TW202039616A - 空心封裝體及其製造方法 - Google Patents

空心封裝體及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202039616A
TW202039616A TW108147203A TW108147203A TW202039616A TW 202039616 A TW202039616 A TW 202039616A TW 108147203 A TW108147203 A TW 108147203A TW 108147203 A TW108147203 A TW 108147203A TW 202039616 A TW202039616 A TW 202039616A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
epoxy resin
top plate
resin composition
hollow
Prior art date
Application number
TW108147203A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI834787B (zh
Inventor
內藤理
本田那央
箱根吉浩
押田裕己
砂田衛
Original Assignee
日商住友電木股份有限公司
日商日本化藥股份有限公司
日商東和股份有限公司
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=71129710&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TW202039616(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 日商住友電木股份有限公司, 日商日本化藥股份有限公司, 日商東和股份有限公司 filed Critical 日商住友電木股份有限公司
Publication of TW202039616A publication Critical patent/TW202039616A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI834787B publication Critical patent/TWI834787B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • H01L23/295Organic, e.g. plastic containing a filler
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032Packages or encapsulation
    • B81B7/0058Packages or encapsulation for protecting against damages due to external chemical or mechanical influences, e.g. shocks or vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032Packages or encapsulation
    • B81B7/0077Other packages not provided for in groups B81B7/0035 - B81B7/0074
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00333Aspects relating to packaging of MEMS devices, not covered by groups B81C1/00269 - B81C1/00325
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0385Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable using epoxidised novolak resin
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/06Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
    • H01L23/08Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties the material being an electrical insulator, e.g. glass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02Sensors
    • B81B2201/0271Resonators; ultrasonic resonators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2207/00Microstructural systems or auxiliary parts thereof
    • B81B2207/01Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS
    • B81B2207/012Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS the micromechanical device and the control or processing electronics being separate parts in the same package
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00Forming microstructural systems
    • B81C2203/01Packaging MEMS
    • B81C2203/0154Moulding a cap over the MEMS device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00Forming microstructural systems
    • B81C2203/01Packaging MEMS
    • B81C2203/0163Reinforcing a cap, e.g. with ribs
    • 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
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

空心封裝體(103)具備基板(109)、元件(111)、隔板(113)及頂板(115),且設置有被基板(109)、隔板(113)及頂板(115)覆蓋的一個以上的被關閉的空心部(117),基板(109)、隔板(113)及頂板(115)被密封用樹脂組成物的硬化物密封。頂板(115)及隔板(113)均由有機材料構成,頂板(115)的厚度、隔板(113)的厚度、隔板的寬度及空心部(117)的最長寬度分別在既定的範圍內。密封用樹脂組成物含有(A)環氧樹脂,含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上;以及(B)無機填充材料。

Description

空心封裝體及其製造方法
本發明係關於一種空心封裝體及其製造方法。
作為關於半導體封裝的密封的技術,存在專利文獻1(美國專利申請公開2017/0047232號說明書)中所記載者。美國專利申請公開2017/0047232號說明書中記載有於基板的上表面裝載體聲波(Bulk Acoustic Wave:BAW)濾波器元件等表面構裝元件,且用片狀密封樹脂組成物被覆表面構裝元件並密封。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:美國專利申請公開第2017/0047232號說明書
