JP6906228B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関する。特に、半導体チップと基板とが、フリップチップ形式で接続されている半導体装置に関する。
近年、電子機器のさらなる配線等の高密度化、高周波化に対応可能な半導体パッケージの実装方式として、フリップチップボンディングが利用されている。一般的に、フリップチップボンディングでは、半導体チップに形成されたはんだバンプと、基板に形成されたはんだめっきされた配線とをはんだ付けした後、半導体チップと基板の間隙を、アンダーフィル剤と呼ばれる絶縁性樹脂で封止する。
通常、フリップチップボンディングされた半導体パッケージの信頼性を高めるために、半導体チップと基板とをはんだ付け等で接合した後、半導体チップと基板の間隙に、熱硬化性の半導体樹脂封止組成物であるアンダーフィル剤を充填する。さらに、その後、モールド樹脂層で、半導体チップの周囲をモールドする。
モールド樹脂層の形状に関する半導体装置の製造方法として、捺印の視認性が良好で、かつ生産性の良好な半導体装置の製造方法を提供することを目的として、半導体チップ及び該半導体チップで生じる熱を放熱する放熱板を該半導体チップを外部と接続するリードと共に樹脂製のパッケージで一体的にモールドしてなる半導体装置の製造方法において、前記放熱板表面に樹脂膜を形成する樹脂膜形成工程と、前記樹脂膜を熱線により局所的に除去し、前記放熱板を局所的に剥き出すことにより捺印を行なう捺印工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が、報告されている（特許文献１）。
また、両面放熱型の半導体装置において、静電気による静電誘導によって内部回路に電流が流れるのを防止することを目的として、半導体素子と、前記半導体素子を挟むように前記半導体素子の両面に配置され前記半導体素子と電気的・熱的に接続された一対の放熱板と、前記半導体素子および前記両放熱板を封止するモールド樹脂とを備え、前記両放熱板のそれぞれの外面には電気絶縁性を有する絶縁層が設けられるとともに、この絶縁層は前記モールド樹脂から露出している半導体装置において、それぞれの前記絶縁層の前記モールド樹脂から露出する面には、導電性を有する導体層が取り付けられており、一方の前記放熱板側に位置する前記導体層と他方の前記放熱板側に位置する前記導体層とは、導電性を有する接続部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置が、報告されている（特許文献２）。
また、一括して樹脂封止を行った後では、半導体チップが搭載されていない不良デバイス領域の半導体装置が不明となってしまうので、選別工程においては、すべての半導体装置の選別が行われることになり、この選別工程にかかる時間が長くなってしまい、半導体装置の製造効率が低くなってしまうという問題等の解決を目的として、複数のデバイス領域を有する多数個取り基板と前記複数のデバイス領域に搭載する半導体チップとを準備する工程と、前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、前記半導体チップの表面電極とこれに対応する前記デバイス領域のボンディング電極とを接続部材によって接続する工程と、前記デバイス領域の不良を検出する工程と、前記多数個取り基板における複数のデバイス領域をモールド樹脂によって一括に覆い、前記半導体チップを樹脂封止するとともに一括封止部を形成する工程と、前記不良が検出されたデバイス領域の一括封止部表面に不良マークをマーキングする工程と、ダイシングラインに沿って前記デバイス領域毎に前記多数個取り基板および前記一括封止部を分割して個片化し、個々の封止部を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が、報告されている（特許文献３）。
しかしながら、上述の製造方法で製造された半導体装置、上述の半導体装置は、いずれもモールド樹脂と基板との密着性が十分でない場合があり、モールド樹脂と基板との間に剥離が発生してしまう、という問題がある。
特開平６−１７７２６８号公報 特開２００８−１６６３３３号公報 特開２００２−３０５２６６号公報
