TW414936B - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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TW414936B
TW414936B TW086119810A TW86119810A TW414936B TW 414936 B TW414936 B TW 414936B TW 086119810 A TW086119810 A TW 086119810A TW 86119810 A TW86119810 A TW 86119810A TW 414936 B TW414936 B TW 414936B
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TW
Taiwan
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sealing
circuit board
semiconductor element
resin layer
sealing resin
Prior art date
Application number
TW086119810A
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English (en)
Inventor
Makoto Kuwamura
Tatsushi Ito
Masanori Mizutani
Shinichiro Shudo
Takashi Fukushima
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Description

1 4年7月’細狀紅歷i A7 _;_B7_ 五、發明說明(2 ) 種可容易在上述半導體元件和基板之空隙中彤成止封樹脂 層,而且可容易進行其樹脂止封作業的半導體装置之製法 言 先 閱' 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 者。 發明之掲示 為了達成上述之目的,本察第一發明之半導體裝置之製 法,傜為一種在配線電路基板上,透過複數個連接用電極 部搭载有半導體元件,而上ϋ配線電路基板和半導體元件 之間的空隙係依止封樹脂層止封而成者,其係採用藉由使 層狀之固態樹脂介於上述配線電路基板和半導體元件之間 且使該固態樹脂熔融Μ形成上述止封樹脂層的構成*而上 逑固態樹脂係由環氧樹脂、笨酚樹脂、和最大粒徑設定在 100« mM下之無機質充填劑所構成的環氧樹脂組成物*上 述無機質充填劑的成分之含有比例係設定在上述環氧樹脂 組成物全體之90重量% K下的構成。 亦即,本發明钣在依止封樹脂層將透過複數個連接用電 極部而連接的配線電路基板和半導體元件之間的空隙以樹 脂予Μ止封Μ製造半導體裝置之際,藉由使層狀之固態樹 脂介於上述配線電路基板和半導體元件之間且使該固態樹 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 固電電脂半驟良際 之線線樹和步優之 狀配配用板造性内 層述接封基製存隙 述上連止路求保空 上成在入電謀用述 使完知注線可使上 於 Μ 習內配以而入 由 * 起隙逑所脂注 此壓比空上,樹在 如加以述成驟狀 Μ 。 地所上完步液所 層當,在 次之用 , 脂適合 ,一 封使脂 樹由接後可止不樹 封藉之之其脂於用 止,件件因樹由封 述時元元,及 * 止 上同體體言接又為 成的導導而連。作 形融半半驟之化脂 Κ熔和和步件簡樹 融脂板板雑元幅態 熔樹基基繁體大固 脂態路路的導的的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐) -5 - 修正頁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A5 B5 四、t文發明摘要f發明之名稱: 半導體裝置之製法 ) 本發明係為一種半導體裝置之製法,其係在配線電路基 板上,透過複數個連接用電極部搭載有半導體元件,而上 逑配線電路基板和半導體元件之間的空隙係依止封樹脂層 止封而成者,其為一種藉由以下之條件即可容易進行半導 體元件和基板之空隙的樹脂止封作業,且可抑制在半導體 裝置之裝置全體上發生彎曲的製法,並可提供一種可靠度 優良的半導體裝置。①藉由使層狀之固態樹脂介於上述配 線電路基板和半導體元件之間且使該固態樹脂熔融从彤成 上述止封樹脂層者;使層狀之固態樹脂介於上述配線電 路基板和半導體元件之間並K預定時間予以加熱,在上述 固態樹脂層變成預定之溫度領域的階段,在將依條件(X) 差示掃描熱量計(DSC)而測定的配線電路基板和半導體元 件之固態樹脂之加熱前的初期殘存反應熱量設為1〇〇 %的 情況時,殘存反應熱量係將半導體元件之溫度設定得比初 期殘存反應熱量之70%M下及條件(Y)配線電路基板之溫 度遨高,且使兩者之溫度差滿足5010以上而予Μ加壓接合 者。又*本發明,在上述半専體装置中,藉由使用提供止 封樹脂層在25¾中之拉伸彈性率為300〜15000MPa之硬化 物特性的薄Η狀止封材料,就可提供一種在半導體元件及 連接用電極上所產生的應力具有猨和效果儍良且可靠度高 的半専體裝置。 -------I裝----^~丨訂---ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各欄) 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) Α4規格(210X297公嫠)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ί^年$ 0五、發明說明(3 ) 不會發生上述各種的間題。 再者,本發明人等,在發現本發明之過程中,係已査明 藉由使用含有90重量% Μ下的特定比例之最大粒徑設在 100 ί/ π>Μ下之無機質充填劑的環氧樹脂組成物,作為上述 固態樹脂,就不會發生間隙而可良好地釾上述基板和半導 體元件之空隙内進行充填。 接著,藉由使上述固態樹脂熔融而形成的止封樹脂層, 例如,係在上述配線電路基板上*搭載止封用樹脂薄Η之 後,更進一步在止封用樹脂薄片上載置半導體元件*進而 藉由將上述止封用樹脂薄片加熱熔融,在上述配線電路基 板和半導體元件間之空隙上*藉由充填上述熔融狀態之止 封用樹脂並使之硬化就可容易胗成。 再者,藉由使上述固態樹脂熔融而形成的止封樹脂層, 係在設於上述配線電路基板面上的連接用電極部之一部分 露出之下形成止封用樹脂層之後,更進一步使半導體元件 之電極部擋接上述連接用電極部而將半導體元件載置在上 述配線電路基板上,進而將上述止封用樹脂層予Κ加熱熔 融。或者,在設於上逑半導體元件面上的連接用電極部之 一部分露出之下彤成止封用樹脂層之後*更進一步使配線 電路基板之電極部擋接上述連接用電極部而將半導體元件 載置在上逑配線電路基板上,進而,較佳者一面使加壓上 述連接用電極部Μ構成該甯極部之搭接球(joint ball)扁 平化,或在使之扁平化之後,將上述止封用樹脂層予Μ加 熱熔融。如此在上述配線電路基板和半導體元件間之空隙 上*藉由充填上逑熔融狀態之止封用樹脂層並使之硬化就 可容易形成。 A7 n n n —a _ I 二一?先时讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂---ί I 線丨! 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 6 修正買 414936 A7 B7
