JP5735036B2 - 電子部品装置の製造方法、及び、積層シート - Google Patents
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Description
電子部品が被実装体に実装された積層体を準備する工程Aと、
電子部品を封止するための封止用シートと前記封止用シートとは異なる材質からなる機能層とを有する積層シートを準備する工程Bと、
加熱板上に前記積層体を前記電子部品が実装された面を上にして配置するとともに、前記積層体の前記電子部品が実装された面上に前記積層シートを、前記封止用シート面を下側にして配置する工程Cと、
前記工程Cの後、熱プレスして、前記電子部品を前記封止用シートに埋め込んで封止する工程Dとを具備し、
前記工程Dの後に、前記機能層の側面の少なくとも一部が前記封止用シートを構成する樹脂により被覆されていることを特徴とする。
本発明では、加熱板と封止用シートとの間に積層体が介在しているため、複数の電子部品を外周の長さが500mm以上という大面積の封止用シートにて封止する場合にも、封止用シートの電子部品への充分な追従性を確保することが可能となる。
なお、封止用シートの外周の長さとは、封止用シートにおける外側の周りの長さ全体をいい、例えば、封止用シートが矩形の場合は、[(縦の長さ)×2+(横の長さ)×2]のことをいい、封止用シートが円形の場合は、円周全体の長さ[2×π×(半径)]を言う。
本発明では、加熱板と封止用シートとの間に積層体が介在しているため、複数の電子部品を外周の長さが500mm以上という大面積の封止用シートにて封止する場合にも、封止用シートの電子部品への充分な追従性を確保することが可能となる。
電子部品が被実装体に実装された積層体と、
前記電子部品を封止した封止用シートと、
前記封止用シートの前記電子部品とは反対側に積層された機能層とを有し、
前記機能層の側面の少なくとも一部が前記封止用シートを構成する樹脂により被覆されていることを特徴とする。
電子部品が被実装体に実装された積層体を準備する工程Aと、
電子部品を封止するための封止用シートと前記封止用シートとは異なる材質からなる機能層とを有する積層シートを準備する工程Bと、
加熱板上に前記積層体を前記電子部品が実装された面を上にして配置するとともに、前記積層体の前記電子部品が実装された面上に前記積層シートを、前記封止用シート面を下側にして配置する工程Cと、
前記工程Cの後、熱プレスして、前記電子部品を前記封止用シートに埋め込んで封止する工程Dとを少なくとも具備し、
前記工程Dの後に、前記機能層の側面の少なくとも一部が前記封止用シートを構成する樹脂により被覆されている。
図1に示すように、本実施形態に係る電子部品装置の製造方法では、まず、半導体チップ23が半導体ウエハ22に実装された積層体20を準備する(工程A)。なお、図1では、複数の半導体チップ23が半導体ウエハ22にw実装されている様子を示しているが、本発明において被実装体に実装される電子部品の数は1つであってもよい。半導体チップ23は、回路が形成された半導体ウエハを公知の方法でダイシングして個片化することにより形成できる。半導体チップ23の半導体ウエハ22への搭載には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。半導体チップ23と半導体ウエハ22とはバンプ(図示せず)などの突起電極を介して電気的に接続されている。また、半導体チップ23と半導体ウエハ22との間の距離は適宜設定でき、一般的には15〜50μm程度である。この間隙には、封止樹脂(アンダーフィル)を充填してもよい。
また、本実施形態に係る電子部品装置の製造方法では、図2に示すように、電子部品を封止するための封止用シート10と封止用シート10とは異なる材質からなる機能層12とが積層された積層シート8を準備する(工程B)。積層シート8は、封止用シート10側を貼り合わせ面として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどの支持体上に積層された状態で準備してもよい。この場合、支持体には封止用シート10の剥離を容易に行うために離型処理が施されていてもよい。
封止用シート10は、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂を含むことが好ましい。これにより、良好な熱硬化性が得られる。
なお、平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
