JP2021097123A - 半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マーキング性を良好に保持しつつ、レーザー捺印の黒色化を抑制できる半導体パッケージの製造方法を提供する。【解決手段】半導体パッケージの製造方法は、封止用樹脂組成物を準備する工程と、当該封止用樹脂組成物を硬化させて基板上の半導体素子を封止する工程と、前記封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂にレーザーによりマークを捺印する工程と、を有し、前記封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填剤（Ｃ）、着色剤（Ｄ）、および除熱剤（Ｅ）を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、半導体パッケージの製造方法に関する。

半導体パッケージにおいて、半導体素子を封止する封止樹脂の上面には、製品名等のマークが捺印される場合がある。このようなマークに関する技術として、近年、レーザー照射によってマーキングする技術が注目されている。レーザーによるマーキングは、レーザー光を利用して樹脂成形体の一部を熱分解、気化、あるいは剥離する等によって消失させることによって、文字や図形などのマーキングを施す方法である。

たとえば、特許文献１には、顔料粒子がレーザー光を吸収して発熱し、熱によって顔料自体が炭化したり、周辺の樹脂が炭化して黒色発色するか、顔料粒子がレーザー光を吸収して顔料自体が化学的に変化して発色することを利用した、レーザーマーキング法が開示されている。

特開２０１８−１５７７７号公報

しかしながら、近年の半導体パッケージの開発環境において、高性能・高品質化の要求の高まりに応じ、半導体パッケージにおいてレーザーマーキングを行った際の樹脂の炭化が外観不良と判断され、不良検出のたびに製造工程が停止する等の問題が生じるようになった。そこで、従来の半導体パッケージに用いられる封止用樹脂組成物の組成を大きく変更することなく、マーキング性を良好に保持しつつ、レーザー捺印の黒色化を抑制して、生産性を向上するという新たな課題が発生した。

本発明者らは、半導体パッケージのレーザーマーキング工程において、マーキング性を良好に保持しつつ、樹脂の炭化を抑制すべく検討を行ったところ、封止用樹脂組成物に徐熱剤を含有させることが有効であることを見出した。

本発明によれば、
封止用樹脂組成物を準備する工程と、
当該封止用樹脂組成物を硬化させて基板上の半導体素子を封止する工程と、
前記封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂にレーザーによりマークを捺印する工程と、
を有する半導体パッケージの製造方法であって、
前記封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填剤（Ｃ）と、着色剤（Ｄ）、および除熱剤（Ｅ）を含む半導体パッケージの製造方法が提供される。

本発明によれば、マーキング性を良好に保持しつつ、レーザー捺印の黒色化を抑制できる半導体パッケージの製造方法を提供できる。

本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。 本実施形態に係る半導体パッケージを上から見た平面図である。 本実施形態に係る構造体を示す断面図である。

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。また、数値範囲の「Ｘ〜Ｙ」は断りがなければ、「Ｘ以上Ｙ以下」を表す。

＜半導体パッケージ＞
図１は、本実施形態に係る半導体パッケージ１００を示す断面図である。
半導体パッケージ１００は、基板１０と、基板１０上の半導体素子２０と、半導体素子２０を封止する封止樹脂３０と、を備えている。

本実施形態における半導体パッケージ１００としては、とくに限定されないが、たとえばＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＬＦ−ＢＧＡ（Ｌｅａｄ Ｆｌａｍｅ ＢＧＡ）が挙げられる。図１においては、半導体パッケージ１００がＢＧＡである場合が例示されている。

基板１０は、たとえばインターポーザ等の配線基板、またはリードフレームである。図１においては、基板１０がインターポーザである場合が例示されている。この場合、基板１０のうち半導体素子２０を搭載する表面と反対側の裏面には、たとえば複数のバンプ５０が設けられる。
半導体素子２０は、基板１０の表面上に搭載されている。図１に示す例において、半導体素子２０は、ボンディングワイヤ４０を介して基板１０に電気的に接続されている。しかしながら、これに限られず、半導体素子２０は、基板１０に対してフリップチップ実装されていてもよい。

