TW201938746A - 封裝用薄片 - Google Patents
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Abstract
封裝用薄片係包含環氧樹脂、酚醛清漆型酚樹脂與含有羧基的熱可塑性樹脂;其以下述方法所測定之突出長度L1為3mm以下。
將具有厚度260μm、長5cm、寬5cm之尺寸的封裝用薄片,在被具有與封裝用薄片相同的長寬尺寸之剝離薄片所支撐的狀態下,於長6cm、寬6cm的氧化鋁板之厚度方向的一方之面,以氧化鋁板、封裝用薄片及剝離薄片於厚度方向的一方側依序排列的方式進行配置,以70℃下、60秒、360N的力,在厚度方向將該等進行熱壓,之後,測定封裝用薄片的從剝離薄片朝向正交於厚度方向之方向外側之突出長度L1。
將具有厚度260μm、長5cm、寬5cm之尺寸的封裝用薄片,在被具有與封裝用薄片相同的長寬尺寸之剝離薄片所支撐的狀態下,於長6cm、寬6cm的氧化鋁板之厚度方向的一方之面,以氧化鋁板、封裝用薄片及剝離薄片於厚度方向的一方側依序排列的方式進行配置,以70℃下、60秒、360N的力,在厚度方向將該等進行熱壓,之後,測定封裝用薄片的從剝離薄片朝向正交於厚度方向之方向外側之突出長度L1。
Description
本發明係有關於一種封裝用薄片。
以往,週知半導體元件封裝用薄片係封裝安裝於基板之半導體晶片,而使用於半導體封裝體的製造(例如參照日本特開2006-19714號公報)。
例如,有人提出一邊在基板與半導體晶片之間設置空隙,一邊將凝膠狀環氧系硬化性樹脂薄片進行熱壓者(例如參照日本特開2006-19714號公報)。
然而,就日本特開2006-19714號公報所記載之方法,係在層合安裝於基板之半導體晶片,與被具有同一尺寸之剝離薄片所支撐的凝膠狀環氧系硬化性樹脂薄片的狀態下,將該等配置於壓機的下板,接著,將該等相對於下板對上板進行熱壓,惟凝膠狀環氧系硬化性樹脂薄片有時會超出基板的周端緣,著落而附著於下板的表面。此外,凝膠狀環氧系硬化性樹脂薄片亦有時會大幅跳出超過剝離薄片的周端緣,而附著於上板。
此時,必須每次清洗壓機的下板或上板,而有半導體封裝體的製造中之良率降低的不良情形。
本發明係提供一種可抑制汙染周圍之構件的情形,同時確實地封裝半導體元件,而能夠有效地製造半導體元件裝置的封裝用薄片。
本發明(1)係包含一種封裝用薄片,其包含環氧樹脂、酚醛清漆型酚樹脂與含有羧基的熱可塑性樹脂;其以下述方法所測定之突出長度L1為3mm以下。
將具有厚度260μm、長5cm、寬5cm之尺寸的前述封裝用薄片,在被具有與前述封裝用薄片相同的長寬尺寸之剝離薄片所支撐的狀態下,於長6cm、寬6cm的氧化鋁板7之前述厚度方向的一方之面,以前述氧化鋁板、前述封裝用薄片及前述剝離薄片於厚度方向的一方側依序排列的方式進行配置,以70℃下、60秒、360N的力,在前述厚度方向將該等進行熱壓,之後,測定前述封裝用薄片的從前述剝離薄片朝向正交於前述厚度方向之方向外側之突出長度L1。
本發明(2)係包含如(1)之封裝用薄片,其中前述熱可塑性樹脂的酸價為10mgKOH/g以上且40mgKOH/g以下。
本發明(3)係包含如(1)或(2)之封裝用薄片,其中前述熱可塑性樹脂的玻璃轉移溫度為-20℃以上且10℃以下。
本發明(4)係包含如(1)~(3)中任一項之封裝用薄片,其中相對於前述環氧樹脂及前述酚醛清漆型酚樹脂之總量100質量份,前述熱可塑性樹脂的調配份數為10質量份以上且90質量份以下。
本發明(5)係包含如(1)~(4)中任一項之封裝用薄片,其進一步含有第1無機粒子,與具有比前述第1無機粒子的平均粒徑小之平均粒徑的第2無機粒子;相對於前述第1無機粒子100質量份,前述第2無機粒子之調配份數為50質量份以上且未達100質量份。
本發明(6)係包含如(1)~(5)中任一項之封裝用薄片,其中,以下述方法所求得之反應率R為50%以上。
將封裝用薄片1,以下述條件測定示差掃描熱量,得到第1發熱量H1。
測定溫度範圍:0~300℃
升溫速度:10℃/分
測定質量:15 mg
另外,將前述封裝用薄片於150℃下、加熱10分鐘,將該封裝用薄片以前述條件測定示差掃描熱量,得到第2發熱量H2。
升溫速度:10℃/分
測定質量:15 mg
另外,將前述封裝用薄片於150℃下、加熱10分鐘,將該封裝用薄片以前述條件測定示差掃描熱量,得到第2發熱量H2。
之後,求得從前述第1發熱量H1減去前述第2發熱量H2之熱量[H1-H2]之相對於前述第1發熱量H1的百分率([H1-H2]/H1×100%),作為前述反應率R。
本發明之封裝用薄片,由於以上述方法所測定之突出長度L1為3mm以下,故可抑制由封裝用薄片汙染周圍之構件的情形,同時確實地封裝半導體元件,而能夠有效地製造半導體元件裝置。
茲參照圖1~圖3B來說明本發明之封裝用薄片之一實施形態的半導體元件封裝用薄片。
此半導體元件封裝用薄片1係用來封裝安裝於基板2之半導體元件3的封裝用薄片。
