TW201910421A - 半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片、半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片、半導體裝置及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明的目的在於提供一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好，並且保存穩定性和成形性亦優異。 本發明的解決手段是一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其特徵在於，該半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片是將下述組成物成形為薄片狀而得，該組成物含有下述成分： (A)具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂、 (B)前述(A)成分以外的在25℃時呈非流動性的環氧樹脂、 (C)一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物、 (D)無機填充材料、及 (E)尿素系硬化促進劑。

Description

半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片、半導體裝置及其製造方法
本發明有關一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片、及半導體裝置，該半導體裝置是使用該半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片而得。
作為用於電子機器的電子零件，存在有對半導體元件進行樹脂密封而獲得之半導體封裝體。以往，此半導體封裝體，一般是藉由將錠狀的環氧樹脂組成物轉移成形來製造。另一方面，近年來伴隨著電子機器的小型化、輕量化，變得要求對電子零件的配線基板進行高密度構裝，從而在半導體封裝體中亦正在進行小型化、薄型化及輕量化。
具體而言，正在開發經小型化、輕量化的晶片尺寸封裝體(Chip Size Package，CSP)、 球柵陣列(Ball Grid Array)等半導體封裝體。進一步，最近亦逐漸開發所謂面朝下(face-down)型封裝體的倒裝晶片或晶圓級CSP等，該等是將半導體的電路面以朝向線路基板側來進行搭載。
伴隨著這種半導體封裝體的薄型化等進展，逐漸發生以往的轉移成形所無法對應的情況。又，由於為了藉由增加取得數量來提升生產性這樣的理由，正在研究取代轉移成形的成形方法。例如，如果伴隨著增加取得數量來成形為大型基板，則容易發生翹曲的問題，因而為了改善翹曲，而有增加密封材料中的無機填充材料的含量的傾向。由於這樣的無機填充材料的高度填充，導致在轉移成形時樹脂的熔融黏度變高，從而填充性下降。其結果，發生填充不良、成形物中殘留孔洞、金線偏移(接合引線變形、破損)及晶片位移(die shift)增加等，從而成形品的品質下降。
因此，作為取代轉移成形的密封方法，正在研究壓縮(compression)成形法的應用，並且，不僅正在研究液狀的密封材料，還正在研究各種薄片狀的密封材料(專利文獻1、2)。然而，這些薄片狀的密封材料是使用一般的環氧樹脂和酚類硬化劑，即便成形為薄片狀，若是未硬化或半硬化狀態，則缺乏可撓性，因此容易發生破裂或裂痕，因而在處理性方面存在問題。
為了解決這些問題，已報告一種薄片材料，其添加有苯乙烯-異丁烯系熱塑性樹脂，但是此苯乙烯-異丁烯系熱塑性樹脂並不容易進行加熱熔融混合，且容易分離，因此存在下述問題：不僅難以製造薄片，亦不易獲得目標的功效(專利文獻3)。又，即便添加用以提升硬化物的耐龜裂性的可撓性賦予劑，仍對於賦予薄片的可撓性沒有效果(專利文獻4、5)。
為了解決這些問題，已報告藉由下述方式大幅改善柔性：作為重視柔性的組成，設成使用結晶性環氧樹脂也就是聯苯型環氧樹脂而成的組成 (專利文獻6)。另一方面，薄片材料由於成形時間的限制等，期望更長的使用期限(pot life)、保存穩定性。只是單純地減少硬化劑促進性的話，雖然保存穩定性優異，但是變得缺乏硬化性，因此亦期望使這些性質並存的材料，而作為使這些性質並存的材料，上述組成並不充分。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平8-73621號公報 專利文獻2：日本特開2006-216899號公報 專利文獻3：日本特開2016-213391號公報 專利文獻4：日本特開2016-108387號公報 專利文獻5：日本特開2016-108388號公報 專利文獻6：日本特開2016-9814號公報
[發明所欲解決的問題] 本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於提供一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好，並且保存穩定性和成形性亦優異。 [解決問題的技術手段]