[發明所欲解決之課題]
在近年的封裝體開發環境中,對薄型化、小型化、端子間隔的窄間距化之類的要求變高,鑑於該情況,本發明的發明人等對上述文獻中所記載之技術進行了研究之結果,得知在得到即使在對具有空心部的元件進行密封之情況下,成形後亦穩定地維持空心結構,並且針對晶片下的狹窄間隙的填充性優異之封裝體之方面存在改進的空間。
因此,本發明提供一種用於得到設置有空心部之元件的耐成形性優異並且針對狹窄間隙的填充性優異之封裝體之密封技術。 [解決課題之技術手段]
根據本發明,提供一種空心封裝體,其具備: 基板; 1種以上的元件,裝載於前述基板上且選自由半導體元件、MEMS及電子零件組成之群組中; 隔板,被設置成於前述基板的上部包圍前述元件的外周;及 頂板,與前述隔板的上表面相接而設置並且覆蓋前述元件的上部, 且設置有被前述基板、前述隔板及前述頂板覆蓋的一個以上的被關閉的空心部,並且前述基板、前述隔板及前述頂板被密封用樹脂組成物的硬化物密封,前述空心封裝體中, 前述頂板及前述隔板均由有機材料構成, 前述頂板的厚度為10μm以上且50μm以下, 前述隔板的厚度為5μm以上且30μm以下,前述隔板的寬度為5μm以上且200μm以下, 與前述基板的元件裝載面垂直的剖面上的前述空心部的最長寬度為60μm以上且1000μm以下, 前述密封用樹脂組成物含有: (A)環氧樹脂,含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上;以及 (B)無機填充材料。
又,根據本發明提供一種空心封裝體之製造方法,其包括以下步驟1及步驟2: (步驟1)藉由於基板上形成由至少1種有機材料構成之隔板和頂板而設置一個以上的被關閉之空心部之步驟 (步驟2)於0.1MPa以上且未達5.0MPa之低壓下對密封用樹脂組成物進行壓縮成形,並對前述基板、前述隔板及前述頂板進行樹脂密封之步驟,前述空心封裝體之製造方法中 前述步驟1包括以選自由半導體元件、MEMS及電子零件組成之群組中之1種以上的元件配置於前述空心部內之方式將前述元件裝載於前述基板上之步驟, 前述密封用樹脂組成物含有: (A)環氧樹脂,含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上;及 (B)無機填充材料。 [發明之效果]
根據本發明,能夠提供一種用於得到設置有空心部之元件的耐成形性優異並且針對狹窄間隙的填充性優異之封裝體的密封技術。
上述之目的及其他目的、特徵及優點藉由以下敘述之較佳的實施形態及附隨其之以下圖式而得以進一步變得明確。
以下,利用圖式對實施形態進行說明。此外,在所有的圖式中,對相同的構成要素標註共通的符號,並適當地省略說明。又,圖為概略圖而並不一定與實際尺寸比例一致。又,除非另有說明,則數值範圍的「X~Y」表示「X以上且Y以下」。
(空心封裝體、結構體) 圖1為表示本實施形態中的結構體的構成的一例之剖視圖。圖1中所示之結構體100為於基板101上裝載有空心封裝體103及封裝體105者。作為基板101,例如能夠使用中介層等之有機基板。 空心封裝體103及封裝體105均被密封材料107密封。密封材料107由密封用樹脂組成物的硬化物構成。 以下,分別對空心封裝體103及封裝體105進行說明。
首先,對空心封裝體103進行說明。空心封裝體103具備:基板109;1種以上的元件111,裝載於基板109上且選自由半導體元件、MEMS及電子零件組成之群組中;隔板113,被設置成於基板109的上部包圍元件111的外周;及頂板115,與隔板113的上表面相接而設置並且覆蓋元件111的上部。於空心封裝體103設置有被基板109、隔板113及頂板115覆蓋之一個以上的被關閉之空心部117。而且,基板109、隔板113及頂板115被密封材料107密封。密封材料107為密封用樹脂組成物的硬化物。關於密封用樹脂組成物的構成,待留後述。 空心封裝體103藉由設置在頂板115的上部之凸塊119而與基板101倒裝晶片連接。又,連接凸塊119與基板101上的導電體之配線(未圖示)可以跨越頂板115的上表面及側表面、隔板113的側表面以及基板101的上表面而設置。
元件111只要為選自由半導體元件、MEMS及電子零件組成之群組中之1種以上即可,具體而言為應用於設置有空心結構之封裝體之元件。作為該元件111的具體例,可舉出BAW濾波器、表面聲波(SAW:Surface Acoustic Wave)濾波器等高頻濾波器。
基板109的材料能夠依據元件111的種類等而選擇。基板109例如可以為矽基板等半導體基板。又,元件111為高頻濾波器時,作為基板109的材料,可較佳地舉出鉭酸鋰(LT)、鈮酸鋰(LN)等壓電體。
隔板113及頂板115的大小能夠依據元件111的大小而設定。 關於隔板113的厚度,從於元件111的周圍確保空心部117之觀點考慮,較佳為5μm以上,更佳為7μm以上。又,從空心封裝體103的薄型化的觀點考慮,隔板113的厚度較佳為30μm以下,更佳為20μm以下。 關於隔板113的寬度,從提高耐成形性之觀點考慮,較佳為5μm以上,更佳為20μm以上。又,從空心封裝體103的小型化的觀點考慮,隔板113的寬度較佳為200μm以下,更佳為100μm以下。 在此,隔板113的厚度是指與基板109垂直的方向上的隔板113的長度,且隔板113的寬度是指基板109的面內方向上的隔板113的長度。
關於頂板115的厚度,從提高耐成形性之觀點考慮,較佳為10μm以上,更佳為15μm以上。又,從空心封裝體103的薄型化的觀點考慮,頂板115的厚度較佳為50μm以下,更佳為30μm以下。 在此,頂板115的厚度是指與基板109垂直的方向上的頂板115的長度。
關於與基板109的元件裝載面垂直的剖面上的空心部117的最長寬度,從於元件111的周圍確保空心部117之觀點考慮,較佳為60μm以上,更佳為100μm以上。又,從空心封裝體103的小型化的觀點考慮,空心部117的上述最長寬度較佳為1000μm以下,更佳為800μm以下。 作為空心部117的剖面形狀,例如可舉出矩形。又,作為空心部117的平面形狀,例如可舉出正方形、矩形、多邊形、圓形、橢圓形或結合該等而成之形狀。
隔板113及頂板115均由有機材料構成為較佳。隔板113與頂板115的材料可以為相同種類亦可以為不同種類。 隔板113及頂板115中的至少一者係有機材料時,從藉由簡單的步驟而穩定地形成隔板113及頂板115之觀點考慮,該有機材料較佳為感光性乾膜阻劑,更佳為負型感光性乾膜阻劑,進一步較佳為含有光酸產生劑和環氧樹脂之負型感光性乾膜阻劑。 又,從相同的觀點考慮,隔板113及頂板115較佳為由感光性樹脂組成物的硬化物構成。以下,對感光性樹脂組成物的構成進行具體說明。
(感光性樹脂組成物) 作為在隔板113或頂板115的形成中所使用之感光性樹脂組成物,能夠使用以聚醯亞胺、聚醯胺、苯環丁烯、聚苯并㗁唑、順丁烯二醯亞胺、丙烯酸酯樹脂、酚樹脂或環氧樹脂等為主成分之各種感光性樹脂組成物,例如能夠使用國際公開第2012/008472號中所記載者。此時,感光性樹脂組成物較佳為含有光酸產生劑及環氧樹脂。
光酸產生劑較佳為含有三(4-(4-乙醯基苯基)苯硫基)鋶四(五氟苯基)硼酸鹽,更佳為三(4-(4-乙醯基苯基)苯硫基)
Figure 108147203-A0304-12-0020-10
四(五氟苯基)硼酸鹽。作為三(4-(4-乙醯基苯基)苯硫基)鋶四(五氟苯基)硼酸鹽,例如能夠使用BASF公司製Irgacure(註冊商標)PAG 290。
關於感光性樹脂組成物中的光酸產生劑的含量,將光酸產生劑與環氧樹脂的合計量設為100質量%,較佳為0.1質量%以上,並且較佳為15質量%以下。
關於環氧樹脂的環氧當量,從降低感光性樹脂組成物的硬化收縮率之觀點考慮,較佳為150g/eq.以上。又,從抑制感光性樹脂組成物的交聯密度過於降低而硬化膜的強度或耐化學品性、耐熱性、耐龜裂性等降低之觀點考慮,環氧樹脂的環氧當量較佳為500g/eq.以下。 在此,環氧當量藉由依照JIS K7236之方法進行測量。
