JP2002299356A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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JP2002299356A
JP2002299356A JP2001097038A JP2001097038A JP2002299356A JP 2002299356 A JP2002299356 A JP 2002299356A JP 2001097038 A JP2001097038 A JP 2001097038A JP 2001097038 A JP2001097038 A JP 2001097038A JP 2002299356 A JP2002299356 A JP 2002299356A
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Japan
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semiconductor device
epoxy resin
resin composition
manufacturing
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JP2001097038A
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Japanese (ja)
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Yasuaki Tanimura
寧昭 谷村
Katsuhiro Niwa
勝弘 丹羽
Keiji Kayaba
啓司 萱場
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of efficiently manufacturing a semiconductor device which is superior in solar heat resistance, based on superior moldability with small fraction defective, by sealing semiconductor sealing resin equally, and a semiconductor device obtained by that manufacturing method. SOLUTION: An epoxy resin composition is molded to manufacture a semiconductor device by the semiconductor manufacturing method which heats the epoxy resin composition by high-frequency voltage application or electromagnetic waves, when sealing the semiconductor device by pressurizing and injecting the heated epoxy resin composition 4 into a mold 4 installed in a transfer molding machine by a plunger 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するものであり、さらに詳しくは樹脂封止型の
半導体装置を効率的に製造する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for efficiently manufacturing a resin-sealed semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置などの電子回路部品は、外気
からの汚染物質および外圧などからの破損を防ぐため
に、封止されることが必要条件である。
2. Description of the Related Art Electronic circuit components such as semiconductor devices are required to be sealed in order to prevent damage from external contaminants and external pressure.

【0003】従来の半導体装置の封止方法としては、金
属やセラッミクスを用いたハーメチックシールや、熱硬
化性樹脂であるエポキシ樹脂や、シリコーン樹脂、フェ
ノール樹脂などを用いた樹脂封止が挙げられるが、最近
ではパッケージの成形性の良さのほか、生産性の向上、
製造コストの低減にもすぐれるエポキシ樹脂組成物を用
いた樹脂封止が中心となってきている。
Conventional methods for sealing a semiconductor device include hermetic sealing using metal or ceramics, and resin sealing using an epoxy resin, a silicone resin, or a phenol resin, which is a thermosetting resin. Recently, in addition to the good formability of the package,
Resin encapsulation using an epoxy resin composition that is also excellent in reducing manufacturing costs has become the main focus.

【0004】一方、近年において、電子機器には一層の
小型化、薄型化および低コスト化などが要求されてお
り、それに伴い電子部品のプリント配線基板への表面実
装(SMT)が行われている。この表面実装方式におい
ては、半田付け行程でプリント基板全体が半田の融点で
ある210〜260℃もの高温に加熱される。そして、
このときに半導体装置の封止樹脂組成物が吸湿している
と、水分が爆発的に蒸発して剥離部分を発生させ、時に
はパッケージの外部までクラックが走ることになり、こ
のような半導体装置は故障をおこしやすく、信頼性が著
しく低下するため、プリント基板全体が不良品となって
いた。
On the other hand, in recent years, there has been a demand for further downsizing, thinning, and cost reduction of electronic devices, and accordingly, electronic components have been mounted on a printed wiring board by surface mounting (SMT). . In this surface mounting method, the entire printed circuit board is heated to a high temperature of 210 to 260 ° C., which is the melting point of the solder, in the soldering process. And
At this time, if the sealing resin composition of the semiconductor device absorbs moisture, the moisture explosively evaporates to generate a peeled portion, and sometimes a crack runs to the outside of the package. The printed circuit board as a whole is defective because it is prone to failure and the reliability is significantly reduced.