又,半導體元件封裝用薄片1係用來製造後述之半導體元件封裝體5(半導體元件裝置的一例)的零件,非為半導體元件封裝體5本身,半導體元件封裝用薄片1不包含半導體元件3及安裝半導體元件3之基板2,具體而言,係以單獨零件流通,為產業上可利用之裝置。
此外,半導體元件封裝用薄片1非為封裝半導體元件3後的硬化體薄片20(圖3B及圖3C),亦即,其為封裝半導體元件3前的薄片。
半導體元件封裝用薄片1係具有朝正交於厚度方向之方向(面方向)延伸的略平板形狀(薄膜形狀)。又,半導體元件封裝用薄片1係具備平坦之厚度方向的一方之面(上表面)16;平坦之厚度方向的另一面(下表面)17;及連結該等之周端緣的第1周面(連結面或者周側面)6。此外,第1周面6為包含半導體元件封裝用薄片1之周端緣的周面。
半導體元件封裝用薄片1之材料係藉由加熱而暫時流動軟化後再硬化的環氧系封裝組成物(環氧系熱硬化性組成物)。環氧系封裝組成物係包含環氧樹脂、酚醛清漆型酚樹脂與含有羧基的熱可塑性樹脂。
環氧樹脂為環氧系封裝組成物之主劑,可舉出例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改質雙酚A型環氧樹脂、改質雙酚F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂等2官能環氧樹脂,例如酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四羥苯基乙烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂等3官能以上之多官能環氧樹脂等。此等環氧樹脂可單獨使用或併用2種以上。
較佳可舉出單獨使用2官能環氧樹脂,具體而言,可舉出單獨使用雙酚F型環氧樹脂。
環氧樹脂的環氧當量例如為10g/eq.以上,較佳為100g/eq.以上;又,例如為300g/eq.以下,較佳為250g/eq.以下。
環氧樹脂的軟化點例如為50℃以上,較佳為70℃以上;又,例如為110℃以下,較佳為90℃以下。
環氧樹脂的比例,在環氧系封裝組成物中,例如為1質量%以上,較佳為2質量%以上;又,例如為30質量%以下,較佳為10質量%以下。
酚醛清漆型酚樹脂係具有羥基,且為環氧樹脂之硬化劑(環氧樹脂硬化劑)。
酚醛清漆型酚樹脂的軟化點例如為40℃以上,較佳為50℃以上;又,例如為90℃以下,較佳為70℃以下。又,酚醛清漆型酚樹脂的軟化點與環氧樹脂的軟化點的差較小,具體而言,例如為40℃以下,較佳為30℃以下,更佳為20℃以下。
酚醛清漆型酚樹脂的羥基當量例如為10g/eq.以上,較佳為50g/eq.以上;又,例如為300g/eq.以下,較佳為150g/eq.以下。
相對於環氧樹脂中的環氧基1當量,酚醛清漆型酚樹脂的調配份數係調整成酚醛清漆型酚樹脂中之羥基的合計例如為0.7當量以上,較佳為0.9當量以上,例如為1.5當量以下,較佳為1.2當量以下。具體而言,相對於環氧樹脂100質量份,酚醛清漆型酚樹脂的調配份數例如為40質量份以上,較佳為50質量份以上;又,例如為75質量份以下,較佳為60質量份以下。
含有羧基的熱可塑性樹脂例如為可與環氧樹脂及酚醛清漆型酚樹脂反應之反應性樹脂,具體而言,熱可塑性樹脂所含有之羧基可與環氧樹脂的環氧基及酚醛清漆型酚樹脂的羥基反應。
作為含有羧基的熱可塑性樹脂,可舉出含有羧基的丙烯酸樹脂等。
作為含有羧基的熱可塑性樹脂,可舉出含有羧基的丙烯酸樹脂等。
作為丙烯酸樹脂,可舉出例如以具有直鏈或分支之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯的1種或2種以上,與含有羧基的單體為單體成分,藉由將該等單體成分聚合而得之含有羧基的丙烯酸系聚合物(含有羧基的(甲基)丙烯酸酯系單體)等。此外,「(甲基)丙烯酸」係表示「丙烯酸及/或甲基丙烯酸」。
作為烷基,可舉出例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、三級丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一基、月桂基、十三基、十四基、硬脂基、十八基、十二基等碳數1~20之烷基。較佳可舉出碳數1~6之烷基。
作為含有羧基的單體,可舉出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含有羧基的乙烯基單體。
含有羧基的熱可塑性樹脂的酸值例如為1mgKOH/g以上,較佳為5mgKOH/g以上,更佳為10mgKOH/g以上,再更佳為30mgKOH/g以上,尤佳為30mgKOH/g超過;又,例如為100mgKOH/g以下,較佳為50mgKOH/g以下,更佳為40mgKOH/g以下。酸值可藉由JIS K 0070-1992所規定的中和滴定法求得。
含有羧基的熱可塑性樹脂的酸值若為上述下限以上,可提高後述之低溫下的反應率R。另一方面,含有羧基的熱可塑性樹脂的酸值若為上述上限以下,可保持樹脂在低溫下的高流動性,同時可維持(確保)減少突出長度L1所需的反應率R。
