JP5672335B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
圧縮成形により半導体素子を封止してなる半導体装置に用いる顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粗粒の割合が3質量%以下であり、106μm未満の微粉の割合が5質量%以下であり、
当該半導体封止用エポキシ樹脂組成物の顆粒密度D1と当該半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化後の硬化物比重D2との比D1/D2が、0.88以上、0.97以下の範囲であることを特徴とする顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。
第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、圧縮成形により半導体素子を封止してなる半導体装置に用いられ、以下の構成を備えるものである。
A:当該顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粒子の割合が3質量%以下であり、
X1:1mm以上、2mm未満の粒子の割合が0.5質量%以上、60質量%以下であり、
B:106μm未満の微粉の割合が5質量%以下である。
X2:第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における106μm以上の粒子に対し、最長長さ(L)が5mm以下であり、かつ最短長さ(S)が1mm以下である粒子の割合が50質量%以上である。
X3:第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の崩壊角が35°以下である。
第2の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物圧縮成形により半導体素子を封止してなる半導体装置に用いられ、以下の構成を備えるものである。
A:当該顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粗粒の割合が3質量%以下であり、
B:106μm未満の微粉の割合が5質量%以下であり、
Y1:当該半導体封止用エポキシ樹脂組成物の顆粒密度D1と当該半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化後の硬化物比重D2との比D1/D2が、0.88以上、0.97以下の範囲である。
Y2:第2の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の顆粒密度D1が1.95以下である。
本発明の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、圧縮成形金型への安定した供給性と良好な秤量精度を得るため、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粒子の割合が全樹脂組成物に対して3質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。これは、粒子サイズが大きくなるほどその質量、体積とも大きくなることから、サイズの大きな粒子の割合が多いほど、秤量時の秤量精度が低下し、成形後の半導体装置における品質低下の一因となったり、搬送路への供給口での詰まり等の問題が生じたりするところ、上記上限値以下の範囲とすると、良好な秤量精度が得られることで半導体装置における品質の低下を引き起こす恐れが低くなり、また搬送路への供給口での詰まり等の問題を生じる恐れも低くなるためである。また、2mm以上の粒子(粗粒)の割合の下限値については、特に限定されるものではなく、0質量%であってもよい。
また、本発明の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、安定した搬送性、生産性、安定した秤量精度を得るため、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、106μm未満の微粉の割合が全樹脂組成物に対して5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。これは、106μm未満の微粉が、顆粒状の樹脂組成物の保管中における固着、顆粒状の樹脂組成物の搬送経路上での粒子同士の固着や搬送装置への付着を生じ、搬送不良の原因となり、連続生産性や生産のタクトタイムに支障をきたしたりするところ、上記上限値以下の範囲とすると、粒子同士の固着や搬送装置への付着が殆どなく、良好な連続生産性や安定した生産性が得られるためである。また、粒径106μm未満の微粉の割合の下限値については、特に限定されるものではなく、0質量%であってもよい。
また、第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、顆粒状の樹脂組成物の供給におけるばらつきによる圧縮成形金型への蒔きむらを低減させるために、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、1mm以上、2mm未満の粒子の割合が全樹脂組成物に対して、下限値は0.5質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましい。また、上限値は、60質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、55質量%以下であることがさらに好ましい。上記上限値以下の範囲とすると、供給ばらつきによる金型キャビティへの蒔きむらを抑えることができ、充填不良やワイヤ流れといった不具合を生じる恐れが低い。また、上記下限値以上の範囲とすると、小粒径成分が増大することによる粒子同士の固着や搬送路への付着を生じることがなく、搬送に支障をきたす恐れが低い。また、上記数値範囲内とすることにより、安定した生産性、成形性を得ることが可能となる。