X 五、廢明説明( 技術領域 閱 η 背 之 注 意 事 項 再 本發明像醞於一種依將半導體元件K面朝下構造安装在 主機板或副板上的方式所成的半導體裝置之製法者。 背景技術 訂 近來隨著半導體裝置之性能提高的要求,將半導體元件 Μ面朝下構造安裝在配線電路所形成的主機板或副板· 方法(倒装焊接法、直接焊接附裝法等)亦漸為人所注目° 此係起因於習知Μ來所使用的方法,例如•從半導髅元# 中Μ金屬線在導線架上採用連接器進行封裝的形態安 主機板或附板上的方法,會發生因配線而產生資訊傅遞延 遲*或因串擾而產生資訊傳遞錯誤等的問題。 1 於接 由直 , 板 中基 法述 裝上 附和 接件 焊元 接體 直導 、 半 法的 接同 焊不 装數 倒係 述腥 上膨 , 線 面的 方相 1 互 另對 係 作入 。 注 題中 間隙 成空 造之 # 板. 度基 靠述 可上 之和 分件 部元 接體 連導 其半 Μ 在 所甩 , 採 接係 連, 氣策 電對 行此 進為 經濟部中央標準局男工消费合作社印裂 集接要 使連需 由使了 藉 Μ 除 再上, , 體料 體化材 化硬腊 硬脂樹 脂樹狀 樹述疲 成上述 形至上 Μ 散, 化分而 硬力然 之應。 使之法 並部方 料接的 材連高 脂氣提 樹電度 狀於靠 液中可 4 一 之 管 保 下 基 和 件 元 體 導 半 述 上 朝 在 入 注 有 常 Μ 所 行 進 來 器 射 注 Μ 要 爾 尚 時 )υ人 注 内 溫隙 低空 超之 在板 圼樹 下酚 溫笨 常的 於高 由度 , 靠 又可 〇 用 題使 問難 的困 等有 難以 困所 生’ 發件 制條 控制 量限 入為 注成 、 偽 置狀 位液 者 成 而 Μ 情 〇 況該 狀於 的鑒 料有 材係 態明 固發 等本 0 D« 供 提 於 在 係 的 目 其 準 標 家. 國 國 中 用 通 皮 尺 张 紙 本 釐 公 97 2 4 1 4年7月’細狀紅歷i A7 _;_B7_ 五、發明說明(2 ) 種可容易在上述半導體元件和基板之空隙中彤成止封樹脂 層,而且可容易進行其樹脂止封作業的半導體装置之製法 言 先 閱' 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 者。 發明之掲示 為了達成上述之目的,本察第一發明之半導體裝置之製 法,傜為一種在配線電路基板上,透過複數個連接用電極 部搭载有半導體元件,而上ϋ配線電路基板和半導體元件 之間的空隙係依止封樹脂層止封而成者,其係採用藉由使 層狀之固態樹脂介於上述配線電路基板和半導體元件之間 且使該固態樹脂熔融Μ形成上述止封樹脂層的構成*而上 逑固態樹脂係由環氧樹脂、笨酚樹脂、和最大粒徑設定在 100« mM下之無機質充填劑所構成的環氧樹脂組成物*上 述無機質充填劑的成分之含有比例係設定在上述環氧樹脂 組成物全體之90重量% K下的構成。 亦即,本發明钣在依止封樹脂層將透過複數個連接用電 極部而連接的配線電路基板和半導體元件之間的空隙以樹 脂予Μ止封Μ製造半導體裝置之際,藉由使層狀之固態樹 脂介於上述配線電路基板和半導體元件之間且使該固態樹 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 固電電脂半驟良際 之線線樹和步優之 狀配配用板造性内 層述接封基製存隙 述上連止路求保空 上成在入電謀用述 使完知注線可使上 於 Μ 習內配以而入 由 * 起隙逑所脂注 此壓比空上,樹在 如加以述成驟狀 Μ 。 地所上完步液所 層當,在 次之用 , 脂適合 ,一 封使脂 樹由接後可止不樹 封藉之之其脂於用 止,件件因樹由封 述時元元,及 * 止 上同體體言接又為 成的導導而連。作 形融半半驟之化脂 Κ熔和和步件簡樹 融脂板板雑元幅態 熔樹基基繁體大固 脂態路路的導的的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 X 297公釐) -5 - 修正頁
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ί^年$ 0五、發明說明(3 ) 不會發生上述各種的間題。 再者,本發明人等,在發現本發明之過程中,係已査明 藉由使用含有90重量% Μ下的特定比例之最大粒徑設在 100 ί/ π>Μ下之無機質充填劑的環氧樹脂組成物,作為上述 固態樹脂,就不會發生間隙而可良好地釾上述基板和半導 體元件之空隙内進行充填。 接著,藉由使上述固態樹脂熔融而形成的止封樹脂層, 例如,係在上述配線電路基板上*搭載止封用樹脂薄Η之 後,更進一步在止封用樹脂薄片上載置半導體元件*進而 藉由將上述止封用樹脂薄片加熱熔融,在上述配線電路基 板和半導體元件間之空隙上*藉由充填上述熔融狀態之止 封用樹脂並使之硬化就可容易胗成。 再者,藉由使上述固態樹脂熔融而形成的止封樹脂層, 係在設於上述配線電路基板面上的連接用電極部之一部分 露出之下形成止封用樹脂層之後,更進一步使半導體元件 之電極部擋接上述連接用電極部而將半導體元件載置在上 述配線電路基板上,進而將上述止封用樹脂層予Κ加熱熔 融。或者,在設於上逑半導體元件面上的連接用電極部之 一部分露出之下彤成止封用樹脂層之後*更進一步使配線 電路基板之電極部擋接上述連接用電極部而將半導體元件 載置在上逑配線電路基板上,進而,較佳者一面使加壓上 述連接用電極部Μ構成該甯極部之搭接球(joint ball)扁 平化,或在使之扁平化之後,將上述止封用樹脂層予Μ加 熱熔融。如此在上述配線電路基板和半導體元件間之空隙 上*藉由充填上逑熔融狀態之止封用樹脂層並使之硬化就 可容易形成。 A7 n n n —a _ I 二一?先时讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂---ί I 線丨! 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 6 修正買 4^4Β3β Α7 Β7 五、發明説明(4 另外,藉 係事先準備 者*並在設 上述止封用 元件。或者 止封用樹脂 複數個連接 接上述止封 上逑止封用 半導體元件 樹脂層並使 特別是* 住配線電路 封用樹脂薄 、止封用樹 (丙)之至少 基板和半導 時*就不會 ,而可形成 (甲)樹脂 (乙)將止 膠化時間設 時間的30% (丙)將藉 由使上 在上述 有複數 樹脂層 ,事先 層者, 用電極 用樹脂 樹脂層 間之空 之硬化 在上述 基板和 片、止 脂層係 一個的 體元件 在已充 既均等 黏度為 封用樹 為100 以下。 由差示 述固態 半導體 個連接 擋接上 準備在 並在上 部之半 層之下 予K加 隙上, 就可容 各製法 半導體 封用樹 加壓至 狀態為 間之空 填之止 又良好 5 0 0 0 泊 脂薄片 %的情 樹脂熔融而 元件之單面 用電極部之 述連接用罨 上述配線電 述配線電路 導體元件的 载置半導體 熱熔融*在 藉由充填上 惠锻成。 中*係以預 元件間之空 脂層,同時 其在變成具 止,當K該 隙內充填熔 封用樹脂部 的止封樹脂 (poise) K 或止封用樹 況時*凝膠 形成的 上設置 配媒電 極部之 路基板 基板上 上述連 元件。 上述配 逑熔融 止封樹 止封用 路基板 下載置 之單面 ,在上 接用電 進而, 媒電路 狀態之 脂層· 樹脂層 上,在 半導體 上設置 述設有 極部擋 藉由將 基板和 止封用 :(讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -CX 裝------^訂—----,J衆 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚 定時間加熱K樹脂封 隙用的止封材料之止 上逑止封用樹脂薄片 備K下之物性(甲)〜 狀態在上述配線電路 融狀態之止封用樹脂 分上捲入微细的間隙 層0 上0 脂層加熱前之初期凝 化時間為初期凝膠化 掃描熱量計(K下略稱「DSC」> 而測定 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ η 7
4^4936 A7 B7 五、發明説明(5 的止封用樹脂薄片或止封用樹脂層加熱前之初期殘存反應 熱量設為100 %的情況時,殘存反應熱量為初期殘存反懕 熱量的70% Μ下。 圖式之簡單說明 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 圖1顯示依本發明半導體裝置之製法而獲得之半導體裝 置之一例的截面圖。 圖2顯示第一態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖3顯示第一態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖4顯示第一態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖5顧示第一態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖6顯示第二態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖7顯示第二態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖8顯示第二態樣中之半導體裝置之製造步驟所使用之 半導體元件搭載用基板之製造步驟的說明截面圖。 圖9顧示第二態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面画。 