含有羧基的熱可塑性樹脂的重量平均分子量例如為10萬以上,較佳為30萬以上;又,例如為100萬以下,較佳為90萬以下,更佳為80萬以下,再更佳為70萬以下。此外,重量平均分子量係根據凝膠滲透層析(GPC),基於標準聚苯乙烯換算值來測定。
含有羧基的熱可塑性樹脂的玻璃轉移溫度Tg例如為20℃以下,較佳為10℃以下,更佳為5℃以下;又,例如為-70℃以上,較佳為-50℃以上,更佳為-25℃以上,再更佳為-20℃以上,尤佳為-10℃以上,最佳為-5℃以上。含有羧基的熱可塑性樹脂的玻璃轉移溫度Tg係例如根據Fox式所求得的理論值,其具體的算出手法係記載於例如日本特開2016-175976號公報等。
玻璃轉移溫度Tg若為上述下限以上,以半導體元件封裝用薄片1封裝半導體元件3時,可有效抑制半導體元件封裝用薄片1從安裝半導體元件3之基板2突出的情形。玻璃轉移溫度Tg若為上述上限以下,半導體元件封裝用薄片1則可確實地封裝(埋覆)半導體元件3。
相對於環氧樹脂及酚醛清漆型酚樹脂之總量100質量份,含有羧基的熱可塑性樹脂的調配份數例如為10質量份以上,較佳為25質量份以上,更佳為40質量份以上;又,例如,90質量份以下,較佳為75質量份以下,更佳為50質量份以下,再更佳為未達50質量份。
再者,含有羧基的熱可塑性樹脂在環氧系封裝組成物(半導體元件封裝用薄片1)中的比例例如為0.1質量%以上,較佳為0.5質量%以上,更佳為超過1質量%;又,例如為10質量%以下,較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下,再更佳為1.5質量%以下。
含有羧基的熱可塑性樹脂的比例及/或調配份數若為上述下限以上,可提高後述之低溫下的反應率R,在將半導體元件封裝用薄片1進行熱壓時,可抑制由半導體元件封裝用薄片1汙染周圍之構件的情形。
另外,含有羧基的熱可塑性樹脂的比例及/或調配份數若為上述上限以下,則羧基可充分地進行反應,可形成未反應之羧基無殘留的狀態(或者盡可能減少的狀態)。
此外,環氧系封裝組成物亦可含有例如硬化促進劑、無機粒子、顏料、矽烷偶合劑等添加劑。
硬化促進劑為藉由加熱而促進環氧樹脂之硬化的觸媒(熱硬化觸媒)(環氧樹脂硬化促進劑),可舉出例如有機磷系化合物;例如2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(2P4MHZ)等咪唑化合物等。較佳可舉出咪唑化合物。相對於環氧樹脂100質量份,硬化促進劑的調配份數例如為0.05質量份以上;又,例如為5質量份以下。
無機粒子係用來提升半導體元件封裝用薄片1之強度的無機填料。作為無機粒子之材料,可舉出例如石英玻璃、滑石、二氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼等無機化合物。此等可單獨使用或併用2種以上。較佳可舉出二氧化矽。
無機粒子的形狀不特別限定,可舉出例如略球狀、略板狀、略針狀、不定形狀等。較佳可舉出略球狀。
無機粒子之最大長度的平均值(若為略球狀則為平均粒徑)M例如為50μm以下,較佳為20μm以下,更佳為10μm以下;又,例如為0.1μm以上,較佳為0.5μm以上。此外,平均粒徑M係基於例如藉由雷射散射法中之粒度分布測定法所求得的粒度分布,以D50值(累積50%中值徑)求得。
又,無機粒子可包含第1無機粒子,與具有小於第1無機粒子之最大長度的平均值M1之最大長度的平均值M2的第2無機粒子。
第1無機粒子之最大長度的平均值(若為略球狀則為平均粒徑)M1例如為1μm以上,較佳為3μm以上;又,例如為50μm以下,較佳為30μm以下。
第2無機粒子之最大長度的平均值(若為略球狀則為平均粒徑)M2例如為未達1μm,較佳為0.8μm以下;又,例如為0.01μm以上,較佳為0.1μm以上。
第1無機粒子之最大長度的平均值之相對於第2無機粒子之最大長度的平均值的比(M1/M2)例如為2以上,較佳為5以上;又,例如為50以下,較佳為40以下。
第1無機粒子及第2無機粒子之材料可均為相同或相異。較佳的是第1無機粒子及第2無機粒子之材料皆相同,具體而言為二氧化矽。
再者,無機粒子其表面亦可部分或全部以矽烷偶合劑等進行表面處理。較佳可舉出併用未經表面處理之第1無機粒子與經表面處理之第2無機粒子。
若無機粒子包含上述之第1無機粒子與第2無機粒子,第1無機粒子與第2無機粒子,在半導體元件封裝用薄片1中可有效地分散於環氧系封裝組成物,而提升半導體元件封裝用薄片1的韌性。
無機粒子(若併用第1無機粒子及第2無機粒子則為該等的總量)的含有比例,在半導體元件封裝用薄片1(環氧系封裝組成物)中係例如超過50質量%,較佳為70質量%以上,更佳為80質量%以上;又,例如為90質量%以下,較佳為87質量%以下。
當無機粒子包含上述之第1無機粒子與第2無機粒子時,第1無機粒子的含有比例,在環氧系封裝組成物中例如為40質量%以上,較佳為50質量%超過;又,例如為80質量%以下,較佳為70質量%以下。
當無機粒子包含上述之第1無機粒子與第2無機粒子時,相對於第1無機粒子100質量份,第2無機粒子的調配份數例如為30質量份以上,較佳為50質量份以上,更佳為50質量份超過;又,例如為未達100質量份,較佳為80質量份以下,更佳為70質量份以下。
