JP5320844B2 - Pre-underfill bonding type semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は先アンダーフィル接合方式半導体装置及びその製造方法に関するものであり、例えば、先アンダーフィル方式で半導体チップと回路基板とをフリップチップ接続して樹脂封止する半導体装置の耐湿性及び耐熱性等の信頼性を向上するための構成に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pre-underfill bonding type semiconductor device and a manufacturing method thereof, for example, moisture resistance and heat resistance of a semiconductor device in which a semiconductor chip and a circuit board are flip-chip connected and sealed by a pre-underfill method. The present invention relates to a configuration for improving the reliability.
従来より、半導体素子を回路基板に実装する際に、半導体素子を回路基板上にフリップチップ接合したのち、半導体素子と回路基板との間に封止樹脂を注入する後アンダーフィル方式が採用されてきた。 Conventionally, when a semiconductor element is mounted on a circuit board, after the semiconductor element is flip-chip bonded onto the circuit board, an underfill method has been employed in which a sealing resin is injected between the semiconductor element and the circuit board. It was.
しかし、近年、携帯機器、特に携帯電話市場における小型化の要求に伴い、搭載される半導体素子のフリップチップ接続において半導体素子と回路基板のギャップが小さくなり、フリップチップ接合後に半導体素子と回路基板との間に封止樹脂を後入れで注入することが困難になってきている。また個々の半導体素子それぞれに封止樹脂を注入するためコスト上昇の問題がある。 However, in recent years, with the demand for miniaturization in the mobile device market, particularly in the mobile phone market, the gap between the semiconductor element and the circuit board is reduced in flip chip connection of the mounted semiconductor element. It has become difficult to inject the sealing resin later. In addition, since the sealing resin is injected into each individual semiconductor element, there is a problem of an increase in cost.
このため、後アンダーフィル方式を改善する方式として、予め半導体素子が形成されたウエハに半硬化の封止樹脂層を一括して形成しておき、ダイシング、チップ化後に電極と封止樹脂を一括してフリップチップ接合する先アンダーフィル方式のニーズが高まってきている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、先アンダーフィル方式においては、封止樹脂が加圧により同心円状に押し出されるため、半導体素子のコーナー部の樹脂量が不足するという問題があるので、図6を参照してこの事情を説明する。図6は、従来の先アンダーフィル方式による半導体装置の概念的平面図であり、半導体素子52を回路基板51に封止樹脂53ごと圧接してフリップチップ接合する際に、封止樹脂53が半導体素子52の外周からはみでる。
However, in the first underfill method, since the sealing resin is extruded concentrically by pressurization, there is a problem that the amount of resin at the corner portion of the semiconductor element is insufficient, so this situation will be described with reference to FIG. To do. FIG. 6 is a conceptual plan view of a conventional semiconductor device based on the prior underfill method. When the
この封止樹脂53が半導体素子52からはみだした部分はフィレット部と呼ばれ、信頼性の点から重要である。特に、半導体素子52のコーナー部は、応力が大きいために十分な量のフィレット部を形成しなくてはならないが、上述のように半導体素子52のコーナー部で樹脂量が不足して信頼性が低下するという問題がある。
The portion where the
また、先アンダーフィル方式の別の問題として、フリップチップ接合時の位置合わせのために封止樹脂53は光透過性のものに限られるということが挙げられる。一般的に、封止樹脂に耐熱性や吸湿性などの信頼性を持たせるためには数種類の樹脂成分およびシリカフィラーを混合する必要があり、混合の結果、光透過性が失われることになる。したがって、先アンダーフィル方式においては、信頼性の高い封止樹脂を使用できないという問題がある。
Another problem with the pre-underfill method is that the sealing
したがって、本発明は、先アンダーフィル接合方式において、半導体素子のコーナー部に十分な封止樹脂を設け、かつ信頼性の高い不透明な封止樹脂を使用したフリップチップ接合を可能にすることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a flip chip bonding using a highly reliable opaque sealing resin and providing a sufficient sealing resin at a corner portion of a semiconductor element in a pre-underfill bonding method. And