また、第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、振動フィーダー等の搬送手段による搬送性、及び圧縮成形時の溶融性の観点から、最長長さ(L)が5mm以下であり、かつ最短長さ(S)が1mm以下である粒子が、106μm以上の粒子全体の50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。上記数値範囲内にすることにより、蒔きむらの原因となる搬送性と、溶融性とのバランスが取れ、安定した生産性、成形性が得られる。また、最長長さ(L)が5mmを上回る粒子の割合が少なければ、搬送時の供給速度の減速、搬送路への供給口での詰まり等の不具合を招く恐れが少ない。また、最短長さ(S)が1mmを上回る粒子の割合が少なければ、金型キャビティに投入されたときの溶解性にばらつきが生じる等の不具合を招く恐れが少ない。なお、最長長さ(L)、最短長さ(S)の測定方法としては、顆粒状の樹脂組成物を前述したJIS標準篩を用いた篩分により106μm以下の粒子を除去し、それ以上の粒子からランダムに100個の粒子を選び、ノギス、スケールが具備された顕微鏡等を用いて、1つ1つの粒子の最長長さ(L)と最短長さ(S)を測定して、最長長さ(L)が5mm以下で、かつ最短長さ(S)が1mm以下である粒子と、それ以外の粒子との仕分けをしたのち、最長長さ(L)が5mm以下であり、かつ最短長さ(S)が1mm以下である粒子の質量を測定し、測定サンプルの全質量に対する比率(質量%)を求めることで、全樹脂組成物における値として代表させることができる。なお、図3に示すように、1つ1つの粒子について、最も長い部分を最長長さ(L)とし、最も短い部分を最短長さ(S)とする。また、図4に示すように、粒子形状が屈曲しているような場合には、直線距離で最長の部分を測定すればよい。
また、第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、振動フィーダー等の搬送手段による搬送性の観点から、崩壊角(「崩潰角」ともいう。)が35°以下であることが好ましく、30°以下であることがより好ましく、25°以下であることがさらに好ましい。上記数値範囲内であると、振動フィーダー等の搬送手段を用いて顆粒状の樹脂組成物が搬送される際、固着や目詰まり等を起こしにくく安定して搬送することができる。また、崩壊角は低いほど固着や目詰まり等を起こし難くなるため、その下限値については特に限定されるものではないが、例えば、1°以上、或いは10°以上とすることができる。崩壊角の測定方法としては、図5に示すように顆粒状の樹脂組成物202を、漏斗201の孔から一定面積の水平板205の上に一定形状となるまで落下堆積させ、円錐状の顆粒体204を形成させる。次いで、水平板205と同じ台座206上にある一定の重さの分銅203を落下させることにより、該顆粒体204に一定の衝撃を与え、一部顆粒状の樹脂組成物が自然流動し水平板205から脱落した後、残った円錐状の顆粒体207について、底面外周の点から円錐の頂点までの仰角として、崩壊角を求めることができる。尚、衝撃を与える前の顆粒体204における仰角を安息角といい、安息角と崩壊角との差を差角という。差角は、振動フィーダー等の搬送装置からの振動等による顆粒状の樹脂組成物の崩れ易さを表す指標となるものであり、差角が大きいほど崩れ易いこととなるため、例えば、10°以上であることが好ましく、15°以上であることがより好ましい。崩壊角、安息角の測定装置としては、パウダーテスター(ホソカワミクロン(株)製)が挙げられる。
上記図1および図2のように、顆粒状の樹脂組成物を用いて半導体素子を封止する圧縮成形法の場合、圧縮成形金型の下型キャビティの底面に対して顆粒状の樹脂組成物が均一に蒔かれている必要がある。しかしながら、上記の例に限らず、振動フィーダー等の搬送手段を用いて顆粒状の樹脂組成物を搬送する工程を含む方法の場合においては、振動フィーダー等の搬送手段の搬送路で、顆粒状の樹脂組成物の粒子同士が固着したり、顆粒状の樹脂組成物が搬送路へ付着したりする場合がある。また、搬送路への供給口で顆粒状の樹脂組成物が目詰まり(ホッパーブリッジ)したり、搬送路上で顆粒状の樹脂組成物が滞留したりする場合もある。このような固着、付着、目詰まり、滞留等によって、振動フィーダー等の搬送手段による顆粒状の樹脂組成物の供給がばらつくと、圧縮成形金型の下型キャビティの底面に対して蒔きむらが発生することとなる。このような蒔きむらの発生により、下型キャビティの底面の場所によって顆粒状の樹脂組成物の量が少ない場所、多い場所が存在すると、半導体素子の封止成形時に顆粒状の樹脂組成物量の多い場所から少ない場所への横方向の流動が生じることとなり、これにより、半導体素子のワイヤ流れがおきたり、顆粒状の樹脂組成物の量が少ない場所において巣やボイド等の充填不良を起こしたりする可能性があった。また、顆粒状の樹脂組成物がある程度の粒度分布を有する場合には、その粒子形状(例えば球状)によっては粒子間の溶融速度のばらつきが起き易く、巣やボイド等の充填不良の問題が発生する場合があった。特に半導体素子上の封止材の厚みが薄い半導体装置の場合には、使用される樹脂組成物の量が少なくなるため、圧縮成形金型の下型キャビティへの蒔きむらの影響が顕著となり、ワイヤ流れや充填不足等の問題がより生じ易くなる。また、固着、付着、目詰まり、滞留等が起こると、搬送時間が長くかかることとなり、生産性が低下することにもなる。