圃10顯示第二態樣中之半導體裝置之製造步騍的說明截 面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 . __Τ___ . Ί —1» ...V 樂!------ 8 _ 0 _ 4U9S6 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 五、發明説明(G) 圖11顯示第二態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖12顯示第二態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖13顯示第二態樣之另一例中之半導體裝置之製造步驟 的說明截面圖。 圖14顯示第二態樣之另一例中之半導體裝置之製造步驟 的說明截面圖。 圖15顯示第二態樣之另一例中之半導體裝置之製造步驟 的說明截面圈。 圖16顯示第三態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖17顯示第三態樣中之半導體裝置之製造步驟的說明截 面圖。 圖18顯示依本發明半導體裝置之製法而獲得之半導體裝 置之另一例的截面圖。 圖19(a)〜(d)顧示本發明之第二發明之半導體裝置連孃 製造步驟的模式圖* (a)顯示B階段步驟* (b)顯示位置對 準及壓接步驟| (c)顯示止封用樹脂之凝膠化步驟,(d)顧 示硫化(cure)步驟。 圖20顯示本發明半導體裝置之一例的截面圖。 圖21顯示半導體裝置之製造步驟的說明截面圖。 圖22顯示半導體裝置之製造步驟的說明截面圖。 圖23、圖24、圖25、圖26為用K說明本發明所使用之止 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} h裝------钉----』 ί滅—— 9 / A7 4U93〇 B7 五、發明説明J 7) 封用樹脂薄片之較佳使用形態的說明圖。 画27及圖28為用Μ說明本發明較佳態樣之半等體裝置之 製法的說明圃。 元件編號之說明 1 配線電路基板*2 連接用電極部*3 半導體元件 ,4 止封樹脂層,10 止封用樹脂薄片,13 止封用樹 脂曆,14、15 止封用樹脂層,18 止封用樹脂薄片。 其次,詳细說明本發明之實施形態。 依本發明之半導體装置之製法而製造的半導體裝置,係 如圖1所示,探用在配線電路基板1之單面上*透過複數個 連接用電極部2搭載有半専體元件3之構造。接著,在上述 配線電路基板1和半等體元件3之間彤成有止封樹脂層4。 本發明中所謂連接用電極部,雖亦可只為週知之電極, 但是其為包含配備在電極和搭接球等電極上的導電體之概 念。因而,一般稱為配線電路基板之連接用電極部和半導 體元件之連接用電極部,雖兩者皆可只以電極聯繫,但是 通常其至少一方係為電極和搭接球所構成的電搔部而可聯 繫兩者之電極部。 因而,通常之彤態中,Μ電氣連接上述配線電路基板1 和半導體元件3的上逑複數個連接用電極部2,亦可預先在 配線電路基板1面配設有搭接球等,或在半専體元件3面配 設有搭接球等。再者*亦可預先在配線電路基板1面及半 導體元件3面雙方各別配設有搭接球等,或兩者之電極部 皆只為電極。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝-------1Τ---- 士! I. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 10 經濟部中央標皁局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明,(8 ) 作為上述複數個連接用電極部(搭接球)2之材質,雖非 為特別限定者,但是例如,可擧金靥之樁式凸起(stud bump)、用於焊錫之低熔點及高熔點凸起、銅鎳心之鍍金 凸起等。再者,藉由使用本發明中之層狀固態樹脂•係對 於如上逑低熔點焊錫,在某一定溫度下焊錫之形狀會崩壞 的材質,上述層狀固態樹脂•亦可使用作為控制連接用電 極部2之高度的目的。 又,作為上述配線電路基板1之材質,雖非為特別限制 ,但是大致區別有陶瓷基板、塑膠基板,而作為上述塑膠 基板,則例如,可舉環氧基板、鉍酸亞胺三唼基板等。接 著,本發明之層狀固態樹脂,係即使在塑膠基板、和低熔 點焊錫之連接用電極部2的組合無法將接合溫度設定成高 溫的情況時亦無需特別限定就可較佳地應用。 本發明中,作為上述止封樹脂層4形成材料,可使用層 狀固態樹脂*例如可使用固體之環氧樹脂組成物。 上述環氧樹脂組成物,係使用環氧樹脂(a成份)、硬化 劑(b成份)、及無機質充填劑(c成份)而獲得者,其在常 溫下顯示固體。另外,上述所謂常溫,具體而言係為20TC。 作為上逑環氧樹脂(a成份),常溫下若為固體並非特別 限定,而可使用先前公知物,例如*聯二苯型環氧樹脂、 甲酚媒型酚醛清漆型環氧樹脂等*再者K使用熔融時潤溼 性良好的低黏度者為佳。特佳者*從潤溼性變佳之觀點來 看,具體而言,可舉Μ下所述之一般式(1)、式(2)、式 (3)所表示之構造的環氣樹脂。該等可為單獨或並用二種 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2丨Ο X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^------訂----1 -^·,-- -11 - 4Uu A7 B7 五、發明説明( Μ上。 D h3c ch3 ο -(iH-CH2 ¢1) c(ch〇3 0 H-CHI-0-(〇>-0-CH2-CH-CHi (H3〇 = ¢2) 0 h3c ch3 0 (ίίίί^Η-CHi-0-{〇)—CH2—〇-CH2-(iH-L)^H3
Ha (3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 上述式(1)〜(3)所表示之構造的環氧樹脂中,特別是使 用環氧當量150〜230g/eq ,熔點60〜1601C者為佳。又, 為使樹脂成份之潤溼性提高* 一部分亦可使用液吠環氧樹 脂。 作為和上述環氧樹脂(a成份)同時使用的硬化劑(b成 份),並非為特別限制而可舉通常使用的各種硬化劑•例 如,苯酚樹脂、甲六氫化酞酑酸等的酸酑系硬化劑,其中 較佳者可使用苯酚樹脂。作為上述苯酚樹脂,可使用酚線 型酚醛清漆等,特別是使用低黏度者為較佳。其中Μ使用 羥基當最為80〜120g/eq,而軟化點為80°CU下者為較佳 。更佳者為羥基當里為90〜llOg/eq*而軟化點為50〜70 X)。特佳者為羥基當量為100〜110s/eq,而軟化點為55〜 65Ό 〇 上述環氧樹脂U成份)和硬化劑(b成份)之配合比例, i<;>0-裝------、一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) 12 1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
4_3C ,, A 7 B7 五、發明説明.(10) 係在使用苯酚樹脂的情況,環氧樹脂中之羥基當量對環氧 樹脂中之環氧基1當量係K設在0.5〜1.6之範圍内為較佳 。更加者為設定在0.8〜1.2之範圍内。 作為同時使用上逑a成份及b成份的無機質充填劑(c 成份),係可擧習知K來所使用的各種無機質充填劑*例 如,二氧化矽粉末、碳酸鈣、鈦白等。其中,較佳者可使 用球狀二氧化矽粉末、破碎狀二氧化矽粉末,特別是以使 用球狀二氧化矽為佳。接著,作為上述無機質充填劑(c 成份),係以使用最大粒徑為ΙΟΟϋΐπΚ下者為較佳。特佳 者為最大粒徑為50ura以下·。亦即*當最大粒徑超過100« m時,由於會有配線電路基板和半導體元件間(使用止封用 樹脂層而進行樹脂止封的空隙)之充填變成不可能的情況 所致。又,上逑最大粒徑,亦皆Μ使用平均粒徑為1〜20 //m者為較佳,特佳者為2〜lOwra。因而,從該種觀點來 看,上逑無機質充填劑(c成份)之最大粒徑,係Μ設定在 配線電路基板和半導體元件間(使用止封用樹脂層而進行 樹脂止封的空隙)之距雛的1/2Κ下者為較佳。更加者為 1/10〜1/3。亦即,藉由將最大粒徑設定在1/2Κ下•則朝 上述配線電路基板和半専體元件間熔融的止封用樹脂層之 充填,因不會發生間隙等就可變佳之故。 上述無機質充填劑(c成份)之含有比例*係Κ設定在環 氧樹脂阻成物全體的90重量%(Κ下略稱「%」)Μ下的範 圍内為較佳。更加者為20〜90 %,特佳者為55〜75 %。 