また、封止用シート10の0〜200℃における最低溶融粘度は、1000Pa・s以上であることが好ましく、10000Pa・s以上であることがより好ましい。封止用シート10の0〜200℃における最低溶融粘度が1000Pa・s以上であると、積層体20の上に封止用シート10を配置した際、封止用シート10の外周部分(直下に電子部品がない部分)が垂れ下がることを抑制し、封止用シートと実装基板との間に空気が閉じ込められた状態でプレスされるのを抑制することができる。その結果、プレス後に得られる電子部品装置にボイドの発生が起りにくくなる。
封止用シート10の0〜200℃における最低溶融粘度は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、無機充填剤等の添加量によりコントロールすることができる。
機能層8は、封止用シート10により半導体チップ23を封止した際の封止用シート10の角部分の割れや欠けを抑制する機能や、封止後の反りを防止する機能を有する。
積層体を準備する工程(工程A)、及び、積層シートを準備する工程(工程B)の後、図3に示すように、下側加熱板32上に積層体20を半導体チップ23が実装された面を上にして配置するとともに、積層体20の半導体チップ23が実装された面上に積層シート8を、封止用シート10面を下側にして配置する(工程C)。この工程Cにおいては、下側加熱板32上にまず積層体20を配置し、その後、積層体20上に積層シート8を配置してもよく、積層体20上に積層シート8を先に積層し、その後、積層体20と積層シート8とが積層された積層物を下側加熱板32上に配置してもよい。
前記工程Cの後、図4(a)に示すように、下側加熱板32と上側加熱板34とにより熱プレスして、半導体チップ23(電子部品)を封止用シート10に埋め込む(工程D)。封止用シート10は、半導体チップ23及びそれに付随する要素を外部環境から保護するための封止樹脂として機能することとなる。これにより、半導体ウエハ22上に実装されている半導体チップ23が封止用シート10に埋め込まれた構造体26が得られる。
前記減圧条件としては、圧力が、例えば、0.1〜5kPa、好ましくは、0.1〜100Paであり、減圧保持時間(減圧開始からプレス開始までの時間))が、例えば、5〜600秒であり、好ましくは、10〜300秒である。
次に、封止用シート10を熱硬化処理して電子部品装置28を形成する(図5参照)。具体的には、例えば、半導体ウエハ22上に実装されている半導体チップ23が封止用シート10に埋め込まれた構造体26全体を加熱することにより封止体28を得る。
続いて、封止体28のダイシングを行ってもよい(図6参照)。これにより、半導体チップ23単位での電子部品装置29を得ることができる。
必要に応じて、電子部品装置29に対して(半導体ウエハ22の半導体チップ23とは反対側の面に対して)再配線及びバンプを形成し、これを別途の基板(図示せず)に実装する基板実装工程を行うことができる。電子部品装置29の前記別途の基板への実装には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。この基板実装工程を行なった場合、FOWLP(ファンアウト型ウエハレベルパッケージ)を得ることができる。
エポキシ樹脂a:新日鐵化学(株)製のYSLV−80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキン当量200g/eq、軟化点80℃)
フェノール樹脂a:明和化成社製のMEH−7851−SS(ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂、水酸基当量203g/eq、軟化点67℃)
無機充填剤a:電気化学工業社製のFB−9454FC(溶融球状シリカ、平均粒子径20μm)
硬化促進剤a:四国化成工業社製の2PHZ−PW(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
熱可塑性樹脂a:カネカ社製のSIBSTER 072T(スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体)
実施例1〜2、比較例1
表1に記載の配合比に従い、各成分を配合し、ロール混練機により60〜120℃、10分間、減圧条件下(0.01kg/cm2)で溶融混練し、混練物を調製した。次いで、得られた混練物を、120℃の条件下、スロットダイ法により塗工してシート状に形成し、表1に示す厚さの封止用シートを作製した。なお、実施例、比較例の各封止用シートの形状は、円形状であり、直径、外周長さは表1の通りである。
粘弾性測定装置ARES(レオメトリックス・サイエンティフィック社製)を用いて各サンプルを測定したときの0〜200℃における溶融粘度の最低値を最低溶融粘度とした。測定条件は、昇温速度10℃/min、ひずみ:20%、周波数:0.1Hzとした。
