JPH08153832A - Resin sealed semiconductor device, electronic circuit device and manufacturing method thereof - Google Patents

Resin sealed semiconductor device, electronic circuit device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH08153832A
JPH08153832A JP29522394A JP29522394A JPH08153832A JP H08153832 A JPH08153832 A JP H08153832A JP 29522394 A JP29522394 A JP 29522394A JP 29522394 A JP29522394 A JP 29522394A JP H08153832 A JPH08153832 A JP H08153832A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
package
substrate
resin sheet
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP29522394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3462282B2 (en
Inventor
Hideo Ota
英男 太田
Tetsuo Okuyama
哲生 奥山
Shinetsu Fujieda
新悦 藤枝
Akira Yoshizumi
章 善積
Hiroshi Yamada
浩 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP29522394A priority Critical patent/JP3462282B2/en
Publication of JPH08153832A publication Critical patent/JPH08153832A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3462282B2 publication Critical patent/JP3462282B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce the warping of a substrate by a method wherein a semiconductor element is arranged on a substrate and then sheet-like non-cured resin is arranged thereon and in order to cure-mold resin sheet in a metallic mold, the complex elastic modulus and dynamic tangent loss at the room temperature after the formation of a resin layer is specified. CONSTITUTION: A sealing resin sheet 5 is arranged on a substrate 1 whereon a semiconductor element 3 is packaged using a bonding wire 4. Besides, solder bumps 2 for input-output terminals are quardratically arranged. Next, outside metallic molds 7 are tightened to bury the gap between a package for avoiding the burring. Finally, the inside metallic mold 8 is tightened for curing the resin while pressurizing. At this time, the complex elastic modulus of a resin layer at the room air temperature after the molding step is at most 6.5&times;10<9> Pa while the dynamic tangent loss is at least 0.05. Through these procedures, the warping of the package substrate can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装置
および電子回路装置に係わり、特に片面封止型半導体装
置、並びにボールグリッドアレイ(BGA)パッケージ
を実装した電子回路装置およびこの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device and an electronic circuit device, and more particularly to a single-sided encapsulated semiconductor device, an electronic circuit device mounted with a ball grid array (BGA) package and a method for manufacturing the same. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、表面実装型多端子LSIパッケー
ジとして、パッケージの4つの側面からリードが導出さ
れたQFP(Quad Flat Package)が
広く知られている。このQFPパッケージは、製造コス
トが低く、端子間のピッチを狭くすることによって、パ
ッケージの寸法を変えることなく入出力端子の増加が可
能であることから、種々の機器に使用されてきた。例え
ば、ピッチ間隔は、これまでの1mmから徐々に0.4
mmへと短くなり、端子数は250ピンまで増加してい
る。しかしながら、QFPのリード端子は変形し易いも
のであり、端子が変形すると、パッケージをプリント基
板に正常にはんだ付けできなくなるおそれがでてくる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a surface mount type multi-terminal LSI package, a QFP (Quad Flat Package) in which leads are led out from four side surfaces of the package is widely known. This QFP package has been used in various devices because it has a low manufacturing cost and the number of input / output terminals can be increased without changing the size of the package by narrowing the pitch between terminals. For example, the pitch interval is 0.4 mm from the previous 1 mm.
The number of terminals has increased to 250 pins. However, the lead terminal of the QFP is easily deformed, and if the terminal is deformed, the package may not be normally soldered to the printed board.

【0003】また、最近では、I/Oピンの増加に伴っ
てOLB(Outer LeadBonding)ピッ
チが狭くなり、従来のQFPでは回路配線基板への接続
が困難となりつつある。
Recently, as the number of I / O pins has increased, the OLB (Outer Lead Bonding) pitch has become narrower, and it has become difficult to connect to the circuit wiring board with the conventional QFP.

【0004】そこで、半導体素子をOMPAC(Ove
rmolded Pad Array Carrie
r)化することで配線基板への接続を可能にする方法が
新たに提案されている(Electronic Pac
kaging and Production p25
May 1992)。このOMPACパッケージは、
PGA(Pin Grid Array)パッケージの
ピンの代わりに、パッケージ基板の裏面に形成されたは
んだバンプ電極を、パッケージと回路配線基板との接続
に用いる構造であり、BGA(Ball Grid A
rray)パッケージとして知られ、高密度パッケージ
技術の主流となりつつある。
Therefore, a semiconductor element is replaced by an OMPAC (Ove
rmolded Pad Array Carrier
r) has been newly proposed as a method of enabling connection to a wiring board (Electronic Pac).
kaging and Production p25
May 1992). This OMPAC package
Instead of the pins of a PGA (Pin Grid Array) package, a solder bump electrode formed on the back surface of the package substrate is used to connect the package and the circuit wiring board, and a BGA (Ball Grid A) is used.
known as rray) packaging and is becoming the mainstream of high density packaging technology.

【0005】BGAパッケージにおいては、端子である
球形のはんだバンプは、パッケージ基板の裏面に二次元
のアレイ状に配列されているので、端子ピッチはQFP
よりもはるかに広くなる。また、端子をはんだで形成し
たBGAパッケージは、はんだ組成を均一にすることに
より、他の表面実装型部品とまとめてはんだ付けも可能
である。したがって、実装時における不良発生率は、プ
ラスチックQFPよりもはるかに低くなる。また、端子
数を増加させることによって、LSIチップから放熱用
スルーホールを通じてはんだ端子に熱を逃し、熱抵抗を
減少させることができるので、高発熱パッケージに対し
ても有利である。
In the BGA package, the spherical solder bumps, which are terminals, are arranged in a two-dimensional array on the back surface of the package substrate, so the terminal pitch is QFP.
Much wider than Further, the BGA package having terminals formed of solder can be soldered together with other surface mount type components by making the solder composition uniform. Therefore, the defect occurrence rate during mounting is much lower than that of the plastic QFP. Further, by increasing the number of terminals, heat can be released from the LSI chip to the solder terminals through the heat dissipation through holes, and the thermal resistance can be reduced, which is also advantageous for a high heat generation package.

【0006】このようなプラスチックBGAは、基板の
裏面に入出力用のはんだ端子を有しているので、基板で
ある金属製フレームの上にLSIチップを実装し、モー
ルド樹脂で基板の上下を封止するような、QFP等の従
来のLSIパッケージとは異なる構造である。すなわ
ち、プラスチックBGAの基板は、プリント配線基板と
同じ材質からなる樹脂製であり、この上にLSIチップ
を搭載した後、チップが搭載された基板の上面のみがモ
ールド樹脂で覆われる。
Since such a plastic BGA has solder terminals for input and output on the back surface of the substrate, the LSI chip is mounted on the metal frame which is the substrate, and the upper and lower sides of the substrate are sealed with the mold resin. The structure is different from the conventional LSI package such as QFP. That is, the plastic BGA substrate is made of resin made of the same material as the printed wiring board, and after mounting the LSI chip thereon, only the upper surface of the substrate on which the chip is mounted is covered with the molding resin.

【0007】このため、プラスチックBGAにおいて
は、樹脂の収縮による基板の反りは避けられない問題で
あった。基板の反りは、パッケージ寸法が大きくなるに
したがって、すなわち、端子数が増加するにしたがって
増大する。はんだ端子底面の高さのばらつきは、例え
ば、130μmにも及ぶことがあり、300ピンを越え
るような多端子LSIパッケージの製造は難しいと予想
されている。
Therefore, in the plastic BGA, the warp of the substrate due to the shrinkage of the resin is an unavoidable problem. The warp of the substrate increases as the package size increases, that is, as the number of terminals increases. The variation in height of the bottom surface of the solder terminal may reach, for example, 130 μm, and it is expected that it is difficult to manufacture a multi-terminal LSI package having more than 300 pins.

【0008】このため、端子数の増加が妨げられ、現在
のBGAの端子数は、QFPでも十分に供給し得る端子
数であるので、プラスチックBGAの利点を十分に得ら
れないのが現状である。
Therefore, the increase in the number of terminals is hindered, and the current number of terminals of the BGA is the number of terminals that can be sufficiently supplied by the QFP, so that the advantages of the plastic BGA cannot be sufficiently obtained under the present circumstances. .

【0009】一方、BGAパッケージを回路配線基板に
実装して電子回路装置を製造するにあたっては、バンプ
によって接続するために、従来のフリップチップ実装の
場合と同様にバンプ電極部分に応力歪みが発生するとい
う問題がある。この応力歪みは、バンプ電極を破壊する
原因となり、さらには電子回路装置の信頼性寿命を低下
させることになる。
On the other hand, when a BGA package is mounted on a circuit wiring board to manufacture an electronic circuit device, since it is connected by bumps, stress distortion occurs in the bump electrode portions as in the case of conventional flip chip mounting. There is a problem. This stress strain causes destruction of the bump electrode and further shortens the reliability life of the electronic circuit device.

【0010】なお、信頼性寿命は、下記式(1)で表さ
れるサイクル寿命の式において、バンプ電極に発生する
最大剪断歪γmax を減少させることによって向上するこ
とが知られている(IBM J.Res.Develo
p.,13;251(1969))。
It is known that the reliability life can be improved by reducing the maximum shear strain γ max generated in the bump electrode in the cycle life expression represented by the following expression (1) (IBM). J. Res. Develo
p. , 13; 251 (1969)).

【0011】 Nf=Cf1/3 γmax ・exp(1428/Tmax ) (1) (C;定数、f;周波数、Tmax ;最大温度) ここで、最大剪断歪γmax は、下記式(2)で表され
る。
Nf = Cf 1/3 γ max · exp (1428 / T max ) (1) (C; constant, f; frequency, T max ; maximum temperature) where the maximum shear strain γ max is It is represented by 2).

【0012】 γmax ={1/(Dmin /2)2/β}(V/πh1+β1/β・d・ΔT・Δα (2) (Dmin ;最小バンプ径、β;材料定数、V;はんだ体
積、h;はんだ高さ Δα;熱膨張係数の差、ΔT;温度差、d;チップ中心
からバンプ中心までの距離) したがって、従来のフリップチップ実装技術において
は、以下に挙げるような手段を用いてバンプ電極に発生
する応力を減少させてきた。すなわち、(1)半導体チ
ップの中心点からバンプ電極の中心までの距離を小さく
する、(2)半導体チップの熱膨張係数と回路配線基板
の熱膨張係数との差を小さくする、(3)接続部の温度
変化が大きくならないように放熱性を向上させる、
(4)発生する応力歪みを充分に吸収できるようにバン
プ電極の構造を改良する、(5)半導体チップと回路配
線基板との間隙に樹脂を充填することによってフリップ
チップ実装構造を強固にする等の手段である。
Γ max = {1 / (D min / 2) 2 / β } (V / πh 1 + β ) 1 / β · d · ΔT · Δα (2) (D min ; minimum bump diameter, β; material Constant, V: solder volume, h: solder height Δα: difference in thermal expansion coefficient, ΔT: temperature difference, d: distance from chip center to bump center) Therefore, in the conventional flip chip mounting technology, Such means have been used to reduce the stress generated in the bump electrode. That is, (1) reduce the distance from the center point of the semiconductor chip to the center of the bump electrode, (2) reduce the difference between the coefficient of thermal expansion of the semiconductor chip and the coefficient of thermal expansion of the circuit wiring board, (3) connect. Improve the heat dissipation so that the temperature change of the part does not become large,
(4) Improving the structure of the bump electrode so that the generated stress strain can be sufficiently absorbed, (5) Strengthening the flip-chip mounting structure by filling the gap between the semiconductor chip and the circuit wiring board with resin, etc. Is a means of.

【0013】これらの方法の中でも特に、(5)のよう
に半導体チップと回路配線基板の間隙に樹脂を充填して
チップと回路配線基板とを樹脂によって一体化すると、
応力歪みによる半導体チップの変位量と回路配線基板の
変位量とを一致させることができるので、電子回路装置
の信頼性が向上する。近年のフリップチップ実装におい
ては、熱膨張係数が極めて大きいガラスエポキシ基板が
用いられているので、このようにチップと基板との間隙
に樹脂を充填する方法が、信頼性の向上のために極めて
有効であるとされている。
Among these methods, in particular, as in (5), when the resin is filled in the gap between the semiconductor chip and the circuit wiring board and the chip and the circuit wiring board are integrated by the resin,
Since the amount of displacement of the semiconductor chip and the amount of displacement of the circuit wiring board due to stress strain can be matched, the reliability of the electronic circuit device is improved. In recent flip-chip mounting, a glass epoxy substrate having an extremely large coefficient of thermal expansion is used, and thus the method of filling the gap between the chip and the substrate with resin is extremely effective for improving reliability. Is said to be.

【0014】なお、方法(5)を用いた従来のフリップ
チップ実装構造は、図16に示すような構造である。す
なわち、回路配線基板51の表面に半導体チップ52が
バンプ53によって実装されており、基板51と半導体
チップ52との間隙には、樹脂54が充填されている。
A conventional flip-chip mounting structure using the method (5) has a structure as shown in FIG. That is, the semiconductor chip 52 is mounted on the surface of the circuit wiring board 51 by the bumps 53, and the gap between the substrate 51 and the semiconductor chip 52 is filled with the resin 54.

【0015】具体的には、例えば、樹脂を充填する方法
(特開昭61−194732号公報)、紫外線硬化樹脂
を封止する方法(特開昭62−252946号公報)、
常温硬化樹脂で間隙を封止する方法(特開昭63−13
337号公報)、さらには、封止する樹脂の物性を最適
にする方法(特開平4−219944号公報)など多く
の方法が挙げられる。
Specifically, for example, a method of filling a resin (Japanese Patent Laid-Open No. 61-194732), a method of sealing an ultraviolet curable resin (Japanese Patent Laid-Open No. 62-252946),
A method of sealing the gap with a room temperature curable resin (JP-A-63-13)
No. 337), and many methods such as a method for optimizing the physical properties of the resin to be sealed (Japanese Patent Laid-Open No. 4-219944).

【0016】しかしながら、未硬化の熱硬化性樹脂を予
めポッティングした回路配線基板上に半導体チップを圧
着する方法では、バンプ電極と回路配線基板との電極端
子部分に樹脂が残留しやすく、接続抵抗が高くなるとい
う問題があった。
However, in the method of crimping the semiconductor chip onto the circuit wiring board on which the uncured thermosetting resin has been potted in advance, the resin is likely to remain in the electrode terminal portions of the bump electrodes and the circuit wiring board, resulting in a connection resistance. There was the problem of becoming expensive.

【0017】そこで、半導体チップを回路配線基板の上
に配置し、半導体チップと回路配線基板との間隙近傍
に、流動性を有する未硬化樹脂をポッティングし、毛細
管現象を利用して間隙全体に樹脂を含浸させた後、樹脂
を硬化させる方法(Electronic Compo
nents and Technology Conf
erence Proceeding,1993 p1
75)が提案されており、この方法をBGAパッケージ
の実装の際に適用することが考えられる。
Therefore, the semiconductor chip is placed on the circuit wiring board, uncured resin having fluidity is potted near the gap between the semiconductor chip and the circuit wiring board, and the resin is filled in the entire gap by utilizing the capillary phenomenon. Method of curing resin after impregnation with (Electronic Compo
nents and Technology Conf
erence Proceeding, 1993 p1
75) has been proposed, and it is conceivable to apply this method when mounting a BGA package.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】BGAパッケージにお
いて樹脂封止の際に発生する基板の反りの問題を解決す
るために、構造に工夫を施したパッケージがいくつか開
発されている。その一つとして基板の厚さを増大させる
ことが提案されているが、パッケージ全体の厚さが増大
してしまい、さらに放熱特性の低下、コストの増大等の
問題が発生する。セラミックス製の基板を用いると、基
板の反りを防止することができるが、この場合にはコス
トや製造工程が増加してしまう。
In order to solve the problem of substrate warpage that occurs during resin encapsulation in a BGA package, several packages having a devised structure have been developed. As one of them, it is proposed to increase the thickness of the substrate, but the thickness of the entire package increases, which causes problems such as deterioration of heat dissipation characteristics and increase of cost. When a ceramic substrate is used, warpage of the substrate can be prevented, but in this case, the cost and manufacturing process increase.

【0019】また、QFP等の従来のパッケージの場合
には、上下の金型が完全に噛み合って形成された空間に
樹脂を充填することによって封止されるので、金型の隙
間から流れ出す樹脂バリは問題とはならなかったが、B
GAパッケージでは金型とプラスチック基板との間に樹
脂を流し込むことによって封止するために、プラスチッ
ク基板の精度や変形に起因して、樹脂バリの発生が大き
くなるという問題がある。
Further, in the case of the conventional package such as QFP, since the space formed by the upper and lower molds being completely meshed with each other is filled with the resin, the resin burr flowing out from the gap between the molds is sealed. Was not a problem, but B
Since the GA package is sealed by pouring resin between the mold and the plastic substrate, there is a problem that resin burrs are increased due to the precision and deformation of the plastic substrate.

【0020】一方、BGAパッケージを回路配線基板に
実装する場合には、従来のフリップチップ実装技術を適
用しても、信頼性を向上させることが不可能であった。
すなわち、パッケージと回路配線基板との間隙に樹脂を
含浸した場合には、この間隙の寸法が100〜200μ
mと、フリップチップ実装の場合(20〜50μm)に
比較して大きいため、毛細管現象によって樹脂を間隙全
体に含浸させることができなかった。また、間隙寸法に
加えて、BGAパッケージ寸法も半導体チップより大き
いため、温度サイクルにより発生する応力もフリップチ
ップ実装の場合と比較して大きくなる。このため、間隙
に配置された樹脂によって応力を緩和しきれず、樹脂自
体が破壊してしまった。
On the other hand, when the BGA package is mounted on the circuit wiring board, the reliability cannot be improved even if the conventional flip chip mounting technique is applied.
That is, when the gap between the package and the circuit wiring board is impregnated with resin, the size of the gap is 100 to 200 μm.
m, which is larger than that in the case of flip chip mounting (20 to 50 μm), so that the resin could not be impregnated into the entire gap due to the capillary phenomenon. In addition to the gap size, the BGA package size is larger than that of the semiconductor chip, so that the stress generated by the temperature cycle is larger than that in the flip chip mounting. For this reason, the resin placed in the gap cannot fully relax the stress, and the resin itself is destroyed.

【0021】間隙への樹脂の含浸を容易に行なうために
バンプ電極高さを低くしても、含浸速度を十分に増加さ
せることはできず、石英フィラを添加することによって
樹脂の熱膨脹係数を20ppm/℃〜40ppm/℃に
減少させた場合には、含浸速度が極めて遅くなってしま
った。
Even if the bump electrode height is lowered in order to facilitate the impregnation of the resin into the gap, the impregnation rate cannot be sufficiently increased, and the thermal expansion coefficient of the resin is 20 ppm by adding the quartz filler. When the temperature was decreased from / ° C to 40 ppm / ° C, the impregnation rate became extremely slow.

