JP2023007836A - Method for simulating warpage of semiconductor device, method for sorting sealing resin material, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for simulating warpage of semiconductor device, method for sorting sealing resin material, and method for manufacturing semiconductor device Download PDF

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Abstract

To provide a method of simulating warpage of a semiconductor device for controlling warpage of a semiconductor device sealed with a sealing resin material at an arbitrary temperature.SOLUTION: A method of simulating the warpage of a semiconductor device when the semiconductor device is fabricated by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with a sealing resin material includes the steps of obtaining various types of information about volume fraction of an inorganic filler in the encapsulating resin material, the gel time of the encapsulating resin material, the curing shrinkage rate of the encapsulating resin material, and the glass transition temperature of the encapsulating resin material, and inputting the obtained various types of information into the following formula (1) and calculating the warpage (Y) of the semiconductor device due to the sealing resin material. The warpage (Y)=term of volume fraction of inorganic filler+term of gel time+term of cure shrinkage+term of glass transition temperature+term of temperature (1).SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、半導体装置の反りのシミュレーション方法、封止樹脂材料の選別方法、及び、半導体装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for simulating warpage of a semiconductor device, a method for selecting a sealing resin material, and a method for manufacturing a semiconductor device.

近年、半導体パッケージ等の半導体装置においては、電子機器の小型化及び高機能化に伴う多ピン化と、パッケージサイズの小型化、軽量化、及び高密度化とが求められ、従来の接続端子を利用したピン挿入型のDIP(Dual In-line Package)及び周辺端子型のQFP(Quad Flat Package)での対応が困難となってきている。そこで、半導体パッケージは、ワイヤボンド技術を利用した表面実装パッケージであるBGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)、MCM(Multi Chip Module)等へと移行している。このような半導体パッケージでは、小型化及び薄型化が更に進んでおり、部品実装時又はパッケージ組立時等の反りが問題となっている。 In recent years, semiconductor devices, such as semiconductor packages, have been required to have more pins as electronic devices have become smaller and more sophisticated, as well as smaller package sizes, lighter weights, and higher densities. It is becoming difficult to deal with the used pin insertion type DIP (Dual In-line Package) and peripheral terminal type QFP (Quad Flat Package). Therefore, semiconductor packages are shifting to BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package), MCM (Multi Chip Module), etc., which are surface mount packages using wire bonding technology. Such semiconductor packages are becoming smaller and thinner, and warping during component mounting or package assembly has become a problem.

一般的に、はんだ実装時の加熱によって、半導体パッケージを構成するチップ、基板、封止材等の部材の物性差から、半導体パッケージに反りが発生する。半導体パッケージの薄型化に伴う反りの増加が電子機器の電気的接続の不安定化を引き起こすことがあるため、半導体パッケージにはマザーボード等の接続部と同様の反り挙動であることが求められ、特に半導体パッケージを構成する各種部材には反りの制御が求められている。特許文献1には、反り抑制のため、半導体パッケージの封止材の表面に反り矯正基板を仮固定し、半導体パッケージをリフロー実装してから反り矯正基板を除去する方法が開示されている。特許文献2には、フィラーを含む第一の樹脂フィルム層と、フィラー含有率が第一の樹脂フィルム層より低い第二の樹脂フィルム層とを積層して反り変形量を小さくする方法が開示されている。 Generally, warping occurs in a semiconductor package due to differences in physical properties of members such as a chip, a substrate, and a sealing material that constitute the semiconductor package due to heating during soldering. An increase in warpage due to the thinning of semiconductor packages may cause the electrical connections of electronic devices to become unstable. Warp control is required for various members constituting a semiconductor package. Patent Literature 1 discloses a method of temporarily fixing a warp correction substrate to the surface of a sealing material of a semiconductor package, reflow-mounting the semiconductor package, and then removing the warp correction substrate in order to suppress warpage. Patent Document 2 discloses a method of laminating a first resin film layer containing a filler and a second resin film layer having a filler content lower than that of the first resin film layer to reduce the amount of warpage deformation. ing.

特開2016-072254号公報JP 2016-072254 A 特開2016-012713号公報JP 2016-012713 A

特許文献1及び特許文献2に開示された反りの変形量を小さくする方法によっても半導体パッケージの反りを抑制することは可能である。しかしながら、半導体パッケージ(半導体装置)の任意の温度での反りを抜本的に抑制することが望まれている。一方で、半導体装置にはマザーボード等の接続部と任意の温度において同様の反り挙動であることも望まれている。 It is also possible to suppress the warpage of the semiconductor package by the method of reducing the deformation amount of warpage disclosed in Patent Documents 1 and 2. However, it is desired to drastically suppress the warp of the semiconductor package (semiconductor device) at any temperature. On the other hand, it is also desired that the semiconductor device exhibits the same warpage behavior as that of the connecting portion such as the mother board at an arbitrary temperature.

本開示は、一側面として、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の任意の温度での反りを制御するための、半導体装置の反りのシミュレーション方法、封止樹脂材料の選別方法、及び、半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure provides, as one aspect, a method for simulating warpage of a semiconductor device, a method for selecting a sealing resin material, and a method for controlling warpage of a semiconductor device sealed with a sealing resin material at an arbitrary temperature. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device.

本開示は、一側面として、半導体チップを基板に実装した積層体を封止樹脂材料によって封止して半導体装置を作製する際の該半導体装置の任意の温度での反りをシミュレーションする方法に関する。この半導体装置の反りのシミュレーション方法は、封止樹脂材料における無機充填材の体積率、封止樹脂材料のゲルタイム、封止樹脂材料の硬化収縮率、及び、封止樹脂材料のガラス転移温度の各種情報を取得する工程と、取得した各種情報を下記の式(1)に入力し、封止樹脂材料による半導体装置の反り(Y)を算出する工程と、を備える。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
One aspect of the present disclosure relates to a method of simulating warping of a semiconductor device at an arbitrary temperature when manufacturing a semiconductor device by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with a sealing resin material. This method of simulating the warpage of a semiconductor device is based on various factors such as the volume ratio of the inorganic filler in the encapsulating resin material, the gel time of the encapsulating resin material, the cure shrinkage rate of the encapsulating resin material, and the glass transition temperature of the encapsulating resin material. The method includes a step of acquiring information, and a step of inputting the acquired various information into the following formula (1) and calculating the warp (Y) of the semiconductor device due to the encapsulating resin material.
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)

この半導体装置の反りのシミュレーション方法では、封止樹脂材料における無機充填材の体積率の項と、封止樹脂材料のゲルタイムの項と、封止樹脂材料の硬化収縮率の項と、封止樹脂材料のガラス転移温度の項とを合算することにより、封止樹脂材料によって封止されることで作製される半導体装置の反りを算出している。本発明者らの知見によれば、半導体装置の任意の温度での反りの発生への影響が大きい封止樹脂材料における上述した4つの因子に基づいて半導体装置の反りを算出することで、実際の半導体装置に当該封止樹脂を適用した場合の反りを精度よく予測できることが分かってきている。よって、封止樹脂材料における無機充填材の体積率、ゲルタイム、硬化収縮率、及び、ガラス転移温度の各種情報を取得し、これらを式(1)に入力することで、その封止樹脂材料で封止した半導体装置の反りを精度よく予測することができる。これにより、このシミュレーション方法によれば、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の任意の温度での反りを制御することが可能となる。 In this semiconductor device warpage simulation method, the volume ratio of the inorganic filler in the encapsulating resin material, the gel time of the encapsulating resin material, the curing shrinkage rate of the encapsulating resin material, and the encapsulating resin The warpage of the semiconductor device manufactured by being sealed with the sealing resin material is calculated by summing the term of the glass transition temperature of the material. According to the findings of the present inventors, the actual warpage of the semiconductor device can be calculated by calculating the warpage of the semiconductor device based on the above-mentioned four factors in the sealing resin material, which greatly affects the warpage of the semiconductor device at an arbitrary temperature. It has been found that warpage can be accurately predicted when the sealing resin is applied to a semiconductor device. Therefore, by obtaining various information such as the volume ratio of the inorganic filler in the encapsulating resin material, the gel time, the curing shrinkage rate, and the glass transition temperature, and inputting these into the formula (1), the encapsulating resin material Warpage of the sealed semiconductor device can be predicted with high accuracy. As a result, according to this simulation method, it is possible to control the warpage of the semiconductor device sealed with the sealing resin material at an arbitrary temperature.

本開示は、別の側面として、半導体チップを基板に実装した積層体を封止樹脂材料によって封止して半導体装置を作製するための封止樹脂材料を複数種類の封止樹脂材料の中から選別する方法に関する。この封止樹脂材料の選別方法は、複数種類の封止樹脂材料のそれぞれについて、無機充填材の体積率、ゲルタイム、硬化収縮率、及び、ガラス転移温度の各種情報を取得する工程と、複数種類の封止樹脂材料のそれぞれについて、取得した各種情報を下記式(1)に入力し、各封止樹脂材料による半導体装置の30℃での反り(Y)を算出する工程と、複数種類の封止樹脂材料の内、算出された反り(Y)が(Y)-30μm以上で且つ(Y)+30μm以下の値となる封止樹脂材料を選別する工程と、を備える。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
As another aspect, the present disclosure provides a sealing resin material for manufacturing a semiconductor device by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with a sealing resin material, from among a plurality of types of sealing resin materials. It relates to a method of sorting. This encapsulating resin material selection method includes a step of acquiring various information on the volume ratio of the inorganic filler, the gel time, the curing shrinkage rate, and the glass transition temperature for each of a plurality of types of encapsulating resin materials; For each of the encapsulation resin materials, a step of inputting the acquired various information into the following formula (1), calculating the warp (Y) of the semiconductor device at 30 ° C. due to each encapsulation resin material, selecting a sealing resin material having a calculated warp (Y) of (Y)−30 μm or more and (Y)+30 μm or less from among the sealing resin materials.
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)

この封止樹脂材料の選別方法では、複数種類の封止樹脂材料において、各封止樹脂材料における無機充填材の体積率の項と、各封止樹脂材料のゲルタイムの項と、各封止樹脂材料の硬化収縮率の項と、各封止樹脂材料のガラス転移温度の項とをそれぞれ合算することにより、各封止樹脂材料によって封止されることで作製される半導体装置の任意の温度での反り予測を算出し、当該反り予測が所定の範囲となる封止樹脂材料を選別している。上述したように、式(1)に基づく半導体装置の反りの予測は高精度であり、このような選別方法を用いることにより、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の反りを制御することが可能となる。 In this sealing resin material selection method, in a plurality of types of sealing resin materials, the term of the volume ratio of the inorganic filler in each sealing resin material, the term of the gel time of each sealing resin material, and the term of each sealing resin By summing the term of curing shrinkage rate of the material and the term of the glass transition temperature of each encapsulating resin material, the semiconductor device manufactured by encapsulating with each encapsulating resin material at an arbitrary temperature. is calculated, and the encapsulating resin material having the predicted warpage within a predetermined range is selected. As described above, the prediction of the warpage of the semiconductor device based on the formula (1) is highly accurate, and by using such a selection method, the warpage of the semiconductor device sealed with the sealing resin material can be controlled. becomes possible.

上記の封止樹脂材料の選別方法において、取得する工程では、複数種類の封止樹脂材料のそれぞれについて、無機充填材の体積率、ゲルタイム、硬化収縮率、及び、ガラス転移温度の少なくとも1つを測定することにより各種情報として取得してもよい。この場合、各封止樹脂材料における上述した各因子の値をより正確に取得することができ、半導体装置の任意の温度での反りを更に高精度に予測することが可能となる。これにより、この選別方法によれば、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の反りを更に制御することが可能となる。 In the method for selecting the encapsulating resin material described above, in the obtaining step, at least one of the volume ratio of the inorganic filler, the gel time, the cure shrinkage, and the glass transition temperature is determined for each of the plurality of types of encapsulating resin materials. You may acquire as various information by measuring. In this case, it is possible to more accurately obtain the values of the factors described above for each encapsulating resin material, and it is possible to more accurately predict the warpage of the semiconductor device at an arbitrary temperature. As a result, according to this sorting method, it is possible to further control the warpage of the semiconductor device sealed with the sealing resin material.

上記の封止樹脂材料の選別方法において、積層体を封止する封止樹脂材料の厚さは450μm以下であってもよく、封止樹脂材料で封止された半導体装置の厚さは650μm以下であってもよい。この場合、上述した式(1)による半導体装置の反りの予測値をより実測値に近づけることができる。なお、この場合において、積層体を構成する基板の厚さは200μm以下であってもよく、また、積層体における半導体チップの厚さの合計は、300μm以下であってもよい。 In the method for selecting the encapsulating resin material described above, the encapsulating resin material for encapsulating the laminate may have a thickness of 450 μm or less, and the semiconductor device encapsulated with the encapsulating resin material may have a thickness of 650 μm or less. may be In this case, the predicted value of the warpage of the semiconductor device according to the above equation (1) can be brought closer to the measured value. In this case, the thickness of the substrate constituting the laminate may be 200 μm or less, and the total thickness of the semiconductor chips in the laminate may be 300 μm or less.

本開示は、更に別の側面として、半導体装置の製造方法に関する。この半導体装置の製造方法は、上述した何れかの選別方法に基づいた封止樹脂材料を準備する工程と、半導体チップを基板に実装した積層体を当該封止樹脂材料で封止する工程と、を備える。この場合、事前に反りが予測された封止樹脂材料で封止して半導体装置を作製しているため、反りを制御した半導体装置を得ることができる。なお、この製造方法において、積層体を封止する工程における成形温度は110℃~200℃であってもよい。 The present disclosure, as still another aspect, relates to a method for manufacturing a semiconductor device. This method of manufacturing a semiconductor device includes the steps of preparing a sealing resin material based on any of the selection methods described above, sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with the sealing resin material, Prepare. In this case, since the semiconductor device is manufactured by encapsulating with a sealing resin material whose warpage is predicted in advance, a semiconductor device in which warpage is controlled can be obtained. In this manufacturing method, the molding temperature in the step of sealing the laminate may be 110.degree. C. to 200.degree.