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、モールド樹脂と基板との間の剥離が抑制される半導体装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行い、硬化したモールド樹脂層と基板との間に、モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層を形成することにより、モールド樹脂と基板との間の剥離が抑制される半導体装置を得ることができた。
本発明は、以下の構成を有することによって上記問題を解決した半導体装置に関する。
〔１〕モールド樹脂層でモールドされた、半導体チップと基板とを含む半導体装置であって、
硬化したモールド樹脂層と基板との間に、モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層を有することを特徴とする、半導体装置。
〔２〕モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、半導体チップ全周辺の長さを１００％としたとき、３０％以上の周辺に存在する、上記〔１〕記載の半導体装置。
〔３〕半導体チップが四辺形であり、モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、少なくとも半導体チップの２辺に存在する、上記〔１〕または〔２〕記載の半導体装置。
〔４〕モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含む、上記〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の半導体装置。
〔５〕基板の表面が、ソルダーレジスト、窒化ケイ素、ポリイミドまたはケイ素である、上記〔１〕〜〔４〕のいずれか記載の半導体装置。
〔６〕半導体チップが、基板とフリップチップ形式で接続されている、上記〔１〕〜〔５〕のいずれか記載の半導体装置。
〔７〕半導体チップが、基板とフェースアップで接続されている、上記〔６〕記載の半導体装置。
〔８〕モールド樹脂層が、エポキシ樹脂である、上記〔１〕〜〔７〕のいずれか記載の半導体装置。
本発明〔１〕によれば、モールド樹脂と基板との間の剥離が抑制される信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
本発明の半導体装置の断面の概略図の一例である。 本発明の半導体装置の上面の概略図の一例である。 本発明の半導体装置の上面の概略図の一例である。
本発明の半導体装置は、モールド樹脂層でモールドされた、半導体チップと基板とを含む半導体装置であって、
硬化したモールド樹脂層と基板との間に、モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層を有することを特徴とする。
図１に、本発明の半導体装置の断面の概略図の一例を示す。また、図２に、本発明の半導体装置の上面の概略図の一例を示す。図２では、モールド樹脂層４０が、透過している場合である。図１、２では、本発明の半導体装置１は、モールド樹脂層４０でモールドされた、上側に半導体チップ２０と下側に基板１０とを含む半導体装置１であって、硬化したモールド樹脂層４０と基板１０との間に、半導体チップ２０の上から見たとき、半導体チップ２０の外側に、モールド樹脂層４０と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層５０を有する。なお、図１は、半導体チップ２０が、基板１０と、フェースダウンのフリップチップ形式で接続されている例であり、半導体チップの配線２１と、基板の配線１１が、接続部２５で、接続されている。なお、当然に、半導体チップと基板の上下が、逆であってもよく、半導体チップと基板の位置関係は、限定されない。
〔半導体チップ〕
半導体チップは、特に限定されないが、本発明の効果を発揮しやすい観点から、基板とフリップチップ形式（フェースダウン）で接続可能なものや、基板とフェースアップで接続可能なものであると、より好ましい。
〔基板〕
基板は、特に限定されず、有機基板、無機基板共のいずれも使用することができる。有機基板としては、ガラス−エポキシ基板エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が、挙げられる。無機基板としては、シリコン基板、セラミックス基板等が、挙げられる。なお、基板の表面は、ソルダーレジスト、窒化ケイ素、ポリイミドまたはケイ素であると、好ましい。
〔モールド樹脂層〕