【0005】現在、これら半田耐熱性の問題を解決し、
封止した半導体装置にクラックが発生しないようにする
ためには、エポキシ樹脂組成物に多量の無機充填剤を配
合すること等で対処しているが、エポキシ樹脂組成物中
の無機充填剤の添加量をむやみに増量すると、エポキシ
樹脂組成物の粘度の増加により流動性が低下し、このた
めに薄型のパッケージは成形できなくなり、また厚型の
パッケージでは内部変形を生じてしまうという問題があ
った。また、現在一般的に用いられる半導体封止用成形
機は金型及びプランジャーを昇温することで半導体封止
材の昇温を行っている。この方法は金型及びプランジャ
ーに接した部分が優先的に昇温され、タブレット内部の
温度が外部に比べ相対的に低いままであるため、不均一
な昇温が行われ溶融状態のエポキシ樹脂組成物に粘度の
偏りが発生し、特に充填材量の多い樹脂組成物において
充填性に影響がでるという問題がある。
At present, these solder heat resistance problems have been solved,
In order to prevent cracks from occurring in the encapsulated semiconductor device, a large amount of inorganic filler is blended into the epoxy resin composition. If the amount is increased unnecessarily, the fluidity is reduced due to an increase in the viscosity of the epoxy resin composition, so that a thin package cannot be molded, and a thick package has a problem of causing internal deformation. . Further, a molding machine for semiconductor encapsulation generally used at present raises the temperature of a semiconductor encapsulant by elevating the temperature of a mold and a plunger. In this method, the temperature of the portion in contact with the mold and the plunger is raised preferentially, and the temperature inside the tablet remains relatively lower than that outside, so that the temperature is unevenly raised and the epoxy resin in the molten state There is a problem that unevenness in viscosity occurs in the composition, and the filling property is affected particularly in a resin composition having a large amount of filler.

【0006】この問題の解決のためにはエポキシ樹脂の
均一かつ迅速な昇温により十分粘度を小さくした状態で
成形を行わなければならない。
In order to solve this problem, molding must be carried out in a state where the viscosity is sufficiently reduced by uniform and rapid temperature rise of the epoxy resin.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術における問題点の解決を課題として検討した結果
達成されたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been achieved as a result of studying to solve the problems in the prior art described above.

【0008】したがって、本発明の目的は、タブレット
の均一な昇温による流動性の改善により、半田耐熱性が
すぐれた半導体装置を、不良品発生率の小さいすぐれた
成形性のもとに、効率的に製造する方法およびその製造
方法で製造される半導体装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to improve the fluidity of a tablet by uniformly increasing the temperature of the tablet, and to improve the efficiency of a semiconductor device having an excellent soldering heat resistance under an excellent moldability with a low rejection rate. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device manufactured by the manufacturing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、主として次の
構成を有する。すなわち、「加熱されたエポキシ樹脂組
成物を、トランスファー成形機に備えられた金型内にプ
ランジャーにより加圧、注入して、半導体装置を封止す
るに際し、エポキシ樹脂組成物を高周波電圧または電磁
波によって加熱と硬化及び封入を行うこと」を特徴とす
る半導体装置の製造方法である。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention mainly has the following configuration. That is, "The heated epoxy resin composition is pressurized and injected into a mold provided in a transfer molding machine by a plunger, and when the semiconductor device is sealed, the epoxy resin composition is subjected to high-frequency voltage or electromagnetic wave. Heating, curing and encapsulation by heating ".

【0010】したがって、本発明の半導体装置の製造方
法によれば、従来困難とされていた成形性と半田耐熱性
の両立を効率的に達成することができる。
Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to efficiently achieve both moldability and solder heat resistance, which have been difficult in the past.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成および効果
について詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and effects of the present invention will be described below in detail.

【0012】まず、本発明における高周波電圧とは、そ
の周波数が1MHz〜300GHzの電圧をいう。高周
波電圧の印加によって、高周波誘電を発生し物質中の誘
電体が振動され、摩擦により熱を発生するものであり、
電極により局所的な加熱を行うことができる。
First, the high frequency voltage in the present invention means a voltage having a frequency of 1 MHz to 300 GHz. High-frequency voltage is applied, high-frequency dielectric is generated, and the dielectric material in the material is vibrated, generating heat by friction.
Local heating can be performed by the electrodes.

【0013】本発明における電磁波とは電磁波の中でも
加熱用途に一般的に用いられる周波数が300MHz〜
300GHzまでのマイクロ波が望ましい。
The electromagnetic wave in the present invention is the electromagnetic wave whose frequency generally used for heating is 300 MHz or more.
Microwaves up to 300 GHz are desirable.