第2無機粒子的調配份數若為上述下限以上,可由第2無機粒子有效地填充第1無機粒子間之較大的間隙,可降低將半導體元件封裝用薄片1進行熱壓時的流動性,而且,可抑制由半導體元件封裝用薄片1汙染周圍之構件的情形。
另一方面,第2無機粒子的調配份數若為上述上限以下,可抑制無機粒子所造成的樹脂黏度過度上升。
作為顏料,可舉出例如碳黑等黑色顏料。顏料的平均粒徑例如為0.001μm以上,且例如為1μm以下。相對於環氧系封裝組成物,顏料的比例例如為0.1質量%以上,且例如為2質量%以下。
矽烷偶合劑係為了對無機粒子的表面進行處理(進行表面處理)而調配者。作為矽烷偶合劑,可舉出例如含有環氧基的矽烷偶合劑。作為含有環氧基的矽烷偶合劑,可舉出例如3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等3-環氧丙氧基二烷基二烷氧基矽烷;例如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等3-環氧丙氧基烷基三烷氧基矽烷。較佳可舉出3-環氧丙氧基烷基三烷氧基矽烷。相對於無機粒子100質量份,矽烷偶合劑的調配份數例如為0.1質量份以上,較佳為1質量份以上;又,例如為10質量份以下,較佳為5質量份以下。
環氧系封裝組成物係調配環氧樹脂、酚醛清漆型酚樹脂與含有羧基的熱可塑性樹脂,以及視需求而定的添加劑,並將該等混合。
其次,說明半導體元件封裝用薄片1之製造方法。
要製造半導體元件封裝用薄片1,係例如使環氧系封裝組成物溶解及/或分散於溶劑(例如甲基乙基酮、甲苯、乙酸乙酯等),調製成清漆,將其塗佈於第1剝離薄片15並加以乾燥。藉此,在被第1剝離薄片15所支撐的狀態下製造半導體元件封裝用薄片1。
第1剝離薄片15例如具有朝面方向延伸的薄片形狀,且具有周面。周面為包含第1剝離薄片15之周端緣的周側面。第1剝離薄片15之材料可舉出例如聚丙烯、聚乙烯、該等之共聚物等聚烯烴,例如聚醯亞胺等聚合物,甚而例如金屬,例如陶瓷等。較佳可舉出聚合物,更佳可舉出聚烯烴。又,第1剝離薄片15其表面亦可經脫模處理。第1剝離薄片15的厚度例如為1μm以上,較佳為10μm以上;又,例如為1000μm以下,較佳為500μm以下。
之後,藉由作為剝離薄片之一例的第2剝離薄片25被覆半導體元件封裝用薄片1之厚度方向的一方之面16。具體而言,係將第2剝離薄片25配置於相對於半導體元件封裝用薄片1與第1剝離薄片15相反之一側。換言之,係在由第1剝離薄片15及第2剝離薄片25於厚度方向包夾的狀態下製造半導體元件封裝用薄片1。
此外,第2剝離薄片25係具有與第1剝離薄片15相同的形狀、材料、厚度。第2剝離薄片25係具有第2周面9,其為包含第2剝離薄片25之周端緣的周側面。第2周面9係與半導體元件封裝用薄片1之第1周面6平坦無階差。
另外,也可不調製清漆,而是藉由混練擠出而由環氧系封裝組成物一次製造半導體元件封裝用薄片1。此外,混練擠出的加熱條件為未使環氧系封裝組成物完全硬化的條件。
半導體元件封裝用薄片1中的環氧系封裝組成物例如為B階段(非完全硬化之半硬化)。B階段係環氧系封裝組成物處於呈液狀之A階段與完全硬化之C階段之間的狀態,係僅些微進行硬化及凝膠化,且壓縮彈性模數小於C階段之彈性模數的狀態。
藉此製造半導體元件封裝用薄片1。
半導體元件封裝用薄片1的厚度不特別限定,例如為100μm以上;又,例如為2000μm以下。
而且,半導體元件封裝用薄片1其以下述方法所測定之突出長度L1為3mm以下。又,突出長度L1較佳為2.5mm以下,更佳為2mm以下,再更佳為1.5mm以下,最佳為0mm。
突出長度L1若大於上述上限,在封裝半導體元件3時,可抑制由半導體元件封裝用薄片1汙染周圍之構件的情形。
將具有厚度260μm、長5cm、寬5cm之尺寸的半導體元件封裝用薄片1,在被具有與半導體元件封裝用薄片1相同的長寬尺寸之第2剝離薄片25所支撐的狀態下,於長6cm、寬6cm的氧化鋁板7之厚度方向的一方之面的一例之相向面8,以氧化鋁板7、半導體元件封裝用薄片1及第2剝離薄片25於厚度方向的一方側依序排列的方式進行配置,以70℃下、60秒、360N的力,在厚度方向將該等進行熱壓,之後,測定半導體元件封裝用薄片1的從第2剝離薄片25朝向外側之突出長度L1。
具體而言,係將上述之第2剝離薄片25及半導體元件封裝用薄片1,以該等均具有相同長寬尺寸的方式進行外形加工(例如切斷)。藉此,半導體元件封裝用薄片1之第1周面6與第2剝離薄片25之第2周面9便成為平坦無階差。
其次,以第2剝離薄片25朝向上側、半導體元件封裝用薄片1朝向熱壓機23的下板21的方式配置於下板21,接著,一邊藉由上板22與下板21包夾氧化鋁板7、半導體元件封裝用薄片1及第2剝離薄片25,一邊將該等進行加壓。
此外,上板22的長寬尺寸係大於第2剝離薄片25的長寬尺寸。下板21的長寬尺寸係大於氧化鋁板7的長寬尺寸。
又,熱壓時的溫度70℃可使半導體元件封裝用薄片1軟化,但為尚未達到半導體元件封裝用薄片1之完全硬化的溫度。