封止樹脂３０は、半導体素子２０を封止している。図１に示す例においては、半導体素子２０とボンディングワイヤ４０を封止するように封止樹脂３０が設けられている。

封止樹脂３０の上面には、マーク３２が捺印されている（図２）。マーク３２は、直線または曲線からなる文字、数字、または記号の少なくとも１種類以上により構成される。また、マーク３２は、たとえば半導体パッケージ１００の製品名、製品番号、ロット番号、またはメーカー名等を示すものである。マーク３２の捺印方法としては、たとえばＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、ファイバーレーザー、または炭酸レーザー等を用いたレーザーマーキング方法が挙げられる。

封止樹脂３０は、以下に説明する封止用樹脂組成物の硬化物により構成される。

＜封止用樹脂組成物＞
本実施形態の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填剤（Ｃ）、着色剤（Ｄ）、および除熱剤（Ｅ）を含む。これにより、半導体パッケージのマーキング性を良好に保持しつつ、レーザー捺印の黒色化を抑制できる。
以下、各成分について、詳述する。

［エポキシ樹脂（Ａ）］
エポキシ樹脂（Ａ）としては、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、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。
本実施形態において、エポキシ樹脂（Ａ）としては、たとえばビフェニル型エポキシ樹脂；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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；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；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等の多官能エポキシ樹脂；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、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等のアラルキル型エポキシ樹脂；ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等の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等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。これらのうち、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、およびテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ならびにスチルベン型エポキシ樹脂は結晶性を有するものであることが好ましい。

エポキシ樹脂（Ａ）としては、下記式（１）で表されるエポキシ樹脂、下記式（２）で表されるエポキシ樹脂、および下記式（３）で表されるエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含有するものを用いることがとくに好ましい。

（式（１）中、Ａｒ^１はフェニレン基またはナフチレン基を表し、Ａｒ^１がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基はα位、β位のいずれに結合していてもよい。Ａｒ^２はフェニレン基、ビフェニレン基またはナフチレン基のうちのいずれか１つの基を表す。Ｒ_ａおよびＲ_ｂは、それぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基を表す。ｇは０〜５の整数であり、ｈは０〜８の整数である。ｎ^３は重合度を表し、その平均値は１〜３である）

（式（２）中、複数存在するＲ_ｃは、それぞれ独立に水素原子または炭素数１〜４の炭化水素基を表す。ｎ^５は重合度を表し、その平均値は０〜４である）

（式（３）中、複数存在するＲ_ｄおよびＲ_ｅは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜４の炭化水素基を表す。ｎ^６は重合度を表し、その平均値は０〜４である）

本実施形態において、封止用樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂（Ａ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して２質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましく、７質量％以上であることがとくに好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、成形時において、十分な流動性を実現し、充填性や成形性の向上を図り、良好なマーキング性が保持されやすくなる。
一方で、封止用樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂（Ａ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以下であることがとくに好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の硬化物を封止樹脂３０として用いる半導体パッケージ１００について、レーザーによる炭化を抑制しやすくなる。また、良好なマーキング性を保持しつつ、耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。

［硬化剤（Ｂ）］
封止用樹脂組成物に含まれる硬化剤（Ｂ）としては、たとえば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、および縮合型の硬化剤の３タイプに大別することができる。

硬化剤（Ｂ）に用いられる重付加型の硬化剤としては、たと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；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、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）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物；ノボラック型フェノール樹脂、ポリビニルフェノールなどのフェノール樹脂系硬化剤；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。

硬化剤（Ｂ）に用いられる触媒型の硬化剤としては、たとえばベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール（ＤＭＰ−３０）などの３級アミン化合物；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）などのイミダゾール化合物；ＢＦ３錯体などのルイス酸などが挙げられる。

硬化剤（Ｂ）に用いられる縮合型の硬化剤としては、たとえばレゾール型フェノール樹脂；メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂；メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。