【0014】高周波電圧印加の特徴として電力半減深度
が深いことがあり、このため厚い物体に対して均一な加
熱を行うのに有利である。一方、マイクロ波の特徴とし
ては空間中を伝播する電磁波であることから、電極や金
型の直接接触なしに物体を加熱することができる。この
ことから形状が複雑なものでも均一な加熱を行うのに有
利である。よって、本発明においては、物質の形状によ
って、その特徴に合わせた使用法を選択することができ
る。
The characteristic of the application of the high-frequency voltage is that the power half-depth is deep, which is advantageous for uniformly heating a thick object. On the other hand, as a characteristic of the microwave, since it is an electromagnetic wave propagating in space, an object can be heated without direct contact of an electrode or a mold. This is advantageous for performing uniform heating even if the shape is complicated. Therefore, in the present invention, it is possible to select a usage method according to the characteristics of the substance according to the shape of the substance.

【0015】高周波電圧印加または電磁波による加熱の
原理を以下に説明する。高周波電圧印加または電磁波に
より物質中の誘電体を分極させ、交番する(交互に入れ
替わり)電界により極性双極子を振動、回転させること
ができる。このとき分子同士に摩擦が働き、温度を上昇
させることができる。電磁波は物質中に浸透させること
ができ、また金属によって反射するという性質を利用し
て、物質の周囲を金属で覆うことで物質を周囲から均一
に昇温することが可能である。高周波電圧印加または電
磁波照射による誘電における加熱の場合、その単位体積
当たりの電力は式1によって表すことができる。式中ε
r×tanδはロス・ファクタとよばれ加熱のしやすさを表
す。このロス・ファクタは好ましくは0.01〜1の間
に入ることがよい。
The principle of high-frequency voltage application or heating by electromagnetic waves will be described below. A dielectric substance in a substance is polarized by application of a high-frequency voltage or an electromagnetic wave, and an alternating (alternating) electric field can oscillate and rotate a polar dipole. At this time, friction acts between the molecules, and the temperature can be increased. Electromagnetic waves can penetrate into a substance, and by utilizing the property of being reflected by a metal, it is possible to uniformly heat the substance from the surrounding by covering the periphery of the substance with a metal. In the case of heating in the dielectric by applying a high-frequency voltage or irradiating an electromagnetic wave, the power per unit volume can be expressed by Equation 1. Where ε
r × tanδ is called a loss factor and represents the ease of heating. This loss factor preferably lies between 0.01 and 1.

【0016】[0016]

【式1】 次に、図面を参照しつつ、本発明による半導体装置の製
造方法について説明する。
(Equation 1) Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】図1及び図2は、本発明の製造方法で用い
るトランスファー成形機の要部概略図である。図1及び
図2において、2はトランスファー成形機の金型であ
り、この金型2内に、エポキシ樹脂組成物からなる加熱
されたタブレット5が、プランジャー1により加圧、注
入されるように構成されている。
FIGS. 1 and 2 are schematic views of a main part of a transfer molding machine used in the manufacturing method of the present invention. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 2 denotes a mold of a transfer molding machine, into which a heated tablet 5 made of an epoxy resin composition is pressed and injected by a plunger 1. It is configured.

【0018】ここで、タブレットを高周波電圧印加また
は電磁波により加熱することで先述の課題を達成する。
その具体的な方法は、図1の場合であれば金型2内のタ
ブレットにポット周辺の高周波誘電用の電極により高周
波電圧を印加してタブレットの加熱を行う。図2の場合
はポットにマイクロ波導波管を接続し、タブレットに電
磁波を照射することでタブレットの加熱を行う。高周波
の周波数は高周波の場合1MHz〜300MHzである
が、さらに好ましい周波数は8MHz〜80MHzであ
る。マイクロ波を用いる場合、その周波数は300MH
z〜300GHzであるが、さらに好ましくは500M
Hz〜250GHzである。本発明において高周波電圧
印加または電磁波の出力は特に限定しないが、好ましく
は10〜3000W、より好ましくは、100〜200
0Wである。
Here, the above-mentioned object is achieved by heating the tablet by applying a high-frequency voltage or an electromagnetic wave.
Specifically, in the case of FIG. 1, a high-frequency voltage is applied to the tablet in the mold 2 by a high-frequency dielectric electrode around the pot to heat the tablet. In the case of FIG. 2, a microwave waveguide is connected to the pot, and the tablet is heated by irradiating the tablet with electromagnetic waves. The frequency of the high frequency is 1 MHz to 300 MHz in the case of a high frequency, and a more preferable frequency is 8 MHz to 80 MHz. When using microwave, its frequency is 300MHZ
z to 300 GHz, more preferably 500M
Hz to 250 GHz. In the present invention, the application of the high-frequency voltage or the output of the electromagnetic wave is not particularly limited, but is preferably 10 to 3000 W, more preferably 100 to 200 W.
0W.