又,從抑制光罩沾黏之觀點及抑制常溫下的軟化之觀點考慮,環氧樹脂的軟化點較佳為40℃以上,更佳為50℃以上。又,從提高針對基板109的貼合性之觀點考慮,環氧樹脂的軟化點較佳為120℃以下,更佳為100℃以下。 在此,軟化點藉由依照JIS K7234之方法進行測量。
環氧樹脂更佳為具有上述之範圍的環氧當量及上述之範圍的軟化點,作為該環氧樹脂的具體例,可舉出EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-4400H、EPPN-201、EPPN-501H、EPPN-502H、XD-1000、BREN-S、NER-7604、NER-7403、NER-1302、NER-7516、NC-3000H(均為商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、EPICOAT 157S70(商品名,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.製)、EHPE3150(商品名,Daicel Corporation Co.,Ltd.製)。
作為環氧樹脂的具體例,可舉出酚醛清漆型環氧樹脂、藉由具有烯烴之化合物的氧化反應而得到之環氧樹脂等。 又,從硬化物的耐化學品性、耐電漿性及透明性高、進而硬化物為低吸濕性硬化物之方面考慮,作為較佳的環氧樹脂的具體例,可舉出EPICOAT 157(Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.製,環氧當量180~250g/eq.,軟化點80~90℃)、EPON SU-8(商品名,Resolution Performance Products LLC.製,環氧當量195~230g/eq.,軟化點80~90℃)等之雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂;NC-3000(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量270~300g/eq.,軟化點55~75℃)等之聯苯-苯酚酚醛清漆型環氧樹脂; NER-7604及NER-7403(均為商品名,醇性羥基的一部分被環氧化之雙酚F型環氧樹脂,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量200~500g/eq.,軟化點55~75℃)、NER-1302及NER-7516(均為商品名,醇性羥基的一部分被環氧化之雙酚A型環氧樹脂,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量200~500g/eq.,軟化點55~75℃)等之醇性羥基的一部分被環氧化之雙酚A型或F型環氧樹脂; EOCN-1020(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量190~210g/eq.,軟化點55~85℃)等之甲酚酚醛清漆型環氧樹脂; NC-6300(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量230~235g/eq.,軟化點70~72℃)等之多官能環氧樹脂; 日本特開平10-97070號公報中記載有製造方法之聚羧酸環氧樹脂(環氧當量通常為300~900g/eq.)等之使於1分子中至少具有2個以上的環氧基之環氧樹脂與於1分子中至少具有1個以上的羥基及1個羧基之化合物的反應物與多元酸酐反應而得之環氧樹脂; EPPN-201(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量180~200g/eq.,軟化點65~78℃)等之三酚甲烷型環氧樹脂; EPPN-501H(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量162~172g/eq.,軟化點51~57℃)、EPPN-501HY(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量163~175g/eq.,軟化點57~63℃)、EPPN-502H(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量158~178g/eq.,軟化點60~72℃)等之三苯甲烷型環氧樹脂; EHPE3150(商品名,Daicel Corporation Co.,Ltd.製,環氧當量170~190g/eq.,軟化點70~85℃)等之脂環式環氧樹脂; XD-1000(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,環氧當量245~260g/eq.,軟化點68~78℃)等之二環戊二烯型環氧樹脂;以及 藉由日本特開2007-291263號公報中所記載之方法得到之共縮合物亦即環氧樹脂(環氧當量通常為400~900g/eq.)。
關於感光性樹脂組成物中的環氧樹脂的含量,從提高空心部117的耐成形性之觀點考慮,將光酸產生劑與環氧樹脂的合計量設為100質量%,較佳為85質量%以上,並且較佳為99.9質量%以下。
感光性樹脂組成物可以含有除了光酸產生劑及環氧樹脂以外的成分,作為該成分的具體例,可以含有具有混合性之反應性環氧單體及溶劑中的1種以上。 感光性樹脂組成物含有反應性環氧單體,藉此能夠改良圖案的性能。作為反應性環氧單體的具體例,可舉出二乙二醇二環氧丙基醚、己二醇二環氧丙基醚、二羥甲基丙烷二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚(例如ADEKA CORPORATION製,ED506)、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚(例如ADEKA CORPORATION製,ED505)、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚(例如低氯型,Nagase ChemteX Corporation製,EX321L)、新戊四醇四環氧丙基醚等,較佳為該等中經過了低氯製造方法或經過了純化步驟之低氯型者。 關於反應性環氧單體的含量,當將光酸產生劑、環氧樹脂及適當反應性環氧單體的合計作為阻劑的固體成分時,例如超過0質量%,並且從抑制光罩沾黏之觀點考慮,於上述固體成分中較佳為10質量%以下,更佳為7質量%以下。 此外,本說明書中的反應性環氧單體是指,基於GPC的測量結果,藉由聚苯乙烯換算計算之重均分子量為1,000以下的室溫下的液態環氧化合物。
又,感光性樹脂組成物含有溶劑,藉此能夠降低感光性樹脂組成物的黏度,並提高塗膜性。作為溶劑,只要係油墨、塗料等中通常所使用之有機溶劑,且能夠溶解感光性樹脂組成物的各構成成分則能夠無限制地使用。作為溶劑的具體例,可舉出丙酮、甲基乙基酮、環己酮、環戊酮等之酮類;甲苯、二甲苯、四甲基苯等之芳香族烴類;二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚等之二醇醚類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丁賽璐蘇、卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、γ-丁內酯等之酯類;甲醇、乙醇、賽璐蘇、甲賽璐蘇等之醇類;辛烷、癸烷等之脂肪族烴、石油醚、石腦油、氫化石腦油、溶劑石腦油等之石油系溶劑等。 關於溶劑的含量,從適當保持主成分的溶解性或成分的揮發性、組成物的液體黏度等之觀點考慮,相對於感光性樹脂組成物總量,較佳為10質量%以上,並且較佳為95質量%以下,更佳為90質量%以下。
又,從提高針對基板的組成物的黏著性之觀點考慮,感光性樹脂組成物可以進而含有黏著性賦予劑。黏著性賦予劑例如為矽烷偶合劑及鈦偶合劑等之偶合劑,較佳為矽烷偶合劑。 黏著性賦予劑的含量例如超過0質量%,並且從抑制硬化膜的物性降低之觀點考慮,相對於感光性樹脂組成物總量,較佳為15質量%以下,更佳為5質量%以下。