これらの中でも、良好なマーキング性を保持しつつ、硬化性や保存安定性等のバランスを向上させる観点から、フェノール樹脂系硬化剤が好ましい。フェノール樹脂系硬化剤としては、一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、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造は特に限定されない。
硬化剤（Ｂ）に用いられるフェノール樹脂系硬化剤としては、たと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、ビスフェノールノボラック等のノボラック型フェノール樹脂；ポリビニルフェノール；トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂；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；フェニレン骨格及び／又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、フェニレン及び／又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Ａ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、圧縮成形用モールドアンダーフィル材料の硬化性を向上させる観点からは、アラルキル型フェノール樹脂を用いることがより好ましい。

本実施形態の硬化剤（Ｂ）の軟化点はとくに限定されないが、エポキシ樹脂（Ａ）との反応性および封止樹脂組成物全体における炭化抑制と捺印性のバランスを良好にする観点から、軟化点が４０〜１５０℃が好ましく、５０〜１３０℃がより好ましい。

本実施形態において、封止用樹脂組成物中における硬化剤（Ｂ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して１質量％以上であることが好ましく、２質量％以上であることがより好ましく、３質量％以上であることがとくに好ましい。硬化剤（Ｂ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、成形時において、優れた流動性を実現し、充填性や成形性の向上を図り、良好なマーキング性が保持されやすくなる。
一方で、封止用樹脂組成物中における硬化剤（Ｂ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して２５質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがとくに好ましい。硬化剤（Ｂ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の硬化物を封止樹脂３０として用いる半導体パッケージ１００について、良好なマーキング性を保持しつつ、耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。

［無機充填剤（Ｃ）］
無機充填剤（Ｃ）の構成材料としては、とくに限定されないが、たとえば溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられ、これらのうちいずれか１種以上を使用できる。これらの中でも、汎用性に優れている観点から、シリカを用いることがより好ましく、溶融シリカを用いることがとくに好ましい。また、無機充填剤（Ｃ）は、球状であることが好ましく、さらには球状シリカであることが好ましい。これにより、成形時における封止用樹脂組成物の流動性を向上させ、良好なマーキング性が保持されやすくなる。

無機充填剤（Ｃ）の平均粒径Ｄ５０は、０．０１〜５０μｍが好ましく、０．１〜３０μｍがより好ましく、０．３〜１０μｍがさらに好ましい。また、無機充填剤（Ｃ）の粒度分布は、複数のピークを有していてもよい。例えば、０．０１〜２．０μｍと、３．０〜５０μｍの範囲にピークを有していてもよい。これにより、流動性を保持しつつ、良好な充填性が得られやすくなる。

本実施形態において、封止用樹脂組成物中における無機充填剤（Ｃ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、７５質量％以上であることがさらに好ましい。無機充填剤（Ｃ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、低吸湿性および低熱膨張性を向上させ、半導体パッケージ１００の耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。また、良好なマーキング性が保持されやすくなる。
一方で、封止用樹脂組成物中における無機充填剤（Ｃ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。無機充填剤（Ｃ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上させることが可能となる。

［着色剤（Ｄ）］
着色剤（Ｄ）としては、たとえば、黒色酸化チタン、ピッチ、およびカーボンブラックの中から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。これらを用いることにより、レーザーマーキングの際において、着色剤（Ｄ）によるレーザーのエネルギーの吸収が過度に大きくなることを抑えることができる。このため、レーザーによる着色剤（Ｄ）の消失に起因して、マーク３２に過度に深い部分が生じることを抑制できる。また、炭化も抑制しやすくなる。すなわち、平均深さに対する最大深さのばらつきを抑え、マーク３２の深さプロファイルのばらつきを低減することが可能となる。