【0019】高周波電圧印加または電磁波による加熱に
よって、たとえばタブレット5の無機充填材含有量が高
く、その流動性が不足していたとしても、樹脂組成物を
均一にかつ迅速に昇温させることで、キャビティー3内
へ樹脂組成物を低粘度の状態で充填することができ、薄
型パッケージや厚型パッケージなどパッケージ形状に影
響を受けることなく、正常なパッケージを不良品を発生
することなく効率的に成形することが可能となる。
By applying a high-frequency voltage or heating by electromagnetic waves, for example, even if the content of the inorganic filler in the tablet 5 is high and its fluidity is insufficient, the temperature of the resin composition can be raised uniformly and quickly, The cavity 3 can be filled with the resin composition in a low-viscosity state, so that a normal package can be efficiently produced without being affected by the shape of a package such as a thin package or a thick package without generating defective products. It becomes possible to mold.

【0020】次に、本発明で用いるエポキシ樹脂組成物
について説明する。
Next, the epoxy resin composition used in the present invention will be described.

【0021】本発明で使用するエポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)および無機充填材
(C)を成分として含有するものが好ましい。
The epoxy resin composition used in the present invention comprises:
Those containing the epoxy resin (A), the curing agent (B) and the inorganic filler (C) as components are preferred.

【0022】上記エポキシ樹脂(A)とは、分子中にエ
ポキシ基を有する樹脂をとくに制限するものではなく、
その具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、ビスフェノールC型エポキシ樹脂、水添ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型ノボラック樹
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、シクロペンタジエン環など
の脂環構造含有式エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ
樹脂、およびエポキシ変性オルガノシリコーンなどが挙
げられ、これらのエポキシ樹脂組成物は、単独でまたは
2種以上の組合せで用いることができる。
The epoxy resin (A) is not particularly limited to a resin having an epoxy group in a molecule.
Specific examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol C type epoxy resin, hydrogenated bisphenol type epoxy resin, bisphenol F type novolak resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, and alicyclic ring such as cyclopentadiene ring. Examples include a structure-containing epoxy resin, a biphenyl-type epoxy resin, and an epoxy-modified organosilicone. These epoxy resin compositions can be used alone or in combination of two or more.

【0023】硬化剤(B)は、エポキシ樹脂(A)と反
応してこれを硬化させ得るものであって、その具体例と
しては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾール
ノボラック樹脂、フェノールp−キシリレンコポリマ
ー、ビスフェノールAやレゾルシンから合成される各種
ノボラック樹脂、各種多価フェノール化合物、無水マレ
イン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無
水物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニ
ルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ア
ミンなどが挙げられる。
The curing agent (B) can react with the epoxy resin (A) to cure it, and specific examples thereof include phenol novolak resin, cresol novolak resin, and phenol p-xylylene copolymer. Novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, various polyphenol compounds, acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and pyromellitic anhydride, and aromatic compounds such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone. Group amines and the like.

【0024】これら硬化剤(B)は、用途によっては二
種以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂
(A)との化学当量比が0.5〜1.5(硬化剤当量/
エポキシ当量)が好ましく、特に0.8〜1.2の範囲
にあることが好ましい。
Depending on the application, two or more of these curing agents (B) may be used in combination, and the amount added is such that the chemical equivalent ratio to the epoxy resin (A) is 0.5 to 1.5 (curing agent equivalent /
(Epoxy equivalent) is preferable, and particularly preferably in the range of 0.8 to 1.2.

【0025】上記無機充填材(C)の具体例としては、
溶融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケ
イ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモンなどの金
属酸化物、アスベスト、ガラス繊維およびガラス球など
が挙げられるが、なかでも熱膨脹係数を低下する効果が
大きく、低応力化に有効であることから、特に溶融シリ
カが好ましく用いられる。
Specific examples of the inorganic filler (C) include:
Fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, metal oxides such as antimony oxide, asbestos, glass fibers and glass spheres, among others. However, fused silica is particularly preferably used because it has a great effect of lowering the coefficient of thermal expansion and is effective in reducing the stress.