關於感光性樹脂組成物,從吸收紫外線,且向光酸產生劑供給所吸收之光能之觀點考慮,還可以含有敏化劑。 作為敏化劑的具體例,可舉出2,4-二乙基9-氧硫𠮿
Figure 108147203-0000-3
等之9-氧硫𠮿
Figure 108147203-0000-3
類、9,10-二甲氧基-2-乙基蒽等之於9位和10位具有C1~C4烷氧基之蒽化合物(9,10-二烷氧基蒽衍生物)。9,10-二烷氧基蒽衍生物還可以具有取代基。 敏化劑更佳為2,4-二乙基9-氧硫𠮿
Figure 108147203-0000-3
及9,10-二甲氧基-2-乙基蒽。 敏化劑即使為少量亦可發揮效果,因此其含量相對於光酸產生劑例如超過0質量%,並且較佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下。
又,當需要減少由源自光酸產生劑之離子導致之影響時,感光性樹脂組成物還可以含有有機鋁化合物等之離子捕獲劑。 關於離子捕獲劑的摻合量,當將光酸產生劑及環氧樹脂及適當反應性環氧單體的合計作為阻劑的固體成分時,相對於該固體成分例如超過0質量%,並且較佳為10質量%以下。
感光性樹脂組成物可以含有熱塑性樹脂、著色劑、增黏劑、消泡劑、調平劑等之各種添加劑。 作為熱塑性樹脂,例如可舉出聚醚碸、聚苯乙烯、聚碳酸酯。 作為著色劑,例如可舉出酞青素藍、酞青素綠、碘綠、結晶紫、氧化鈦、碳黑、萘黑。 作為增黏劑,例如可舉出奧本(Orben)、有機性搬土(Benton)、蒙脫石。 作為消泡劑,例如可舉出聚矽氧系、氟系及高分子系等之消泡劑。 該等添加劑的摻合量能夠依使用目的而適當添加,但相對於感光性樹脂組成物總量例如分別為0.1質量%以上,並且例如為30質量%以下。
又,感光性樹脂組成物還可以含有無機填充材料。作為無機填充材料的具體例,可舉出硫酸鋇、鈦酸鋇、氧化矽、無定形二氧化矽、滑石、黏土、碳酸鎂、碳酸鈣、氧化鋁、氫氧化鋁、雲母粉。 無機填充材料的摻合比例例如於感光性樹脂組成物中超過0質量%,並且例如為60質量%以下。
關於感光性樹脂組成物,從提高空心部117的耐成形性之觀點考慮,較佳為含有0.1質量份以上且15質量份以下的光酸產生劑、85質量份以上且99.9質量份以下的環氧樹脂、1質量份以上且10質量份以下的反應性環氧單體、5.8質量份以上且2090質量份以下的溶劑,可以依需要而添加上述黏著性賦予劑、敏化劑、離子捕捉劑、熱塑性樹脂、著色劑、增黏劑、消泡劑、調平劑及無機填充材料。
接著,對感光性樹脂組成物之製造方法進行說明。 本實施形態中,感光性樹脂組成物例如藉由通常的方法對既定摻合量的原料成分進行混合、攪拌而得,亦可以依需要而使用溶解器、均質機、3輥磨機等之分散機進行分散、混合。又,混合之後,還可以使用篩目、膜濾器等進行過濾。
接著,對感光性樹脂組成物的性狀進行說明。感光性樹脂組成物例如能夠形成為液態。 又,感光性樹脂組成物較佳為乾膜阻劑。乾膜阻劑藉由於基膜上使用輥塗機、模塗機、刮刀式塗佈機、棒塗機、凹版塗佈機等而塗佈感光性樹脂組成物之後,使用例如設定為45℃以上且100℃以下之乾燥爐進行乾燥,並去除既定量的溶劑而得。又,可以於阻劑上適當積層覆蓋膜。作為成為阻劑的基材之基膜及覆蓋膜的具體例,可舉出聚酯、聚丙烯、聚乙烯、TAC、聚醯亞胺等之薄膜。該等薄膜可以藉由聚矽氧系脫模處理劑或非聚矽氧系脫模處理劑等而進行脫模處理。
接著,返回到圖1對封裝體105進行說明。封裝體105係由半導體元件121經由凸塊123與基板101的元件裝載面倒裝晶片連接而成。封裝體105中,半導體元件121及凸塊123被密封材料107密封。
作為封裝體105的具體例,可舉出QFP(Quad Flat Package:四面扁平封裝)、SOP(Small Outline Package:小型封裝)、BGA(Ball Grid Array:球柵陣列)、CSP(Chip Size Package:晶片尺寸封裝)、QFN(Quad Flat Non-leaded Package:四面扁平無引線封裝)、SON(Small Outline Non-leaded Package:小型無引線封裝)、LF-BGA(Lead Flame BGA)、SiP(System In Package:封裝體系)、LGA(Land Grid Array:平面柵格陣列)。
接著,對密封材料107進行說明。密封材料107為密封用樹脂組成物的硬化物。圖1中,密封材料107跨越基板101的整個元件裝載面而設置,且對空心封裝體103及封裝體105進行了密封。
(密封用樹脂組成物) 本實施形態中,密封用樹脂組成物係空心封裝體103的基板109、隔板113及頂板115的密封中所使用者,且含有以下成分(A)及(B)。 (A)環氧樹脂,含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上; (B)無機填充材料。
(成分(A)) 成分(A)的環氧樹脂含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上。 從提高密封用樹脂組成物的填充特性之觀點及提高空心封裝體的耐成形性之觀點考慮,成分(A)較佳為含有選自由聯苯芳烷基型環氧樹脂;三苯甲烷型環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂;及雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、四甲基雙酚F型環氧樹脂等之雙酚型環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上,更佳為含有選自由聯苯芳烷基型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂及雙酚A型環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上。
關於密封用樹脂組成物中的成分(A)的含量,從在成形時得到較佳的流動性而實現填充性和成形性的提高的觀點考慮,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,較佳為2質量%以上,更佳為3質量%以上,進一步較佳為4質量%以上。 從提高空心封裝體103的耐成形性之觀點考慮,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,密封用樹脂組成物中的成分(A)的含量較佳為40質量%以下,更佳為30質量%以下,進一步較佳為15質量%以下,進而更佳為10質量%以下。
(成分(B)) 作為成分(B)的無機填充材料,能夠使用通常於密封用樹脂組成物中所使用者。作為無機填充材料的具體例,可舉出熔融二氧化矽、結晶二氧化矽等之二氧化矽;氧化鋁;滑石;氧化鈦;氮化矽;氮化鋁。該等無機填充材料可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。 該等中,從通用性優異之觀點考慮,無機填充材料含有二氧化矽為較佳,使用熔融二氧化矽為更佳。
關於無機填充材料的大小,從提高密封用樹脂組成物的流動性,能夠在不產生空隙等之前提下將密封用樹脂組成物填充於半導體元件等元件111與基板之間之觀點考慮,通過了孔徑20μm的篩子時的篩下部分的含量相對於無機填充材料總量,較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,進一步較佳為100質量%。又,上述通過了孔徑20μm的篩子時的篩下部分的含量的上限並無限制,為100質量%以下。
關於密封用樹脂組成物中的無機填充材料的含量,從提高使用密封用樹脂組成物而形成之密封材料的低吸濕性及低熱膨脹性,且進一步有效地提高所得到之半導體封裝的耐濕可靠性和耐回焊性之觀點考慮,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,較佳為50質量%以上,更佳為70質量%以上,進一步較佳為80質量%以上。 又,從進一步有效地提高密封用樹脂組成物的成形時的流動性和填充性之觀點考慮,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,密封用樹脂組成物中的無機填充材料總量的含量較佳為95質量%以下,更佳為93質量%以下,進一步較佳為90質量%以下。