【0022】正方形状を有するパッケージの一辺に樹脂
をポッティングするため、樹脂の含浸速度が遅いと、他
の3辺に対しては樹脂が均一にパッケージ周囲に配置さ
れなくなる。その結果、パッケージの一辺に応力が集中
し、パッケージ全体が基板から剥がれるという現象が生
じた。
Since the resin is potted on one side of the package having a square shape, when the impregnation speed of the resin is slow, the resin is not evenly arranged around the package on the other three sides. As a result, stress is concentrated on one side of the package, and the entire package peels off the substrate.

【0023】また、圧接時間を充分に長くして緩やかに
圧接を行った場合には、リフローの際に樹脂が変形して
しまい、いずれの手段を用いても、BGAパッケージの
回路配線基板への実装においては、基板との間隙に樹脂
を配置することによって、バンプに加わる応力を低減す
ることは困難であった。また、たとえ含浸が可能であっ
たとしても、含浸に時間が極めて長くかかるために工程
上問題があった。
Further, when the pressure contact time is made sufficiently long and the pressure contact is carried out gently, the resin is deformed during the reflow process, and whichever method is used, the circuit wiring board of the BGA package is not deformed. In mounting, it is difficult to reduce the stress applied to the bumps by disposing the resin in the gap with the substrate. Even if the impregnation is possible, there is a problem in the process because the impregnation takes a very long time.

【0024】そこで、本発明は、半導体チップが実装さ
れた基板の面のみを樹脂封止する半導体装置であって、
パッケージ基板の反りを低減した樹脂封止型半導体装置
を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is a semiconductor device in which only the surface of a substrate on which a semiconductor chip is mounted is resin-sealed,
An object of the present invention is to provide a resin-encapsulated semiconductor device in which warpage of a package substrate is reduced.

【0025】また、本発明は、BGAパッケージ基板と
回路配線基板との間のバンプに発生する応力歪みを低減
し、信頼性寿命を向上させた電子回路装置、およびその
製造方法を提供することを目的とする。
Further, the present invention provides an electronic circuit device in which the stress strain generated in the bump between the BGA package substrate and the circuit wiring substrate is reduced and the reliability life is improved, and a manufacturing method thereof. To aim.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明(請求項1)は、基板と、基板表面に配置さ
れた半導体素子と、前記半導体素子を封止する樹脂層と
を具備し、樹脂層は基板に対し半導体素子が配置された
側のみに配置された樹脂封止型半導体装置において、前
記樹脂封止型半導体装置は、基板上に半導体素子を配置
する工程と、シート状の未硬化樹脂を半導体素子上に配
置する工程と、金型内で樹脂シートを硬化成形する工程
とからなる製造方法で製造され、かつ、前記樹脂層は、
成形後の室温における複素弾性率が6.5×109 Pa
以下であって、力学正接損失Tanδが0.05以上で
あることを特徴とする樹脂封止型半導体装置を提供す
る。
In order to solve the above problems, the present invention (claim 1) includes a substrate, a semiconductor element arranged on the surface of the substrate, and a resin layer for sealing the semiconductor element. In the resin-encapsulated semiconductor device, wherein the resin layer is disposed only on the side where the semiconductor element is disposed with respect to the substrate, the resin-encapsulated semiconductor device includes a step of disposing the semiconductor element on the substrate, and a sheet. Manufactured by a manufacturing method consisting of a step of disposing a uncured resin in the shape of a semiconductor on a semiconductor element, and a step of curing and molding a resin sheet in a mold, and the resin layer,
Complex elastic modulus at room temperature after molding is 6.5 × 10 9 Pa
Provided is a resin-encapsulated semiconductor device having a mechanical tangent loss Tan δ of 0.05 or more.

【0027】また、本発明(請求項4)は、裏面に入出
力端子用のはんだバンプが二次元に配列された基板と、
この基板の表面に実装された半導体素子とを具備し、前
記半導体素子が実装された基板の表面を、片面に収縮防
止板が取り付けられた樹脂シートで封止したことを特徴
とする樹脂封止型半導体装置を提供する。
Further, according to the present invention (claim 4), a substrate having solder bumps for input / output terminals arranged two-dimensionally on the back surface,
A resin encapsulation, comprising: a semiconductor element mounted on the surface of the substrate, wherein the surface of the substrate on which the semiconductor element is mounted is sealed with a resin sheet having a shrinkage prevention plate attached to one surface thereof. Provide a semiconductor device.

【0028】さらに、本発明(請求項5)は、裏面に入
出力端子用のはんだバンプが二次元に配列されたパッケ
ージ基板、およびこの基板の表面に実装された半導体素
子を含む半導体パッケージと、前記パッケージを接続搭
載する回路配線基板とを具備する電子回路装置におい
て、前記パッケージ基板と回路配線基板との間隙に、厚
さ方向において段階的に熱膨張係数を異にする熱硬化性
樹脂シートを配置したことを特徴とする電子回路装置を
提供する。
Further, according to the present invention (claim 5), a package substrate having solder bumps for input / output terminals arranged two-dimensionally on the back surface, and a semiconductor package including a semiconductor element mounted on the surface of the substrate, In an electronic circuit device comprising a circuit wiring board on which the package is connected and mounted, a thermosetting resin sheet having a stepwise different thermal expansion coefficient in a thickness direction is provided in a gap between the package board and the circuit wiring board. Provided is an electronic circuit device characterized by being arranged.

【0029】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0030】本発明の樹脂封止型半導体装置において、
半導体素子を実装する基板の材質としては、プラスチッ
ク、フィルムキャリア、およびセラミックス等が上げら
れ、具体的には、リードフレーム、TAB等を使用する
ことができる。
In the resin-sealed semiconductor device of the present invention,
Examples of the material of the substrate on which the semiconductor element is mounted include plastics, film carriers, ceramics and the like, and specifically, lead frames, TAB and the like can be used.

【0031】特に、本発明は、回路配線基板に実装され
る側の面に入出力端子用の球形のはんだバンプが二次元
に配列されたボールグリッドアレイ(BGA)パッケー
ジの場合に効果を発揮する。
The present invention is particularly effective in the case of a ball grid array (BGA) package in which spherical solder bumps for input / output terminals are two-dimensionally arranged on the surface mounted on the circuit wiring board. .

【0032】また、本発明において基板に実装される半
導体素子の種類は、特に制限されない。
In the present invention, the type of semiconductor element mounted on the substrate is not particularly limited.

【0033】以下、本発明の樹脂封止型半導体装置の第
1の態様について詳細に説明する。
The first aspect of the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention will be described in detail below.

【0034】半導体素子が実装された基板の面を封止す
るために用いられる未硬化樹脂は、ワイヤー、インナー
リードやチップ表面に対するダメージ、さらに成形性等
を考慮すると、加熱された際の溶融粘度が3000Pa
・s以下であることが望まれる。なお、溶融粘度が10
00Pa・s以下であると、良好なパッケージが得られ
るのでより好ましい。一方、金型と半導体チップを搭載
した基板との間からの樹脂の流出を防ぐためには、ある
程度の高粘度である必要が有り、20Pa・s以上であ
ることが求められる。特に、50Pa・s以上にすると
バリの発生が少ない。
The uncured resin used for sealing the surface of the substrate on which the semiconductor element is mounted is a melt viscosity when heated considering the damage to the wires, inner leads and the chip surface, and the moldability. Is 3000 Pa
・ It is desired that the value is s or less. The melt viscosity is 10
It is more preferable for it to be 00 Pa · s or less because a good package can be obtained. On the other hand, in order to prevent the resin from flowing out between the die and the substrate on which the semiconductor chip is mounted, it is necessary to have a high viscosity to some extent, and it is required to be 20 Pa · s or more. Particularly, when it is 50 Pa · s or more, the occurrence of burrs is small.

【0035】本発明においては、予めシート状に成形し
た未硬化樹脂を使用して半導体装置を製造する。
In the present invention, a semiconductor device is manufactured using an uncured resin which has been molded into a sheet shape in advance.

【0036】図1に、樹脂シートを用いた封止方法の具
体例を表わす工程図を示す。
FIG. 1 is a process diagram showing a specific example of a sealing method using a resin sheet.

【0037】まず、図1(a)に示すように半導体素子
3がボンディングワイヤ4によって実装された基板1の
上に封止用樹脂シート5を配置する。なお、基板1の裏
面には、入出力端子用のはんだバンプ2が二次元に配列
されている。
First, as shown in FIG. 1A, the sealing resin sheet 5 is placed on the substrate 1 on which the semiconductor element 3 is mounted by the bonding wires 4. It should be noted that solder bumps 2 for input / output terminals are two-dimensionally arranged on the back surface of the substrate 1.

【0038】次に、図1(b)に示すように外側金型7
を締め、パッケージとの隙間を埋めてバリの発生を抑え
る。最後に、図1(c)に示すように内側金型8を締め
て、加圧しながら樹脂を硬化させることによって、第1
の態様の樹脂封止型半導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 1B, the outer die 7
Tighten to close the gap with the package and suppress the occurrence of burrs. Finally, as shown in FIG. 1 (c), the inner mold 8 is tightened, and the resin is cured while being pressed, thereby
The resin-encapsulated semiconductor device of this aspect is obtained.

【0039】なお、圧縮成形の際には、ボイドの発生を
防止するために、金型内を減圧することもできる。さら
に成形後にパッケージの各種特性を向上させるために、
アフターキュアを行うことが望ましい。
During compression molding, the inside of the mold may be depressurized in order to prevent the generation of voids. Furthermore, in order to improve various characteristics of the package after molding,
After cure is desirable.

【0040】また、用いられる金型の寸法は、樹脂シー
トの寸法と等しいか、幾分大きいことが好ましく、一
方、金型内の容積は、樹脂シートの体積より幾分小さく
して、成形時に樹脂が加圧されるように設計したものを
用いることが望ましい。さらに、加圧時に余分な樹脂を
放出できるように、エアベンドを金型に設けてもよい。
The size of the mold used is preferably equal to or slightly larger than the size of the resin sheet. On the other hand, the volume inside the mold is set to be slightly smaller than the volume of the resin sheet so that the size at the time of molding can be improved. It is desirable to use a resin designed to be pressurized. Further, an air bend may be provided in the mold so that excess resin can be discharged when pressure is applied.

【0041】このように樹脂シートを用いることによっ
て、封止工程がインライン化できるので、多品種少量生
産に適したフレキシブルな製造方法となる。すなわち、
半導体チップを接続した片面配線基板をベルトの上に載
せて搬送しつつ、所定の寸法にカットされた封止用樹脂
シートをマガジン方式で供給することにより、連続工程
で封止を行うことができる。
By using the resin sheet in this way, the sealing process can be performed in-line, so that a flexible manufacturing method suitable for small-lot production of a wide variety of products can be obtained. That is,
It is possible to perform sealing in a continuous process by mounting a single-sided wiring board to which semiconductor chips are connected on a belt and feeding it while supplying a sealing resin sheet cut to a predetermined size by a magazine method. .

【0042】本発明においては、成形後の樹脂の弾性率
および力学正接損失Tanδが特定の範囲の樹脂層を用
いる。
In the present invention, a resin layer in which the elastic modulus and the dynamic tangent loss Tan δ of the resin after molding are in a specific range is used.

【0043】以下、材料の弾性と粘性とについて詳細に
説明する。
The elasticity and viscosity of the material will be described in detail below.

【0044】いかなる材料でも、弾性と粘性とを多かれ
少なかれ併せもつ粘弾性体であり、正弦的に振動を与え
た動的粘弾性測定を行なうと、刺激としての力(応力)
と応答して歪みとの間に位相のずれが生じる。
Any material is a viscoelastic body that has elasticity and viscosity more or less in combination, and when dynamic viscoelasticity measurement with sinusoidal vibration is performed, force (stress) as a stimulus is obtained.
In response, a phase shift occurs between the distortion and the distortion.

【0045】材料を図2(a)に示すような弾性体と粘
性体との組み合わせと仮定して定常的な振動歪み γ(t)=γ0 iωt としたとき、応力緩和時間をτとすると応力は、 σ(t)=Gγ0 (iωτ/(1+iωτ))eiωt となり、Gγ0 (iωτ/(1+iωτ))となる振幅
で角速度ωの振動を行なっていることを示している。
Assuming that the material is a combination of an elastic body and a viscous body as shown in FIG. 2A, and the steady vibration strain γ (t) = γ 0 e iωt , the stress relaxation time is τ. Then stress, σ (t) = Gγ 0 (iωτ / (1 + iωτ)) e iωt next, indicates that performs a vibration of the angular velocity ω in amplitude as the Gγ 0 (iωτ / (1 + iωτ)).

【0046】弾性率の定義としての応力を歪みで割った
値、すなわち、σ(t)/γ(t)を複素弾性率G*
すると、 G* (iω)=G(iωτ/(1+iωτ)) =G´(ω)+iG''(ω) ここで、 G´(ω)=G(ω2 τ2 /(1+ω2 τ2 )) G''(ω)=G(ωτ/(1+ω2 τ2 )) 関数G´(ω)およびG''(ω)をそれぞれ貯蔵弾性率
および損失弾性率と称し、 σ(t)=σ0 i(ωt+δ) と表わすことができ、また、応力の振幅と歪みの振幅と
の間に位相すすみ角δがあることがわかり、力学正接損
失Tanδは、 Tanδ=G''(ω)/G´(ω) で与えられる。
A value obtained by dividing stress as a definition of elastic modulus by strain, that is, σ (t) / γ (t) is a complex elastic modulus G * , G * (iω) = G (iωτ / (1 + iωτ)) ) = G ′ (ω) + iG ″ (ω) where G ′ (ω) = G (ω 2 τ 2 / (1 + ω 2 τ 2 )) G ″ (ω) = G (ωτ / (1 + ω 2 τ 2 )) Functions G ′ (ω) and G ″ (ω) are referred to as storage modulus and loss modulus, respectively, and can be expressed as σ (t) = σ 0 e i (ωt + δ), and stress It can be seen that there is a phase corner angle δ between the amplitude of and the amplitude of the distortion, and the mechanical tangent loss Tan δ is given by Tan δ = G ″ (ω) / G ′ (ω).

【0047】図2(b)に、応力および歪みの絶対振幅
の位相関係を示す。実験的には、図2(b)のような応
力および歪みの定常的な時間変化を記録して、σ0 、γ
0 および(δ/ω)を求め、それぞれの式に代入して複
素弾性率およびTanδを求める。
FIG. 2B shows the phase relationship between the absolute amplitudes of stress and strain. Experimentally, steady time changes of stress and strain as shown in FIG. 2B were recorded, and σ 0 , γ
0 and (δ / ω) are obtained and substituted into the respective equations to obtain the complex elastic modulus and Tan δ.

【0048】本発明において、成形後の樹脂の弾性率は
6.5×109 Pa以下であり、封止後の基板の反りの
割合は6%以内であることが好ましい。反りの割合は、
図3を参照すると、((L′−L)/L)で表わされ、
ここでLおよびL´は、それぞれ基板の厚さと封止樹脂
の厚さとの合計、および基板に反りが生じた後の最大値
である。そこで、弾性率をa1 (Pa)、熱膨張率をb
1 (1/K)とし、前記配線基板の熱膨張率をb2 (1
/K)としたとき、|b1 −b2 |×a1 <5×105
の関係を満たすように、それぞれの値を選択することが
望ましい。さらに、反りを十分に低減するためには、弾
性率a1 は5×109 Pa未満であり、|b1 −b2
×a1 <3×105 であることが好ましい。弾性率a1
は5×109 Pa未満であって、|b1 −b2 |×a1
<1×105 であると、反りを完全に防止することがで
きるので、最も好ましい。
In the present invention, the elastic modulus of the resin after molding is preferably 6.5 × 10 9 Pa or less, and the warp ratio of the substrate after sealing is preferably within 6%. The warpage rate is
Referring to FIG. 3, it is represented by ((L'-L) / L),
Here, L and L ′ are the sum of the thickness of the substrate and the thickness of the sealing resin, and the maximum value after the substrate is warped. Therefore, the elastic modulus is a 1 (Pa) and the thermal expansion coefficient is b.
1 (1 / K), and the coefficient of thermal expansion of the wiring board is b 2 (1
/ K), | b 1 −b 2 | × a 1 <5 × 10 5
It is desirable to select each value so as to satisfy the relationship of. Furthermore, in order to sufficiently reduce the warpage, the elastic modulus a 1 is less than 5 × 10 9 Pa and | b 1 −b 2 |
It is preferable that xa 1 <3 × 10 5 . Elastic modulus a 1
Is less than 5 × 10 9 Pa and | b 1 −b 2 | × a 1
When it is <1 × 10 5 , warp can be completely prevented, which is the most preferable.

【0049】これらの樹脂の成形後のTanδが0.0
5以上であり、0.1以上であると反りを充分に低減す
ることができるので好ましい。さらに、成形後のTan
δが0.2以上であると反りを完全に防止することがで
きるので、より好ましい。
Tan δ after molding of these resins is 0.0
It is preferably 5 or more, and 0.1 or more is preferable because the warp can be sufficiently reduced. Furthermore, Tan after molding
When δ is 0.2 or more, warpage can be completely prevented, which is more preferable.

【0050】なお、このような樹脂としては、熱硬化性
樹脂が挙げられる。
Examples of such a resin include a thermosetting resin.

【0051】本発明で使用され得る熱硬化性樹脂として
は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミ
ド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、およびアクリル樹脂等が挙げられ、これらの樹
脂は単独、または組み合わせて用いてもよい。なお、こ
れらの熱硬化性樹脂を使用する際には、成形時に使用さ
れる金型を加熱する、または誘導加熱により未硬化樹脂
のみを選択的に加熱するなどの方法を用いて硬化させる
ことができる。
The thermosetting resin which can be used in the present invention includes, for example, epoxy resin, polyimide resin, maleimide resin, silicone resin, phenol resin, polyurethane resin, acrylic resin and the like. Alternatively, they may be used in combination. In addition, when using these thermosetting resins, it is possible to cure by using a method of heating a mold used during molding, or selectively heating only the uncured resin by induction heating. it can.

【0052】上述の熱硬化性樹脂の中でも、特にエポキ
シ樹脂の使用が好ましく、一分子中にエポキシ基を少な
くとも2個以上有するものであれば、任意のものを使用
することができる。例えば、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂などがあげら
れ、これらは単独あるいは2種以上の混合系で使用する
ことができる。
Among the above-mentioned thermosetting resins, it is particularly preferable to use an epoxy resin, and any one can be used as long as it has at least two epoxy groups in one molecule. Examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, novolac type epoxy resin, alicyclic type epoxy resin, and glycidyl ester type epoxy resin, and these can be used alone or in a mixture of two or more kinds.

【0053】本発明の半導体装置に用いられる樹脂に
は、弾性率の低いゴムを添加することが好ましい。
Rubber having a low elastic modulus is preferably added to the resin used in the semiconductor device of the present invention.

【0054】ゴム成分を使用することによって、封止樹
脂の弾性率が低下するのみならず、基板と樹脂との密着
性が増加するので、パッケージトータルの吸水率を低下
させる。したがって、リフロー時のクラック発生を押さ
えることができ、半導体装置の信頼性がより向上する。
By using the rubber component, not only the elastic modulus of the sealing resin is lowered but also the adhesion between the substrate and the resin is increased, so that the total water absorption of the package is lowered. Therefore, the occurrence of cracks during reflow can be suppressed, and the reliability of the semiconductor device can be further improved.