本発明の一観点からは、半導体チップと前記半導体チップを搭載する回路基板上との間に充填する第1の封止樹脂が前記半導体チップの外周からはみ出しており、且つ、前記半導体チップの少なくとも4隅において前記第1の封止樹脂を覆うように第2の封止樹脂が設けられた半導体装置であって、前記第1の封止樹脂の耐湿性及び耐熱性が前記第2の封止樹脂の耐湿性及び耐熱性より優れているとともに、前記第1の封止樹脂は可視光及び赤外光に対して不透明であり且つ前記第2の封止樹脂は可視光或いは赤外光に対して透過性を有する先アンダーフィル接合方式半導体装置が提供される。 From one aspect of the present invention, the first sealing resin filled between the semiconductor chip and the circuit board on which the semiconductor chip is mounted protrudes from the outer periphery of the semiconductor chip, and at least the semiconductor chip A semiconductor device provided with a second sealing resin so as to cover the first sealing resin at four corners, wherein the moisture resistance and heat resistance of the first sealing resin are the second sealing It is superior to the moisture resistance and heat resistance of the resin, the first sealing resin is opaque to visible light and infrared light, and the second sealing resin is not visible or infrared light. Thus, a pre-underfill junction type semiconductor device having transparency is provided.
また、本発明の別の観点からは、半導体チップの回路面上に第1の封止樹脂を塗布して半硬化させる工程、前記第1の封止樹脂層上であって、前記半導体チップの少なくとも4隅を含むようにパターンニングされた第2の封止樹脂層を選択的に形成して半硬化させる工程と、前記第1の封止樹脂層及び第2の封止樹脂層を設けた半導体チップを回路基板に対して圧接してフリップチップ接合する工程とを有する先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法が提供される。 Further, from another aspect of the present invention, a step of applying a first sealing resin on a circuit surface of a semiconductor chip and semi-curing, the first sealing resin layer, A step of selectively forming and semi-curing a second sealing resin layer patterned so as to include at least four corners; and the first sealing resin layer and the second sealing resin layer. There is provided a method of manufacturing a pre-underfill bonding type semiconductor device having a step of flip-chip bonding by pressing a semiconductor chip against a circuit board.
開示の半導体装置によれば、半導体素子に予め封止樹脂を形成しておく先アンダーフィル方式において、従来は困難であった半導体素子コーナー部にも十分な量のフィレット部を形成でき、接合信頼性を大幅に高めることができる。 According to the disclosed semiconductor device, a sufficient amount of fillet portions can be formed at the corner portion of the semiconductor element, which is difficult in the prior art, in the first underfill method in which the sealing resin is previously formed on the semiconductor element. The sex can be greatly improved.
また、第2の封止樹脂の形成、露光、現像プロセスが追加となるが、全てチップ化の前のウエハ段階で処理できるために生産性は高く、半導体素子1つ1つに追加でフィレット用封止樹脂を形成する場合と比較し、大幅にプロセスタイムを低減させることができる。 In addition, the formation, exposure, and development processes of the second sealing resin are added, but since all can be processed at the wafer stage before chip formation, the productivity is high, and for each fillet added to each semiconductor element. Compared with the case of forming the sealing resin, the process time can be greatly reduced.
また、第1の封止樹脂をフィラー入りおよびフラックス機能入りとし、第2の封止樹脂を位置合わせ用マーク形成用と機能を分離することによって、接合信頼性を犠牲にすることなく位置合わせ容易な先アンダーフィル方式のフリップチップ接合を実現することができる。 In addition, the first sealing resin is filled with a filler and a flux function, and the second sealing resin is separated from an alignment mark forming function and a function, thereby easily aligning without sacrificing bonding reliability. A tip-underfill flip-chip bonding can be realized.