為了達成上述目的，本發明提供一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其是將下述組成物成形為薄片狀而得，該組成物含有下述成分： (A)具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂、 (B)前述(A)成分以外的在25℃時呈非流動性的環氧樹脂、 (C)一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物、 (D)無機填充材料、及 (E)尿素系硬化促進劑。
若是這種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，則能夠製成一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好，並且保存穩定性和成形性亦優異。
又，較佳是：相對於前述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，前述(A)成分的含量為10～25質量份，且相對於前述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，前述(E)成分的含量為0.05～6質量份。
若是這樣的(A)成分的含量，則可撓性充分，並且不用擔心黏性變強、作為薄片的保持力下降、或構成薄片的樹脂的玻璃轉化溫度變過低。又，若是這樣的(E)成分的含量，則不用擔心組成物的硬化物的耐熱性和耐濕性的平衡變差、或是成形時的硬化速度變非常慢或非常快。
又，較佳是：相對於前述組成物100質量份，前述(D)成分的含量為80～92質量份。
若是這樣的(D)成分的含量，則能夠對半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片給予充分的強度，並且不用擔心發生下述不良情形：因增稠導致填充不良、或因失去柔軟性導致在半導體裝置內剝離等。
又，較佳是前述(E)成分是由下述通式(1)表示： R1 NHCONR2 R3 (1)， 式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18的烷基及碳數6～18的芳香族烴基選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。
藉由設為包含這種(E)成分，能夠進一步以良好平衡的方式達成保存穩定性與硬化性。
又，較佳是前述(D)成分包含二氧化矽。
藉由設為包含這種(D)成分，能夠獲得優異的強化效果，並且能夠抑制所獲得的硬化物的翹曲。
又，前述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，較佳是：在未硬化狀態下，三點彎曲試驗中的薄片的撓曲量是30mm以上。
若是這種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，則能夠更確實地製成一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好。
又，本發明提供一種半導體裝置，其是利用上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件而得。
若是這種半導體裝置，則能夠成為一種半導體裝置，其半導體元件被良好地密封，且沒有孔洞或金線偏移(wire sweep)、晶片位移。
又，本發明提供一種半導體裝置的製造方法，其使用上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件。
若是這樣的半導體裝置的製造方法，則能夠藉由以上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的硬化溫度以下的溫度進行加熱，來軟化、熔融薄片，並追隨半導體元件的形狀來進行密封。
又，上述半導體裝置的製造方法，較佳是：在密封半導體元件時，於加壓下及/或減壓下，一面進行加熱一面軟化、熔融薄片，並密封半導體元件。
若是這樣的半導體裝置的製造方法，能夠進一步提升經軟化、熔融且追隨半導體元件的形狀後的上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片與半導體元件之間的密合性。 [發明的功效]
如以上所述，若是本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，則能夠製成一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好，並且保存穩定性和成形性亦優異。又，若是利用這樣的本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件而得之本發明的半導體裝置，則能夠成為一種半導體裝置，其半導體元件被良好地密封，且沒有孔洞或金線偏移、晶片位移。進一步，若是使用了本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來實行的本發明的半導體裝置的製造方法，則能夠藉由以上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的硬化溫度以下的溫度進行加熱，來軟化、熔融薄片，並追隨半導體元件的形狀來進行密封，並且能夠進一步提升薄片與半導體元件之間的密合性。
如上所述，要求開發一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好，並且保存穩定性和成形性亦優異。