実施例、及び、比較例の封止用シートに機能層を貼り付け、積層シートを得た。機能層には、実施例、比較例とも共通のものを用いた。具体的は、円形状、厚さ50μmの銅箔を用いた。機能層の直径、外周長さは表1の通りである。なお、貼り付けの際は、封止用シートと機能層の中心点が平面視で一致するように貼り付けた。
電子部品が実装された基板を準備した。基板には、直径300mm、厚さ700μmの半導体ウェハを用いた。電子部品は、縦10mm、横10mm、厚さ500μmの半導体チップを用い、前記基板上に10mmの間隔(1の電子部品の端部と隣の電子部品の端部との距離)をあけて、縦14個×横14個に実装した。なお、パンプの高さは、50μmである。
瞬時真空積層装置VS008−1515(ミカドテクノス(株)製)の下側加熱板上に、電子部品が実装された面を上にして前記基板を配置し、その上に、積層シートを、封止用シート面を下側にして配置した。その後、減圧下で熱プレスした。熱プレス条件は、表1の通りである。
熱プレスの後、150℃のオーブンにて1時間加熱した。その後、室温(23℃)にまで自然冷却し、評価用サンプルとした。
測定顕微鏡システム(CCS−CORE PLUS、イノテック社製)を用い、各サンプルについて、機能層における樹脂により被覆されている部分の厚さdを測定した。その後、下記(式1)により被覆率を算出した。なお、本実施例、比較例では、[最初の機能層の厚さ]は、50μmである。結果を表1に示す。
(式1) [被覆率]=d/[最初の機能層の厚さ]
測定顕微鏡システム(CCS−CORE PLUS、イノテック社製)を用い、封止用シートと機能層との間に剥離があるか否かを観察した。剥離がなかった場合を〇、剥離があった場合を×として評価した。なお、剥離がなかった場合は、機能層により封止用シートの角部分の割れや欠けを抑制することが可能となる。一方、剥離がある場合は、封止用シートの角部分の割れや欠けを抑制しにくくなる。
10 封止用シート
12 機能層
20 積層体
22 半導体ウェハ(被実装体)
23 半導体チップ(電子部品)
28 電子部品装置
32 下側加熱板
Claims (7)
- 電子部品が被実装体に実装された積層体を準備する工程Aと、
電子部品を封止するための封止用シートと前記封止用シートとは異なる材質からなる機能層とを有する積層シートであって、前記封止用シートと前記機能層とは平面視で同一形状であり、外周の長さが500mm以上である積層シートを準備する工程Bと、
加熱板上に前記積層体を前記電子部品が実装された面を上にして配置するとともに、前記積層体の前記電子部品が実装された面上に前記積層シートを、前記封止用シート面を下側にして配置する工程Cと、
前記工程Cの後、熱プレスして、前記電子部品を前記封止用シートに埋め込んで封止する工程Dとを具備し、
前記工程Dの後に、前記機能層の側面の少なくとも一部が前記封止用シートを構成する樹脂により被覆されており、
前記機能層の厚さをh、前記機能層における前記樹脂により被覆されている部分の厚さをdとしたとき、前記工程Dの後の前記dが[0.01×h]以上[0.99×h]以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記工程Cは、下側加熱板上に前記積層体を前記電子部品が実装された面を上にして配置するとともに、前記積層体の前記電子部品が実装された面上に前記積層シートを、前記封止用シート面を下側にして配置する工程であり、
前記工程Dは、前記工程Cの後、前記下側加熱板と上側加熱板とにより熱プレスして、前記電子部品を前記封止用シートに埋め込んで封止する工程Dであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記封止用シートの0〜200℃における最低溶融粘度が100000Pa・s以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品装置の製造方法。
- 前記封止用シートは、エポキシ樹脂、硬化剤、及び、無機充填剤を含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の電子部品装置の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載の電子部品装置の製造方法に使用されることを特徴とする積層シート。
- 前記封止用シートの0〜200℃における最低溶融粘度が100000Pa・s以下であることを特徴とする請求項5に記載の積層シート。
- 前記封止用シートは、エポキシ樹脂、硬化剤、及び、無機充填剤を含有していることを特徴とする請求項5又は6に記載の積層シート。
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