JP2009283621A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置を構成する封止樹脂（アンダーフィル材とモールド材）の内部欠陥を防止して信頼性の向上を図った半導体装置を提供する。
【解決手段】基板２と、前記基板２の少なくとも一方側に設けられる半導体素子３と、前記基板１と、前記半導体素子３との間を封止する第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂４と、前記半導体素子３の少なくとも側部全周を包囲する第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂５とを有し、前記第１の硬化性樹脂を封止した後、前記第２の封止樹脂５で前記半導体素子３の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置であって、前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が０．５重量％以下であることを特徴とする半導体装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。

近年、半導体素子の大型化、半導体装置の多ピン化、多様化に伴い、半導体素子等の周辺に使用される樹脂材料に対する信頼性の要求も厳しくなってきている。従来、リードフレームに半導体素子を接着し、封止樹脂で封止した半導体装置が主流であったが、近年では多ピン化の限界からボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）の様な半導体装置が増えている。ＢＧＡに搭載される半導体素子をインターポーザー（基板）に接続する方式には、ワイヤーボンドで半導体素子をインターポーザーに接続する方式、フリップチップで半導体素子をインターポーザーに接続する方式等がある。

フリップチップで半導体素子をインターポーザーに接続する方式の半導体装置では、信頼性を高めるためにバンプで電気的に接合した半導体素子と基板との間隙にアンダーフィル材と呼ばれる封止樹脂が充填、注入されている。
アンダーフィル材と呼ばれる封止樹脂は、一般的に硬化性樹脂、硬化剤、充填材で構成され、毛細管現象等を利用して半導体装置の半導体素子、インターポーザー、バンプの間隙を充填する。

さらに近年では、フリップチップで半導体素子をインターポーザーに接続する方式の半導体装置の耐衝撃性や耐吸湿性を高めるために、半導体素子とインターポーザーとをアンダーフィル材で封止した後に、トランスファーモールド用封止材（以下、モールド材とする）により更に周囲を封止する半導体装置の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、アンダーフィル材を封止した後に、モールド材により更に周囲を封止して得られる半導体装置では、アンダーフィル材とモールド材との界面での接着力が十分ではなかった。そのため、モールド材を封止した直後または温度変化の大きい厳しい環境下（リフロー後や厳しい冷熱サイクル環境下）において、アンダーフィル材とモールド材との界面で剥離が生じるという問題点があった。この界面に剥離が生じると、半導体素子やインターポーザーへの剥離の進展、半導体装置のクラック、水分の浸入等を招き信頼性が低下していた。

特開２００１−３２６３０４号公報

本発明の目的は、上記構造の半導体装置において、半導体装置を構成する封止樹脂（アンダーフィル材とモールド材）の内部欠陥を防止して半導体装置の信頼性を向上することである。

このような目的は、下記（１）〜（１１）に記載の本発明により達成される。
（１） 基板と、前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、前記基板と、前記半導体素子との間を封止する第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂と、前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂とを有し、前記第１の封止樹脂組成物で封止した後、前記第２の封止樹脂で前
記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置であって、
前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発するもの以外の成分が、０．５重量％以下であることを特徴とする半導体装置。
（２） 前記第１の封止樹脂組成物が、第１の硬化性樹脂と第１の硬化剤とを含む封止樹脂組成物である、前記（１）項に記載の半導体装置。
（３） 前記第１の硬化性樹脂が、常温で液状のエポキシ樹脂である前記（２）項に記載の半導体装置。
（４） 前記第２の封止樹脂組成物が、第２の硬化性樹脂と第２の硬化剤とを含む封止樹脂組成物である、前記（１）ないし（３）項のいずれかに記載の半導体装置。
（５） 前記第２の硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である前記（１）ないし（４)項のいず
れかに記載の半導体装置。
（６） 前記第１の封止樹脂組成物は、さらに無機充填材を含むものである前記（１）ないし（５)項請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置。
（７） 前記第１の硬化性樹脂が、熱硬化性樹脂である前記（１）ないし（６）項のいずれかに記載の半導体装置。
（８） 前記第２の硬化剤は、フェノール性水酸基を有するものである前記（１）ないし（７)項のいずれかに記載の半導体装置。
（３） 前記第１の硬化剤と前記第２の硬化剤が、異なる硬化剤である前記（１）項に記載の半導体装置。
（９） 前記（１）〜（８）のいずれかの半導体装置に用いられることを特徴とする第１の封止樹脂組成物。
（１０） 基板と、前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、前記基板と、前記半導体素子との間を封止する第１の硬化性樹脂と第１の硬化剤とを含む第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂と、前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する第２の硬化性樹脂と前記第１の硬化剤と異なる第２の硬化剤とを含む第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂とを有し、前記第１の封止樹脂組成物で封止した後、前記第２の封止樹脂で前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置の製造方法であって、
前記基板と半導体素子との間に前記第１の封止樹脂組成物を充填する第１の工程と、
前記第１の封止樹脂組成物を硬化する第２の工程と、
前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲するように前記第２の封止樹脂組成物を供給する第３の工程と、
第２の封止樹脂組成物を硬化する第４の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（１１） 前記第２の工程の後にプラズマ処理を行う工程を有することを特徴とする前記（１０）項記載の半導体装置の製造方法。

