JP2009246376A - 半導体装置および樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体回路が形成されたチップ1と、チップの半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子2と、デバイス端子と電気的に結合された外部回路基板接合用端子6とから構成されるウエハーレベルチップサイズの半導体装置において、外部回路基板接合用端子が絶縁体からなる突起部7と絶縁体表面に設けられた金属層9からなり、絶縁体が酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と光酸発生剤(B)と130℃以上の温度で(A)の酸性基と結合しうる反応基を有する化合物(C)を含む樹脂組成物よりなることを特徴とする半導体装置。
【選択図】図1
Description
ウエハーレベルチップサイズパッケージにおいて、絶縁層で作成した突起部表面に金属層を設けて接続端子を作製することが特許文献1に記載されているが、さらに絶縁体に低応力性、耐溶剤性、低吸水性、電気特性等を賦与することが急務となっていた。
[1] 半導体回路が形成されたチップと、該チップの半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子と、該デバイス端子と電気的に結合された外部回路基板接合用端子とから構成されるウエハーレベルチップサイズの半導体装置において、外部回路基板接合用端子が絶縁体からなる突起部と該絶縁体表面に設けられた金属層からなり、該絶縁体が酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と光酸発生剤(B)と130℃以上の温度で(A)の酸性基と結合しうる反応基を有する化合物(C)を含む樹脂組成物よりなることを特徴とする半導体装置。
[2] 半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子部分を除く半導体回路形成側表面に、保護膜及び絶縁層が順次設けられると共に、外部回路基板接合用端子が前記絶縁層の上に設けられ、かつデバイス端子と、外部回路基板接合用端子の金属層とが電気的に結合されている[1]項記載の半導体装置。
[3] デバイス端子と該外部回路基板接合用端子の金属層とを電気的に結合する配線層が絶縁層の上に設けられ、かつ少なくとも該外部回路基板接合用端子の金属層が露出し、配線層およびデバイス端子が封止材層で覆われている[1]又は[2]項記載の半導体装置。
[4] 外部回路基板接合用端子の金属層の表面に、はんだボールが搭載され、あるいはメッキ層が設けられた[1][2]又は[3]項記載の半導体装置。
[5] 環状オレフィン樹脂がポリノルボルネン樹脂である[1]〜[4]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[6] 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(1)で示される繰り返し単位を含むものである[1]〜[5]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
である。R1〜R4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、−C(OH)−(CF3)2、−N(H)−S(O)2−CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれかであり、R1〜R4は、単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR1〜R4のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
[7] 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(2)で示される繰り返し単位を
含むものである[1]〜[6]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
CH=CH−のいずれかであり、lは0〜5までの整数である。R5〜R8は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、−C(OH)−(CF3)2、 −N(H)−S(O
)2−CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R5〜R8は単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR5〜R8のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
[8] 金属層が少なくとも2層からなり、絶縁層側表面に設けられる金属層が、ニッケル、コバルト、クロム、チタニウム、バナジウム、またはこれらを主成分とする合金の内のいずれかで形成される[1]〜[7]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[9] 該絶縁層が感光性樹脂よりなる[2]〜[8]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[10] 感光性樹脂が感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される[9]項記載の半導体装置。
[11] 封止剤層が感光性樹脂よりなる[3]〜[10]項のいずれか1項に記載の半導体装置。
[12] 感光性樹脂が、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される[3]又は[11]項記載の半導体装置。
からなる突起部及び該絶縁体表面に設けられた金属層からなる外部回路基板接合用端子(接続端子)とから構成されたウエハーレベルチップサイズの半導体装置である。次に、このような構成の本発明の半導体装置について添付図面に従って説明する。図1及び図2は、本発明の半導体装置の異なる例の構成を示す断面図であって、図1は、接続端子表面にはんだボールを搭載した例であり、図2は、接合端子表面にめっき層を設けた例である。半導体回路形成領域に半導体回路を形成されたシリコンチップ1上に、前記半導体回路と該外部回路とを電気的に接続するために設けられたデバイス端子2が露出するような開口部3を有する保護膜4が設けられている。この保護膜4の上に絶縁層5が設けられており、この絶縁層5はデバイス端子2が露出する開口部8が設けられている。この絶縁層5の上に外部回路基板の電極(図示せず)と対応した位置に接続端子6を構成する絶縁体からなる突起部7が設けられている。突起部7の表面が金属層9で被覆されて接続端子6が形成され、この接続端子6と金属層9で被覆されたデバイス端子2とが配線を構成する金属層9により電気的に結合されている。絶縁層5の材料としては、金属層9を安定して支持し、実質的に電気的絶縁性および耐熱性を確保するものであれば特に限定されないが、安価で加工性に優れた樹脂材料が広く使われている。このような材料としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)共重合体樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、環状オレフィン樹脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が挙げられる。