ここで、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態のフリップチップ接合前の構成説明図であり、図1(a)は概念的平面図であり、図1(b)は図1(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った概念的断面図である。図に示すように、パッド12上に接続電極13を設けた半導体素子11の回路面上に接続電極13の表面を覆うように全面に耐湿性及び耐熱性に優れた第1の封止樹脂14を半硬化状態で設ける。この第1の封止樹脂14上に可視光に対して透明で且つ感光性を有する第2の封止樹脂15を半硬化状態で選択的に設ける。なお、接続電極13は特に制約などはなく、半田電極、Auメッキバンプ、Cuメッキバンプ、Auボールバンプなどを用いれば良い。
Here, with reference to FIG.1 and FIG.2, embodiment of this invention is described. FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration before flip chip bonding according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a conceptual plan view, and FIG. 1 (b) is an AA in FIG. 1 (a). It is a conceptual sectional view along the alternate long and short dash line connecting ′. As shown in the figure, a
この場合、第1の封止樹脂14は、シート状のフィルムをラミネートによって貼付しても良いし、或いは、液状樹脂を印刷もしくはスピンコートにより形成した後、乾燥し半硬化状態としても良い。この第1の封止樹脂14は、シリカなどの無機フィラーまたはゴム状樹脂などの有機フィラーを含むエポキシ系樹脂またはウレタン系樹脂またはフェノキシ樹脂またはシアネートエステル系樹脂を主成分とし、さらに有機酸を含有させてフラックス機能を持たせたものである。この内では、シリカなどの無機フィラーを含んだエポキシ系樹脂が耐熱性及び弾性の観点から好適である。
In this case, the
一方、第2の封止樹脂15は、シート状のフィルムをラミネートによって貼付しても良いし、或いは、液状樹脂を印刷もしくはスピンコートにより形成、乾燥させる工程によって半硬化状態にしたのち、露光・現像によってパターンニングする工程によって形成される。
On the other hand, the
この場合の第2の封止樹脂15のパターンは、図1(a)に示すように、半導体素子11の4隅にのみ選択的に設けても良い。或いは、半導体素子11の中心から放射状に伸びる複数のストライプ状パターンで構成するとともに、ストライプ状パターンのうち、半導体チップ11の4隅方向に伸びるストライプ状パターンの幅が、その他の方向に伸びるストライプ状パターンの幅より広くなるパターンとしても良い。
In this case, the pattern of the
第2の封止樹脂15を半導体素子11の4隅にのみ選択的に設ける場合には、各コーナーにおける占有面積が半導体素子11の面積の2〜10%となり、且つ、樹脂が押し出されてフィレット部を構成した場合に、各コーナーにおける第2の封止樹脂15によるフィレット部が0.1〜1.0mm3 の樹脂量になるように厚さを規定する。
When the
第2の封止樹脂15を放射状パターンとして設ける場合にも、各コーナーにおける第2の封止樹脂15によるフィレット部が0.1〜1.0mm3 の樹脂量になるようにストライプ状パターンの幅及び厚さを規定する。
Even when the
また、このパターンニングされた第2の封止樹脂層には、パターン工程において、図1(a)に示すように少なくとも2つの位置合わせ用マーク16がパターンニングされる。この位置合わせ用マーク16は3つ設けて半導体チップの方向性を示すようにしても良いし、また、スクライブラインを同時にパターニングしても良い。
Further, in the patterning step, at least two
この第2の封止樹脂は、フィラーを含まないエポキシ系樹脂またはウレタン系樹脂またはフェノキシ樹脂またはシアネートエステル系樹脂を主成分とし、且つ、感光剤を含有させて感光性を持たせたものであり、耐熱性及び耐湿性に劣るものの可視光に対して透明である。この透明性は、ウェハの周辺部に形成したアライメント用パターンを認識するために必要となる。 This second sealing resin is mainly composed of an epoxy resin, a urethane resin, a phenoxy resin, or a cyanate ester resin that does not contain a filler, and contains a photosensitizer to make it photosensitive. Although it is inferior in heat resistance and moisture resistance, it is transparent to visible light. This transparency is necessary for recognizing the alignment pattern formed on the periphery of the wafer.