（ＭＡ）成分は、第１の樹脂に、硬モールド樹脂層（以下、第１の樹脂層という）を形成するモールド樹脂は、信頼性の観点から、液状エポキシ樹脂が、好ましい。モールド樹脂（以下、第１の樹脂という）としては、（ＭＡ）エポキシ樹脂、（ＭＢ）酸無水物硬化剤および（ＭＣ）無機フィラーを含む液状樹脂が、挙げられる。
化性、耐熱性、接着性を付与し、硬化後の第１の樹脂に、耐久性を付与する。（ＭＡ）成分としては、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹脂、アミノフェノール系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、エーテル系またはポリエーテル系エポキシ樹脂、オキシラン環含有エポキシ樹脂等が、挙げられ、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹脂、アミノフェノール系エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が、第１の樹脂のガラス転移点、耐リフロー性、および耐湿性の観点から好ましい。（ＭＡ）成分は、単独でも２種以上を併用してもよい。
（ＭＢ）成分は、（ＭＡ）成分の硬化能を有する。（ＭＢ）成分としては、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、グリセリンビス（アンヒドロトリメリテート）モノアセテート、ドデセニル無水コハク酸、脂肪族二塩基酸ポリ無水物、クロレンド酸無水物、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸無水物、アルキル化テトラヒドロフタル酸無水物、メチルハイミック酸無水物、アルケニル基で置換されたコハク酸無水物、グルタル酸無水物等が、挙げられ、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸無水物が、好ましい。市販品としては、三菱化学製酸無水物（グレード：ＹＨ３０６、ＹＨ３０７）、日立化成工業製３ ｏｒ ４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸（品名：ＨＮ−５５００）等が、挙げられる。（ＭＢ）成分は、単独でも２種以上を併用してもよい。
（ＭＣ）成分により、硬化後の第１の樹脂の熱膨張係数や弾性率を調整することができる。（ＭＣ）成分としては、コロイダルシリカ、疎水性シリカ、微細シリカ、ナノシリカ等のシリカ、アクリルビーズ、ガラスビーズ、ウレタンビーズ、ベントナイト、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が、挙げられる。（ＭＣ）成分は、第１の樹脂の粘度、流動性の観点から、少なくとも２種類の平均粒径（粒状でない場合は、その平均最大径）の無機フィラーを含む。ここで、平均粒径とは、メジアン径（ｄ５０）をいい、少なくとも２種類の平均粒径の無機フィラーを含むとは、メジアン径（ｄ５０）が異なる無機フィラーを少なくとも２種類以上含むことをいう。（ＭＣ）成分を均一に分散させる、第１の樹脂の流動性に優れる等の理由から、（ＭＣ）成分の少なくとも１種類が、平均粒径２５〜１００μｍの無機フィラーを含むと好ましく、（ＭＣ）成分が、少なくとも平均粒径２５〜１００μｍの無機フィラーと、平均粒径０．５〜２０μｍの無機フィラーを含むと、より好ましい。（Ｃ）成分が、少なくとも平均粒径２５〜１００μｍの無機フィラー、平均粒径１０〜２０μｍの無機フィラーおよび平均粒径０．５〜７μｍの無機フィラーを含むと、さらに好ましい。０．５μｍ未満だと、第１の樹脂の粘度が上昇して、流動性が悪化するおそれがある。１００μｍ超だと、第１の樹脂中に（Ｃ）成分を均一に存在させることが困難になるおそれがある。市販品としては、トクヤマ製シリカフィラー（品名：ＳＥ−４０、平均粒径：５０μｍ）、龍森製シリカフィラー（品名：ＭＳＶ２５Ｇ、平均粒径：２０μｍ）、龍森製シリカフィラー（品名：ＭＬＶ−２１１４、平均粒径：１５μｍ）、アドマテックス製シリカフィラー（品名：ＳＯ−Ｅ５、平均粒径：２μｍ）、アドマテックス製シリカ（製品名：ＳＯ−Ｅ２、平均粒径：０．５μｍ）等が挙げられる。ここで、（Ｃ）成分の平均粒径は、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ社製レーザー散乱・回折式 粒度分布測定装置（型番：ＬＳ１３ ３２０）により測定する。（ＭＣ）成分は、単独でも２種以上を併用してもよい。