また、突起部7を構成する材料としては低応力性、電気的絶縁性、耐溶剤性及び低吸水性に優れた環状オレフィン樹脂が挙げられる。なお、絶縁層5には開口部8、また、その上の絶縁体は突起部7を形成する必要があるが、加工法としてフォトリソグラフ法を用いることが簡便であり、高位置精度、高寸法精度を得ることが容易であるので、感光性樹脂を用いることが望ましい。好ましい樹脂としては、絶縁層5には感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ樹脂、感光性環状オレフィン樹脂、突起部7には感光性環状オレフィン樹脂を挙げることができる。また、予め突起形状物を別途作成し、接着剤により前記絶縁層5に設置して突起部7としてもよい。例えば、突起形状物を熱融着で固定してもよい。ただし、この方法ではより高位置精度や高寸法精度が求められる場合には必ずしも十分な対応ができない場合もある。また、絶縁層5を形成したのちに突起部7をスクリーン印刷法等の印刷方式により所望の位置に形成する方法でもよい。適切な突起部の高さや絶縁層の厚さは、絶縁効果、後述する封止樹脂の効果、求められるチップサイズパッケージの高さなどから決定されるものであり、不必要に厚くすることは好ましくない。
突起部7の形状は特にこだわらないが、その表面ははんだボール10を安定に搭載する必要があり平坦部、あるいは球面状凹部を有することが望まれる。
アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル基等が、アルケニル基の具体例としては、ビニル、アリル、ブチニル、シクロヘキシル基等が、アルキニル基の具体例としては、エチニル、1-
プロピニル、2-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル基等が、アリール基の具体例と
しては、フェニル、ナフチル、アントラセニル基等が、アラルキル基の具体例としてはベンジル、フェネチル基等が、酸性基を含有する官能基としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3がそれぞれ挙げられるが、本発明は何
らこれらに限定されない。
エステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基を含有する官能基ついては、これらの基を有している官能基であれば特に構造は限定されない。エーテル基を含有する官能基には、エポキシ基、オキセタン基などの環状エーテルを含む官能基も含まれる。
ルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、-C(OH)-(CF3)2、 -N(H)-S(O)2-CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R1〜R4は、単量体の繰
り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR1〜R4のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。]
共)重合させて得られるノルボルネン型モノマ-の付加(共)重合体、(2)ノルボルネ
ン型モノマ-とエチレンやα-オレフィン類との付加共重合体、(3)ノルボルネン型モノマ-と非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマ-との付加共重合体が挙げられる。これらの樹脂は公知のすべての重合方法で得ることができる。化学式(1)で表されるタイプの環状オレフィン系樹脂は上記付加重合によって得ることができる。
共)重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマ-とエチレンやα-オレフィン類との開環共重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマ-と非共役ジエン、又は他のモノ
マ-との開環共重合体、及び必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂が挙げられ
る。これらの樹脂は公知のすべての重合方法で得ることができる。化学式(2)で表されるタイプの環状オレフィン系樹脂は上記開環重合によって得ることができる。
上記のうち、(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合させて得られる付加(共)重合体、(4)ノルボルネン型モノマ-の開環(共)重合体、及び必要に応じて該(共
)重合体を水素添加した樹脂、が好ましいが、本発明はなんらこれらに限定されるものではない。
)。
配位重合に用いる金属触媒として代表的なニッケルと白金触媒は、PCT WO 9733198とPCT WO 00/20472に述べられている。配位重合用金属触媒の例としては、(トルエン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、(メシレン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、(ベンゼン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、ビス(テトラヒドロ)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、ビス(エチルアセテート)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケル、ビス(ジオキサン)ビス(パーフルオロフェニル)ニッケルなどの公知の金属触媒が挙げられる。
一般的にはラジカル重合はラジカル開始剤の存在下、温度を50℃〜150℃に上げ、モノマーを溶液中で反応させる。ラジカル開始剤としてはアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、アゾビスイソカプトロニトリル、アゾビスイソレロニトリル、t-ブチル過酸化水素などである。
して開環(共)重合体を製造し、次いで必要に応じて通常の水素添加方法により前記開環(共)重合体中の炭素-炭素二重結合を水素添加して熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を
製造することによって得られる。
の場合は、当該酸性基に保護基を導入して重合し、ポリマー生成後に脱保護することで本発明の酸性基を有する環状オレフィン系樹脂を得ることができる。またモノマーに、酸性基に化学反応しうる官能基を導入しておき、ポリマー合成後に高分子反応で当該官能基を酸性基に変換する手法を採ってもよい。
ン-2,3-ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸化合物、又はこれらのエステル又はアミド、或いは無水マレイン酸、クロロ無水マレイン酸、ブテニル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水シトラコン酸などの不飽和カルボン酸無水物等の極性基含有化合物と混合して加熱することによって酸性基を有する環状オレフィン系樹脂を得ることができる。
0.12,5.17,10]ドデック-3-エン-8-カルボン酸、8-メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン-8-カルボン酸、(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-