本開示は、更に別の側面として、封止樹脂材料に関する。この封止樹脂材料は、上述した何れかの選別方法に基づいた封止樹脂材料である。また、この封止樹脂材料は、樹脂と硬化剤と硬化促進剤と無機充填材とを少なくとも含む封止樹脂材料であってもよく、封止樹脂材料は、封止樹脂材料における無機充填材の体積率、封止樹脂材料のゲルタイム、封止樹脂材料の硬化収縮率、及び、封止樹脂材料のガラス転移温度に基づいて下記の式(1)で表される反り(Y)が-30μm以上で且つ30μm以下の値であってもよい。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
この場合、半導体装置の任意の温度での反りを制御することができる封止樹脂材料を提供することが可能となる。なお、封止樹脂材料に含まれる樹脂は、例えばエポキシ樹脂であってもよく、封止樹脂材料はエポキシ樹脂組成物であってもよい。
The present disclosure, as still another aspect, relates to a sealing resin material. This sealing resin material is a sealing resin material based on any of the screening methods described above. Further, the sealing resin material may be a sealing resin material containing at least a resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler. The warp (Y) represented by the following formula (1) based on the volume ratio, the gel time of the encapsulating resin material, the cure shrinkage rate of the encapsulating resin material, and the glass transition temperature of the encapsulating resin material is -30 μm or more. and may be 30 μm or less.
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)
In this case, it is possible to provide a sealing resin material that can control the warpage of the semiconductor device at any temperature. The resin contained in the encapsulating resin material may be, for example, an epoxy resin, and the encapsulating resin material may be an epoxy resin composition.

本開示によれば、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の任意の温度での反りを制御することができる。 According to the present disclosure, it is possible to control the warpage of a semiconductor device sealed with a sealing resin material at an arbitrary temperature.

図1は、積層体準備工程において準備される積層体の一部を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing part of a laminate prepared in a laminate preparation step. 図2は、図1に示す積層体の製造に用いられる接着層付チップの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a chip with an adhesive layer used for manufacturing the laminate shown in FIG. 図3は、接着層付チップを基板に搭載し積層体を準備する工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of mounting a chip with an adhesive layer on a substrate and preparing a laminate. 図4は、図1に示す積層体を封止樹脂により封止して得られた封止樹脂積層体の一部を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing part of a sealing resin laminate obtained by sealing the laminate shown in FIG. 1 with a sealing resin. 図5は、樹脂封止積層体を複数に切断し、個片化する工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of cutting the resin-sealed laminated body into a plurality of pieces and singulating them.

以下、図面を参照しながら、本開示の一実施形態に係る半導体装置の反りのシミュレーション方法、封止樹脂材料の選別方法、及び、半導体装置の製造方法について説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。なお、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。 A semiconductor device warpage simulation method, a sealing resin material selection method, and a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. In addition, unless otherwise specified, positional relationships such as up, down, left, and right are based on the positional relationships shown in the drawings. Furthermore, the dimensional ratios of the drawings are not limited to the illustrated ratios. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The same applies to numerical values and their ranges, which do not limit the present disclosure.

本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。また、本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 In the present disclosure, the term "process" includes a process that is independent of other processes, and even if the purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. . Also, in the present disclosure, the numerical range indicated using "-" includes the numerical values before and after "-" as the minimum and maximum values, respectively. In the numerical ranges described step by step in the present disclosure, the upper limit or lower limit of one numerical range may be replaced with the upper or lower limit of another numerical range described step by step. . Moreover, in the numerical ranges described in the present disclosure, the upper or lower limits of the numerical ranges may be replaced with the values shown in the examples.

本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。 In the present disclosure, each component may contain multiple types of applicable substances. When there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, the content rate or content of each component is the total content rate or content of the multiple types of substances present in the composition unless otherwise specified. means quantity. Particles corresponding to each component in the present disclosure may include a plurality of types. When multiple types of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component means a value for a mixture of the multiple types of particles present in the composition, unless otherwise specified.

本開示において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。また、本開示において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。 In the present disclosure, the term "layer" includes not only the case where the layer is formed in the entire region when observing the region where the layer exists, but also the case where it is formed only in part of the region. included. In addition, in the present disclosure, the term “laminate” indicates stacking layers, and two or more layers may be combined, or two or more layers may be detachable.

本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。 When embodiments are described in the present disclosure with reference to drawings, the configurations of the embodiments are not limited to the configurations shown in the drawings. In addition, the sizes of the members in each drawing are conceptual, and the relative relationship between the sizes of the members is not limited to this.

[半導体装置の製造方法]
まず、本開示の一実施形態に係る反りのシミュレーション方法の対象となる半導体装置の製造方法について説明する。この半導体装置の製造方法は、半導体チップを基板に配置した積層体を準備する工程(以下「積層体準備工程」ともいう)と、前記積層体を金型内に設置した後、エポキシ樹脂組成物(封止樹脂材料)により、前記積層体を樹脂封止する工程(以下「樹脂封止工程」ともいう)と、を備える。
[Method for manufacturing a semiconductor device]
First, a method for manufacturing a semiconductor device to be subjected to a warpage simulation method according to an embodiment of the present disclosure will be described. This method of manufacturing a semiconductor device includes a step of preparing a laminate in which a semiconductor chip is arranged on a substrate (hereinafter also referred to as a "laminate preparation step"), and after placing the laminate in a mold, an epoxy resin composition is applied. a step of resin-sealing the laminate with a (sealing resin material) (hereinafter also referred to as a “resin sealing step”).

上記半導体装置の製造方法は、必要に応じて、さらに他の工程を有してもよい。他の工程としては、例えば、樹脂封止工程により樹脂封止された積層体である樹脂封止積層体を熱処理によって硬化させる工程(以下「後硬化工程」ともいう)、樹脂封止積層体を個片化する工程(以下「個片化工程」ともいう)等が挙げられる。また、前記積層体が接着層を含む場合(半導体チップとして後述する接着層付チップを用いる場合等)、上記半導体装置の製造方法は、他の工程として、熱処理によって前記接着層を硬化させる工程(以下「接着層熱処理工程」ともいう)をさらに有してもよい。 The method for manufacturing a semiconductor device described above may further include other steps, if necessary. Other steps include, for example, a step of curing the resin-sealed laminate, which is a laminate that has been resin-sealed in a resin-sealing step, by heat treatment (hereinafter also referred to as a “post-curing step”); A step of singulating (hereinafter also referred to as a “singulating step”) and the like can be mentioned. Further, when the laminate includes an adhesive layer (such as when a chip with an adhesive layer, which will be described later, is used as the semiconductor chip), the method for manufacturing the semiconductor device may include, as another step, a step of curing the adhesive layer by heat treatment ( hereinafter also referred to as “adhesion layer heat treatment step”).

[積層体準備工程]
積層体準備工程では、1つ又は複数の半導体チップを基板に配置した積層体を準備する。この積層体は、少なくとも半導体チップと基板とを有するものであり、必要に応じて、他の層、他の部材等をさらに有していてもよい。また、半導体チップとして、半導体チップ本体の少なくとも一方の面に接着層を有する半導体チップ(以下「接着層付チップともいう)を用いてもよい。
[Laminate preparation step]
In the stacked body preparation step, a stacked body having one or more semiconductor chips arranged on a substrate is prepared. This laminate has at least a semiconductor chip and a substrate, and may further have other layers, other members, etc., if necessary. As the semiconductor chip, a semiconductor chip having an adhesive layer on at least one surface of the semiconductor chip body (hereinafter also referred to as "chip with adhesive layer") may be used.

図1は、積層体準備工程において準備される積層体の一部を示す断面図であり、図2は、積層体の製造に用いられる接着層付チップの断面図である。図1に示すように、積層体10は、基板2と、基板2の一方の面に設けられた接着層付チップ3と、を有する。接着層付チップ3は、図2に示すように、半導体チップ本体5と、半導体チップ本体5の一方の面に設けられた接着層6と、を有する。図1に示す積層体10では、複数の接着層付チップ3が、基板2の厚み方向に積層され、かつ、基板2の面方向に配置されている。複数の接着層付チップ3が積層された積層体10では、複数の接着層付チップ3のうち一部の接着層付チップ3の接着層6が基板2に接し、残りの接着層付チップ3の接着層6が基板2上に設置された接着層付チップ3の半導体チップ本体5に接している。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of the laminate prepared in the laminate preparation process, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a chip with an adhesive layer used for manufacturing the laminate. As shown in FIG. 1, the laminate 10 has a substrate 2 and a chip 3 with an adhesive layer provided on one surface of the substrate 2 . As shown in FIG. 2 , the chip 3 with an adhesive layer has a semiconductor chip body 5 and an adhesive layer 6 provided on one surface of the semiconductor chip body 5 . In the laminate 10 shown in FIG. 1, a plurality of chips 3 with adhesive layers are laminated in the thickness direction of the substrate 2 and arranged in the surface direction of the substrate 2 . In the laminate 10 in which a plurality of chips 3 with adhesive layers are stacked, the adhesive layers 6 of some of the chips 3 with adhesive layers are in contact with the substrate 2, and the remaining chips 3 with adhesive layers are in contact with the substrate 2. is in contact with the semiconductor chip body 5 of the chip 3 with an adhesive layer placed on the substrate 2 .

図1に示す積層体10では、接着層付チップ3が基板2の厚み方向に2つ積層されているが、これに限られず、1つでもよく、3つ以上でもよい。基板2の厚み方向に積層された半導体チップ本体5の数としては、例えば1~4が挙げられ、1~2が好ましい。図1に示す積層体10では、半導体チップ本体5の一方の面に接着層6が設けられた接着層付チップ3を用いているが、これに限られず、半導体チップ本体5の両方の面に接着層6が設けられた接着層付チップを用いてもよく、接着層6を有さない半導体チップ本体5をそのまま用いてもよい。図1に示す積層体10は、基板2における一方の面に接着層付チップ3が設けられているが、これに限られず、基板2の両方の面に半導体チップが設けられていてもよい。 In the laminated body 10 shown in FIG. 1, two chips 3 with adhesive layers are laminated in the thickness direction of the substrate 2, but the present invention is not limited to this, and may be one or three or more. The number of semiconductor chip bodies 5 stacked in the thickness direction of the substrate 2 is, for example, 1 to 4, preferably 1 to 2. In the laminate 10 shown in FIG. 1, the chip 3 with an adhesive layer having the adhesive layer 6 provided on one surface of the semiconductor chip body 5 is used. A chip with an adhesive layer provided with an adhesive layer 6 may be used, or a semiconductor chip body 5 without an adhesive layer 6 may be used as it is. Although the laminate 10 shown in FIG. 1 has the chip 3 with an adhesive layer provided on one surface of the substrate 2 , the present invention is not limited to this, and the semiconductor chips may be provided on both surfaces of the substrate 2 .

積層体は、半導体チップ以外の部材がさらに設けられていてもよい。半導体チップ以外の部材としては、例えば、はんだボール、配線用のワイヤ等が挙げられる。積層体は、ワイヤによって基板と半導体チップとが接続された積層体(例えば、ワイヤボンディング型積層体)であってもよく、フリップチップ実装された積層体であってもよく、基板上にはんだボールを介して半導体チップが設けられた積層体(例えば、キャピラリーアンダーフィル(CUF)用、モールドアンダーフィル(MUF)用の積層体)であってもよい。 The laminate may further include a member other than the semiconductor chip. Examples of members other than the semiconductor chip include solder balls and wiring wires. The laminate may be a laminate in which a substrate and a semiconductor chip are connected by wires (for example, a wire-bonding laminate) or a flip-chip mounted laminate, and solder balls may be formed on the substrate. It may be a laminate (for example, a laminate for capillary underfill (CUF) or mold underfill (MUF)) provided with a semiconductor chip via.

[半導体チップ]
半導体チップの半導体チップ本体(図2に示す半導体チップ本体5等)は、特に制限はされないが、例えば、シリコンチップ、実装用の電子部品等である。半導体チップ本体それぞれの厚さは、例えば250μm以下であり、20μm~250μmであることが好ましく、20μm~100μmであることがより好ましく、20μm~70μmであることがさらに好ましい。
[Semiconductor chip]
The semiconductor chip body of the semiconductor chip (such as the semiconductor chip body 5 shown in FIG. 2) is not particularly limited, but may be, for example, a silicon chip, an electronic component for mounting, or the like. The thickness of each semiconductor chip body is, for example, 250 μm or less, preferably 20 μm to 250 μm, more preferably 20 μm to 100 μm, even more preferably 20 μm to 70 μm.

半導体チップとして接着層付チップ(図2に示す接着層付チップ3等)を用いる場合、接着層(図2に示す接着層6等)は、例えば、熱硬化成分を含む接着層である。熱硬化成分を含む接着層は、熱により硬化する成分を有する層であれば特に限定されず、例えば構成成分として、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含む混合物(すなわち、接着剤組成物)を含有する層であってもよい。接着層の厚さは、例えば100μm以下であり、5μm~100μmであることが好ましく、5μm~80μmであることがより好ましく、5μm~60μmであることがさらに好ましい。また、接着層付チップそれぞれの厚さは、例えば255μm以下であり、25μm~255μmであることが好ましく、25μm~150μmであることがより好ましく、25μm~80μmであることがさらに好ましい。 When a chip with an adhesive layer (the chip with an adhesive layer 3 shown in FIG. 2, etc.) is used as the semiconductor chip, the adhesive layer (the adhesive layer 6, etc. shown in FIG. 2) is, for example, an adhesive layer containing a thermosetting component. The adhesive layer containing a thermosetting component is not particularly limited as long as it has a component that is cured by heat. ) may be a layer containing. The thickness of the adhesive layer is, for example, 100 μm or less, preferably 5 μm to 100 μm, more preferably 5 μm to 80 μm, even more preferably 5 μm to 60 μm. The thickness of each adhesive layer-attached chip is, for example, 255 μm or less, preferably 25 μm to 255 μm, more preferably 25 μm to 150 μm, and even more preferably 25 μm to 80 μm.

積層体における半導体チップの厚さの合計は、例えば300μm以下であり、25μm~300μmであることが好ましく、25μm~250μmであることがより好ましく、25μm~200μmであることがさらに好ましい。ここで、「積層体における半導体チップの厚さの合計」とは、基板の厚み方向における半導体チップの厚さの合計を言う。つまり、基板の厚み方向に半導体チップが1層のみ設けられている場合は前記一層の半導体チップの厚さを意味し、基板の厚み方向に半導体チップが複数層積層されている場合は、厚み方向に積層された半導体チップの厚さの合計を意味する。また、上記「半導体チップの厚さの合計」は、半導体チップとして接着層付チップを用いている場合、接着層も含めた厚さ(すなわち、半導体チップ本体の厚さ及び接着層の厚さの合計)を意味する。 The total thickness of the semiconductor chips in the laminate is, for example, 300 μm or less, preferably 25 μm to 300 μm, more preferably 25 μm to 250 μm, even more preferably 25 μm to 200 μm. Here, "the total thickness of the semiconductor chips in the laminate" means the total thickness of the semiconductor chips in the thickness direction of the substrate. In other words, when only one layer of semiconductor chips is provided in the thickness direction of the substrate, it means the thickness of the semiconductor chip in one layer. It means the total thickness of the semiconductor chips stacked on top of each other. In addition, when a chip with an adhesive layer is used as the semiconductor chip, the "total thickness of the semiconductor chip" is the thickness including the adhesive layer (that is, the thickness of the semiconductor chip body and the thickness of the adhesive layer). total).