第2の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、顆粒密度D1と硬化後の硬化物比重D2の比D1/D2の下限値は、0.88以上であることが好ましく、0.88以上であることがより好ましく、0.90以上であることがさらに好ましい。D1/D2の上限値は、0.97以下であることが好ましく、0.95以下であることがより好ましく、0.94以下であることがさらに好ましい。上記下限値以上とすると、粒子内部の空隙率が高くなり過ぎることがなく、成形時におけるボイドの発生等の問題が生じる恐れが低い。また、上記上限値以下とすると、顆粒密度が高くなり過ぎることがなく、振動フィーダー等の搬送手段による搬送時に顆粒の移動速度が遅くなる問題もない。移動速度が遅くなると停滞する恐れがあり、それによる固着、つまり等の問題が生じる。さらに、顆粒状の樹脂組成物の顆粒密度D1としては、1.95以下であることが好ましく、1.90以下であることがより好ましい。上記上限値以下とすると、良好な搬送性が得られる。また、顆粒状の樹脂組成物の顆粒密度D1の下限値としては、特に限定されるものではないが、粒子内部の空隙率が高くなり過ぎない範囲となる1.75以上とすることが望ましい。
顆粒密度(g/ml)=(Mp×ρw)/(Mw+Mp−Mt)
ρw:測定時の温度における蒸留水の密度(g/ml)
Mw:蒸留水を満たし、さらに界面活性剤を数滴添加したピクノメータの質量(g)
Mp:試料の質量(g)
Mt:蒸留水と界面活性剤と試料をいれたピクノメータの質量(g)
ここで、界面活性剤は蒸留水と試料の濡れを高め、気泡の巻き込みを極小にするために用いる。使用可能な界面活性剤は特に制限がなく、気泡の巻き込みがなくなるような材料を選択すればよい。
上記図1および図2の例に限らず、顆粒状の樹脂組成物を用いて半導体素子を封止する圧縮成形法の場合、顆粒状の樹脂組成物は常に一定量を安定して供給できることが必要である。搬送経路において顆粒状の樹脂組成物の搬送に乱れが生じる場合や、顆粒状の樹脂組成物の粒子同士の固着や搬送路への顆粒状の樹脂組成物の付着があると、詰まりや供給時間の延滞、金型への供給むらが起こり、生産性の大幅な低下、充填不足等の問題が生じる。
一方、第2の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、構成Y1やY2を備える。なお、第2の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の構成X1、X2またはX3を備えてもよい。
次に、本発明において、圧縮成形により半導体素子を封止してなる半導体装置に用いる顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成分について説明する。本発明の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、エポキシ樹脂を用いることができる。用いられるエポキシ樹脂の例は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の3官能型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂;トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
次に、本発明の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得る方法について説明する。顆粒状の樹脂組成物を得る方法としては、本願発明の粒度分布や顆粒密度を満足すれば特に限定されるものではないが、例えば、複数の小孔を有する円筒状外周部と円盤状の底面から構成される回転子の内側に、溶融混練された樹脂組成物を供給し、その樹脂組成物を、回転子を回転させて得られる遠心力によって小孔を通過させて得る方法(以下、「遠心製粉法」とも言う。);各原料成分をミキサーで予備混合後、ロール、ニーダー又は押出機等の混練機により加熱混練後、冷却、粉砕工程を経て粉砕物としたものを、篩を用いて粗粒と微紛の除去を行って得る方法(以下、「粉砕篩分法」とも言う。);各原料成分をミキサーで予備混合後、スクリュー先端部に小径を複数配置したダイを設置した押出機を用いて、加熱混練を行うとともに、ダイに配置された小孔からストランド状に押し出されてくる溶融樹脂をダイ面に略平行に摺動回転するカッターで切断して得る方法(以下、「ホットカット法」とも言う。)等が挙げられる。いずれの方法でも混練条件、遠心条件、篩分条件、切断条件等を選ぶことにより本発明の粒度分布や顆粒密度を得ることができる。特に好ましい製法としては、遠心製粉法であり、これにより得られる顆粒状の樹脂組成物は、本発明の粒度分布や顆粒密度を安定して発現させることができるため、搬送路上での搬送性や固着防止に対して好ましい。また、遠心製粉法では、粒子表面をある程度滑らかにすることができるため、粒子同士が引っかかったり、搬送路面との摩擦抵抗が大きくなったりすることもなく、搬送路への供給口でのブリッジ(詰まり)の防止、搬送路上での滞留の防止に対しても好ましい。また、遠心製粉法では、溶融した状態から遠心力を用いて形成させるため、粒子内に空隙がある程度含まれた状態となり、顆粒密度をある程度低くできるため、圧縮成形における搬送性に関して有利である。