2-エン-5-イル)酢酸、2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)プロピオン酸、3-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)酪酸、3-(ビシクロ[2.
2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)吉草酸、3-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-
5-イル)カプロン酸、コハク酸モノ-(2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-
イル)カルボニルオキシエチル)エステル、コハク酸モノ-(2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)カルボニルオキシプロピル)エステル、コハク酸モノ-(2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)カルボニルオキシブチル)エステル、フタル酸モノ-(2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)カルボニルオキシエチル)エステル、カプロン酸モノ-(2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)カルボニルオキシブチル)エステル、(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)カルボニルオキシ酢酸、2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)メチル
フェノール、3-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)メチルフェノール、
4-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)メチルフェノール、4-(ビシクロ
[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)フェノール、4-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)メチルカテコール、3-メトキシ-4-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-
2-エン-5-イル)メチルフェノール、3-メトキシ-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-
2-エン-5-イル)メチルフェノール、2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)メチルレゾルシン、1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘ
プト-2-エン-5-イル)エチルアルコール、1,1-ビストリフルオロメチル-3-(ビシ
クロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)プロピルアルコール、1,1-ビストリフル
オロメチル-4-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)ブチルアルコール、1,1-ビストリフルオロメチル-5-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)ペ
ンチルアルコール、1,1-ビストリフルオロメチル-6-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)ヘキシルアルコール、8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.
0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-n-プロピルカルボニルテトラシクロ[4.4.
0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-i-プロピルカルボニルテトラシクロ[4.4
.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-n-ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.
4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-(2-メチルプロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-(1-メチルプロポキシ)
カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-t-ブトキ
シカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-シクロヘキシロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-(4'-t-ブチルシクロヘキシロキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-フェノキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-テトラヒドロフラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン、8-テトラヒドロピラニロキシカルボニルテトラシク
ロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-n-
プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-i-プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-n-ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-(2-メチルポロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-(1-メチルポロポキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-t-ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-シクロヘキシロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-(4'-t-ブチルシクロヘキシロキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-フェノキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチル-8-テトラヒドロフラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-
エン、8-メチル-8-テトラヒドロピラニロキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン、8-メチル-8-アセトキシテトラシクロ[4.4.0.12,5
.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(メトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.