黒色酸化チタンは、Ｔｉ_ｎＯ_{（２ｎ−１）}（ｎは正の整数）として存在する。本実施形態において用いられる黒色酸化チタンＴｉ_ｎＯ_{（２ｎ−１）}としては、ｎが４以上６以下であるものを用いることが好ましい。ｎを４以上とすることにより、樹脂組成物中における着色剤（Ｄ）の分散性を向上させることができる。一方、ｎを６以下とすることにより、レーザーマーキング性を向上させることができる。ここでは、着色剤（Ｄ）は、黒色酸化チタンとしてＴｉ_４Ｏ_７、Ｔｉ_５Ｏ_９、およびＴｉ_６Ｏ_１１のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。
また、ピッチは、石油、石炭、木材等の有機物質の乾留によって得られるタールを蒸留したときの残留物である。着色剤（Ｄ）としてのピッチは、とくに限定されないが、たとえば石油ピッチまたは石炭ピッチである。また、ピッチとしては、等方性ピッチ、メソフェーズピッチ、またはメソフェーズピッチを冷却することにより生成され、キノリンの不溶分として分離されるメソフェーズ小球体を用いることができる。これらの中でも、レーザーマーキング性や、封止用樹脂組成物中における分散性を向上させる観点からは、メソフェーズ小球体を用いることがより好ましい。

本実施形態において、封止用樹脂組成物中における着色剤（Ｄ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して０．１質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以上であることがより好ましく、０．４質量％以上であることがとくに好ましい。着色剤（Ｄ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、着色性を向上させることができる。
一方で、封止用樹脂組成物中における着色剤（Ｄ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、２質量％以下であることがとくに好ましい。着色剤（Ｄ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、レーザーマーキング性をより効果的に向上させることができる。
本実施形態においては、着色剤（Ｄ）の含有量を上記範囲内とすることで、レーザーマーキング性や着色性を向上させつつ、マーク３２の深さプロファイルのばらつきをより効果的に低減して、炭化を抑制しつつ、良好なマーキング性を保持することができる。
なお、本実施形態において、封止用樹脂組成物の硬化物全体に対する着色剤（Ｄ）の含有量は、硬化前の封止用樹脂組成物全体に対する着色剤（Ｄ）の含有量に通常一致する。

［除熱剤（Ｅ）］
徐熱剤（Ｅ）とは、レーザーマーキング時に発生する熱を除去し、熱により樹脂が炭化することを抑制するために用いられる。
除熱剤（Ｅ）としては、たとえば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、およびホスファゼンの中から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。これらを用いることにより、マーキング性を良好に保持しつつ、レーザー捺印の黒色化を抑制できる。なかでも、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが好ましい。

本実施形態の封止用樹脂組成物において、上記の成分（Ａ）〜（Ｅ）を組み合わせることで、レーザー捺印の黒色化を抑制しつつ、レーザーマーキング性を向上できる。かかる理由の詳細は明らかではないが、上記成分（Ａ）〜（Ｄ）の組み合わせが、成分（Ｅ）を添加したときの充填性や成形性などといった封止上樹脂組成物に求められる性能の低下を抑制できるとともに、成分（Ｅ）による徐熱作用を発揮し、樹脂の炭化を抑制できると推測される。

本実施形態において、封止用樹脂組成物中における除熱剤（Ｅ）の含有量は、エポキシ樹脂（Ａ）の含有量やレーザー捺印条件によって調整されることが好適である。
例えば、除熱剤（Ｅ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して１質量％以上であることが好ましく、２質量％以上であることがより好ましく、生産性を向上する観点から、３質量％以上であることがさらに好ましい。除熱剤（Ｅ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、レーザー捺印の黒色化を抑制しつつ、着色性を向上させマーキング性を良好にできる。一方で、封止用樹脂組成物中における除熱剤（Ｅ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して２０質量％以下であることが好ましく、１８質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以下であることがさらに好ましい。除熱剤（Ｅ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、レーザーマーキング性をより効果的に向上させることができる。
本実施形態においては、除熱剤（Ｅ）の含有量を上記範囲内とすることで、レーザー捺印の黒色化を抑制しつつ、レーザーマーキング性を向上できる。