亦即,無機質充填劑(c成份)之含有量未滿20%,止封用 本紙張尺度適珂中國國家標準(〇奶)八4規格(210><297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 裝—— --訂-- 4“93 6 A7 B7 五、發明説明(_丨 樹脂硬化物之 導體元件和上 元件上會有發 則由於止封用 對於本發明 〜c成份以外, 乙二醇型二甲 力化劑、防燃 7 —縮水甘油 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 作為 氧化二 本發 獲得。 份,在 要配合 均等後 延而使 溶附加 動性| 係可舉 作為 而可擧 苯膦、 並非 上述防 銻等的 明中所 亦即, 該熔融 其他的 ,收納 之薄Η 劑混合 而依此 丙晞腈 配合上 出習知 四苯磷 係就上 特性*尤其 述係數之差 生裂縫等缺 樹脂之熔融 所使用之環 按照需要 基矽氧烷等 劑、聚乙烯 丙基三甲氧 燃劑,可舉 防燃助劑等 使用之上述 混合熔融上 狀態之樹脂 添加劑。之 在板上,將 狀化而獲得 在組成物中 下工夫者係 丁二烯聚合 述反應性調 Μ來就當作 鹽酸、四苯 述各成份之 是線膨脹係數會變大,因此*半 會變大且在樹脂硬化物或半導體 陷之廣。又,若其超過90%時* 黏度會變髙而使充填性變差之故。 氧樹脂組成物而言,除了上述a 亦可適當配合矽化合物(側鎖 )、丙烯腈丁二烯橡膠等的低應 、巴西棕撋等臘、矽烷偶合劑( 基矽烷等)等的偶合劑等。 溴化環氧樹脂等,可在此使用三 Ο 環氧樹脂組成物,例如可以如下 述作為樹脂成份之a成份及b成 成份中混合上述c成份及按照需 後,加上反應性調整用之觸媒且 之冷卻後,例如,可藉由壓機壓 。該組成物通常係例如事先將搖 以預先抑制加熱硬化時之熱時流 為一般性者。作為搖溶附加劑, 物等。 整用之觸媒,並非為特別限定者 硬化促進劑來使用者。例如,三 _酸、2 —甲基咪唑等。 混合及薄Η之製作方法而限定上 --------ν ' 卜裝 II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ I#I. 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2!0Χ297公釐) 14 ^ Λ λ ^ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Β7 五、發明説明/12) 述方法者,例如*在上述混合中,亦可使用2軸輥、3軸輥 等。又,就上述薄片之製作方法而言,亦可使用塗佈一輥 壓延而薄Η化、或温合溶媒者之後,使之揮散而薄片化的 方法。又,在上述環氧樹脂組成物之供給形態中,藉由採 用帶狀形態,亦可適用所諝依捲軸對捲軸之大量生產形式。 本發明中,薄Η *亦即止封用樹脂薄片之厚度通常為5 〜200w m,較佳者為10〜12〇w m程度。 本發明之半導體装置之製法,如前面所述,其特徵為: 在配線電路基板上*透過複數個連接用電極部搭載有半導 體元件,以製造依止封樹脂層而止封上述配線電路基板和 半導體元件間之空隙的半導體裝置之際,藉由將層狀固態 樹脂介於上述配線電路基板和半導體元件之間*並使該固 態樹脂熔融,而形成上述止封樹脂層。作為該種半導體裝 置之製法,具體而言可大致區別擧出三個態樣。 (1)首先,根據圖式依序說明本發明半導體裝置之製法 的第一態樣。該製法(第一態樣)中,儀使用薄片狀物*亦 即使用止封用樹脂薄片*作為上述層狀固態樹脂。 首先,如圖2所示,在設有複数個球狀之連接用電極部( 搭接球)2的配線電路基板1上*透過上述連接用電極部2載 置固態之止封用樹脂薄片10。接著,如圖3所示,在上述 止封用樹脂薄片10之預定位置上,載置半導體元件3,且 依情況利用膠黏性Μ進行假接著之後,將上述止封用樹脂 薄Η10予Μ加熱熔融使之圼熔融狀態,進而加壓以在上述 半導體元件3和上述配線電路基板1之間的空隙内充填上述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂---- -- -15 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Α7 _ _Β7__ 五、發明説明(1J) « 熔融狀態之樹脂•再藉由使之硬化K將上述空隙進行樹脂 止封而形成止封樹脂層4。如此就可製造如圖4所示之半導 體裝置。接著,依上述加壓操作,搭接球2就會接受抑壓 力,在通常情況會扁平化(搭接球之高度會變低),以使電 槿間接合可更加確實化。 另外*上逑半導體裝置之製法中·雖係就使用設有複數 傾球狀之連接用電極部(搭接球)2之配線電路基板1的情況 加Μ敘述》但是並非為限定於此,亦可使用預先在半導體 元件3之單面(連接面側)上配設有上逑複數個球狀之連接 用電極部(搭接球)2者。此情況(使用預先在半導體元件3 面上配設有連接用電極部2者),係如圖4所示,在配線電 路基板1面上載置固態的止封用樹脂薄Η10,並在其上* 在配線電路基板1和連接用電極部2之配設面相對峙之下載 置設有連接用電極部2之半等體元件3。再者,在使用連接 用電極部2設在配線電路基板1及半導體元件3之雙方上的 情況時,係如圖5所示,在兩者之連接用電極部2之間配置 止封用樹脂薄片10。後面之步驟*亦和上逑者相同。 作為上述止封用樹脂薄片10,在半導體元件3或配線電 路基板1上假接著止封用樹脂薄片10的情況時,係以形成 具備膠黏性之薄Η狀的環氧樹脂組成物為較佳。接著,作 為上述止封用樹脂薄片10之大小,係比上述所搭載之半導 體元件3的大小(面積)墦可適當設定,通常係Μ設定成小 於半導體元件3之大小(面積)者為較佳。又,上述止封用 樹脂薄片10之厚度及重量,係和上述相同,比被搭載之半 本紙朵尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(2l〇X2W公漤) ~~ -16 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
_ 1m I N » 0¾ TV '線—· 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 414936 . A 7 B7 五、發明説明(14) » 〆 導體元件3的大小及設在上述配線電路基板1的球狀之連接 用電極部2的大小還可逋當設定,亦即,藉由充填半導體 元件3和配線電路基板1之空隙且進行樹脂止封而形成的止 封樹脂層4所占的容積還可適當設定。 又,上述半導體裝置之製法中,作為將上述止封用樹脂 薄片10予Μ加熱熔融並使之圼熔融狀態之際的加熱溫.度* 係以考慮半導體元件3及配線電路基板1之惡化而設定在70 〜30〇υ之範圍內為較佳,_佳者為120〜200Ϊ:。接著* 作為加熱方法,係可舉出紅外線回流爐、乾燥機、溫風機 、熱板等。 再者,在將上述圼熔融狀態之止封用樹脂充填於上述半 導體元件3和上述配線電路基板1之間的空隙内之際,係以 如上逑地加壓為較佳,作為其加壓條件,雖可依連接用電 極部(搭接球)2之個數等加Κ適當設定,但是具體而言係 被設定在0.02〜O.Sks /個之範圍内•較佳者為被設定在 0 . 04〜0 . 2kg/個之範圍內。 又*上述第一態樣之製法中,係在上述配線電路基板1 上載置止封用樹脂薄片10,進而在該止封用樹脂薄片10上 載置半導體元件3之後,或者,在上述半導體元件3上載置 止封用樹脂薄片10,進而在該止封用樹脂薄H10上載置配 線電路基板1之後* Μ預定時間進行加熱,同時加壓至上 述止封用樹脂薄Η10變成具備如下所述之物性(甲)〜(丙) 之至少一個的狀態為止,在該狀態下Κ經由將熔融狀態之 止封用樹脂充填於上述配線電路基板1和半導體元件3之間 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝------訂----- 、,c— -17 - 4149S6 A7 B7 五、發明説明(.】5 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 的空隙内 上述加壓 被充填之 質且良好 腊黏度未 %,而殘 ,在只加 ,就有在 封樹脂層 (甲)樹 (乙)將 100 % 的 下。 (丙)將 薄片加熱 存反應熱 上述特 上者為較 之測定, 測定。 又*上 間之30% % K下· 亦即,在 之步驟為特佳。如此藉由使止封用樹脂薄片10依 而具有如下之物性(加壓结束之時點),就不會在 止封樹脂層部分上捲入微细的間隙,而可形成均 的止封樹脂層。亦即,如止對用樹脂薄H10之樹 滿5000泊,凝膠化時間超過初期凝膠化時間之30 存反應熱量超過初期殘存反應熱量之70%的情況 壓配線電路基板1和半導體元件3並使之壓接之際 被充填於空隙部分之止封用樹脂*換句話說在止 部分上會形成微细的間隙之虞。 