本發明人為了解決上述問題而反覆專心研究，結果發現一種熱硬化性環氧樹脂薄片，其是利用含有特定組合的環氧樹脂和尿素系硬化促進劑之組成物來製造，若是該熱硬化性環氧樹脂薄片，則能夠達成上述目的，從而完成本發明。
亦即，本發明是一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其是將下述組成物成形為薄片狀而得，該組成物含有下述成分： (A)具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂、 (B)前述(A)成分以外的在25℃時呈非流動性的環氧樹脂、 (C)一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物、 (D)無機填充材料、及 (E)尿素系硬化促進劑。
以下，詳細地說明本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片和半導體裝置，但是本發明不限定於這些說明。
[半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片] 本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，是將含有上述(A)～(E)成分之組成物成形為薄片狀而得。以下，進一步詳細地說明各成分。
＜(A)成分＞ 本發明中使用的(A)成分，是具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂。藉由使用這種(A)成分，不僅能夠在將組成物成形為薄片狀時對薄片賦予柔軟性，即便高度填充後述(D)成分也就是無機填充材料，亦能夠製成具有良好的成形性的薄片。又， (A)成分，若是具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂，則能夠不受分子量等限制地使用，較佳是雙酚A型環氧樹脂。
又，作為(A)成分，能夠使用例如下述市售品：YL-6810(以上為三菱化學股份有限公司製造)、YSLV-70XY、YSLV-80XY(以上為新日鐵住金化學股份有限公司製造)等。
相對於(A)成分、後述(B)成分也就是(A)成分以外的在25℃時呈非流動性的環氧樹脂及(C)成分也就是一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物的合計100質量份，(A)成分的含量，較佳是10～25質量份，更佳是12～22質量份，進一步更佳是14～20質量份。若是10質量份以上，則能夠對成形而獲得的薄片賦予充分的可撓性；若是25質量份以下，則能夠保持充分的可撓性，並且不用擔心黏性變強、作為薄片的保持力下降、或構成薄片的樹脂的玻璃轉化溫度變過低。
＜(B)成分＞ 本發明中使用的(B)成分，是前述(A)成分以外的在25℃時呈非流動性的環氧樹脂。如果使用在25℃時具有流動性的環氧樹脂，則會成為欠缺處理性的薄片，該薄片的黏性(tackiness)或黏附性較強，而變得不易從脫模薄膜剝除等，因此本發明使用在25℃時呈非流動性的環氧樹脂。
作為(B)成分的環氧樹脂的例子，可列舉：在25℃時呈固體且不具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂；3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-聯苯二酚型環氧樹脂、及4,4’-聯苯二酚型環氧樹脂等聯苯二酚型環氧樹脂；苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、萘二酚型環氧樹脂、參羥苯基甲烷型環氧樹脂、肆羥苯基乙烷型環氧樹脂、及苯酚雙環戊二烯酚醛清漆型環氧樹脂的芳香環進行氫化而得的環氧樹脂；以及，脂環式環氧樹脂、三嗪衍生物環氧樹脂等。其中，從提升以薄片的黏性作為代表的處理性的觀點而言，較佳是根據日本工業標準(JIS) K 7234：1986所記載的環球法所測得的軟化點、或根據示差掃描熱量測定(DSC)法所測得的熔點在50～120℃的範圍內。
＜(C)成分＞ 本發明中使用的(C)成分，是一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物。此(C)成分，是作為對於(A)成分和(B)成分作用的硬化劑來使用，只要一分子中具有2個以上酚性羥基、較佳是具有3個以上酚性羥基，能夠使用一般公知的酚類化合物。作為這種(C)成分，可列舉例如：苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂、萜烯改質酚樹脂、雙環戊二烯改質酚樹脂等；這些樹脂可單獨使用，亦可將2種以上混合使用。這些酚系樹脂，能夠以不限制於分子量、軟化點、羥基量等的方式使用，較佳是軟化點低且較低黏度的酚系樹脂。
(C)成分的含量，較佳是(C)成分中的酚性羥基相對於(A)成分和(B)成分中的環氧基的當量比成為0.5～2.0的量，更佳是該當量比成為0.7～1.5的量。 若是當量比成為0.5以上且2.0以下的量，則不用擔心硬化性或機械特性等下降。