［その他］
本実施形態の封止用樹脂組成物には、上述した成分以外の成分を含んでもよく、たとえばカップリング剤、硬化促進剤、流動性付与剤、離型剤、イオン捕捉剤、低応力成分、難燃剤、および酸化防止剤等の各種添加剤のうち１種以上を適宜配合することができる。

上記のカップリング剤は、たとえば、エポキシシラン、メルカプトシラン、２級アミノシラン等のアミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム化合物等の公知のカップリング剤から選択される１種類または２種類以上を含むことができる。
カップリング剤の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して０．０１〜５質量％であることが好ましく、０．０５〜２質量％であることがより好ましい。

上記の硬化促進剤は、たとえば、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物；１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや３級アミン、上記アミジンやアミンの４級塩等の窒素原子含有化合物から選択される１種類または２種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましい。

上記の流動性付与剤の具体例として、２，３−ジヒドロキシナフタレンが挙げられる。

上記の離型剤は、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックス等の合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンから選択される１種類または２種類以上を含むことができる。

上記のイオン捕捉剤の具体例として、ハイドロタルサイトが挙げられる。

上記の低応力成分の具体例として、シリコーンオイル、シリコーンゴムが挙げられる。

上記の難燃剤の具体例として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼンが挙げられる。

上記の酸化防止剤の具体例として、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、チオエーテル化合物が挙げられる。

［封止用樹脂組成物の物性］
本実施形態の封止用樹脂組成物のゲルタイムは、３０秒以上１００秒以下であることが好ましく、４０秒以上９０秒以下がより好ましく、５０秒以上８０秒以下がさらに好ましい。
封止用樹脂組成物のゲルタイムを上記下限値以上とすることにより、充填性に優れたパッケージが得られ、また、炭化を抑制しつつ良好な捺印性が保持しやすくなる。一方、封止用樹脂組成物のゲルタイムを上記上限値以下とすることにより、成形性が良好となり、また、炭化を抑制しつつ良好な捺印性が保持しやすくなる。

なお、ゲルタイムは、たとえば封止用樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、エポキシ樹脂（Ａ）を適切に選択しつつ、組成物全体に配合および調整方法を適切に選択することが、ゲルタイムを所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。

［封止用樹脂組成物の製造方法］
次に、封止用樹脂組成物の製造方法を説明する。
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、たとえば、上述した各成分を、公知の手段で混合し、さらにロール、ニーダーまたは押出機等の混練機で溶融混練し、冷却した後に粉砕する方法により得ることができる。また得られた封止用樹脂組成物について、適宜分散度や流動性等を調整してもよい。

本実施形態において、封止用樹脂組成物の形状は、好ましくはタブレット状または粒子状である。粒子状の封止用樹脂組成物として、具体的には、粉粒体のものが挙げられる。ここで、封止用樹脂組成物が粉粒体であるとは、粉末状または顆粒状のいずれかである場合を指す。

［封止用樹脂組成物の硬化物（封止樹脂）の物性］
本実施形態の封止樹脂の吸水率は、好ましくは０．１０〜０．４０％であり、より好ましくは０．１５〜０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０〜０．２８％である。これにより、マーキング性を良好に保持しつつ、レーザー捺印の黒色化を抑制しやすくなる。すなわち、本実施形態の封止用樹脂組成物は、上記の成分を含むものであるが、吸水性の向上を抑制するものである。

本実施形態の封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、硬化物の耐熱性およびレーザー捺印性を向上させる観点から、好ましくは１００℃以上であり、より好ましくは１１０℃以上、さらに好ましくは１１５℃以上である。
また、硬化物のＴｇの上限に制限はないが、硬化物の靭性およびレーザー捺印性のバランスを向上する観点から、好ましくは２００℃以下であり、より好ましくは１８０℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下である。

なお、硬化物のガラス転移温度は、例えば、熱機械分析（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ：ＴＭＡ）装置（セイコーインスツル社製、ＴＭＡ１００）を用いて測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件で測定してもよい。