【0026】無機充填材(C)の配合割合は、エポキシ
樹脂組成物の半田耐熱性およ成形性を考慮して、組成物
全体に対して84〜98重量%の高割合で含有すること
ができる。
The compounding ratio of the inorganic filler (C) may be as high as 84 to 98% by weight based on the whole composition in consideration of solder heat resistance and moldability of the epoxy resin composition. it can.

【0027】また、上記エポキシ樹脂組成物は、上記エ
ポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)および無機充填材
(C)の他、必要に応じてさらに下記の各添加剤を含有
することができる。
The epoxy resin composition may further contain the following additives as required, in addition to the epoxy resin (A), the curing agent (B) and the inorganic filler (C). .

【0028】ポリエチレンワックス、カルバナワック
ス、モンタン酸ワックスおよびステアリン酸マグネシウ
ムなどの各種ワックス類、脂肪酸金属塩、長鎖脂肪酸、
長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステルまたはアミ
ドおよび各種変性シリコーン化合物などの各種離型剤、
臭素化ビスフェノールAのグリシジルエーテル、臭素化
クレゾールノボラックなどのハロゲン化エポキシ樹脂、
有機ハロゲン化合物およびリン化合物などの難燃剤、三
酸化アンチモン、四酸化二アンチモンおよび5酸化アン
チモンなどの各種難燃助剤、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルビニルエトキシシラン、
γ−メルカトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
トプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピル
トリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキ
シシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノ
プロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−ア
ミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−
アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプ
ロピルトリエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベン
ジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シランおよびN−β−(N−ビニルベンジルアミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどの各
種シランカップリング剤、トリフェニルホスフィン、ト
リ−m−トリルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィ
ン、トリ−a−トリルホスフィン、トリス−(2,6−
ジメトキシアェノル)ホスフィンなどの各種ホスフィン
化合物、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラ
エチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウ
ムブロミド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニ
ルボレート、テトラエチルホスホニウムテトラフェニル
ボレートおよびテトラブチルホスホニウムテトラフェニ
ルボレートなどの各種ホスホニウム塩、およびイミダゾ
ール、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾー
ル、1,2−ジメチルイミダゾール、1−フェニルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジルイ
ミダゾール、1,8−ジアザ−ビシクロ−(5,4,
0)ウンデセン−7(DBU)、DBUのフェノール、
DBUフェノールノボラック塩、DBUオクチル塩、D
BUp−トルエンスルホン酸塩および1,5−ジアザ−
ビシクロ(4,3,0)ノネン−5 (DBN)などの
各種アミン化合物などの各種硬化促進剤、カーボンブラ
ックおよび酸化鉄などの各種着色剤や各種顔料、シリコ
ーンゴム、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、
変性ポリブタジエンゴムなどの各種エラストマー、ポリ
エチレンなどの各種熱可塑性樹脂、有機過酸化物などの
架橋剤。
Various waxes such as polyethylene wax, carbana wax, montanic acid wax and magnesium stearate, fatty acid metal salts, long-chain fatty acids,
Various release agents such as metal salts of long-chain fatty acids, esters or amides of long-chain fatty acids and various modified silicone compounds,
Glycidyl ether of brominated bisphenol A, halogenated epoxy resin such as brominated cresol novolak,
Flame retardants such as organic halogen compounds and phosphorus compounds, various flame retardant aids such as antimony trioxide, diantimony tetroxide and antimony pentoxide, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-glycide Xypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinylethoxysilane,
γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, amino Propyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ-
Anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane and N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl)- Various silane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane, triphenylphosphine, tri-m-tolylphosphine, tri-p-tolylphosphine, tri-a-tolylphosphine, tris- (2,6-
Various phosphine compounds such as dimethoxyenol) phosphine, various phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, tetraethylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetraethylphosphonium tetraphenylborate and tetrabutylphosphonium tetraphenylborate, And imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-phenylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzylimidazole, 1,8-diaza-bicyclo- (5,4,
0) Undecene-7 (DBU), phenol of DBU,
DBU phenol novolak salt, DBU octyl salt, D
BUp-toluenesulfonate and 1,5-diaza-
Various curing accelerators such as various amine compounds such as bicyclo (4,3,0) nonene-5 (DBN); various coloring agents and pigments such as carbon black and iron oxide; silicone rubber; Nitrile rubber,
Various elastomers such as modified polybutadiene rubber, various thermoplastic resins such as polyethylene, and crosslinking agents such as organic peroxides.