又,此半導體元件封裝用薄片1其以下述方法所求得之反應率R例如為50%以上,較佳為60%以上,更佳為70%以上,再更佳為80%以上,尤佳為超過80%,最佳為82%以上;又,例如為95%以下。
將半導體元件封裝用薄片1(以下所說明之加熱前,亦即為未加熱之半導體元件封裝用薄片1),以下述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第1發熱量H1。
測定溫度範圍:0~300℃
升溫速度:10℃/分
測定質量:15 mg
另外,將半導體元件封裝用薄片1於150℃下、加熱10分鐘,將上述該半導體元件封裝用薄片(亦即加熱後之半導體元件封裝用薄片1)以上述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第2發熱量H2。
升溫速度:10℃/分
測定質量:15 mg
另外,將半導體元件封裝用薄片1於150℃下、加熱10分鐘,將上述該半導體元件封裝用薄片(亦即加熱後之半導體元件封裝用薄片1)以上述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第2發熱量H2。
之後,求得從第1發熱量H1減去第2發熱量H2之熱量[H1-H2]之相對於第1發熱量H1的百分率([H1-H2]/H1×100%),作為反應率R。
此反應率R係指以既定溫度(較低溫度)加熱時所產生之熱量[H1-H2]的比例。因此,當反應率R較高時,係指環氧系封裝組成物的大部分會在既定溫度(較低溫度)下反應;另一方面,當反應率R較低時,則指環氧系封裝組成物在既定溫度(較低溫度)下僅會些微反應。
反應率R若為上述下限以上,環氧系封裝組成物會在低溫下反應。因此,縮短上述之突出長度L1而將半導體元件封裝用薄片1進行熱壓時,可抑制由半導體元件封裝用薄片1汙染周圍之構件的情形。
其次,茲說明使用此半導體元件封裝用薄片1來封裝半導體元件3,而製造半導體元件封裝體5的方法。
製造半導體元件封裝體5之方法係具備:準備半導體元件3之步驟;準備半導體元件封裝用薄片1之步驟;藉由半導體元件封裝用薄片1封裝半導體元件3,且由半導體元件封裝用薄片1調製硬化體薄片20,同時獲得半導體元件封裝體5之步驟。
於此方法中,係如圖3A所示,首先,準備半導體元件3及基板2。
半導體元件3例如為半導體晶片,具有朝面方向延伸的略平板形狀。就半導體元件3而言,不特別限定。半導體元件3之厚度方向的另一面(下表面)上係設有端子。
半導體元件3係安裝於基板2之厚度方向的一方之面(上表面)。具體而言,半導體元件3係例如對基板2進行覆晶安裝。
又,半導體元件3係在基板2上,沿面方向彼此隔著間隔地配置有多個。
基板2係具有朝面方向延伸的略平坦形狀。基板2具有俯視下包圍多個半導體元件3的大小。換言之,基板2係具有於厚度方向投影時,與多個半導體元件3重疊的重疊區域11,及未與多個半導體元件3重疊而由基板2露出的露出區域12。又,基板2係具有:配置於重疊區域11,且與半導體元件3之端子接觸的基板端子(未圖示);及配置於露出區域12,且連接於基板端子的基板配線(未圖示)。
於此方法中,接著,準備半導體元件封裝用薄片1。將第1剝離薄片15從半導體元件封裝用薄片1剝離。
之後,將半導體元件封裝用薄片1,以接觸半導體元件3之厚度方向的一方之面(上表面)的方式配置於半導體元件3上。
如圖3B所示,接著,藉由半導體元件封裝用薄片1封裝半導體元件3。
例如,使用具備下板及上板的平板壓機(未圖示),將半導體元件封裝用薄片1加熱及加壓,而以半導體元件封裝用薄片1封裝多個半導體元件3。換言之,將半導體元件封裝用薄片1隔著第2剝離薄片25進行熱壓。
又,藉由上述之加熱,半導體元件封裝用薄片1即熱硬化。具體而言,暫時軟化後,半導體元件封裝用薄片1之環氧系封裝組成物便完全硬化。
加熱條件係使環氧系封裝組成物完全硬化之條件。具體而言,加熱溫度例如為85℃以上,較佳為100℃以上;又,例如為125℃以下,較佳為110℃以下。加熱時間例如為10分鐘以上,較佳為30分鐘以上;又,例如為300分鐘以下,較佳為180分鐘以下。壓力不特別限定,例如為0.1MPa以上,較佳為0.5MPa以上;又,例如為10MPa以下,較佳為5MPa以下。
半導體元件封裝用薄片1經暫時流動軟化,即會埋覆多個半導體元件3。換言之,半導體元件3便由半導體元件封裝用薄片1包埋。
與此同時,半導體元件封裝用薄片1之第1周面6係朝面方向外側突出。第1周面6之突出長度L2可容許為大於上述之突出長度L1,具體而言,係例如滿足以下式(1),較佳為以下式(2),更佳為以下式(3)。
1≦(突出長度L2)/(突出長度L1)<2 (1)
1≦(突出長度L2)/(突出長度L1)<1.5 (2)
1≦(突出長度L2)/(突出長度L1)<1.25 (3)
此外,突出長度L2係以圖3A所示之封裝前的半導體元件封裝用薄片1之第1周面6的位置為基準,由此基準至圖3B中於半導體元件封裝用薄片1中突出至外側之周端緣的距離。上述基準係通常位於與第2剝離薄片25之第2周面9相同的位置。
1≦(突出長度L2)/(突出長度L1)<1.5 (2)