図2は、本発明の実施の形態のフリップチップ接合後の構成説明図であり、図2(a)は概念的平面図であり、図2(b)は図2(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った概念的断面図である。図に示すように、パッド22を設けた回路基板21に、封止樹脂を形成した半導体素子11を、封止樹脂の軟化温度まで加熱した状態で圧接することによってフリップチップ接合する。この時、カメラにより位置あわせ用マーク16を確認しながら位置合わせしてフリップチップ接合する。なお、図における符号23はソルダーレジストである。
FIG. 2 is a configuration explanatory view after flip-chip bonding according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a conceptual plan view, and FIG. 2 (b) is an AA in FIG. 2 (a). It is a conceptual sectional view along the alternate long and short dash line connecting ′. As shown in the figure, the flip-chip bonding is performed by press-contacting the
図に示すように、第2の封止樹脂15は完全に半導体素子11の外周の外へ押し出されてフィレット部18を構成するとともに、第1の封止樹脂14の一部も半導体素子11の外周の外へ押し出されてフィレット部17を構成する。この時、第2の封止樹脂15からなるフィレット部18は、半導体素子11のコーナー部における樹脂量の不足を補うことになる。
As shown in the figure, the
このように、本発明の実施の形態においては、アンダーフィル樹脂の主要部を耐熱性及び耐湿性に優れたフィラー入りの樹脂で構成しているので半導体素子の信頼性が低下することはない。また、アンダーフィル樹脂の補足部を透明な樹脂で半導体素子のコーナー部に設けているので、ウェハの周辺部に形成したアライメント用パターンの認識に支障が生ずることはなく、且つ、半導体素子のコーナー部における樹脂量の不足を補うことができる。 As described above, in the embodiment of the present invention, since the main part of the underfill resin is made of the resin containing filler excellent in heat resistance and moisture resistance, the reliability of the semiconductor element is not lowered. In addition, since the underfill resin supplementary portion is provided in the corner portion of the semiconductor element with a transparent resin, it does not hinder the recognition of the alignment pattern formed on the peripheral portion of the wafer, and the corner of the semiconductor element Insufficient resin amount in the part can be compensated.
以上を前提として、次に、本発明の実施例1の半導体装置の製造工程を説明する。まず、図3(a)に示すように、例えば、約100μmΦ、100μmの厚さのSn−2.6Agからなる半田電極(図示は省略)を250μmピッチでアレイ状に形成したウェハ31を用意する。
Based on the above, next, the manufacturing process of the semiconductor device of Example 1 of the present invention will be described. First, as shown in FIG. 3A, for example, a
次いで、図3(b)に示すように、シリカフィラーを含有するとともにカルボン酸を含有してフラックス機能を持たせたエポキシ樹脂を主成分とする第1の封止樹脂32をスピンコートによって形成する。スピンコート条件は、500rpmで5秒間保持したのち、700rpmで30秒間保持してウェハ31の全面に均一に塗布する。
Next, as shown in FIG. 3B, a first sealing
次いで、ウェハ31のエッジから3〜5mm、例えば、5mmの第1の封止樹脂32の周辺部を例えば、メチルエチルケトンによって1500rpmで20秒間洗浄することで除去する。この除去工程において、後述する第2の封止樹脂を露光する際のアライメント用パターン33が露出されることになる。
Next, the peripheral portion of the first sealing
次いで、図3(c)に示すように、オーブンで、例えば、120℃で30分間熱処理することによりBステージ(半硬化)状態とした。熱処理後の第1の封止樹脂32の膜厚は約110μmであった。
Next, as shown in FIG. 3C, a B stage (semi-cured) state was obtained by heat treatment in an oven, for example, at 120 ° C. for 30 minutes. The film thickness of the first sealing