【0029】上記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
(A)、硬化剤(B)、無機充填材(C)およびその他
の添加剤を、たとえばバンバリーミキサーなどにより混
合した後、単軸もしくは二軸の押出機、ニーダーおよび
熱ロールなどの各種混練機を用いて溶融混練し、冷却後
粉砕またはタブレット化することなどにより製造するこ
とができる。
The epoxy resin composition is prepared by mixing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C) and other additives with, for example, a Banbury mixer or the like, and then mixing the mixture with a monoaxial or biaxial resin. It can be manufactured by melt-kneading using various kneaders such as an extruder, a kneader and a hot roll, and cooling and pulverizing or tableting.

【0030】そして、上記エポキシ樹脂組成物を用い、
本発明のトランスファー成形法により封止して得られる
半導体装置は、すぐれた成形性と半田耐熱性を兼備し、
半導体装置としての理想的な性能を有するものである。
Then, using the epoxy resin composition,
The semiconductor device obtained by sealing by the transfer molding method of the present invention has both excellent moldability and solder heat resistance,
It has ideal performance as a semiconductor device.

【0031】[0031]

【実施例】以下に、実施例と比較例を挙げて、本発明の
効果をより具体的に説明する。まず、高周波電圧印加ま
たは電磁波加熱によりエポキシ樹脂組成物からなるタブ
レットの均一な加熱ができることを示す。表2中の実施
例1の組成を持ったタブレット内にアルメル-クロメル
からなる熱電対の温度計を図3に示す位置(2カ所)に
配置した。次に昇温された金型内で電磁波を用いた場合
と用いなかった場合のこのタブレットの温度の変化を調
べた。その結果を図4、比較例を図5に示す。このよう
に高周波電圧印加または電磁波を用いた加熱ではタブレ
ットの内部と外部が均一に昇温されていることがわか
る。電磁波の照射はマグネトロンを用いて初期出力20
00W、タブレット水平方向から上方60°の方向から
行った。また金型温度は175℃に設定した。
EXAMPLES The effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. First, it will be shown that a tablet made of an epoxy resin composition can be uniformly heated by application of a high-frequency voltage or electromagnetic wave heating. In a tablet having the composition of Example 1 in Table 2, thermometers of a thermocouple made of alumel-chromel were arranged at the positions (two places) shown in FIG. Next, the change in the temperature of the tablet with and without the use of electromagnetic waves in the heated mold was examined. The results are shown in FIG. 4 and the comparative example is shown in FIG. Thus, it can be seen that the inside and outside of the tablet are uniformly heated by application of a high-frequency voltage or heating using electromagnetic waves. Irradiation of electromagnetic waves is performed using a magnetron with an initial output of 20
00W, from a direction 60 ° above the horizontal direction of the tablet. The mold temperature was set at 175 ° C.

【0032】[実施例1〜12、比較例1〜6]表1に
記載した原料を用い、表2〜5に示した組成比でミキサ
ーを用いてドライブレンドした。これを押出機で4分間
溶融混練後、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物を調整
した。
Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 6 Dry blending was carried out using the raw materials shown in Table 1 at a composition ratio shown in Tables 2 to 5 using a mixer. This was melt-kneaded for 4 minutes in an extruder, cooled and pulverized to prepare an epoxy resin composition.

【0033】上記各エポキシ樹脂組成物を用い、図1に
示したトランスファー成形機を使用して成形することに
より得られた半導体装置の性能を、下記の評価基準にし
たがって評価した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of evaluating the performance of semiconductor devices obtained by molding each of the above epoxy resin compositions using the transfer molding machine shown in FIG. 1 according to the following evaluation criteria. Show.