本實施形態中,密封用樹脂組成物可以含有除了環氧樹脂及無機填充材料以外的成分。 例如,密封用樹脂組成物還可以含有硬化劑。
(硬化劑) 作為硬化劑,例如能夠大致分為複加成型的硬化劑、觸媒型的硬化劑、縮合型的硬化劑這3類型,能夠使用該等中之1種或2種以上。
作為複加成型的硬化劑,例如可舉出二伸乙三胺(DETA)、三伸乙四胺(TETA)、間伸茬基二胺(MXDA)等之脂肪族多胺;二胺基二苯基甲烷(DDM)、間苯二胺(MPDA)、二胺基二苯基碸(DDS)等之芳香族多胺;此外,還可舉出包含二氰二胺(DICY)、有機酸二醯肼等之多胺化合物;包含六氫酞酸酐(HHPA)、甲基四氫酞酸酐(MTHPA)等之脂環族酸酐、1,2,4-苯三甲酸酐(TMA)、1,2,4,5-苯四甲酸酐(PMDA)、二苯基酮四羧酸(BTDA)等的芳香族酸酐等之酸酐;酚醛清漆型酚樹脂、聚乙烯基酚等之酚樹脂硬化劑;多硫化物、硫酯、硫醚等之多硫醇化合物;異氰酸酯預聚物、封端化異氰酸酯等之異氰酸酯化合物;含羧酸聚酯樹脂等之有機酸類等。
作為觸媒型硬化劑,例如可舉出二甲苄胺(BDMA)、2,4,6-三二甲基胺基甲基酚(DMP-30)等之3級胺化合物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI24)等之咪唑化合物;BF3 錯合物等之路易士酸等。
作為縮合型硬化劑,例如可舉出酚樹脂、含羥甲基尿素樹脂之類的尿素樹脂;含羥甲基三聚氰胺樹脂之類的三聚氰胺樹脂等。
該等中,從提高關於耐燃性、耐濕性、電特性、硬化性及保存穩定性等的均衡之觀點考慮,較佳為酚樹脂硬化劑。作為酚樹脂硬化劑,能夠使用所有的於一分子內具有2個以上的酚性羥基之單體、低聚物、聚合物,其分子量、分子結構並無限定。
作為硬化劑中所使用之酚樹脂硬化劑,例如可舉出聯苯芳烷基型酚樹脂;苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚酚醛清漆樹脂等之酚醛清漆型酚樹脂;聚乙烯基苯酚;苯酚-羥基苯甲醛樹脂、三苯甲烷型酚樹脂、經甲醛改質之三苯甲烷型酚樹脂等之改質三苯甲烷型酚樹脂等之多官能型酚樹脂;萜烯改質酚樹脂、二環戊二烯改質酚樹脂等之改質酚樹脂;具有伸苯基骨架和/或聯伸苯骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸苯基骨架和/或聯伸苯基骨架之萘酚芳烷基樹脂等之芳烷基型酚樹脂;雙酚A、雙酚F等之雙酚化合物等,該等可以單獨使用1種亦可以同時使用2種以上。該等中,從提高耐熱性及填充性之觀點考慮,使用苯酚-羥基苯甲醛樹脂等之多官能型酚樹脂為更佳。又,從相同的觀點考慮,使用選自由聯苯芳烷基系酚樹脂及三苯甲烷型酚樹脂組成之群組中之1種以上亦為較佳。
本實施形態中,從成形時實現優異的流動性,並實現填充性和成形性的提高之觀點考慮,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,密封用樹脂組成物中的硬化劑的含量較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進一步較佳為3質量%以上。 又,關於將密封用樹脂組成物的硬化物作為密封材料之半導體封裝,從提高耐濕可靠性和耐回焊性之觀點考慮,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,密封用樹脂組成物中的硬化劑的含量較佳為25質量%以下,更佳為15質量%以下,進一步較佳為10質量%以下。
又,密封用樹脂組成物中可以含有除了上述之成分以外的成分,例如能夠適當地摻合偶合劑、硬化促進劑、流動性賦予劑、脫模劑、離子捕獲劑、低應力成分、阻燃劑、著色劑、抗氧化劑等之各種添加劑中的1種以上。關於該等成分的含量,將密封用樹脂組成物總量設為100質量%時,分別能夠設為例如0.1~5質量%左右。 其中,偶合劑例如能夠含有選自環氧矽烷、巰基矽烷、二級胺基矽烷等之胺基矽烷、烷基矽烷、脲基矽烷、乙烯基矽烷、甲基丙烯酸矽烷等之各種矽烷化合物、鈦化合物、鋁螯合物類、鋁/鋯化合物等之公知的偶合劑中之1種或2種以上。 硬化促進劑(觸媒)例如能夠含有選自有機膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物的加成物、鏻化合物與矽烷化合物的加成物等之含有磷原子之化合物;例示1,8-二吖雙環[5.4.0]十一烯-7、芐基二甲胺、2-甲基咪唑等之脒或三級胺、上述脒或胺的四級鹽之含有氮原子之化合物中之1種或2種以上。該等中,從提高硬化性之觀點考慮,包括含有磷原子之化合物為更佳。又,從提高成形性與硬化性的均衡之觀點考慮,含有四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物的加成物、鏻化合物與矽烷化合物的加成物等之具有潛伏性者為更佳。 作為流動性賦予劑的具體例,可舉出2,3-二羥基萘。 脫模劑例如能夠含有選自棕櫚蠟等之天然蠟、二十八酸酯蠟等之合成蠟、硬脂酸鋅等之高級脂肪酸及其金屬鹽類、以及烷烴中之1種或2種以上。 作為離子捕獲劑的具體例,可舉出水滑石。 作為低應力成分的具體例,可舉出矽油、聚矽氧橡膠。 作為阻燃劑的具體例,可舉出氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、鉬酸鋅、磷腈(phosphazene)。 作為著色劑的具體例,可舉出炭黑、紅丹。 作為抗氧化劑的具體例,可舉出受阻酚(hindered phenol)化合物、受阻胺(hindered amine)化合物、硫醚化合物。
關於密封用樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度(Tg),從提高硬化物的耐熱性之觀點考慮,較佳為100℃以上,更佳為110℃以上,進一步較佳為120℃以上。 又,硬化物的Tg的上限並無限制,但從提高硬化物的韌性之觀點考慮,較佳為200℃以下,更佳為180℃以下,進一步較佳為160℃以下。 在此,硬化物的玻璃轉移溫度使用熱機械分析(Thermal Mechanical Analysis:TMA)裝置(Seiko Instruments Inc.製,TMA100)於測量溫度範圍0℃~320℃、升溫速度5℃/分鐘的條件下進行測量。
本實施形態中,密封用樹脂組成物的形狀較佳為錠狀或粒狀。作為粒狀密封用樹脂組成物,具體而言,可舉出粉粒體者。在此,密封用樹脂組成物為粉粒體是指粉末狀或顆粒狀中的任一種之情況。
接著,對密封用樹脂組成物之製造方法進行說明。 本實施形態中,密封用樹脂組成物例如能夠藉由如下方法而得到,亦即利用公知的方法對上述之各成分進行混合,進而使用輥、捏合機或擠出機等之混煉機進行熔融混煉,並冷卻之後進行粉碎。又,關於所得到之密封用樹脂組成物,可以適當地調整分散度或流動性等。
本實施形態中,藉由分別使用上述之構成的感光性樹脂組成物及密封用樹脂組成物,並且將隔板113及頂板115的大小設定為既定的大小,能夠得到穩定地維持空心封裝體103中的空心部117,並且複數個凸塊123之間等之狹窄間隙的填充性優異之結構體100。
此外,圖1中示出了於基板101上裝載有空心封裝體103及封裝體105之例子,但本實施形態中,結構體可以為僅裝載有空心封裝體者,亦可以混合裝載空心封裝體和不具有空心部之元件。又,結構體包括複數個封裝體時,複數個封裝體可以藉由以下步驟而被單片化。
接著,對空心封裝體103及具備其之結構體100之製造方法進行說明。本實施形態中,空心封裝體103之製造方法包括以下步驟1及步驟2。 (步驟1)藉由於基板109上形成由至少1種有機材料構成之隔板113和頂板115而設置一個以上的被關閉之空心部117之步驟; (步驟2)於0.1MPa以上且未達5.0MPa之低壓下對前述之本實施形態中的密封用樹脂組成物進行壓縮成形,並對基板109、隔板113及頂板115進行樹脂密封之步驟。 以下,參閱圖2(a)~圖2(d)進一步進行具體說明。圖2(a)~圖2(d)為表示結構體100的製造步驟之剖視圖。