次いで、図4(a)に示すように、感光性エポキシ系樹脂、例えば、WPRS196P(JSR社製商品型番)を用いて第2の封止樹脂34をスピンコートによって形成する。スピンコート条件は、500rpmで5秒間保持したのち、1500rpmで30秒間保持してウェハ31の全面に均一に塗布する。
Next, as shown in FIG. 4A, the second sealing
次いで、図4(b)に示すように、オーブンで、例えば、110℃で5分間熱処理することによりBステージ(半硬化)状態とした。熱処理後の第2の封止樹脂34の膜厚は約50μmであった。
Next, as shown in FIG. 4B, a B stage (semi-cured) state was obtained by heat treatment in an oven, for example, at 110 ° C. for 5 minutes. The film thickness of the second sealing
次いで、図4(c)に示すように、露光機を用いてウエハ31の外周部に形成されたアライメント用パターン33を参照して位置合わせを行い、紫外線を例えば1500mJ/cm2 照射したのち、現像液NMD−3(東京応化工業株式会社社製商品型番)に約3.5分間浸積して第2の封止樹脂パターン35を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, alignment is performed with reference to the
この場合、各第2の封止樹脂パターン35のサイズは、第2の封止樹脂パターン35の膜厚にも依存するが半導体チップ36の面積の2〜10%になるようにする。また、このパターニング工程において、フリップチップ接合時の位置合わせ用として、十字状のマーク37を半導体チップ36の対角に形成する。
In this case, the size of each second sealing
以降は、上記の図2に示したように、半導体チップ36を回路基板に対向させ、例えば、230℃で10秒間加熱し、半導体チップ36に形成したSn−2.6Agからなる半田電極を溶融させるとともに、第1の封止樹脂32及び第2の封止樹脂パターン35を軟化させた状態で、例えば、2MPaで圧接することによってフリップチップ接合する。この時、加圧により軟化した第1の封止樹脂32及び第2の封止樹脂パターン35は半導体チップ36の外周部から押し出されててフィレットを形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 above, the
その後、例えば、180℃で2時間熱処理をすることによって、アンダーフィル状態の第1の封止樹脂32と、第1の封止樹脂32及び第2の封止樹脂パターン35が押し出されて形成したフィレットを完全硬化させることによって本発明の実施例1の半導体装置の基本構成が完成する。
Thereafter, for example, the first sealing
このように、本発明の実施例1においては、封止樹脂の主要部を耐熱性及び耐湿性に優れた第1の封止樹脂で構成するとともに、半導体チップのコーナー部における樹脂量の不足を補うために感光性を有する透明な第2の封止樹脂を半導体チップのコーナー部に選択的に設けているので半導体装置の信頼性を高めることができる。 Thus, in Example 1 of the present invention, the main part of the sealing resin is constituted by the first sealing resin excellent in heat resistance and moisture resistance, and the resin amount in the corner part of the semiconductor chip is insufficient. In order to compensate, the transparent second sealing resin having photosensitivity is selectively provided in the corner portion of the semiconductor chip, so that the reliability of the semiconductor device can be improved.
次に、図5を参照して、本発明の実施例2の半導体装置を説明するが、第2の封止樹脂パターンが異なるだけで基本的な製造工程は上記の実施例1と同様であるので、素子構成のみ説明する。なお、図5(a)はフリップチップ接合前の半導体チップの回路面側の概念的平面図であり、図5(b)はフリップチップ接合後の半導体チップ側からみた概念的平面図である。 Next, referring to FIG. 5, the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described. The basic manufacturing process is the same as that of the first embodiment except that the second sealing resin pattern is different. Therefore, only the element configuration will be described. 5A is a conceptual plan view on the circuit surface side of the semiconductor chip before flip chip bonding, and FIG. 5B is a conceptual plan view seen from the semiconductor chip side after flip chip bonding.
まず、図5(a)に示すように、半導体チップの回路面側に、上記の実施例1と同様に、シリカフィラーを含有するとともにカルボン酸を含有してフラックス機能を持たせたエポキシ樹脂を主成分とする第1の封止樹脂32をスピンコートによって形成したのち、半硬化状態にする。なお、この場合の第1の封止樹脂32の軟化温度は120℃とする。
First, as shown in FIG. 5A, on the circuit surface side of the semiconductor chip, an epoxy resin containing a silica filler and containing a carboxylic acid and having a flux function is provided in the same manner as in Example 1 above. After the first sealing
次いで、感光性エポキシ系樹脂、例えば、WPRS196P(JSR社製商品型番)を用いて第2の封止樹脂をスピンコートによって形成したのち、オーブンで熱処理することによりBステージ(半硬化)状態する。なお、この場合の第2の封止樹脂の軟化温度は第1の封止樹脂32の軟化温度である150℃より低い120℃とする。
Next, a second sealing resin is formed by spin coating using a photosensitive epoxy resin, for example, WPRS196P (product model number manufactured by JSR), and then heat-treated in an oven to be in a B stage (semi-cured) state. In this case, the softening temperature of the second sealing resin is 120 ° C. lower than 150 ° C., which is the softening temperature of the first sealing
次いで、露光機を用いてウエハの外周部に形成されたアライメント用パターン33を参照して位置合わせを行い、紫外線を照射したのち、現像液で現像することにより、放射状のストライプパターンからなる第2の封止樹脂パターン38を形成するとともに、位置合わせ用のマーク37を形成する。
Next, alignment is performed with reference to the
この場合、第2の封止樹脂パターン38を構成するストライプ状パターンのうち、半導体チップの4隅方向に伸びるストライプ状パターンの幅が、その他の方向に伸びるストライプ状パターンの幅より広くなるパターンとする。例えば、各コーナーにおける第2の封止樹脂パターン38によるフィレット(図5(b)の41)が0.1〜1.0mm3 の樹脂量になるようにストライプ状パターンの幅及び厚さを規定する。
In this case, among the stripe patterns constituting the second
以降は、図5(b)に示すように、半導体チップ36を回路基板39に対向させ、例えば、第2の封止樹脂の軟化温度である150℃以上に加熱したのち、加圧して第2の封止樹脂をチップ外周まで押し出すことによりフィレット41が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the
次いで、第2の封止樹脂の軟化温度である150℃以上、例えば、230℃まで昇温して10秒間加熱し、半導体チップ36に形成したSn−2.6Agからなる半田電極を溶融させるとともに、第1の封止樹脂32を軟化させた状態で、例えば、2MPaで圧接することによってフリップチップ接合する。この時、加圧により軟化した第1の封止樹脂32の一部も半導体チップ36の外周部から押し出されててフィレット40を形成する。
Next, the temperature is raised to 150 ° C. or higher, which is the softening temperature of the second sealing resin, for example, 230 ° C. and heated for 10 seconds to melt the solder electrode made of Sn-2.6Ag formed on the
その後、例えば、180℃で2時間熱処理をすることによって、アンダーフィル状態の第1の封止樹脂32と、フィレット40,41を完全硬化させることによって本発明の実施例2の半導体装置の基本構成が完成する。
After that, for example, by performing a heat treatment at 180 ° C. for 2 hours, the first sealing
この本発明の実施例2においては、信頼性の劣る第2の封止樹脂は第1の封止樹脂が軟化していない状態における最初の加圧工程で大部分が半導体チップ36の外周部に押し出されて半導体チップ36の直下には存在しないため、信頼性が向上する。
In the second embodiment of the present invention, the second sealing resin with low reliability is mostly in the outer periphery of the
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は、各実施例に示した条件に限られるものではない。例えば、第2の封止樹脂を露光する際のアライメント用パターン露出方法として、周辺部をメチルエチルケトンによる洗浄を用いているが、レーザー加工によってウエハ外周部の少なくとも2カ所の樹脂を除去しても良い。 As mentioned above, although each Example of this invention was described, this invention is not restricted to the conditions shown in each Example. For example, as a pattern exposure method for alignment when exposing the second sealing resin, the peripheral portion is cleaned with methyl ethyl ketone. However, at least two resins on the outer peripheral portion of the wafer may be removed by laser processing. .