【0034】なお、高周波電圧印加または電磁波は50
MHzの高周波または2450GHzのマイクロ波をポ
ット部に導入して樹脂組成物の加熱を行った。このとき
の出力は2000Wであった。比較例では高周波誘電や
マイクロ波を用いずに通常の金型を175℃の樹脂硬化
温度に保持する方法で封止を行った。
The application of a high-frequency voltage or electromagnetic waves
A high frequency of MHz or a microwave of 2450 GHz was introduced into the pot portion to heat the resin composition. The output at this time was 2000W. In the comparative example, sealing was performed by a method in which a normal mold was maintained at a resin curing temperature of 175 ° C. without using high-frequency dielectric or microwave.

【0035】[評価基準]パッケージの成形性:54ピ
ンTSOP及び160ピンQFPそれぞれ50パッケー
ジに対し、ステージの露出およびパッケージの未充填を
目視観察し、ステージの露出およびパッケージの未充填
が観察されるパッケージを不良とし、不良率を求めた。
また両パッケージに対し内部ボイドを超音波探傷器で観
察し、また外部ボイドを目視観察し、その合計を50で
割り、一パッケージ当たりのボイド数をボイド数として
示した。
[Evaluation Criteria] Formability of Package: Exposed stage and unfilled package were visually observed for 50 packages each of 54-pin TSOP and 160-pin QFP, and the exposed stage and unfilled package were observed. The package was determined to be defective, and the defect rate was determined.
The internal voids of both packages were observed with an ultrasonic flaw detector, and the external voids were visually observed. The total was divided by 50, and the number of voids per package was shown as the number of voids.

【0036】また、両パッケージを切断して、ステージ
の傾きを観察し、それぞれ50パッケージの平均を求め
ステージ変位とした。
Further, both packages were cut, the inclination of the stage was observed, and the average of each of the 50 packages was determined to determine the stage displacement.

【0037】半田耐熱性:54ピンTSOP及び160
ピンQFPそれぞれ50パッケージに対し、85℃、8
5%、168時間加湿後、最高温度245℃のIRリフ
ロー炉にて加熱処理した。その後超音波探傷器による観
察により外部クラックの有無を調べクラックの入ったパ
ッケージを不良パッケージとし、その割合を半田耐熱性
不良率とした。
Solder heat resistance: 54-pin TSOP and 160
85 ° C, 8 for 50 pin QFP packages
After humidification at 5% for 168 hours, the sample was heated in an IR reflow furnace at a maximum temperature of 245 ° C. Thereafter, the presence or absence of external cracks was examined by observation using an ultrasonic flaw detector, and the package containing the crack was determined as a defective package, and the ratio was defined as the solder heat resistance defective rate.

【0038】尚、本実験で用いられたパッケージの詳細
を次に示す。 54ピンTSOP:外寸10×22×1.0mm、チップ
サイズ5×10mm、ダイパッドサイズ6×11mm 160ピンQFP:外寸28×28×3.4mm、チップ
サイズ12×12mm、ダイパッドサイズ13×13mm
The details of the package used in this experiment are shown below. 54-pin TSOP: outer dimensions 10 × 22 × 1.0 mm, chip size 5 × 10 mm, die pad size 6 × 11 mm 160-pin QFP: outer dimensions 28 × 28 × 3.4 mm, chip size 12 × 12 mm, die pad size 13 × 13 mm

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】表2〜4の結果から明らかなように、本発
明の方法により得られた半導体装置(実施例1〜12)
は、高周波電圧印加または電磁波で加熱しない比較例1
〜6に比べて、無機充填材の配合量が高い場合にあって
もエポキシ樹脂組成物を高密度に充填することが可能で
あり、その結果、ボイドがなく、ステージ変位、チッ
プ、フレーム露出などの少ない優れた成形性のもとに、
半田耐熱性に優れた半導体装置を得ることができる。
As is clear from the results of Tables 2 to 4, the semiconductor device obtained by the method of the present invention (Examples 1 to 12)
Comparative Example 1 not heated by high-frequency voltage application or electromagnetic wave
Compared with No. 6, even when the blending amount of the inorganic filler is high, the epoxy resin composition can be filled at a high density, and as a result, there is no void, stage displacement, chip, frame exposure, etc. With excellent moldability with less
A semiconductor device having excellent solder heat resistance can be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、たとえ無機充填材の配合量が大
きく、エポキシ樹脂組成物の流動性が不足していたとし
ても、金型内へ樹脂組成物を高密度に充填することが可
能であり、薄型パッケージおよび厚型パッケージに共通
して正常なパッケージを、不良品を発生することなく効
率的に成形することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, even if the amount of the inorganic filler is large and the fluidity of the epoxy resin composition is insufficient, the mold in the mold is not affected. The resin composition can be filled at a high density, and a normal package can be efficiently formed without generating defective products in common with the thin package and the thick package.