次に、顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形により半導体素子を封止してなる本発明の半導体装置について説明する。なお、本発明の顆粒状の樹脂組成物を用いて圧縮成形により半導体素子を封止して半導体装置を得る方法は前述したとおりである。本発明の半導体装置で封止される半導体素子としては、特に限定されるものではなく、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。
以下、参考形態の例を付記する。
<1>
圧縮成形により半導体素子を封止してなる半導体装置に用いる顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粒子の割合が3質量%以下であり、1mm以上、2mm未満の粒子の割合が0.5質量%以上、60質量%以下であり、106μm未満の微粉の割合が5質量%以下であることを特徴とする顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
<2>
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、前記JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における106μm以上の粒子に対し、最長長さ(L)が5mm以下であり、かつ最短長さ(S)が1mm以下である粒子の割合が50質量%以上である、<1>に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
<3>
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の崩壊角が35°以下である、<1>または<2>に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
<4>
圧縮成形により半導体素子を封止してなる半導体装置に用いる顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粗粒の割合が3質量%以下であり、106μm未満の微粉の割合が5質量%以下であり、
前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の顆粒密度D1と前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化後の硬化物比重D2との比D1/D2が、0.88以上、0.97以下の範囲である、顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
<5>
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の前記顆粒密度D1が1.95以下である、<4>に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
<6>
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、複数の小孔を有する円筒状外周部と円盤状の底面とから構成される回転子の内側に、溶融された樹脂組成物を供給し、その組成物を、前記回転子を回転させて得られる遠心力によって前記小孔を通過させて得られたものである、<1>から<5>のいずれか1項に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
<7>
<1>から<6>のいずれか1項に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、圧縮成形により半導体素子を封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
<8>
<1>から<6>のいずれか1項に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、圧縮成形により半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
<9>
リードフレーム又は回路基板と、前記リードフレーム又は前記回路基板上に積層又は並列して搭載された1以上の半導体素子と、前記リードフレーム又は前記回路基板と前記半導体素子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、前記半導体素子と前記ボンディングワイヤを封止する封止材とを備えた半導体装置であって、
前記半導体素子上の前記封止材の厚みが0.08mm以上、0.5mm以下であり、
前記封止材が、請求項1から6のいずれか1項に記載の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の圧縮成形による硬化物により構成されている、半導体装置。
[第1の顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物]
実施例1−1
<樹脂組成物の配合(質量部)>
エポキシ樹脂1:フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、NC−3000。軟化点58℃、エポキシ当量277。) 8.0質量部
エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、YL6810。融点45℃、エポキシ当量172。) 2.0質量部
フェノール樹脂1:フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂(三井化学(株)製、XLC−4L。軟化点65℃、水酸基当量165。) 2.6質量部