[基板]
基板は、特に制限はされないが、例えば、コアレス基板、ガラスエポキシ基板等の有機基板、リードフレームなどが挙げられる。また、基板は、配線を有していてもよい。基板の厚さは、例えば200μm以下であり、50μm~200μmであることが好ましく、50~150μmであることがより好ましく、50μm~100μmであることがさらに好ましい。
[substrate]
The substrate is not particularly limited, but examples thereof include a coreless substrate, an organic substrate such as a glass epoxy substrate, a lead frame, and the like. Also, the substrate may have wiring. The thickness of the substrate is, for example, 200 μm or less, preferably 50 μm to 200 μm, more preferably 50 to 150 μm, even more preferably 50 μm to 100 μm.

[積層体の製造]
図1に示す積層体10は、例えば、以下のようにして製造される。まず、図3に示すように、熱硬化成分を含む接着層6を半導体チップ本体5の一方の面に有する接着層付チップ3を、基板2上にマウント(配置)する。そして、半導体チップ本体5と基板2とを接着層6を介して、加熱圧着して積層体10を得ることができる。図1に示す積層体10のように、基板2の厚み方向に複数の接着層付チップ3が積層された積層体10を製造する場合、複数の接着層付チップ3を搭載してからまとめて加熱圧着を行ってもよく、接着層付チップ3を一層搭載して加熱圧着を行う工程を繰り返してもよい。接着層付チップを基板に搭載することで積層体を得る場合、搭載時における加熱圧着の温度(以下「搭載温度」ともいう)は、例えば60℃~150℃である。搭載温度が60℃以上であれば、半導体チップ本体と基板との良好な密着性を確保することができる。一方、搭載温度が150℃以下であれば、圧着時の接着層のブリードアウト多過を抑制できる。このような観点から、搭載温度は70℃~140℃であることがより好ましく、80℃~130℃であることがさらに好ましい。
[Production of laminate]
The laminate 10 shown in FIG. 1 is manufactured, for example, as follows. First, as shown in FIG. 3, the adhesive layer-equipped chip 3 having the adhesive layer 6 containing a thermosetting component on one surface of the semiconductor chip body 5 is mounted (arranged) on the substrate 2 . Then, the semiconductor chip body 5 and the substrate 2 are heat-pressed together with the adhesive layer 6 interposed therebetween to obtain the laminated body 10 . When manufacturing a laminate 10 in which a plurality of chips 3 with adhesive layers are laminated in the thickness direction of a substrate 2 like the laminate 10 shown in FIG. Thermocompression bonding may be performed, or the step of mounting one more chip 3 with an adhesive layer and performing thermocompression bonding may be repeated. When a laminate is obtained by mounting a chip with an adhesive layer on a substrate, the temperature of thermocompression bonding during mounting (hereinafter also referred to as "mounting temperature") is, for example, 60.degree. C. to 150.degree. If the mounting temperature is 60° C. or higher, good adhesion between the semiconductor chip body and the substrate can be ensured. On the other hand, if the mounting temperature is 150° C. or lower, excessive bleeding out of the adhesive layer during pressure bonding can be suppressed. From this point of view, the mounting temperature is more preferably 70.degree. C. to 140.degree. C., and even more preferably 80.degree.

[接着層熱処理工程]
接着層熱処理工程は、接着層付チップを用いた場合に必要に応じて行われる工程である。接着層付チップを用いる場合、積層体中の接着層を加熱によって半硬化状態又は硬化状態とすることが好ましい。接着層熱処理工程における温度は、例えば100℃~200℃である。接着層熱処理工程における温度は、硬化性の観点から、110℃~130℃であることが好ましい。接着層熱処理工程では、基板と接着層との間の気泡を除去する観点から、加熱時に加圧環境下に積層体を置いてもよい。接着層を半硬化状態とした場合、次の工程(樹脂封止工程、後硬化工程等)で更に接着層が硬化し、硬化状態とすることができる。
[Adhesion layer heat treatment step]
The adhesive layer heat treatment step is a step that is performed as necessary when a chip with an adhesive layer is used. When a chip with an adhesive layer is used, it is preferable to heat the adhesive layer in the laminate to a semi-cured state or a cured state. The temperature in the adhesive layer heat treatment step is, for example, 100.degree. C. to 200.degree. The temperature in the adhesive layer heat treatment step is preferably 110° C. to 130° C. from the viewpoint of curability. In the adhesive layer heat treatment step, the laminate may be placed under a pressurized environment during heating from the viewpoint of removing air bubbles between the substrate and the adhesive layer. When the adhesive layer is in a semi-cured state, the adhesive layer is further cured in the next step (resin encapsulation step, post-curing step, etc.) to be in a cured state.

接着層熱処理工程は、例えば、積層体準備工程により得られた積層体を加熱することで行われ、それにより接着層付チップにおける接着層が硬化又は半硬化する。接着層熱処理工程における昇温及び保温には、例えば、市販されているクリーンオーブンのようなオーブンを用いることができる。接着層熱処理工程における昇温及び保温の温度及び時間は、接着層を硬化又は半硬化できれば特に制限されるものではない。接着層熱処理工程における昇温は、例えば、80℃~200℃の温度まで10分~1時間をかけて昇温させることが好ましく、100℃~150℃の温度まで20分~50分をかけて昇温させることがより好ましい。接着層熱処理工程における保温は、100℃~200℃で10分~120分の硬化が好ましく、100℃~150℃で50分~90分の硬化がより好ましい。 The adhesive layer heat treatment step is performed, for example, by heating the laminate obtained in the laminate preparation step, thereby curing or semi-curing the adhesive layer in the adhesive layer attached chip. For example, an oven such as a commercially available clean oven can be used for raising the temperature and keeping the heat in the adhesive layer heat treatment step. The temperature and time for temperature rise and heat retention in the adhesive layer heat treatment step are not particularly limited as long as the adhesive layer can be cured or semi-cured. The temperature is raised in the adhesive layer heat treatment step, for example, it is preferable to raise the temperature to a temperature of 80 ° C. to 200 ° C. over 10 minutes to 1 hour, and to a temperature of 100 ° C. to 150 ° C. over 20 minutes to 50 minutes. It is more preferable to raise the temperature. Heat retention in the adhesive layer heat treatment step is preferably curing at 100° C. to 200° C. for 10 minutes to 120 minutes, more preferably curing at 100° C. to 150° C. for 50 minutes to 90 minutes.

[樹脂封止工程]
少なくとも積層体準備工程の後(必要に応じて接着層熱処理工程が行われた場合は接着層熱処理工程の後)に、樹脂封止工程が行われる。樹脂封止工程では、積層体を金型内に設置した後、エポキシ樹脂組成物を用いて積層体を樹脂封止する。具体的には、例えば、積層体が設置された金型内に、封止樹脂材料であるエポキシ樹脂組成物を投入し、金型内を減圧下にしつつ、圧縮成形(つまり、コンプレッション成形)を行う。圧縮成形の代わりに、トランスファー成形を行ってもよい。
[Resin sealing process]
The resin sealing step is performed at least after the laminate preparation step (if the adhesive layer heat treatment step is performed as necessary, after the adhesive layer heat treatment step). In the resin encapsulation step, the laminate is placed in a mold and then resin-encapsulated using an epoxy resin composition. Specifically, for example, an epoxy resin composition, which is a sealing resin material, is put into a mold in which a laminate is placed, and compression molding (that is, compression molding) is performed while reducing the pressure in the mold. conduct. Transfer molding may be performed instead of compression molding.

上記樹脂封止工程を経ることにより、積層体に封止樹脂層が形成された樹脂封止積層体が得られる。図4に、樹脂封止工程により得られた樹脂封止積層体の一例を示す。図4は、積層体10を封止樹脂により封止して得られた樹脂封止積層体20の一部を示す概略断面図である。図4に示す樹脂封止積層体20は、基板2と複数の接着層付チップ3とを有する積層体10と、基板2の接着層付チップ3が設けられた側に形成された封止樹脂層4と、を有する。樹脂封止積層体20では、封止樹脂層4によって、複数の接着層付チップ3が基板2に固定されている。 Through the resin sealing step, a resin-sealed laminate having a sealing resin layer formed on the laminate is obtained. FIG. 4 shows an example of the resin-sealed laminate obtained by the resin-sealing process. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a part of a resin-sealed laminate 20 obtained by sealing the laminate 10 with a sealing resin. A resin-sealed laminate 20 shown in FIG. 4 includes a laminate 10 having a substrate 2 and a plurality of chips 3 with an adhesive layer, and a sealing resin formed on the side of the substrate 2 on which the chips 3 with an adhesive layer are provided. a layer 4; In the resin-sealed laminate 20 , a plurality of chips 3 with adhesive layers are fixed to the substrate 2 by the sealing resin layer 4 .

次に、樹脂封止工程において用いるエポキシ樹脂組成物を説明する。なお、ここで用いられるエポキシ樹脂組成物は、後述する半導体装置の反りを予測するシミュレーション方法によって反りを抑制する封止樹脂材料として選別される樹脂組成物であり、具体的な組成等は以下に示す構成を適宜調整することで実現することが可能である。 Next, the epoxy resin composition used in the resin sealing process will be described. The epoxy resin composition used here is a resin composition that is selected as a sealing resin material that suppresses warpage by a simulation method for predicting warpage of a semiconductor device, which will be described later. It can be realized by appropriately adjusting the configuration shown.

[エポキシ樹脂組成物]
封止樹脂工程において用いられるエポキシ樹脂組成物として、例えば、グラニュール(円柱状の顆粒等)、パウダーなどの形状の粉体を準備する。エポキシ樹脂組成物は、少なくともエポキシ樹脂を含んでいればよく、必要に応じて、硬化剤、カップリング剤、硬化促進剤、フィラー、着色剤、その他添加剤を含んでもよい。エポキシ樹脂組成物の組成は、製造する半導体装置に求められる特性に応じて適宜調製される。
[Epoxy resin composition]
As the epoxy resin composition used in the encapsulating resin step, for example, powder in the form of granules (cylindrical granules, etc.), powder, or the like is prepared. The epoxy resin composition should contain at least an epoxy resin, and if necessary, may contain a curing agent, a coupling agent, a curing accelerator, a filler, a coloring agent, and other additives. The composition of the epoxy resin composition is appropriately prepared according to the characteristics required for the semiconductor device to be manufactured.

(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含んでいる。ここで用いられるエポキシ樹脂は、2個以上のエポキシ基を有する化合物であることが好ましい。ここで用いられるエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので制限はなく、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂等である。また、エポキシ樹脂は、例えば、フェノール、クレゾール、ビスフェノール、ビフェノール、チオジフェノール、アミノフェノール、ナフトール等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物と、を縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したものである共重合型エポキシ樹脂、ジフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、アルコール類のグリシジルエーテルであるエポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ハロゲン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂等であってもよい。エポキシ樹脂としては、これらの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Epoxy resin)
The epoxy resin composition contains an epoxy resin. The epoxy resin used here is preferably a compound having two or more epoxy groups. The epoxy resins used here are those generally used in epoxy resin compositions and are not limited. . Epoxy resins are obtained, for example, by condensation or co-condensation of phenols such as phenol, cresol, bisphenol, biphenol, thiodiphenol, aminophenol, and naphthol with compounds having an aldehyde group such as formaldehyde and acetaldehyde. copolymer type epoxy resin, diphenylmethane type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, sulfur atom-containing epoxy resin, alcohol glycidyl ether epoxy resin, glycidyl ester type Epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, alicyclic type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, halogenated phenol novolak type epoxy resins, hydroquinone type epoxy resins, trimethylolpropane type epoxy resins, linear fats A group epoxy resin, an aralkyl type epoxy resin, or the like may also be used. As the epoxy resin, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

上述したエポキシ樹脂の中でも、流動性と硬化性との両立の観点から、エポキシ樹脂は、アルキル置換、芳香環置換、又は非置換のビフェノールのジグリシジルエーテルであるビフェニル型エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。エポキシ樹脂は、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂を含有していることが好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含有していることが好ましい。エポキシ樹脂は、難燃性の観点から、アラルキル型エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。 Among the epoxy resins described above, from the viewpoint of compatibility between fluidity and curability, the epoxy resin contains a biphenyl-type epoxy resin that is a diglycidyl ether of alkyl-substituted, aromatic-ring-substituted, or unsubstituted biphenol. is preferred. The epoxy resin preferably contains a novolac type epoxy resin from the viewpoint of curability, and is selected from the group consisting of naphthalene type epoxy resins and triphenylmethane type epoxy resins from the viewpoint of heat resistance and low warpage. preferably contains at least one of From the viewpoint of flame retardancy, the epoxy resin preferably contains an aralkyl epoxy resin.