【0055】使用が好ましいゴムとしては、例えば、ス
チレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴ
ム、アクリルニトリルブタジエン共重合ゴム、クロロプ
レンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴ
ム、多硫化ゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、フ
ッ化ビニリデンゴム、アクリルゴム、および天然ゴム等
が挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとしてスチ
レン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、
ポリアミド系、ポリブタジエン系、塩化ビニル系、およ
びフッ素系等を使用してもよい。
Examples of rubbers preferably used include styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, polysulfide rubber, hydrogenated nitrile rubber, and fluorine. Examples thereof include rubber, vinylidene fluoride rubber, acrylic rubber, and natural rubber. In addition, as a thermoplastic elastomer, styrene type, olefin type, urethane type, polyester type,
Polyamide-based, polybutadiene-based, vinyl chloride-based, fluorine-based, etc. may be used.

【0056】これらのゴムの中で、特に使用が好ましい
ものとして、フッ素ゴムおよびシリコーンゴムが挙げら
れる。フッ素ゴムは、顕著な耐熱性、耐薬品性、耐酸化
性を有しており、また。およびシリコーンゴムは、耐
熱、耐寒性に優れ、広い温度範囲で圧縮復元性を示し、
耐油性、耐水性、耐候性、および耐コロナ性が良好で、
電気特性に優れている。いずれのゴムも、半導体封止用
として最適である。
Among these rubbers, fluororubber and silicone rubber are particularly preferable. Fluorine rubber has outstanding heat resistance, chemical resistance, and oxidation resistance. And silicone rubber is excellent in heat resistance and cold resistance, and exhibits compression recovery in a wide temperature range.
Good oil resistance, water resistance, weather resistance, and corona resistance,
It has excellent electrical characteristics. Both rubbers are optimal for semiconductor encapsulation.

【0057】これらのゴムは、単独で用いても組み合わ
せてもよく、また、エポキシ樹脂と組み合わせて用いる
ことも可能である。
These rubbers may be used alone or in combination, or may be used in combination with an epoxy resin.

【0058】このようなゴムを硬化させるための加硫剤
としては、硫黄系加硫剤、過酸化物、金属酸化物、多官
能アミン、キノンジオキシム、およびメチロール樹脂等
を使用することができ、特に、硫黄系加硫剤および過酸
化物加硫剤が好ましい。
As the vulcanizing agent for curing such rubber, a sulfur-based vulcanizing agent, a peroxide, a metal oxide, a polyfunctional amine, a quinone dioxime, a methylol resin or the like can be used. Particularly, sulfur-based vulcanizing agents and peroxide vulcanizing agents are preferable.

【0059】硫黄系の具体例としては、粉末硫黄、不溶
性硫黄(ガンマ型結晶)、コロイド硫黄等、塩化硫黄、
セレン、テルル、チウラムジスルフィド、チウラムテト
ラスルフィド、モルフォリン誘導体、ジチオカルバミン
酸セレン、およびアルキルフェノールポリスルフィド等
が挙げられる。
Specific examples of the sulfur type include powdered sulfur, insoluble sulfur (gamma type crystal), colloidal sulfur, sulfur chloride,
Examples thereof include selenium, tellurium, thiuram disulfide, thiuram tetrasulfide, morpholine derivative, selenium dithiocarbamate, and alkylphenol polysulfide.

【0060】また、過酸化物としては、無機過酸化物、
有機けい素過酸化物、および有機過酸化物等が挙げられ
る。使用が好ましい有機過酸化物としてベンゾイルパー
オキサイド、過酸化ベンゾイル、1,1−ジ−t−ブチ
ルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、ジ−t−ブチルペルオキシド(TBP)、t−ブチ
ルクミルペルオキシド(BCPO)、ジクミルペルオキ
シド(DCP)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−
ブチルペルオキシ)ヘキサン(TBPH)、2,5−ジ
メチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン
(TBPH−3)、1,3−ビス(t−ブチルペルオキ
シ−iso−プロピル)ベンゼン(BPOPB)、t−
ブチルペルオキシ−iso−プロピルカルボナート等が
ある。
As the peroxide, an inorganic peroxide,
Examples thereof include organic silicon peroxides and organic peroxides. Preferred organic peroxides to be used are benzoyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, di-t-butylperoxide (TBP), t-butylck. Mill Peroxide (BCPO), Dicumyl Peroxide (DCP), 2,5-Dimethyl-2,5-di (t-
Butylperoxy) hexane (TBPH), 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane (TBPH-3), 1,3-bis (t-butylperoxy-iso-propyl) benzene (BPOPB) ), T-
Butyl peroxy-iso-propyl carbonate and the like.

【0061】また、これらに加硫促進剤を加えることも
可能である。加硫促進剤としては、例えば、2−メルカ
プトベンゾチアゾール、ジベンゾチアゾールジスルフィ
ド、2−メルカプトベンゾチアゾールの銅塩、N−シク
ロヘキシル−2−ベンゾチアジル−スルフェンアミド、
N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジル−スルフェ
ンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアジ
ル−スルフェンアミド、N,N−ジエチルチオカーバモ
イル−2−ベンゾチアジルスルフィド、ヘキサメチレン
テトラミン、ジフェニルグアニジン、テトラメチルチウ
ラム−モノスルフィド、ジメチルジチオカーバミン酸亜
鉛等を使用することができる。
It is also possible to add a vulcanization accelerator to these. Examples of the vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazole disulfide, copper salt of 2-mercaptobenzothiazole, N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide,
N-oxydiethylene-2-benzothiazyl-sulfenamide, N, N-diisopropyl-2-benzothiazyl-sulfenamide, N, N-diethylthiocarbamoyl-2-benzothiazyl sulfide, hexamethylenetetramine, diphenylguanidine, Tetramethylthiuram-monosulfide, zinc dimethyldithiocarbamate, etc. can be used.

【0062】これらのゴム成分を封止樹脂に添加する場
合には、封止樹脂の有機成分に対する割合は、5%以上
であり、さらに反りの低減や密着性の向上を考慮する
と、10%以上含まれることが好ましい。特に、20%
以上とすると、反りを完全に無くして吸水率を低減し十
分な信頼性を得ることができるので、より好ましい。
When these rubber components are added to the encapsulating resin, the ratio of the encapsulating resin to the organic component is 5% or more, and in consideration of reduction of warpage and improvement of adhesion, it is 10% or more. It is preferably included. Especially 20%
The above is more preferable because the warpage can be completely eliminated, the water absorption rate can be reduced, and sufficient reliability can be obtained.

【0063】本発明に用いられる樹脂には、前述のゴム
成分に加えて、硬化剤、硬化促進剤、可塑剤、離型剤、
難燃剤、充填材、低応力添加剤、その他各種添加剤を添
加することができる。
The resin used in the present invention includes, in addition to the above-mentioned rubber component, a curing agent, a curing accelerator, a plasticizer, a release agent,
Flame retardants, fillers, low stress additives, and various other additives can be added.

【0064】硬化剤としては、アミン酸、酸無水物、お
よび脂肪酸、アルキッド樹脂等を挙げることができる
が、エポキシ樹脂を使用する場合には、フェノール樹脂
を用いることが好ましい。具体的には、フェノールノボ
ラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのフェノー
ル性水酸基2個以上を有するノボラック型フェノール樹
脂等が挙げられる。
Examples of the curing agent include amine acid, acid anhydride, fatty acid, and alkyd resin. When epoxy resin is used, it is preferable to use phenol resin. Specific examples thereof include novolac-type phenol resins having two or more phenolic hydroxyl groups such as phenol novolac resin and cresol novolac resin.

【0065】硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と硬化
剤との反応を促進する任意の促進剤を使用することがで
きる。例えば、各種のアミン類、イミダゾール類、ジア
ザビシクロアルケン類、有機ホスフィン類、ジルコニウ
ムアルコラート、およびジルコニウムキレートなどが挙
げられる。アミン類としては、N,N−ジメチルシクロ
ヘキシルアミン、N−メチルジシクロヘキシルアミン、
トリエチレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、
ジメチルアミノメチルフェノール、ベンジルジメチルア
ミン、およびトリスジメチルアミノメチルフェノール等
が挙げられ、イミダゾール類としては、2−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、ヘプタデシルイ
ミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−エチ
ルイミダゾール、および2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール等が挙げられる。また、ジアザビシクロアルケン
類としては、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデンセン−7(DBU)、およびDBUのフェノール
塩(例えば、U−CATSA No.1)等が挙げら
れ、有機ホスフィン類としては、トリフェニルホスフィ
ン(TPP)、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキ
シルホスフィン、およびメチルジフェニルホスフィンな
どが挙げられる。
As the curing accelerator, any accelerator that accelerates the reaction between the epoxy resin and the curing agent can be used. Examples thereof include various amines, imidazoles, diazabicycloalkenes, organic phosphines, zirconium alcoholates, and zirconium chelates. As the amines, N, N-dimethylcyclohexylamine, N-methyldicyclohexylamine,
Triethylenediamine, diaminodiphenyl sulfone,
Examples thereof include dimethylaminomethylphenol, benzyldimethylamine, and trisdimethylaminomethylphenol. Examples of imidazoles include 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, heptadecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-ethylimidazole, And 2-ethyl-4-methylimidazole and the like. Examples of diazabicycloalkenes include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undensene-7 (DBU), and phenol salts of DBU (for example, U-CATSA No. 1), and the like. Examples of the phosphines include triphenylphosphine (TPP), tributylphosphine, tricyclohexylphosphine, and methyldiphenylphosphine.

【0066】これらの硬化促進剤のうちでは、電気特性
の点からトリフェニルホスフィン、ヘプタデシルイミダ
ゾールが特に好ましい。
Of these curing accelerators, triphenylphosphine and heptadecyl imidazole are particularly preferable from the viewpoint of electrical characteristics.

【0067】可塑剤としては、例えば、パラフィン系
油、ナフテン系油、芳香族系油、ワックス、パインオイ
ル、パインタール、ピッチ、松脂、コールタール油、脂
肪酸、クマロン、インデン樹脂、およびフアクチス等が
挙げられる。
Examples of the plasticizer include paraffin oil, naphthene oil, aromatic oil, wax, pine oil, pine tar, pitch, pine resin, coal tar oil, fatty acid, coumarone, indene resin, and factice. Can be mentioned.

【0068】離型剤としては、炭化水素系ワックス、脂
肪酸系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、およびエス
テル系ワックス等が挙げられる。具体例としては、耐湿
性の点から、カルナバワックス、モンタンワックス等の
エステル系ワックスが好ましく、その他にステアリン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カ
ルシウムなどの長鎖カルボン酸及びそれらの金属塩、低
分子量ポリエチレンワックスなどが挙げられる。これら
の離型剤は単独で用いても、組み合わせて用いてもよ
い。
Examples of the releasing agent include hydrocarbon wax, fatty acid wax, fatty acid amide wax, ester wax and the like. As specific examples, from the viewpoint of moisture resistance, carnauba wax, ester waxes such as montan wax are preferable, and stearic acid, palmitic acid, zinc stearate, long-chain carboxylic acids such as calcium stearate and metal salts thereof, Examples thereof include low molecular weight polyethylene wax. These release agents may be used alone or in combination.

【0069】難燃剤としては、ハロゲン系、リン系、無
機系の難燃剤を使用することができる。ハロゲン系難燃
剤は、主に臭素系と塩素系に大別され、好ましい臭素系
の難燃剤として、例えば、臭素化ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂などが挙げられる。この臭素系難燃剤は、塩
素系に比べて難燃効果が高く、三酸化アンチモンとの併
用効果が大きいので好ましい。なお、使用が好ましい塩
素系難燃剤としては、例えば、塩素化パラフィンが挙げ
られる。
As the flame retardant, halogen-based, phosphorus-based or inorganic flame-retardant can be used. Halogen-based flame retardants are mainly classified into bromine-based and chlorine-based flame retardants, and preferable bromine-based flame retardants include, for example, brominated bisphenol A type epoxy resin. This bromine-based flame retardant is preferable because it has a higher flame retardant effect than a chlorine-based flame retardant and a large effect in combination with antimony trioxide. Examples of chlorine-based flame retardants that are preferably used include chlorinated paraffin.

【0070】また、無機系難燃剤として使用が好ましい
ものとしては、赤リン、酸スズ、三酸化アンチモン、水
酸化ジルコニウム、メタホウ酸バリウム、水酸化アルミ
ニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、およ
びカルシウムアルミネート水和物等が挙げられ、特に好
ましくは、三酸化アンチモンおよび水酸化アルミニウム
である。
Preferred inorganic inorganic flame retardants are red phosphorus, tin acid, antimony trioxide, zirconium hydroxide, barium metaborate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and calcium aluminum. Nate hydrate and the like, and particularly preferable are antimony trioxide and aluminum hydroxide.

【0071】本発明において、使用され得る充填材及び
低応力添加剤は、その最大粒子径が半導体素子封止後の
素子能動面側の樹脂厚さの90%以下であるものが望ま
しい。樹脂厚さ以上の粒子径のものを用いると、半導体
能動面に力がかかり、配線を切断するおそれがある。
In the present invention, the filler and the low stress additive which can be used preferably have a maximum particle diameter of 90% or less of the resin thickness on the element active surface side after the semiconductor element is sealed. If the particles having a particle diameter larger than the resin thickness are used, a force may be applied to the semiconductor active surface and the wiring may be cut.

【0072】充填材としては、無機質フィラーを使用す
ることができ、その形状は限定されない。すなわち、破
砕状、角の丸い破砕状、亜球状、球状、繊維状、燐片
状、および板状の無機質フィラを使用することができ
る。無機質フィラーの素材としては、酸化ケイ素、酸化
アルミニウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化マグ
ネシウム、酸化カルシウム、窒化アルミニウム、窒化ケ
イ素や、各種のガラス素材、およびセラミックス素材な
どを挙げることができる。これらの中では、純度の高い
酸化ケイ素素材、すなわち溶融シリカや結晶性シリカの
粉末が半導体封止用フィラとして好適に用いられる。高
発熱の半導体パッケージを封止する場合には、窒化アル
ミニウム、窒化ケイ素、およびアルミナ等のより熱伝導
性の高い無機質フィラーを使用することが好ましい。
As the filler, an inorganic filler can be used, and its shape is not limited. That is, crushed, rounded crushed, sub-spherical, spherical, fibrous, scaly, and plate-like inorganic fillers can be used. Examples of the material of the inorganic filler include silicon oxide, aluminum oxide, antimony oxide, titanium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, aluminum nitride, silicon nitride, various glass materials, and ceramic materials. Among these, a highly pure silicon oxide material, that is, a powder of fused silica or crystalline silica is suitably used as a filler for semiconductor encapsulation. In the case of encapsulating a semiconductor package having a high heat generation, it is preferable to use an inorganic filler having a higher thermal conductivity such as aluminum nitride, silicon nitride and alumina.

【0073】本発明に用いられる樹脂には、種々の着色
剤を添加してもよい。着色剤としては、光を遮光するも
のとしては黒色の顔料の着色剤が好ましく、特にカーボ
ンブラックが好ましい。また、様々な色の着色剤を含む
樹脂を黒色の着色剤の樹脂と重ね合わせて用いることも
でき、無機顔料、有機顔料、および染料等を使用するこ
とができる。
Various colorants may be added to the resin used in the present invention. As the colorant, a black pigment colorant is preferable as a light-shielding agent, and carbon black is particularly preferable. Further, a resin containing a colorant of various colors can be used in combination with a resin of a black colorant, and an inorganic pigment, an organic pigment, a dye or the like can be used.

【0074】無機顔料は、一般に色が鮮明でないが、耐
光性、耐熱性、および耐溶剤性に優れ、隠蔽力が大き
い。使用が好ましい無機顔料としては、以下のようなも
のが挙げられる。ZnO,TiO2 ,2PbCO3 ・P
b(OH)2 ,およびZnS+BaSO4 等の白色顔
料;PbCrO4 ,CdS+ZnO,およびK3 [Co
(No2 6 ]等の黄色顔料;PbCrO4 +PbSO
4 +PbMoO4 等の橙色顔料;CdS+CdSe,F
2 3 ,およびPb3 4 等の赤色顔料;KFe[F
e(CN)6 ],NaFe[Fe(CN)6 ],および
NH4 Fe[Fe(CN)6 ]等の青色顔料;CoO+
ZnO,およびCr2 3 等の緑色顔料;Fe3 4
の黒色顔料等である。さらに、炭酸カルシウム、硫酸バ
リウム、水酸化アルミニウム、バライト粉、アルミニウ
ム粉、およびブロンズ粉等の耐湿顔料が挙げられ、これ
らの顔料を単独で用いても複数の顔料を組み合わせて使
用することができる。
Inorganic pigments are not generally clear in color, but are excellent in light resistance, heat resistance and solvent resistance and have a large hiding power. The inorganic pigments preferably used include the following. ZnO, TiO 2 , 2PbCO 3 · P
b (OH) 2 and white pigments such as ZnS + BaSO 4 ; PbCrO 4 , CdS + ZnO, and K 3 [Co
(No 2 ) 6 ] and other yellow pigments; PbCrO 4 + PbSO
Orange pigment such as 4 + PbMoO 4 ; CdS + CdSe, F
e 2 O 3 , and red pigments such as Pb 3 O 4 ; KFe [F
e (CN) 6 ], NaFe [Fe (CN) 6 ], and NH 4 Fe [Fe (CN) 6 ] and other blue pigments; CoO +
Green pigments such as ZnO and Cr 2 O 3 ; black pigments such as Fe 3 O 4 and the like. Furthermore, examples include moisture-resistant pigments such as calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barite powder, aluminum powder, and bronze powder. These pigments may be used alone or in combination of a plurality of pigments.

【0075】また使用が好ましい有機顔料としては、以
下に示すようなものが挙げられる。すなわち、アゾ系、
アントラキノン系、およびキナクリドン類等の赤色や橙
色顔料;トリフェニルメタン系レーキ、オキサジン染
料、およびアントラキノン染料等の紫色顔料;フタロシ
アニン顔料、インダントロンなアントラキノン染料、お
よびトリフェニルメタン系レーキ等の青色顔料;フタロ
シアニン系、およびアントラキノン系等の緑色顔料;黒
色はアニリンの酸化縮合物であるダイヤモンドブラック
等の黒色顔料等が挙げられる。これらの顔料は、単独で
用いても複数の顔料を組み合わせて用いても良い。
Examples of organic pigments which are preferably used include those shown below. That is, azo system,
Red or orange pigments such as anthraquinone type and quinacridones; purple pigments such as triphenylmethane type lake, oxazine dye, and anthraquinone dye; blue pigments such as phthalocyanine pigment, indanthrone anthraquinone dye, and triphenylmethane type lake; Phthalocyanine-based and anthraquinone-based green pigments; black includes black pigments such as diamond black, which is an oxidative condensation product of aniline. These pigments may be used alone or in combination of a plurality of pigments.