1≦(突出長度L2)/(突出長度L1)<1.25 (3)
此外,突出長度L2係以圖3A所示之封裝前的半導體元件封裝用薄片1之第1周面6的位置為基準,由此基準至圖3B中於半導體元件封裝用薄片1中突出至外側之周端緣的距離。上述基準係通常位於與第2剝離薄片25之第2周面9相同的位置。
接著,半導體元件封裝用薄片1被覆半導體元件3的周側面,同時觸及相向面的露出區域12。
藉此,半導體元件3即藉由半導體元件封裝用薄片1而封裝。又,基板2的露出區域12被半導體元件封裝用薄片1接觸(密接)。
之後,將第2剝離薄片25從半導體元件封裝用薄片1剝離。
此外,封裝半導體元件3且接觸基板2的露出區域12之半導體元件封裝用薄片1係既已藉由加熱而呈熱硬化(完全硬化)(C階段)狀態。因此,半導體元件封裝用薄片1便成為硬化體薄片20。
之後,如欲進一步進行熱硬化時,則將半導體元件封裝用薄片1(或者硬化體薄片20)從平板壓機取下,投入至別的加熱爐中。
藉此,可獲得具備基板2、多個半導體元件3及硬化體薄片20的半導體元件封裝體5。
之後,視需求,對應半導體元件3,例如藉由使用切割機之切斷將半導體元件封裝體5單片化。
而且,此半導體元件封裝用薄片1,由於以上述方法所測定之突出長度L1為3mm以下,故可抑制由半導體元件封裝用薄片1(之第1周面6)汙染周圍之構件,具體而言為熱壓機的情形,同時確實地封裝半導體元件3,而能夠有效地製造半導體元件封裝體5。
又,由於突出長度為上述上限以下,可檢查基板2之基板配線(未圖示)(圖型檢查),甚而可檢查基板2之厚度方向的一方之面(上表面)上有無雜質。
<變形例>
就以下各變形例,對於與上述一實施形態相同的構件,係附加相同的參照符號,並省略其詳細的說明。此外,就各變形例,除非特別明記,否則可發揮與一實施形態同樣的作用效果。而且,亦可適宜組合一實施形態及各變形例。
就以下各變形例,對於與上述一實施形態相同的構件,係附加相同的參照符號,並省略其詳細的說明。此外,就各變形例,除非特別明記,否則可發揮與一實施形態同樣的作用效果。而且,亦可適宜組合一實施形態及各變形例。
圖1中,係由單層形成半導體元件封裝用薄片1,例如,雖未圖示,惟亦可為多層之層合體。
又,亦可藉由半導體元件封裝用薄片1封裝單一半導體元件3。
此外,於一實施形態中,作為封裝用薄片之一例係舉出半導體元件封裝用薄片1來封裝半導體元件3,但不限定於此,例如,雖未圖示,惟亦可為供封裝其他電子元件的電子元件封裝用薄片。此時,可使用電子元件封裝用薄片來封裝電子元件,而製造電子元件封裝體。
實施例
實施例
以下示出實施例及比較例,對本發明更具體地加以說明。此外,本發明不受實施例及比較例任何限定。此外,以下記載中所使用之調配比例(含有比例)、物性值、參數等具體之數值可替換為上述之「實施方式」中所記載,且對應於彼等之調配比例(含有比例)、物性值、參數等該記載之上限(以「以下」、「未達」所定義之數值)或下限(以「以上」、「超過」所定義之數值)。
以下示出實施例及比較例中所使用之各成分。
環氧樹脂:新日鐵化學公司製YSLV-80XY(雙酚F型環氧樹脂、環氧當量200g/eq.軟化點80℃)
酚醛清漆型酚樹脂:群榮化學公司製LVR-8210DL(環氧樹脂硬化劑、羥基當量:104g/eq.、軟化點:60℃)
含有羧基的熱可塑性樹脂:根上工業公司製HME-2006M、含有羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約85萬、固體含量濃度20%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=-30℃、酸值:30mgKOH/g
含有羧基的熱可塑性樹脂:Nagase ChemteX公司製SG-70LN、含有羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約90萬、固體含量濃度12.5%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=-13℃、酸值:5mgKOH/g
含有羧基的熱可塑性樹脂:Nagase ChemteX公司製SG-N50、含有羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約40萬、固體含量濃度25%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=0℃、酸值:35mgKOH/g
不含羧基的熱可塑性樹脂:根上工業公司製AC-019、不含羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約110萬、固體含量濃度20%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=-15℃、酸值:0mgKOH/g
環氧樹脂硬化促進劑:四國化成工業公司製2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)