＜(D)成分＞ 本發明中使用的(D)成分，是無機填充材料。此(D)成分，是為了提高本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的硬化物的強度而摻合。作為這種(D)成分，能夠使用通常摻合於環氧樹脂組成物或矽氧樹脂組成物中的無機填充材料，可列舉例如：球狀二氧化矽、熔融二氧化矽及結晶性二氧化矽等二氧化矽類；氮化矽、氮化鋁、氮化硼等無機氮化物類；氧化鋁、玻璃纖維及玻璃粒子等。從強化效果優異、抑制所獲得的硬化物的翹曲等觀點而言，(D)成分，較佳是含有二氧化矽。
(D)成分的平均粒徑和形狀，並無特別限定，平均粒徑，較佳是0.5～40μm，更佳是3～40μm。作為(D)成分，能夠適合使用平均粒徑為0.5～40μm的球狀二氧化矽。再者，本發明中，平均粒徑是以粒度分佈測定中的質量平均值D50 (或中值粒徑)的形式來求得的值，該粒度分佈測定是根據雷射繞射法來實行。
又，當製造本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片時，從構成該薄片的環氧樹脂組成物的高流動化的觀點而言，可將複數種粒徑範圍的無機填充材料組合後作為(D)成分使用，在這樣的情況下，較佳是將0.1～3μm的微細區域的球狀二氧化矽、3～7μm的中粒徑區域的球狀二氧化矽及10～40μm的粗區域的球狀二氧化矽組合使用。為了進一步的高流動化，較佳是使用進一步較大平均粒徑的球狀二氧化矽。
另一方面，當利用半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件時，大多利用壓縮成形或層壓成形來實行成形，且要求封模底部填膠(MUF)的情形變多。本發明中，從提升MUF性的觀點而言，較佳是使用球狀二氧化矽的平均粒徑為2～6μm且頂切尺寸為10～20μm的無機填充材料。
又，作為(D)成分，為了增強與上述(A)、(B)及(C)成分的樹脂成分的結合強度，可使用預先利用後述(I)成分的偶合劑進行表面處理後的無機填充材料。作為偶合劑，可列舉矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等，較佳是使用矽烷偶合劑。
相對於組成物100質量份，(D)成分的含量，較佳是80～92質量份，更佳是83～91質量份。若是80質量份以上，則能夠對半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片給予充分的強度；若是92質量份以下，則不用擔心發生下述不良情形：因增稠導致填充不良、或因失去柔軟性導致在半導體裝置內剝離等。
＜(E)成分＞ 本發明中使用的(E)成分，是尿素系硬化促進劑。此(E)成分，是為了促進上述(A)、(B)成分的環氧樹脂與(C)成分的硬化劑的硬化反應而摻合。藉由使用這種(E)成分，能夠提升本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的保存穩定性，並且密封成形時能夠在不變成未硬化的情況下使其良好地硬化。亦即，能夠製成成形性優異的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片。
作為(E)成分，較佳是使用具有由下述通式(1)表示的結構的尿素系硬化促進劑。 R1 NHCONR2 R3 (1) 式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18的烷基及碳數6～18的芳香族烴基中選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。
式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18、較佳是碳數3～15的烷基及碳數6～18、較佳是碳數6～15的芳香族烴基中選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。關於R2 和R3 ，從保存穩定性和硬化性的觀點而言，較佳是甲基。
作為由上述通式(1)表示的尿素系硬化促進劑的具體例，可列舉：1,1-二甲基尿素、1,1,3-三甲基尿素、1,1-二甲基-3-乙基尿素、1,1-二甲基-3-苯基尿素、1,1-二乙基-3-甲基尿素、1,1-二乙基-3-苯基尿素、1,1-二甲基-3-(3,4-二甲基苯基)尿素、1,1-二甲基3-(對氯苯基)尿素、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基尿素(DCMU)等。
相對於上述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，(E)成分的含量，較佳是0.05～6質量份，尤其，更佳是0.1～5質量份。若是0.05～6質量份，則不用擔心組成物的硬化物的耐熱性和耐濕性的平衡變差、或是成形時的硬化速度變非常慢或非常快。
繼而，在作為本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的材料的組成物中，除了上述(A)～(E)成分以外，還能夠摻合下述任意成分。
＜(F)成分＞ 在作為本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的材料的組成物中，除了上述(E)成分以外，還能夠摻合上述(E)成分以外的(亦即，除了尿素系以外的)硬化促進劑作為(F)成分。作為這種(F)成分，能夠使用通常作為環氧樹脂的硬化促進劑使用的任何成分，具體而言，可列舉：1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯等胺系化合物；三苯基膦、四苯基硼酸四苯基鏻鹽等有機磷系化合物；2-甲基咪唑等咪唑化合物等。