【0076】また、本発明においては、未硬化樹脂を無
機系および有機系の各種の織布で強化して使用すること
もできる。
Further, in the present invention, the uncured resin may be reinforced with various inorganic and organic woven fabrics for use.

【0077】無機系としては、ガラス、石英、炭素繊
維、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、アル
ミナ、ジルコニア、およびチタン酸カリウム繊維等が挙
げられ、有機系としては、ナイロン系、アクリル系、ビ
ニロン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、アラミ
ド系、フェノール系、レーヨン系、アセテート系、綿、
麻、絹、および羊毛などが挙げられる。これらの材料
は、単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
Examples of the inorganic type include glass, quartz, carbon fiber, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, alumina, zirconia, and potassium titanate fiber. Examples of the organic type include nylon type, acrylic type, vinylon. Series, polyvinyl chloride series, polyester series, aramid series, phenol series, rayon series, acetate series, cotton,
Examples include hemp, silk, and wool. These materials may be used alone or in combination.

【0078】本発明の半導体装置の第1の態様に用いら
れる未硬化樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤、難
燃剤、硬化促進剤、着色剤、充填材・低応力添加剤、そ
の他の材料を粉砕、混合、溶融することによって製造す
ることができる。
The uncured resin used in the first aspect of the semiconductor device of the present invention is, for example, an epoxy resin, a curing agent, a flame retardant, a curing accelerator, a coloring agent, a filler / a low stress additive, and other materials. Can be produced by crushing, mixing and melting.

【0079】さらに、溶融後の樹脂をロールにかけるこ
とによって、シート状に成形して用いる。
Further, the melted resin is rolled and molded into a sheet for use.

【0080】得られた樹脂シートは非常に脆いので、所
定の大きさに切断する際には、以下のような手段を用い
ることが好ましい。まず樹脂シートを離型紙上で加熱
し、冷えた刃を押し当てることにより切断する、また
は、樹脂シートは室温のままとし、加熱した刃を用いて
切断する。樹脂シートまたは刃の加熱温度は、樹脂の硬
化が進行しない程度に樹脂を充分に溶融させる温度が好
ましく、具体的には、70℃〜130℃が好ましい。
Since the obtained resin sheet is extremely brittle, it is preferable to use the following means when it is cut into a predetermined size. First, the resin sheet is heated on release paper and cut by pressing a cold blade, or the resin sheet is left at room temperature and cut using a heated blade. The heating temperature of the resin sheet or the blade is preferably a temperature at which the resin is sufficiently melted so that curing of the resin does not proceed, and specifically, 70 ° C to 130 ° C is preferable.

【0081】また、ガラス織布などの織布で強化したプ
リプレグを使用する場合には、樹脂、硬化剤、硬化促進
剤、難燃剤、充填材、その他の材料をアセトンなどの溶
剤に溶解して適当な濃度の溶液を調製し、この溶液を織
布に塗布するか、溶液中に織布を含浸させ、放置、加
熱、又は減圧下において、溶媒を揮発させることにより
プリプレグを作製することができる。
When a prepreg reinforced with a woven fabric such as a glass woven fabric is used, a resin, a curing agent, a curing accelerator, a flame retardant, a filler and other materials are dissolved in a solvent such as acetone. A prepreg can be prepared by preparing a solution having an appropriate concentration and applying the solution to a woven cloth, or impregnating the woven cloth in the solution, and allowing the solvent to volatilize under standing, heating, or reduced pressure. .

【0082】本発明の樹脂封止型半導体装置における樹
脂層は、成形後には、低弾性率の樹脂を用いる点に特徴
を有する。
The resin layer in the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is characterized in that a resin having a low elastic modulus is used after molding.

【0083】これらの低弾性率の樹脂は、熱時強度が大
幅に低下するため、従来のトランスファ成形法で成形す
ると、離型時にパッケージが壊れたり、パッケージの搬
送に用いるランナー部の樹脂が柔らかくなり、搬送が困
難となる。しかしながら、樹脂シートを用いた成形法で
は、図1に示す内側金型8によりパッケージを型からエ
ジェクトできるため、トランスファ成形法のような、ピ
ンを用いたエジェクト法よりもパッケージに対するダメ
ージが大幅に少なくなる。さらに、ランナー部を有しな
いこの封止方法では、樹脂の低弾性率化による熱時強度
の低下の影響をほとんど受けない。
These low elastic modulus resins have a large decrease in strength under heat. Therefore, if they are molded by the conventional transfer molding method, the package may be broken at the time of mold release, or the resin of the runner portion used for carrying the package may be soft. It becomes difficult to carry. However, in the molding method using the resin sheet, the package can be ejected from the mold by the inner mold 8 shown in FIG. 1, so that the package is significantly less damaged than the eject method using the pins like the transfer molding method. Become. Further, in this sealing method having no runner portion, there is almost no influence of the decrease in strength under heat due to the low elastic modulus of the resin.

【0084】溶剤中に溶解した樹脂を用いるポッティン
グ法では、低弾性率化するためにゴムを用いて封止する
と、成形時にその大きく柔らかな網目構造中に溶剤が残
留してしまうために、パッケージとしての信頼性を低下
させる。さらに、低弾性率化のためにMBS等のゴム粒
子を封止樹脂中に分散したものを用いる場合には、溶剤
を加えることでその分散させたゴム粒子が再び凝集する
ことにより、封止樹脂としての均一性を失い、樹脂とし
ての強度を低下させる。また、ポッティング法では、溶
剤を蒸発させるために通常樹脂を200μm以下にして
おり、TCP(Tape Carrier Packa
ge)タイプのみを封止していた。しかし、BGAパッ
ケージでは、一般に、ワイヤーボンディングタイプであ
るため、そのワイヤーを十分覆う樹脂厚が最低でも50
0μm以上必要であり、ポッティング法での封止は不可
能である。さらに、ポッティング法では、成形後の寸法
精度が低いという欠点がある。
In the potting method using a resin dissolved in a solvent, if a rubber is used for sealing in order to achieve a low elastic modulus, the solvent remains in a large and soft mesh structure during molding, resulting in a package. As the reliability is reduced. Furthermore, when rubber particles such as MBS dispersed in a sealing resin for lowering the elastic modulus are used, the dispersed rubber particles agglomerate again when a solvent is added, so that the sealing resin As a result, the strength as a resin is reduced. In the potting method, the resin is usually 200 μm or less in order to evaporate the solvent, and TCP (Tape Carrier Packa) is used.
Only the ge) type was sealed. However, since the BGA package is generally of the wire bonding type, the resin thickness that sufficiently covers the wire is at least 50.
It is required to be 0 μm or more, and sealing by the potting method is impossible. Further, the potting method has a drawback that the dimensional accuracy after molding is low.

【0085】したがって、樹脂シートを用いて封止する
方法を用いることにより、これらの欠点をカバーして、
低弾性率樹脂を用いて封止することができる。
Therefore, by using the method of sealing with a resin sheet, these drawbacks are covered,
It can be sealed using a low elastic modulus resin.

【0086】次に、本発明の半導体装置の第2の態様に
ついて説明する。
Next, a second mode of the semiconductor device of the present invention will be described.

【0087】第2の態様において使用されうる未硬化樹
脂としては、第1の態様と同様の熱硬化性樹脂、さら
に、熱可塑性樹脂、ゴム、およびエンジニアリングプラ
スチックスなどが挙げられる。
Examples of the uncured resin that can be used in the second aspect include the same thermosetting resins as in the first aspect, as well as thermoplastic resins, rubbers, engineering plastics and the like.

【0088】ここで用いられる未硬化樹脂は、複素弾性
率およびTanδの値が限定されない以外は、上述の第
1の態様の場合と同様の材料を用いてシート状に製造す
ることができる。すなわち、例えば、エポキシ樹脂、硬
化剤、難燃剤、硬化促進剤、充填材、低応力添加剤、お
よびその他の材料を粉砕、混合、溶融してロールにかけ
ることによって作成することができる。
The uncured resin used here can be manufactured in the form of a sheet using the same material as in the case of the above-mentioned first embodiment except that the complex elastic modulus and the value of Tan δ are not limited. That is, for example, it can be produced by crushing, mixing, melting, and rolling an epoxy resin, a curing agent, a flame retardant, a curing accelerator, a filler, a low stress additive, and other materials.

【0089】なお、シートの寸法および厚さは、基板の
裏面に設けられたバンプ電極の寸法う等に応じて、適宜
選択することができる。
The size and thickness of the sheet can be appropriately selected according to the size of the bump electrodes provided on the back surface of the substrate.

【0090】得られたシートは、第1の態様の場合と同
様にして所定の寸法に切断した後、片面に収縮防止板を
取り付けて封止に用いる。
The obtained sheet is cut into a predetermined size in the same manner as in the case of the first embodiment, and then a shrinkage-preventing plate is attached to one surface for sealing.

【0091】シート状の未硬化樹脂の片面に取り付け得
る収縮防止板の材質としては、金属、セラミックス、お
よびプラスチックなどが挙げられる。
Examples of the material of the shrinkage-preventing plate that can be attached to one surface of the sheet-shaped uncured resin include metals, ceramics, and plastics.

【0092】金属としては、弾性率が高く、さらに放熱
性を考慮すると熱伝導性の高いものが好ましい。具体的
には、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、クロ
ム、亜鉛、スズ、銀、金、鉛、マグネシウム、チタン、
ジルコニア、タングステン、モリブデン、コバルト、ス
テンレス、42ニッケル−鉄合金、真鍮、ジュラルミン
などこれらの金属の合金が挙げられる。ただし、パッケ
ージの薄型化を指向する場合は、特に薄型に加工でき、
かつ軽量の材料を用いることが望ましい。
As the metal, one having a high elastic modulus and a high thermal conductivity is preferable in consideration of heat dissipation. Specifically, for example, iron, copper, aluminum, nickel, chromium, zinc, tin, silver, gold, lead, magnesium, titanium,
Examples thereof include alloys of these metals such as zirconia, tungsten, molybdenum, cobalt, stainless steel, 42 nickel-iron alloy, brass and duralumin. However, when aiming to make the package thinner, it can be processed especially thinly,
It is also desirable to use a lightweight material.

【0093】このように片面に収縮防止板を取り付けた
樹脂シートを用いて、半導体装置を製造するに当たって
は、図4に示すような工程にしたがって行なうことがで
きる。
A semiconductor device can be manufactured according to the process shown in FIG. 4 by using the resin sheet having the shrinkage prevention plate attached to one surface thereof.

【0094】まず、図4(a)に示すように、半導体素
子3がボンディングワイヤ4によって実装された基板1
の上に、収縮防止板11が取り付けられた封止用樹脂シ
ート5を配置する。なお、基板1の裏面には、入出力端
子用のはんだバンプ2が二次元に配列されている。
First, as shown in FIG. 4A, the substrate 1 on which the semiconductor element 3 is mounted by the bonding wire 4 is mounted.
The sealing resin sheet 5 to which the shrinkage prevention plate 11 is attached is arranged on the above. It should be noted that solder bumps 2 for input / output terminals are two-dimensionally arranged on the back surface of the substrate 1.

【0095】次に、図4(b)に示すように外側金型7
を締め、パッケージとの隙間を埋めてバリの発生を抑え
る。最後に、図4(c)に示すように内側金型8を締め
て、加圧しながら樹脂を硬化させることによって、第2
の態様の樹脂封止型半導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 4B, the outer die 7
Tighten to close the gap with the package and suppress the occurrence of burrs. Finally, as shown in FIG. 4 (c), the inner mold 8 is tightened, and the resin is cured while being pressurized, so that the second mold is formed.
The resin-encapsulated semiconductor device of this aspect is obtained.

【0096】この方法によると、半導体チップを接続し
た基板と収縮防止板との間に樹脂シートが挟まれるの
で、収縮防止板の弾性率、厚さ、および熱膨張率を適切
な値に設定することによって、成形後に反りがないパッ
ケージが得られる。
According to this method, since the resin sheet is sandwiched between the substrate to which the semiconductor chip is connected and the shrinkage prevention plate, the elasticity modulus, thickness and thermal expansion coefficient of the shrinkage prevention plate are set to appropriate values. As a result, a package having no warp after molding can be obtained.

【0097】なお、このように板を取り付けた樹脂シー
トで封止する場合には、板の弾性率をa3 (Pa)、厚
さをt3 (mm)、熱膨張係数をb3 (1/K)とし、
半導体チップを接続した回路基板の弾性率、厚さ、およ
び熱膨脹係数を、それぞれa2 (Pa)、t2 (m
m)、およびb2 (1/K)とすると、以下の式に示さ
れる様な関係であることが望まれる。
In the case of sealing with the resin sheet with the plate attached in this way, the elastic modulus of the plate is a 3 (Pa), the thickness is t 3 (mm), and the thermal expansion coefficient is b 3 (1 / K),
The elastic modulus, thickness, and coefficient of thermal expansion of the circuit board to which the semiconductor chip is connected are a 2 (Pa) and t 2 (m, respectively).
m) and b 2 (1 / K), it is desired that the relationship be as shown in the following equation.

【0098】 0.8<a3 3 3 /a2 2 2 <1.2 以上、半導体装置の封止に着目してパッケージ基板の反
りを低減する方法を説明したが、基板の反りを低減する
方法は、これに限定されるものではない。すなわち、チ
ップを実装した基板表面の封止に加えて、パッケージ基
板と回路基板との間に熱硬化性樹脂シートを挟んで加熱
圧着することによって、基板の反りを低減することもで
きる。
0.8 <a 3 t 3 b 3 / a 2 t 2 b 2 <1.2 In the above, the method of reducing the warpage of the package substrate has been described by focusing on the sealing of the semiconductor device. The method of reducing the warp is not limited to this. That is, in addition to the sealing of the surface of the substrate on which the chip is mounted, the thermosetting resin sheet is sandwiched between the package substrate and the circuit substrate and thermocompression bonding is performed to reduce the warpage of the substrate.

【0099】この場合、回路基板と前記基板の間に配置
される実装樹脂、および半導体チップを接続した基板の
表面を封止する封止樹脂の特性を適切な値に設定するこ
とによって、実装後に反りが少なくなり、実装時におけ
る不良発生率を低減することができる。特性としては、
樹脂の弾性率、厚さ、および熱膨張率が挙げられ、具体
的には、成形後の封止樹脂の弾性率をa4 (Pa)、厚
さをt4 (mm)、熱膨張係数をb4 (1/K)とし、
実装後の樹脂の弾性率をa5 (Pa)、厚さをt5 (m
m)、熱膨張係数をb5 (1/K)とすると、以下の式
に示されるような関係であることが望まれる。
In this case, the characteristics of the mounting resin arranged between the circuit board and the board and the sealing resin for sealing the surface of the board to which the semiconductor chip is connected are set to appropriate values so that after mounting, The warpage is reduced, and the defect occurrence rate during mounting can be reduced. As a characteristic,
The elastic modulus, the thickness, and the thermal expansion coefficient of the resin are mentioned. Specifically, the elastic modulus of the sealing resin after molding is a 4 (Pa), the thickness is t 4 (mm), and the thermal expansion coefficient is b 4 (1 / K),
After mounting, the resin has an elastic modulus of a 5 (Pa) and a thickness of t 5 (m
m) and the coefficient of thermal expansion is b 5 (1 / K), it is desired that the relationship be represented by the following equation.

【0100】 0.8<a4 4 4 /a5 5 5 <1.2 なお、実装に用いる樹脂シートは、予めはんだ端子に対
応する部分に開孔部を設けておくことが好ましいが、は
んだ端子は、樹脂シートに比較して硬いボールであるた
めに変形が少ない。そのため、開孔部を設けない樹脂シ
ートを用いても圧力をかけてはんだ端子を樹脂シートに
押し付けて、シートに穴を開けて下の回路基板まで達し
て接続することができる。
0.8 <a 4 t 4 b 4 / a 5 t 5 b 5 <1.2 It is to be noted that the resin sheet used for mounting should be provided with an opening portion in advance at a portion corresponding to the solder terminal. Although preferable, the solder terminal is a ball that is harder than a resin sheet, and therefore has less deformation. Therefore, even if a resin sheet having no holes is used, the solder terminals can be pressed against the resin sheet to make holes in the sheet and reach the circuit board below to be connected.

【0101】樹脂シートを用いた実装方法の具体例を図
5に示す。
A specific example of a mounting method using a resin sheet is shown in FIG.

【0102】まず、図5(a)に示すように、半導体素
子3がボンディングワイヤ4によって実装され、封止用
樹脂シート5によって実装面が封止された基板1と、回
路基板12の間に実装用樹脂シート6を配置する。
First, as shown in FIG. 5A, between the circuit board 12 and the substrate 1 on which the semiconductor element 3 is mounted by the bonding wires 4 and the mounting surface is sealed by the sealing resin sheet 5. The mounting resin sheet 6 is arranged.

【0103】次に、図5(b)に示すように上下の金型
9および10で加熱圧着することによって樹脂を硬化さ
せる。パッケージと回路基板との間に配置された樹脂
が、接続を強固にするので、パッケージの多少の反りや
変形を戻して基板を平らにすることができる。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the resin is hardened by thermocompression bonding with the upper and lower molds 9 and 10. The resin disposed between the package and the circuit board strengthens the connection, so that some warpage or deformation of the package can be returned and the board can be flattened.

【0104】上述のように、パッケージ基板と回路基板
との間に樹脂シートを配置して電子回路装置を製造する
場合には、シートの厚さ方向において熱膨脹係数に傾斜
を与えることによって、パッケージ基板の反りを防止す
るとともに、バンプ接続部に発生する応力歪みを段階的
に緩和し、装置の信頼性をさらに向上させることができ
る。
As described above, when a resin sheet is arranged between the package board and the circuit board to manufacture an electronic circuit device, the thermal expansion coefficient is inclined in the thickness direction of the sheet to provide the package board with a thermal expansion coefficient. It is possible to prevent the warp and to gradually reduce the stress strain generated in the bump connection portion, thereby further improving the reliability of the device.

【0105】以下、厚さ方向において熱膨張係数を段階
的に異にした樹脂シートを用いた本発明の電子回路装置
を詳細に説明する。
Hereinafter, the electronic circuit device of the present invention using the resin sheet having the thermal expansion coefficient gradually changed in the thickness direction will be described in detail.

【0106】本発明の電子回路装置に用いられるパッケ
ージ基板は、その裏面に入出力端子用のはんだバンプが
二次元に配列されているものであれば、その材質は限定
されない。例えば、プラスチック、フィルムキャリア、
およびセラミックス等を使用することができる。
The material of the package substrate used in the electronic circuit device of the present invention is not limited as long as solder bumps for input / output terminals are two-dimensionally arranged on the back surface thereof. For example, plastic, film carrier,
And ceramics etc. can be used.

【0107】基板に実装される半導体素子の種類は、特
に限定されない。
The type of semiconductor element mounted on the substrate is not particularly limited.