（ＭＢ）成分の酸無水当量は、（ＭＡ）成分のエポキシ当量の０．６〜１．１倍であると好ましく、０．６倍未満では、（ＭＡ）成分の硬化が不十分になり易い、またはボイド発生やリフローテスト後の第１の樹脂のデラミネーションの発生が起き易くなってしまう。一方、（ＭＢ）成分の酸無水当量が１．１倍を超えても、ボイド発生、リフローテスト後の第１の樹脂のデラミネーションの発生が起き易くなってしまう。
（ＭＣ）成分は、第１の樹脂１００質量部に対して、８０〜９１質量部であると、好ましい。８０質量部未満では、硬化後の成型物の反りが大きくなり易く、９１質量部を超えると、液状樹脂組成物の粘度が高くなり過ぎ易いまたは、液状にならない場合がある。また、（ＭＣ）成分の平均粒径２５〜１００μｍの無機フィラーは、第１の樹脂１００質量部に対して、５０〜８５質量部であると好ましく、平均粒径０．５〜２０μｍの無機フィラーは、第１の樹脂１００質量部に対して、５〜３０質量部であると好ましい。平均粒径０．５〜２０μｍの無機フィラー中では、平均粒径１０〜２０μｍの無機フィラーおよび平均粒径０．５〜７μｍの無機フィラーは、それぞれ、第１の樹脂１００質量部に対して、０〜３０質量部であり、かつ平均粒径１０〜２０μｍの無機フィラーおよび平均粒径０．５〜７μｍの無機フィラーの合計が、第１の樹脂１００質量部に対して、５〜３０質量部であると、より好ましい
（ＭＡ）成分、（ＭＢ）成分および（ＭＣ）成分を混合する装置としては、プラネタリーミキサー、ライカイ機等が挙げられる。
モールド樹脂は、ディスペンサー等により塗布され、基板上の半導体チップの上面および周囲をモールドし、モールド樹脂層を形成する。
〔モールド樹脂層と基板との間に存在するモールド樹脂層と異なる樹脂層〕
モールド樹脂層と基板との間に存在するモールド樹脂層と異なる樹脂層（以下、第２の樹脂層という）を形成する樹脂（以下、第２の樹脂という）は、アンダーフィル剤と共通していてもよく、アンダーフィル剤と異なっていてもよい。モールド樹脂層の形成の容易さの観点から、アンダーフィル剤を半導体チップの周囲まで形成する方が、好ましい。なお、アンダーフィル剤を半導体チップの周囲まで形成する場合には、後供給型でも先供給型でもよい。なお、第２の樹脂が、アンダーフィル剤と異なっている場合のアンダーフィル剤には、従来使用されているアンダーフィル剤を使用することができる。
第２の樹脂は、（ＵＡ）熱硬化性樹脂を含む。
（ＵＡ）成分である熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であると、好ましい。（ＵＡ）成分としては、エポキシ樹脂を含むと、被着体に対する接着力を確保できるため、特に好ましい。エポキシ樹脂としては、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、液状ナフタレン型エポキシ樹脂、液状水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、液状脂環式エポキシ樹脂、液状アルコールエーテル型エポキシ樹脂、液状環状脂肪族型エポキシ樹脂、液状フルオレン型エポキシ樹脂、液状シロキサン系エポキシ樹脂等が、挙げられ、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、液状シロキサン系エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂が、硬化性、耐熱性、接着性、耐久性の観点から、好ましい。また、エポキシ当量は、粘度調整の観点から、８０〜２５０ｇ／ｅｑが好ましい。市販品としては、新日鐵化学製ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（品名：ＹＤＦ８１７０）、新日鐵化学製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（品名：ＹＤ８１２５）、ＤＩＣ製ナフタレン型エポキシ樹脂（品名：ＨＰ４０３２Ｄ）、信越化学製シロキサン系エポキシ樹脂（品名：ＴＳＬ９９０６）、三菱化学製アミノフェノール型エポキシ樹脂（グレード：ＪＥＲ６３０、ＪＥＲ６３０ＬＳＤ）等が挙げられる。また、エポキシ樹脂は、固形のものを使用してもよい。（ＵＡ）成分は、単独でも２種以上を併用してもよい。