首先,如圖2(a)所示,於基板109上裝載元件111。 接著,如圖2(b)所示,於基板109的元件裝載面,從元件111隔開而形成包圍元件111的外周之隔板113,且於隔板113上形成覆蓋隔板113的上部之頂板115,並且設置空心部117。但是,如參閱圖3(a)~圖3(e)於後面敘述,可依情況於形成隔板之後裝載元件111,且最後形成頂板115。
具有既定平面形狀之隔板113及頂板115的形成例如能夠藉由使用前述之感光性樹脂組成物,並利用國際公開第2012/008472號中所記載之方法而進行。 具體而言,當使用液態感光性樹脂組成物時,例如使用旋塗器等,於設置有元件111之基板109上例如以0.1μm以上且1000μm以下的厚度塗佈感光性樹脂組成物,例如於60℃以上且130℃以下進行5分鐘以上且60分鐘以下的時間的熱處理而去除溶劑,從而形成感光性樹脂組成物層。然後,載置具有與隔板113的平面形狀對應之圖案之遮罩,並照射紫外線,例如於50℃以上且130℃以下進行1分鐘以上且50分鐘以下的加熱處理。然後,使用顯影液,例如於15℃以上且50℃以下對未曝光部分進行1分鐘以上且180分鐘以下的顯影而形成圖案。 例如於130℃以上且200℃以下的溫度下對其進行加熱處理而得到永久保護膜。作為顯影液,例如能夠使用γ-丁內酯、三乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等之有機溶劑或該等的有機溶劑與水的混合液等。顯影中可以使用旋覆浸沒(puddle)型、噴霧型、淋浴型等之顯影裝置,亦可以適當地進行超聲波照射。
又,當使用乾膜阻劑時,例如去除覆蓋膜,並藉由手壓輥、層合機等,例如於溫度30℃以上且100℃以下、壓力0.05MPa以上且2MPa以下轉印於基板109,且依照液態感光性樹脂組成物的情況而進行曝光,曝光後烘烤、顯影、加熱處理即可。 關於頂板115,能夠於形成隔板113之後依照使用上述乾膜阻劑時的方法而形成。 藉由使用薄膜狀感光性樹脂組成物(乾膜阻劑),能夠省略針對基板109的塗佈及乾燥的步驟,因此能夠簡化隔板113及頂板115的製造步驟。
形成頂板115之後,於頂板115的上表面亦即與隔板113的接合面的背面的既定位置形成焊點凸塊等凸塊119(圖2(b))。
圖2(a)及圖2(b)中示出了於基板109上裝載複數個元件111之例子,該情況下,如圖2(c)所示,按每一元件111將基板109單片化,藉此得到複數個封裝體。
接著,於基板101上的既定位置藉由凸塊119倒裝晶片連接經單片化之封裝體。結構體100的製造中,進而於基板101上的既定位置藉由凸塊123倒裝晶片連接半導體元件121(圖2(d))。
然後,用本實施形態中的密封用樹脂組成物對基板101的元件裝載面進行密封而形成密封材料107。此時,從提高空心封裝體103的耐成形性之觀點及提高針對凸塊123之間等之狹窄間隙的填充性之觀點考慮,較佳為藉由壓縮成形而形成密封材料107。 從相同的觀點考慮,壓縮成形時的成形壓力較佳為0.1MPa以上,更佳為0.5MPa以上,並且較佳為未達5.0MPa,更佳為3.0MPa以下,進一步較佳為2.0MPa以下,進而更佳為1.0MPa以下。
藉由以上的步驟能夠得到具備空心封裝體103及封裝體105之結構體100。本實施形態中,藉由進行基於使用了含有成分(A)及(B)之密封用樹脂組成物之壓縮成形法之低壓成形,能夠形成設置在空心封裝體103上之空心部117的耐成形性優異者,並且即使於封裝體105中以狹窄間隙配置凸塊123之情況下,亦能夠形成凸塊123的間隙的填充特性優異者。
此外,以上於基板109上裝載元件111之後形成了隔板113及頂板115,但各零件的形成順序亦可以與此不同。例如,圖3(a)~圖3(e)為表示結構體110的其他製造步驟之剖視圖。
圖3(a)~圖3(e)中所示之製造步驟中,首先於基板109上的既定位置形成隔板113(圖3(a))。然後,以元件111的外周被隔板113包圍之方式將該元件111裝載於基板109上(圖3(b))。 接著,於隔板113上形成覆蓋隔板113的上部之頂板115,並且設置空心部117(圖3(c))。 該等各步驟例如能夠參閱圖2(a)及圖2(b)並依照前述之步驟而進行。
然後,依照參閱了圖2(b)及圖2(c)之各步驟形成焊點凸塊等之凸塊119(圖3(c)),並按每一元件111將基板109單片化,藉此得到複數個封裝體(圖3(d))。而且,依照參閱了圖2(d)之步驟將經單片化之封裝體倒裝晶片連接到基板101上的既定位置(圖3(e))。
藉由以上步驟亦可得到具備空心封裝體103及封裝體105之結構體100,且可得到與前述效果相同之效果。
以上,基於實施形態對本發明進行了說明,但本發明並不限定於上述實施形態,於不變更本發明的要旨之範圍內能夠變更其構成。 [實施例]
以下,關於本實施形態,參閱實施例進行詳細說明。此外,本實施形態中,該等的實施例的記載並無任何限定。
(實施例1) 藉由表1中所示之摻合製備密封用樹脂組成物,並對藉由所得到之組成物的硬化物對元件進行了密封時的填充特性及空心部的耐成形性進行了評價。 首先,示出以下的例子中所使用之密封用樹脂組成物的原料成分。 (環氧樹脂) 環氧樹脂1:含有伸苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,NC3000L)及雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resin Co.,Ltd.製,jER(註冊商標)YL6810)的混合樹脂 環氧樹脂2:含有伸苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,NC3000L) (硬化劑) 硬化劑1:含有聯伸苯基骨架之苯酚芳烷基型樹脂(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.製,MEH-7851SS) (觸媒) 觸媒1:四苯基鏻雙(萘-2,3-二氧基)苯基矽酸酯及四苯鏻-4,4'-磺醯基二酚 (無機填充材料) 無機填充材料1:熔融球狀二氧化矽(Micron,Inc.製,TS-6021)通過了孔徑20μm的篩子之部分:100質量%
(密封用樹脂組成物的製備) 基於表1中所記載之摻合,使用雙軸型混煉擠出機於110℃、7分鐘的條件下對原材料進行了混煉。對所得到之混煉物進行排氣、冷卻之後用粉碎機進行粉碎而得到了粒狀密封用樹脂組成物。
(密封用樹脂組成物的物性) (Tg) 使用壓縮成形機(TOWA公司製,PMC1040),於模具中在模具溫度175℃、成形壓力9.8MPa、硬化時間300秒鐘的條件下對所得到之密封用樹脂組成物進行壓縮成形而得到了硬化物。該硬化物的長度為10mm,寬度為4mm,厚度為4mm。 接著,於175℃對所得到之硬化物進行4小時的後硬化之後,使用熱機械分析裝置(Seiko Denshi Industries,Ltd.製,TMA100),於測量溫度範圍0℃~320℃、升溫速度5℃/分鐘的條件下進行測量而計算出了Tg。
(評價) (填充特性) 於基板(具備銅電路之印刷配線基板)上藉由凸塊倒裝晶片連接了厚度100μm、5mm×5mm見方的半導體元件。將凸塊的材料設為Cu,且設成凸塊高度50μm、凸塊徑90μm、凸塊之間的間距為90μm。於1個基板上接著6個上述半導體元件,使裝載有半導體元件之表面朝下,並藉由基板固定機構固定在上模上。接著,將由密封用樹脂組成物構成之樹脂粒狀物供給到下模腔內之後,對腔內進行減壓的同時藉由壓縮成形機(TOWA公司製)進行板成形,從而得到了成形品。此時的成形條件設為模具溫度150℃或175℃、成形壓力1.0MPa或2.0MPa、硬化時間300秒鐘。 未將所得到之成形品單片化而直接使用KEYENCE CORPORATION製顯微鏡對填充性進行了評價。關於6個半導體元件,於凸塊之間的區域確認有無未填充、空隙等之填充不良,並將6個元件數中的產生了填充不良之元件的數作為填充不良発生率(%)。
[表1]
   實施例1
原料(質量%) 環氧樹脂1 4
環氧樹脂2 4
硬化劑1 5
觸媒1 1
無機填充材料1 86
合計 100
密封用樹脂組成物的硬化物的Tg(℃) 130
評價結果 填充不良的產生率(%) 150℃,1MPa 0
150℃,2MPa 0
175℃,1MPa 0
175℃,2MPa 0
表1中,實施例1中所得到之密封用樹脂組成物的針對狹窄間隙的填充性優異。