(硬化剤)
エポキシ樹脂組成物は、硬化剤を含んでいてもよい。ここで用いられる硬化剤は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので制限はなく、例えば、フェノール、クレゾール、ビスフェノール、ビフェノール、チオジフェノール、アミノフェノール、ナフトール等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物と、を縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂;フェノール類と、ジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェニルと、から合成されるフェノールアラルキル樹脂;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;フェノールノボラック構造とフェノールアラルキル構造とがランダム、ブロック、又は交互に繰り返された共重合型フェノールアラルキル樹脂;シクロペンタジエン変性フェノール樹脂;多環芳香環変性フェノール樹脂;ビフェニル型フェノール樹脂;トリフェニルメタン型フェノール樹脂;などであってもよい。硬化剤として、これらの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。
(curing agent)
The epoxy resin composition may contain a curing agent. The curing agent used here is one commonly used in epoxy resin compositions and is not limited. A compound having an aldehyde group such as acetaldehyde, a novolak-type phenolic resin obtained by condensation or co-condensation; a phenol aralkyl resin synthesized from phenols and dimethoxyparaxylene or bis(methoxymethyl)biphenyl; Aralkyl-type phenol resins such as aralkyl resins; copolymerization-type phenol aralkyl resins in which phenol novolak structures and phenol aralkyl structures are randomly, block, or alternately repeated; cyclopentadiene-modified phenol resins; polycyclic aromatic ring-modified phenol resins; biphenyl type phenolic resin; triphenylmethane type phenolic resin; and the like. As the curing agent, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

(カップリング剤)
エポキシ樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。ここで用いられるカップリング剤は、例えばシラン化合物(すなわち、シランカップリング剤)であってもよい。シラン化合物とは、ケイ素原子を含んだ有機化合物であり、具体的には、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、ビニルシラン等の各種シラン系化合物である。シラン化合物としては、これらの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、カップリング剤として、上記シラン化合物に加えて又は上記シラン化合物の代わりに、チタネート類、アルミニウムキレート類等を用いてもよい。カップリング剤としては、これらの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(coupling agent)
The epoxy resin composition may contain a coupling agent. The coupling agent used here may be, for example, a silane compound (ie, a silane coupling agent). A silane compound is an organic compound containing a silicon atom, and specifically includes various silane compounds such as epoxysilane, mercaptosilane, aminosilane, alkylsilane, ureidosilane, and vinylsilane. As the silane compound, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. As a coupling agent, titanates, aluminum chelates, etc. may be used in addition to or instead of the silane compound. As the coupling agent, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

(硬化促進剤)
エポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を含有してもよい。ここで用いられる硬化促進剤は、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はなく、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5、5,6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7等のシクロアミジン化合物、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミン類及びこれらの誘導体、2-フェニル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類及びこれらの誘導体、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類及びこれらの誘導体、並びにN-メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩及びこれらの誘導体であってもよい。硬化促進剤としては、これらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Curing accelerator)
The epoxy resin composition may contain a curing accelerator. The curing accelerator used here is generally used in epoxy resin compositions for encapsulation and is not particularly limited. Cycloamidine compounds such as amino-1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7, tertiary amines such as tris(dimethylaminomethyl)phenol and their derivatives, 2-phenyl-4-methylimidazole, etc. imidazoles and derivatives thereof, organic phosphines such as phenylphosphine and derivatives thereof, and tetraphenylboron salts such as N-methylmorpholine-tetraphenylborate and derivatives thereof. As the curing accelerator, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

(フィラー)
エポキシ樹脂組成物は、フィラーを含有してもよい。フィラーは、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はなく、無機フィラー(すなわち、無機充填材)であることが好ましい。フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、及びアンチモン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の無機材料を含む無機フィラーが好ましい。これらの中でも、熱伝導性向上のためには、フィラーは、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、又は非晶性シリカであることが好ましい。溶融粘度の調整及びチクソトロピック性の付与の目的には、フィラーは、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、結晶性シリカ、又は非晶性シリカであることが好ましい。また、耐湿性を向上させるためには、フィラーは、アルミナ、シリカ、水酸化アルミニウム、又はアンチモン酸化物であることが好ましい。フィラーは、これらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(filler)
The epoxy resin composition may contain fillers. The filler is generally used in epoxy resin compositions for sealing, and is not particularly limited, and is preferably an inorganic filler (that is, an inorganic filler). Examples of fillers include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, aluminum nitride, aluminum borate whiskers, boron nitride, crystalline silica, An inorganic filler containing at least one inorganic material selected from the group consisting of amorphous silica and antimony oxide is preferred. Among these, the filler is preferably alumina, aluminum nitride, boron nitride, crystalline silica, or amorphous silica in order to improve thermal conductivity. For the purpose of adjusting melt viscosity and imparting thixotropic properties, fillers include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, crystalline Silica or amorphous silica is preferred. In order to improve moisture resistance, the filler is preferably alumina, silica, aluminum hydroxide, or antimony oxide. One of these fillers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

(着色剤)
エポキシ樹脂組成物は、添加剤として着色剤をさらに含有してもよい。ここで用いられる着色剤は、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、又はベンガラ等の公知の着色剤であってもよい。着色剤の含有量は、目的等に応じて適宜選択できる。着色剤は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(coloring agent)
The epoxy resin composition may further contain a coloring agent as an additive. The coloring agent used here may be a known coloring agent such as carbon black, organic dyes, organic pigments, titanium oxide, red lead, or red iron oxide. The content of the coloring agent can be appropriately selected according to the purpose and the like. A coloring agent may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

(エポキシ樹脂組成物の調製方法)
上述した各種成分を含有するエポキシ樹脂組成物は、これら各種成分を分散混合できるのであれば、いずれの手法を用いて調製してもよい。エポキシ樹脂組成物の中でも特に、パウダー形状の粉体であるエポキシ樹脂組成物を調製する方法では、例えば、所定の配合量の成分をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練する。そして、溶融混練された組成物を冷却、粉砕した後に、必要に応じて篩分けを行う。具体的には、例えば、上述した成分の所定量を均一に攪拌、混合し、予め70℃~140℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー等で混練、冷却、粉砕し、必要に応じて篩分けするなどの方法により、所望のエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
(Method for preparing epoxy resin composition)
The epoxy resin composition containing the various components described above may be prepared using any method as long as these various components can be dispersed and mixed. Among epoxy resin compositions, in particular, in the method of preparing an epoxy resin composition that is in the form of a powder, for example, components in predetermined amounts are thoroughly mixed using a mixer or the like, and then melted using a mixing roll, an extruder, or the like. knead. Then, after the melt-kneaded composition is cooled and pulverized, sieving is performed as necessary. Specifically, for example, predetermined amounts of the above components are uniformly stirred and mixed, kneaded with a kneader, roll, extruder, etc. preheated to 70° C. to 140° C., cooled, pulverized, and if necessary, A desired epoxy resin composition can be obtained by a method such as sieving.

一方、グラニュール形状の粉体であるエポキシ樹脂組成物を調製する方法では、例えば、上記パウダー形状の粉体の調製と同様の混合及び溶融混練を行った後、溶融状態の組成物を小孔からストランド状に押し出しつつ切断する。この方法では、グラニュール形状の粉体の調製においても、必要に応じて篩分けを行ってもよい。 On the other hand, in the method of preparing an epoxy resin composition that is a granule-shaped powder, for example, after performing mixing and melt-kneading in the same manner as in the preparation of the powder-shaped powder, the composition in a molten state is poured into small holes. Cut while extruding from the strand. In this method, sieving may also be carried out in the preparation of granule-shaped powder, if necessary.

[樹脂封止]
次に、上述したエポキシ樹脂組成物を封止樹脂材料として用いて行う樹脂封止について説明する。なお、以下、樹脂封止の一例として圧縮成形について説明するが、これに限定されるものではなく、前記の通りトランスファー成形を行ってもよい。圧縮成形では、例えば、モールド装置を用いて、減圧及び加熱し溶融させたエポキシ樹脂組成物により、上述した積層体を封止し樹脂封止積層体(封止基板)を得る。樹脂封止時の温度は、例えば110℃~200℃であってもよく、硬化性、成形時間短縮の観点から、150℃~180℃であることが好ましい。樹脂封止工程により形成された封止樹脂層の厚さは、例えば450μm以下であってもよく、150μm~450μmであることが好ましく、200μm~400μmであることがより好ましい。また、樹脂封止工程により樹脂封止された樹脂封止積層体全体の厚さは、例えば650μm以下であってもよく、200μm~650μmであることが好ましく、300μm~500μmであることがより好ましい。なお、上記圧縮成形による樹脂封止では、例えば、金型内を減圧下にしつつ、圧縮成形をして樹脂封止してもよい。
[Resin encapsulation]
Next, resin encapsulation using the epoxy resin composition described above as the encapsulating resin material will be described. Although compression molding will be described below as an example of resin encapsulation, the present invention is not limited to this, and transfer molding may be performed as described above. In the compression molding, for example, the resin-sealed laminate (encapsulated substrate) is obtained by sealing the laminate with the epoxy resin composition melted under reduced pressure and heating using a molding apparatus. The temperature during resin sealing may be, for example, 110° C. to 200° C., and is preferably 150° C. to 180° C. from the viewpoint of curability and shortening of molding time. The thickness of the sealing resin layer formed by the resin sealing process may be, for example, 450 μm or less, preferably 150 μm to 450 μm, more preferably 200 μm to 400 μm. Further, the thickness of the entire resin-sealed laminate resin-sealed by the resin sealing process may be, for example, 650 μm or less, preferably 200 μm to 650 μm, and more preferably 300 μm to 500 μm. . In the resin sealing by compression molding, for example, compression molding may be performed while reducing the pressure in the mold.

圧縮成形では、上記のように、例えば減圧中にエポキシ樹脂組成物による成形を行うことができる。減圧は、最初は減圧速度が大きく、減圧するにつれて減圧速度が小さくなってもよい。減圧速度は、下記の式(2)に示すように、定義することができる。減圧を開始すると圧力は迅速に下がってくるが、ある程度減圧すると圧力の下がり方が少なくなる。この圧力の下がり方が、1秒間に5torr以下となったら減圧限界圧力に達したとみなし、減圧開始からこの減圧限界圧力に達するまでの時間を「減圧限界圧力到達時間」とする。
(減圧速度)=(初期圧力-減圧限界圧力)/(減圧限界圧力到達時間)…(2)
初期圧力、減圧限界圧力の単位は「torr」であり、減圧限界圧力到達時間の単位は「秒」である。なお、初期圧力は、減圧開始時における圧力をいう。
なお、圧縮成形時の減圧速度は、10torr/秒~350torr/秒であることが好ましく、50torr/秒~330torr/秒であることがより好ましく、150torr/秒~310torr/秒であることが更に好ましい。
In compression molding, as described above, molding with an epoxy resin composition can be performed, for example, during reduced pressure. Depressurization may be performed at a high depressurization rate at first, and as the depressurization is performed, the depressurization rate may decrease. The depressurization rate can be defined as shown in Equation (2) below. When pressure reduction is started, the pressure drops quickly, but when the pressure is reduced to a certain extent, the rate of pressure drop decreases. When the pressure decreases to 5 torr or less per second, it is assumed that the decompression limit pressure has been reached, and the time from the start of decompression until the decompression limit pressure is reached is defined as the "decompression limit pressure reaching time".
(Decompression rate) = (initial pressure - decompression limit pressure) / (decompression limit pressure reaching time) (2)
The unit of the initial pressure and the decompression limit pressure is "torr", and the unit of the decompression limit pressure reaching time is "seconds". The initial pressure refers to the pressure at the start of decompression.
The decompression rate during compression molding is preferably 10 torr/sec to 350 torr/sec, more preferably 50 torr/sec to 330 torr/sec, and even more preferably 150 torr/sec to 310 torr/sec. .

[後硬化工程]
必要に応じて行われる後硬化工程では、前記樹脂封止工程によって得られた樹脂封止積層体(封止基板)をさらに加熱する。樹脂封止工程によって形成された封止樹脂層が完全に硬化されていない状態(例えば半硬化状態)である場合、後硬化工程において、樹脂封止層がさらに硬化する。後硬化工程における昇温及び保温には、例えば、市販のクリーンオーブンのようなオーブンを用いることができる。後硬化工程における温度及び時間は、110℃~200℃で30分~7時間であることが好ましく、150℃~180℃で1時間~6時間であるがより好ましい。
[Post-curing step]
In the post-curing step, which is performed as necessary, the resin-sealed laminate (sealing substrate) obtained by the resin-sealing step is further heated. If the sealing resin layer formed by the resin sealing process is not completely cured (for example, semi-cured), the resin sealing layer is further cured in the post-curing process. For example, an oven such as a commercially available clean oven can be used for raising the temperature and keeping the temperature in the post-curing step. The temperature and time in the post-curing step are preferably 110° C. to 200° C. and 30 minutes to 7 hours, more preferably 150° C. to 180° C. and 1 hour to 6 hours.

[個片化工程]
必要に応じて行われる個片化工程では、得られた樹脂封止積層体(封止基板)を切断することで個片化する。切断の方法は、特に限定されるものではなく、例えば、回転刃による切断方法、レーザによる切断方法等であってもよい。例えば回転刃による切断方法を適用する場合、図5に示すように、樹脂封止積層体を、基板2の厚み方向に回転刃7によって切断し、個片化することで、複数の半導体装置1を得る。切断する際に使用する切断装置(ダイサー等)、回転刃(ブレード)などは、市販のものを使用することができる。回転刃を用いた切断装置であるダイサーとしては、例えば、株式会社ディスコ製のフルオートマチックダイシングソー6000シリーズ、セミオートマチックダイシングソー3000シリーズ等を使用することができる。ブレードとしては、株式会社ディスコ製のダイシングブレードNBC-ZH05シリーズ、NBC-ZHシリーズ等を使用することができる。また、レーザを用いた切断装置としては、例えば、株式会社ディスコ製のフルオートマチックレーザソー7000シリーズ等を使用することができる。
[Singulation process]
In the singulation step, which is performed as necessary, the obtained resin-sealed laminate (sealing substrate) is cut into pieces. The cutting method is not particularly limited, and may be, for example, a cutting method using a rotary blade, a cutting method using a laser, or the like. For example, when a cutting method using a rotary blade is applied, as shown in FIG. get A commercially available cutting device (such as a dicer) and a rotating blade (blade) used for cutting can be used. As a dicer that is a cutting device using a rotary blade, for example, Disco's full-automatic dicing saw 6000 series, semi-automatic dicing saw 3000 series, and the like can be used. As a blade, a dicing blade NBC-ZH05 series, NBC-ZH series manufactured by DISCO Corporation, or the like can be used. Moreover, as a cutting device using a laser, for example, a fully automatic laser saw 7000 series manufactured by DISCO Corporation can be used.