第1無機粒子:Denka公司製FB-8SM(球狀熔融二氧化矽粉末(無機粒子)、平均粒徑15μm)
第2無機粒子:將Admatechs公司製SC220G-SMJ(平均粒徑0.5μm)以3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(信越化學公司製之製品名:KBM-503)進行表面處理之無機粒子。相對於100質量份的SC220G-SMJ以1質量份的矽烷偶合劑進行表面處理之無機粒子。
酚醛清漆型酚樹脂:群榮化學公司製LVR-8210DL(環氧樹脂硬化劑、羥基當量:104g/eq.、軟化點:60℃)
含有羧基的熱可塑性樹脂:根上工業公司製HME-2006M、含有羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約85萬、固體含量濃度20%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=-30℃、酸值:30mgKOH/g
含有羧基的熱可塑性樹脂:Nagase ChemteX公司製SG-70LN、含有羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約90萬、固體含量濃度12.5%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=-13℃、酸值:5mgKOH/g
含有羧基的熱可塑性樹脂:Nagase ChemteX公司製SG-N50、含有羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約40萬、固體含量濃度25%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=0℃、酸值:35mgKOH/g
不含羧基的熱可塑性樹脂:根上工業公司製AC-019、不含羧基的丙烯酸酯系聚合物、重量平均分子量:約110萬、固體含量濃度20%(甲基乙基酮溶液)、玻璃轉移溫度Tg=-15℃、酸值:0mgKOH/g
環氧樹脂硬化促進劑:四國化成工業公司製2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)
第1無機粒子:Denka公司製FB-8SM(球狀熔融二氧化矽粉末(無機粒子)、平均粒徑15μm)
第2無機粒子:將Admatechs公司製SC220G-SMJ(平均粒徑0.5μm)以3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(信越化學公司製之製品名:KBM-503)進行表面處理之無機粒子。相對於100質量份的SC220G-SMJ以1質量份的矽烷偶合劑進行表面處理之無機粒子。
顏料:三菱化學公司製#20(碳黑)
矽烷偶合劑:信越化學公司製KBM-403(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)
實施例1~4及比較例1
依循表1所記載之調配處方,將各成分溶解及分散於甲基乙基酮,而得到清漆。清漆的固體含量濃度為80質量%。
矽烷偶合劑:信越化學公司製KBM-403(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)
實施例1~4及比較例1
依循表1所記載之調配處方,將各成分溶解及分散於甲基乙基酮,而得到清漆。清漆的固體含量濃度為80質量%。
將清漆塗佈於第1剝離薄片15的表面後,以90℃加以乾燥5分鐘。藉此,製成厚度260μm的B階段之半導體元件封裝用薄片1。之後,將半導體元件封裝用薄片1的上表面以第2剝離薄片25被覆。
(評定)
針對半導體元件封裝用薄片1,評定下述項目。將其結果記載於表1。
針對半導體元件封裝用薄片1,評定下述項目。將其結果記載於表1。
(突出長度L1的測定)
如圖2A所示,準備被第1剝離薄片15及第2剝離薄片25所支撐,且厚度為260μm的半導體元件封裝用薄片1,將其進行切斷加工成長5cm、寬5cm的大小。藉此,半導體元件封裝用薄片1之第1周面6與第2剝離薄片25之第2周面9便成為平坦無階差。
如圖2A所示,準備被第1剝離薄片15及第2剝離薄片25所支撐,且厚度為260μm的半導體元件封裝用薄片1,將其進行切斷加工成長5cm、寬5cm的大小。藉此,半導體元件封裝用薄片1之第1周面6與第2剝離薄片25之第2周面9便成為平坦無階差。
接著,將第1剝離薄片15從半導體元件封裝用薄片1剝離,將半導體元件封裝用薄片1,在被第2剝離薄片25所支撐的狀態下,於長6cm、寬6cm的氧化鋁板7,以氧化鋁板7、半導體元件封裝用薄片1及第2剝離薄片25依序排列於上側的方式進行配置。
如圖2B所示,之後,將該等設置於熱壓機23(品號VS008-1515、真空熱壓、Mikado公司製)的下板21上,接著在熱壓機23內進行減壓10秒,然後以70℃下、60秒、360N的力,一邊藉由上板22與下板21包夾氧化鋁板7、第1周面6及第2剝離薄片25,一邊將該等進行熱壓,之後,測定半導體元件封裝用薄片1的從第2剝離薄片25朝向外側之突出長度L1。具體而言,係測定半導體元件封裝用薄片1之第1周面6的從第2剝離薄片25之第2周面9朝向外側之突出長度L1。