脂黏度為5000泊Μ上。 止封用樹脂薄片加熱前之初期凝膠化時間設為 情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30%Μ 藉由差示掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘 量為初期殘存反應熱量的7 0%以下。 性(甲)中之樹脂黏度,如上所述,係以5000泊以 佳,特佳者為10000泊Μ上的範圍,該樹脂黏度 係在175 °C下使用島津製作所社製之流量計進行 述特性(乙)中*係K凝膠化時間逹初期凝膠化時 以下者為較佳,特較佳者為初期凝膠化時間之20 該凝膠化時間之測定,例如*係依如下而進行。 熱板上載置作為測定對象的試枓,從該試料熔融 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--- 訂 ---- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐} 18 A7 ^14936 B7 五、發明説明(1ί〇 之時點(初期凝膠化時間)開始*在薄寬的試料表面上以針 尖拉線,將該線擴散的時點當作终點Μ判定凝膠化時間。 接著*上述特性(丙)中*係Μ殘存反應熱量達初期殘存 反應熱量之70%Μ下者為較佳*特技佳者為初期殘存反應 熱量之65%Μ下◊接著,該殘存反應熟量之測定,係如上 所述,使用DSC* Κ升溫速度5C/min ί使之升溫至60〜 200¾為止|測定90〜180¾之反應熱量。 (2)其次,基於圖式依序說明本發明半導體装置之製法 的第二態樣。該製法(第二態樣)中,作為上逑層狀固態樹 脂,係可使用直接形成於設有連接用電極部之配線電路基 板及半導體元件面之至少一方上的止封用樹脂層。 首先,如圖6所示,在設有複數涸球狀之連接用電極部( 搭接球)2的配線電路基板1面上•在上述球狀之連接用電 極部2的頭頂部露出之下彫成止封用樹脂層13。進而,如 圖7所示,在上述配線電路基板1上,搭載從上逑止封用樹 脂層13開始露出其頭頂部之連接用電極部2、和半導體元 件3。接著,加熱其全體Μ熔融上逑止封用樹脂層13圼熔 融狀態,進而加壓Κ在半導體元件3和上述配線電路基板1 之間的空隙內充填上逑熔融狀態之止封用樹脂層13,再藉 由使之硬化从將上述空隙進行樹脂止封而形成止封樹脂層 4。如此就可製造如圓1所示之半導體裝置。 在設有如上述圖6所示之球狀之連接用電極部2的配線電 路基板1面上,在上述連接用電極部2之頭頂部兹出之下所 形成的止封用樹脂層13,例如*係可依如下製作。亦即, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 广;1.^裝------訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 -19 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4Udse A7 B7 五、發明説明/17) 如圖2所示|在設有複數個球狀之連接用電極部2的配線電 路基板1面上,透過上述連接用電極部2載置固態的止封甩 樹脂薄片10(前述半導體裝置之製法的第一態樣)。接著* 藉由將上述止封用樹脂薄片10予以加熱熔融,就可如圖6 所示,在設有球狀之連接用電極部2的配線電路基板1面上 ,在上述連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹 腊層13。 再者|除了如上樹脂止封甩樹脂層13的形成方法K外, 例如,可依如下製作。亦即,如圖8所示,預先準備設有 連接用電極部2之配線電路基板1。其次•在設有上述連接 用電極部2之配線電路基板1面上*使用環氧樹脂組成物, 並利用印刷塗佈法,K形成止封用樹脂層13。如此地如上 述圖6所示,在連接用電極部2之頭頂部露出的情彤下形成 止封用樹脂暦1 3。 另外,上述半導體裝置之製法‘中,雖係就使用設有複數 個球狀之連接用電極部(搭接球)2之配線電路基板1的情況 加K敘述,但是並非限定於此*亦可和前述之第一態樣相 同,預先在半導體元件3之單面(連接面側)上配設有上述 複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2。此情況,係如圖9 所示*在設有複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2之半 導體元件3面上*在上述球狀之連接用電極部2之頭頂部露 出之下形成止封用樹脂層13。接著,在擋接配線電路基板 1之電極部下搭載從上述止封用樹脂層13開始露出其頭頂 部之連接用電極部2、和上述配線電路基板1。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) > ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^—^1 ^^^^1 1 1 —^^^1 ^^—^1 n^i b U3 、-& -20 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4^93β Α7 Β7 五、發明説明(】S) 再者,在使用連接用電極部2設在配線電路基板1及半導 體元件3之雙方的情況時,在兩者中至少一方的連接用電 極部2形成面上|在上逑連接用電極部2之頭頂部露出之下 形成止封用樹脂層13。例如,如圖10所示*在設有複數個 球狀之連接用電極部(搭接球)2之半導體元件3面上,在上 述球狀之連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹 脂層13。接著,將從上逑半導體元#3開始露出其頭頂部 之具有連接用電極部2的半導體元件3*搭載於具有連接用 電極部2之配線電路基板1上。或者,如圖11所示,在設有 複數個球狀之連接用電極部2之配線電路基板1面上|在上 逑球狀之連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹 脂層13。接著,在從上述止封用樹脂層13開始露出其頭頂 部之具有連接用電極部2的配線電路基板1上,搭載具有連 接用電掻部2之半導體元件3。又,如圖12所示,在設有複 数個球狀之連接用電極部2之半導體元件3面上,在上述球 狀之連接用電極郜2之頭頂部露出之下形成止封用樹脂層 13。另一方面,在設有複數個球狀之連接用電極部2之配 媒電路基板1面上,在上述球狀之連接用電極部2之頭頂部 露出之下彤成止封用樹脂層13。接著,在從上述止封用樹 脂層13開始露出其頭頂部之具有連接用電極部2的配線電 路基板1上,搭載從上逑止封用樹脂層13開始露出其頭頂 部之具有連接用電極部2之半専體元件3。後面的步驟,和 上述相同。 在上述圖10〜画12中,在設有連接用電極部2之配線電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本K ) 裝-----訂----( 、線--- ~ 21 一 經濟部中央標华局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(ii’i) 路基板1面上形成止封用樹脂層13的方法,係按照和前述 之配線電路基板1上設有連接用電掻部2之情況的胗成方法 相同的方法而形成者。又,在設有連接用電極部2之半導 體元件3上形成止封用樹脂層13的方法,係和上述彤成方 法相同*係按照使用止封用樹脂薄片10予K加熱熔融,或 者,在設有連接用電極部2之半導體元件3面上,按照印刷 塗怖的方法而形成者。 接著,上述第二態樣中,上述所形成的止封用樹脂層13 ,在超過熔點的溫度中,會超過半導體元件3和配線電路 基板1之間*如前所述,藉由在樹脂層上賦予搖溶性等功 夫Μ使之不會流出而設計的止封用樹脂層13為較佳。 又,上述第二態樣之製法中,作為止封用樹脂層13之加 熱溫度,係和前逑之第一態樣相同,以考慮半導體元件3 及配線電路基板1之惡化等設定在70〜300t!之範圍內,特 佳者為設定在120〜200 °C之範圍肉者為較佳。接著,加 熱方法亦和上述相同,可舉出紅外線回流爐、乾燥機、溫 風機、熱板等。再者,上述加壓條件,亦和前逑之第一態 樣相同,雖係依連接用電極部(搭接球)2之個數等而適當 設定,但是具體而言係設定在0.02〜0.5kg /個之範圍內 *較佳者為設定在0.04〜0.2kg /個之範圍内。 另外*在上述第二態樣中,如圖10〜圖12所示,在使用 連接用電極部2設在配線電路基板1及半導體元件3之雙方 上者,且在雨者中至少一方的連接用電極部2形成面上, 在上述連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21 0 X 297公釐} (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 'J:v 裝-----
