くが未充填であった。こ
れは、アンダーフィル７の充填材が最大粒子径が１０μ
ｍ以下で比表面積が1.5m2/g以下と粒度分布が非常に狭
く、粘度、チキソトロピー性が高いためである。
【００２７】比較例３ではアンダーフィル8は装置Aの隙
間にしたものの、充填時間が実施例の２倍以上と長く適
切でない。これは、アンダーフィル８に含まれるシリカ
Hの比表面積が3m2/g以上と微粉が多く含まれ、アンダー
フィルの粘度及びチキソが実施例に比べて高くなるため
である。比較例４ではアンダーフィル９は装置Aの隙間
に実施例と同程度の充填時間を示したものの、SAT観察
においてボイドが観察されたため適切でない。これはア
ンダーフィル９の充填材の最大粒径（１６μｍ）が装置
の隙間に対して大きいためである。
間にしたものの、充填時間が実施例の２倍以上と長く適
切でない。これは、アンダーフィル８に含まれるシリカ
Hの比表面積が3m2/g以上と微粉が多く含まれ、アンダー
フィルの粘度及びチキソが実施例に比べて高くなるため
である。比較例４ではアンダーフィル９は装置Aの隙間
に実施例と同程度の充填時間を示したものの、SAT観察
においてボイドが観察されたため適切でない。これはア
ンダーフィル９の充填材の最大粒径（１６μｍ）が装置
の隙間に対して大きいためである。
【００２８】比較例５、６、７では充填後のＳＡＴ観察
ではボイドは観られないものの、実施例に比較して充填
時間が約２倍程度と充填に要する時間が長く適切ではな
い。これは装置Ｈの隙間が大きいために、相対的にアン
ダーフィル１の充填材の粒度分布が狭くなるためであ
る。装置Ｈのような隙間の大きな装置に対しては、最大
粒径がより大きく、広い粒度分布の充填材が充填時間の
短縮に有効と考えられる。比較例８、９、１０：アンダ
ーフィル１と装置Ｉの組み合わせの場合、充填後のＳＡ
Ｔ観察ではボイドは観られないものの、実施例に比較し
て充填時間が約２倍程度となっており適切ではない。こ
れは装置Ｉのバンプ間距離が大きいためにアンダーフィ
ル１の充填材の粒度分布が相対的に狭くなるためであ
る。装置Ｉのようなバンプ間距離の大きな半導体装置に
は、より最大粒径が大きく、広い粒度分布の充填材が充
填時間の短縮という観点で適切であろう。
ではボイドは観られないものの、実施例に比較して充填
時間が約２倍程度と充填に要する時間が長く適切ではな
い。これは装置Ｈの隙間が大きいために、相対的にアン
ダーフィル１の充填材の粒度分布が狭くなるためであ
る。装置Ｈのような隙間の大きな装置に対しては、最大
粒径がより大きく、広い粒度分布の充填材が充填時間の
短縮に有効と考えられる。比較例８、９、１０：アンダ
ーフィル１と装置Ｉの組み合わせの場合、充填後のＳＡ
Ｔ観察ではボイドは観られないものの、実施例に比較し
て充填時間が約２倍程度となっており適切ではない。こ
れは装置Ｉのバンプ間距離が大きいためにアンダーフィ
ル１の充填材の粒度分布が相対的に狭くなるためであ
る。装置Ｉのようなバンプ間距離の大きな半導体装置に
は、より最大粒径が大きく、広い粒度分布の充填材が充
填時間の短縮という観点で適切であろう。
【００２９】
【発明の効果】本発明の液状樹脂組成物により、従来の
アンダーフィル材の充填注入過程における空気巻き込み
を解消し、なおかつ充填速度を最大限短縮することがで
きる。更に本発明の液状樹脂組成物を用いて半導体素子
を封止すると空気の巻き込み等がないため非常に信頼性
の高い半導体素子が得られ工業的メリットは大きい。
アンダーフィル材の充填注入過程における空気巻き込み
を解消し、なおかつ充填速度を最大限短縮することがで
きる。更に本発明の液状樹脂組成物を用いて半導体素子
を封止すると空気の巻き込み等がないため非常に信頼性
の高い半導体素子が得られ工業的メリットは大きい。
Claims (4)
- 【請求項１】 チップと基板との隙間が１０μｍ以上５
０μｍ以下であり、かつバンプとバンプの間の最短隙間
が５０μｍ以上３２０μｍ以下であるフリップチップを
封止するアンダーフィル材において、上記アンダーフィ
ル材が球状で最大粒子直径が５μｍ以上1０μｍ以下、
比表面積が1.4m2/g以上３．２m2/g以下である充填材を
含むことを特徴とする液状樹脂組成物。 - 【請求項２】 該充填材の占める割合が全組成物に対し
て53重量％以上69重量%以下である請求項１記載の液状
樹脂組成物。 - 【請求項３】 該液状樹脂組成物の充填材を含まない樹
脂の２５゜Ｃにおける粘度が５００Ｐａ・ｓ以下である
請求項１記載の液状樹脂組成物。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の液状樹
脂組成物を用いて封止された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30648699A JP2001127215A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30648699A JP2001127215A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127215A true JP2001127215A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17957609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30648699A Pending JP2001127215A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001127215A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008113045A (ja) * | 2008-02-04 | 2008-05-15 | Texas Instr Japan Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2013067814A (ja) * | 2013-01-08 | 2013-04-18 | Hitachi Chemical Co Ltd | 樹脂封止型半導体装置の製造方法及び樹脂封止型半導体装置 |
| KR20140118800A (ko) | 2013-03-29 | 2014-10-08 | 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 | 폴리하이드록시폴리에테르 수지의 제조 방법, 폴리하이드록시폴리에테르 수지, 그 수지 조성물 및 그 경화물 |
| JP2014196521A (ja) * | 2014-07-25 | 2014-10-16 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2015110803A (ja) * | 2015-02-26 | 2015-06-18 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2015180760A (ja) * | 2015-07-22 | 2015-10-15 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2015180759A (ja) * | 2015-07-22 | 2015-10-15 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2015193851A (ja) * | 2015-07-22 | 2015-11-05 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
-
1999
- 1999-10-28 JP JP30648699A patent/JP2001127215A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008113045A (ja) * | 2008-02-04 | 2008-05-15 | Texas Instr Japan Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2013067814A (ja) * | 2013-01-08 | 2013-04-18 | Hitachi Chemical Co Ltd | 樹脂封止型半導体装置の製造方法及び樹脂封止型半導体装置 |
| KR20140118800A (ko) | 2013-03-29 | 2014-10-08 | 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 | 폴리하이드록시폴리에테르 수지의 제조 방법, 폴리하이드록시폴리에테르 수지, 그 수지 조성물 및 그 경화물 |
| JP2014196521A (ja) * | 2014-07-25 | 2014-10-16 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
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| JP2015180760A (ja) * | 2015-07-22 | 2015-10-15 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2015180759A (ja) * | 2015-07-22 | 2015-10-15 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2015193851A (ja) * | 2015-07-22 | 2015-11-05 | 日立化成株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
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