フェノール樹脂2:フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト(株)製、PR−HF−3。軟化点80℃、水酸基当量105。) 2.6質量部
硬化促進剤(トリフェニルホスフィン) 0.2質量部
無機充填材(平均粒径16μmの溶融球状シリカ)84.0質量部
カルナバワックス 0.1質量部
カーボンブラック 0.3質量部
カップリング剤 0.2質量部
上記配合の樹脂組成物の原材料をスーパーミキサーにより5分間粉砕混合したのち、この混合原料を準備した。
図6に示す円筒状外周部302の素材として孔径2.5mmの小孔を有している鉄製の打ち抜き金網を使用した。直径20cmの回転子301の外周上に円筒状に加工した高さ25mm、厚さ1.5mmの打ち抜き金網を取り付け、円筒状外周部302を形成した。回転子301を3000RPMで回転させ、円筒状外周部302を励磁コイルで115℃に加熱した。回転子301の回転数と、円筒状外周部302の温度が定常状態になった後、脱気装置により脱気しつつ二軸押出機309により上記マスターバッチを溶融混練して得られた溶融物を、回転子301の上方より2重管式円筒体305を通して2kg/hrの割合で回転子301の内側に供給して、回転子301を回転させて得られる遠心力によって円筒状外周部302の複数の小孔を通過させることで、顆粒状の樹脂組成物を得た。製造条件の詳細は表1に記載した。
得られた顆粒状の樹脂脂組成物を下記の方法で評価し、その評価結果を表1に示した。
表1の条件に従い、実施例1−1と同様に顆粒状の樹脂組成物を得、同様に各試験を行った。得られた結果を表1に示した。
樹脂組成物の原材料をスーパーミキサーにより5分間粉砕混合したのち、二軸押出機309により混練温度100℃で溶融混練し、さらにクーリングベルトで冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕を行って、平均粒径800μm、粒度分布40μm〜10mmの粗粉砕物を得た。これをさらにパルペライザーにて4000回転で粉砕して、顆粒状の樹脂組成物を得、実施例1−1と同様の試験を行った。得られた結果を表2に示した。
比較例1−4で得られた顆粒状の樹脂組成物を、さらにロータップ型篩振動機に備え付けた目開き2.00mm、1.00mm及び106μmのJIS標準篩を用い、これらの篩を20分間に亘って振動(ハンマー打数:120回/分)させながら試料を篩に通して分級し、表2に示すような粒度分布になるように顆粒状の樹脂組成物の各分級成分を調合し、所定の粒度分布の樹脂組成物を得、実施例1−1と同様の試験を行った。得られた結果を表2に示した。
実施例2−1
<樹脂組成物の配合(質量部)>
エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、NC−3000。軟化点58℃、エポキシ当量277。) 8.0質量部
エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャバンエポキシレジン(株)製、YL6810。融点45℃、エポキシ当量172。) 2.0質量部
フェノール樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂(日本化薬(株)製、GPL−65。軟化点65℃、水酸基当量198。) 8.0質量部
硬化促進剤(トリフェニルホスフィン) 0.2質量部
無機充填材(平均粒径16μmの溶融球状シリカ)81.2質量部
カルナバワックス 0.1質量部
カーボンブラック 0.3質量部
カップリング剤 0.2質量部
上記配合の樹脂組成物の原材料をスーパーミキサーにより5分間粉砕混合したのち、この混合原料を準備した。
図6に示す円筒状外周部302の素材として孔径2.5mmの小孔を有している鉄製の打ち抜き金網を使用した。直径20cmの回転子301の外周上に円筒状に加工した高さ25mm、厚さ1.5mmの打ち抜き金網を取り付け、円筒状外周部302を形成した。回転子301を3000RPMで回転させ、円筒状外周部302を励磁コイルで115℃に加熱した。回転子301の回転数と、円筒状外周部302の温度が定常状態になった後、脱気装置により脱気しつつ二軸押出機309により上記マスターバッチを溶融混練して得られた溶融物を、回転子301の上方より2重管式円筒体305を通して2kg/hrの割合で回転子301の内側に供給して、回転子301を回転させて得られる遠心力によって円筒状外周部302の複数の小孔を通過させることで、顆粒状の樹脂組成物を得た。製造条件の詳細は表3に記載した。
顆粒密度(D1):得られた顆粒状の樹脂組成物をロータップ型篩振動機(丸菱科学機械製作所製、型式−SS−100A)に備え付けた目開き106μmのJIS標準篩を用い、篩を20分間に亘って振動(ハンマー打数:120回/分)させながら試料を篩に通して分級し、106μm未満の微粉を除去した。次いで、前述のピクノメータ法により、顆粒密度を求めた。
硬化物比重(D2):得られた顆粒状の樹脂組成物を一旦所定の寸法のタブレットに打錠し、トランスファー成形機を用い、金型温度175±5℃、注入圧力7MPa、硬化時間120秒で、直径50mm×厚さ3mmの円盤を成形し、質量、体積を求め硬化物比重を計算した。
実施例2−1において、無機充填材の量及び顆粒状の樹脂組成物の製造条件を表3のとおりとした以外は、実施例2−1と同様にして顆粒状の樹脂組成物を作製した。尚、比較例2−1においては、二軸押出機による溶融混練時に脱気しないで混練を行った。実施例2−1と同様の試験を行い、得られた結果を表3に示した。