＜(G)成分＞ 在作為本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的材料的組成物中，能夠摻合脫模劑作為(G)成分。此(G)成分，是為了提高成形時的脫模性而摻合。作為這種(G)成分，可列舉：以巴西棕櫚蠟(carnauba wax)、米糠蠟作為代表的天然蠟；以酸蠟、聚乙烯蠟、脂肪酸酯作為代表的合成蠟；從脫模性的觀點而言，較佳是巴西棕櫚蠟。
相對於上述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，(G)成分的含量，較佳是0.05～5.0質量份，特佳是0.4～3.0質量份。若是0.05質量份以上，則不用擔心無法獲得充分的脫模性、或製造時的熔融揉合時發生超過負荷的情形；若是5.0質量份以下，則不用擔心發生滲出不良或黏合性不良等。
＜(H)成分＞ 在作為本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的材料的組成物中，能夠摻合難燃劑作為(H)成分。此(H)成分，是為了提高半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的難燃性而摻合。作為這種(H)成分，並無特別限制，能夠使用公知的難燃劑，可列舉例如：磷腈(phosphazene)化合物、矽氧化合物、承載有鉬酸鋅之滑石、承載有鉬酸鋅之氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鉬、三氧化二銻等；這些難燃劑可使用單獨1種，亦可將2種以上組合使用。
相對於上述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，(H)成分的含量，較佳是2～20質量份，更佳是3～10質量份。
＜(I)成分＞ 在作為本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的材料的組成物中，能夠摻合矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等偶合劑作為(I)成分。此(I)成分，是為了增強上述(A)、(B)及(C)成分的樹脂成分與(D)成分也就是無機填充材料的結合強度、或是為了提高與矽晶圓或有機基板的黏合性而摻合。作為這種(I)成分，可列舉例如：γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧基官能性烷氧基矽烷；γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基官能性烷氧基矽烷；γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺官能性烷氧基矽烷；N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基官能性烷氧基矽烷等。
關於用於表面處理的偶合劑的摻合量和表面處理方法，並無特別限制，只要依照常規方法實行即可。又，如前所述，可預先利用偶合劑對無機填充材料進行處理，亦可在揉合上述(A)、(B)及(C)成分的樹脂成分與(D)成分的無機填充材料時，一面添加偶合劑來進行表面處理，一面揉合組成物。
相對於上述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，(I)成分的含量，較佳是設為0.1～8.0質量份，特佳是設為0.5～6.0質量份。若是0.1質量份以上，則能夠充分獲得對於基材的黏合效果；若是8.0質量份以下，則不用擔心黏度極度下降而成為孔洞的原因。
＜其他添加劑＞ 本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片中，能夠進一步根據需要而摻合各種添加劑。例如，為了改善樹脂的性質的目的，能夠添加有機聚矽氧烷、矽氧油、熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、有機合成橡膠、或光穩定劑等添加劑；為了改善電特性的目的，能夠添加並摻合離子阱劑；從著色的觀點而言，能夠添加並摻合像碳黑這樣的顏料等。
＜半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的製造方法＞ 作為本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的製造方法，可列舉下述T型模具押出法：依規定的組成比來摻合上述(A)、(B)成分的環氧樹脂、(C)成分的酚類化合物、(D)成分的無機填充材料、(E)成分的尿素系硬化促進劑及其他添加物，並利用混合機等來將其充分均勻地混合後，使用前端設置有T型模具之雙軸押出機，來成形為薄片狀。此外，亦能夠藉由下述方式來獲得半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片：實行藉由熱軋機、揉合機、押出機等來進行的熔融混合處理，繼而使其冷卻、固化，並粉碎成適當大小，然後在加壓構件之間以70～120℃來加熱熔融所獲得的熱硬化性環氧樹脂組成物的粉碎品，並加以壓縮來成形為薄片狀。