0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(エトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(n-プロポキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(i-プロポキ
シカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(n-ブトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(t-ブトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデ
ック-3-エン、8,9-ジ(シクロへキシロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(フェノキシロキシカルボニル)テトラシ
クロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8,9-ジ(テトラヒドロフラニロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン、8,9-ジ(テトラヒドロピラニロキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-
ドデセン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン-8-カルボン酸
、8-メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン-8-カルボン酸、などが挙げられるが、本発明では何らこれらに限定されるものではない。
ノルボルネン、5-ブチル-2-ノルボルネン、5-ペンチル-2-ノルボルネン、5-ヘキシ
ル-2-ノルボルネン、5-ヘプチル-2-ノルボルネン、5-オクチル-2-ノルボルネン、5-ノニル-2-ノルボルネン、5-デシル-2-ノルボルネンなど、アルケニル基を有するものとしては、5-アリル-2-ノルボルネン、5-メチリデン-2-ノルボルネン、5-エチリデ
ン-2-ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、5-(2-プロペニル)-2-ノルボルネン、5-(3-ブテニル)-2-ノルボルネン、5-(1-メチル-2-プロペニル
)-2-ノルボルネン、5-(4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(1-メチル-3-ブテニル)-2-ノルボルネン、5-(5-ヘキセニル)-2-ノルボルネン、5-(1-メチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(2,3-ジメチル-3-ブテニル)-2-ノルボルネン、5-(2-エチル-3-ブテニル)-2-ノルボルネン、5-(3,4-ジメチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(7-オクテニル)-2-ノルボルネン、5-(2-メチル-6-ヘプテニル)-2-ノルボルネン、5-(1,2-ジメチル-5-ヘキセニル)-2-ノルボルネン、5-(5-エチル-5-ヘキセニル)-2-ノルボルネン、5-(1,2,3-トリメチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネンなど、アルキニル基を有するものとしては、5-エチニル-2-ノルボルネンなど、アルコキシシリル基を有するものとしては、ジメチルビス((5-
ノルボルネン-2-イル)メトキシ))シランなど、シリル基を有するものとしては、1,1,3,3,5,5-ヘキサメチル-1,5-ジメチルビス((2-(5-ノルボルネン-2-イ
ル)エチル)トリシロキサンなど、アリール基を有するものとしては、5-フェニルー2-ノルボルネン、5-ナフチル-2-ノルボルネン、5-ペンタフルオロフェニル-2-ノルボルネンなど、アラルキル基を有するものとしては、5-ベンジル-2-ノルボルネン、5-フェネチル-2-ノルボルネン、5-ペンタフルオロフェニルメタン-2-ノルボルネン、5-(2-ペンタフルオロフェニルエチル)-2-ノルボルネン、5-(3-ペンタフルオロフェニル
プロピル)-2-ノルボルネンなど、アルコキシシリル基を有するものとしては、5-トリ
メトキシシリル-2-ノルボルネン、5-トリエトキシシリル-2-ノルボルネン、5-(2-
トリメトキシシリルエチル)-2-ノルボルネン、5-(2-トリエトキシシリルエチル)-
2-ノルボルネン、5-(3-トリメトキシプロピル)-2-ノルボルネン、5-(4-トリメ
トキシブチル)-2-ノルボルネン、5ートリメチルシリルメチルエーテル-2-ノルボルネンなど、ヒドロキシル基、エーテル基、エステル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するものとしては、5-ノルボルネン-2-メタノール、及びこのアルキルエーテ
ル、酢酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、プロピオン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、酪酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、吉草酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、カプロン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、カプリル酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、カプリン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、ラウリン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、ステアリン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、オ