実施例2−1の組成の原材料をスーパーミキサーにより5分間粉砕混合したのち、脱気装置により脱気しつつ二軸押出機309により混練温度100℃で溶融混練し、さらにクーリングベルトで冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕を行って、平均粒径800μm、粒度分布40μm〜10mmの粗粉砕物を得た。得られた粗粉砕物をさらにパルペライザーにて4000回転で粉砕して、顆粒状の樹脂組成物を得た。実施例2−1と同様の試験を行い、得られた結果を表4に示した。
比較例2−2で得られた顆粒状の樹脂組成物をさらにロータップ型篩振動機(丸菱科学機械製作所製、型式−SS−100A)に備え付けた目開き106μm、2mmのJIS標準篩を用い、篩を20分間に亘って振動(ハンマー打数:120回/分)させながら試料を篩に通して分級し、106μm未満、106μm以上2mm未満、2mm以上の成分に分級し、表4の分布になるように各成分を調整し顆粒状の樹脂組成物を作製した。実施例2−1と同様の試験を行い、得られた結果を表4に示した。
実施例2−1の組成において、無機充填材の量を表4に記載のとおりとした原材料を、スーパーミキサーにより5分間粉砕混合したのち、脱気装置により脱気しつつ二軸押出機309により混練温度100℃で溶融混練し、さらにクーリングベルトで冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕を行って、平均粒径800μm、粒度分布40μm〜10mmの粗粉砕物を得た。得られた粗粉砕物をさらにパルペライザーにて4000回転で粉砕したのち、ロータップ型篩振動機(丸菱科学機械製作所製、型式−SS−100A)に備え付けた目開き106μm、2mmのJIS標準篩を用い、篩を20分間に亘って振動(ハンマー打数:120回/分)させながら試料を篩に通して分級し、106μm未満、106μm以上2mm未満、2mm以上の成分に分級し、表4の分布になるように各成分を調整し顆粒状の樹脂組成物を作製した。実施例2−1と同様の試験を行い、得られた結果を表4に示した。
この出願は、平成20年12月10日に出願された日本特許出願特願2008−314064および平成20年12月10日に出願された日本特許出願特願2008−314065を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (7)
- リードフレーム又は回路基板と、前記リードフレーム又は前記回路基板上に積層又は並列して搭載された1以上の半導体素子と、前記リードフレーム又は前記回路基板と前記半導体素子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、前記半導体素子と前記ボンディングワイヤを封止する封止材とを備え、前記半導体素子上の前記封止材の厚みが0.5mm以下である半導体装置の製造方法であって、
当該方法は、顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を圧縮成形することにより、前記封止材を形成する工程を含み、
前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、JIS標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、2mm以上の粗粒の割合が3質量%以下であり、106μm未満の微粉の割合が5質量%以下であり、
前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の顆粒密度D1と前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化後の硬化物比重D2との比D1/D2が、0.88以上、0.97以下の範囲である、半導体装置の製造方法。 - 前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の前記顆粒密度D1が1.95以下である、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、複数の小孔を有する円筒状外周部と円盤状の底面とから構成される回転子の内側に、溶融された樹脂組成物を供給し、その組成物を、前記回転子を回転させて得られる遠心力によって前記小孔を通過させて得られたものである、請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、無機充填剤を含む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体素子上の前記封止材の厚みが0.08mm以上、0.5mm以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記封止材を形成する前記工程は、前記リードフレーム又は前記回路基板の前記半導体素子が積層又は搭載された片面側のみを封止する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記封止材を形成する前記工程において、前記半導体素子は複数存在し、前記リードフレーム又は前記回路基板上に並列して搭載されたものであり、前記顆粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物により、複数の前記半導体素子を一括封止することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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