[封止樹脂材料の選別方法]
次に、上述した製造方法に用いられるエポキシ樹脂組成物を候補となる複数のエポキシ樹脂組成物から選別する方法について説明する。この選別方法では、まず、半導体チップを基板に実装した積層体を封止樹脂材料であるエポキシ樹脂組成物によって封止して半導体装置を作製する際の該半導体装置の反りをシミュレーションする。このシミュレーション方法は、エポキシ樹脂組成物における無機充填材の体積率、エポキシ樹脂組成物のゲルタイム、エポキシ樹脂組成物の硬化収縮率、及び、エポキシ樹脂組成物のガラス転移温度の各種情報を取得する工程と、取得した各種情報を下記の式(1)に入力し、エポキシ樹脂組成物による半導体装置の反り(Y)を算出する工程と、を備える。ここで用いる式(1)は、以下の通りであり、より詳細な式については後述する。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
[Method for selecting sealing resin material]
Next, a method for selecting the epoxy resin composition to be used in the above-described manufacturing method from a plurality of candidate epoxy resin compositions will be described. In this sorting method, first, warping of a semiconductor device is simulated when a semiconductor device is manufactured by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with an epoxy resin composition as a sealing resin material. This simulation method includes a step of acquiring various information such as the volume ratio of the inorganic filler in the epoxy resin composition, the gel time of the epoxy resin composition, the curing shrinkage of the epoxy resin composition, and the glass transition temperature of the epoxy resin composition. and a step of inputting the acquired various information into the following formula (1) and calculating the warp (Y) of the semiconductor device due to the epoxy resin composition. Formula (1) used here is as follows, and a more detailed formula will be described later.
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)

そして、このエポキシ樹脂組成物の選別方法では、複数種類のエポキシ樹脂組成物の内、算出された反り(Y)が任意の温度(例えば30℃)で-30μm以上で且つ30μm以下の値となるエポキシ樹脂組成物を選別する。なお、この選別方法において、複数種類のエポキシ樹脂組成物の内、算出された反り(Y)が任意の温度(例えば30℃)で-20μm以上で且つ20μm以下の値となるエポキシ樹脂組成物を選別してもよいし、-10μm以上で且つ10μm以下の値となるエポキシ樹脂組成物を選別してもよい。また、選別する際の温度は、上述したように30℃としてもよいし、125℃としてもよいし、250℃としてもよい。 In this epoxy resin composition sorting method, among a plurality of types of epoxy resin compositions, the calculated warpage (Y) is −30 μm or more and 30 μm or less at an arbitrary temperature (for example, 30° C.). Screen the epoxy resin composition. In this sorting method, among a plurality of types of epoxy resin compositions, an epoxy resin composition having a calculated warpage (Y) of −20 μm or more and 20 μm or less at an arbitrary temperature (for example, 30° C.) is selected. Alternatively, an epoxy resin composition having a value of −10 μm or more and 10 μm or less may be selected. Also, the temperature at the time of sorting may be 30°C, 125°C, or 250°C as described above.

[反りを予測する予測式の作成]
ここで、上述した半導体装置の反り(Y)をシミュレーションにより算出する方法について、より詳細に説明する。なお、このシミュレーションに用いられる予測式の算出は、例えば、SAS Institute Inc.製のソフトウェアJMPを用いて解析することが可能である。このソフトウェアJMPは、ステップワイズ回帰の線形モデルを構築できる機能を有しており、当該機能を利用する。なお、同様の機能を有する他の解析ソフトウェアを用いてもよい。以下、本発明者らが算出した方法について説明する。
[Prediction formula for predicting warpage]
Here, a method for calculating the warp (Y) of the above-described semiconductor device by simulation will be described in more detail. Calculation of the prediction formula used in this simulation can be analyzed using software JMP manufactured by SAS Institute Inc., for example. This software JMP has a function capable of constructing a stepwise regression linear model, and uses this function. Note that other analysis software having similar functions may be used. The method calculated by the inventors will be described below.

まず、予測式の算出に用いる各種のエポキシ樹脂組成物(W1~W24の24種類)を作製した。これらのエポキシ樹脂組成物は、少なくともエポキシ樹脂を含み、必要に応じて、硬化剤、カップリング剤、硬化促進剤、フィラー、着色剤、その他添加剤を含んでいた。今回用いるエポキシ樹脂組成物に含まれる各成分の詳細は、後述する表1~表4に記載した通りである。 First, various epoxy resin compositions (24 types of W1 to W24) used for calculation of the prediction formula were prepared. These epoxy resin compositions contained at least an epoxy resin and, if necessary, a curing agent, a coupling agent, a curing accelerator, a filler, a coloring agent and other additives. The details of each component contained in the epoxy resin composition used this time are as described in Tables 1 to 4 below.

[コンプレッション成形用エポキシ樹脂組成物の作製]
半導体装置の反り(Y)を予測するためのエポキシ樹脂組成物を作製するための各材料を以下の通り準備した。
[Preparation of epoxy resin composition for compression molding]
Each material for producing an epoxy resin composition for predicting warpage (Y) of a semiconductor device was prepared as follows.

(a)エポキシ樹脂
・E1:日本化薬株式会社製、製品名:NC-3000
・E2:三菱ケミカル株式会社製、製品名:YX-4000H
・E3:日本化薬株式会社製、製品名:EPPN-501HY
・E4:日本化薬株式会社製、製品名:CER-3000L
(a) Epoxy resin E1: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: NC-3000
・ E2: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: YX-4000H
・ E3: Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: EPPN-501HY
・ E4: Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: CER-3000L

(b)硬化剤
・H1:明和化成株式会社製、製品名:MEHC7851SS
・H2:エア・ウォーター製、製品名:HE910
・H3:明和化成株式会社製、製品名:MEHC7501-3S
・H4:明和化成株式会社製、製品名:MEHC7500-3S
・H5:明和化成株式会社製、製品名:MEHC7851M
・H6:明和化成株式会社製、製品名:H-4
(b) Curing agent H1: manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: MEHC7851SS
・H2: Made by Air Water, product name: HE910
・ H3: Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: MEHC7501-3S
・ H4: Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: MEHC7500-3S
・ H5: manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: MEHC7851M
・ H6: manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: H-4

(c)硬化促進剤
・A1:トリフェニルホスフィンと1,4-ベンゾキノンとの付加物
(c) Curing accelerator A1: adduct of triphenylphosphine and 1,4-benzoquinone

(d)シランカップリング剤
・C1:信越化学工業株式会社製、製品名:KBM-573
・C2:信越化学工業株式会社製、製品名:KBM-202SS
・C3:信越化学工業株式会社製、製品名:KBM-403
(d) Silane coupling agent C1: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-573
・ C2: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-202SS
・ C3: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-403

(e)顔料(着色剤)
・P1:三菱ケミカル株式会社製、製品名:MA600
(e) pigment (colorant)
・ P1: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: MA600

(f)添加剤
・T1:堺化学工業株式会社、製品名:HT-P
・T2:北興化学工業株式会社製、製品名:TP-50
(f) Additive T1: Sakai Chemical Industry Co., Ltd., product name: HT-P
・ T2: manufactured by Hokko Chemical Industry Co., Ltd., product name: TP-50

(g)無機充填材(フィラー)
・F1:アドマテックス株式会社製、製品名:SO-25HV
・F2:デンカ株式会社製、製品名:FB-550XFC
・F3:デンカ株式会社製、製品名:FB-302X
・F4:デンカ株式会社製、製品名:FB-9454FC
・F5:新日鉄住金化学株式会社製、製品名:S4140-53P
(g) Inorganic filler (filler)
・ F1: manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name: SO-25HV
・F2: manufactured by Denka Co., Ltd., product name: FB-550XFC
・F3: manufactured by Denka Co., Ltd., product name: FB-302X
・ F4: manufactured by Denka Co., Ltd., product name: FB-9454FC
・F5: Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., product name: S4140-53P

[コンプレッション成形用エポキシ樹脂組成物の調製]
表1~表4に示す種々のエポキシ樹脂組成物を上記エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、顔料、添加剤を所定の質量部、無機充填材は全体積に対して所定の体積%となるように配合した。その後、ミキサーによって十分混合した後、あらかじめ110℃に加熱してあるニーダーで混練し、溶融状態の組成物を得た。得られた溶融状態の組成物を、複数の小孔を有する円筒状外周部に供給し、その樹脂組成物を溶融押出し、その後、冷却、粉砕工程を経てエポキシ樹脂組成物を作製した。
[Preparation of epoxy resin composition for compression molding]
Various epoxy resin compositions shown in Tables 1 to 4 are mixed with the above epoxy resin, curing agent, curing accelerator, silane coupling agent, pigment, and additives in predetermined parts by mass, and inorganic fillers in predetermined parts with respect to the total volume. It was blended so that the volume % of Thereafter, the mixture was sufficiently mixed with a mixer and then kneaded with a kneader preheated to 110° C. to obtain a molten composition. The obtained composition in a molten state was supplied to a cylindrical outer peripheral portion having a plurality of small holes, the resin composition was melt extruded, and then cooled and pulverized to prepare an epoxy resin composition.

[無機充填材の体積率の算出]
各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)における無機充填材(フィラー)の体積率FC(%)を算出した。無機充填材の体積率FCは、各エポキシ樹脂組成物に配合した無機充填材の量から容易に算出することが可能な値である。表1~表4に、各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)における無機充填材の体積率FCを示す。
[Calculation of volume ratio of inorganic filler]
The volume fraction FC (%) of the inorganic filler (filler) in each epoxy resin composition (W1 to W24) was calculated. The volume fraction FC of the inorganic filler is a value that can be easily calculated from the amount of the inorganic filler compounded in each epoxy resin composition. Tables 1 to 4 show the volume fraction FC of the inorganic filler in each epoxy resin composition (W1 to W24).

[ゲルタイムの測定]
各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)のゲルタイム(硬化時間)GT(秒)を測定した。ゲルタイムGTは、ゲル化試験機を用いて以下のようにして評価した。上記で得られた各エポキシ樹脂組成物0.5gを175℃に熱した熱板上に乗せ、治具を用いて20回転/分~25回転/分の回転速度で、試料を2.0cm~2.5cmの円状に均一に広げた。試料を熱板に乗せてから、試料の粘性がなくなり、ゲル状態となって熱板から剥がれるまでの時間を計測し、これをゲルタイムGT(秒)として測定した。表1~表4に、各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)のゲルタイムGTを示す。
[Measurement of gel time]
The gel time (curing time) GT (seconds) of each epoxy resin composition (W1 to W24) was measured. The gel time GT was evaluated using a gelation tester as follows. 0.5 g of each epoxy resin composition obtained above was placed on a hot plate heated to 175° C., and a jig was used to rotate the sample at a speed of 20 to 25 rpm. Spread evenly into a circle of 2.5 cm. After the sample was placed on the hot plate, the time required for the sample to lose its viscosity and become gelled and peeled off from the hot plate was measured as the gel time GT (seconds). Tables 1 to 4 show the gel time GT of each epoxy resin composition (W1 to W24).

[硬化収縮率の測定]
各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)を用いて、下記の手順で硬化収縮率(成形収縮率)MS(%)を測定した。
(1)室温(25℃)で測定したときの寸法が長さ127mm×高さ6.4mm×幅12.7mmである金型を用いて、トランスファー成形によりコンプレッション成形用エポキシ樹脂組成物から試験片を作製した。具体的には、所定の金型を用いて180℃、90秒、6.9MPaの条件で成形し、アズモールド試験片を作製した。このアズモールド試験片に対し、175℃、5時間の硬化を行って試験片を作製した。
(2)成形後の試験片を直ちに取り出し、室温(25℃)まで冷却した、その後、試験片の寸法をノギスで測定した。測定は、同じ成形条件で作製した2個の試験片(試験片1及び試験片2)について行った。
(3)室温で測定した試験片の寸法と、室温で測定した金型の寸法とから、式(3)により成形収縮率(%)を計算した。式(3)においてD1は試験片1の成形に用いた金型の長さ方向の寸法(mm)であり、d1は試験片1の長さ方向の寸法(mm)であり、D2は試験片2の成形に用いた金型の長さ方向の寸法(mm)であり、d2は試験片2の長さ方向の寸法(mm)である。表1~表4に、各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)の硬化収縮率MS(%)を示す。
[Measurement of cure shrinkage]
Using each epoxy resin composition (W1 to W24), curing shrinkage (molding shrinkage) MS (%) was measured by the following procedure.
(1) Using a mold with dimensions of 127 mm length × 6.4 mm height × 12.7 mm width when measured at room temperature (25 ° C.), test pieces from epoxy resin compositions for compression molding by transfer molding was made. Specifically, molding was performed using a predetermined mold under the conditions of 180° C., 90 seconds, and 6.9 MPa to prepare an as-molded test piece. This as-molded test piece was cured at 175° C. for 5 hours to prepare a test piece.
(2) The molded test piece was immediately taken out and cooled to room temperature (25° C.), and then the dimensions of the test piece were measured with a vernier caliper. The measurement was performed on two test pieces (test piece 1 and test piece 2) produced under the same molding conditions.
(3) From the dimensions of the test piece measured at room temperature and the dimensions of the mold measured at room temperature, the molding shrinkage rate (%) was calculated by formula (3). In formula (3), D1 is the lengthwise dimension (mm) of the mold used for molding the test piece 1, d1 is the lengthwise dimension (mm) of the test piece 1, and D2 is the test piece d2 is the lengthwise dimension (mm) of the mold used for molding No. 2, and d2 is the lengthwise dimension (mm) of the test piece 2. Tables 1 to 4 show the cure shrinkage MS (%) of each epoxy resin composition (W1 to W24).

Figure 2023007836000002
Figure 2023007836000002

[線膨張係数α1とα2、ガラス転移温度(Tg)、曲げ弾性率、曲げ強度測定用試料の作製]
各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)を、トランスファー成形機を用いて成形して硬化させ、試験片を作製した。成形及び硬化は、成形温度175℃、成形時間90秒の条件で行った。そして、175℃で5時間の条件で後硬化を行った。
[Preparation of samples for measuring linear expansion coefficients α1 and α2, glass transition temperature (Tg), flexural modulus, and flexural strength]
Each epoxy resin composition (W1 to W24) was molded using a transfer molding machine and cured to prepare a test piece. Molding and curing were performed under conditions of a molding temperature of 175° C. and a molding time of 90 seconds. Then, post-curing was performed at 175° C. for 5 hours.

[線膨張係数α1とα2、ガラス転移温度の測定]
TMA高精度二試料熱分析(セイコーインスツルメンツ株式会社製、商品名:SS6100)を用い、荷重10g、昇温速度5℃/分の条件で、試験片(長辺20mm×下辺5mm上辺4mm×厚み3mm)のガラス転移温度Tg(℃)を測定した。また、測定温度が80℃と100℃の2点の測定温度間における線膨張係数αをα1、200℃と230℃の2点の測定温度間における線膨張係数αをα2とした。α1とα2の接線との交点をガラス転移温度(Tg)とした。表1~表4に、各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)のガラス転移温度Tg(℃)と、ガラス転移温度Tg(℃)を算出するための線膨張係数α1,α2とを示す。
[Measurement of linear expansion coefficients α1 and α2 and glass transition temperature]
Using TMA high-precision two-sample thermal analysis (manufactured by Seiko Instruments Inc., product name: SS6100), under the conditions of a load of 10 g and a heating rate of 5 ° C./min, a test piece (long side 20 mm × lower side 5 mm upper side 4 mm × thickness 3 mm ) was measured for the glass transition temperature Tg (°C). Also, the linear expansion coefficient α between the two measurement temperatures of 80° C. and 100° C. is α1, and the linear expansion coefficient α between the two measurement temperatures of 200° C. and 230° C. is α2. The intersection of the tangents of α1 and α2 was taken as the glass transition temperature (Tg). Tables 1 to 4 show the glass transition temperature Tg (°C) of each epoxy resin composition (W1 to W24) and the linear expansion coefficients α1 and α2 for calculating the glass transition temperature Tg (°C).