、1T 22 經濟部中央標隼局負工消費合作社印取 4ΐ^9ββ Α7 Β7五、發明説明/20) 層13的情況時,可擧出另一態樣。此除了上述止封用樹脂 層13之外*更使止封用樹脂薄片介於配線電路基板1和半 導體元件3之間者。 亦即,圖10所示之形式的更另一態樣中*係如圖13所示 ,在設有複數個球狀之連接用電極部2之半導體元件3面上 ,在上述球狀之連接用電極部2之頭頂部露出之下彤成止 封用樹脂層13。接著,將從上逑止封用樹脂層13開始露出 其頭頂部之具有連接用電極部2的半導體元件3,透過止封 部 中 極 樣 電 態 用 一 接。另 連化更 有硬的 具及式 在融彤 載熔之 搭熱示 18加所 片 Μ11 薄予圖 脂且 , 樹,又 用上 板 基 路 電 線 配 之 示 所 4 ii 圖 D ΰ- 係 上止 0 11成 板形 基下 路之 電出 線露 配部 之頂 0 部之 電部 用極 接電 連用 之接 狀連 球之 個狀 數球 複述 有上 設在 在, 出過 露透 始, 開上 3 層 旨 EC 樹 用 — 封Κ 止β 述£ 上部 從極 在電 , 用 著接 接連 。 有 13具 層 之 脂部 樹頂 用頭 封其 板 基 路 電 件 元 體 導 半 之 2 郤 極 電 用 接 連 。 有化 具硬 載及 搭融 18溶 片熱 薄加 脂 Μ 樹予 用 且 封, 止上 中 樣 態部 一 極 另電 更用 的接 C & 遵 形之 之狀 示球 所個 12數 画複 ’ 有 著設 接在 示上 所面 5 3 件 元 體 導 半 之 --------. .l·, .ΙΓ 裝------訂----I 線-- - (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 之 h 設在 部在, 極,上 電面面 用方1 接一 連另 之 ο 3 狀 1 球曆 述脂 上樹 在用部 *封極 板 基 路 電 線 配 之 2 圖 如 係 止 成 形 下 之 出 0 β 咅 頂 頭 電部 用極 接電 連用 之接 狀逋 球之 個狀 數球 複述 有上 層 旨 樹 用 封 止 成 肜 下 之 出 露 部 頂 頭 之 2 上 從 在 著 接 部 極 電 用 接 遵 有 具 之 部 頂 頭 其 出 露 始 3 1X 層 脂 樹 用 封 止 述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X刊7公釐) 23 經濟部中央橾準局員工消費合作社印聚 A7 B7 五、發明説明(2 ί) * 2的配線電路基板1上,透過止封用樹脂薄片18,搭載從上 述止封用樹脂層13開始露出其頭頂部之具有連接用電極部 2之半導體元件3上,且予Μ加熱熔融及硬化。 在上述圃13〜圖15所示之更另一態樣中之製法中*止封 用樹脂層13及止封用樹脂薄片18之加熱溫度*亦和上述相 同· Μ考慮半導體元件3及配線電路基板1之惡化等設定在 70〜30 0C之範圍内,特佳者為設定在100〜150 °C之範圍 内者為較佳。接著,加熱方法亦可擧出和上述相同的方法 。再者,上述加壓條件,亦和前述之條件相同,雖係依連 接用電極部2之個數等而適霄設定,但是具體而言係設定 在0.02〜0.5kg /個之範圍内 > 較佳者為設定在0.04〜 0.2kg/個之範圍内。 又*上述第二態樣之製法中,在半導體元件3之連接用 電極部2擋接設於上述配線電路基板1面上之連接用電極部 2之下將半導體元件3載置在上逑配線電路基板1之後,或 者,在配線電路基板1之連接用電極部2擋接設於上述半導 體元件3面上之連接用電極部2之下將配線電路基板1載置 在上述半導體元件3之後,Μ預定時間予K加熱之後,同 時加壓至上述止封用樹脂層13具備下述之物性(甲)〜(丙) 之至少一種的狀態為止,在該狀態下以經由將熔融狀態之 止封用樹脂充填於上述配線電路基板1和半導體元件3之間 的空隙内之步驟為特佳。如此,和先前之第一態樣中所述 之理由相同,藉由使止封用樹脂層13具有如下之物性,就 不會在被充填之止封樹脂層部分上捲入微细的間隙》而可 本紙張尺度適用中國國家標孪< CNS ) Α4規格(2丨0Χ 297公釐) _ 〇 j _ (请先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) .*------- ------Μ ί ! 1 - I 1- t_F HI -- . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4ΐ^3β Α7 Β7 五、發明説明(22) 形成均質且良好的止封樹脂層。 (甲)樹脂黏度為5000泊K上。 (乙)將止封用樹脂層加熱前之初期凝膠化時間設為10 0 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30% K下。 (丙)將藉由差示掃描熱最計(DSC)而測定的止封用樹脂 層加熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘存 反應熱量為初期殘存反應熱量的70%以下。 又*上述特性(甲)中之樹脂黏度之特佳的範圔,上述特 性(乙)中之凝膠化時間之特佳的範圍,及上述特性(丙)中 之殘存反應熱量之特佳的範圍,係和前述第一態樣中所述 之特佳的範園相同。再者,上述樹脂黏度、凝膠化時間及 殘存反應熱量的各測定方法亦和前述第一態樣相同。 (3)其次,基於画式說明本發明半導體裝置之製法的第 三態樣。該製法(第三態樣)中|上述層狀之固態樹脂並非 為單獨,而係使用預先在連接用電極部未設有搭接球之半 導體元件面或配線電路基板面上設置止封用樹脂層的狀態 者。 首先,就使用將止封用樹脂層貼附在半導體元件面上的 狀態之例子加Μ說明。亦即,如圖16所示*預先準備在半 導體元件3之單面上彤成止封用樹脂層14之狀態者。其次 ,在設有複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2之配線電 路基板1面上的預定位置,在上述被貼附之止封用樹脂層 14與上述連接用電掻部2相擋接之下載置止封用樹脂層13 。在載置之後,將上述止封用樹脂暦14予Μ加熱熔融並使 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —·—— } Ϊ裝—— —訂:----- I線-- -25 — 經濟部中央標隼局負工消費合作社印" 4149S6 A7 B7 五、發明説明(2:ϊ) 之呈熔融狀態,進而加壓而在上述半導體元件3和上述配 線電路基板1之間的空隙内充填上述熔融狀態的樹脂,再 藉由使之硬化使樹脂止封上述空隙Μ形成止封樹脂層。如 此就可製造圖1所示之半導體裝置。 另一方面,作為上述第三態樣之其他例子,係就預先使 用將止封用樹脂層貼附在配線電路基板面上的狀態之例子 加Μ說明。亦即*如圖17所示,預先準備在配線電路基板 1之單面上形成止封用樹脂層15之狀態者。其次,將設有 複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2之半導體元件3,在 上述連接用電極部2與上述止封用樹脂曆15栢擋接之下, 載置於上述配線電路基板1面之止封用樹脂層15上。在載 置之後,將上述止封用樹脂層15予以加熱熔融並使之圼熔 融狀態,進而加壓而在上逑半導體元件3和上述配線電路 基板1之間的空隙内充填上述熔融狀態的樹脂,再藉由使 之硬化使樹脂止封上述空隙Κ形成止封樹脂層。如此就可 製造圖1所示之半導體裝置。 作為上述圖16及圖17中之止封用樹脂層14、15的形成方 法,可舉出依印刷塗佈法形成在半導體元件3面或配線電 路基板1面上貼附止封用樹脂薄片之止封用樹脂層形成材 料的方法等。 作為上述止封用樹脂層14、15,係和前述第一態樣相同 ,其大小係可比半導體元件3之大小(面積)堪可適當設定 ,通常|以設定小於半導體元件3之大小(面積)者為較佳 。又,上述止封用樹脂層14、15之厚度及里量(止封用樹 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2】0Χ 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 11Τ 「線-- -26 - A7 B7 4l493e 五、發明説明_( 2.4) » 脂薄片之情況),係和上述相同,比半導體元件3的大小及 上述連接用電極部2的大小還可適當設定》亦即,藉由充 填半導體元件3和配線電路基板1之空隙且進行樹脂止封而 形成的止封樹脂層4所占的容積還可適當設定。