【0108】また、BGAパッケージ基板に半導体チッ
プを接続する方法は特に限定されるものではなく、ワイ
ヤボンディング、フリップチップ技術等を使用すること
ができる。なお、フリップチップ技術により実装する場
合には、半導体チップと回路基板との間に樹脂を充填す
ることが好ましい。
The method of connecting the semiconductor chip to the BGA package substrate is not particularly limited, and wire bonding, flip chip technology or the like can be used. When the flip-chip technology is used for mounting, it is preferable to fill a resin between the semiconductor chip and the circuit board.

【0109】半導体チップが実装されたパッケージ基板
の表面は、樹脂封止またはメタルキャップにより封止さ
れていてもよい。
The surface of the package substrate on which the semiconductor chip is mounted may be sealed with a resin seal or a metal cap.

【0110】パッケージ基板の裏面には、例えば、以下
に示すようにしてはんだバンプを形成することができ
る。すなわち、パッケージを反転し、スクリーン印刷用
のメタルマスクを用いて、モジュール基板の電極パッド
に対応する部分にペーストを塗布印刷後、全体をリフロ
ーする。ここで、はんだペーストの代わりにはんだボー
ルを用いてもよい。
Solder bumps can be formed on the back surface of the package substrate, for example, as described below. That is, the package is inverted, a paste is applied and printed on a portion corresponding to the electrode pad of the module substrate using a metal mask for screen printing, and then the whole is reflowed. Here, solder balls may be used instead of the solder paste.

【0111】本発明の電子回路装置に用いられるBGA
パッケージの一例を、図6(a)に示す。BGAパッケ
ージ21においては、AlNからなるパッケージ基板2
2の表面に半導体チップ23がボンディングイヤ27に
より接続されており、さらに、樹脂キャップ27によっ
て封止されている。また、パッケージ基板22の裏面に
は、はんだバンプ25が形成されている。
BGA used in the electronic circuit device of the present invention
An example of the package is shown in FIG. In the BGA package 21, the package substrate 2 made of AlN
The semiconductor chip 23 is connected to the surface of 2 by a bonding ear 27, and is further sealed by a resin cap 27. Further, solder bumps 25 are formed on the back surface of the package substrate 22.

【0112】また、BGAパッケージを実装するための
回路配線基板の材質は、特に限定されるものではない。
例えば、ガラスエポキシ、ポリイミド、アルミナ、およ
び窒化アルミ等を使用することができる。
The material of the circuit wiring board for mounting the BGA package is not particularly limited.
For example, glass epoxy, polyimide, alumina, aluminum nitride, etc. can be used.

【0113】図6(b)に回路配線基板の一例を示す。
図示するように、ガラスエポキシ製の回路配線基板28
の表面に、電極パッド29が形成されている。
FIG. 6B shows an example of the circuit wiring board.
As shown, the circuit wiring board 28 made of glass epoxy
An electrode pad 29 is formed on the surface of the.

【0114】本発明において、パッケージ基板と回路配
線基板との間に配置される樹脂シートは、熱硬化性樹脂
であれば、任意の樹脂を使用することができる。具体的
には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹
脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂、およびノボラック樹脂等が挙げられ
る。
In the present invention, the resin sheet arranged between the package substrate and the circuit wiring substrate may be any resin as long as it is a thermosetting resin. Specific examples thereof include epoxy resin, polyimide resin, maleimide resin, silicone resin, phenol resin, polyurethane resin, acrylic resin, and novolac resin.

【0115】本発明に用いられる樹脂シートは、例え
ば、樹脂、硬化剤、充填材、硬化触媒、および必要に応
じてその他の添加剤を粉砕、混合、溶融した後、ロール
にかけることによって製造することができる。
The resin sheet used in the present invention is produced, for example, by crushing, mixing and melting a resin, a curing agent, a filler, a curing catalyst and, if necessary, other additives, and then rolling them. be able to.

【0116】硬化剤としては、エポキシ樹脂を使用する
場合には、フェノール樹脂を使用することが好ましい。
また、充填材としては、石英フィラ、溶融フィラ等が挙
げられ、フィラの粒径は、0.1〜200μm程度とす
ることができる。硬化触媒としては、例えば、トリフェ
ニルホスフィン、ヘプタデシルイミダゾール、および
N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン等が挙げられ
る。
As the curing agent, when an epoxy resin is used, it is preferable to use a phenol resin.
Further, examples of the filler include a quartz filler and a fused filler, and the particle size of the filler can be about 0.1 to 200 μm. Examples of the curing catalyst include triphenylphosphine, heptadecylimidazole, N, N-dimethylcyclohexylamine, and the like.

【0117】本発明の電子回路装置に用いられる樹脂シ
ートは、厚さ方向における熱膨張係数を段階的に変化さ
せて傾斜を与えたものであり、この樹脂シートにおける
熱膨張係数の値は、パッケージ基板および回路配線基板
の熱膨張係数の値の間であることが好ましい。
The resin sheet used in the electronic circuit device of the present invention is one in which the coefficient of thermal expansion in the thickness direction is changed stepwise to give an inclination, and the value of the coefficient of thermal expansion in this resin sheet is the package. It is preferably between the values of the coefficient of thermal expansion of the board and the circuit wiring board.

【0118】樹脂シートの厚さ方向での熱膨張係数の値
は、前述の充填材の量をシートの厚さ方向で段階的に変
えることによって変化させることができ、熱膨張係数を
段階的に変化させた複数のシートを積層して製造するこ
とが好ましい。この場合、積層されるシートの枚数は多
いほど好ましいが、少なくとも3層あれば、バンプ接続
部に発生する応力を緩和することができる。
The value of the coefficient of thermal expansion in the thickness direction of the resin sheet can be changed by changing the amount of the above-mentioned filler stepwise in the thickness direction of the sheet, and the coefficient of thermal expansion can be changed stepwise. It is preferable to manufacture by laminating a plurality of changed sheets. In this case, it is preferable that the number of sheets to be laminated is large, but if there are at least three layers, the stress generated in the bump connecting portion can be relieved.

【0119】また、樹脂シートにおける熱膨張係数の変
化の方向は、パッケージ基板と回路配線基板との熱膨張
係数に応じて選択することができる。例えば、ガラスエ
ポキシ製(熱膨張係数:40×10-6ppm/℃)の回
路配線基板の上に、AlN(熱膨張係数:5×10-6
pm/℃)基板で構成されるパッケージを実装する場合
には、パッケージ基板側から回路配線基板側に向けて樹
脂シートの熱膨張係数を増加させると、応力を分散し、
パッケージ基板裏面のバンプ形成面および回路配線基板
表面のパッシベーション膜の剥離を防止することができ
る。樹脂シートにおける熱膨張係数の変化の方向が逆の
場合には、パッケージが搭載される部分の回路配線基板
部分の反りを小さくできるという効果が得られるのでよ
り好ましい。
The direction of change of the coefficient of thermal expansion of the resin sheet can be selected according to the coefficient of thermal expansion of the package board and the circuit wiring board. For example, on a circuit wiring board made of glass epoxy (coefficient of thermal expansion: 40 × 10 −6 ppm / ° C.), AlN (coefficient of thermal expansion: 5 × 10 −6 p
pm / ° C) When mounting a package composed of a board, increasing the thermal expansion coefficient of the resin sheet from the package board side toward the circuit wiring board side disperses the stress,
It is possible to prevent the bump formation surface on the back surface of the package substrate and the passivation film on the circuit wiring board surface from peeling off. When the direction of change of the thermal expansion coefficient in the resin sheet is opposite, it is more preferable because the effect of reducing the warp of the circuit wiring board portion of the portion where the package is mounted can be obtained.

【0120】なお、パッケージ基板の熱膨張係数と回路
配線基板の熱膨張係数との関係が上述と逆の場合には、
樹脂シートにおける熱膨張係数の変化の方向も逆とする
ことが好ましい。
When the relationship between the coefficient of thermal expansion of the package substrate and the coefficient of thermal expansion of the circuit wiring board is opposite to the above,
It is preferable that the direction of change of the coefficient of thermal expansion in the resin sheet is also opposite.

【0121】前述の樹脂シートは、その寸法を縦横寸法
が搭載するパッケージ基板の縦横寸法に比較して20%
〜40%大きくすることが好ましい。この範囲内である
と、パッケージ基板と回路配線基板の熱膨張係数の相異
に起因して発生する応力を、4辺均一に分散させること
によって、一辺に集中するのを避けることができるの
で、パッケージが回路配線基板から剥離することを防止
できる。
The above-mentioned resin sheet has a dimension of 20% compared with the vertical and horizontal dimensions of the package substrate on which it is mounted.
It is preferable to increase by 40%. Within this range, stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the package board and the circuit wiring board can be uniformly distributed on four sides, so that the stress can be prevented from being concentrated on one side. It is possible to prevent the package from peeling off from the circuit wiring board.

【0122】なお、樹脂シートの厚さは、バンプ電極の
寸法に応じて適宜選択することができ、特に限定される
ものではない。
The thickness of the resin sheet can be appropriately selected according to the size of the bump electrode and is not particularly limited.

【0123】本発明の電子回路装置に用いられる樹脂シ
ートは、図7(a)に示すように、パッケージのバンプ
に対応した位置に貫通孔41を設けることが好ましい。
なお、A−A´における断面を図7(b)に示す。樹脂
シート40には、貫通孔41が形成されているので、パ
ッケージ基板のバンプ電極と回路配線基板のパッド電極
との間に樹脂が残留することなく、より確実に接続する
ことができる。
The resin sheet used in the electronic circuit device of the present invention is preferably provided with through holes 41 at positions corresponding to the bumps of the package, as shown in FIG. 7 (a).
A cross section taken along the line AA ′ is shown in FIG. Since the resin sheet 40 has the through-holes 41 formed therein, the bump electrodes of the package substrate and the pad electrodes of the circuit wiring substrate do not remain in the resin and can be connected more reliably.

【0124】バンプ電極のはんだ組成が共晶組成に近く
融点が低い場合には、加圧時にはんだが変形してバンプ
電極と回路配線基板の電極パッドとの接触が不完全とな
るおそれがあるが、樹脂シートに貫通孔を設けることに
よって、このような接触不良は防止される。したがっ
て、バンプ電極と電極パッドとを確実に電気的に接続す
ることができる。
When the solder composition of the bump electrode is close to the eutectic composition and has a low melting point, the solder may be deformed during pressurization, resulting in incomplete contact between the bump electrode and the electrode pad of the circuit wiring board. By providing the through holes in the resin sheet, such contact failure can be prevented. Therefore, the bump electrode and the electrode pad can be surely electrically connected.

【0125】貫通孔は、バンプ電極の直径と同寸法で形
成することが好ましいが、±5μm程度の差があっても
よい。
The through holes are preferably formed to have the same size as the diameter of the bump electrodes, but there may be a difference of about ± 5 μm.

【0126】このような貫通孔は、エッチングを用いて
樹脂シートに形成することができるが、100μmピッ
チ以上の孔の場合には、プレスを用いた一括法で孔開け
することが望ましい。
Such through-holes can be formed in the resin sheet by etching, but in the case of holes having a pitch of 100 μm or more, it is desirable that the through-holes be formed by a batch method using a press.

【0127】さらにバンプピッチが狭いパッケージを回
路配線基板に実装する場合には、前述の貫通孔を有する
シートを用いても、バンプ電極と電極パッドとの接続が
不完全となるので、バンプ電極高さを高くした高アスペ
クト比バンプを形成するのが困難になる場合がある。
Further, when a package having a narrow bump pitch is mounted on a circuit wiring board, even if the above-mentioned sheet having through holes is used, the connection between the bump electrode and the electrode pad becomes incomplete, so that the bump electrode height is high. It may be difficult to form high aspect ratio bumps with increased height.

【0128】このような場合には、図7(c)に示すよ
うに、バンプ電極の対応する位置に設けられた貫通孔4
1中に金属導体43が埋め込まれた樹脂シートを用いる
ことが好ましい。これによって、樹脂シート中にはんだ
バンプを埋設する必要がなくなり、バンプ電極と回路配
線基板の電極パッドとの接続を確実に実施できる。な
お、この場合、樹脂シート中に埋設されている金属導体
の上部が、接続するはんだ体積量より大きい体積で、樹
脂平坦面より若干凹形状を有していることが望ましい。
In such a case, as shown in FIG. 7C, the through holes 4 provided at the corresponding positions of the bump electrodes.
It is preferable to use a resin sheet in which the metal conductor 43 is embedded in 1. As a result, it is not necessary to embed the solder bumps in the resin sheet, and the bump electrodes and the electrode pads of the circuit wiring board can be reliably connected. In this case, it is desirable that the upper portion of the metal conductor embedded in the resin sheet has a volume larger than the volume of solder to be connected and is slightly concave from the flat surface of the resin.

【0129】貫通孔に埋め込まれる金属としては、バン
プと同じ組成のはんだが最も望ましいが、バンプと同じ
Pb/Snはんだであれば、任意の組成のはんだを使用
することができる。場合によっては、Au,Cu,N
i,Ag,Ti,あるいはこれらの組み合わせによる積
層金属を用いることもできる。
As the metal to be embedded in the through hole, the solder having the same composition as the bump is most desirable, but any Pb / Sn solder having the same composition as the bump can be used. In some cases, Au, Cu, N
A laminated metal made of i, Ag, Ti, or a combination thereof can also be used.

【0130】次に、図面を参照して、上述の樹脂シート
を用いた本発明の電子回路装置の製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the electronic circuit device of the present invention using the above resin sheet will be described with reference to the drawings.

【0131】図8〜9に、本発明の電子回路装置の製造
工程を表わす断面図を示す。
8 to 9 are sectional views showing manufacturing steps of the electronic circuit device of the present invention.

【0132】まず、図8(a)に示すように、回路配線
基板28をヒータ32で加熱し、その実装面には、未硬
化性の樹脂シート30を、例えば、10kg/mm2
加圧しつつ配置する。これによって、樹脂シート30を
回路配線基板28の表面に接着することができ、位置合
わせ後に樹脂シートが所定の位置から移動することはな
い。
First, as shown in FIG. 8A, the circuit wiring board 28 is heated by the heater 32, and the uncured resin sheet 30 is pressed onto the mounting surface thereof at, for example, 10 kg / mm 2. While arranging. Thereby, the resin sheet 30 can be adhered to the surface of the circuit wiring board 28, and the resin sheet does not move from a predetermined position after the alignment.

【0133】次に、ハーフミラーを有して位置合わせを
行うボンダーを用いて、図8(b)に示すように、回路
配線基板28上に配置された樹脂シート30の上に、B
GAパッケージ21のバンプ電極25と、回路配線基板
28の対応する電極パッド29とを位置合わせする。な
お、回路配線基板28下のヒータ32およびパッケージ
を保持するコレット34は、180℃に加熱されている
が、バンプ電極25は共晶温度より低いため、はんだバ
ンプ電極が溶融することはない。
Next, using a bonder having a half mirror to perform alignment, as shown in FIG. 8B, the resin sheet 30 arranged on the circuit wiring board 28 is placed on the resin sheet 30.
The bump electrodes 25 of the GA package 21 are aligned with the corresponding electrode pads 29 of the circuit wiring board 28. The heater 32 under the circuit wiring board 28 and the collet 34 holding the package are heated to 180 ° C. However, since the bump electrode 25 is lower than the eutectic temperature, the solder bump electrode does not melt.

【0134】続いて、図9(a)に示すように、コレッ
トを下方に移動し、半溶融した樹脂シート30中にバン
プ電極25が配置するように、例えば、30kg/mm
2 で加圧して、パッケージ21のバンプ電極25と回路
配線基板28の電極パッド29とを接触させる。さらに
温度を上昇させることによってはんだを溶融し、回路配
線基板28の電極パッド29とバンプ電極25とを接続
する。
Subsequently, as shown in FIG. 9A, the collet is moved downward so that the bump electrode 25 is arranged in the semi-molten resin sheet 30, for example, 30 kg / mm.
The pressure is applied by 2 to bring the bump electrode 25 of the package 21 into contact with the electrode pad 29 of the circuit wiring board 28. By further raising the temperature, the solder is melted and the electrode pad 29 of the circuit wiring board 28 and the bump electrode 25 are connected.

【0135】以上の工程を実施することにより、図9
(b)に示す電子回路装置35が得られる。
By carrying out the above steps, FIG.
The electronic circuit device 35 shown in (b) is obtained.

【0136】なお、上述の製造方法では、ボンディング
ワイヤーによって半導体チップがパッケージ基板に実装
されたBGAパッケージを回路配線基板に実装したが、
半導体チップの実装方法は、これに限定されるものでは
ない。例えば、フリップチップ実装法により半導体チッ
プが接続されたBGAパッケージを用いることもでき、
この場合に得られる電子回路装置の例を図10に示す。
なお、この場合には、図示するように、半導体チップ2
3とパッケージ基板22の隙間には、樹脂38が配置さ
れていることが望ましい。
In the manufacturing method described above, the BGA package in which the semiconductor chip is mounted on the package board by the bonding wire is mounted on the circuit wiring board.
The method of mounting the semiconductor chip is not limited to this. For example, a BGA package in which semiconductor chips are connected by a flip chip mounting method can also be used,
An example of the electronic circuit device obtained in this case is shown in FIG.
In this case, as shown in FIG.
It is desirable that a resin 38 be disposed in the gap between the package 3 and the package substrate 22.

【0137】[0137]

【作用】本発明の樹脂封止型半導体装置は、成形後の弾
性率とTanδとを限定した樹脂を用いて封止している
ので、反りを低減したBGAパッケージを得ることがで
き、実装時の不良発生率を大幅に低減できる。
The resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is encapsulated with a resin having a limited elastic modulus and tan δ after molding, so that a BGA package with reduced warpage can be obtained. The defect occurrence rate of can be significantly reduced.

【0138】特に、成形後の形に近いように予めシート
状に加工した樹脂を使用する場合には、成形時の樹脂の
移動距離がトランスファ成形法に比べて非常に小さく、
しかも樹脂を流すためのランナーなどを設ける必要がな
いので、樹脂の粘度を高めることができる。したがっ
て、未硬化樹脂をシート状に加工し、プレス金型内で半
導体素子に加熱・加圧しながら硬化させて封止すること
によって、基板の反りを防止するとともに、バリの発生
を防止することもできる。
In particular, when using a resin which is preliminarily processed into a sheet shape so that it has a shape close to that after molding, the moving distance of the resin during molding is much smaller than in the transfer molding method.
Moreover, since it is not necessary to provide a runner for flowing the resin, the viscosity of the resin can be increased. Therefore, by processing the uncured resin into a sheet shape and curing it while heating and pressing the semiconductor element in the press die while sealing it, it is possible to prevent warpage of the substrate and also to prevent burrs from occurring. it can.