[曲げ弾性率、曲げ強度の測定]
A&D社のテンシロンを用い、JIS-K-6911(2006)に準拠した3点支持型曲げ試験を30℃及び250℃にて行い、各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)から成る試験片の弾性率、曲げ強度をそれぞれ求めた。なお、曲げ弾性率Eは式(4)にて定義される。ただし、下記式中、Eは曲げ弾性率(MPa)、Pはロードセルの値(N)、yは変位量(mm)、lはスパン=48mm、wは試験片幅=10mm、hは試験片厚さ=3mmである。

Figure 2023007836000003
[Measurement of flexural modulus and flexural strength]
A three-point support bending test conforming to JIS-K-6911 (2006) was performed at 30°C and 250°C using A&D Tensilon, and the elasticity of test pieces made of each epoxy resin composition (W1 to W24) was measured. modulus and bending strength were obtained. The flexural modulus E is defined by Equation (4). However, in the following formula, E is the flexural modulus (MPa), P is the load cell value (N), y is the displacement amount (mm), l is the span = 48 mm, w is the test piece width = 10 mm, h is the test piece Thickness = 3 mm.
Figure 2023007836000003

[半導体パッケージ(半導体装置)の作製]
基板面積240×74mm、基板厚み100μmの三層コアレス基板に、チップ及び接着層の面積:10×5mm、チップ厚み:70μm、接着層厚み:10μmの接着層付きダミーチップ4つを、ダイボンダー(ファスフォードテクノロジ株式会社製、製品名:DB830plus+)を用いて、基板の厚み方向に2層、基板の面方向に2つとなるように搭載した。上記ダミーチップ4つの搭載を、合計60箇所について行い、チップ搭載基板(すなわち、積層体)を作製した(積層体準備工程)。
[Production of semiconductor package (semiconductor device)]
On a three-layer coreless substrate having a substrate area of 240×74 mm 2 and a substrate thickness of 100 μm, four dummy chips with an adhesive layer having a chip and adhesive layer area of 10×5 mm 2 , a chip thickness of 70 μm, and an adhesive layer thickness of 10 μm were attached by a die bonder. (manufactured by Fasford Technology Co., Ltd., product name: DB830plus+), two layers were mounted in the thickness direction of the substrate and two in the surface direction of the substrate. The four dummy chips were mounted at a total of 60 locations to prepare a chip-mounted substrate (that is, laminate) (laminate preparation step).

続いて、上記のように作製したチップ搭載基板(すなわち、積層体)に、コンプレッション装置(TOWA株式会社製、製品名:PMC1040-S)を用いてコンプレッション成形用の各エポキシ樹脂組成物(W1~W24)を圧縮成形し、封止基板(すなわち、樹脂封止積層体)を得た。成形条件は、封止厚み320μm、成形温度165℃、成形時間180秒と統一して、減圧速度を90torr/秒とした(樹脂封止工程)。減圧速度の定義は前述の通りである。その後、封止基板(すなわち、樹脂封止積層体)をフルオートダイサー(株式会社ディスコ製、DAD3350、回転刃)を用いて15×15mmサイズに切断し、個片化することで半導体パッケージ(半導体装置)を得た(個片化工程)。なお、1つの封止基板(樹脂封止積層体)から半導体パッケージ(半導体装置)は60個得ることができた。 Subsequently, each epoxy resin composition for compression molding (W1 to W24) was compression-molded to obtain a sealing substrate (that is, a resin-sealed laminate). The molding conditions were set to a sealing thickness of 320 μm, a molding temperature of 165° C., a molding time of 180 seconds, and a decompression rate of 90 torr/second (resin sealing process). The definition of decompression speed is as described above. After that, the sealing substrate (that is, the resin-sealed laminate) is cut into 15 × 15 mm 2 sizes using a full-auto dicer (manufactured by Disco Co., Ltd., DAD3350, rotary blade) and separated into semiconductor packages ( A semiconductor device) was obtained (individualization step). It should be noted that 60 semiconductor packages (semiconductor devices) could be obtained from one sealing substrate (resin-sealed laminate).

[反りの評価]
個片化後の半導体パッケージ(半導体装置)を一基板から24個選択し、反り測定装置Thermoire(AKROMETRIX社製、製品名:TherMoire AXP)を用いて各パッケージの30℃、125℃、250℃の反り量(実測値)をそれぞれ測定し、24個の平均値を算出した。なお、各半導体装置の反り量(μm)については、クライそりを正(+)の値、スマイルそりを負(-)の値とした。ここで、「クライそり」は基板の端部が封止樹脂層と反対側に反ることを言い、「スマイルそり」は基板の端部が封止樹脂層側に反ることを言う。
[Evaluation of warpage]
Select 24 semiconductor packages (semiconductor devices) after singulation from one substrate, and use a warp measurement device Thermoire (manufactured by AKROMETRIX, product name: TherMoire AXP) to measure the temperature of each package at 30 ° C., 125 ° C., and 250 ° C. The amount of warpage (actually measured value) was measured, and the average value of 24 pieces was calculated. Regarding the amount of warpage (μm) of each semiconductor device, the cry warp is a positive (+) value and the smile warp is a negative (−) value. Here, "creep warping" means that the edge of the substrate warps to the side opposite to the sealing resin layer, and "smile warping" means that the edge of the substrate warps toward the sealing resin layer.

Figure 2023007836000004
Figure 2023007836000004

Figure 2023007836000005
Figure 2023007836000005

Figure 2023007836000006
Figure 2023007836000006

Figure 2023007836000007
Figure 2023007836000007

[反りを予測する予測式]
予測式の算出は、SAS Institute Inc.製ソフトウェア JMPを用いて解析を行った。目的変数である反り(Y)を予測する予測式を式(5)に示す。なお、上述した表1~表4には、この予測式に基づいて算出されるシミュレーション値をそれぞれ示している。
[Prediction formula for predicting warpage]
Calculation of the prediction formula was analyzed using software JMP manufactured by SAS Institute Inc. A prediction formula for predicting warpage (Y), which is an objective variable, is shown in formula (5). Note that Tables 1 to 4 above show simulation values calculated based on this prediction formula.

反り(Y)=a + b*FC + d*GT + e*Tg+ f*α1 + g*α2 + h*FMRt + i*FM250℃ + j*FSRt+ k*FS250℃ + l*MS + M*SG + cccc*FC^2+ dddd*GT^2 + eeee*Tg^2 + ffff*α1^2 + gggg*α2^2 + hhhh*FMRt^2 + iiii*FM250℃^2 + jjjj*FSRt^2+ kkkk*FS250℃^2 + llll*MS^2 + mmmm*SG^2 + n*FC*GT + o*FC*Tg+ p*FC*α1 + q*FC*α2 + r*FC*FMRt+ s*FC*FM250℃ + t*FC*FSRt + u*FC*FS250℃ + v*FC*MS + w*FC*SG + x*GT*Tg + y*GT*α1 +z*GT*α2 + aa*GT*FMRt + bb*GT*FM250℃ + cc*GT*FSRt + dd*GT*FS250℃ + ee*GT*MS +ff*GT*SG + gg*Tg*α1 + hh*Tg*α2+ ii*Tg*FMRt + jj*Tg*FM250℃ + kk*Tg*FSRt + ll*Tg*FS250℃+ mm*Tg*MS + nn*Tg*SG + oo*α1*α2 + pp*α1*FMRt + qq*α1*FM250℃ + rr*α1*FSRt+ ss*α1*FS250℃ + tt*α1*MS + uu*α1*SG + vv*α2*FMRt + ww*α2*FM250℃ + xx*α2*FSRt + yy*α2*FS250℃+ zz*α2*MS + aaa*α2*SG + bbb*FMRt*FM250℃ + ccc*FMRt*FSRt +ddd*FMRt*FS250℃ + eee*FMRt*MS + fff*FMRt*SG + ggg*FM250℃*FSRt + hhh*FM250℃*FS250℃ + iii*FM250℃*MS + jjj*FM250℃*SG + kkk*FSRt*FS250℃ + lll*FSRt*MS +mmm*FSRt*SG + nnn*FS250℃*MS + ooo*FS250℃*SG + ppp*MS*SG + qqq*T + nnnn*T^2 + rrr*T*FC + sss*T*GT + ttt*T*Tg+ uuu*T*α1 + vvv*T*α2 +www*T*FMRt + xxx*T*FM250℃ + yyy*T*FSRt + zzz*T*FS250℃+ aaaa*T*MS + bbbb*T*SG
・・・(5)
Warp (Y) = a + b*FC + d*GT + e*Tg+ f*α1 + g*α2 + h*FMRt + i*FM250℃ + j*FSRt+ k*FS250℃ + l*MS + M*SG + cccc*FC^2+ dddd*GT^2 + eeee*Tg^2 + ffff*α1^2 + gggg*α2^2 + hhhh*FMRt^2 + iiii*FM250℃^2 + jjjj*FSRt^2+ kkkk*FS250℃^2 + llll*MS^2 + mmmm*SG^2 + n*FC*GT + o*FC*Tg+ p*FC*α1 + q*FC*α2 + r*FC*FMRt+ s*FC *FM250℃ + t*FC*FSRt + u*FC*FS250℃ + v*FC*MS + w*FC*SG + x*GT*Tg + y*GT*α1 +z*GT*α2 + aa*GT *FMRt + bb*GT*FM250℃ + cc*GT*FSRt + dd*GT*FS250℃ + ee*GT*MS +ff*GT*SG + gg*Tg*α1 + hh*Tg*α2+ ii*Tg* FMRt + jj*Tg*FM250℃ + kk*Tg*FSRt + ll*Tg*FS250℃+ mm*Tg*MS + nn*Tg*SG + oo*α1*α2 + pp*α1*FMRt + qq*α1* FM250℃ + rr*α1*FSRt+ ss*α1*FS250℃ + tt*α1*MS + uu*α1*SG + vv*α2*FMRt + ww*α2*FM250℃ + xx*α2*FSRt + yy*α2* FS250℃+ zz*α2*MS + aaa*α2*SG + bbb*FMRt*FM250℃ + ccc*FMRt*FSRt +ddd*FMRt*FS250℃ + eee*FMRt*MS + fff*FMRt*SG + ggg*FM250 ℃*FSRt + hhh*FM250℃*FS250℃ + iii*FM250℃*MS + jjj*FM250℃*SG + kkk*FSRt*FS250℃ + lll*FSRt*MS +mmm*FSRt*SG + nnn*FS250℃* MS + ooo*FS250℃*SG + ppp*MS*SG + qqq*T + nnnn*T^2 + rrr*T*FC + sss*T*GT + tt t*T*Tg+ uuu*T*α1 + vvv*T*α2 +www*T*FMRt + xxx*T*FM250℃ + yyy*T*FSRt + zzz*T*FS250℃+ aaaa*T*MS + bbbb *T*SG
...(5)

以下に式(5)におけるエポキシ樹脂組成物の説明変数を示す。
FC…無機充填材の体積率(%)
GT…ゲルタイム(秒)
Tg…硬化物のガラス転移温度(℃)
α1…硬化物の線膨張係数(ppm/℃)
α2…硬化物の線膨張係数(ppm/℃)
FMRt…硬化物の30℃での曲げ弾性率(GPa)
FM250℃…硬化物の250℃での曲げ弾性率(GPa)
FSRt…硬化物の30℃での曲げ強度(MPa)
FS250℃…硬化物の250℃での曲げ強度(MPa)
MS…硬化収縮率(%)
SG…比重
T…温度(℃)
The explanatory variables of the epoxy resin composition in formula (5) are shown below.
FC: Volume fraction of inorganic filler (%)
GT…Gel time (seconds)
Tg: Glass transition temperature of cured product (°C)
α1…Linear expansion coefficient of cured product (ppm/°C)
α2…Linear expansion coefficient of cured product (ppm/°C)
FMRt: Flexural modulus of cured product at 30°C (GPa)
FM250℃…Flexural modulus of cured material at 250℃ (GPa)
FSRt: Bending strength of cured product at 30°C (MPa)
FS250℃…Bending strength of cured product at 250℃ (MPa)
MS…Cure shrinkage rate (%)
SG…Specific gravity
T…Temperature (°C)

以下に式(5)の係数を示す。
a,b,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z,aa,bb,cc,dd,ee,ff,gg,hh,ii,jj,kk,ll,mm,nn,oo,pp,qq,rr,ss,tt,uu,vv,ww,xx,yy,zz,aaa,bbb,ccc,ddd,eee,fff,ggg,hhh,iii,jjj,kkk,lll,mmm,nnn,ooo,ppp,qqq,rrr,sss,ttt,uuu,vvv,www,xxx,yyy,zzz,aaaa,bbbb,cccc,dddd,eeee,ffff,gggg,hhhh,iiii,jjjj,kkkk,llll,mmmm,nnnn
上記の係数は、上述したシミュレーションソフトウェアによって、適宜、設定される。なお、このソフトフェアの使用方法では、実測の反り量と、温度を含めた各封止材の説明変数(パラメータ)の2乗の項及び交差積とから、ステップワイズ回帰法により反り量(Y)を導く予測式を算出する。
The coefficients of equation (5) are shown below.
a,b,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z, aa,bb,cc,dd,ee,ff,gg,hh,ii,jj,kk,ll,mm,nn,oo,pp,qq,rr,ss,tt,uu,vv,ww,xx,yy, zz, aaa, bbb, ccc, ddd, eee, fff, ggg, hhh, iii, jjj, kkk, lll, mmm, nnn, ooo, ppp, qqq, rrr, sss, ttt, uuu, vvv, www, xxx, yyy, zzz, aaaa, bbbb, cccc, dddd, eeee, ffff, gggg, hhhh, iiii, jjjj, kkkk, llll, mmmm, nnnn
The above coefficients are appropriately set by the simulation software described above. In addition, in the method of using this software, the amount of warp (Y ) is calculated.

また、上述した式(5)を主要部分からなる式(6)へと簡素化することもできる。式(6)の説明変数の項は、無機充填材の体積率FC、ゲルタイムGT、硬化物のガラス転移温度Tg、硬化収縮率MS,温度Tに関するもののみで、R2乗値を1に近づけた予測式を式(6)に示す。このパラメータに従うエポキシ樹脂組成物(実施例)を作製し、反り量を測定した結果については、後述する表5に示す。なお、「R2乗値」とは、反り量の実測値と反り量のシミュレーション値(予測値)との相関を示す値であり、R2乗値が1に近づくことにより、両者が正の相関が強いといったことを示すことができるものである。 Also, equation (5) above can be simplified to equation (6) consisting of the main part. The explanatory variable terms in formula (6) are only related to the volume fraction FC of the inorganic filler, the gel time GT, the glass transition temperature Tg of the cured product, the cure shrinkage rate MS, and the temperature T, and the R-square value was brought close to 1. A prediction formula is shown in Formula (6). Epoxy resin compositions (Examples) were produced according to these parameters, and the results of measuring the amount of warpage are shown in Table 5 below. The "R-squared value" is a value that indicates the correlation between the measured value of the warpage amount and the simulated value (predicted value) of the warpage amount. It can show that you are strong.