レイン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、リノレン酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸、5-ノルボルネン-2-カルボン酸メチルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸エチルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸t-ブチルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸i-ブチルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸トリメチルシリルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸トリエチル
シリルエステル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸イソボニルエステル、5-ノルボルネン
-2-カルボン酸2-ヒドロキシエチルエステル、5-ノルボルネン-2-メチル-2-カルボン酸メチルエステル、ケイ皮酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、5-ノルボルネン-2-メチルエチルカルボネート、5-ノルボルネン-2-メチルn-ブチルカルボネート、5-ノ
ルボルネン-2-メチルt-ブチルカルボネート、5-メトキシ-2-ノルボルネン、(メタ)アクリル酸5-ノルボルネン-2-メチルエステル、(メタ)アクリル酸5-ノルボルネン-
2-エチルエステル、(メタ)アクリル酸5-ノルボルネン-2-n-ブチルエステル、(メ
タ)アクリル酸5-ノルボルネン-2-n-プロピルエステル、(メタ)アクリル酸5-ノル
ボルネン-2-i-ブチルエステル、(メタ)アクリル酸5-ノルボルネン-2-i-プロピル
エステル、(メタ)アクリル酸5-ノルボルネン-2-ヘキシルエステル、(メタ)アクリ
ル酸5-ノルボルネン-2-オクチルエステル、(メタ)アクリル酸5-ノルボルネン-2-デシルエステルなど、エポキシ基を有するものとしては、5-[(2,3-エポキシプロポキ
シ)メチル]-2-ノルボルネンなど、またテトラシクロ環から成るものとして、8,9-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチルテトラシクロ[4
.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-エチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデック-3-エン、8-メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.01,6]ドデ
ック-3-エン、8-エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,12]ドデック-3-エン、8-エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,1001,6]ドデック-3-エン。
しかし本発明は何らこれらに限定されるものではない。
α-スル
ホニル-ジアゾメタン系化合物、スルホン化合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド
化合物、有機酸イミド化合物等が挙げられる。本発明では、キノンジアジド化合物を用いることが好ましい。
ジド或いは1,2-ナフトキノンジアジド構造を有する化合物を挙げることができる。こ
れらは米国特許明細書第2772975号、第2797213号、第3669658号により公知の物質である。これらのうち、特に小さい露光量で高い溶解性のコントラストを
得るために、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸或いは1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸とフェノール化合物とのエステル化合物が好ましい。これらの光酸発生剤は、放射線照射による露光時の光反応でカルボキシル基を生成し、露光部のアルカリ現像液に対する溶解性を増加させるポジ型の光酸発生剤として機能する。
N-ヒドロキシメチルアミノカルボニル基などのメチロール基、N-メトキシメチルアミノカルボニル基などのアルコキシメチル基等を挙げることができる。
化合物(C)としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、ポリメチル(グリシジロキシプロピル)シロキサン等のエポキシ基含有シリコーン、2-メチル-2-オキサゾリン、2-エチル-2-オキサゾリン、1,3-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、1,4-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、2,2‘-ビス(2-オキサゾリン)、2,6-ビス(4-イソプロピル-2-オキサゾリン-
2-イル)ピリジン、2,6-ビス(4-フェニル-2-オキサゾリン-2-イル)ピリジン、