又*上述 第三態樣之製法中,作為將上述止封用樹脂薄片14、15予 以加熱熔融並使之圼熔融狀態之際的加熱溫度,係和前述 之第一及第二態樣相同,Μ考慮半導體元件3及配線電路 基板1之惡化等而設定在70〜30010之範圍内為較佳,特佳 者為120〜200¾。接著,作為加熱方法,係可舉出紅外線 回流爐、乾燥機、溫風機、·熱板等。再者 > 在將上述圼熔 融狀態之止封用樹脂充填於上述半導體元件3和上述配線 電路基板1之間的空隙内之際,係Μ如上述地加壓為較佳 ,作為其加壓條件,雖可依連接用電極部(搭接球)2之個 數等加Κ適當設定,但是具體而言係被設定在0.02〜 0.5kg /個之範圍内*較佳者為被設定在0.04〜0.2kg /個 之範圍内。 再者,上述第三態樣之製法中,係在設於半導體元件3 之單面上之止封用樹脂層14和配線電路基板1之連接用電 極部相擋接之後,或者,在設於配線電路基板1之摄面上 之止封用樹脂層15和半導體元件3之連接用電極部相擋接 之後,K預定時間進行加熱,同時加壓至上述止封用樹脂 層14、15變成具備如下所述之物性(甲)〜(丙)之至少一種 狀態為止,在該狀態下Μ經由將熔融狀態之止封用樹脂充 填於上述配線電路基板1和半導體元件3之間的空隙内之步 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .I裝------ -訂----ί線-- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^14936 A7 B7 五、發明説明(25) 經濟部中央標举局貞工消費合作社印製 如此藉由使止封用樹脂層14、15具有如下之物 在被充填之止封樹脂層部分捲入微细的間隙, 質且良好的止封樹脂層。 黏度為5000泊以上。 封用樹脂層加熱前之初期凝膠化時間設為100 ,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30% K下。 由差示掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘存 初期殘存反應熱量的70%M下。 特性(甲)中之樹脂黏度之特佳的範圍*上述特 凝膠化時間之特佳的範圔,及上逑特性(丙)中 熱量之特佳的範圍,係和前述第一態樣中所述 圍栢同。再者,上述樹脂黏度、凝膠化時間及 最的各測定方法亦和前述第一態樣相同。 上述第--第三態樣而製造的半導體裝置之一 述之圖1所示》雖可舉出被彩成的止封樹脂層4 搭載之半導體元件3的周圍溢出而形成的形式 等體裝置之用途等,亦可如圖18所示,被形成 層會從被搭載之半導體元件3的周圍溢出而 驟為特佳。 性,就不會 而可彤成均 (甲)樹脂 (乙)將止 %的情況時 (丙)將藉 層加熱前之 反應熱量為 又,上述 性(乙)中之 之殘存反應 之特佳的範 殘存反應熱 作為按照 例,係、如前 ,不會從被 *但是依半 的止封樹脂 形成的形式。 接著,如上述而製造的半導體装置中,半専體元件3的 大小|通常係設定為寬度2〜20mmx長度2〜30mmX厚度 0.1〜2.Oram,較佳者係設定為0,2〜1.Omni。又,形成搭載 有半導體元件3之配線電路的配線電路基板1之大小,通常 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 '線! 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 28 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 414936 A7 _____B7_ 五、發明説明(2b’) 氟 係設定為寬度5〜120mm,較佳者為10〜70rarax長度10〜 70minx厚度0.05〜3.Oram。接著,充填已熔融之止封用樹 脂之半導體元件3和配線電路基板1之空隙之兩者間的距離 ,通常為5〜20〇wm,較佳者為5〜;tOOwm。尤其是*若考 虛本發明所使用的止封用樹脂之特性等時,則上述兩者間 之距離*係Μ設定在10〜70« m者為較佳。 作為藉由使用上逑止封用樹脂予以止封而形成的止封樹 脂層4,即上述止封用樹脂之特性,係Μ在各使用溫度下 的熔融黏度為1〜1000泊,凝膠時間在15010下為0.5〜30 分鐘為較佳,而作為其硬化物,係以線膨脹係數為7〜50 ppm較佳。更佳者為熔融黏度為1〜500泊》凝膠化時間在 150t;下為1.0〜15分鐘為較佳,線膨脹係數為12〜40ppra 。亦即,藉由將熔融黏度設定在上述範圍内,其充填性就 會變佳。又,藉由將凝膠化時間設定在上述範圍内*其成 形作業性,特別是硬化時間就可縮短。再者,藉由將線膨 脹係數設定在上述範圍内*就可防止在樹脂硬化或半導體 元件上因裂鏠等的應力而造成的缺陷。另舛,上述熔融黏 度•係利用流量計黏度計加Μ测定,而上述凝膠化時間隙 在熱板上測定。又,線膨脹係數*係依熱機械分析(ΤΜΑ) 加Μ測定。 如以上說明,本發明半導體裝置之製法•其特徴為:在 依止封樹脂層而將介於複數個連接用電極部之間而連接之 配線電路基板和半導體元件之間的空隙Μ樹脂予Μ止封之 際,藉由使層狀固態樹脂介於上述配線電路基板和半導體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 29 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) II 訂 .—Ϊ. I線I. A7 B7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝— 線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明.(27) .元件之間,再使該固態樹腊 。如此由於上述已熔融之樹 基板和半導體元件之間的空 習知之繁雜製造步驟而言, 基板和半導體元件之連接及 步驟之大幅簡化。又.,作為 脂而使用保存性優良的固態 内之際亦不會發生問題。 再者,作為上述固態樹脂 最大粒徑設定在100/i ιπΜ下 成物,就可不會發生間隙地 隙内進行良好的充填α 接著,作為藉由使上述固 層•係藉由在上述配線電路 ,其次在上述止封用樹脂薄 上述止封用樹脂薄片予Κ加 路基板和半導體元件之間的 樹脂且使之硬化而形成。如 作為上述層狀固態樹脂,就 效率。 又,作為藉由使上述固態 ,係在上述配線電路基板上 分露出之下形成止封用樹脂 極部擋接上述連接用電極部 熔融Κ肜成上述止封樹脂層者 脂,係被充填於上述配線電路 隙內以接合該兩者,所Μ比起 就可Μ—次進行上述配線電路 樹脂止封之步驟,Μ實現製造 止封用樹脂由於不使用液狀樹 樹脂,所Μ在注入至上述空隙 ,藉由使用其含有特定比例之 之無機質充填劑的環氧樹脂組 廚上述基板和半等體元件之空 態樹脂熔融而形成的止封樹脂 基板上*搭載止封用樹脂薄片 片上載置半導體元件之後,將 熱熔融*就可依在上述配線電 空隙上,充填上述熔融狀態之 此藉由使用止封用樹脂薄片以 可顯著提高半専體裝置之製造 樹脂熔融而形成的止封樹脂曆 ,在上述連接用電極部之一部 層,其次,在半導體元件之電 之下將半導體元件載置於上述 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 30 Α7 4ί4936 Β7 五、發明説明(2S) % 半導體元件搭載用基板上之後,將上述止封用樹脂層予以 加熱熔融。或者,在設於上述半導體元件面上的連接用電 極部之一部分露出之下形成止封用樹脂層之後*進而在配 線電路基板之電極部擋接上述連接用電極部之下將半導體 元件載置於配線電路基板上,其次,將上述止封用樹脂層 予Μ加熱熔融。如此就可依在上述配線電路基板和半等體 元件之間的空隙上,充填上述熔融狀態之止封用樹脂且使 之硬化而形成。如此藉由使用止封用樹脂層Μ作為上述層 狀固態樹脂,就可顯著提高半導體裝置之製造效率。 接著,在上述連接用電極部之一部分露出之下而形成的 止封用樹脂層,在設有連接用電極·部之配線電路基板上或 半導體元件上*透過上述連接用電極部搭載止封用樹脂薄 片之後,就可將該止封用樹脂薄Η予Μ加熱熔融而容易形 成。或者,可在設有連接用電極部之配線電路基板面或半 等體元件面上*印刷塗佈止封用樹脂層彤成材料而容易彤 成止封用樹脂層。 再者,藉由將上述固態樹脂予Μ熔融而形成的止封樹脂 層,像預先準備在上述半導體元件之單面上設置止封用樹 脂層者,且在設有複数個連接用電極部之配線電路基板上 ,在上述止封用樹脂層與上述連接用電極郜相擋接之下載 置半導體元件。或者,預先準備在上述配線電路基板之單 面上貼附止封用樹脂層者*且在上述配線電路基板上,在 設有複數個連接用電極部之半導體元件的上述連接用電極 部與上述止封用樹脂層相擋接之下載置半導體元件。其次 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂---I— 1線-- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7