＜半導体パッケージの製造方法＞
次に、半導体パッケージ１００の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の半導体パッケージ１００の製造方法は、以下の工程を有する。
（工程１）封止用樹脂組成物を準備する工程。
（工程２）当該封止用樹脂組成物を硬化させて基板上の半導体素子を封止する工程。
（工程３）前記封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂にレーザーによりマークを捺印する工程。
以下各工程について詳述する。

（工程１）
封止用樹脂組成物としては、上記の封止用樹脂組成物を用いることができる。

（工程２）
次に、該封止用樹脂組成物を硬化させて基板上の半導体素子を封止する。
まず、基板１０上に半導体素子２０を搭載する。半導体素子２０は、たとえばダイアタッチ材等を介して基板１０上に搭載される。次いで、基板１０と半導体素子２０を、ボンディングワイヤ４０により電気的に接続する。なお、半導体素子２０は、基板１０上にフリップチップ実装されてもよい。次いで、上記の封止用樹脂組成物を硬化させて、基板１０上の半導体素子２０およびボンディングワイヤ４０を封止成形する。本実施形態においては、たとえば圧縮成形法、またはトランスファー成形法を用いて封止用樹脂組成物の成形を行うことができる。

（工程３）
次に、封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂３０にレーザーによりマークを捺印する。本実施形態では、封止樹脂３０の上面に、マーク３２を捺印する。マーク３２の捺印は、たとえばＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、または炭酸レーザー等を用いたレーザーマーキング法を用いて行うことができる。

本実施形態において、当該マークを捺印する工程において、捺印条件を、レーザー周波数を１５ｋＨｚ、レーザー発振１サイクルに占める発信時間の割合を４０％、出力１２．５Ｗ、スキャン速度４００ｍｍ／ｓとしてマークを捺印し、当該マークの平均深さをＤａｖ（μｍ）とし、最大深さをＤｍａｘ（μｍ）とした場合、以下の式（１）、（２）の少なくとも一方を満たすことが好ましい。
Ｄａｖ（μｍ）≧１０μｍ （１）
Ｄｍａｘ（μｍ）≦２５μｍ （２）
すなわち、式（１）は、マークはできるだけ深いところにあった方がよいことを意図し、式（２）は、マークに深すぎる箇所があると封止樹脂が薄い場合や、封止樹脂の一部に薄い部分がある場合に不適切であることを意図する。よって、式（１）、（２）の少なくとも一方を満たすことが好ましく、これにより、良好なマーキング性と、レーザー捺印の黒色化を抑制効果とのバランスをより高水準で実現できる。
なお、レーザーマーキングの条件は、印加電圧、パルス幅、エネルギー等を適宜調整して決定することができる。

以上の手順により、本実施形態に係る半導体パッケージ１００が製造される。

図３は、本実施形態に係る構造体１０２を示す断面図である。構造体１０２は、ＭＡＰ成形により形成された成形品である。このため、構造体１０２を半導体素子毎に個片化することにより、複数の半導体パッケージが得られることとなる。
構造体１０２は、基板１０と、複数の半導体素子２０と、封止樹脂３０と、を備えている。複数の半導体素子２０は、基板１０上に配列されている。図３においては、各半導体素子２０が、ボンディングワイヤ４０を介して基板１０に電気的に接続される場合が例示されている。しかしながら、これに限られず、各半導体素子２０は、基板１０に対してフリップチップ実装されていてもよい。なお、基板１０および半導体素子２０は、半導体パッケージ１００において例示したものと同様のものを用いることができる。