此外,突出長度L1係以半導體元件封裝用薄片1的4個第1周面6之各值的平均值來算出。
(反應率R的測定)
將加熱前之(未加熱之)半導體元件封裝用薄片1,以下述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第1發熱量H1。
將加熱前之(未加熱之)半導體元件封裝用薄片1,以下述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第1發熱量H1。
測定溫度範圍:0~300℃
升溫速度:10℃/分
測定質量:15 mg
DSC裝置:DSC-Q2000,TA Instruments公司製
另外,將半導體元件封裝用薄片1於150℃下、加熱10分鐘,將所述半導體元件封裝用薄片1(加熱後之半導體元件封裝用薄片1)以上述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第2發熱量H2。
升溫速度:10℃/分
測定質量:15 mg
DSC裝置:DSC-Q2000,TA Instruments公司製
另外,將半導體元件封裝用薄片1於150℃下、加熱10分鐘,將所述半導體元件封裝用薄片1(加熱後之半導體元件封裝用薄片1)以上述條件測定示差掃描熱量(DSC測定),得到第2發熱量H2。
之後,求得從第1發熱量H1減去第2發熱量H2之熱量[H1-H2]之相對於第1發熱量H1的百分率([H1-H2]/H1×100%),作為反應率R。
表1中,若未特別記述時,數值為調配份數(含有份數)。
此外,上述發明係作為本發明所例示之實施形態提供,其僅為例示,不應限定性地解釋。由該技術領域之本業者所明瞭的本發明之變形例係包含於後述申請專利範圍。
1‧‧‧半導體元件封裝用薄片
2‧‧‧基板
3‧‧‧半導體元件
5‧‧‧半導體元件封裝體
6‧‧‧第1周面
7‧‧‧氧化鋁板
8‧‧‧相向面
9‧‧‧第2周面
11‧‧‧重疊區域
12‧‧‧露出區域
15‧‧‧第1剝離薄片
16‧‧‧厚度方向的一方之面
17‧‧‧厚度方向的另一面
20‧‧‧硬化體薄片
21‧‧‧下板
22‧‧‧上板
23‧‧‧熱壓機
25‧‧‧第2剝離薄片
L1‧‧‧突出長度
L2‧‧‧突出長度
圖1表示本發明之封裝用薄片之一實施形態的半導體元件封裝用薄片的剖面圖。
圖2A及圖2B為說明測定圖1所示半導體元件封裝用薄片之突出長度之方法的圖;圖2A表示將半導體元件封裝用薄片配置於氧化鋁板之步驟;圖2B表示將半導體元件封裝用薄片進行熱壓,並測定突出長度之步驟。
圖3A~圖3B表示使用圖1所示半導體元件封裝用薄片來封裝半導體元件,而製造半導體元件封裝體之方法的步驟圖;圖3A表示將半導體元件封裝用薄片,相對於半導體元件及基板相向配置之步驟;圖3B表示藉由半導體元件封裝用薄片來封裝半導體元件之步驟。
Claims (6)
- 一種封裝用薄片,其包含環氧樹脂、酚醛清漆型酚樹脂與含有羧基的熱可塑性樹脂;其特徵係以下述方法所測定之突出長度L1為3mm以下, 將具有厚度260μm、長5cm、寬5cm之尺寸的前述封裝用薄片,在被具有與前述封裝用薄片相同的長寬尺寸之剝離薄片所支撐的狀態下,於長6cm、寬6cm的氧化鋁板之前述厚度方向的一方之面,以前述氧化鋁板、前述封裝用薄片及前述剝離薄片於厚度方向的一方側依序排列的方式進行配置,以70℃下、60秒、360N的力,在前述厚度方向將該等進行熱壓,之後,測定前述封裝用薄片的從前述剝離薄片朝向正交於前述厚度方向之方向外側之突出長度L1。
- 如請求項1之封裝用薄片,其中前述熱可塑性樹脂的酸價為10mgKOH/g以上且40mgKOH/g以下。
- 如請求項1之封裝用薄片,其中前述熱可塑性樹脂的玻璃轉移溫度為-20℃以上且10℃以下。
- 如請求項1之封裝用薄片,其中相對於前述環氧樹脂及前述酚醛清漆型酚樹脂之總量100質量份,前述熱可塑性樹脂的調配份數為10質量份以上且90質量份以下。
- 如請求項1之封裝用薄片,其進一步含有第1無機粒子,與 具有比前述第1無機粒子的平均粒徑小之平均粒徑的第2無機粒子; 相對於前述第1無機粒子100質量份,前述第2無機粒子之調配份數為50質量份以上且未達100質量份。
- 如請求項1之封裝用薄片,其中,以下述方法所求得之反應率R為50%以上, 將封裝用薄片(1),以下述條件測定示差掃描熱量,得到第1發熱量H1, 測定溫度範圍:0~300℃ 升溫速度:10℃/分 測定質量:15 mg 另外,將前述封裝用薄片於150℃下、加熱10分鐘,將該封裝用薄片以前述條件測定示差掃描熱量,得到第2發熱量H2, 之後,求得從前述第1發熱量H1減去前述第2發熱量H2之熱量[H1-H2]之相對於前述第1發熱量H1的百分率([H1-H2]/H1×100%),作為前述反應率R。
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