【0139】さらに、低弾性率化によるパッケージの熱
時強度の低下で、トランスファ法では困難となる搬送や
エジェクトの問題を、シートを用いた方法では金型の平
面でエジェクトする方法を採用することにより解決でき
る。
Further, the problem of conveyance and ejection which is difficult in the transfer method due to the decrease in the heat strength of the package due to the low elastic modulus, and the method of ejecting in the plane of the mold in the method using the sheet should be adopted. Can be solved by

【0140】樹脂の物性を限定しない場合でも、一方の
面に収縮防止板を取り付けた樹脂シートを用いることに
よって、半導体素子を実装した基板と前記収縮防止板と
の間に挟まれた状態で樹脂を硬化させることができるの
で、反りを防止したパッケージが得られる。
Even when the physical properties of the resin are not limited, by using a resin sheet having a shrinkage prevention plate attached to one surface thereof, the resin sheet is sandwiched between the substrate on which the semiconductor element is mounted and the shrinkage prevention plate. Since it can be cured, a package in which warpage is prevented can be obtained.

【0141】したがって本発明によれば、樹脂封止型半
導体装置の信頼性を長期にわたって保証することができ
る。
Therefore, according to the present invention, the reliability of the resin-encapsulated semiconductor device can be guaranteed for a long period of time.

【0142】また、本発明の電子回路装置においては、
BGAパッケージ基板と回路配線基板との間に、厚さ方
向における熱膨張係数に傾斜を有する樹脂シートを配置
しているので、バンプ接続部に発生する応力を段階的に
緩和することができる。その結果、電子回路装置の信頼
性寿命を向上させることが可能になる。
In the electronic circuit device of the present invention,
Since the resin sheet having the slope of the thermal expansion coefficient in the thickness direction is arranged between the BGA package substrate and the circuit wiring substrate, the stress generated in the bump connecting portion can be gradually relaxed. As a result, the reliability life of the electronic circuit device can be improved.

【0143】さらに、未硬化樹脂を予めシート状に成形
して使用しているので、間隙に液体状樹脂を含浸させる
場合にように長時間を必要としなくなり、製造コストの
削減にもつながる。このように樹脂をシート状に成形す
ることによって、樹脂中に含有されるフィラの粒径が大
きい場合でも、BGAパッケージと回路配線基板との間
に容易に樹脂を配置することができる。
Further, since the uncured resin is molded into a sheet in advance and used, it does not require a long time as in the case of impregnating the liquid resin in the gap, which leads to a reduction in manufacturing cost. By molding the resin into a sheet shape in this manner, the resin can be easily arranged between the BGA package and the circuit wiring board even if the particle size of the filler contained in the resin is large.

【0144】液体状の樹脂を用いた場合には、含浸が充
分でないために、パッケージ基板と回路配線基板との間
隙部分に樹脂を均一に配置することが困難であるばかり
でなく、間隙部分にボイドが残ることに起因して十分な
信頼性が得られないという問題があったが、本発明にお
いては、寸法が定められた未硬化性の樹脂シートを回路
配線基板上に配置した後、この樹脂シートの上にパッケ
ージを搭載して圧力を加えながら封止を行うので、樹脂
を間隙部分に均一に配置することができ、しかも、ボイ
ドが残ることもない。
When a liquid resin is used, it is difficult to uniformly dispose the resin in the gap between the package substrate and the circuit wiring board because the impregnation is not sufficient. Although there is a problem that sufficient reliability cannot be obtained due to the remaining voids, in the present invention, after arranging the uncured resin sheet with the determined dimensions on the circuit wiring board, Since the package is mounted on the resin sheet and sealing is performed while applying pressure, the resin can be uniformly arranged in the gap portion, and voids do not remain.

【0145】したがって、バンプ接続部に発生する応力
歪みを低減して、電子回路装置の信頼性を向上させるこ
とができる。
Therefore, it is possible to reduce the stress strain generated in the bump connection portion and improve the reliability of the electronic circuit device.

【0146】[0146]

【実施例】以下、本発明の具体例を示して、本発明をよ
り詳細に説明する。
The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.

【0147】(実施例I)まず、原料として、以下に示
す各成分を用い、それぞれに示す割合で配合し樹脂シー
トを作成した。
(Example I) First, the following components were used as raw materials and mixed in the respective proportions to prepare a resin sheet.

【0148】(樹脂1)シリコンゴムとしてのジメチル
ポリシロキサン(東芝シリコーン社製、TSE200)
100部に、加硫剤としての有機過酸化物であるベンゾ
イルパーオキサイドを3部加え、さらに充填材として溶
融シリカ(GR−80AK)を350部、シランカップ
リング剤としてA−187(UCC社製)を3.5部、
着色剤としてカーボンブラック(CB−30)を1.5
部加え、各成分を2本ロールを用い45℃で混練して、
未硬化シリコンゴム組成物を得た。
(Resin 1) Dimethyl polysiloxane as silicone rubber (TSE200, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.)
To 100 parts, 3 parts of benzoyl peroxide which is an organic peroxide as a vulcanizing agent was added, 350 parts of fused silica (GR-80AK) was further used as a filler, and A-187 (manufactured by UCC) as a silane coupling agent. ) 3.5 parts,
Carbon black (CB-30) as a colorant is added to 1.5
Parts, each component was kneaded using a two-roll at 45 ° C,
An uncured silicone rubber composition was obtained.

【0149】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
2.5×108 Paであり、熱膨張率は3.3×105
(1/K)であり、Tanδは0.22であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding was 2.5 × 10 8 Pa, and the coefficient of thermal expansion was 3.3 × 10 5.
(1 / K) and Tan δ was 0.22.

【0150】(樹脂2)弗素ゴムとしてビニリデンフロ
ライドとヘキサフルオロプロピレン(デュポン社製、V
iton A)を100部用い、加硫剤として過酸化物
である過酸化ベンゾイルを2.5部加え、さらに充填材
として溶融シリカ(GR−80AK)を350部、シラ
ンカップリング剤としてA−187(UCC社製)を
3.5部、着色剤としてカーボンブラック(CB−3
0)を1.5部加え、各成分を2本ロールを用い130
℃で混練して、未硬化弗素ゴム組成物を得た。
(Resin 2) Vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as fluororubber (manufactured by DuPont, V
100 parts of iton A), 2.5 parts of benzoyl peroxide which is a peroxide as a vulcanizing agent, 350 parts of fused silica (GR-80AK) as a filler, and A-187 as a silane coupling agent. (UCC) 3.5 parts, carbon black (CB-3 as a colorant
0) 1.5 parts were added, and each component was used for 130 minutes using a two-roll mill.
The mixture was kneaded at 0 ° C. to obtain an uncured fluororubber composition.

【0151】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
3.0×108 Paであり、熱膨張率は3.1×105
(1/K)であり、Tanδは0.25であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding was 3.0 × 10 8 Pa, and the thermal expansion coefficient was 3.1 × 10 5.
(1 / K) and Tan δ was 0.25.

【0152】(樹脂3)エポキシ樹脂としてESX−2
21(住友化学製、エポキシ当量220、軟化点85
℃)を70部、難燃性エポキシ樹脂としてAER−74
5(旭化成社製、臭素化エポキシ樹脂)を30部、フェ
ノール樹脂としてXL−225L(三井東圧化学製、フ
ェノールアラルキル樹脂、軟化点84℃、水酸基当量1
80)を56部、シランカップリング剤としてA−18
7(UCC社製)を3.5部、着色剤としてカーボンブ
ラック(CB−30)を1.5部、硬化促進剤としてC
17Z(四国化成製、ヘプタデシルイミダゾール)を2
部、シリコーンゲルとして加熱硬化タイプ付加型シリコ
ーンゲルを14部、MBS平均粒径30μmを45部、
離型剤としてエステルワックスを2部、難燃剤として三
酸化アンチモンを14部、充填材として溶融シリカGR
−80AKを370部用いた。シリコーンゲルおよびM
BSは予め硬化剤に分散させて用いた。すなわち、万能
混合機中でフェノール樹脂を軟化点以上の温度で加熱溶
融し、シリコーンゲルおよびMBS粉末を添加した後、
撹拌・混合し、さらに3本ロールにて混練し、均一に分
散させ、最大粒子径を小さくした。その後、各成分を2
本ロールで混練して、未硬化樹脂組成物を得た。
(Resin 3) ESX-2 as an epoxy resin
21 (Sumitomo Chemical, epoxy equivalent 220, softening point 85
C) 70 parts, AER-74 as flame retardant epoxy resin
5 (Asahi Kasei Co., brominated epoxy resin) 30 parts, as a phenol resin XL-225L (Mitsui Toatsu Chemicals, phenol aralkyl resin, softening point 84 ° C., hydroxyl group equivalent 1
80) 56 parts, A-18 as a silane coupling agent
7 (manufactured by UCC) 3.5 parts, carbon black (CB-30) 1.5 parts as a colorant, and C as a curing accelerator.
17Z (Shikoku Kasei, heptadecyl imidazole) 2
Parts, 14 parts of heat-curing type addition type silicone gel as silicone gel, 45 parts of MBS average particle size 30 μm,
2 parts ester wax as a release agent, 14 parts antimony trioxide as a flame retardant, fused silica GR as a filler
370 parts of -80AK were used. Silicone gel and M
BS was used after being dispersed in a curing agent in advance. That is, after heating and melting the phenol resin at a temperature above the softening point in a universal mixer and adding the silicone gel and MBS powder,
The mixture was stirred and mixed, further kneaded with a three-roll mill, and uniformly dispersed to reduce the maximum particle size. Then, add each ingredient to 2
This roll was kneaded to obtain an uncured resin composition.

【0153】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
2.40×109 Paであり、熱膨張率は2.4×10
5 (1/K)であり、Tanδは0.13であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding was 2.40 × 10 9 Pa, and the coefficient of thermal expansion was 2.4 × 10.
5 (1 / K) and Tan δ was 0.13.

【0154】(樹脂4)シリコーンゲルとして、加熱硬
化タイプ付加型シリコーンゲルを12部、MBS平均粒
径30μmを40部用いた以外は、前述の樹脂組成3と
同様の配合で未硬化樹脂組成物を得た。
(Resin 4) An uncured resin composition having the same composition as the resin composition 3 described above except that 12 parts of a heat-curing type addition type silicone gel and 40 parts of an MBS average particle size of 30 μm were used as the silicone gel. Got

【0155】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
3.80×109 Paであり、熱膨張率は2.2×10
5 (1/K)であり、Tanδは0.09であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding was 3.80 × 10 9 Pa, and the thermal expansion coefficient was 2.2 × 10.
5 (1 / K) and Tan δ was 0.09.

【0156】(樹脂5)シリコーンゲルとして、加熱硬
化タイプ付加型シリコーンゲルを10部、MBS平均粒
径30μmを30部用いた以外は、前述の樹脂組成3と
同様の配合で未硬化樹脂組成物を得た。
(Resin 5) An uncured resin composition having the same composition as the resin composition 3 described above except that 10 parts of a heat-curing type addition type silicone gel and 30 parts of an MBS average particle size of 30 μm were used as the silicone gel. Got

【0157】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
6.10×109 Paであり、熱膨張率は2.0×10
5 (1/K)であり、Tanδは0.06であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding was 6.10 × 10 9 Pa, and the coefficient of thermal expansion was 2.0 × 10.
5 (1 / K) and Tan δ was 0.06.

【0158】(樹脂6)シリコーンゲルとして、加熱硬
化タイプ付加型シリコーンゲルを7部、MBS平均粒径
30μmを10部用いた以外は、前述の樹脂組成3と同
様の配合で未硬化樹脂組成物を得た。
(Resin 6) An uncured resin composition having the same composition as the resin composition 3 described above except that 7 parts of a heat-curing type addition type silicone gel and 10 parts of an MBS average particle size of 30 μm were used as the silicone gel. Got

【0159】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
1.20×1010Paであり、熱膨張率は1.8×10
5 (1/K)であり、Tanδは0.04であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding is 1.20 × 10 10 Pa, and the thermal expansion coefficient is 1.8 × 10.
5 (1 / K) and Tan δ was 0.04.

【0160】(樹脂7)シリコーンゲルとして、加熱硬
化タイプ付加型シリコーンゲルを2部、MBS平均粒径
30μmを5部用いた以外は、前述の樹脂組成3と同様
の配合で未硬化樹脂組成物を得た。
(Resin 7) An uncured resin composition having the same composition as the resin composition 3 described above except that 2 parts of a heat-curing type addition type silicone gel and 5 parts of an MBS average particle size of 30 μm were used as the silicone gel. Got

【0161】この樹脂の成型後の室温における弾性率は
1.60×1010Paであり、熱膨張率は1.4×10
5 (1/K)であり、Tanδは0.03であった。
The elastic modulus of this resin at room temperature after molding was 1.60 × 10 10 Pa, and the thermal expansion coefficient was 1.4 × 10.
5 (1 / K) and Tan δ was 0.03.

【0162】上述の樹脂1〜7の組成物を、それぞれプ
レスを用いて所定の厚さのシートに圧延し、さらに80
0μmの厚さまで圧延して一枚の樹脂シートを得た。次
に、加熱したシートに冷えた刃を押し当てることによっ
て、32mm×32mmの大きさに切断した。
The above-mentioned compositions of resins 1 to 7 were rolled into sheets each having a predetermined thickness by using a press, and further 80
Rolled to a thickness of 0 μm to obtain one resin sheet. Next, the sheet was cut into a size of 32 mm × 32 mm by pressing a cooled blade against the heated sheet.

【0163】(実施例I−1)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂1の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で182℃、1分間加
熱圧着した。さらに、190℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。得られたパッケージの樹脂部
の大きさは、35mm×35mmであり、その厚さは1
200μmであった。
(Example I-1) BGA (output / input terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
(15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of Resin 1 was placed on it, and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in a press die. Furthermore, after-curing was performed at 190 ° C. for 8 hours to obtain a package. The size of the resin portion of the obtained package is 35 mm × 35 mm, and the thickness is 1
It was 200 μm.

【0164】その後、はんだリフローによって、パッケ
ージを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装
後のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0165】(実施例I−2)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂2の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で190℃、3分間加
熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。
(Example I-2) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
(15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of Resin 2 was placed on it, and thermocompression bonding was performed in a press die at 190 ° C. for 3 minutes. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0166】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
ある。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size is 35 mm × 35 mm, and the thickness is 1200 μm.

【0167】その後、はんだリフローによって、パッケ
ージを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装
後のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0168】(実施例I−3)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂3の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で182℃、1分間加
熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。
(Embodiment I-3) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
(15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of Resin 3 was placed on it, and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in a press die. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0169】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1200 μm.

【0170】その後、はんだリフローによって、パッケ
ージを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装
後のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0171】(実施例I−4)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂4の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で182℃、1分間加
熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。
(Example I-4) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
(15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of Resin 4 was placed on the above, and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in a press die. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0172】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1200 μm.

【0173】その後、はんだリフローによって、パッケ
ージを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装
後のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
Thereafter, the package was mounted on a mounting board (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0174】(実施例I−5)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂5の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で182℃、1分間加
熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。
(Embodiment I-5) BGA (output / input terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
(15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of Resin 5 was placed on the sheet, and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in the press die. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0175】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1200 μm.

【0176】その後、はんだリフローによって、パッケ
ージを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装
後のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0177】(実施例I−6)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、AlN基板の熱膨張係数
0.4×10-5)の半導体チップ(15mm×15mm
×400μm)の上に樹脂1の組成の封止用樹脂シート
を配置し、182℃、1分間プレス金型で加熱圧着し
た。さらに、180℃で8時間アフターキュアして、パ
ッケージを得た。
(Embodiment I-6) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, semiconductor chip (15 mm × 15 mm) with AlN substrate thermal expansion coefficient 0.4 × 10 -5
A resin sheet for encapsulation having a composition of Resin 1 was placed on (× 400 μm) and thermocompression bonded with a press die at 182 ° C. for 1 minute. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0178】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1200 μm.

【0179】その後、はんだリフローによって、パッケ
ージを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装
後のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
Then, the package was mounted on a mounting board (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0180】(実施例I−7)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂6の組成の封止用樹
脂シート、および収縮防止板としての銅板(厚さ200
μm)を配置し、プレス金型内で182℃、1分間加熱
圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュアし
て、パッケージを得た。
(Embodiment I-7) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having a composition of resin 6 and a copper plate (thickness: 200) as a shrinkage prevention plate.
(μm) was placed and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in the press die. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0181】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1400μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1400 μm.

【0182】その後、はんだリフローによってパッケー
ジを実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装後
のパッケージと基板の間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting board (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0183】(実施例I−8)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂7の組成の封止用樹
脂シート、および収縮防止板としてのステンレス板(厚
さ200μm)を配置し、プレス金型内で182℃、1
分間加熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフター
キュアして、パッケージを得た。
(Embodiment I-8) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of resin 7 and a stainless plate (thickness 200 μm) as a shrinkage-preventing plate are placed, and at 182 ° C. in a press die,
It was thermocompression bonded for a minute. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0184】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1400μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1400 μm.

【0185】その後、はんだリフローによりパッケージ
を実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装後の
パッケージと基板の間隔は410μmであった。
Then, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by solder reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0186】(比較例I−1)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂6の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で182℃、1分間加
熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。
(Comparative Example I-1) BGA (output terminal 39
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
15 mm × 400 μm), a resin sheet for encapsulation having a composition of Resin 6 was placed, and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in a press die. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0187】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1200 μm.

【0188】その後、赤外線リフローによりパッケージ
を実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装後の
パッケージと基板との間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by infrared reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0189】(比較例I−2)BGA(出入力端子39
6ピン、1.5mmピッチ、ガラスエポキシ製基板の熱
膨張係数1.2×10-5)の半導体チップ(15mm×
15mm×400μm)の上に樹脂7の組成の封止用樹
脂シートを配置し、プレス金型内で182℃、1分間加
熱圧着した。さらに、180℃で8時間アフターキュア
して、パッケージを得た。
(Comparative Example I-2) BGA (output terminal 39)
6-pin, 1.5 mm pitch, glass epoxy substrate with a thermal expansion coefficient of 1.2 × 10 -5 semiconductor chip (15 mm ×
(15 mm × 400 μm), a sealing resin sheet having the composition of Resin 7 was placed on the sheet, and heat-pressed for 1 minute at 182 ° C. in the press die. Further, after-curing was performed at 180 ° C. for 8 hours to obtain a package.

【0190】得られたパッケージの樹脂部の大きさは、
35mm×35mmであり、その厚さは1200μmで
あった。
The size of the resin portion of the obtained package is
The size was 35 mm × 35 mm, and the thickness was 1200 μm.

【0191】その後、赤外線リフローによりパッケージ
を実装基板(ガラスエポキシ製)に実装した。実装後の
パッケージと基板の間隔は410μmであった。
After that, the package was mounted on a mounting substrate (made of glass epoxy) by infrared reflow. The distance between the package and the substrate after mounting was 410 μm.

【0192】以上の実施例I−1〜I−8、および比較
例I−1〜I−2で得られたパッケージ、実装後のパッ
ケージを用いて以下のような試験を行った。
The following tests were performed using the packages obtained in Examples I-1 to I-8 and Comparative Examples I-1 to I-2 and the package after mounting.