(空心部的耐成形性) 對用實施例1的密封用樹脂組成物對設置有空心部之結構體進行了密封時的空心部的耐成形性進行了評價。
作為負型感光性乾膜阻劑,使用了SU-8 3000CFDFR系列(商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製,含有環氧樹脂及光酸產生劑等之厚度20μm(3020CF)、30μm(3030CF)及45μm(3045CF)的各乾膜阻劑)。
按以下步驟形成了設置有空心部之結構體。亦即,於矽晶圓上剝離負型感光性乾膜阻劑的覆蓋膜並在輥溫度70℃、氣壓0.2MPa、速度0.5m/min層合既定次數,從而得到了既定厚度的感光性樹脂組成物層。使用i射線曝光裝置(遮罩對準器:Ushio Inc.製)對該感光性樹脂組成物層進行圖案曝光(軟性接觸、i射線)。然後,藉由加熱板於95℃進行4分鐘的曝光後烘烤,使用丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)並藉由浸漬法於23℃進行5分鐘的顯影處理,從而於晶圓上得到了經硬化之樹脂圖案。然後,使用溫風對流式烘箱實施了180℃、60分鐘的硬烘烤(hard bake)。所得到之樹脂圖案具有既定高度及寬度的線狀樹脂以既定間隔平行配置之形狀,並將其作為隔板。 接著,於形成有隔板之晶圓上剝離感光性乾膜阻劑的覆蓋膜並以輥溫度40℃、氣壓0.1MPa、速度1.0m/min層合既定次數,從而得到了既定厚度的感光性樹脂組成物層。而且,依照隔板的形成方法進行圖案曝光、曝光後烘烤、顯影處理及硬烘烤,以既定寬度及厚度形成覆蓋相鄰之隔板之間的上部之樹脂圖案,並將其作為頂板。 以下示出隔板及頂板的尺寸。 隔板的厚度(空隙的高度):20μm 隔板的間隔(空隙的寬度):10~500μm(按每一10μm製作) 隔板的寬度:30μm 頂板的厚度:20μm、30μm或45μm 頂板的寬度:對上述各隔板的間隔加上兩隔板的寬度之和(60μm)的值。70~560μm
將形成有由頂板及隔板構成之結構體之晶圓配置於壓縮成形機(TOWA公司製)內,並使用實施例1的密封用樹脂組成物進行壓縮成形,從而得到了試樣。將壓縮成形條件設為模具溫度175℃、成形壓力1.0MPa、2.0MPa或3.0MPa、硬化時間120秒鐘。
關於實施例1中所得到之試樣,對空心部的耐成形性進行了評價。亦即,關於各試樣。用掃描型電子顯微鏡對空心部的剖面進行觀察,並基於以下對頂板的最大位移(Maximum cap displacement:δmax)進行測量,將δmax未達5μm者設為合格。 δmax=隔板上的頂板表面高度-隔板的間隔的中點上的頂板表面的高度
圖4為表示各頂板厚度的成形壓力(MPa)與關於δmax合格的頂板寬度的最大值(μm)的關係的圖。
本申請主張以2018年12月27日申請之日本申請特願2018-246180號為基礎之優先權,並將其揭示的全部援用於此。
100:結構體 101:基板 103:空心封裝體 105:封裝體 107:密封材料 109:基板 111:元件 113:隔板 115:頂板 117:空心部 119:凸塊 121:半導體元件 123:凸塊
[圖1]係表示本實施形態中的結構體的構成之剖視圖。 [圖2]係表示本實施形態中的結構體的製造步驟之剖視圖。 [圖3]係表示本實施形態中的結構體的製造步驟之剖視圖。 [圖4]係表示設置有空心部之結構體的耐成形性的評價結果之圖。
100:結構體
101:基板
103:空心封裝體
105:封裝體
107:密封材料
109:基板
111:元件
113:隔板
115:頂板
117:空心部
119:凸塊
121:半導體元件
123:凸塊

Claims (10)

  1. 一種空心封裝體,其具備: 基板; 1種以上的元件,裝載於該基板上且選自由半導體元件、MEMS及電子零件組成之群組中; 隔板,被設置成於該基板的上部包圍該元件的外周;及 頂板,與該隔板的上表面相接而設置並且覆蓋該元件的上部, 且設置有被該基板、該隔板及該頂板覆蓋的一個以上的被關閉的空心部,並且該基板、該隔板及該頂板被密封用樹脂組成物的硬化物密封, 該空心封裝體中, 該頂板及該隔板均由有機材料構成, 該頂板的厚度為10μm以上且50μm以下, 該隔板的厚度為5μm以上且30μm以下,該隔板的寬度為5μm以上且200μm以下, 與該基板的元件裝載面垂直的剖面上的該空心部的最長寬度為60μm以上且1000μm以下, 該密封用樹脂組成物含有: (A)環氧樹脂,含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上;以及 (B)無機填充材料。
  2. 如請求項1之空心封裝體,其中, 該有機材料為感光性乾膜阻劑。
  3. 如請求項2之空心封裝體,其中, 該有機材料為負型感光性乾膜阻劑。
  4. 如請求項3之空心封裝體,其中, 該有機材料為含有光酸產生劑和環氧樹脂之該負型感光性乾膜阻劑。
  5. 如請求項1至4中任一項之空心封裝體,其中, 該成分(A)含有選自由聯苯芳烷基型環氧樹脂、三苯甲烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂及雙酚型環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上。
  6. 一種空心封裝體之製造方法,其包括以下步驟1及步驟2: (步驟1)藉由於基板上形成由至少1種有機材料構成之隔板和頂板而設置一個以上的被關閉之空心部之步驟; (步驟2)於0.1MPa以上且未達5.0MPa之低壓下對密封用樹脂組成物進行壓縮成形,並對該基板、該隔板及該頂板進行樹脂密封之步驟, 該空心封裝體之製造方法中, 該步驟1包括以選自由半導體元件、MEMS及電子零件組成之群組中之1種以上的元件配置於該空心部內之方式將該元件裝載於該基板上之步驟, 該密封用樹脂組成物含有: (A)環氧樹脂,含有選自由於分子內含有2個環氧基之環氧樹脂及於分子內含有3個以上的環氧基之環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上;及 (B)無機填充材料。
  7. 如請求項6之空心封裝體之製造方法,其中, 該有機材料為感光性乾膜阻劑。
  8. 如請求項7之空心封裝體之製造方法,其中, 該有機材料為負型感光性乾膜阻劑。
  9. 如請求項8之空心封裝體之製造方法,其中, 該有機材料為含有光酸產生劑和環氧樹脂之該負型感光性乾膜阻劑。
  10. 如請求項6至9中任一項之空心封裝體之製造方法,其中, 該成分(A)含有選自由聯苯芳烷基型環氧樹脂、三苯甲烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂及雙酚型環氧樹脂組成之群組中之1種或2種以上。
TW108147203A 2018-12-27 2019-12-23 空心封裝體及其製造方法 TWI834787B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP2018-246180 2018-12-27
JP2018246180A JP7366538B2 (ja) 2018-12-27 2018-12-27 中空パッケージおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202039616A true TW202039616A (zh) 2020-11-01
TWI834787B TWI834787B (zh) 2024-03-11

Family

ID=71129710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108147203A TWI834787B (zh) 2018-12-27 2019-12-23 空心封裝體及其製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11955394B2 (zh)
JP (2) JP7366538B2 (zh)
KR (1) KR20210107769A (zh)
CN (1) CN113272949A (zh)