或いは、予め保護フィルムを外周部に貼付して、第1の封止樹脂後に保護フィルムを除去することで位置合わせマークを露出させることも可能である。または、露光装置に赤外線で樹脂を透過させることで位置合わせを行う機能があれば、外周部の樹脂を除去する必要なく第2の封止樹脂を位置合わせすることが可能である。またこの場合には、第2の封止樹脂に透過性のある樹脂を用いなくても本願の製造方法は達成可能である。 Alternatively, it is also possible to expose the alignment mark by pasting a protective film on the outer periphery in advance and removing the protective film after the first sealing resin. Alternatively, if the exposure apparatus has a function of performing alignment by transmitting the resin with infrared rays, it is possible to align the second sealing resin without having to remove the resin on the outer peripheral portion. In this case, the manufacturing method of the present application can be achieved without using a permeable resin for the second sealing resin.
ここで、実施例1及び実施例2を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を開示する。
(付記1) 半導体チップと前記半導体チップを搭載する回路基板上との間に充填する第1の封止樹脂が前記半導体チップの外周からはみ出しており、且つ、前記半導体チップの少なくとも4隅において前記第1の封止樹脂を覆うように第2の封止樹脂が設けられた半導体装置であって、前記第1の封止樹脂の耐湿性及び耐熱性が前記第2の封止樹脂の耐湿性及び耐熱性より優れているとともに、前記第1の封止樹脂は可視光及び赤外光に対して不透明であり且つ前記第2の封止樹脂は可視光或いは赤外光に対して透過性を有する先アンダーフィル接合方式半導体装置。
(付記2) 前記第1の封止樹脂は、無機フィラー或いは有機フィラーのいずれかを含むエポキシ系樹脂、無機フィラー或いは有機フィラーのいずれかを含むウレタン系樹脂、無機フィラー或いは有機フィラーのいずれかを含むシアネートエステル系樹脂、或いは、無機フィラー或いは有機フィラーのいずれかを含むフェノキシ樹脂のいずれかを主成分とするとともに、フラックス機能を有する有機酸を含んでいる付記1に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置。
(付記3) 前記の第2の封止樹脂は、感光性を有するとともに、可視光に対して透過性を有する付記1または付記2に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置。
(付記4)
前記第2の樹脂は、フィラーを含まないエポキシ系樹脂、フィラーを含まないウレタン系樹脂、フィラーを含まないフェノキシ樹脂或いはフィラーを含まないシアネートエステル系樹脂のいずれかを主成分とすることを特徴とする付記3に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置。
(付記5) 半導体チップの回路面上に第1の封止樹脂を塗布して半硬化させる工程、前記第1の封止樹脂層上であって、前記半導体チップの少なくとも4隅を含むようにパターンニングされた第2の封止樹脂層を選択的に形成して半硬化させる工程と、前記第1の封止樹脂層及び第2の封止樹脂層を設けた半導体チップを回路基板に対して圧接してフリップチップ接合する工程とを有する先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法。
(付記6) 前記第2の封止樹脂層をパターニングする工程において、前記第2の封止樹脂層に、少なくとも2つの位置合わせ用のマークをパターニングする付記5に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法。
(付記7) 前記第1の封止樹脂層は、シート状のフィルムをラミネートによって貼付する工程、或いは、液状樹脂を印刷もしくはスピンコートのいずれかにより塗布した後、乾燥し半硬化状態とする工程のいずれかによって形成される付記5または付記6に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法。
(付記8) 前記第2の封止樹脂層は、シート状のフィルムをラミネートによって貼付する工程、或いは、液状樹脂を印刷もしくはスピンコートのいずれかにより塗布した後、乾燥し半硬化状態とする工程のいずれかによって形成したのち、露光・現像によってパターンニングする工程によって選択的に形成される付記5乃至付記7のいずれか1に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法。
(付記9) 前記露光・現像によってパターンニングする工程において、前記第2の封止樹脂層を、前記半導体チップの4隅のみに選択的に設ける付記8に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法。
(付記10) 前記露光・現像によってパターンニングする工程において、前記第2の封止樹脂層を、前記半導体チップの中心から放射状に伸びる複数のストライプ状パターンで構成するとともに、前記ストライプ状パターンのうち、前記半導体チップの4隅に伸びるストライプ状パターンの幅が、その他の方向に伸びるストライプ状パターンの幅より広くする付記8に記載の先アンダーフィル接合方式半導体装置の製造方法。
Here, the following supplementary notes are disclosed regarding the embodiment of the present invention including Example 1 and Example 2.