【0193】1)冷熱サイクル試験 作成したパッケージを冷熱サイクルに供し、デバイスの
動作特性をチェックして不良発生率を調べた。なお、冷
熱サイクルは、−65℃〜室温〜150℃を1サイクル
とし、これを100〜1000サイクル繰り返した。
1) Cold / heat cycle test The prepared package was subjected to a cold / heat cycle, and the operation characteristics of the device were checked to examine the defect occurrence rate. In addition, the cooling / heating cycle made 1 cycle from -65 degreeC-room temperature-150 degreeC, and repeated this for 100-1000 cycles.

【0194】2)実装後の冷熱サイクル試験 実装後のパッケージを冷熱サイクルに供し、デバイスの
動作特性をチェックして不良発生率を調べた。なお、冷
熱サイクルは、−65℃〜室温〜150℃を1サイクル
とし、これを100〜1000サイクル繰り返した。
2) Cooling / Heat Cycle Test After Mounting The package after mounting was subjected to a cooling / heating cycle, and the operating characteristics of the device were checked to check the defect occurrence rate. In addition, the cooling / heating cycle made 1 cycle from -65 degreeC-room temperature-150 degreeC, and repeated this for 100-1000 cycles.

【0195】3)パッケージの反り測定 パッケージの成型後の反りを図3(a)に示す方法で測
定した。
3) Warpage Measurement of Package The warpage of the package after molding was measured by the method shown in FIG.

【0196】4)実装後のパッケージの反り測定 パッケージの実装後の反りを図3(b)に示す方法で測
定した。
4) Warpage measurement of package after mounting The warpage of the package after mounting was measured by the method shown in FIG. 3 (b).

【0197】以上の試験および測定の結果を、下記表1
にまとめる。
The results of the above tests and measurements are shown in Table 1 below.
Put together.

【0198】[0198]

【表1】 表1に示したように、成形後の弾性率およびTanδが
所定の範囲である樹脂を用いた実施例I−1〜I−6の
パッケージは、反りの割合が小さく、6%を越えること
がないので、冷熱サイクル試験での不良はほどんど発生
しない。反りの割合は、実装後にはより小さくなるの
で、冷熱サイクル試験における不良発生率は低く、信頼
性が非常に良好である。
[Table 1] As shown in Table 1, the packages of Examples I-1 to I-6 in which the resins having the elastic modulus after molding and Tan δ within the predetermined ranges are used have a small warp ratio, which may exceed 6%. Since it does not exist, defects in the thermal cycle test rarely occur. Since the warpage rate becomes smaller after mounting, the defect occurrence rate in the thermal cycle test is low and the reliability is very good.

【0199】板材を取り付けた樹脂シートを用いた実施
例I−7および実施例I−8のパッケージの場合も同様
に、反りの割合が小さいので、冷熱サイクル試験、実装
後の冷熱サイクル試験において不良発生率が低く、高い
信頼性が得られたことがわかる。
Similarly, in the case of the packages of Examples I-7 and I-8 using the resin sheet to which the plate material is attached, since the warpage ratio is small, it is defective in the thermal cycle test and the thermal cycle test after mounting. It can be seen that the occurrence rate is low and high reliability is obtained.

【0200】これに対して、成形後の弾性率およびTa
nδが本発明の範囲外である樹脂6および7を用いた比
較例I−1〜I−2は、200時間の冷熱サイクル試験
で不良が発生しており、十分な信頼性が得られていな
い。これらの比較例のパッケージは、いずれも反りの割
合が10%程度と大きく、この大きな反りに起因して、
不良発生率が高いことがわかる。また、実装後における
冷熱サイクル試験での不良発生率も高い。
On the other hand, the elastic modulus and Ta after molding
Comparative Examples I-1 and I-2 using Resins 6 and 7 in which nδ is outside the range of the present invention are defective in the 200-hour cooling / heating cycle test, and sufficient reliability is not obtained. . The packages of these comparative examples all have a large warpage ratio of about 10%, and due to this large warpage,
It can be seen that the defect occurrence rate is high. Further, the defect occurrence rate in the thermal cycle test after mounting is also high.

【0201】(実施例II)以下、本発明の具体例を示
し、本発明の電子回路装置をより詳細に説明する。
(Example II) The electronic circuit device of the present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.

【0202】(樹脂シートの製造)まず、クレゾールノ
ボラックタイプのエポキシ樹脂(EOCN−195X
L;住友化学社製)100重量部、硬化剤としてのフェ
ノール樹脂54重量部、充填剤としての溶融シリカ35
0重量部、触媒としてのベンジルジメチルアミン0.5
重量部、その他の添加剤としてカーボンブラック3重量
部、およびシランカップリング剤3重量部を粉砕、混
合、溶融してロールにかけ、さらにこれを35×35m
mにカットして厚さ50μmの未硬化性樹脂シートを作
製した。得られた樹脂シートをシートaとした。
(Production of Resin Sheet) First, a cresol novolac type epoxy resin (EOCN-195X) is used.
L; manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight, phenol resin 54 parts by weight as a curing agent, fused silica 35 as a filler
0 parts by weight, 0.5 benzyldimethylamine as a catalyst
Parts by weight, 3 parts by weight of carbon black as another additive, and 3 parts by weight of a silane coupling agent are crushed, mixed, melted and rolled, and further 35 × 35 m
It was cut into m to prepare an uncured resin sheet having a thickness of 50 μm. The obtained resin sheet was designated as sheet a.

【0203】さらに、溶融シリカの割合を変える以外
は、前述と同様の組成で同様の膜厚の2種類のシートを
作製した。なお、溶融シリカの割合は、それぞれ200
重量部および100重量部とし、得られた樹脂シートを
それぞれシートbおよびcとした。
Further, two kinds of sheets having the same composition and the same film thickness as the above except that the ratio of the fused silica was changed were prepared. The ratio of fused silica is 200 for each.
The resin sheets thus obtained were designated as sheets b and c, respectively.

【0204】樹脂シートa〜cの熱膨張係数は、それぞ
れ以下のとおりであった。
The thermal expansion coefficients of the resin sheets a to c were as follows.

【0205】 シリカ含有量(重量部) 熱膨張係数(ppm/℃) 樹脂シートa 350 26×10-6 樹脂シートb 200 31×10-6 樹脂シートc 100 36×10-6 このような熱膨張係数を有する樹脂シートa、bおよび
cを、この順番で積層し、150μmの厚さを有する実
装用樹脂シートを得た。なお、積層する際には、温度を
硬化温度以上に保持しないことによって、樹脂を未硬化
状態に保つ。溶融シリカの含有量が積層方向で互いに異
なるため、厚さ方向において熱膨張係数を段階的に異に
した実装用樹脂シートが得られる。
Silica content (parts by weight) Coefficient of thermal expansion (ppm / ° C.) Resin sheet a 350 26 × 10 −6 Resin sheet b 200 31 × 10 −6 Resin sheet c 100 36 × 10 −6 Such thermal expansion The resin sheets a, b and c having a coefficient were laminated in this order to obtain a mounting resin sheet having a thickness of 150 μm. When laminating, the resin is kept in an uncured state by not keeping the temperature higher than the curing temperature. Since the contents of fused silica differ from each other in the laminating direction, it is possible to obtain a mounting resin sheet in which the thermal expansion coefficients differ stepwise in the thickness direction.

【0206】この実装用樹脂シートの熱膨張係数が小さ
い側(樹脂シートa)がガラスエポキシ製基板に接する
ように配置し、予め半導体チップを表面に実装したBG
Aパッケージを、前述の図7および8に示す工程により
ガラスエポキシ製基板に実装し、得られた電子回路装置
を実施例II−1とした。
[0206] This mounting resin sheet is arranged such that the side having a small thermal expansion coefficient (resin sheet a) is in contact with the glass epoxy substrate, and the semiconductor chip is mounted on the surface in advance.
The A package was mounted on a glass epoxy substrate by the steps shown in FIGS. 7 and 8 described above, and the obtained electronic circuit device was designated as Example II-1.

【0207】なお、パッケージ基板としては、30mm
角で裏面に256ピンの端子を有するAlN製を使用し
た。ここで、パッケージ基板であるAlN、およびモジ
ュール基板であるガラスエポキシの熱膨張係数は、それ
ぞれ、5×10-6(ppm/℃)および40×10
-6(ppm/℃)である。
The package substrate is 30 mm
An AlN product having terminals with 256 pins on the back surface at the corners was used. Here, the thermal expansion coefficients of AlN, which is a package substrate, and glass epoxy, which is a module substrate, are 5 × 10 −6 (ppm / ° C.) and 40 × 10 5, respectively.
-6 (ppm / ° C).

【0208】さらに、前述とは逆に、実装用樹脂シート
の熱膨張係数が大きい側(樹脂シートc)がガラスエポ
キシ製基板に接するように配置した以外は同様にして、
実施例II−2の電子回路装置を製造した。
Further, contrary to the above, similarly, except that the side of the mounting resin sheet having the large thermal expansion coefficient (the resin sheet c) is arranged to be in contact with the glass epoxy substrate,
An electronic circuit device of Example II-2 was manufactured.

【0209】得られた電子回路装置について、冷熱サイ
クル試験を行ない、256ピンの中で1箇所でも接続が
オープンになった場合を不良として信頼性を評価した。
なお、サンプル数は1000個とし、−25℃(30
分)〜25℃(5分)〜125℃(30分)〜25℃
(5分)を1サイクルとして試験を行なった。サイクル
数と累積不良率との関係を、図11に示す。
A cooling / heating cycle test was conducted on the obtained electronic circuit device, and the reliability was evaluated as defective if the connection was opened even at one of 256 pins.
In addition, the number of samples is set to 1000, and -25 ° C (30
Min) -25 ° C (5 minutes) -125 ° C (30 minutes) -25 ° C
The test was conducted with (5 minutes) as one cycle. FIG. 11 shows the relationship between the number of cycles and the cumulative defective rate.

【0210】図11中、曲線aおよびbは、それぞれ実
施例II−1および実施例II−2の結果を表わす。
In FIG. 11, curves a and b represent the results of Example II-1 and Example II-2, respectively.

【0211】また、曲線c、dおよびeは、以下のよう
な条件で、実施例と同様のパッケージを同様のガラスエ
ポキシ製基板に実装して得られた比較例の電子回路装置
についての結果である。
Curves c, d, and e are the results for the electronic circuit device of the comparative example obtained by mounting the same package as the example on the same glass epoxy substrate under the following conditions. is there.

【0212】曲線c:樹脂シート用いず 曲線d:フィラを含有しない樹脂シート(厚さ150μ
m) 曲線e:フィラ含有量40%の樹脂シート(厚さ150
μm) 図11に示すように、本発明の電子回路装置(曲線aお
よびb)は、3000サイクルまでは不良が発生しない
ことがわかる。特に、熱膨張係数の大きなモジュール基
板に、実装用樹脂シートの熱膨張係数の小さい側が接す
るように配置した場合(曲線a)の場合には、不良の発
生が小さい。
Curve c: no resin sheet used Curve d: resin sheet containing no filler (thickness 150 μm
m) Curve e: resin sheet with a filler content of 40% (thickness 150
μm) As shown in FIG. 11, it can be seen that the electronic circuit device of the present invention (curves a and b) does not cause defects up to 3000 cycles. In particular, when the module substrate having a large coefficient of thermal expansion is arranged so that the side having a smaller coefficient of thermal expansion of the mounting resin sheet is in contact (curve a), the occurrence of defects is small.

【0213】これに対して、樹脂封止を行わなかった試
料(曲線c)は、500サイクルで不良が発生し、10
00サイクル以上で100%不良となった。
On the other hand, in the sample (curve c) which was not resin-sealed, a defect occurred after 500 cycles and 10
After 100 cycles or more, it became 100% defective.

【0214】樹脂シートを用いた場合(曲線d)、およ
び樹脂中にフィラを均一に含有させた場合(曲線e)に
は、曲線cと比較して信頼性が向上しているものの、3
000サイクルでの不良の発生率は、75%を越えてい
る。
When the resin sheet is used (curve d) and when the filler is uniformly contained in the resin (curve e), the reliability is improved as compared with the curve c, but 3
The incidence of defects at 000 cycles exceeds 75%.

【0215】次に、パッケージの周囲に存在する実装用
樹脂シートの寸法と、信頼性寿命との関係を、パッケー
ジ基板およびモジュール基板の材質を変化させて調べ
た。
Next, the relationship between the dimension of the mounting resin sheet existing around the package and the reliability life was examined by changing the materials of the package substrate and the module substrate.

【0216】図12に、得られた結果を示す。なお、試
料は、前述の実施例II−1と同様にして製造し、試料の
形状、個数、および信頼性試験環境は、いずれも前述の
図10場合と同様にして試験を行なった。信頼性は、累
積不良が50%を示すNf50で評価した。
FIG. 12 shows the obtained results. The sample was manufactured in the same manner as in Example II-1 described above, and the shape, number, and reliability test environment of the sample were all tested in the same manner as in the case of FIG. The reliability was evaluated by Nf 50 showing a cumulative failure of 50%.

【0217】曲線f、g、hおよびiは、それぞれ次の
ように、パッケージ基板とモジュール基板とを組み合わ
せた場合の結果を表わす。
Curves f, g, h and i represent the results when the package substrate and the module substrate are combined as follows, respectively.

【0218】 パッケージ基板 モジュール基板 曲線f AlN ガラスエポキシ 曲線g アルミナ ガラスエポキシ 曲線h ガラスエポキシ ガラスエポキシ 曲線i AlN ガラスエポキシ (但し、熱膨張係数が均一な樹脂を配置した) いずれの組み合わせについても、パッケージの周囲に存
在する樹脂シートの寸法が20%未満の場合には、パッ
ケージ基板から剥がれる不良が発生し、一方、樹脂シー
トの寸法が40%より大きい場合には、樹脂全体が回路
配線基板から剥がれる不良が発生した。パッケージの周
囲に存在する樹脂シートの寸法がパッケージの縦横寸法
に比較して20%〜40%の場合には、いずれの例にお
いても高い信頼性寿命が得られた。
Package Substrate Module Substrate Curve f AlN Glass Epoxy Curve g Alumina Glass Epoxy Curve h Glass Epoxy Glass Epoxy Curve i AlN Glass Epoxy (provided that a resin having a uniform coefficient of thermal expansion is placed) When the size of the resin sheet existing around is less than 20%, a defect of peeling from the package substrate occurs. On the other hand, when the size of the resin sheet is greater than 40%, the entire resin is peeled from the circuit wiring substrate. There has occurred. When the size of the resin sheet existing around the package was 20% to 40% of the vertical and horizontal sizes of the package, high reliability life was obtained in all examples.

【0219】続いて、パッケージの寸法と、信頼性寿命
Nf50の結果を調べ、図13に示した。なお、パッケー
ジの寸法を変える以外は、前述の実施例II−1と同様に
して電子回路装置を製造し、これについての測定結果を
曲線jで表わした。
Subsequently, the package dimensions and the results of the reliability life Nf 50 were examined, and the results are shown in FIG. An electronic circuit device was manufactured in the same manner as in Example II-1 except that the dimensions of the package were changed, and the measurement result thereof was represented by curve j.

【0220】さらに、本発明の実装用樹脂シートに代え
て50μmのフィラを50%添加した樹脂シートを用い
て実装した場合、および樹脂シートを用いずに実装した
場合について、同様に測定し、それぞれ曲線kおよびm
で表わした。
Further, the same measurement was carried out for the case of mounting using a resin sheet containing 50% of a filler of 50 μm in place of the resin sheet for mounting of the present invention and the case of mounting without using the resin sheet. Curves k and m
Expressed as

【0221】図13に示すように、本発明の電子回路装
置(曲線j)では、20mm角を越えるパッケージの場
合でも、不良はほとんど発生しないが、均一にフィラが
添加された樹脂を用いた場合(曲線k)では、15mm
角を越えると、不良の発生が多くなる。また、樹脂シー
トを用いずに実装した場合(曲線m)では、10mm角
を越えると不良の発生する。
As shown in FIG. 13, in the electronic circuit device of the present invention (curve j), defects are hardly generated even in the case of a package exceeding 20 mm square, but when a resin to which a filler is uniformly added is used. 15 mm for (curve k)
If the corner is exceeded, defects will often occur. In the case of mounting without using the resin sheet (curve m), a defect occurs when it exceeds 10 mm square.

【0222】図14には、パッケージに配置されるバン
プ数と、バンプ接続率との関係を表わす。
FIG. 14 shows the relationship between the number of bumps arranged in the package and the bump connection rate.

【0223】図中、曲線n1 は、前述の実施例II−1と
同様にして製造した電子回路装置についての結果を表わ
す。曲線o1 は、同様の実装用樹脂シートのバンプ部に
貫通孔を形成した場合の結果を表わし、さらに、曲線p
1 は、樹脂シートに設けられた貫通部に金属導体として
のはんだを埋め込んだ場合の結果を表わす。
In the figure, the curve n 1 represents the result for the electronic circuit device manufactured in the same manner as in Example II-1. The curve o 1 represents the result when a through hole is formed in the bump portion of the same mounting resin sheet, and further, the curve p
1 represents the result when the solder as the metal conductor is embedded in the penetrating portion provided in the resin sheet.

【0224】図14に示すように、熱膨張係数の差を有
する樹脂シートのみの場合(曲線n1 )は、バンプ電極
数が1000個を越えると接続率が低下し始めるが、貫
通孔が設けられたシートを用いた場合(曲線o1 )で
は、1500個のバンプ電極数までは、接続率が低下し
ない。さらに、貫通孔に金属導体が埋め込まれた樹脂シ
ートを用いた場合(曲線p1 )では、電極数が2000
個を越えても、バンプ接続率はほとんど低下しない。
As shown in FIG. 14, in the case of only resin sheets having a difference in thermal expansion coefficient (curve n 1 ), when the number of bump electrodes exceeds 1000, the connection rate begins to decrease, but the through holes are provided. In the case of using the obtained sheet (curve o 1 ), the connection rate does not decrease up to 1500 bump electrodes. Furthermore, when a resin sheet having a metal conductor embedded in the through hole is used (curve p 1 ), the number of electrodes is 2000.
Even if the number of bumps is exceeded, the bump connection rate hardly decreases.

【0225】図15には、バンプ電極高さと接続抵抗値
との関係を表わす。
FIG. 15 shows the relationship between the bump electrode height and the connection resistance value.

【0226】図中、曲線n2 は、前述の実施例II−1と
同様にして製造した電子回路装置についての結果を表わ
す。曲線o2 は、同様の実装用樹脂シートのバンプ部に
貫通孔を形成した場合の結果を表わし、さらに、曲線p
2 は、樹脂シートに設けられた貫通孔に金属導体として
のはんだを埋め込んだ場合の結果を表わす。
In the figure, the curve n 2 represents the result for the electronic circuit device manufactured in the same manner as in Example II-1. The curve o 2 represents the result when a through hole is formed in the bump portion of the same mounting resin sheet, and further, the curve p
2 shows the result when the solder as the metal conductor is embedded in the through hole provided in the resin sheet.