以這樣的方式進行而獲得的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，較佳是厚度為0.1～5.0mm，更佳是0.15～3.0mm。
又，以這樣的方式進行而獲得的本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，較佳是：在未硬化狀態下，三點彎曲試驗中的薄片的撓曲量是30mm以上；更佳是撓曲量為40～100mm。再者，本發明中所謂的三點彎曲試驗，是設為準用JIS K 6911：2006中記載的彎曲強度的測定方法。具體而言，作為試驗片，使用長度100mm、高度1.0mm、寬度10mm的試驗片，並以荷重速度2mm/min增加重量，其他條件依照該規格中記載的條件，然後由所測得的荷重-撓曲量曲線求得撓曲量。
[半導體裝置] 又，本發明提供一種半導體裝置，其是利用上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件而得。
本發明的半導體裝置，能夠藉由下述方式製造：使用上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，並利用壓縮成形或層壓成形來密封半導體元件。當實行壓縮成形時，例如，能夠使用壓縮成形機，並以成形溫度為120～190℃且成形時間為30～600秒、較佳是成形溫度為130～160℃且成形時間為120～450秒的條件來實行。進一步，在任一成形法中，皆可用140～185℃來實行後硬化0.5～20小時。
此外，亦能夠藉由下述方式密封半導體元件：將本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片置於搭載有半導體元件之基板上，並在60～150℃的加熱板上花費30～240分鐘來一面使薄片熔化，一面使其追隨基板。
若是這種半導體裝置，則能夠成為一種半導體裝置，其半導體元件被良好地密封，且沒有孔洞或金線偏移、晶片位移。
[半導體裝置的製造方法] 又，本發明提供一種半導體裝置的製造方法，其使用上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件。
若是這樣的半導體裝置的製造方法，則能夠藉由以上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的硬化溫度以下的溫度進行加熱，來軟化、熔融薄片，並追隨半導體元件的形狀來進行密封。具體而言，較佳是藉由下述方式密封半導體元件：將本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片置於搭載有半導體元件之基板上，並在60～150℃的加熱板上花費30～240分鐘來一面使薄片熔化，一面使其追隨基板和元件。
又，上述半導體裝置的製造方法，較佳是：在密封半導體元件時，於加壓下及/或減壓下，一面進行加熱一面軟化、熔融薄片，並密封半導體元件。若是這樣的半導體裝置的製造方法，在密封半導體元件時能夠減少所發生的孔洞、或提高對於細部的追隨性、滲入性，並且能夠進一步提升上述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片與半導體元件之間的密合性。又，當進行加壓時，較佳是將密封壓力設為0.2MPa以上；當進行減壓時，較佳是將密封壓力設為0.05MPa以下。 [實施例]
以下，出示實施例和比較例，來具體說明本發明，但是本發明不限於下述實施例。
實施例、比較例中所使用的原料如以下所示。 (A)具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂 (A-1)：結晶性雙酚A型環氧樹脂(YL-6810：三菱化學股份有限公司製造的商品名，環氧當量為170)
(B)(A)成分以外的在25℃時呈流動性的環氧樹脂 (B-1)：固體雙酚A型環氧樹脂(jER-1001：三菱化學股份有限公司製造，環氧當量為475，軟化點為64℃) (B-2)：甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(EPICLON N-670：DIC股份有限公司製造，環氧當量為210，軟化點為73℃) (B-3)：聯苯型環氧樹脂(YX-4000：三菱化學股份有限公司製造，環氧當量為186，熔點為105℃) (B-4)：參羥苯基甲烷型環氧樹脂(EPPN-501：日本化藥股份有限公司製造，環氧當量為166，軟化點為54℃)
(C)一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物 (C-1)：參羥苯基甲烷型酚樹脂(MEH-7500：明和化成股份有限公司製造，羥基當量為97) (C-2)：苯酚酚醛清漆型酚硬化劑(TD-2131：DIC股份有限公司製造，羥基當量為110)
(D)無機填充材料 (D-1)：熔融球狀二氧化矽(CS-6103 53C2，龍森股份有限公司製造，平均粒徑為10μm)
(E)尿素系硬化促進劑 (E-1)：芳香族二甲基尿素(U-CAT 3512T，San-Apro股份有限公司製造) (E-2)：脂肪族二甲基尿素(U-CAT 3513N，San-Apro股份有限公司製造)