反り(Y)=a + b*FC + d*GT + e*Tg+ l*MS + eeee*Tg^2 + n*FC*GT + o*FC*Tg + v*FC*MS + qqq*T + nnnn*T^2 + rrr*T*FC+ sss*T*GT + ttt*T*Tg + aaaa*T*MS・・・(6) Warp (Y) = a + b*FC + d*GT + e*Tg+ l*MS + eeee*Tg^2 + n*FC*GT + o*FC*Tg + v*FC*MS + qqq*T + nnnn*T^2 + rrr*T*FC+ sss*T*GT + ttt*T*Tg + aaaa*T*MS (6)

以下に式(6)におけるエポキシ樹脂組成物の説明変数を示す。
FC…無機充填材の体積率(%)
GT…ゲルタイム(s)
Tg…硬化物のガラス転移温度(℃)
MS…硬化収縮率(%)
T…温度(℃)
The explanatory variables of the epoxy resin composition in formula (6) are shown below.
FC: Volume fraction of inorganic filler (%)
GT…gel time (s)
Tg: Glass transition temperature of cured product (°C)
MS…Cure shrinkage rate (%)
T…Temperature (°C)

また、以下に式(6)の係数を示す。
a=20621.33977
b=-240.4533784
d=-16.68388327
e=-126.9694026
l=-14965.51005
n=0.226087133
o=1.327567761
v=184.5706719
qqq=-0.679502398
rrr=-0.029083937
sss=-0.003477379
ttt=0.009940489
aaaa=1.506803252
eeee=0.078172288
nnnn=0.00422203
上記の係数は、上述したシミュレーションソフトウェアによって、適宜、設定される値である。なお、反り量から求める物性は式(6)から再急降下法より算出するものとする。
Also, the coefficients of Equation (6) are shown below.
a=20621.33977
b=-240.4533784
d=-16.68388327
e=-126.9694026
l=-14965.51005
n=0.226087133
o=1.327567761
v=184.5706719
qqq=-0.679502398
rrr=-0.029083937
sss=-0.003477379
ttt=0.009940489
aaaa=1.506803252
eeee=0.078172288
nnnn=0.00422203
The above coefficients are values appropriately set by the simulation software described above. The physical properties obtained from the amount of warpage are calculated by the re-sudden descent method from the equation (6).

上述した式(6)において、半導体装置の反り(Y)の任意の温度での値を求めるための因子として、上述した5種類(より厳密には温度を除く4種類)としたのは、因子間の影響度が比較的軽微であり、経験上、封止材を作製する上で制御しやすいことによる。なお、これら4種類の因子に基づいて、上述した式(5)は、以下の式(1)に更にまとめることができる。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
In the above equation (6), the above five factors (more precisely, four factors excluding temperature) are used to obtain the value of the warp (Y) of the semiconductor device at an arbitrary temperature because the factor This is due to the fact that the degree of influence between the two is relatively slight, and empirically, it is easy to control when producing the encapsulant. Based on these four types of factors, Equation (5) above can be further summarized in Equation (1) below.
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)

このように、本実施形態に係る半導体装置の反りのシミュレーション方法によれば、上述した反りの実測値とシミュレーション値との比較から明らかなように、式(5)又は式(6)に基づいて、エポキシ樹脂組成物における無機充填材の体積率FCの項と、エポキシ樹脂組成物のゲルタイムGTの項と、エポキシ樹脂組成物の硬化収縮率MSの項と、エポキシ樹脂組成物のガラス転移温度Tgの項とを合算することにより、エポキシ樹脂組成物によって封止されることで作製される半導体装置の反りを精度よく予測することができる。これにより、このシミュレーション方法によれば、エポキシ樹脂組成物によって封止される半導体装置の任意の温度での反りを制御することが可能となる。 As described above, according to the method for simulating the warp of a semiconductor device according to the present embodiment, as is clear from the comparison between the warpage measured value and the simulated value, based on the equation (5) or the equation (6), , the volume fraction FC of the inorganic filler in the epoxy resin composition, the gel time GT of the epoxy resin composition, the cure shrinkage MS of the epoxy resin composition, and the glass transition temperature Tg of the epoxy resin composition. By summing the terms, it is possible to accurately predict the warpage of the semiconductor device manufactured by sealing with the epoxy resin composition. As a result, according to this simulation method, it is possible to control the warpage of a semiconductor device sealed with an epoxy resin composition at an arbitrary temperature.

また、本実施形態では、上述したシミュレーション方法を利用して、半導体装置に用いられるエポキシ樹脂組成物の各種組成に基づく半導体装置の反りを予測することができ、これら予測値を用いて、半導体装置の反り(Y)を抑制できる所望のエポキシ樹脂組成物の組成を選別することが可能である。即ち、この選別方法では、半導体チップを基板に実装した積層体をエポキシ樹脂組成物によって封止して半導体装置を作製するための封止樹脂材料を複数種類のエポキシ樹脂組成物の中から選別する。具体的には、この封止樹脂材料の選別方法は、複数種類のエポキシ樹脂組成物のそれぞれについて、無機充填材の体積率、ゲルタイム、硬化収縮率、及び、ガラス転移温度の各種情報を取得する工程と、複数種類のエポキシ樹脂組成物のそれぞれについて、取得した各種情報を上記の式(5)又は式(6)に入力し、各封止樹脂材料による半導体装置の30℃での反り(Y)を算出する工程と、複数種類の封止樹脂材料の内、算出された反り(Y)が(Y)-30μm以上で且つ(Y)+30μm以下の値となる封止樹脂材料を選別する工程と、を備える。 Further, in the present embodiment, the simulation method described above can be used to predict the warpage of the semiconductor device based on various compositions of the epoxy resin composition used in the semiconductor device. It is possible to select the composition of the desired epoxy resin composition that can suppress the warpage (Y). That is, in this selection method, a sealing resin material for fabricating a semiconductor device by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with an epoxy resin composition is selected from a plurality of types of epoxy resin compositions. . Specifically, in this encapsulating resin material selection method, various types of information such as the inorganic filler volume ratio, gel time, cure shrinkage, and glass transition temperature are obtained for each of a plurality of types of epoxy resin compositions. For each of the processes and multiple types of epoxy resin compositions, the obtained various information is input into the above formula (5) or (6), and the warp (Y ), and selecting a sealing resin material with a calculated warpage (Y) of (Y)−30 μm or more and (Y)+30 μm or less from a plurality of types of sealing resin materials. And prepare.

この封止樹脂材料の選別方法では、複数種類の封止樹脂材料において、各封止樹脂材料における無機充填材の体積率の項と、各封止樹脂材料のゲルタイムの項と、各封止樹脂材料の硬化収縮率の項と、各封止樹脂材料のガラス転移温度の項とをそれぞれ合算することにより、各封止樹脂材料によって封止されることで作製される半導体装置の反り予測を算出し、当該反り予測が所定の範囲となる封止樹脂材料を選別している。上述したように、式(5)又は式(6)に基づく半導体装置の任意の温度での反りの予測は高精度であり、このような選別方法を用いることにより、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の反りを制御することが可能となる。なお、上述した例では、予測された反り(Y)の範囲が±30μmの範囲となる選別方法を示したが、予測された反り(Y)の範囲が±10μmの範囲となる選別方法であってもよく、予測された反り(Y)の範囲が±40μmの範囲となる選別方法であってもよい。 In this sealing resin material selection method, in a plurality of types of sealing resin materials, the term of the volume ratio of the inorganic filler in each sealing resin material, the term of the gel time of each sealing resin material, and the term of each sealing resin By summing the curing shrinkage rate term of the material and the term of the glass transition temperature of each encapsulating resin material, the predicted warpage of the semiconductor device produced by encapsulation with each encapsulating resin material is calculated. Then, the encapsulating resin material whose warpage prediction falls within a predetermined range is selected. As described above, the prediction of the warpage of the semiconductor device at any temperature based on the equation (5) or (6) is highly accurate. It becomes possible to control the warp of the semiconductor device to be processed. In the above example, the sorting method in which the range of predicted warpage (Y) is ±30 μm is shown. Alternatively, it may be a sorting method in which the range of predicted warpage (Y) is within ±40 μm.

また、この封止樹脂材料の選別方法において、取得する工程では、複数種類のエポキシ樹脂組成物のそれぞれについて、無機充填材の体積率、ゲルタイム、硬化収縮率、及び、ガラス転移温度の少なくとも1つを測定することにより各種情報として取得してもよい。この場合、各封止樹脂材料における上述した各因子の値をより正確に取得することができ、半導体装置の反りを更に高精度に予測することが可能となる。これにより、この選別方法によれば、封止樹脂材料によって封止される半導体装置の反りを更に抑制することが可能となる。なお、入手する材料によってはカタログ値を有するものもあり、その場合は、そのような値をシミュレーション方法及び選別方法に用いてもよい。 Further, in this encapsulating resin material selection method, in the acquiring step, for each of the plurality of types of epoxy resin compositions, at least one of the inorganic filler volume ratio, gel time, cure shrinkage, and glass transition temperature may be acquired as various information by measuring In this case, it is possible to more accurately obtain the values of the factors described above for each encapsulating resin material, and it is possible to predict the warpage of the semiconductor device with even higher accuracy. As a result, according to this sorting method, it is possible to further suppress the warpage of the semiconductor device sealed with the sealing resin material. Some of the available materials have catalog values, in which case such values may be used in the simulation method and selection method.

また、この封止樹脂材料の選別方法において、積層体を封止するエポキシ樹脂組成物(硬化物)の厚さは450μm以下であってもよく、エポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置の厚さ(封止部は硬化部)は650μm以下であってもよい。この場合、上述した式(1)による半導体装置の反りの予測値をより実測値に近づけることができる。本発明らの知見によれば、上述した因子に着眼した方法では、このような薄型の半導体装置での封止における反りをより精度よく予測することが可能である。なお、この場合において、積層体を構成する基板の厚さは200μm以下であってもよく、また、積層体における半導体チップの厚さの合計は、300μm以下であってもよい。 In this encapsulating resin material selection method, the thickness of the epoxy resin composition (cured product) encapsulating the laminate may be 450 μm or less, and the semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition may The thickness (the sealing portion is the cured portion) may be 650 μm or less. In this case, the predicted value of the warpage of the semiconductor device according to the above equation (1) can be brought closer to the measured value. According to the knowledge of the present inventors, it is possible to more accurately predict the warpage in encapsulation of such a thin semiconductor device by the method focusing on the factors described above. In this case, the thickness of the substrate constituting the laminate may be 200 μm or less, and the total thickness of the semiconductor chips in the laminate may be 300 μm or less.

なお、上述した封止樹脂材料の選別方法を利用して、反りを抑制した半導体装置を作製することも可能である。この半導体装置の製造方法は、上述した選別方法に基づいた封止樹脂材料を準備する工程と、半導体チップを基板に実装した積層体を当該封止樹脂材料で封止する工程と、を備える。この場合、事前に反りが予測された封止樹脂材料で封止して半導体装置を作製しているため、反りを制御した半導体装置を得ることができる。なお、この製造方法において、積層体を封止する工程における成形温度は110℃~200℃であってもよい。 It should be noted that it is also possible to manufacture a semiconductor device in which warping is suppressed by using the above-described method of selecting the encapsulating resin material. This method of manufacturing a semiconductor device includes a step of preparing a sealing resin material based on the selection method described above, and a step of sealing a laminate in which semiconductor chips are mounted on a substrate with the sealing resin material. In this case, since the semiconductor device is manufactured by encapsulating with a sealing resin material whose warpage is predicted in advance, a semiconductor device in which warpage is controlled can be obtained. In this manufacturing method, the molding temperature in the step of sealing the laminate may be 110.degree. C. to 200.degree.

また、上述した封止樹脂材料としては、樹脂と硬化剤と硬化促進剤と無機充填材とを少なくとも含む封止樹脂材料であってもよく、封止樹脂材料は、封止樹脂材料における無機充填材の体積率、封止樹脂材料のゲルタイム、封止樹脂材料の硬化収縮率、及び、封止樹脂材料のガラス転移温度に基づいて下記の式(5)又は式(6)で表される反り(Y)が-30μm以上で且つ30μm以下の値であってもよい。この場合、半導体装置の反りを制御することができる封止樹脂材料を提供することが可能となる。 Further, the sealing resin material described above may be a sealing resin material containing at least a resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler. Warp represented by the following formula (5) or formula (6) based on the volume ratio of the material, the gel time of the sealing resin material, the curing shrinkage rate of the sealing resin material, and the glass transition temperature of the sealing resin material (Y) may be -30 μm or more and 30 μm or less. In this case, it is possible to provide a sealing resin material capable of controlling warpage of the semiconductor device.

以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明は、これらに制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below by way of Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

[実施例]
[コンプレッション成形用エポキシ樹脂組成物の作製]
半導体装置用のエポキシ樹脂組成物を作製するための各材料を以下の通り準備した。
[Example]
[Preparation of epoxy resin composition for compression molding]
Materials for producing an epoxy resin composition for semiconductor devices were prepared as follows.