2,2‘-イソプロピリデンビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、(S,S)-(-)-
2,2‘-イソプロピリデンビス(4-tert-ブチル-2-オキサゾリン)、ポリ(2-プロペニル-2-オキサゾリン)などのオキサゾリン環含有ポリマー、N-メチロールアクリ
ルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、フルフリルアルコール、ベンジルアルコー
ル、サリチルアルコール、1,2-ベンゼンジメタノール、1,3-ベンゼンジメタノール、1,4-ベンゼンジメタノール、レゾール型フェノール樹脂などを挙げることができる
が、本発明は何らこれらに限定されない。これらは単独でも、2種以上を混合して使用してもよい。
メチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、メチル-1,3-ブチレングリコールアセテート、1,3-ブチレングリコール-3-モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン
酸エチル、メチル-3-メトキシプロピオネート等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。
これらの中では、高い溶解性と揮散により後硬化時に除去しやすい点より、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノンの使用が好ましい。
(実施例1)
《合成例1》
*ポリマーの合成
1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)
エチルアルコール/5-ノルボルネン-2-カルボン酸=75/25コポリマーの共重合体
(A-1)の例を挙げる。
すべてのガラス機器は60℃で0.1Torr下で18時間乾燥した。その後ガラス機器は内部の酸素濃度と湿度がそれぞれ1%以内に抑えられたグローブボックス内に移され、グローブボックスに備え付けられた。酢酸エチル(1000g)、シクロヘキサン(1000g)、1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5
-イル)エチルアルコール(65.9g、0.240mol)と5-ノルボルネン-2-カルボン酸トリメチルシリルエステル(43.3g、0.240mol)が反応フラスコに加えられた。反応フラスコはグローボックスから取り出し、乾燥窒素ガスを導入した。反応中間体は30分間溶液中に窒素ガスを通して脱気した。グローブボックス中でパラジウム触媒すなわち(アリル)パラジウム(トリシクロヘキシルホスフィン)トリフルオロアセテート0.058g(0.077mmol)が塩化メチレン16mlに溶解されて、25mlのシリンジに入れ、グローボックスから取り出し、リチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート0.340gがトルエン1000gに溶解された助触媒溶液と共に反応フラスコに加えられた。さらに1-ヘキセン(25.9g、0.308mol)を
添加し20℃にて5時間攪拌して反応を終了した。次にポリマーをメタノールに投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥した。乾燥後77.5g(収率71%)のポリマーを回収した。得られたポリマーの分子量はGPCによりMw=52,200 Mn=26,100、単分散性=2.00であった。TgはDMAによると180℃であった。ポリマー組成は1H-NMRから1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)エチルアルコールが73モル%、5-ノルボルネン-
2-カルボン酸が27モル%であった。また、この樹脂の酸性基は、ポリマー1gあたり
0.0042モルであった。
*ポリマーの合成
1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル
)エチルアルコール/5-ノルボルネン-2-カルボン酸=50/50コポリマーの開環メ
タセシス共重合体(A-2)の例を挙げる。すべてのガラス機器は60℃で0.1Torr下
で18時間乾燥した。その後ガラス機器は内部の酸素濃度と湿度がそれぞれ1%以内に抑えられたグローブボックス内に移され、グローブボックスに備え付けられた。トルエン(917g)、シクロヘキサン(917g)、1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシ
クロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)エチルアルコール(151g、0.55mol)とノルボルネンカルボン酸トリメチルエステル(99.1g、0.55mol)、1-ヘキセン(368g、2.2mol)が反応フラスコに加えられた。反応フラスコはグ
ローボックスから取り出し、乾燥窒素ガスを導入した。反応中間体は30分間溶液中に窒素ガスを通して脱気した。グローブボックス中で五塩化タングステンのt-ブチルアルコ
ール/メタノール(モル比0.35/0.3)溶液(0.05モル/l)を調製し、この3.78gをトリエチルアルミニウム0.011gがトルエン25gに溶解された助触媒溶液0.634gと共に反応フラスコに加えられた。20℃にて5時間攪拌して反応を終了した。
次にこの溶液をオートクレーブに入れ、RuHCl(CO)[P(C5H5)3]340.02gを加え、内圧が100kg/cm2になるまで水素を導入し、165℃で3時間加熱
攪拌を行った。加熱終了後室温まで放冷し、反応物をメタノール(975mmol)に加え18時間攪拌した。攪拌を止めると水層と溶媒層に分離した。水層を分離した後、1lの蒸留水を加え、20分間攪拌した。水層が分離するので取り除いた。1lの蒸留水で3回洗浄を行った。その後ポリマーをメタノールに投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥した。乾燥後320g(収率85%)のポリマーを回収した。得られたポリマーの分子量はGPCによりMw=16,000 Mn=8,400、単分散性=1.9であった。TgはDMAによると130℃であった。ポリマー組成は1H-NMRから1,1-ビストリフルオロメチル-2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5-イル)
エチルアルコールが48モル%、5-ノルボルネン-2-カルボン酸が52モル%であった
。また、この樹脂の酸性基は、ポリマー1gあたり0.0049モルであった。
得られた樹脂(A-1)5g、プロピレングリコールモノエチルエーテル15g、ビスフ
ェノールAタイプポリオール型エポキシ樹脂(YD-716、東都化成(株)製)0.8g
及びトリス(4-ヒドロキシフェニル)メタンの1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸エステル0.5gを混合し、均一な感光性樹脂組成物(1)を得た。
半導体回路形成領域に144個の半導体回路と、各半導体回路ごとに54個のデバイス端子と、これらのデバイス端子以外の回路側表面に保護膜が設けられた直径6インチシリコンウエハーの表面全面に絶縁層としてポジ型感光性ポリベンゾオキサゾール(製品名CRC-8320:住友ベークライト社製)をスピンコーターで塗布、ホットプレートで120℃4分
にてプリベークし厚さ7μmの塗膜を得た。絶縁層表面にデバイス端子部分を開口するよ
う
な所望のマスクを用い露光(g線ステッパー:ニコン製NSR1505G3A 500mJ/cm2)、現像(現像
液:東京応化製NMD-3:TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)2.38% 20secパドル×2回)、リンス(純水)したのち窒素雰囲気中で150℃30分+320℃30分硬化した。更にそ
の上に接合端子用突起を形成する為に、直径6インチシリコンウエハーの表面全面に絶縁層として上記で得られた感光性樹脂組成物(1)をスピンコーターで塗布、ホットプレートで130℃4分にてプリベークし厚さ30μmの塗膜を得た。絶縁層表面に所望のマスク
を用い露光(I線ステッパー:ニコン製NSR2244i 1000mJ/cm2)、現像(現像液:2.38%
水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)、リンス(イソプロピルアルコール)して絶縁層をエッチングして各々の半導体回路に必要とされる接合端子用の突起部を得、デバイス端子上の絶縁体層も除去してデバイス端子を露出させた。その後、窒素雰囲気中で160℃30分硬化した。
次に、電解銅めっき法により厚さ15μmの銅層を設け、これをベース層とした。この際、めっき液組成は銅28g/l、硫酸200g/l、塩素イオン70mg/l、添加剤(ミクロファブCu‘‘B”EEJA(日本エレクトロプレティング・エンジニヤース)製)25ml/lとした。まためっき条件はめっき温度を28℃、電流密度3A/dm2
とした。
00PM)をスピンコーティングで膜厚が10〜15ミクロンになるように塗布した。これをオーブンで110℃/6分硬化し、得られたレジスト膜に配線用マスクを用いて露光し、その後、現像液(東京応化工業製、P-7G)を用いて現像を行なった。
次に塩化第二銅溶液で露出した金属層部分のシード層とべ一ス層をエッチングし、次いでレジストを剥離液(東京応化工業製PS)で剥離後、デスミア液(マグダミット社製)で中間層を除去し、接続端子と、接続端子とデバイス端子とを電気的に接合する配線層とを得た。
ーフエッチングして接続端子先端部を露出させた。窒素オーブンにて硬化し、その後、接続端子先端部にフラックスを塗布し、はんだボールを搭載し、リフローし、ウエハーを分割して図1のタイプのウエハーレベルチップサイズパッケージを144個得た。
その後、これらのウエハーレベルチップサイズパッケージを外部回路基板に搭載し、温度サイクル試験を行った後、導通状態および機械的接合を調べた。その結果、導通不良も
なく、破断ははんだボールの母体でおきており、正常に接合されていたことがわかった。
得られた樹脂(A-1)5g、プロピレングリコールモノエチルエーテル15g、ビスフ
ェノールAタイプポリオール型エポキシ樹脂(YD-716、東都化成(株)製)0.8g
及びトリス(4-ヒドロキシフェニル)メタンの1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸エステル0.5gを混合し、均一な感光性樹脂組成物(2)を得た。
この感光性樹脂組成物(2)を使用して、実施例1と同様の方法で、ウエハーレベルチップサイズパッケージを作成した。そして、これらを実施例1と同様の方法で外部回路基板に搭載し、温度サイクル試験を行った後、導通状態および機械的接合を調べた。その結果、導通不良は確認されず、破断もはんだボールの母体でおきており、正常に接合されていることが確認された。
半導体回路形成領域に144個の半導体回路と、各半導体回路ごとに54個のデバイス端子と、これらのデバイス端子以外の回路側表面に保護膜が設けられた直径6インチシリコンウエハーの表面全面に絶縁層としてネガ型感光性ポリイミド(製品名CRC-6087 住友ベークライト社製)をスピンコーターで塗布、乾燥機により80℃1時間乾燥し、40μm
の塗膜を得た。絶縁層表面に所望のマスクを用い露光(g線ステッパー 1500mJ/cm2)、現像(現像液:シクロペンタノン)、リンス(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)して絶縁層をハーフエッチングして各々の半導体回路に必要とされる接合端子用の突起部を得た。
次にRFスパッタ装置を用いてシリコンウエハーに設けられた絶縁層表面に金属層を形成した。なお金属の種類は中間層として厚さ300Åのクロム層を用い、シード層として厚さ1000Åの銅層を用いた。ベース層の作製、配線層の作製方法は実施例1と同様にした。
その後、これらのウエハーレベルチップサイズパッケージを外部回路基板に搭載し、温度サイクル試験を行った後、導通状態を調べた。その結果、導通不良がみられた。この上はレベルパッケージの断面を観察したところ、半田ボールにクラックが見られた。
2--- デバイス端子
3--- 開口部
4--- 保護膜
5--- 絶縁層
6--- 接続端子
7--- 突起部
8--- 開口部
9--- 金属層
10--- はんだボール
11--- 中間層
12--- シート層
13--- ベース層
14--- 封止剤層
15--- めっき層
Claims (12)
- 半導体回路が形成されたチップと、該チップの半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子と、該デバイス端子と電気的に結合された外部回路基板接合用端子とから構成されるウエハーレベルチップサイズの半導体装置において、外部回路基板接合用端子が絶縁体からなる突起部と該絶縁体表面に設けられた金属層からなり、該絶縁体が酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と光酸発生剤(B)と130℃以上の温度で(A)の酸性基と結合しうる反応基を有する化合物(C)を含む樹脂組成物よりなることを特徴とする半導体装置。
- 半導体回路形成側表面に設けられたデバイス端子部分を除く半導体回路形成側表面に、保護膜及び絶縁層が順次設けられると共に、外部回路基板接合用端子が前記絶縁層の上に設けられ、かつデバイス端子と、外部回路基板接合用端子の金属層とが電気的に結合されている請求項1記載の半導体装置。
- デバイス端子と該外部回路基板接合用端子の金属層とを電気的に結合する配線層が絶縁層の上に設けられ、かつ少なくとも該外部回路基板接合用端子の金属層が露出し、配線層およびデバイス端子が封止材層で覆われている請求項1又は2記載の半導体装置。
- 外部回路基板接合用端子の金属層の表面に、はんだボールが搭載され、あるいはメッキ層が設けられた請求項1、2又は3記載の半導体装置。
- 環状オレフィン樹脂がポリノルボルネン樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(1)で示される繰り返し単位を含むものである請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。
である。R1〜R4は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラ
ルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、−C(OH)−(CF3)2、−N(H)−S(O)2−CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれかであり、R1〜R4は、単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR1〜R4のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。] - 酸性基を有する環状オレフィン樹脂(A)が式(2)で示される繰り返し単位を含むものである請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
CH=CH−のいずれかであり、lは0〜5までの整数である。R5〜R8は、それぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、又はエステル基を含有する官能基、ケトン基を含有する官能基、エーテル基を含有する官能基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、−C(OH)−(CF3)2、 −N(H)−S(O
)2−CF3等の酸性基を含有する官能基のうちいずれであってもよい。R5〜R8は単量体の繰り返しの中で異なっていてもよいが、全繰り返し単位のR5〜R8のうち、少なくとも一つは酸性基を有する。] - 金属層が少なくとも2層からなり、絶縁層側表面に設けられる金属層が、ニッケル、コバルト、クロム、チタニウム、バナジウム、またはこれらを主成分とする合金の内のいずれかで形成される請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 該絶縁層が感光性樹脂よりなる請求項2〜8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 感光性樹脂が感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される請求項9記載の半導体装置。
- 封止剤層が感光性樹脂よりなる請求項3〜10のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 感光性樹脂が、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾオキサゾール、感光性エポキシ、感光性環状オレフィン樹脂の少なくとも1種で構成される請求項3又は11記載の半導体装置。
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