(F)尿素系以外的硬化促進劑 (F-1)：2-甲基-4-乙基咪唑(2E4MZ，四國化成股份有限公司製造) (F-2)：三苯基膦(TPP，北興化學股份有限公司製造)
(G)脫模劑 (G-1)巴西棕櫚蠟(TOWAX-131：東亞化成股份有限公司製造)
(H)難燃劑 (H-1)：承載有鉬酸鋅之氧化鋅(KEMGARD 911C：宣偉(Sherwin-Williams)公司製造)
(I)偶合劑 (I-1)：矽烷偶合劑，3-巰基丙基三甲氧基矽烷(KBM-803：信越化學工業股份有限公司製造)
(J)著色劑 (J-1)：碳黑(三菱碳黑#3230MJ，三菱化學股份有限公司製造)
[實施例1～8、比較例1～8] 依表1和表2所示的配比，並預先利用漢塞混合機(Henschel mixer)進行預混，來製備組成物後，使用安裝有T型模具之雙軸押出機，來將各組成物成形為寬度300mm、厚度0.5mm，而獲得半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片。
＜最低熔融黏度和保存穩定性試驗＞ 使用高化式流動試驗儀(島津製作所股份有限公司製造，產品名：Flowtester CFT-500型)，在25kgf的加壓下，使用直徑為1mm的噴嘴，並在溫度175℃測定各半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的最低熔融黏度。進一步，將各半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片放入已設定為40℃的恆溫槽中，亦以相同條件測定放置72小時後的最低熔融黏度。結果如表1和表2所示。
＜薄片的撓曲量＞ 製作未硬化狀態的長100mm、寬10mm、厚度1.0mm的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，且作為三點彎曲試驗，是依據的JIS K 6911：2006，在室溫(25℃)以荷重速度為2mm/min的速度按壓此薄片，並根據如第1圖所示的荷重-撓曲量曲線來測定撓曲量。結果如表1和表2所示。
＜薄片的成形性＞ 將利用T型模具押出法所製造出來的0.5mm厚度的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，切割成直徑150mm(6吋)，並設置於直徑為200mm(8吋)且厚度為725μm的矽晶圓上，進一步在半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片上設置聚對苯二甲酸乙二酯(PET)製的脫模薄膜。對其使用已設定為150℃、300秒的硬化條件的真空壓製機來進行真空壓縮成形，藉此進行硬化、密封。然後，將剝離薄膜剝除，並確認填充性和外觀。 [填充性] 將能夠沒有問題地進行填充的薄片設為○，將有產生未填充的地方之薄片設為×，並記載於表1和表2中。 [外觀] 將外觀乾淨的薄片設為○，將外觀有發生流痕等問題之薄片設為×，並記載於表1和表2中。
[表1]
[表2]
如表1所示，使用了本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片的實施例1～8中，在硬化前的狀態下的薄片的撓曲量為30mm以上，因此可撓性優異，且處理性良好，並且，在40℃放置72小時後的最低熔融黏度的變化較小，因此保存穩定性亦優異，成形性亦良好。
另一方面，如表2所示，比較例1中，未使用(B)成分，因此有黏性而無法獲得良好的處理性。又，比較例2～4中，未使用(E)成分而使用了尿素系以外的硬化促進劑，因此無法獲得良好的保存穩定性。比較例5中，未使用(E)成分且尿素系以外的硬化促進劑的摻合量少，因此無法在成形時間內硬化。又，比較例6～8中，未使用(A)成分，因此無法兼具可撓性與成形性。
由以上可知，若是本發明的半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，則能夠成為一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其在硬化前的狀態下的可撓性優異，且處理性良好，並且保存穩定性和成形性亦優異。
再者，本發明並不受限於上述實施形態。上述實施形態為例示，任何具有實質上與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想相同的構成且發揮相同功效者，皆包含在本發明的技術範圍內。
無
第1圖是用來測定薄片的撓曲量的荷重-撓曲量曲線的一例。
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Claims (19)

  1. 一種半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其特徵在於，該半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片是將下述組成物成形為薄片狀而得，該組成物含有下述成分： (A)具有結晶性的雙酚A型環氧樹脂及/或雙酚F型環氧樹脂、 (B)前述(A)成分以外的在25℃時呈非流動性的環氧樹脂、 (C)一分子中具有2個以上酚性羥基之酚類化合物、 (D)無機填充材料、及 (E)尿素系硬化促進劑。