(Additional remark 1) The 1st sealing resin with which it fills between a semiconductor chip and the circuit board which mounts the said semiconductor chip has protruded from the outer periphery of the said semiconductor chip, and the said semiconductor chip has at least four corners. A semiconductor device provided with a second sealing resin so as to cover the first sealing resin, wherein the moisture resistance and heat resistance of the first sealing resin are moisture resistance of the second sealing resin. And the first sealing resin is opaque to visible light and infrared light, and the second sealing resin is transparent to visible light or infrared light. A pre-underfill bonding type semiconductor device.
(Additional remark 2) Said 1st sealing resin is either the epoxy resin containing either an inorganic filler or an organic filler, the urethane type resin containing either an inorganic filler or an organic filler , an inorganic filler, or an organic filler. The pre-underfill bonding method according to supplementary note 1, comprising a cyanate ester-based resin or a phenoxy resin containing either an inorganic filler or an organic filler as a main component and an organic acid having a flux function Semiconductor device.
(Additional remark 3) The said 2nd sealing resin is a tip underfill junction system semiconductor device of Additional remark 1 or
(Appendix 4)
The second resin is mainly composed of an epoxy resin not containing a filler, a urethane resin not containing a filler, a phenoxy resin not containing a filler, or a cyanate ester resin not containing a filler. The pre-underfill junction type semiconductor device according to appendix 3.
(Supplementary Note 5 ) A step of applying and semi-curing a first sealing resin on a circuit surface of a semiconductor chip, on the first sealing resin layer so as to include at least four corners of the semiconductor chip A step of selectively forming and semi-curing a patterned second sealing resin layer, and a semiconductor chip provided with the first sealing resin layer and the second sealing resin layer on a circuit board And a method of manufacturing a pre-underfill bonding type semiconductor device including a step of pressure-bonding and flip-chip bonding.
(Supplementary note 6 ) The pre-underfill junction type semiconductor according to supplementary note 5 , wherein in the step of patterning the second sealing resin layer, at least two alignment marks are patterned on the second sealing resin layer. Device manufacturing method.
(Appendix 7 ) The first sealing resin layer is a step of laminating a sheet-like film, or a step of applying a liquid resin by either printing or spin coating and then drying to make it a semi-cured state The manufacturing method of the tip underfill junction type semiconductor device according to appendix 5 or appendix 6 , which is formed by any of the above .
(Appendix 8 ) The second sealing resin layer is a step of applying a sheet-like film by lamination, or a step of applying a liquid resin by either printing or spin coating, and then drying to make it a semi-cured state 8. The method of manufacturing a pre-underfill junction type semiconductor device according to any one of appendix 5 to appendix 7 , wherein the semiconductor device is selectively formed by a patterning process by exposure / development after forming by any of the above .
(Supplementary Note 9 ) In the step of patterning by exposure / development, the first underfill junction type semiconductor device according to Supplementary Note 8 , wherein the second sealing resin layer is selectively provided only at four corners of the semiconductor chip. Production method.
(Supplementary Note 10 ) In the step of patterning by exposure / development, the second sealing resin layer is constituted by a plurality of stripe patterns extending radially from the center of the semiconductor chip, and among the stripe patterns 9. The manufacturing method of a pre-underfill junction type semiconductor device according to appendix 8 , wherein the width of the stripe pattern extending to the four corners of the semiconductor chip is wider than the width of the stripe pattern extending in the other direction.
11 半導体素子
12 パッド
13 接続電極
14 第1の封止樹脂
15 第2の封止樹脂
16 位置合わせ用マーク
17,18 フィレット部
21 回路基板
22 パッド
23 ソルダーレジスト
31 ウェハ
32 第1の封止樹脂
33 アライメント用パターン
34 第2の封止樹脂
35 第2の封止樹脂パターン
36 半導体チップ
37 マーク
38 第2の封止樹脂パターン
39 回路基板
40,41 フィレット
51 回路基板
52 半導体素子
53 封止樹脂
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