以上、実施形態に基づき、本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。

以下、本実施形態について、実施例および比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。

［実験１］（実施例１〜５、参考例１）
１．原料
以下に示す原料を用いて、表１に示す配合で各例の封止用樹脂組成物を調製した。なお、表１中「←」は、左側に示される数値（質量部）と同量であることを意図する。
（原料）
エポキシ樹脂（Ａ）
・エポキシ樹脂１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ３０００Ｌ）
・エポキシ樹脂２：トリフェノールメタン型エポキシ樹脂（三菱ケミカル社製、１０３２Ｈ６０）
硬化剤（Ｂ）
・硬化剤１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型樹脂（日本化薬社製、ＧＰＨ−６５、軟化点６５℃）
・硬化剤２：トリフェノールメタン型フェノール樹脂（明和化成株式会社製、ＭＥＨ−７５００、軟化点１１０℃）
無機充填剤（Ｃ）
・シリカ１：溶融球状シリカ、アドマテックス社製、４μｍ ＳＱ （Ｄ５０＝６．５μｍ）
・シリカ２：溶融球状シリカ、アドマテックス社製、ＳＯ−Ｃ２（Ｄ５０＝０．５μｍ）
・シリカ３：溶融球状シリカ、アドマテックス社製、ＳＯ−Ｃ５（Ｄ５０＝１．６μｍ）
着色剤（Ｄ）
・カーボンブラック、オイルファーネスブラック、三菱ケミカル、カーボン＃５
除熱剤（Ｅ）
・水酸化アルミニウム、日本軽金属社製、ＢＥ０４３、（Ｄ５０＝３．０ｕｍ）
その他
・カップリング剤１：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学社製、ＫＢＭ−５７３
・カップリング剤２：３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、チッソ社製、Ｓ８１０

２．封止用樹脂組成物の調製
表１に記載の配合に基づき、２軸型混練押出機を用いて１１０℃、７分の条件で各例の原材料を混練した。得られた混練物を、脱気、冷却を行った後に粉砕機で粉砕し、粒状の封止用樹脂組成物を得た。

３．封止用樹脂組成物の評価
得られた封止用樹脂組成物について、以下の測定を行った。結果を表１に示す。

・ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定
得られた封利用樹脂組成物を低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製「ＫＴＳ−３０」）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒間で注入成形し、１５ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍの成形品を得た。次いで、得られた成形品を１７５℃、４時間で後硬化して試験片を作製した。そして、得られた試験片に対して、熱機械分析装置（セイコーインスツル社製、ＴＭＡ１００）を用いて、測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件下で測定を行い、Ｔｇ（ｄｅｇＣ：℃）を算出した。

・吸水率の測定
得られた封止用樹脂組成物を低圧トランスファー成形装置（コータキ精機株式会社製「ＫＴＳ−３０」）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒間で注入成形し、直径５０ｍｍΦ×厚さ４ｍｍの成形品を得た。次いで、得られた成形品を１７５℃、４時間で後硬化して試験片を作製した。そして得られた試験片を１００℃、２４時間で煮沸処理して、下記の式で算出される吸水率（％）を測定した。
吸水率（％）＝（煮沸処理後の試験片の重量増加分／煮沸処理前の試験片の重量）×１００

・ゲルタイムの測定
１７５℃に設定されたホットプレート上に、各実施例または比較例の封止用樹脂組成物を置いた。試料が溶融した後、ヘラで練りながら、硬化するまで（ヘラで練ることができなくなるまで）の時間（ｓｅｃ：秒）を測定した。

４．半導体パッケージの作製
圧縮成形機（ＴＯＷＡ社製、ＰＭＣ１０４０）を用いて、金型に、金型温度１７５℃、成形圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１００秒の条件で、各実施例または比較例で得られた封止用樹脂組成物を圧縮成形することにより短冊形状の硬化物を得た。
得られた短冊形状の硬化物に対し、ＥＯ ＴＥＣＨＮＩＣＳ社製のレーザマーカ「ＳＦＬ２６３」（レーザー周波数１５ｋＨｚ、レーザー発振１サイクルに占める発信時間の割合を４０％、出力１２．５Ｗ、スキャン速度４００ｍｍ／ｓの条件）を用いて、マークを捺印した。

５．半導体パッケージの評価
得られた半導体パッケージ上面に捺印されたマークについて、以下の評価・測定を行った。結果を表１に示す。
なお、実施例および比較例のいずれにおいても、捺印されたマークの視認性は良好であった。