（ＵＡ）成分のアクリル樹脂は、硬化後の樹脂組成物に透明性や適度な硬度を付与することができる。この（ＵＡ）成分は、アクリル酸エステルモノマーおよび／またはメタクリル酸エステルモノマー、あるいはこれらのオリゴマーである。本発明に使用可能なアクリル酸エステルモノマーおよび／またはメタクリル酸エステルモノマー、あるいはこれらのオリゴマーとしては、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジアクリレートおよび／またはジメタクリレート；トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレートおよび／またはトリメタクリレート；トリメチロールプロパントリアクリレートおよび／またはトリメタクリレート、あるいはそのオリゴマー；ペンタエリスリトールトリアクリレートおよび／またはトリメタクリレート、あるいはそのオリゴマー；ジペンタエリスリトールのポリアクリレートおよび／またはポリメタクリレート；トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート；カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート；カプロラクトン変性トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート；アルキル変性ジペンタエリスリトールのポリアクリレートおよび／またはポリメタクリレート；カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールのポリアクリレートおよび／またはポリメタクリレート等が、挙げられる。（ＵＡ）成分の市販品としては、ダイセル・オルネクス株式会社製ポリエステルアクリレート（品名：ＥＢＥＣＲＹＬ８１０）東亜合成株式会社製ポリエステルアクリレート（品名：Ｍ７１００）が挙げられる。（ＵＡ）成分は、単独でも２種以上を併用してもよい。
第２の樹脂は、（ＵＡ）成分がエポキシ樹脂の場合には、（ＵＢ）硬化剤を含む。（ＵＢ）成分としては、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤等が、挙げられ、アミン系硬化剤が、絶縁性樹脂組成物の耐リフロー性、および耐湿性の観点から、好ましい。酸無水物系硬化剤は、上述のとおりである。
アミン系硬化剤としては、例えば、脂肪族ポリアミン；芳香族アミン；ポリアミノアミド、ポリアミノイミド、ポリアミノエステルおよびポリアミノ尿素等の変成ポリアミン；第三級アミン系；イミダゾール系；ヒドラジド系；ジシアンアミド系；メラミン系の化合物等が挙げられ、芳香族アミン系化合物が好ましい。
芳香族アミン系化合物は、１個の芳香族環を有する芳香族アミン化合物および／または２個の芳香族環を有する芳香族アミン化合物を含むことが、より好ましい。
１個の芳香族環を有する芳香族アミン化合物としては、例えば、メタフェニレンジアミン等が挙げられる。２個の芳香族環を有する芳香族アミン化合物としては、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン等が挙げられる。
フェノール系硬化剤としては、例えば、レゾール型又はノボラック型フェノール樹脂を用いることができ、アルキルレゾール型、アルキルノボラック型、アラルキルノボラック型のフェノール樹脂、キシレン樹脂、アリルフェノール樹脂等が挙げられる。数平均分子量としては、２２０〜１０００であることが好ましく、２２０〜５００がより好ましい。アルキルレゾール型又はアルキルノボラック型フェノール樹脂の場合、アルキル基としては、炭素数１〜１８のものを用いることができ、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシルのような炭素数２〜１０のものが好ましい。
（ＵＢ）成分は、単独でも２種以上を併用してもよい。
（ＵＡ）成分は、信頼性の観点から、無機充填材１００質量部に対して、５〜９００質量部であると、好ましい。
（ＵＢ）成分は、信頼性の観点から、ＵＡ成分１００質量部に対して、５〜１５０質量部であると、好ましい。
第２の樹脂は、さらに、必要に応じて、以下の成分を含んでもよい。
（１）潜在性硬化剤：室温では不活性の状態で、加熱することにより活性化して、硬化促進剤として機能する化合物であり、例えば、常温で固体のイミダゾール化合物；アミン化合物とエポキシ化合物との反応生成物（アミン−エポキシアダクト系）等の固体分散型アミンアダクト系潜在性硬化促進剤；アミン化合物とイソシアネート化合物または尿素化合物との反応生成物（尿素型アダクト系）等が、挙げられる。潜在性硬化剤は、（ＵＢ）成分と組み合わせて、第２の樹脂を低温硬化させることができる。