SG (1) SG11202106619RA (zh)
TW (1) TWI834787B (zh)
WO (1) WO2020137610A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240138093A (ko) * 2022-02-17 2024-09-20 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤 중공 구조체의 제조 방법 및 적층체
WO2024090264A1 (ja) * 2022-10-25 2024-05-02 東京応化工業株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物、中空構造体の製造方法、パターン形成方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8865392B2 (en) 2010-07-14 2014-10-21 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Photosensitive resin composition and cured product thereof
JP5721500B2 (ja) 2011-03-30 2015-05-20 京セラ株式会社 弾性波装置およびその製造方法
JP5885269B2 (ja) 2011-06-20 2016-03-15 日本化薬株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物及びその硬化物
EP3128545A4 (en) * 2014-03-31 2018-02-28 Nagase ChemteX Corporation Circuit member having hollow section, mounting structure, and mounting structure manufacturing method
US9769789B2 (en) 2014-08-22 2017-09-19 Qualcomm Incorporated Techniques for transmitting and receiving paging messages over an unlicensed radio frequency spectrum band
JP2016115741A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 日東電工株式会社 電子デバイスパッケージ、及び、封止用シート
US9646857B2 (en) 2015-08-14 2017-05-09 Qorvo Us, Inc. Low pressure encapsulant for size-reduced semiconductor package
JP6938869B2 (ja) * 2016-03-16 2021-09-22 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物および半導体装置
JP6668286B2 (ja) * 2016-04-01 2020-03-18 スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社 電子部品及びその製造方法と電子装置及びその製造方法
JP6891639B2 (ja) * 2016-07-14 2021-06-18 住友ベークライト株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体封止用エポキシ樹脂組成物および樹脂セット
US11764117B2 (en) * 2018-04-03 2023-09-19 Corning Incorporated Hermetically sealed optically transparent wafer-level packages and methods for making the same
WO2021108421A1 (en) * 2019-11-25 2021-06-03 Aita Bio Inc. Micropump and method of fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210107769A (ko) 2021-09-01
SG11202106619RA (en) 2021-07-29
US20220068737A1 (en) 2022-03-03
WO2020137610A1 (ja) 2020-07-02
CN113272949A (zh) 2021-08-17
JP2023171548A (ja) 2023-12-01
US11955394B2 (en) 2024-04-09
JP2020107768A (ja) 2020-07-09
TWI834787B (zh) 2024-03-11
JP7366538B2 (ja) 2023-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6874350B2 (ja) 樹脂シート
EP2515329A1 (en) Method for producing electronic device, electronic device, method for producing electronic device package, and electronic device package
TW201836027A (zh) 半導體裝置的製造方法
JP2023171548A (ja) 中空パッケージおよびその製造方法
WO2011064971A1 (ja) 電子装置の製造方法、電子装置、電子装置パッケージの製造方法、電子装置パッケージ
JP7243186B2 (ja) 封止用樹脂組成物、中空パッケージおよびその製造方法
JP2017197620A (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置の製造方法
KR20180013751A (ko) 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
JP6335807B2 (ja) 新規なグリコールウリル類とその利用
JP6891427B2 (ja) 樹脂シート
JP2017193635A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、樹脂封止基板、および電子装置
WO2019044817A1 (ja) ネガ型感光性樹脂組成物、半導体装置および電子機器
TW202431562A (zh) 空心封裝體之製造方法
TW201839023A (zh) 環氧樹脂組成物、硬化性樹脂組成物及電子零件裝置
JP2015086306A (ja) 光学装置用樹脂組成物、樹脂硬化物および光学装置
TW201806043A (zh) 大面積的搭載有半導體元件的基材的封裝方法
KR20220056134A (ko) 밀봉 용도의 수지 조성물
WO2020255749A1 (ja) 封止用組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP6950854B2 (ja) 半導体封止用樹脂組成物および半導体装置
WO2024134951A1 (ja) エポキシ樹脂組成物、硬化物、及び半導体装置
JP6465340B2 (ja) ケイ素を含む基板を用いた半導体装置の製造方法
TWI854956B (zh) 環氧樹脂組成物及電子零件裝置
TWI723211B (zh) 熱硬化性樹脂組成物、樹脂密封基板及電子裝置
TW202430593A (zh) 硬化性組成物、硬化物、硬化物之製造方法、半導體封裝、及半導體封裝之製造方法
JP2012114297A (ja) 電子装置の製造方法、電子装置、電子装置パッケージの製造方法および電子装置パッケージ