  2. 如請求項1所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，相對於前述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，前述(A)成分的含量為10～25質量份，且相對於前述(A)、(B)及(C)成分的合計100質量份，前述(E)成分的含量為0.05～6質量份。
  3. 如請求項1所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，相對於前述組成物100質量份，前述(D)成分的含量為80～92質量份。
  4. 如請求項2所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，相對於前述組成物100質量份，前述(D)成分的含量為80～92質量份。
  5. 如請求項1所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(E)成分是由下述通式(1)表示： R1 NHCONR2 R3 (1)， 式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18的烷基及碳數6～18的芳香族烴基中選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。
  6. 如請求項2所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(E)成分是由下述通式(1)表示： R1 NHCONR2 R3 (1)， 式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18的烷基及碳數6～18的芳香族烴基中選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。
  7. 如請求項3所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(E)成分是由下述通式(1)表示： R1 NHCONR2 R3 (1)， 式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18的烷基及碳數6～18的芳香族烴基中選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。
  8. 如請求項4所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(E)成分是由下述通式(1)表示： R1 NHCONR2 R3 (1)， 式(1)中，R1 是從氫原子、碳數1～18的烷基及碳數6～18的芳香族烴基中選出來的基團，R2 和R3 是碳數1～6的烷基。
  9. 如請求項1所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(D)成分包含二氧化矽。
  10. 如請求項2所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(D)成分包含二氧化矽。
  11. 如請求項3所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(D)成分包含二氧化矽。
  12. 如請求項4所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述(D)成分包含二氧化矽。
  13. 如請求項1所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，在未硬化狀態下，三點彎曲試驗中的薄片的撓曲量是30mm以上。
  14. 如請求項2所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，在未硬化狀態下，三點彎曲試驗中的薄片的撓曲量是30mm以上。
  15. 如請求項3所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，在未硬化狀態下，三點彎曲試驗中的薄片的撓曲量是30mm以上。
  16. 如請求項4所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，其中，前述半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片，在未硬化狀態下，三點彎曲試驗中的薄片的撓曲量是30mm以上。
  17. 一種半導體裝置，其特徵在於，該半導體裝置是利用請求項1～16中任一項所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件而得。
  18. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵在於，使用請求項1～16中任一項所述之半導體密封用熱硬化性環氧樹脂薄片來密封半導體元件。
  19. 如請求項18所述之半導體裝置的製造方法，其中，在密封半導體元件時，於加壓下及/或減壓下，一面進行加熱一面軟化、熔融薄片，並密封半導體元件。
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