本発明によれば、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂との接着性に優れており、半導体装置の信頼性を向上することができる。
また、第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行った場合、より厳しい条件（吸湿条件、リフロー温度）においても半導体装置の信頼性に優れていた。

以下、本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法について詳細に説明する。
本発明の半導体装置は、基板と、前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、前記基板と、前記半導体素子との間を封止する第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂と、前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂とを有し、前記第１の封止樹脂組成物で封止した後、前記第
２の封止樹脂で前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置であって、前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発するもの以外の成分が、０．５重量％以下であることを特徴とするものである。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、基板と、前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、前記基板と、前記半導体素子との間を封止する第１の硬化性樹脂と第１の硬化剤とを含む第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂と、前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する第２の硬化性樹脂と前記第１の硬化剤と異なる第２の硬化剤とを含む第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂とを有し、前記第１の封止樹脂組成物で封止した後、前記第２の封止樹脂で前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置の製造方法であって、前記基板と半導体素子との間に前記第１の封止樹脂組成物を充填する第１の工程と、前記第１の封止樹脂組成物を硬化する第２の工程と、前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲するように前記第２の封止樹脂組成物を供給する第３の工程と、第２の封止樹脂組成物を硬化する第４の工程とを有することを特徴とするものである。

以下、本発明の半導体装置について、好適な実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の半導体装置を模式的に示す断面図である。
半導体装置１は、基板２と、基板２の上側（図面上側）に間隙を介して設けられた半導体素子３と、基板２と半導体素子３との間を封止する第１の封止樹脂４と、半導体素子３を包囲する第２の封止樹脂５とで構成されている。
半導体素子３と、基板２とは、突起電極６で接続される。

第１の封止樹脂４は、第１の封止樹脂組成物で構成され、第１の硬化性樹脂と第１の硬化剤とを含むものである。また、第２の封止樹脂５は、第２の封止樹脂組成物で構成され、第２の硬化性樹脂と第２の硬化剤とを含むものである。
ここで、本発明は、前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発するもの以外の成分が、０．５重量％以下であることを特徴とする。これにより、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂との界面の接着性を向上することができる。界面の接着性が向上できる理由を以下に記す。第１の封止樹脂組成物における、２００℃において固形の成分とは、硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤などの熱硬化（例えば１５０℃硬化）によって固形化するものおよび無機充填材やカーボンブラックなどの熱硬化以前から固形のものであり、２００℃において揮発する成分とは、熱硬化（例えば１５０℃硬化）中に気化して封止樹脂組成物の系外に排出される溶剤などであるが、２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が多いと、その成分は熱硬化によっても固化することなく第１の封止樹脂組成物の硬化物表面に浮き出して、表面にべた付きを与える。この第１の封止樹脂のべた付きが第２の封止樹脂と第１の封止樹脂表面との密着性を低下させる。そこで２００℃において固形および揮発する成分以外の成分を０．５重量％以下とすることによって、表面のべた付きが少なくなり、密着性が向上する。また第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行うことにより、２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が０．５重量％以下の場合には表面のべた付き成分がプラズマ処理によって除去されて、良好な密着性が得られるようになる。

第２の封止樹脂５は、半導体素子３を保護する機能を有する。
第２の封止樹脂５は、第２の封止樹脂組成物で構成され、第２の硬化性樹脂および第２の硬化剤を含むものである。
前記第２の硬化性樹脂としては、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、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、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等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙げられ、これらは単独でも混合して使用しても良い。なお、ここでエポキシ樹脂とは、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を意味する。ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂が好ましい。これにより、電気特性を向上することができる。さらに、多量の無機充填材を添加しても成形可能な流動性を維持することができる。

前記第２の硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記第２の封止樹脂組成物全体の３〜３０重量％が好ましく、特に５〜２０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると流動性が低下し樹脂を封止するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えると半田耐熱性が低下する場合がある。

前記第２の硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ノボラック型フェノール樹脂、フェノールポリマー等のフェノール系硬化剤（フェノール性水酸基を有する硬化剤）、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物（液状酸無水物）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、ポリアミド樹脂、ポリスルフィド樹脂が挙げられる。

また、前記第２の硬化性樹脂として上述のエポキシ樹脂を用いる場合、第２の硬化剤は、特に限定されないが、フェノール性水酸基を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フェノール性水酸基を有する硬化剤は、他の硬化剤と比較して第２の封止樹脂の反応を制御することが容易となるため、半導体装置を製造する際の良好な流動性を確保することができる。また、フェノール性水酸基を有する硬化剤は、その反応性制御が容易なことより無機充填材の高充填化も可能となる。そのため、半導体装置の優れた信頼性を確保することができる。ここでフェノール性水酸基を有する硬化剤とは、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではない。具体的にはフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、トリフェノールメタン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、ビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは単独でも混合して使用しても良い。

前記第２の硬化剤の含有量は、特に限定されないが、前記第２の封止樹脂組成物全体の
２〜１０重量％が好ましく、特に４〜７重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると流動性が劣り第１の封止樹脂との密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると吸湿量が増えリフロー後の密着性を向上する効果が低下する場合がある。
また、前記第２の硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合、前記第２の硬化剤としてフェノール性水酸基を有する硬化剤が好ましく用いられ、その場合、前記エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール性水酸基を有する硬化剤のフェノール性水酸基との当量比（エポキシ基／フェノール性水酸基）は、特に限定されないが、０．５〜２．０が好ましく、特に０．７〜１．５が好ましい。当量比が前記範囲内であると、特に硬化性および耐湿信頼性に優れる。

前記第２の封止樹脂組成物は、特に限定されないが、無機充填材を含有することが好ましい。前記無機充填材としては、例えばタルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、溶融シリカ（溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ）、結晶シリカ等のシリカ粉末等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物等を挙げることができる。前述の無機充填材は、単独でも混合して使用しても良い。これらの中でも溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ粉末が好ましく、特に球状溶融シリカが好ましい。これにより、耐熱性、耐湿性、強度等を向上させることができる。前記無機充填材の形状は、特に限定されないが、真球状であることが好ましく、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。これにより、第２の封止樹脂組成物の流動性を特に向上することができる。
さらに、前記無機充填材は、その表面がカップリング剤により表面処理されていても良い。

第２の封止樹脂組成物に含まれる前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、前記第２の封止樹脂組成物全体の２０〜９５重量％が好ましく、特に３０〜９０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐湿性が低下する場合があり、前記上限値を超えると流動性が低下する場合がある。

また、前記第２の封止樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケンおよびその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等の硬化促進剤、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等のカップリング剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類、パラフィン等の離型剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化成分、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体等の添加剤を添加するこ
とができる。

第１の封止樹脂４は、基板２と半導体素子３との接続信頼性を向上する機能を有する。
第１の封止樹脂４は、第１の封止樹脂組成物で構成され、第１の硬化性樹脂および第１の硬化剤を含むものである。
前記第１の硬化性樹脂としては、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、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、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等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ-
ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミンのような芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂、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−アジペイド等の脂環式エポキシ等の脂肪族エポキシ樹脂ジシロキサン構造を有するシリコーン変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙げられ、これらは単独でも混合して使用しても良い。なお、ここでエポキシ樹脂とは、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を意味する。ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂が好ましく、特に室温で液状のエポキシ樹脂が好ましい。これにより、作業性を向上することができる。さらに、特に第１の封止樹脂組成物の充填性を向上することができる。

前記の室温で液状のエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノール系ジグリシジルエーテル類、フェノールノボラックとエピクロールヒドリンとの反応で得られる常温で液状のグリシジルエーテル、芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、常温で液状のシリコーン変性エポキシ樹脂およびそれらの混合物等が挙げられる。
さらに、これらの液状樹脂にジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェノールのジグリシジルエーテル等の常温で液状となりうるが純度が高いと結晶化するような結晶性エポキシ樹脂を混合し、液状にしたものを使用することもできる。
また、前記の常温で液状のエポキシ樹脂に、常温で固形のエポキシ樹脂を混合し、液状にしたものも使用することもできる。
前記固形のエポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂全体の５０重量％以下が好ましく、特に２０重量％以下が好ましい。含有量が前記範囲内であると、第1の封止樹脂４の硬化物特性を制御するのが容易となる。

また、前記第２の硬化性樹脂と第１の硬化性樹脂とは、特に限定されないが、同種の硬化性樹脂であることが好ましい。これにより、第２の封止樹脂と第１の封止樹脂との界面の接着性を特に向上することができる。
同種の硬化性樹脂とは、例えばエポキシ樹脂同士、フェノール樹脂同士等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂同士が好ましい。これにより、耐熱性および電気特性の両方に優れる。

前記第１の硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記第１の封止樹脂組成物全体の４〜７０重量％が好ましく、特に１０〜５０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると作業性および流動性が低下する場合があり、前記上限値を超えると耐ヒートサイクル性（耐クラック性および半田の変形防止）が低下する場合がある。

前記第１の硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）、下記式（１）で示される化合物などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、トリフェノールメタン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、ビスフェノール化合物、アルキルおよび／またはアリル変性の液状ポリフェノール等のフェノール系硬化剤（１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般）、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物（液状酸無水物）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、ポリアミド樹脂、ポリスルフィド樹脂が挙げられる。

（式中、Ｒ¹は炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ²はＨ、炭素数１〜３のアルキル基、電子吸引性基のいずれかを表す。Ｒ¹およびＲ²は異なっていてもよい。ｎは整数である。）

これらの中でも室温で液状である硬化剤が好ましい。これにより、第１の封止樹脂組成物の流動性を特に向上することができる。

前記第１の硬化剤の含有量は、特に限定されないが、前記第１の封止樹脂組成物全体の１〜５０重量％が好ましく、特に３〜４０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に第１の封止樹脂組成物が効率良く硬化する。
また、前記第２の硬化剤と第１の硬化剤とは、特に限定されないが、異なる硬化剤であることがより好ましい。これにより、本発明の効果がより顕著に得られる。
異なる硬化剤とは、例えば、フェノール性水酸基を有する硬化剤とアミン系硬化剤、フェノール性水酸基を有する硬化剤と酸無水物系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、第１の硬化剤にアミン系硬化剤を用い、第２の硬化剤にフェノール性水酸基を有する硬化
剤を用いることが好ましい。これにより、第１の封止樹脂は半田耐熱性が良好となり、第２の封止樹脂は他の硬化剤と比較して第２の封止樹脂の反応を制御することが容易となるため、半導体装置を製造する際の良好な流動性を確保することができる。

前記第１の封止樹脂組成物は、特に限定されないが、無機充填材を含有することが好ましい。これにより、耐湿性および耐ヒートサイクル性（耐クラック性および半田の変形防止）を向上することができる。
前記無機充填材としては、例えばタルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物等を挙げることができる。これらの中でもシリカ、溶融シリカが好ましく、特に球状溶融シリカが好ましい。これにより、流動性および供給安定性を向上することができる。

前記無機充填材（特に、球状シリカ）の平均粒子径は、特に限定されないが、１０μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以下が好ましい。平均粒子径が前記範囲内であると、第１の封止樹脂組成物の充填性を特に向上することができる。
前記第１の封止樹脂組成物は、毛細管現象等を利用して半導体装置の半導体素子基板等との間隙を充填するものであり、その間隙は１５０μｍ以下であることが多い。そのため、その間隙で第１の封止樹脂組成物の流動性を確保するためには、第１の封止樹脂組成物に用いる無機充填材は、前記範囲内であることが好ましい。

第１の封止樹脂組成物に含まれる前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、前記第１の封止樹脂組成物全体の３０〜９０重量％が好ましく、特に４０〜７５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐ヒートサイクル性（耐クラック性および半田の変形防止）が低下する場合があり、前記上限値を超えると作業性および流動性が低下する場合がある。

前記第１の封止樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で硬化促進剤、カップリング剤、低応力剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤等の添加剤を混合することができる。ここで本発明の目的を損なわない範囲とは、前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が、０．５重量％以下であることを特徴とする。なお、イミダゾール等のその他の硬化剤無しでも硬化性樹脂と反応する成分は、硬化促進剤用途として用いている場合でも本発明では硬化剤と見なすこととする。これにより、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂との界面の接着性を向上することができる。界面の接着性が向上できる理由を以下に記す。第１の封止樹脂組成物で２００℃において固形の成分とは、熱硬化（例えば１５０℃硬化）によって固形化するもの（例えば、硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤など）および熱硬化以前から固形のもの（例えば、無機充填材やカーボンブラックなど）であり、２００℃において揮発する成分とは、熱硬化中に気化して封止樹脂組成物の系外に排出されるものである。２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が多いと、２００℃において固形および揮発する成分以外の成分は熱硬化によっても固化することなく第１の封止樹脂組成物の硬化物表面に浮き出して、表面にべた付きを与える。この第１の封止樹脂表面のべた付きが第２の封止樹脂と第１の封止樹脂との密着性を低下させる。そこで２００℃において固形および揮発する成分以外の成分を０．５重量％以下とすることによって、表面のべた付きが少なくなり、密着性が向上する。また第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行うことにより、２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が０．５重
量％以下の場合には表面のべた付き成分がプラズマ処理によって除去されて、良好な密着性が得られるようになる。

本発明に用いられる半導体装置は、基板２の上に間隙を介して半導体素子３が対向配置され、この半導体素子３と基板２との間隙を第１の封止樹脂組成物で封止した後に、第２の封止樹脂組成物により更に周囲を封止して得られるものである。
本発明の半導体装置は、図１に示す以外の構成を有する半導体装置にも適用可能である。他の構成を有する半導体装置としては、例えば図２〜図４に示すようなものがある。図２〜図４は、他の構成を有する半導体装置１の模式図である。以下、図１に示す半導体装置との相違点を中心に説明する。

図２に示される半導体装置１は、半導体素子３の上面が第２の封止樹脂５に覆われずに、開放されているものである（すなわち半導体素子３の側部全周が第２の封止樹脂５で包囲されている）。

図３に示される半導体装置１は、半導体素子３の上面に、接着剤や接着フィルム等（図示せず）を介して、他の半導体素子３ａを搭載し、半導体素子３ａからワイヤー６によりワイヤーボンディングを行い、基板２に接続したものを第２の封止樹脂組成物で封止するものである。

図４に示される半導体装置１は、基板２の半導体素子３を搭載している側と反対側にも第２の封止樹脂５が形成されているものである。
なお、図２〜４についても第１の封止樹脂４、第２の封止樹脂５の樹脂組成は前述の図１に示す半導体装置１と同様である。

上述のような半導体装置の構成の中でも例えば図１〜３に示すような、基板２の片面のみを第２の封止樹脂組成物で封止するものに、本発明を好適に用いることができる。すなわち、第２の封止樹脂組成物が基板２の両面を封止する場合と比較して、片面封止の場合、半導体装置の温度変化に対する反り量の変化が大きくなる。そのため第１の封止樹脂４と第２の封止樹脂５との積層界面にかかる応力が大きく、より強い接着力が必要とされるからである。

次に、半導体装置の製造方法について説明する。
図５は、本発明における半導体装置の製造方法の一例を示す概略図である。
本発明の半導体装置の製造方法には、図５ａに示すように予め基板２の一方側に設けられた半導体素子３を有するものを使用することができる。

まず、基板２と、基板２の一方側に設けられる半導体素子３との間隙８に、第１の封止樹脂組成物を充填する。第１の封止樹脂組成物を充填する方法としては、半導体装置を熱板上に置き、第1の封止樹脂組成物が入ったシリンジのような注入器を用いて、第１の封
止樹脂組成物を半導体素子３の近傍に抽入して、毛細管現象により間隙８内に展開、充填する方法等が挙げられる。
第１の封止樹脂組成物を得るには、前記第１の熱硬化性樹脂や第１の硬化剤などを例えばロール、遊星ミキサー等で混合し、好ましくは真空脱泡する。
前記第１の封止樹脂組成物（充填液）の粘度は、特に限定されないが、０．５〜５００Ｐａ・ｓが好ましく、特に１〜２００Ｐａ・ｓが好ましい。粘度が前記下限値未満であると封止樹脂組成物が充填装置の吐出口より液垂れする場合があり、前記上限値を超えると流動性が低下する場合がある。
前記粘度は、例えば常温（２５℃）でブルックフィールド型粘度計、Ｅ型粘度計等を用いて、測定条件０．５〜５ｒｐｍで評価することができる。

図５ｂに示すように第１の封止樹脂組成物が、間隙８に充填された後に、第１の封止樹脂組成物を硬化する。第１の封止樹脂組成物を硬化する方法は、加熱する方法である。加熱条件は、特に限定されないが、１４０〜１８０℃×１０〜１８０分が好ましく、特に１５０〜１６５℃×３０〜１２０分が好ましい。加熱条件が前記下限値未満であると硬化が不十分となる場合があり、前記上限値を超えると生産性を向上する効果が低下する場合がある。

次に、半導体素子３と、第１の封止樹脂組成物を硬化した第１の封止樹脂４を共に包囲するように第２の封止樹脂組成物を供給する。第２の封止樹脂組成物を供給する方法としては、例えばトランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法が挙げられる。
前記第２の封止樹脂組成物は、例えばミキサー等を用いて原料を充分に均一に混合した後、更に熱ロール、ニーダー、押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
第２の封止樹脂組成物を供給する際の粘度は、特に限定されないが、３０〜３００ｐｏｉｓｅが好ましく、特に５０〜２００ｐｏｉｓｅが好ましい。粘度が前記下限値未満であると流動性が低下し第１の封止樹脂との密着性が低下する場合があり、前記上限値を超えるとボイドの発生が多くなる場合がある。前記粘度は、例えば高化式フローテスター等で求めることができる。

そして、図５ｃのように第２の封止樹脂組成物が供給された後に、第２の封止樹脂組成物を硬化する。第２の封止樹脂組成物を硬化する方法としては、加熱する方法、光照射する方法などが挙げられる。
加熱する方法の加熱条件は、特に限定されないが、１６０〜１８５℃×３０〜１８０秒が好ましく、特に１７０〜１８５℃×５０〜１２０秒が好ましい。加熱条件が前記下限値未満であるとランナー取られなどの離型不良が生じる場合があり、前記上限値を超えると成形のサイクルタイムが延び生産性が低下する場合がある。

なお、本発明の半導体装置の製造方法では、第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行っても良い。プラズマ処理を行うことにより、前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発する成分以外の成分が０．５重量％以下の場合には、硬化後の表面のべた付き成分がプラズマ処理によって除去されて、より良好な密着性が得られるようになる。
以上のような製造方法により、本発明の半導体装置が得られる。なお、上述の製造方法においては、第２の封止樹脂４が基板２の片面側から半導体素子３の周囲を完全に封止する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、例えば半導体素子３の少なくとも側部全周を包囲する場合、基板２の両面に第２の封止樹脂５が封止される場合等である。

以下、本発明の実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
（１）第１の封止樹脂組成物の調製
第１の硬化性樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６５）１１．７重量％および４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−２−メチルアニリン（住友化学製、ＥＬＭ−１００、エポキシ当量１００）１１．７重量％と、第１の硬化剤として３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（日本化薬製、カヤハードＡＡ、当量６３.
５）１１．９重量％と、無機充填材として球状シリカ（アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ３、平均粒子径１μｍ）６３．０重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製、ＫＢＭ−４０３）１．１重量％と、顔料としてカーボンブラック（三菱化学製、ＭＡ−６００）０．１重量％と、溶剤としてエチレングリコール−Ｎ−ブチルアセテート（東京化成工業製）０．５重量％とを３本ロールにて室温で混練した後、真空脱泡機を用いて真空脱泡処理をして第１の封止樹脂を構成する第１の封止樹脂組成物Ａを得た。カーボンブラックと球状シリカは２００℃において固形の成分である。

（２）第２の封止樹脂組成物の調製
第２の硬化性樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂（ＹＸ４０００Ｈ、ジャパンエポキシレジン製、融点１０８℃、エポキシ当量１８５）８．４３重量％と、第２の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、住友ベークライト製、軟化点８０℃、水酸基当量１０５）４．２２重量％と、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ、北興化学製）０．１５重量％と、無機充填材として球状溶融シリカ（ＦＢ６０、電気化学製、平均粒径２４μｍ）８６．８重量％と、カーボンブラック（ＭＡ６００、三菱化学製）０．２重量％と、カルナバワックス（東亜化成製）０．２重量％とをミキサーで２５℃、２０分間混合した後、２本ロールを用いて９５℃、５分間混練し、冷却後粉砕して第２の封止樹脂を構成する第２の封止樹脂組成物Ｇを得た。

（３）第１の封止樹脂組成物の充填（封止）
基板に予め半導体素子が形成されている基板を用いた。用いた半導体素子と基板は、以下の通りである。半導体素子はサイズが１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３５ｍｍｔを用い、基板は３５２ｐＢＧＡ（サイズ３５ｍｍ×３５ｍｍ×０．５６ｍｍｔのビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板であり、ゲート、ランナー部は金メッキが施されている）を用いた。半導体素子と基板とは、１７６個の半田バンプによりペリフェラル（外周部のみバンプがある形状）に接合されているものを用いた。半田バンプの高さは、０．０５ｍｍであった。また、半導体素子の保護膜には窒化ケイ素を用い、基板上のソルダーレジストには太陽インキ製造社のＰＳＲ４０００を用いた。
上述の半導体素子が搭載された基板を１１０℃の熱板上で加熱し、半導体素子の一辺に第１の封止樹脂組成物をディスペンスし充填させ、１５０℃のオーブンで１２０分間第１の封止樹脂組成物を硬化し、第１の封止樹脂とした。

（４）第２の封止樹脂組成物の充填（封止）
その後トランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７．８ＭＰａ、硬化時間２分で第２の封止樹脂組成物を封止して成形した。得られた成形品のランナー、ゲート部の第２の封止樹脂と金メッキ部分とを人手により分離した。そして１７５℃、２時間で後硬化して第２の封止樹脂とし、半導体装置を得た。使用したサンプルは１０個であった。

（実施例２）
第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行った以外は実施例１と同様にした。プラズマ装置としては、Ｍａｒｃｈ Ｐｌａｓｍａ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製ＡＰ−１０００を用い、ガス種：Ａｒ、ガス流量：２００ｓｃｃｍ、処理強さ：４００Ｗ、処理時間：１２０ｓ、ダイレクトプラズマモードの条件で処理を行った。

（実施例３）
第１の封止樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１の硬化性樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬製、ＲＥ−４０３
Ｓ、エポキシ当量１６５）１１．６重量％および４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−２−メチルアニリン（住友化学製、ＥＬＭ−１００、エポキシ当量１００）１１．６重量％と、第１の硬化剤として３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（日本化薬製、カヤハードＡＡ、当量６３.
５）１１．８重量％と、無機充填材として球状シリカ（アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ３、平均粒子径１μｍ）６３．０重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製、ＫＢＭ−４０３）１．２重量％と、顔料としてカーボンブラック（三菱化学製、ＭＡ−６００）０．１重量％と、溶剤としてエチレングリコール−Ｎ−ブチルアセテート（東京化成工業製）０．５重量％と、低応力材としてＶＴＢＮ（宇部興産製、ＶＴＢＮＸ１３００Ｘ３３）０．２重量％とを用い第１の封止樹脂組成物Ｂを得た。カーボンブラックと球状シリカは２００℃において固形の成分である。
（実施例４）
第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行った以外は実施例３と同様にした。プラズマ処理条件は実施例２と同様にした。

（実施例５）
第１の封止樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１の硬化性樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６５）１１．６重量％および４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−２−メチルアニリン（住友化学製、ＥＬＭ−１００、エポキシ当量１００）１１．６重量％と、第１の硬化剤として３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（日本化薬製、カヤハードＡＡ、当量６３.
５）１１．８重量％と、無機充填材として球状シリカ（アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ３、平均粒子径１μｍ）６３．０重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製、ＫＢＭ−４０３）１．０重量％と、顔料としてカーボンブラック（三菱化学製、ＭＡ−６００）０．１重量％と、溶剤としてエチレングリコール−Ｎ−ブチルアセテート（東京化成工業製）０．５重量％と、低応力材としてＶＴＢＮ（宇部興産製、ＶＴＢＮＸ１３００Ｘ３３）０．４重量％とを用い第１の封止樹脂組成物Ｃを得た。カーボンブラックと球状シリカは２００℃において固形の成分である。

（実施例６）
第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行った以外は実施例５と同様にした。プラズマ処理条件は実施例２と同様にした。

（実施例７）
第１の封止樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１の硬化性樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６５）８．３重量％および４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−２−メチルアニリン（住友化学製、ＥＬＭ−１００、エポキシ当量１００）８．３重量％と、第１の硬化剤として液状ポリフェノール（明和化成製、ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１）１８．７重量％と、無機充填材として球状シリカ（アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ３、平均粒子径１μｍ）６３．０重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製、ＫＢＭ−４０３）０．８重量％と、顔料としてカーボンブラック（三菱化学製、ＭＡ−６００）０．１重量％と、溶剤としてエチレングリコール−Ｎ−ブチルアセテート（東京化成工業製）０．３重量％、硬化促進剤として２−フェニル−４メチルイミダゾール０．５重量％とを用い第１の封止樹脂組成物Ｄを得た。カーボンブラックと球状シリカは２００℃において固形の成分である。またイミダゾールはその他の硬化剤無しでも硬化性樹脂と反応する成分であるので、硬化促進剤用途として用いているが本発明では硬化剤成分と見なす。

（実施例８）
第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行った以外は実施例７と同様にした。プラズマ処理条件は実施例２と同様にした。

（比較例１）
第１の封止樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例２と同様にした。
第１の硬化性樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６５）１１．２重量％および４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−２−メチルアニリン（住友化学製、ＥＬＭ−１００、エポキシ当量１００）１１．２重量％と、第１の硬化剤として３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（日本化薬製、カヤハードＡＡ、当量６３.
５）１１．５重量％と、無機充填材として球状シリカ（アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ３、平均粒子径１μｍ）６３．０重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製、ＫＢＭ−４０３）１．１重量％と、顔料としてカーボンブラック（三菱化学製、ＭＡ−６００）０．１重量％と、溶剤としてエチレングリコール−Ｎ−ブチルアセテート０．５重量％と、低応力材としてＶＴＢＮ（宇部興産製、ＶＴＢＮＸ１３００Ｘ３３）１．４重量％とを用い第１の封止樹脂組成物Ｅを得た。

（比較例２）
第１の封止樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例２と同様にした。
第１の硬化性樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６５）８．０重量％および４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−２−メチルアニリン（住友化学製、ＥＬＭ−１００、エポキシ当量１００）８．０重量％と、第１の硬化剤として液状ポリフェノール（明和化成製、ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１）１８．２重量％と、無機充填材として球状シリカ（アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ３、平均粒子径１μｍ）６３．０重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製、ＫＢＭ−４０３）０．９重量％と、顔料としてカーボンブラック（三菱化学製、ＭＡ−６００）０．１重量％と、溶剤としてエチレングリコール−Ｎ−ブチルアセテート０．３重量％、硬化促進剤として２−フェニル−４メチルイミダゾール０．５重量％、低応力材としてＶＴＢＮ（宇部興産製、ＶＴＢＮＸ１３００Ｘ３３）１．０重量％とを用い第１の封止樹脂組成物Ｆを得た。

各実施例および比較例で得られた半導体装置について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１、表２に示す。
（１）接着性
第１の封止樹脂と第２の封止樹脂との界面の接着性を下記のように評価した。
接着性Ａ
各実施例および比較例で得られた半導体装置を吸湿処理（３０℃／６０％／１９２時間）、耐リフロー試験（ＪＥＤＥＣ２２０℃条件）３回、熱衝撃試験（−５５℃／３０分〜１２５℃／３０分、１，０００サイクル）を行った後に、超音波探傷機（ＳＡＴ）にてアンダーフィル材（第１の封止樹脂）とモールド材（第２の封止樹脂）の積層界面の剥離について観察を行い、剥離した半導体装置の数を評価した。
接着性Ｂ
各実施例および比較例で得られた半導体装置を吸湿処理（６０℃／６０％／１２０時間）、耐リフロー試験（ＪＥＤＥＣ２６０℃条件）３回、熱衝撃試験（−５５℃／３０分〜１２５℃／３０分、１，０００サイクル）を行った後に、超音波探傷機（ＳＡＴ）にてアンダーフィル材（第１の封止樹脂）とモールド材（第２の封止樹脂）の積層界面の剥離について観察を行い、剥離した半導体装置の数を評価した。
接着性Ｃ
各実施例および比較例で得られた半導体装置を吸湿処理（８５℃／６０％／１６８時間）、耐リフロー試験（ＪＥＤＥＣ２６０℃条件）３回、熱衝撃試験（−５５℃／３０分〜１２５℃／３０分、１，０００サイクル）を行った後に、超音波探傷機（ＳＡＴ）にてアンダーフィル材（第１の封止樹脂）とモールド材（第２の封止樹脂）の積層界面の剥離について観察を行い、剥離した半導体装置の数を評価した。

（２）半田耐熱性
半田耐熱性は、各実施例および比較例で得られた半導体装置を吸湿処理（３０℃／６０％／１９２時間）、耐リフロー試験（ＪＥＤＥＣ２２０℃条件）３回、熱衝撃試験（−５５℃／３０分〜１２５℃／３０分、１，０００サイクル）を行った後に半導体素子と、第１の封止樹脂との剥離状態で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：剥離等が全く無し。
○：一部剥離等が有るが、実用上使用可能である。
△：一部剥離等有り、実用上使用不可能である。
×：剥離等有り。

表１、表２から明らかなように、実施例１〜８は、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂との接着性に優れており、半導体装置の信頼性が向上していることが示された。
また、第１の封止樹脂組成物を硬化した後、第２の封止樹脂組成物の封止前に、プラズマ処理を行った場合、より厳しい条件（吸湿条件、リフロー温度）においても半導体装置の信頼性に優れていた。

本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。 本発明における半導体装置の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 半導体装置
２ 基板
３ 半導体素子
３ａ 他の半導体素子
４ 第１の封止樹脂
５ 第２の封止樹脂
６ 突起状端子
７ ワイヤー
８ 間隙

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、
   前記基板と、前記半導体素子との間を封止する第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂と、
   前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂とを有し、前記第１の封止樹脂組成物で封止した後、前記第２の封止樹脂で前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置であって、
   前記第１の封止樹脂組成物の２００℃において固形および揮発するもの以外の成分が、０．５重量％以下であることを特徴とする半導体装置。
2. 前記第１の封止樹脂組成物が、第１の硬化性樹脂と第１の硬化剤とを含む封止樹脂組成物である請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１の封止硬化性樹脂が、常温で液状のエポキシ樹脂である請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記第２の封止樹脂組成物が、第２の硬化性樹脂と第２の硬化剤とを含む封止樹脂組成物である請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置。
5. 前記第１の封止樹脂組成物が、さらに無機充填材を含むものである請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 前記第１の硬化性樹脂が、熱硬化性樹脂である請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置。
7. 前記第２の硬化剤は、フェノール性水酸基を有するものである請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置。
8. 前記第１の硬化剤と前記第２の硬化剤が、異なる硬化剤である請求項1ないし７のいずれ
   かに記載の半導体装置。
9. 請求項１〜８のいずれかの半導体装置に用いられることを特徴とする第１の封止樹脂組成物。
10. 基板と、
    前記基板の少なくとも一方側に設けられる半導体素子と、
    前記基板と、前記半導体素子との間を封止する第１の硬化性樹脂と第１の硬化剤とを含む第１の封止樹脂組成物で構成される第１の封止樹脂と、
    前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する第２の硬化性樹脂と前記第１の硬化剤と異なる第２の硬化剤とを含む第２の封止樹脂組成物で構成される第２の封止樹脂とを有し、前記第１の封止樹脂組成物で封止した後、前記第２の封止樹脂で前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲する半導体装置の製造方法であって、
    前記基板と半導体素子との間に前記第１の封止樹脂組成物を充填する第１の工程と、
    前記第１の封止樹脂組成物を硬化する第２の工程と、
    前記半導体素子の少なくとも側部全周を包囲するように前記第２の封止樹脂組成物を供給する第３の工程と、
    第２の封止樹脂組成物を硬化する第４の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 前記第２の工程の後にプラズマ処理を行う工程を有することを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の製造方法。

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