（２）シリカフィラー：最大粒径６ｕｍ以下であることが好ましい。第２の樹脂１００質量部に対して、２０〜６５質量部含有されると、好ましい。また、表面処理されていてもよい
（３）各種添加剤類
・カップリング剤：エポキシ基または（メタ）アクリレート基を含有するものが好ましい
・レオロジー調整剤：塗布適性、流動適性の調整に、使用することができる。
・分散剤、沈降防止剤：充填剤、着色剤の分散性向上、沈降防止のために使用することができる。
・消泡剤：消泡性調整に使用することができる。
・着色剤：着色に使用することができる。
表面調整剤：表面状態、濡れ性調整に使用することができる。
・エラストマー類：弾性調整に使用することができる。
・固形樹脂：粘度、靭性等の調整のため組成物として液状を保てる範囲内で使用することができる。
上述のように、第２の樹脂層として、アンダーフィル剤を半導体チップの周囲まで形成する場合には、後供給型でも先供給型でもよい。第２の樹脂層を形成する方法としては、ディスペンサー等による塗布、乾燥が、挙げられる。
第２の樹脂層の厚さは、２００ｎｍ以下である。第２の樹脂層の厚さが、２００ｎｍを超えると、モールド樹脂と基板との間の剥離を、十分に抑制することができない。
〔半導体装置〕
本発明の半導体装置は、第２の樹脂層が、チップ全周辺の長さを１００％としたとき、３０％以上の外側の周辺に存在すると、好ましい。
半導体チップが四辺形であり、モールド樹脂と基板との間の剥離抑制の観点から、モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、半導体チップの上から見たとき、少なくとも半導体チップの２辺の外側に存在すると、好ましく、４辺に存在すると、より好ましい。
また、第２の樹脂層の面積は、モールド樹脂と基板との間の剥離抑制の観点から、半導体チップの面積の０．５〜５０％であると、好ましい。
図３に、本発明の半導体装置の上面の概略図の一例を示す。図３では、モールド樹脂層４０が、透過している場合である。図３に示すように、半導体装置１００は、第２の樹脂層１５０が、一点破線で示すチップ全周辺１２２の長さを１００％としたとき、３０％以上の周辺（半導体チップの外側）に存在すると、好ましい。また、半導体チップ１２０が四辺形であり、モールド樹脂層１４０と基板１１０との間の剥離抑制の観点から、モールド樹脂層１４０と基板１１０との間に存在する樹脂層１５０が、少なくとも半導体チップ１２０の２辺の外側に存在すると、好ましい。また、第２の樹脂層１５０の面積は、モールド樹脂層１４０と基板との間の剥離抑制の観点から、半導体チップ１（７ｍｍ□）の面積の０．５〜５０％であると、好ましい。
半導体装置は、第２の樹脂層を形成した後、第１の樹脂層を形成することにより、作製される。
以下、本発明について、実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、部、％はことわりのない限り、質量部、質量％を示す。
表１、２に記載した
半導体チップには、Ｗａｌｔｓ製半導体チップ（品名：ＣＣ８０−０１０１ＪＹ）を、
基板には、Ｗａｌｔｓ製基板（表１、２には、ガラエポと記載、品名：ＷＡＬＴＳ−ＫＩＴ ＣＣ８０−０１０２ＪＹ）、またはシリコン基板（表１、２には、シリコンと記載、長さ：１０ｍｍ×幅：１０ｍｍ×厚さ：７２５μｍ）を、
樹脂層含有樹脂（モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層（第２の樹脂層）に含有される樹脂）には、ナミックス製エポキシ系封止材（表１、２には、エポキシ樹脂と記載、品名：Ｕ８４１０−７３Ｃ）、または以下の製造方法で製造したアクリル系封止剤（表１、２には、アクリル樹脂と記載）を使用した。
アクリル系封止材は、新中村化学工業株式会社製アクリル樹脂（品名：Ａ−ＤＣＰ）５０部、新中村化学工業株式会社製アクリル樹脂（品名：ＡＢＥ−３００）５０部、日油株式会社社製重合開始剤（品名：パーブチルＰ）１部、および株式会社アドマテックス社製無機充填材（品名：ＳＯ−Ｅ２）１３５部を、３本ロールにて混練した後、真空脱泡して、調製した。
モールド材には、ナミックス製エポキシ系モールド材（表１、２には、エポキシ系モールド材と記載、品名：Ｇ８３４５−６）を使用した。
チップ実装方向のＦＵは、フェースアップを、ＦＤは、フェースダウンを、示す。
基板表面のＳＲは、太陽ホールディングス製ソルダーレジスト（品名：ＰＳＲ４０００−ＡＵＳ７０３）を、１５μｍ厚で、
ＳｉＮは、窒化ケイ素を、５μｍ厚で、
ＰＩは、住友ベークライト製ポリイミド（品名：ＣＲＣ−６０６１Ｃ）を、０．１μｍ厚で、
形成した。
樹脂層の存在率は、第２の樹脂層の存在率を、工業用顕微鏡（オリンパス製、型番：ＳＴＭ７）で測定した。
樹脂層の厚さは、第２の樹脂層の厚さを、断面を作製した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテクノロジーズ製）で測定した。
〔実施例１〜１０、比較例１〜２〕
半導体チップと基板を組立て、樹脂層含有樹脂を塗布した。これを、５０℃のホットプレート上に放置し、放置時間により樹脂層の長さをコントロールした。つぎに、これを、１５０℃で、２時間、バッチオーブンに入れ、樹脂層含有樹脂を本硬化させ、基板上に厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層を有するデバイスを作製した。
〔密着性の評価〕
半導体チップが実装されたデバイスで、本硬化した樹脂層の上に、モールド材を塗布した後、硬化させ、モールド材の硬化物を作製し、樹脂層とモールド材とのシェア強度を測定した。アイコ−エンジニアリング製卓上強度試験器（型番：１６０５ＨＴＰ）を使用して、剪断強度（単位：ＭＰａ）を測定した。
〔信頼性の評価〕
実装されたデバイスを、３０℃／６０％ＲＨ 環境下に１６８時間放置し、リフローに３回通過させて、ＳＡＴの透過法を用いてモールド部分の剥離を評価した。リフロー条件は、ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ Ｊ−ＳＴＤ−０２０に準拠した。
Figure 0006906228
Figure 0006906228
表１〜２からわかるように、実施例１〜１０の全てで、密着性、信頼性が、良好であった。これに対して、第２の樹脂層が無い比較例１と、第２の樹脂層が厚すぎる比較例２は、信頼性が悪かった。
本発明は、モールド樹脂と基板との間の剥離が抑制される半導体装置を提供することができ、非常に有用である。
１、１００ 半導体装置
１０、１１０ 基板
１１ 基板の配線
２０、１２０ 半導体チップ
２１ 半導体チップの配線
１２２ 半導体チップの全周辺
２５ 接続部
３０ アンダーフィル剤
４０，１４０ モールド樹脂層
５０、１５０ モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層

Claims (9)

  1. モールド樹脂層でモールドされた、半導体チップと基板とを含む半導体装置であって、
    硬化したモールド樹脂層と基板との間であり、かつ半導体チップの外側のみに、モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層を有することを特徴とする、半導体装置。
  2. モールド樹脂層でモールドされた、半導体チップと基板とを含む半導体装置であって、
    硬化したモールド樹脂層と基板との間に、モールド樹脂層と異なる厚さ２００ｎｍ以下の樹脂層を有することを特徴とする、半導体装置（ただし、半導体チップとモールド樹脂層との間に、モールド樹脂層と異なる樹脂層がある場合を除く）。
  3. モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、半導体チップ全周辺の長さを１００％としたとき、３０％以上の周辺に存在する、請求項１または２記載の半導体装置。
  4. 半導体チップが四辺形であり、モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、少なくとも半導体チップの２辺に存在する、請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体装置。
  5. モールド樹脂層と基板との間に存在する樹脂層が、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体装置。
  6. 基板の表面が、ソルダーレジスト、窒化ケイ素、ポリイミドまたはケイ素である、請求項１〜５のいずれか１項記載の半導体装置。
  7. 半導体チップが、基板とフリップチップ形式で接続されている、請求項１〜６のいずれか１項記載の半導体装置。
  8. 半導体チップが、基板とフェースアップで接続されている、請求項６記載の半導体装置。
  9. モールド樹脂層が、エポキシ樹脂である、請求項１〜８のいずれか１項記載の半導体装置。
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