【0227】図15に示すように、貫通孔が設けられて
いない樹脂シートを用いた場合(曲線n2 )には、25
mmの高さのバンプでも接続抵抗値は1桁近く大きく、
バンプ電極高さが高くなるにしたがって、接続抵抗値は
さらに増加する。貫通孔を有する樹脂シートを用いた場
合(曲線o2 )では、25mmの高さの抵抗値は小さい
ものの、バンプ電極高さが高くなるにしたがって、前述
の曲線n2 の場合と同様に増加する。貫通孔に金属導体
が埋め込まれた樹脂シートを用いた場合(曲線p2 )で
は、接続抵抗値はほとんど増加せず一定の値を示す。
As shown in FIG. 15, when a resin sheet having no through hole is used (curve n 2 ), it is 25
Even with bumps with a height of mm, the connection resistance value is nearly an order of magnitude larger,
The connection resistance value further increases as the bump electrode height increases. When a resin sheet having a through hole is used (curve o 2 ), the resistance value at a height of 25 mm is small, but as the bump electrode height increases, the resistance value increases similarly to the case of the curve n 2 described above. . When a resin sheet in which a metal conductor is embedded in the through hole is used (curve p 2 ), the connection resistance value shows a constant value with almost no increase.

【0228】以上の結果から、バンプ電極び対応した位
置に貫通孔を有する樹脂シートを用いることによって、
バンプ電極数およびバンプ高さが増加した場合でも、バ
ンプ電極と回路配線基板の電極パッドとを、より確実に
接続することができることがわかる。さらに、樹脂シー
トに設けられた貫通孔に金属導体を埋め込むことによっ
て、電気的接続をよりいっそう確実にすることができ
る。
From the above results, by using the resin sheet having through holes at the positions corresponding to the bump electrodes,
It can be seen that even if the number of bump electrodes and the bump height increase, the bump electrodes and the electrode pads of the circuit wiring board can be connected more reliably. Further, by embedding the metal conductor in the through hole provided in the resin sheet, the electrical connection can be made more reliable.

【0229】[0229]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
成形後の弾性率が非常に小さい樹脂を用いて封止するこ
とによって、または、片面に収縮防止板を取り付けた樹
脂シートを用いて封止することによって、基板の反りを
防止したBGAパッケージが提供される。このようなパ
ッケージを回路基板に実装した際には、接続部の信頼性
を向上させた電子回路装置を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Provided is a BGA package in which warpage of a substrate is prevented by sealing with a resin having a very small elastic modulus after molding or by using a resin sheet having a shrinkage prevention plate attached to one surface. To be done. When such a package is mounted on a circuit board, it is possible to obtain an electronic circuit device with improved reliability of the connecting portion.

【0230】さらに、BGAパッケージと回路配線基板
との間隙に厚さ方向における熱膨張係数を段階的に異に
した樹脂シートを配置することによって、電子回路装置
のバンプ接続部に発生する応力歪みを緩和させ、信頼性
寿命を向上させることができる。
Further, by disposing resin sheets having stepwise different thermal expansion coefficients in the thickness direction in the gap between the BGA package and the circuit wiring board, stress strain generated in the bump connection portion of the electronic circuit device can be reduced. It can be relaxed and the reliability life can be improved.

【0231】かかるパッケージおよび電子回路装置は、
種々の機器に適用可能であり、その工業的価値は絶大で
ある。
Such a package and electronic circuit device are
It is applicable to various devices and its industrial value is enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造工程の一
例を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a manufacturing process of a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention.

【図2】(a)弾性と粘性との力学的な組合わせ模型図
を示す図。 (b)応力振幅と歪み振幅との位相関係を示す図。
FIG. 2A is a diagram showing a mechanical combination model diagram of elasticity and viscosity. (B) The figure which shows the phase relationship of stress amplitude and strain amplitude.

【図3】パッケージの反りを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a warp of a package.

【図4】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造工程の他
の例を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の電子回路装置の製造工程の一例を示す
断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a manufacturing process of the electronic circuit device of the present invention.

【図6】本発明の電子回路装置に用いられるBGAパッ
ケージおよび回路配線基板を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a BGA package and a circuit wiring board used in the electronic circuit device of the present invention.

【図7】本発明の電子回路装置に用いられる樹脂シート
を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a resin sheet used in the electronic circuit device of the present invention.

【図8】本発明の電子回路装置の製造工程を示す断面
図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the electronic circuit device of the present invention.

【図9】本発明の電子回路装置の製造工程を示す断面
図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the electronic circuit device of the present invention.

【図10】本発明の電子回路装置の他の例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing another example of the electronic circuit device of the present invention.

【図11】サイクル数と累積不良率との関係を示す図。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the number of cycles and the cumulative defective rate.

【図12】樹脂シートの寸法と疲労寿命サイクル数との
関係を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the dimensions of a resin sheet and the number of fatigue life cycles.

【図13】パッケージ寸法と疲労寿命サイクル数との関
係を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the package size and the number of fatigue life cycles.

【図14】接続バンプ数とバンプ接続率との関係を示す
図。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between the number of connection bumps and a bump connection rate.

【図15】バンプ高さと接続抵抗値との関係を示す図。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between bump height and connection resistance value.

【図16】従来の電子回路装置を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a conventional electronic circuit device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ボールグリッドアレイ基板,2…はんだ端子,3…
半導体チップ 4…ボンディングワイヤ,5…封止用樹脂シート,6…
実装用樹脂シート 7…外側金型,8…内側金型,9…上側金型,10…下
側金型 11…収縮防止板,12…回路基板,13…封止樹脂,
14…はんだパッド 21…ボールグリッドアレイパッケージ,22…パッケ
ージ基板 23…半導体チップ,25…バンプ電極,26…樹脂キ
ャップ 27…ボンディングワイヤ,28…回路配線基板,29
…電極パッド 30…樹脂シート,32…加熱ヒータ 33…パッケージ実装用マウンターヘッド,34…加圧
ヒータ 40…樹脂シート,41…貫通孔,42…樹脂シート,
43…金属導体 51…回路配線基板,52…半導体チップ,53…バン
プ,54…樹脂。
1 ... Ball grid array substrate, 2 ... Solder terminal, 3 ...
Semiconductor chip 4 ... Bonding wire, 5 ... Sealing resin sheet, 6 ...
Mounting resin sheet 7 ... Outer mold, 8 ... Inner mold, 9 ... Upper mold, 10 ... Lower mold 11 ... Shrinkage prevention plate, 12 ... Circuit board, 13 ... Sealing resin,
14 ... Solder pad 21 ... Ball grid array package, 22 ... Package substrate 23 ... Semiconductor chip, 25 ... Bump electrode, 26 ... Resin cap 27 ... Bonding wire, 28 ... Circuit wiring board, 29
... Electrode pad 30 ... Resin sheet, 32 ... Heating heater 33 ... Package mounting mounter head, 34 ... Pressurizing heater 40 ... Resin sheet, 41 ... Through hole, 42 ... Resin sheet,
43 ... Metal conductor 51 ... Circuit wiring board, 52 ... Semiconductor chip, 53 ... Bump, 54 ... Resin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9169−4M H01L 21/92 604 H (72)発明者 善積 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 山田 浩 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI technical display location 9169-4M H01L 21/92 604 H (72) Inventor Akira Zensaku Komukai Toshiba, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Town No. 1 Incorporated company Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Hiroshi Yamada No. 33 Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Incorporated company Toshiba Production Engineering Laboratory

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、基板表面に配置された半導体素
子と、前記半導体素子を封止する樹脂層とを具備し、樹
脂層は基板に対し半導体素子が配置された側のみに配置
された樹脂封止型半導体装置において、 前記樹脂封止型半導体装置は、基板上に半導体素子を配
置する工程と、シート状の未硬化樹脂を半導体素子上に
配置する工程と、金型内で樹脂シートを硬化成形する工
程とからなる製造方法で製造され、かつ、前記樹脂層
は、成形後の室温における複素弾性率が6.5×109
Pa以下であって、力学正接損失Tanδが0.05以
上であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
1. A substrate, a semiconductor element arranged on the surface of the substrate, and a resin layer for sealing the semiconductor element, wherein the resin layer is arranged only on the side on which the semiconductor element is arranged with respect to the substrate. In the resin-encapsulated semiconductor device, the resin-encapsulated semiconductor device includes a step of disposing a semiconductor element on a substrate, a step of disposing a sheet-shaped uncured resin on the semiconductor element, and a resin sheet in a mold. And the resin layer has a complex elastic modulus of 6.5 × 10 9 at room temperature after molding.
A resin-encapsulated semiconductor device, which is Pa or less and has a mechanical tangent loss Tan δ of 0.05 or more.
【請求項2】 前記基板の裏面に、入出力端子用の球形
のはんだバンプが二次元に配列された請求項1に記載の
樹脂封止型半導体装置。
2. The resin-sealed semiconductor device according to claim 1, wherein spherical solder bumps for input / output terminals are two-dimensionally arranged on the back surface of the substrate.
【請求項3】 前記封止樹脂層の有機成分中にゴム成分
が5%以上含有された請求項1記載の樹脂封止型半導体
装置。
3. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 1, wherein a rubber component is contained in the organic component of the encapsulating resin layer in an amount of 5% or more.
【請求項4】 裏面に入出力端子用のはんだバンプが二
次元に配列された基板と、この基板の表面に実装された
半導体素子とを具備し、前記半導体素子が実装された基
板の表面を、片面に収縮防止板が取り付けられた樹脂シ
ートで封止したことを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。
4. A substrate having a two-dimensionally arranged solder bumps for input / output terminals on a back surface thereof, and a semiconductor element mounted on the surface of the substrate, wherein the surface of the substrate on which the semiconductor element is mounted is provided. A resin-encapsulated semiconductor device, which is encapsulated with a resin sheet having a shrinkage-prevention plate attached to one surface thereof.
【請求項5】 裏面に入出力端子用のはんだバンプが二
次元に配列されたパッケージ基板、およびこの基板の表
面に実装された半導体素子を含む半導体パッケージと、
前記パッケージを接続搭載するための回路配線基板とを
具備する電子回路装置において、 前記パッケージ基板と回路配線基板との間隙に、厚さ方
向において段階的に熱膨張係数を異にする熱硬化性樹脂
シートを配置したことを特徴とする電子回路装置。
5. A package substrate having solder bumps for input / output terminals arranged two-dimensionally on a back surface thereof, and a semiconductor package including a semiconductor element mounted on the surface of the substrate,
An electronic circuit device comprising a circuit wiring board for connecting and mounting the package, wherein a thermosetting resin having a thermal expansion coefficient gradually different in a thickness direction in a gap between the package board and the circuit wiring board. An electronic circuit device having a sheet arranged.
【請求項6】 前記間隙に配置される熱硬化性樹脂シー
トは、前記パッケージ基板の縦横寸法に対して20乃至
40%縦横寸法が大きい請求項5に記載の電子回路装
置。
6. The electronic circuit device according to claim 5, wherein the thermosetting resin sheet arranged in the gap has a vertical and horizontal dimension that is 20 to 40% larger than a vertical and horizontal dimension of the package substrate.
【請求項7】 前記樹脂シートは、前記パッケージ基板
の裏面に二次元に形成されたバンプ電極に対応した位置
に貫通孔が形成されている請求項5または6に記載の電
子回路装置。
7. The electronic circuit device according to claim 5, wherein the resin sheet has through holes formed at positions corresponding to bump electrodes formed two-dimensionally on the back surface of the package substrate.
【請求項8】 前記樹脂シートに設けられた貫通孔内に
金属導体が埋め込まれた請求項7に記載の電子回路装
置。
8. The electronic circuit device according to claim 7, wherein a metal conductor is embedded in a through hole provided in the resin sheet.
【請求項9】 表面に電極パッドが形成された回路配線
基板上に、厚さ方向における熱膨張係数を異にする未硬
化の熱硬化性樹脂シートを加圧しつつ配置する工程、 裏面に入出力端子用のはんだバンプが二次元に配列され
たパッケージ基板と、その表面に実装された半導体素子
とを含む半導体パッケージを、前記はんだバンプが前記
回路配線基板の電極パッドに対応するように、前記樹脂
シート上に位置合わせして搭載する工程、 前記樹脂シートを介して半導体パッケージが搭載された
回路配線基板に、金型内で熱および圧力を加えることに
よって、樹脂シートを軟化させるとともに、パッケージ
基板のはんだバンプとこれに対応する電極パッドとを接
触させる工程、および熱および圧力をさらに上昇させる
ことによって、はんだを溶融して回路配線基板の電極パ
ッドとバンプ電極とを電気的に接続しつつ、前記樹脂シ
ートを硬化させる工程を少なくとも具備する電子回路装
置の製造方法。
9. A step of placing an uncured thermosetting resin sheet having a different thermal expansion coefficient in the thickness direction while applying pressure on a circuit wiring board having an electrode pad formed on the front surface, and input / output on the back surface. A semiconductor package including a package board in which solder bumps for terminals are two-dimensionally arranged and a semiconductor element mounted on the surface of the package board are provided so that the solder bumps correspond to the electrode pads of the circuit wiring board. Step of aligning and mounting on a sheet, by applying heat and pressure in a mold to a circuit wiring board on which a semiconductor package is mounted via the resin sheet, the resin sheet is softened and The process of bringing the solder bump into contact with the corresponding electrode pad and further increasing the heat and pressure melts the solder. While the electrode pad and the bump electrodes of the road-wiring board are electrically connected, a method of manufacturing an electronic circuit device according to at least comprising the step of curing the resin sheet.
JP29522394A 1994-11-29 1994-11-29 Resin-sealed semiconductor device, electronic circuit device, and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP3462282B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29522394A JP3462282B2 (en) 1994-11-29 1994-11-29 Resin-sealed semiconductor device, electronic circuit device, and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29522394A JP3462282B2 (en) 1994-11-29 1994-11-29 Resin-sealed semiconductor device, electronic circuit device, and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08153832A true JPH08153832A (en) 1996-06-11
JP3462282B2 JP3462282B2 (en) 2003-11-05

Family

ID=17817810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29522394A Expired - Fee Related JP3462282B2 (en) 1994-11-29 1994-11-29 Resin-sealed semiconductor device, electronic circuit device, and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3462282B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990005515A (en) * 1997-06-30 1999-01-25 윤종용 Manufacturing Method of COB Package Using Mold
JP2002217357A (en) * 2001-01-19 2002-08-02 Kyocera Corp Semiconductor device
JP2003017979A (en) * 2001-06-28 2003-01-17 Nagase Chemtex Corp Surface acoustic wave device and its manufacturing method
JP2003101176A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Hitachi Chem Co Ltd Compound material for wiring board and production method therefor
JP2010129810A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Fujitsu Ltd Semiconductor device mounting board and semiconductor device
JP2011061211A (en) * 2010-09-24 2011-03-24 Hitachi Chem Co Ltd Substrate, printed circuit board and method of manufacturing them
JP2012191240A (en) * 2012-06-25 2012-10-04 Hitachi Chem Co Ltd Substrate, printed circuit board, and method of manufacturing those
JP2014229771A (en) * 2013-05-23 2014-12-08 日東電工株式会社 Method for manufacturing electronic component device, laminated sheet, and electronic component device
JP2015233126A (en) * 2014-05-09 2015-12-24 インテル・コーポレーション Flexible microelectronic systems, and methods of fabricating flexible microelectronic systems
JP2020529630A (en) * 2017-08-02 2020-10-08 ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッドSeoul Semiconductor Co., Ltd. How to repair display devices, boards for display devices, and display devices
CN112203410A (en) * 2019-07-07 2021-01-08 深南电路股份有限公司 Embedded circuit board and preparation method thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990005515A (en) * 1997-06-30 1999-01-25 윤종용 Manufacturing Method of COB Package Using Mold
JP2002217357A (en) * 2001-01-19 2002-08-02 Kyocera Corp Semiconductor device
JP2003017979A (en) * 2001-06-28 2003-01-17 Nagase Chemtex Corp Surface acoustic wave device and its manufacturing method
JP2003101176A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Hitachi Chem Co Ltd Compound material for wiring board and production method therefor
JP2010129810A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Fujitsu Ltd Semiconductor device mounting board and semiconductor device
JP2011061211A (en) * 2010-09-24 2011-03-24 Hitachi Chem Co Ltd Substrate, printed circuit board and method of manufacturing them
JP2012191240A (en) * 2012-06-25 2012-10-04 Hitachi Chem Co Ltd Substrate, printed circuit board, and method of manufacturing those
JP2014229771A (en) * 2013-05-23 2014-12-08 日東電工株式会社 Method for manufacturing electronic component device, laminated sheet, and electronic component device
JP2015233126A (en) * 2014-05-09 2015-12-24 インテル・コーポレーション Flexible microelectronic systems, and methods of fabricating flexible microelectronic systems
US10103037B2 (en) 2014-05-09 2018-10-16 Intel Corporation Flexible microelectronic systems and methods of fabricating the same
JP2020529630A (en) * 2017-08-02 2020-10-08 ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッドSeoul Semiconductor Co., Ltd. How to repair display devices, boards for display devices, and display devices
US11605755B2 (en) 2017-08-02 2023-03-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Display device, substrate for display device and method for repairing display device
US11978823B2 (en) 2017-08-02 2024-05-07 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Display device, substrate for display device and method for repairing display device
CN112203410A (en) * 2019-07-07 2021-01-08 深南电路股份有限公司 Embedded circuit board and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3462282B2 (en) 2003-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100467897B1 (en) A semiconductor device and a process for the production thereof
EP0907205B1 (en) Semiconductor package and method for manufacturing the same
US6621170B2 (en) Semiconductor device, substrate for mounting semiconductor chip, processes for their production, adhesive, and double-sided adhesive film
KR102012790B1 (en) Semiconductor device and preparation method of the same
EP2402985A1 (en) Method of producing semiconductor device
JPH08195414A (en) Semiconductor device
JP3462282B2 (en) Resin-sealed semiconductor device, electronic circuit device, and method of manufacturing the same
JP2001332520A (en) Sheet-like resin composition and method of manufacturing semiconductor device using the same
JP4449325B2 (en) Adhesive film for semiconductor, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device.
US20100052163A1 (en) Semiconductor device, method of manufacturing same and method of repairing same
JP4699189B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and electronic component
JP4206631B2 (en) Thermosetting liquid sealing resin composition, method for assembling semiconductor element, and semiconductor device
JP2011018879A (en) Insulating resin film, bonded body using the insulating resin film, and method for manufacturing the bonded body
JP3999840B2 (en) Resin sheet for sealing
JP2021122063A (en) Manufacturing method of electronic component device and electronic component device
CN1956177A (en) Chip structure, chip package structure and its process
JPH1030050A (en) Thermosetting resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the same and its production
JP2000299333A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3779091B2 (en) Resin composition for sealing
US6656996B2 (en) Semiconductor-sealing resin composition and semiconductor device using it
JP2001207031A (en) Resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device
JP3406073B2 (en) Resin-sealed semiconductor device
JP2003197680A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP3296267B2 (en) Adhesive tape for mounting semiconductor chip and method of manufacturing BGA type semiconductor device using the same
JPH09246423A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070815

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees