JP3656623B2

JP3656623B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device

Info

Publication number: JP3656623B2
Application number: JP2002247825A
Authority: JP
Inventors: 俊幸牧田; 浩史山中; 靖孝宮田; 貴志長谷川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP2004087852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状エポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置を製造する方法、及びこの方法によって製造される半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液状エポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置を製造する場合には、ＣＯＢ（chip on board）においてポッティング法やスクリーン印刷法を使用するのが一般的である。
【０００３】
すなわち、ポッティング法で半導体装置を製造するにあたっては、例えば図４のようにして行うことができる。まず半導体チップ４をワイヤボンディング方式などで配線基板５に搭載する。そして、シリンジ７から液状エポキシ樹脂組成物１を滴下して、半導体チップ４を被覆するように液状エポキシ樹脂組成物１を配線基板５に塗布した後、これを硬化させて半導体チップ４を封止するというものである。また、上記ポッティング法において図５のように予め半導体チップ４を囲むような形で配線基板５に封止枠１０を形成しておき、この封止枠１０の内側に液状エポキシ樹脂組成物１を滴下することによって、液状エポキシ樹脂組成物１が配線基板５の外へ流れ出ないようにしているものもある。
【０００４】
しかし、図４のようなポッティング法にあっては、配線基板５上に滴下された液状エポキシ樹脂組成物１は凸曲面を有する形状で硬化しやすく、外形寸法が規格化された半導体装置の製造には不向きであるという問題がある。また、図５のような封止枠１０を用いるポッティング法にあっては、封止枠１０の内側に滴下された液状エポキシ樹脂組成物１の表面が平坦化されるまでに長時間を要したり、平坦化される前に硬化したりするおそれがあり、この場合も規格化された半導体装置の製造には不向きである。しかも上記いずれのポッティング法にあっても、ボイド（気泡）を混入しやすいという問題もある。
【０００５】
一方、スクリーン印刷法で半導体装置を製造するにあたっては、例えば図６のようにして行うことができる。まず半導体チップ４をワイヤボンディング方式などで配線基板５に搭載する。ここで、９は半導体チップ４と配線基板５とを結線するワイヤである。次に半導体チップ４を搭載した配線基板５を基板受けトレー１１にセットする。このとき基板受けトレー１１の周囲には、配線基板５の厚さとほぼ同じ高さ寸法の枠片１２が設けられており、配線基板５の上面と枠片１２の上面とはほぼ面一となっている。次に、配線基板５の上面から枠片１２の上面にかけて金属製のマスク１３を載置してセットする。マスク１３には開口部１４が形成してあり、この開口部１４の内側の下側に半導体チップ４が位置するように、マスク１３は配線基板５の上にセットされている。次に、開口部１４を挟んでマスク１３の両側の上にシリンジ７から液状エポキシ樹脂組成物１を滴下して供給した後に、基板受けトレー１１をバキュームチャンバー１５内へ移動させる。
【０００６】
そして、バキュームチャンバー１５内の空気を排出し、バキュームチャンバー１５内を減圧した後に、スキージ１６を図６（ｂ）の矢印のようにマスク１３の上面に沿って移動させ、マスク１３の上に供給されている一方の液状エポキシ樹脂組成物１をスキージ１６で擦り付けてマスク１３の開口部１４を通して液状エポキシ樹脂組成物１を配線基板５に印刷塗布する。さらに図６（ｃ）のようにスキージ１６を往復駆動させ、マスク１３の上に供給されている他方の液状エポキシ樹脂組成物１をスキージ１６で擦り付けることによって、印刷を少なくとも２回繰り返して行うようにしている。このようにして液状エポキシ樹脂組成物１を印刷した後に、バキュームチャンバー１５内を常圧に戻し、基板受けトレー１１をバキュームチャンバー１５から取り出す。
【０００７】
その後、図６（ｄ）のように配線基板５の上からマスク１３を取り外し、液状エポキシ樹脂組成物１を硬化させる工程へ配線基板５を送り出すことによって、配線基板５に半導体チップ４を実装・封止した半導体装置に仕上げることができるものである。
【０００８】
上記のようなスクリーン印刷法にあっては、印刷が減圧雰囲気下で行われるために、スキージ１６で液状エポキシ樹脂組成物１を擦り付けて印刷を行う際に空気が液状エポキシ樹脂組成物１に巻き込まれるようなことがなくなり、液状エポキシ樹脂組成物１中にボイド１７が混入するようなことがなくなるものである。ところが、印刷後、配線基板５の上からマスク１３を取り外す際に、マスク１３の開口部１４の内周面に接している液状エポキシ樹脂組成物１がマスク１３に引きずられることによって、配線基板５上に印刷された液状エポキシ樹脂組成物１の形状が崩れてしまうという問題がある。
【０００９】
以上のように、ポッティング法やスクリーン印刷法にあっては、半導体チップ４を封止する液状エポキシ樹脂組成物１の硬化物の寸法精度が悪いため、規格化された半導体装置を製造するのは困難である。
【００１０】
また最近、ＣＳＰ（chip size package）等の半導体装置を製造するにあたって、大面積を有する配線基板５に多数の半導体チップ４を搭載してからポッティング法で封止した後、半導体チップ４ごとに配線基板５を切断して個片化するという手法が取られている。この場合には、図５のように封止枠１０が用いられるが、既述のように封止枠１０の内側に滴下された液状エポキシ樹脂組成物１の表面が平坦化されるまでに長時間を要したり、平坦化される前に硬化したり、ボイドを混入したりするおそれがある。特に、平坦化される前に硬化してしまうと、配線基板５に反りが生じ、半導体チップ４ごとに個片化することによって得られた半導体装置にも反りが残って半田付けによる実装時において接続性に問題が生じると共に、半導体装置の厚さにバラツキも生じるものである。
【００１１】
このように半導体装置の寸法精度が悪いと、最終的に組み立てられる製品において、予め半導体装置の寸法精度の悪さを打ち消すだけの厚さのマージンを余分に加えておかなければならない。つまり、半導体装置の寸法精度の悪さは、昨今の電子機器の軽薄短小化の流れに反して、最終組立製品の厚さを薄くする際の障害となるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、液状エポキシ樹脂組成物を用いて、寸法精度に優れ、かつボイドのない半導体装置を製造する方法、及びこの方法によって製造される、寸法精度が高く、かつボイドのない半導体装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る半導体装置の製造方法は、２５℃で液状であるエポキシ樹脂組成物１として、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材を必須成分とし、無機充填材の含有量がエポキシ樹脂組成物１全量に対して４０〜９０質量％であり、２５℃におけるチクソ指数が１．０〜２．５であり、１００℃における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が１４５℃以上となる液状エポキシ樹脂組成物１を用い、予め加熱しておいた一対の金型２，３のうち一方の金型２に半導体チップ４が搭載された配線基板５として有機基板をセットすると共に、半導体チップ４を被覆するように上記液状エポキシ樹脂組成物１を配線基板５に塗布した後、これに他方の金型３を被せて加圧保持することを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項２の発明は、請求項１において、液状エポキシ樹脂組成物１として１５０℃におけるゲル化時間が１５〜２１０秒であるものを用いることを特徴とするものである。
【００１９】
また請求項３に係る半導体装置は、請求項１又は２に記載の方法によって製造して成ることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
本発明において２５℃で液状であるエポキシ樹脂組成物１は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材を必須成分とするものである。
【００２２】
エポキシ樹脂としては、２５℃で液状であるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００２３】
また硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などの酸無水物系硬化剤を用いることができる。エポキシ樹脂と硬化剤の配合モル比は０．８〜１．３が好ましい。０．８よりも小さい場合、すなわち硬化剤が過多の場合は硬化が速くなり取り扱い性が悪くなるおそれがあり、逆に１．３よりも大きい場合、すなわちエポキシ樹脂が過多の場合は硬化が不十分となり、耐湿性などの信頼性の低下につながるおそれがある。
【００２４】
さらに無機充填材としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどを用いることができる。ただし、無機充填材の含有量は液状エポキシ樹脂組成物１全量に対して４０〜９０質量％である。無機充填材の含有量が４０質量％未満であると、半導体装置６の信頼性を高く得ることができない。具体的には、半導体装置６を実装基板（マザーボード）に実装するための後工程であるリフロー半田付けの際に、パッケージクラックやワイヤ断線が不良モードとして現れたり、あるいは温度サイクル試験などの寿命試験において十分な性能を得ることが困難となる。逆に無機充填材の含有量が９０質量％を超えると、半導体装置６の製造工程において液状エポキシ樹脂組成物１の粘度が極めて高くなることによって、作業性が低下したり、液状エポキシ樹脂組成物１が内部にボイドを混入したまま硬化するおそれが高まるものである。
【００２５】
上記必須成分のほか、硬化促進剤や添加剤を用いることができる。すなわち硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、イミダゾール類などを用いることができる。硬化促進剤はエポキシ樹脂１００質量部に対して０．２〜５質量部配合するのが好ましく、１〜３質量部配合するのがより好ましい。また添加剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリコーンパウダー、消泡剤、カップリング剤などを用いることができる。
【００２６】
そして、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材その他の成分を配合し、これをミキサーやブレンダー等で均一に混合した後に、ロールで混練することによって、２５℃で液状であるエポキシ樹脂組成物１を調製することができる。
【００２７】
上記のようにして調製した液状エポキシ樹脂組成物１はチキソトロピーを示す。すなわち、上記液状エポキシ樹脂組成物１は放置しておくと流動性をもたないゲルとなるが、機械的外力を加えることによって可逆的にゾルに変わり流動性を示す。このように上記液状エポキシ樹脂組成物１は常に一定の流動性を示すものではないが、１００℃における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以下（実質上の下限は１Ｐａ・ｓ）となっている。そうすると、内部にボイドを混入させることなく、後述する金型３のキャビティ１８全域にスムーズに充填させることができ、未充填の発生を防止することができるものである。しかし、１００℃における最低粘度が１００Ｐａ・ｓを超えると、液状エポキシ樹脂組成物１が内部にボイドを混入したまま硬化したり、金型３のキャビティ１８全域に液状エポキシ樹脂組成物１を充填することができず、未充填が発生するおそれが高まるものである。
【００２８】
ここで、上記液状エポキシ樹脂組成物１の中でも、２５℃におけるチクソ指数（チキソトロピー指数）が１．０〜２．５であるものを用いる。その理由は、後述するように予め加熱しておいた金型３のキャビティ１８に液状エポキシ樹脂組成物１をスムーズに充填することができ、ボイドの混入を防止することができると共にバリの発生を抑制することができるからである。２５℃におけるチクソ指数が１．０未満であると、流動性が高すぎて、後述する金型３のキャビティ１８に必要量の液状エポキシ樹脂組成物１を保持することができずに加圧不足となったり、バリが著しく発生するおそれがある。逆に２５℃におけるチクソ指数が２．５を超えると、未充填が発生するおそれがある。なお、例えば、粒径０．１μｍ以下の無機充填剤（日本アエロジル（株）製「ＡＥＲＯＳＩＬ２００」など）を適量添加することによって、２５℃におけるチクソ指数を容易に１．０〜２．５に調整することができる。
【００２９】
さらに、上記液状エポキシ樹脂組成物１の中でも、１５０℃におけるゲル化時間（ゲルタイム）が１５〜２１０秒であるものを用いるのが好ましい。その理由は、後述するように予め加熱しておいた一対の金型２，３による加圧保持の時間を短縮することができ、優れた作業性を得ることができるからである。１５０℃におけるゲル化時間が１５秒未満であると、一対の金型２，３で加圧する以前に硬化が過度に進行し、未充填が発生するおそれがある。逆に１５０℃におけるゲル化時間が２１０秒を超えると、液状エポキシ樹脂組成物１の硬化が不十分となるため、離型性に問題が生じると共に硬化物の機械的強度を高く得ることができないおそれがある。そのため、一対の金型２，３で加圧保持する時間を著しく長くしたり、金型温度を著しく高くしたりする必要があり、生産性に影響を与えることとなる。なお、例えば、イミダゾール類などの硬化促進剤の含有量を適宜に増減することによって、１５０℃におけるゲル化時間を容易に１５〜２１０秒に調整することができる。
【００３０】
また半導体チップ４を搭載する配線基板５としては、有機基板を用いる。有機基板としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリイミド等のフィルムをベース材料に用いたフレキシブル基板や、ＦＲ−４等のグレードのガラスエポキシ基板などを用いることができる。ここで、配線基板５として上記のような有機基板を用いる場合には、液状エポキシ樹脂組成物１としては、硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が１４５℃以上（実質上の上限は２３０℃）となるものを用いる。その理由は、室温からリフロー半田付け時の高温までの温度領域（２５〜２５０℃）において、液状エポキシ樹脂組成物１の硬化物と有機基板との熱膨張量の差を著しく小さくすることができ、両者の熱膨張差による応力を十分に緩和することが可能となり、半導体装置６において剥離や反りの発生を大幅に低減することができるからである。Ｔｇが１４５℃未満であると、Ｔｇ以上（１４５℃未満）の温度領域において、液状エポキシ樹脂組成物１の硬化物と有機基板との熱膨張量の差が大きくなり、熱応力により、剥離や反りが発生するおそれがある。有機基板として特にＦＲ−４等のガラスエポキシ基板を用いた場合に、上記のような問題が生じる可能性が高まるものである。なお、例えば、エポキシ樹脂としてビフェニル型やナフタレン型のものを用いることによって、液状エポキシ樹脂組成物１の硬化物のＴｇを容易に１４５℃以上に調整することができる。
【００３２】
そして、本発明に係る半導体装置６は、上記のように調製した液状エポキシ樹脂組成物１を用い、次のような方法で製造することができる。まず、半導体チップ４をワイヤボンディング方式やフリップチップボンディング方式などで配線基板５に搭載する。
【００３３】
次に、予め１２０〜１８０℃に加熱しておいた一対の金型２，３のうち一方の金型（以下「下金型」ともいう）２に上記配線基板５をセットする。具体的には図１（ａ）に示すように、下金型２の平坦な上面２０に半導体チップ４を上向きにして配線基板５を載置することによって、下金型２に配線基板５をセットしてある。そして、シリンジ７から液状エポキシ樹脂組成物１を滴下することによって、半導体チップ４を被覆するように液状エポキシ樹脂組成物１を配線基板５に塗布する。
【００３４】
その後、図１（ｂ）に示すように、他方の金型（以下「上金型」ともいう）３を下金型２に被せる。このように具体的には、一対の金型２，３は上下方向において対向する上金型３と下金型２とからなり、両金型２，３は近接・離間自在に形成されている。また、上金型３において下金型２と対向する面には、底面１９が平坦なキャビティ１８が設けられており、上金型３と下金型２とを近接させて型締めしたときにキャビティ１８の底面１９と下金型の上面２０とが平行になるようにしてある。さらにこのとき、キャビティ１８の底面１９と下金型２の上面２０との距離が、規格化された半導体装置６の厚さと等しくなるようにしてある。なお、図１（ｂ）に示すように、下金型２にセットした配線基板５に離型シート８を被せた後に上金型３を被せるようにしてあると、型開き時において成形品である半導体装置６を上金型３のキャビティ１８から容易に取り外すことができるものである。
【００３５】
そして、上記のように下金型２に上金型３を被せて、０．１〜１５ＭＰａ、１５０℃で３〜５分間加圧保持する。これによって液状エポキシ樹脂組成物１をキャビティ１８の形状に硬化させることができるものである。その後、図１（ｄ）に示すように、上金型３と下金型２とを離間させて型開きすることによって、成形品を取り出すと共に、この成形品を１５０℃で３時間アフターキュアーすることによって、図１（ｅ）に示すような、配線基板５に半導体チップ４を実装・封止した半導体装置６を製造することができるものである。
【００３６】
このようにして製造された半導体装置６は、厚さのバラツキも反りもなく、寸法精度に優れている。その理由は、一対の金型２，３による加圧保持によって、液状エポキシ樹脂組成物１の成形を行っているからであるが、既述のように型締め時においてキャビティ１８の底面１９と下金型の上面２０とを平行にし、かつ両者間の距離を規格化された半導体装置６の厚さと等しくすることによって、さらに寸法精度を高めることができるものである。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３８】
（液状エポキシ樹脂組成物）
エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート８２８」を用いた。
【００３９】
また硬化剤として、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸である新日本理化（株）製「ＭＨ７００」を用いた。
【００４０】
また硬化促進剤として、イミダゾール類である旭化成エポキシ（株）製「ＨＸ３０８８」を用いた。
【００４１】
また無機充填材として、シリカである（株）トクヤマ製「シリカＳＥ４０」を用いた。
【００４２】
また添加剤として、シリコーンパウダーである東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製「トレフィルＥ６０１」を用いた。
【００４３】
そして、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材その他の成分を表１に示す配合量で配合し、これをミキサーで均一に混合した後に、ロールで混練することによって、２５℃で液状であるエポキシ樹脂組成物１を調製した。
【００４４】
（成形品）
配線基板５として、有機基板と無機基板を用いた。有機基板としては、ＦＲ−４のガラスエポキシ基板である松下電工（株）製「Ｒ−１７０５」を用い、無機基板としては、アルミナ基板である京セラ（株）製「Ａ−４７６」を用いた。
【００４５】
そして、実施例１〜３並びに比較例３及び４については、図１に示すように、予め１５０℃に加熱しておいた一対の金型２，３のうち下金型２に半導体チップ４が搭載された配線基板５をセットすると共に、半導体チップ４を被覆するように上記液状エポキシ樹脂組成物１を配線基板５に塗布した後、これに上金型３を被せて加圧保持することによって、成形品を得た。いずれの成形品についても１５０℃で３時間アフターキュアーした。なお、上記加圧保持の際の圧力及び時間は表１に示す通りである。
【００４６】
また比較例１については、図４に示すように、ポッティング法によって、成形品を得た。硬化条件は１５０℃で３時間とした。
【００４７】
また比較例２については、図６に示すように、スクリーン印刷法によって、成形品を得た。硬化条件は１５０℃で３時間とした。
【００４８】
なお、上記の各成形品において、配線基板５の厚み：０．３ｍｍ、硬化物の厚み：０．８ｍｍ、封止面積：５０ｍｍ×１００ｍｍである。
【００４９】
（評価）
液状エポキシ樹脂組成物の２５℃におけるチクソ指数はＢ型回転粘度計を用いて測定し、１００℃おける最低粘度はレオメータを用いて測定し、１５０℃におけるゲルタイムはストロークキュア法により測定した。
【００５０】
また、成形品の２５℃における曲げ弾性率と曲げ強度はＪＩＳＫ６９１１に基づいて測定した。
【００５１】
また、成形品のＴｇはディラトメータを用いて測定した。
【００５２】
また、各成形品について半導体チップ４を封止した側と反対側の面において４０ｍｍ□の対角線の断面を表面粗度計を用いて測定し、これに基づいて最大高さ（Ｒｍａｘ）を求めることによって、反りを評価した。Ｒｍａｘを表１に示す。
【００５３】
なお、Ｒｍａｘは、図２に示すように、断面曲線から基準長さＬだけ抜き取った部分の平均線に平行な２直線で抜き取り部分をはさんだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定して、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。
【００５４】
また、各成形品について半導体チップ４を封止した側の面において５０ｍｍ×１００ｍｍの対角線の断面を表面粗度計を用いて測定し、これに基づいて十点平均粗さ（Ｒｚ）を求めることによって、厚さバラツキを評価した。Ｒｚを表１に示す。
【００５５】
なお、十点平均粗さ（Ｒｚ）は、図３に示すように、断面曲線から基準長さＬだけ抜き取った部分において、平均線に平行、かつ、断面曲線を横切らない直線から縦倍率の方向に測定した最高から５番目までの山頂の標高（Ｒ_１，Ｒ_３，Ｒ_５，Ｒ_７，Ｒ_９）の平均値と最深から５番目までの谷底までの標高（Ｒ_２，Ｒ_４，Ｒ_６，Ｒ_８，Ｒ_１０）の平均値との差の値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。つまり、Ｒｚは下記［式１］で表される。
【００５６】
【式１】

【００５７】
また、軟Ｘ線観察装置を用いて、各成形品についてボイド・未充填の有無を確認した。ボイド・未充填がみられなかったものを「○」、ボイド・未充填がみられたものを「×」とし、結果を表１に示す。
【００５８】
そして、Ｒｍａｘが１００μｍ以下、Ｒｚが３０μｍ以下、かつボイド・未充填がみられないものを「○」とし、Ｒｍａｘが１００μｍを超えるもの、Ｒｚが３０μｍを超えるもの、ボイド・未充填がみられるものの少なくともいずれかに該当するものは「×」とすることによって、総合的な判定を行った。結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
表１にみられるように、実施例１〜３の成形品はいずれも、寸法精度に優れ、かつボイドのない良品であることが確認される。
【００６１】
これに対して、比較例１〜４の成形品はいずれも、Ｒｍａｘが１００μｍ以下ではあるが、ポッティング法を使用した比較例１の成形品にあっては、Ｒｚが著しく大きく、寸法精度が悪い上にボイド等が発生することが確認される。またスクリーン印刷を使用した比較例２の成形品にあっても、比較例１と同様にＲｚが大きく、寸法精度が悪い上にボイド等が発生することが確認される。また、実施例１〜３と同様に一対の金型を使用して得られた比較例３及び４の成形品はいずれも、寸法精度に優れてはいるが、１００℃における最低粘度が１００Ｐａ・ｓを超える液状エポキシ樹脂組成物を用いた比較例３にあっては、ボイド等が発生すること、さらに、２５℃におけるチクソ指数が２．５を超える液状エポキシ樹脂組成物を用いた比較例４にあっても、ボイド等が発生することが確認される。
【００６２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る半導体装置の製造方法は、２５℃で液状であるエポキシ樹脂組成物として、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材を必須成分とし、無機充填材の含有量がエポキシ樹脂組成物全量に対して４０〜９０質量％であり、かつ１００℃における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以下である液状エポキシ樹脂組成物を用いるので、内部にボイドを混入させることなく、金型のキャビティ全域にスムーズに充填させることができ、未充填の発生を防止することができるものであり、また、予め加熱しておいた一対の金型のうち一方の金型に半導体チップが搭載された配線基板をセットすると共に、半導体チップを被覆するように上記液状エポキシ樹脂組成物を配線基板に塗布した後、これに他方の金型を被せて加圧保持するので、厚さのバラツキも反りもなく、寸法精度に優れた半導体装置を製造することができるものである。
また請求項１の発明は、配線基板として有機基板を用いると共に、液状エポキシ樹脂組成物として２５℃におけるチクソ指数が１．０〜２．５であるものを用いるので、金型のキャビティに液状エポキシ樹脂組成物をスムーズに充填することができ、ボイドの混入を防止することができると共にバリの発生を抑制することができるものである。
また請求項１の発明は、配線基板として有機基板を用いると共に、液状エポキシ樹脂組成物として硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が１４５℃以上となるものを用いるので、室温からリフロー半田付け時の高温までの温度範囲において、上記硬化物と有機基板との熱膨張量の差を著しく小さくすることができ、両者の熱膨張差による応力を十分に緩和することが可能となり、半導体装置において剥離や反りの発生を大幅に低減することができるものである。
【００６７】
また請求項２の発明は、液状エポキシ樹脂組成物として１５０℃におけるゲル化時間が１５〜２１０秒であるものを用いるので、一対の金型による加圧保持の時間を短縮することができ、優れた作業性を得ることができるものである。
【００６８】
また請求項３に係る半導体装置は、請求項１又は２に記載の方法によって製造するので、寸法精度に優れていると共にボイドがみられないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｅ）は各工程の断面図である。
【図２】最大高さ（Ｒｍａｘ）を説明するための説明図である。
【図３】十点平均粗さ（Ｒｚ）を説明するための説明図である。
【図４】従来のポッティング法の一例を示す断面図である。
【図５】同上の他例を示す断面図である。
【図６】従来のスクリーン印刷法の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｄ）は各工程の一部破断した斜視図である。
【符号の説明】
１液状エポキシ樹脂組成物
２金型
３金型
４半導体チップ
５配線基板
６半導体装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a liquid epoxy resin composition, and a semiconductor device manufactured by this method.
[0002]
[Prior art]
When a semiconductor device is manufactured using a liquid epoxy resin composition, a potting method or a screen printing method is generally used in COB (chip on board).
[0003]
That is, in manufacturing a semiconductor device by a potting method, for example, it can be performed as shown in FIG. First, the semiconductor chip 4 is mounted on the wiring substrate 5 by a wire bonding method or the like. And after dripping the liquid epoxy resin composition 1 from the syringe 7 and apply | coating the liquid epoxy resin composition 1 to the wiring board 5 so that the semiconductor chip 4 may be coat | covered, this is hardened and the semiconductor chip 4 is sealed. It is to do. Further, in the potting method, as shown in FIG. 5, a sealing frame 10 is previously formed on the wiring board 5 so as to surround the semiconductor chip 4, and the liquid epoxy resin composition 1 is placed inside the sealing frame 10. In some cases, the liquid epoxy resin composition 1 is prevented from flowing out of the wiring substrate 5 by being dropped.
[0004]
However, in the potting method as shown in FIG. 4, the liquid epoxy resin composition 1 dropped on the wiring substrate 5 is easily cured in a shape having a convex curved surface, and a semiconductor device whose outer dimensions are standardized is manufactured. Has the problem of being unsuitable. Further, in the potting method using the sealing frame 10 as shown in FIG. 5, it takes a long time for the surface of the liquid epoxy resin composition 1 dropped inside the sealing frame 10 to be flattened. Or may be cured before being flattened, which is also unsuitable for manufacturing a standardized semiconductor device. In addition, in any of the above potting methods, there is a problem that voids (bubbles) are easily mixed.
[0005]
On the other hand, when a semiconductor device is manufactured by a screen printing method, for example, it can be performed as shown in FIG. First, the semiconductor chip 4 is mounted on the wiring substrate 5 by a wire bonding method or the like. Here, 9 is a wire for connecting the semiconductor chip 4 and the wiring board 5. Next, the wiring substrate 5 on which the semiconductor chip 4 is mounted is set on the substrate receiving tray 11. At this time, a frame piece 12 having a height approximately the same as the thickness of the wiring substrate 5 is provided around the substrate receiving tray 11, and the upper surface of the wiring substrate 5 and the upper surface of the frame piece 12 are substantially flush with each other. ing. Next, a metal mask 13 is placed and set from the upper surface of the wiring board 5 to the upper surface of the frame piece 12. An opening 14 is formed in the mask 13, and the mask 13 is set on the wiring substrate 5 so that the semiconductor chip 4 is positioned below the inside of the opening 14. Next, after the liquid epoxy resin composition 1 is dropped and supplied from the syringe 7 onto both sides of the mask 13 with the opening 14 interposed therebetween, the substrate receiving tray 11 is moved into the vacuum chamber 15.
[0006]
Then, after the air in the vacuum chamber 15 is discharged and the pressure in the vacuum chamber 15 is reduced, the squeegee 16 is moved over the mask 13 as shown by the arrow in FIG.On the faceThe liquid epoxy resin composition 1 supplied on the mask 13 is rubbed with a squeegee 16 and the liquid epoxy resin composition 1 is printed and applied to the wiring substrate 5 through the openings 14 of the mask 13. Further, as shown in FIG. 6C, the squeegee 16 is driven back and forth, and the other liquid epoxy resin composition 1 supplied on the mask 13 is rubbed with the squeegee 16 so that printing is repeated at least twice. I have to. After the liquid epoxy resin composition 1 is printed in this way, the inside of the vacuum chamber 15 is returned to normal pressure, and the substrate receiving tray 11 is taken out from the vacuum chamber 15.
[0007]
After that, the mask 13 is removed from the top of the wiring board 5 as shown in FIG. 6D, and the semiconductor chip 4 is mounted on the wiring board 5 by sending the wiring board 5 to the step of curing the liquid epoxy resin composition 1. It can be finished into a sealed semiconductor device.
[0008]
In the screen printing method as described above, since printing is performed under a reduced pressure atmosphere, air is entrapped in the liquid epoxy resin composition 1 when printing is performed by rubbing the liquid epoxy resin composition 1 with the squeegee 16. This prevents the void 17 from being mixed into the liquid epoxy resin composition 1. However, when the mask 13 is removed from the top of the wiring board 5 after printing, the liquid epoxy resin composition 1 in contact with the inner peripheral surface of the opening 14 of the mask 13 is dragged by the mask 13. There exists a problem that the shape of the liquid epoxy resin composition 1 printed on it will collapse | crumble.
[0009]
As described above, in the potting method and the screen printing method, since the dimensional accuracy of the cured product of the liquid epoxy resin composition 1 that seals the semiconductor chip 4 is poor, a standardized semiconductor device is manufactured. Have difficulty.
[0010]
Recently, in manufacturing a semiconductor device such as a CSP (chip size package), a large number of semiconductor chips 4 are mounted on a wiring substrate 5 having a large area and then sealed by a potting method, and then wiring is performed for each semiconductor chip 4. A technique of cutting the substrate 5 into pieces is taken. In this case, the sealing frame 10 is used as shown in FIG. 5, but it is long until the surface of the liquid epoxy resin composition 1 dropped inside the sealing frame 10 is flattened as described above. There is a risk of taking time, curing before being flattened, or mixing voids. In particular, if the substrate is hardened before being flattened, the wiring substrate 5 is warped, and the warp also remains in the semiconductor device obtained by dividing the semiconductor chip 4 into individual pieces at the time of mounting by soldering. In addition to problems in connectivity, the thickness of the semiconductor device also varies.
[0011]
Thus, when the dimensional accuracy of the semiconductor device is poor, an extra margin of thickness is required in advance to cancel the poor dimensional accuracy of the semiconductor device in a product that is finally assembled. That is, the poor dimensional accuracy of the semiconductor device is an obstacle to reducing the thickness of the final assembly product, contrary to the recent trend of thinning and thinning electronic devices.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and uses a liquid epoxy resin composition to manufacture a semiconductor device having excellent dimensional accuracy and no voids, and dimensional accuracy manufactured by this method. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that is high and has no voids.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The manufacturing method of a semiconductor device according to claim 1 of the present invention is an epoxy resin composition 1 that is liquid at 25 ° C., and an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler are essential components, and the content of the inorganic filler is epoxy. It is 40 to 90% by mass with respect to the total amount of the resin composition 1, and the thixo index at 25 ° C. is 1.0 to 2.5.1Minimum viscosity at 00 ° C. is 100 Pa · s or lessAnd the glass transition temperature (Tg) of the cured product is 145 ° C. or higher.As a wiring board 5 on which a semiconductor chip 4 is mounted on one mold 2 of a pair of

molds

2 and 3 heated in advance, an organic substrate is used.BoardThe liquid epoxy resin composition 1 is applied to the wiring board 5 so as to cover the semiconductor chip 4 and then the other die 3 is put on and held under pressure. .
[0018]
  And claims2The invention of claim1The liquid epoxy resin composition 1 is characterized in that a gelling time at 150 ° C. is 15 to 210 seconds.
[0019]
  And claims3A semiconductor device according to claim 1 is provided.Or 2It is manufactured by the method described in 1. above.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0021]
In the present invention, the epoxy resin composition 1 that is liquid at 25 ° C. contains an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as essential components.
[0022]
The epoxy resin is not particularly limited as long as it is liquid at 25 ° C., and for example, a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin can be used.
[0023]
The curing agent is not particularly limited, and for example, an acid anhydride curing agent such as methylhexahydrophthalic anhydride can be used. The blending molar ratio of the epoxy resin and the curing agent is preferably 0.8 to 1.3. If it is less than 0.8, that is, if the curing agent is excessive, curing may be quick and the handling property may be deteriorated. Conversely, if it is greater than 1.3, that is, if the epoxy resin is excessive, curing is not possible. It may be sufficient, leading to a decrease in reliability such as moisture resistance.
[0024]
Further, the inorganic filler is not particularly limited, and for example, silica, alumina, calcium carbonate and the like can be used. However, the content of the inorganic filler is 40 to 90% by mass with respect to the total amount of the liquid epoxy resin composition 1. When the content of the inorganic filler is less than 40% by mass, the reliability of the semiconductor device 6 cannot be obtained. Specifically, during reflow soldering, which is a subsequent process for mounting the semiconductor device 6 on a mounting board (motherboard), package cracks and wire breakage appear as defective modes, or life tests such as a temperature cycle test In this case, it is difficult to obtain sufficient performance. On the contrary, when the content of the inorganic filler exceeds 90% by mass, the viscosity of the liquid epoxy resin composition 1 becomes extremely high in the manufacturing process of the semiconductor device 6, so that the workability is lowered or the liquid epoxy resin composition There is an increased risk that 1 will be cured with voids inside.
[0025]
In addition to the above essential components, curing accelerators and additives can be used. That is, the curing accelerator is not particularly limited, and for example, imidazoles can be used. It is preferable to mix 0.2-5 mass parts of hardening accelerators with respect to 100 mass parts of epoxy resin, and it is more preferable to mix 1-3 mass parts. The additive is not particularly limited, and for example, silicone powder, antifoaming agent, coupling agent and the like can be used.
[0026]
An epoxy resin composition that is liquid at 25 ° C. by blending the above-described epoxy resin, curing agent, inorganic filler, and other components, and mixing the mixture uniformly with a mixer or blender, and then kneading with a roll. 1 can be prepared.
[0027]
The liquid epoxy resin composition 1 prepared as described above exhibits thixotropy. That is, the liquid epoxy resin composition 1 becomes a gel having no fluidity when left as it is, but is reversibly converted into a sol and exhibits fluidity by applying a mechanical external force. Thus, although the said liquid epoxy resin composition 1 does not always show fixed fluidity | liquidity, the minimum viscosity in 100 degreeC is 100 Pa * s or less (a practical minimum is 1 Pa * s). If it does so, it can be filled smoothly in the cavity 18 whole area | region of the metal mold | die 3 mentioned later, without mixing a void inside, and generation | occurrence | production of unfilling can be prevented. However, when the minimum viscosity at 100 ° C. exceeds 100 Pa · s, the liquid epoxy resin composition 1 is cured with a void mixed therein, or the liquid epoxy resin composition 1 is filled in the entire cavity 18 of the mold 3. The possibility that unfilling occurs cannot be increased.
[0028]
  Here, among the liquid epoxy resin compositions 1, those having a thixotropy index (thixotropic index) at 25 ° C. of 1.0 to 2.5 are used.TheThe reason is that, as will be described later, the liquid epoxy resin composition 1 can be smoothly filled into the cavity 18 of the mold 3 that has been heated in advance, which can prevent the entry of voids and the generation of burrs. This is because it can be suppressed. If the thixotropy index at 25 ° C. is less than 1.0, the fluidity is too high and the required amount of the liquid epoxy resin composition 1 cannot be held in the cavity 18 of the mold 3 to be described later, and the pressure is insufficient. Or burrs may occur remarkably. Conversely, if the thixo index at 25 ° C exceeds 2.5, unfilling may occur. For example, the thixo index at 25 ° C. can be easily adjusted to 1.0 to 2.5 by adding an appropriate amount of an inorganic filler having a particle size of 0.1 μm or less (“AEROSIL200” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.). can do.
[0029]
Further, among the liquid epoxy resin composition 1, it is preferable to use one having a gel time (gel time) at 150 ° C. of 15 to 210 seconds. The reason is that, as will be described later, it is possible to shorten the time for holding the pressure by a pair of

molds

2 and 3 that have been heated in advance, and to obtain excellent workability. If the gelation time at 150 ° C. is less than 15 seconds, curing may proceed excessively before pressurization with the pair of

molds

2 and 3, and unfilling may occur. On the other hand, when the gelation time at 150 ° C. exceeds 210 seconds, the liquid epoxy resin composition 1 is not sufficiently cured, so that a problem occurs in the releasability and the mechanical strength of the cured product cannot be increased. There is a fear. Therefore, it is necessary to remarkably lengthen the time during which the pair of

molds

2 and 3 are kept under pressure, or to significantly increase the mold temperature, which affects the productivity. For example, the gelation time at 150 ° C. can be easily adjusted to 15 to 210 seconds by appropriately increasing or decreasing the content of a curing accelerator such as imidazoles.
[0030]
The wiring substrate 5 on which the semiconductor chip 4 is mounted is an organic substrate.BoardUseTheThe organic substrate is not particularly limited, and for example, a flexible substrate using a film such as polyimide as a base material, a grade glass epoxy substrate such as FR-4, or the like can be used. Here, when an organic substrate as described above is used as the wiring substrate 5, the liquid epoxy resin composition 1 has a glass transition temperature (Tg) of a cured product of 145 ° C. or higher (the practical upper limit is 230 ° C.). Use what becomesTheThe reason is that the difference in thermal expansion between the cured product of the liquid epoxy resin composition 1 and the organic substrate can be significantly reduced in the temperature range (25 to 250 ° C.) from room temperature to the high temperature during reflow soldering. This is because the stress due to the difference in thermal expansion between the two can be sufficiently relaxed, and the occurrence of peeling and warping in the semiconductor device 6 can be greatly reduced. When the Tg is less than 145 ° C., the difference in thermal expansion between the cured product of the liquid epoxy resin composition 1 and the organic substrate is increased in a temperature range of Tg or more (less than 145 ° C.), There is a risk of warping. In particular, when a glass epoxy substrate such as FR-4 is used as the organic substrate, the possibility of occurrence of the above-described problems is increased. For example, by using a biphenyl type or naphthalene type epoxy resin, the Tg of the cured product of the liquid epoxy resin composition 1 can be easily adjusted to 145 ° C. or higher.
[0032]
The semiconductor device 6 according to the present invention can be manufactured by the following method using the liquid epoxy resin composition 1 prepared as described above. First, the semiconductor chip 4 is mounted on the wiring substrate 5 by a wire bonding method or a flip chip bonding method.
[0033]
Next, the wiring substrate 5 is set in one mold (hereinafter also referred to as “lower mold”) 2 out of a pair of

molds

2 and 3 that have been heated to 120 to 180 ° C. in advance. Specifically, as shown in FIG. 1A, the wiring board 5 is placed on the lower mold 2 by placing the wiring board 5 on the flat upper surface 20 of the lower mold 2 with the semiconductor chip 4 facing upward. It is set. Then, by dropping the liquid epoxy resin composition 1 from the syringe 7, the liquid epoxy resin composition 1 is applied to the wiring substrate 5 so as to cover the semiconductor chip 4.
[0034]
Thereafter, as shown in FIG. 1B, the other mold (hereinafter also referred to as “upper mold”) 3 is placed on the lower mold 2. Specifically, the pair of

molds

2 and 3 includes the upper mold 3 and the lower mold 2 that face each other in the vertical direction, and the

molds

2 and 3 are formed so as to be close to and away from each other. . Further, a cavity 18 having a flat bottom surface 19 is provided on the surface of the upper mold 3 facing the lower mold 2, and when the upper mold 3 and the lower mold 2 are brought close to each other and the mold is clamped. The bottom surface 19 of the cavity 18 and the upper surface 20 of the lower mold are made parallel to each other. Further, at this time, the distance between the bottom surface 19 of the cavity 18 and the top surface 20 of the lower mold 2 is made equal to the standardized thickness of the semiconductor device 6. As shown in FIG. 1 (b), if the upper mold 3 is covered after the release sheet 8 is put on the wiring board 5 set on the lower mold 2, the molded product can be formed when the mold is opened. A certain semiconductor device 6 can be easily removed from the cavity 18 of the upper mold 3.
[0035]
Then, the upper mold 3 is put on the lower mold 2 as described above, and the pressure is held at 0.1 to 15 MPa and 150 ° C. for 3 to 5 minutes. Thus, the liquid epoxy resin composition 1 can be cured into the shape of the cavity 18. Thereafter, as shown in FIG. 1 (d), the upper mold 3 and the lower mold 2 are separated and opened to remove the molded product, and the molded product is aftercured at 150 ° C. for 3 hours. Thus, the semiconductor device 6 in which the semiconductor chip 4 is mounted and sealed on the wiring substrate 5 as shown in FIG. 1E can be manufactured.
[0036]
The semiconductor device 6 manufactured in this way is excellent in dimensional accuracy without variations in thickness and warpage. The reason for this is that the liquid epoxy resin composition 1 is molded by holding the pair of

molds

2 and 3 under pressure. By making the upper surface 20 of the mold parallel and making the distance between the two equal to the standardized thickness of the semiconductor device 6, the dimensional accuracy can be further improved.
[0037]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[0038]
(Liquid epoxy resin composition)
As the epoxy resin, “Epicoat 828” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., which is a bisphenol A type epoxy resin, was used.
[0039]
Further, “MH700” manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., which is methylhexahydrophthalic anhydride, was used as a curing agent.
[0040]
Further, “HX3088” manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd., which is an imidazole, was used as a curing accelerator.
[0041]
Moreover, “silica SE40” manufactured by Tokuyama Corporation, which is silica, was used as the inorganic filler.
[0042]
In addition, “Torefill E601” manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., which is a silicone powder, was used as an additive.
[0043]
And it mix | blends said epoxy resin, a hardening | curing agent, an inorganic filler, and other components with the compounding quantity shown in Table 1, and after mixing this uniformly with a mixer, it is liquid at 25 degreeC by kneading | mixing with a roll. Epoxy resin composition 1 was prepared.
[0044]
(Molding)
As the wiring substrate 5, an organic substrate and an inorganic substrate were used. As the organic substrate, “R-1705” manufactured by Matsushita Electric Works Co., Ltd., which is a glass epoxy substrate of FR-4, was used, and “A-476” manufactured by Kyocera Corporation, which was an alumina substrate, was used as the inorganic substrate. .
[0045]
And Example 13As for Comparative Examples 3 and 4, as shown in FIG. 1, a wiring substrate 5 in which a semiconductor chip 4 is mounted on a lower mold 2 out of a pair of

molds

2 and 3 heated in advance to 150 ° C. In addition to setting, the liquid epoxy resin composition 1 was applied to the wiring board 5 so as to cover the semiconductor chip 4, and then the upper mold 3 was placed on the circuit board 5 and held under pressure to obtain a molded product. Each molded article was after-cured at 150 ° C. for 3 hours. In addition, the pressure and time at the time of holding the pressure are as shown in Table 1.
[0046]
In Comparative Example 1, a molded product was obtained by a potting method as shown in FIG. The curing condition was 150 ° C. for 3 hours.
[0047]
In Comparative Example 2, a molded product was obtained by screen printing as shown in FIG. The curing condition was 150 ° C. for 3 hours.
[0048]
In each molded product, the thickness of the wiring board 5 is 0.3 mm, the thickness of the cured product is 0.8 mm, and the sealing area is 50 mm × 100 mm.
[0049]
(Evaluation)
The thixo index at 25 ° C. of the liquid epoxy resin composition was measured using a B-type rotational viscometer, the minimum viscosity at 100 ° C. was measured using a rheometer, and the gel time at 150 ° C. was measured by a stroke cure method.
[0050]
Moreover, the bending elastic modulus and bending strength at 25 ° C. of the molded product were measured based on JIS K6911.
[0051]
The Tg of the molded product was measured using a dilatometer.
[0052]
Further, for each molded product, a cross section of a diagonal line of 40 mm □ is measured using a surface roughness meter on the surface opposite to the side where the semiconductor chip 4 is sealed, and the maximum height (Rmax) is obtained based on this. The warpage was evaluated. Rmax is shown in Table 1.
[0053]
Note that, as shown in FIG. 2, Rmax is the vertical magnification of the cross-sectional curve when the extracted portion is sandwiched by two straight lines parallel to the average line of the portion extracted by the reference length L from the cross-sectional curve. Measured in the direction of, and this value is expressed in micrometers (μm).
[0054]
Further, for each molded product, a 50 mm × 100 mm diagonal cross section is measured using a surface roughness meter on the surface on which the semiconductor chip 4 is sealed, and a ten-point average roughness (Rz) is obtained based on this measurement. Thus, the thickness variation was evaluated. Rz is shown in Table 1.
[0055]
As shown in FIG. 3, the ten-point average roughness (Rz) is the direction of the vertical magnification from the straight line that is parallel to the average line and does not cross the cross-sectional curve in the portion extracted from the cross-sectional curve by the reference length L. The highest elevation measured from the highest to the fifth highest (R₁, R₃, R₅, R₇, R₉) Average value and altitude (R from the deepest to the fifth valley bottom)₂, R₄, R₆, R₈, R₁₀) Of the difference from the average value of) in micrometer (μm). That is, Rz is expressed by the following [Formula 1].
[0056]
[Formula 1]

[0057]
In addition, using a soft X-ray observation apparatus, each molded product was checked for voids / unfilled. Table 1 shows the results where no voids / unfilled were found, and "X" was given for voids / unfilled.
[0058]
And when Rmax is 100 μm or less, Rz is 30 μm or less, and no void / unfilled is indicated as “◯”, Rmax exceeds 100 μm, Rz exceeds 30 μm, void / unfilled A comprehensive judgment was made by assigning “X” to at least one corresponding to either. The results are shown in Table 1.
[0059]
[Table 1]

[0060]
  As seen in Table 1, Examples 1 to3It is confirmed that all the molded products are excellent products with excellent dimensional accuracy and no voids.
[0061]
  On the other hand, all of the molded products of Comparative Examples 1 to 4 have Rmax of 100 μm or less, but the molded product of Comparative Example 1 using the potting method has a significantly large Rz and poor dimensional accuracy. It is confirmed that voids and the like are generated on the top. Further, even in the molded product of Comparative Example 2 using screen printing, it is confirmed that Rz is large as in Comparative Example 1, the dimensional accuracy is poor, and voids are generated. Examples 1 to3The molded products of Comparative Examples 3 and 4 obtained using a pair of molds in the same manner as described above are liquid epoxy resin compositions having a minimum viscosity at 100 ° C. exceeding 100 Pa · s, although they are excellent in dimensional accuracy. In Comparative Example 3 using a product, voids and the like are generated, and even in Comparative Example 4 using a liquid epoxy resin composition having a thixo index exceeding 2.5 at 25 ° C. Is confirmed to occur.
[0062]
【The invention's effect】
  As described above, the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 of the present invention includes an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as essential components as an epoxy resin composition that is liquid at 25 ° C. Since the liquid epoxy resin composition having an amount of 40 to 90% by mass with respect to the total amount of the epoxy resin composition and having a minimum viscosity at 100 ° C. of 100 Pa · s or less is used, gold can be mixed without mixing voids inside. The mold cavity can be filled smoothly and unfilled can be prevented, and a semiconductor chip is mounted on one mold of a pair of molds heated in advance. The above-mentioned wiring board is set, and the liquid epoxy resin composition is applied to the wiring board so as to cover the semiconductor chip, and then the other mold is put on and held under pressure. In, variation in thickness even without warping, is capable of producing a semiconductor device with excellent dimensional accuracy.
  The invention of claim 1 is an organic substrate as a wiring board.BoardIn addition, since a liquid epoxy resin composition having a thixotropy index at 25 ° C. of 1.0 to 2.5 is used, the liquid epoxy resin composition can be smoothly filled in the cavity of the mold. Mixing can be prevented and the occurrence of burrs can be suppressed.
The invention of claim 1 uses an organic substrate as the wiring substrate and uses a liquid epoxy resin composition having a glass transition temperature (Tg) of 145 ° C. or higher as the liquid epoxy resin composition. In the temperature range up to a high temperature, the difference in thermal expansion between the cured product and the organic substrate can be remarkably reduced, and the stress due to the difference in thermal expansion between the two can be sufficiently relaxed. The occurrence of warpage can be greatly reduced.
[0067]
  And claims2Since the liquid epoxy resin composition having a gelation time at 150 ° C. of 15 to 210 seconds is used, the pressure holding time by a pair of molds can be shortened and excellent workability can be achieved. It can be obtained.
[0068]
  And claims3A semiconductor device according to claim 1 is provided.Or 2Therefore, it has excellent dimensional accuracy and no voids.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1E show an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIGS.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a maximum height (Rmax).
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining ten-point average roughness (Rz).
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a conventional potting method.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the above.
FIGS. 6A and 6B show an example of a conventional screen printing method, and FIGS. 6A to 6D are perspective views partially broken in each process. FIGS.
[Explanation of symbols]
1 Liquid epoxy resin composition
2 Mold
3 Mold
4 Semiconductor chip
5 Wiring board
6 Semiconductor devices

Claims

As an epoxy resin composition that is liquid at 25 ° C., an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler are essential components, and the content of the inorganic filler is 40 to 90% by mass with respect to the total amount of the epoxy resin composition, 25 thixotropic index at ° C. is 1.0 to 2.5, 1 00 Ri der minimum viscosity of 100 Pa · s or less at ° C., and a glass transition temperature (Tg) of 145 ° C. or higher and Do that liquid epoxy cured product using the resin composition, as well as set an organic board as a wiring substrate on which the semiconductor chip is mounted on one of the mold of the pre-heated pair of molds had, the liquid epoxy so as to cover the semiconductor chip A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: applying a resin composition to a wiring substrate;

The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, gelation time at 0.99 ° C. as liquid epoxy resin composition is characterized by using a 15-210 Byodea shall.

A semiconductor device manufactured by the method according to claim 1.