【0045】また、エポキシ樹脂組成物の無機充填材含
有量を高く設定することができるので、半田耐熱性の優
れた半導体装置を得ることができる。
Further, since the content of the inorganic filler in the epoxy resin composition can be set high, a semiconductor device having excellent solder heat resistance can be obtained.

【0046】したがって、本発明の半導体装置の製造方
法によれば、従来困難とされていた成形性と半田耐熱性
の両立を効率的に達成することができる。
Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to efficiently achieve both the moldability and the soldering heat resistance, which were conventionally difficult.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings] 【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.プランジャー 2.封止用金型 3.キャビティー 4.ポット 5.エポキシ樹脂組成物 6.フレーム及び半導体素子 7.高周波電圧電極 8.マグネトロン 1. Plunger 2. Sealing mold 3. Cavity 4. Pot 5. Epoxy resin composition 6. 6. Frame and semiconductor element 7. High frequency voltage electrode Magnetron

【図1】本発明の製造方法で用いるトランスファー成形
機の一例の要部概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a transfer molding machine used in a production method of the present invention.

【図2】本発明の実施例で用いたトランスファー成形機
の要部概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a main part of a transfer molding machine used in an embodiment of the present invention.

【図3】高周波電圧印加または電磁波による均一な加熱
を示す実験に用いたタブレットの概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a tablet used in an experiment showing uniform heating by application of a high-frequency voltage or electromagnetic waves.

【図4】電磁波による均一な加熱を示す実験結果のグラ
フである。
FIG. 4 is a graph of experimental results showing uniform heating by electromagnetic waves.

【図5】従来の加熱方式による不均一な加熱を示す実験
結果のグラフである。
FIG. 5 is a graph of experimental results showing non-uniform heating by a conventional heating method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29C 45/76 B29C 45/76 H01L 23/29 B29K 63:00 23/31 B29L 31:34 // B29K 63:00 H01L 23/30 R B29L 31:34 Fターム(参考) 4F206 AA39 AD18 AH37 AK10 AK11 AR16 AR20 JA02 JB12 JB17 JD04 JE06 JM04 JM16 JN43 4M109 AA01 CA21 EA03 EB02 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB19 5F061 AA01 CA21 DA16 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B29C 45/76 B29C 45/76 H01L 23/29 B29K 63:00 23/31 B29L 31:34 // B29K 63 : 00 H01L 23/30 RB29L 31:34 F term (reference) 4F206 AA39 AD18 AH37 AK10 AK11 AR16 AR20 JA02 JB12 JB17 JD04 JE06 JM04 JM16 JN43 4M109 AA01 CA21 EA03 EB02 EB04 EB06 EB07 EB07 EB09 EB09

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加熱されたエポキシ樹脂組成物を、トラン
スファー成形装置に備えられた金型内にプランジャーに
より加圧、注入して、半導体装置を封止するに際し、エ
ポキシ樹脂組成物を高周波電圧または電磁波によって加
熱を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
An epoxy resin composition is heated and injected into a mold provided in a transfer molding apparatus with a plunger to seal a semiconductor device. Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein heating is performed by electromagnetic waves.
【請求項2】金型のポット内での高周波電圧または電磁
波によるエポキシ樹脂組成物の加熱と硬化及び封入を行
うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造
方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the epoxy resin composition is heated, cured and sealed by a high frequency voltage or an electromagnetic wave in a mold pot.
【請求項3】高周波電圧の電源周波数が、1MHz〜3
00MHzであることを特徴とする請求項1または2の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
3. The power supply frequency of the high-frequency voltage is 1 MHz to 3 MHz.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the frequency is 00 MHz.
【請求項4】電磁波の周波数が、300MHz〜300
GHzであることを特徴とする請求項1または2のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。
4. The electromagnetic wave has a frequency of 300 MHz to 300 MHz.
The method according to claim 1, wherein the frequency is GHz.
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