(a)エポキシ樹脂
・E1:日本化薬株式会社製、製品名:NC-3000
・E2:三菱ケミカル株式会社製、製品名:YX-4000H
・E3:日本化薬株式会社製、製品名:EPPN-501HY
(a) Epoxy resin E1: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: NC-3000
・ E2: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: YX-4000H
・ E3: Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: EPPN-501HY

(b)硬化剤
・H1:明和化成株式会社製、製品名:MEHC7851SS
・H2:エア・ウォーター製、製品名:HE910
・H3:明和化成株式会社製、製品名:MEHC7501-3S
・H6:明和化成株式会社製、製品名:H-4
(b) Curing agent H1: manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: MEHC7851SS
・H2: Made by Air Water, product name: HE910
・ H3: Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: MEHC7501-3S
・ H6: manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product name: H-4

(c)硬化促進剤
・A1:トリフェニルホスフィンと1,4-ベンゾキノンとの付加物
(c) Curing accelerator A1: adduct of triphenylphosphine and 1,4-benzoquinone

(d)シランカップリング剤
・C1:信越化学工業株式会社製、製品名:KBM-573
・C2:信越化学工業株式会社製、製品名:KBM-202SS
・C3:信越化学工業株式会社製、製品名:KBM-403
(d) Silane coupling agent C1: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-573
・ C2: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-202SS
・ C3: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-403

(e)顔料(着色剤)
・P1:三菱ケミカル株式会社製、製品名:MA600
(e) pigment (colorant)
・ P1: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: MA600

(f)添加剤
・T1:堺化学工業株式会社、製品名:HT-P
・T2:北興化学工業株式会社製、製品名:TP-50
(f) Additive T1: Sakai Chemical Industry Co., Ltd., product name: HT-P
・ T2: manufactured by Hokko Chemical Industry Co., Ltd., product name: TP-50

(g)無機充填材(フィラー)
・F1:アドマテックス株式会社製、製品名:SO-25HV
・F2:デンカ株式会社製、製品名:FB-550XFC
・F3:デンカ株式会社製、製品名:FB-302X
・F4:デンカ株式会社製、製品名:FB-9454FC
・F5:新日鉄住金化学株式会社製、製品名:S4140-53P
(g) Inorganic filler (filler)
・ F1: manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name: SO-25HV
・F2: manufactured by Denka Co., Ltd., product name: FB-550XFC
・F3: manufactured by Denka Co., Ltd., product name: FB-302X
・ F4: manufactured by Denka Co., Ltd., product name: FB-9454FC
・F5: Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., product name: S4140-53P

[コンプレッション成形用エポキシ樹脂組成物の調製]
表5に示す種々のエポキシ樹脂組成物(比較例W-1、実施例W-25、比較例W-22、実施例W-26)を上記エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、顔料、添加剤を各質量部、無機充填材は全体積に対しての体積%となるように配合した。その後、ミキサーによって十分混合した後、あらかじめ110℃に加熱してあるニーダーで混練し、溶融状態の組成物を得た。得られた溶融状態の組成物を、複数の小孔を有する円筒状外周部に供給し、その樹脂組成物を溶融押出し、その後、冷却、粉砕工程を経てエポキシ樹脂組成物を作製した。また、表5に示す種々のエポキシ樹脂組成物における無機充填材の体積率、ゲルタイム、ガラス転移温度Tg、成形収縮率等を算出して、PKGの反り量の予測値(30℃又は250℃)を上述したシミュレーション方法により算出した。算出した反りのシミュレーション値は表5に示す通りとなった。
[Preparation of epoxy resin composition for compression molding]
Various epoxy resin compositions shown in Table 5 (Comparative Example W-1, Example W-25, Comparative Example W-22, Example W-26) were mixed with the above epoxy resin, curing agent, curing accelerator, silane coupling Agents, pigments, and additives were blended in parts by mass, and inorganic fillers were blended so as to be vol % with respect to the total volume. Thereafter, the mixture was sufficiently mixed with a mixer and then kneaded with a kneader preheated to 110° C. to obtain a molten composition. The obtained composition in a molten state was supplied to a cylindrical outer peripheral portion having a plurality of small holes, the resin composition was melt extruded, and then cooled and pulverized to prepare an epoxy resin composition. In addition, the volume ratio of the inorganic filler, the gel time, the glass transition temperature Tg, the molding shrinkage ratio, etc. in the various epoxy resin compositions shown in Table 5 were calculated, and the predicted value of the warpage amount of the PKG (30 ° C. or 250 ° C.) was calculated by the simulation method described above. Table 5 shows the calculated simulation values of warpage.

[半導体パッケージ(半導体装置)の作製]
基板面積240×74mm、基板厚み100μmの三層コアレス基板に、チップ及び接着層の面積:10×5mm、チップ厚み:70μm、接着層厚み:10μmの接着層付きダミーチップ4つを、ダイボンダー(ファスフォードテクノロジ株式会社製、製品名:DB830plus+)を用いて、基板の厚み方向に2層、基板の面方向に2つとなるように搭載した。上記ダミーチップ4つの搭載を、合計60箇所について行い、チップ搭載基板(すなわち、積層体)を作製した(積層体準備工程)。
[Production of semiconductor package (semiconductor device)]
On a three-layer coreless substrate having a substrate area of 240×74 mm 2 and a substrate thickness of 100 μm, four dummy chips with an adhesive layer having a chip and adhesive layer area of 10×5 mm 2 , a chip thickness of 70 μm, and an adhesive layer thickness of 10 μm were attached by a die bonder. (manufactured by Fasford Technology Co., Ltd., product name: DB830plus+), two layers were mounted in the thickness direction of the substrate and two in the surface direction of the substrate. The four dummy chips were mounted at a total of 60 locations to prepare a chip-mounted substrate (that is, laminate) (laminate preparation step).

上記のように作製したチップ搭載基板(すなわち、積層体)に、コンプレッション装置(TOWA株式会社製、製品名:PMC1040-S)を用いてコンプレッション成形用エポキシ樹脂組成物を圧縮成形し、封止基板(すなわち、樹脂封止積層体)を得た。成形条件は、封止厚み320μm、成形温度165℃、成形時間180秒と統一して、減圧速度を90torr/秒とした(樹脂封止工程)。減圧速度の定義は前述の通りである。その後、封止基板(すなわち、樹脂封止積層体)をフルオートダイサー(株式会社ディスコ製、DAD3350、回転刃)を用いて15×15mmサイズに切断し、個片化することで半導体パッケージ(半導体装置)を得た(個片化工程)。なお、1つの封止基板(樹脂封止積層体)から半導体パッケージ(半導体装置)は60個得ることが出来る。 An epoxy resin composition for compression molding is compression-molded on the chip-mounted substrate (that is, laminate) produced as described above using a compression device (manufactured by TOWA Corporation, product name: PMC1040-S), and a sealing substrate is obtained. (that is, a resin-encapsulated laminate) was obtained. The molding conditions were set to a sealing thickness of 320 μm, a molding temperature of 165° C., a molding time of 180 seconds, and a decompression rate of 90 torr/second (resin sealing step). The definition of decompression speed is as described above. After that, the sealing substrate (that is, the resin-sealed laminate) is cut into 15 × 15 mm 2 sizes using a full-auto dicer (manufactured by Disco Co., Ltd., DAD3350, rotary blade) and separated into semiconductor packages ( A semiconductor device) was obtained (individualization step). Sixty semiconductor packages (semiconductor devices) can be obtained from one sealing substrate (resin-sealed laminate).

[反りの評価]
個片化後の半導体パッケージ(半導体装置)を一基板から24個選択し、反り測定装置Thermoire(AKROMETRIX社製、製品名:TherMoire AXP)を用いて各パッケージの30℃、125℃、250℃の反り量をそれぞれ測定し、24個の平均値を算出した。なお、各半導体装置の反り量については、クライそりを正(+)の値、スマイルそりを負(-)の値とした。ここで、「クライそり」は基板の端部が封止樹脂層と反対側に反ることを言い、「スマイルそり」は基板の端部が封止樹脂層側に反ることを言う。
[Evaluation of warpage]
Select 24 semiconductor packages (semiconductor devices) after singulation from one substrate, and use a warp measurement device Thermoire (manufactured by AKROMETRIX, product name: TherMoire AXP) to measure the temperature of each package at 30 ° C., 125 ° C., and 250 ° C. The amount of warpage was measured, and the average value of 24 pieces was calculated. As for the amount of warpage of each semiconductor device, the cry warp is a positive (+) value and the smile warp is a negative (-) value. Here, "creep warping" means that the edge of the substrate warps to the side opposite to the sealing resin layer, and "smile warping" means that the edge of the substrate warps toward the sealing resin layer.

Figure 2023007836000008
Figure 2023007836000008

表5に示す結果より、比較例W-1に対して実施例W-25では、30℃のPKG反り量を狙いである「0μm」に近い「-4.7μm(実測値)」とすることができた。なお、実施例W-25でのシミュレーション値は「-10.7μm」であり、実測値に近い値であった。また、比較例W-22に対して実施例W-26では、250℃のPKG反り量を狙いである「50μm」に近い「49.5μm(実測値)」とすることができた。なお、実施例W-26でのシミュレーション値は「50.3μm」であり、実測値に近い値であった。このように、上述したシミュレーション方法を用いて、所望の反り量となるエポキシ樹脂組成物を得ることが確認できた。 From the results shown in Table 5, in Example W-25 compared to Comparative Example W-1, the amount of PKG warpage at 30 ° C. was set to "-4.7 µm (actual value)", which is close to "0 µm", which is the target. was made. The simulated value in Example W-25 was "-10.7 µm", which was close to the measured value. In contrast to Comparative Example W-22, in Example W-26, the amount of PKG warpage at 250° C. was able to be 49.5 μm (actually measured value), which is close to the targeted value of 50 μm. The simulated value in Example W-26 was "50.3 μm", which was close to the measured value. As described above, it was confirmed that an epoxy resin composition having a desired amount of warpage was obtained using the simulation method described above.

1…半導体装置、2…基板、3…接着層付チップ、4…封止樹脂層、5…半導体チップ本体、6…接着層、7…回転刃、10…積層体、20…樹脂封止積層体。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor device, 2... Substrate, 3... Chip with adhesive layer, 4... Sealing resin layer, 5... Semiconductor chip body, 6... Adhesive layer, 7... Rotating blade, 10... Laminate, 20... Resin sealing lamination body.

Claims (7)

半導体チップを基板に実装した積層体を封止樹脂材料によって封止して半導体装置を作製する際の該半導体装置の任意の温度での反りをシミュレーションする方法であって、
前記封止樹脂材料における無機充填材の体積率、前記封止樹脂材料のゲルタイム、前記封止樹脂材料の硬化収縮率、及び、前記封止樹脂材料のガラス転移温度の各種情報を取得する工程と、
前記取得した各種情報を下記の式(1)に入力し、前記封止樹脂材料による前記半導体装置の反り(Y)を算出する工程と、
を備える、半導体装置の反りのシミュレーション方法。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
A method for simulating warpage of a semiconductor device at an arbitrary temperature when a semiconductor device is manufactured by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with a sealing resin material, comprising:
a step of acquiring various information about the volume ratio of the inorganic filler in the sealing resin material, the gel time of the sealing resin material, the cure shrinkage rate of the sealing resin material, and the glass transition temperature of the sealing resin material; ,
a step of inputting the acquired various information into the following formula (1) to calculate the warp (Y) of the semiconductor device due to the sealing resin material;
A method of simulating warpage of a semiconductor device, comprising:
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)
半導体チップを基板に実装した積層体を封止樹脂材料によって封止して半導体装置を作製するための封止樹脂材料を複数種類の封止樹脂材料の中から選別する方法であって、
前記複数種類の封止樹脂材料のそれぞれについて、無機充填材の体積率、ゲルタイム、硬化収縮率、及び、ガラス転移温度の各種情報を取得する工程と、
前記複数種類の封止樹脂材料のそれぞれについて、前記取得した各種情報を下記式(1)に入力し、前記各封止樹脂材料による前記半導体装置の30℃での反り(Y)を算出する工程と、
前記複数種類の封止樹脂材料の内、算出された反り(Y)が(Y)-30μm以上で且つ(Y)+30μm以下の値となる封止樹脂材料を選別する工程と、
を備える、封止樹脂材料の選別方法。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
A method for selecting a sealing resin material for fabricating a semiconductor device by sealing a laminate in which a semiconductor chip is mounted on a substrate with a sealing resin material from among a plurality of types of sealing resin materials,
a step of obtaining various types of information on the inorganic filler volume ratio, gel time, curing shrinkage rate, and glass transition temperature for each of the plurality of types of sealing resin materials;
A step of inputting the obtained various information into the following formula (1) for each of the plurality of types of encapsulation resin materials, and calculating the warp (Y) of the semiconductor device at 30° C. due to each of the encapsulation resin materials. When,
a step of selecting a sealing resin material having a calculated warp (Y) of (Y)−30 μm or more and (Y)+30 μm or less from among the plurality of types of sealing resin materials;
A method for selecting a sealing resin material, comprising:
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)
前記取得する工程では、前記複数種類の封止樹脂材料のそれぞれについて、前記無機充填材の体積率、前記ゲルタイム、前記硬化収縮率、及び、前記ガラス転移温度の少なくとも1つを測定することにより前記各種情報として取得する、
請求項2に記載の封止樹脂材料の選別方法。
In the obtaining step, for each of the plurality of types of sealing resin materials, at least one of the volume ratio of the inorganic filler, the gel time, the curing shrinkage, and the glass transition temperature is measured to obtain the Acquired as various information,
The method for selecting a sealing resin material according to claim 2.
前記積層体を封止する前記封止樹脂材料の厚さは450μm以下であり、
前記封止樹脂材料で封止された前記半導体装置の厚さは650μm以下である、
請求項2又は3に記載の封止樹脂材料の選別方法。
The thickness of the sealing resin material that seals the laminate is 450 μm or less,
The semiconductor device sealed with the sealing resin material has a thickness of 650 μm or less.
The method for selecting a sealing resin material according to claim 2 or 3.
請求項2~4の何れか一項に記載の選別方法に基づいた封止樹脂材料を準備する工程と、
前記半導体チップを前記基板に実装した前記積層体を当該封止樹脂材料で封止する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
A step of preparing a sealing resin material based on the screening method according to any one of claims 2 to 4;
a step of sealing the laminate in which the semiconductor chip is mounted on the substrate with the sealing resin material;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項2~4の何れか一項に記載の選別方法によって選別される封止樹脂材料。 A sealing resin material sorted by the sorting method according to any one of claims 2 to 4. 樹脂と硬化剤と硬化促進剤と無機充填材とを少なくとも含む封止樹脂材料であって、
前記封止樹脂材料は、前記封止樹脂材料における前記無機充填材の体積率、前記封止樹脂材料のゲルタイム、前記封止樹脂材料の硬化収縮率、及び、前記封止樹脂材料のガラス転移温度に基づいて下記の式(1)で表される任意の温度での反り(Y)が(Y)-30μm以上で且つ(Y)+30μm以下の値である、封止樹脂材料。
反り(Y)=無機充填材の体積率の項+ゲルタイムの項+硬化収縮率の項+ガラス転移温度の項+温度の項・・・(1)
A sealing resin material containing at least a resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler,
The encapsulation resin material has a volume ratio of the inorganic filler in the encapsulation resin material, a gel time of the encapsulation resin material, a curing shrinkage rate of the encapsulation resin material, and a glass transition temperature of the encapsulation resin material. A sealing resin material having a warp (Y) at an arbitrary temperature represented by the following formula (1) based on (Y)-30 μm or more and (Y)+30 μm or less.
Warp (Y) = volume ratio term of inorganic filler + gel time term + cure shrinkage term + glass transition temperature term + temperature term (1)
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