・マークの深さプロファイル
半導体パッケージを構成する封止樹脂の上面に形成されたマークの一断面における深さプロファイルを、レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製）を用いて測定した。このとき、上記一断面としては、マークを構成する断面のうちの最短の断面長を有するものを選択した。なお、断面長とは、半導体素子の上面に平行な方向における断面の長さを指す。マークの平均深さをＤａｖ（μｍ）とし、マークの最大深さをＤｍａｘ（μｍ）とした。

・炭化の程度の評価
５名の専門技術者が半導体パッケージを上面から顕微鏡を用いて観察し、以下の評価基準に従って、評価した。最終的な判断は話し合いにより決定した。
◎◎：捺印箇所における炭化部（黒色部）の割合が目視で１％未満である。
◎：捺印箇所における炭化部（黒色部）の割合が目視で１％以上５％未満である。
〇：捺印箇所における炭化部（黒色部）の割合が目視で５％以上１０％未満である。
△：捺印箇所における炭化部（黒色部）の割合が目視で１０％以上３０％未満である。
×：捺印箇所における炭化部（黒色部）の割合が目視で３０％以上である。

１０ 基板
２０ 半導体素子
３０ 封止樹脂
３２ マーク
４０ ボンディングワイヤ
５０ バンプ
１００ 半導体パッケージ
１０２ 構造体

Claims (9)

1. 封止用樹脂組成物を準備する工程と、
   当該封止用樹脂組成物を硬化させて基板上の半導体素子を封止する工程と、
   前記封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂にレーザーによりマークを捺印する工程と、
   を有する半導体パッケージの製造方法であって、
   前記封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填剤（Ｃ）、着色剤（Ｄ）、および除熱剤（Ｅ）を含む、半導体パッケージの製造方法。
2. 前記封止樹脂の吸水率が、０．１０〜０．４０％である、請求項１に記載の半導体パッケージの製造方法。
3. 前記除熱剤（Ｅ）の含有量は、前記封止用樹脂組成物全体に対し、１〜２０質量％である、請求項１または２に記載の半導体パッケージの製造方法。
4. 前記マークを捺印する前記工程において、
   捺印条件を、レーザー周波数を１５ｋＨｚ、レーザー発振１サイクルに占める発信時間の割合を４０％、出力１２．５Ｗ、スキャン速度４００ｍｍ／ｓとして前記マークを捺印し、
   前記マークの平均深さをＤａｖ（μｍ）とし、最大深さをＤｍａｘ（μｍ）とした場合、以下の式（１）、（２）の少なくとも一方を満たす、請求項１乃至３いずれか一項に記載の半導体パッケージの製造方法。
   Ｄａｖ（μｍ）≧１０μｍ （１）
   Ｄｍａｘ（μｍ）≦２５μｍ （２）
5. 前記封止用樹脂組成物のゲルタイムが、３０秒以上１００秒以下である、請求項１乃至４いずれか一項に記載の半導体パッケージの製造方法。
6. 前記除熱剤（Ｅ）が水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、およびホスファゼンの中から選ばれる１種または２種以上を含む、請求項１乃至５いずれか一項に記載の半導体パッケージの製造方法。
7. 前記着色剤（Ｄ）は、黒色酸化チタン、ピッチ、およびカーボンブラック中から選ばれる１種または２種以上を含む、請求項１乃至６いずれか一項に記載の半導体パッケージの製造方法。
8. 前記エポキシ樹脂（Ａ）は、分子内にエポキシ基を２つ含むエポキシ樹脂および分子内にエポキシ基を３つ以上含むエポキシ樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む、請求項１乃至７いずれか一項に記載の半導体パッケージの製造方法。
9. 前記無機充填材（Ｃ）の含有量は、前記封止用樹脂組成物全体に対し、６０〜９５質量％である、請求項１乃至８いずれか一項に記載の半導体パッケージの製造方法。

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