41493G 五、發明説明(D) ,藉由將上述止封用樹脂層予以加熱熔融,就珂依在上逑 配線電路基板和半導體元件間之空隙上*充垓上述熔融狀 態之止封用樹脂且使之硬化而形成。 尤其是,上述各製法中,像Μ預定時間加熱其以樹脂止 封配線電路基板和半導體元件間之空隙用的止封材料之止 封用樹脂薄Μ、止封用樹脂層,同時加壓至上述止封用樹 脂薄片、止封用樹脂層變成具備如下所述之物性(甲)〜( 丙)之至少一種狀態為止,由於在該狀態下將熔融狀態之 止封用樹脂充填於上述配線電路基板和半導體元件之間的 空隙内的情況時,不會在已充填之止封樹脂層部分上捲入 微细的間隙,而可形成均質且良好的止封樹脂層,所Κ可 獲得元件和基板之搭接部分的可靠度(導通特性等)優良的 半導體装置。 (甲)樹脂黏度為5000泊Μ上。 (乙)將止封用樹脂薄片或止封樹脂層加熱前之初期凝膠 化時間設為100 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時 間的30% Μ下。 (丙)將藉由差示掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 薄片或止封用樹脂層加熱前之初期殘存皮應熱量設為100 %的情況時•殘存反應熱最為初期殘存反應熱量的70%以 下。 另外,在習知技術之液狀樹脂之止封方式的情況,係在 使半導體元件之電極和配線電路基板之電極(大致為焊錫 電極)相擋接之後*利用加熱爐使焊錫熔融*此後*冷卻 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2ίΟΧ 297公釐) . ' f 〆 Hi 1·!· -I r ^1« .^it— rf - mLi tufl· p ^^^^1 rl. % (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 32 五、發明説明(3⑴ A7 B7 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印t 至常溫而注 薄膜之可撓 止之過程的 板和半専體 在進行疲狀 在使用可撓 添加金屬板 然而,本 的止封樹脂 如κ上說 體裝置之製 然而,依 體元件和基 情況。 彎曲在通 面,即晶片 為了解決 行研究•而 本發明中之 係在於提供 封樹脂層之 就可容易製 為了達成 為在配線電 入液狀樹脂。此時,在配線電路基板上使用如 基板時*在從加熱爐取出之後,依回到常溫為 熱收縮而存在於該基板之中央部的間隙(該基 元件之間隙),由於比其周遵之間隙窄,所K 樹脂之注入作業時有變成未充填之情況。因肚 基板Μ作為配媒電路基板的情況,在該基板上 等,係為一般者。 發明中*即使沒有特別添加亦可進行確保一定 層厚度之止封。 明所示,使用本發明之止封用樹脂薄片的半導 法,會比習知製法較具有多個優點。 半導體裝置之製造方法的條件,會起因於半導 板之熱牧縮率而在半導體裝置上有發生彆曲的 常的情況,會發生半導體晶片側凸向於彆曲外 側。 該種彎曲的問題*本發明人等由於更進一步進 到達問題之解決,所Κ就第二發明說明如下。 第二發明,係有鑒於該種情事而成者,其目的 一種在上述半導體元件和基板之空隙上形成止 際,可抑制裝置全體上所發生之彎曲*結果, 造可靠度優良的半導體装置之製法。 上述之目的,本發明之半導體装置之製法,其 路基板上,透過複數個連接用電極部搭載有半 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 :、線— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2ί〇Χ 297公釐) 33 A7 B7 414936 五、發明説明 導體元件,而上逑配線電路基板和半導體元件間之空隙係 依止封樹脂層而止封的半導體裝置之製法,其係採甩在使 層狀固態樹脂介於上述配線電路基板和半導體元件之間且 Μ預定時間予以加熱,而上述固態樹脂層在變成預定之溫 度區域的階段,藉由滿足下逑之條件(X)及(Υ)加壓接合 配線電路基板和半導體元件,使上述固態樹脂予以熔融以 形成上述止封樹脂層的構成。 (X) 將藉由差示掃描熱量計(DSC)而測定的固態樹脂加 熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時*則其殘存 反應熱量為初期殘存反應熱量的70% K下。 (Y) 將半導體元件之溫度設得比配線電路基板之溫度高 ,且兩者的溫度差為50 上。 亦印*本發明在依止封樹脂層K樹脂止封其介於複數個 連接用電極部之間而連接的配線電路基板和半導體元件間 之空隙Μ製造半導體裝置之際,使層狀固態樹脂介於上逑 配線電路基板和半導體元件之間且以預定時間予Μ加熱, 再藉由滿足前述特定之條件(X)及(Υ)而加壓接合配媒電 路基板和半導體元件使上述固態樹脂熔融以形成上述止封 樹脂層。如此自上述配線電路基板和半導體元件之加壓接 合中,依滿足上述特定之條件(X)及(Υ),就可抑制起因 於配線電路基板和半導體元件之熱收縮率之差而在半導體 裝置上有發生彎曲的倩況,且可減低有關半導體元件之應 力|结果,可獲得可靠度優良的半導體裝置。 再者,本發明中*作為上述固態.樹脂*在使用其含有特 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) ------I-装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一\5 i線-- 經濟部中央標準局負工消費合作社印" -34 - 414936 A7 B7 五、發明説明(3¾ 定比例 氧樹脂 線電路 接著 樹脂層 之後, ,其次 (X)及 基板和 脂且使 又, 脂層, 一部分 體元件 載置於 保持, 。或者 部分露 板之電 於配線 ,再Μ 此依在 填上述 接著 之最大 組成物 基板和 ,作為 ,係在 進而在 * Κ預 (Υ)的 半導體 之硬化 作為藉 傜在設 露出之 之電極 上逑配 再以滿 ,在設 出之下 極部擋 電路基 滿足上 上述配 熔融狀 ,作為 粒徑設 的情況 半導體 藉由使 上述配 上述止 定時間 狀態予 元件之 就可容 由使上 於上述 下形成 部擋接 線電路 足上述 於上述 形成止 接上述 板上之 述條件 線電路 態之止 藉由使 定在1 0 0 w m 時,査明不 元件之空隙 上述固態樹 線電路基板 封用樹脂薄 予K加熱保 K加壓接合 間的空隙上 易形成。 述固態樹脂 配線電路基 止封用樹脂 上逑連接用 基板上,其 條件(X)及 半導體元件 封用樹脂層 連接用電極 後,其次, (X)及⑴ 基板和半導 封用樹脂且 上述固態樹 以下之無機質充填劑的環 會發生間隙就可對上述配 内進行良好的充填。 脂予以熔融而形成的止封 上,搭載Jl:封用樹脂薄片 片上載置半導體元件之後 持,再Μ滿足上述條件 ,藉此依在上述配線罨路 ,充填上述熔融狀態之樹
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、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印奴 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(210 X 297公釐) 予以熔 板面上 層之後 電極部 次,Μ (Υ)的 面上之 之後, 部之下 Κ預定 的狀態 體元件 使之硬 脂予以 融而形 的連接 *進而 之下將 預定時 狀態予 連接用 進而, 將半導 時間予 予以加 之間的 化就可 熔融而 成的止封樹 用電極部之 在上述半導 半導體元件 間予Μ加熱 以加壓接合 電極部之一 配線電路基 體元件載置 以加熱保持 壓接合。如 空隙上*充 容易形成。 形成的止封 35 414936 A7 B7 五、發明説明丨3) 樹脂層 用樹脂 板上, 下載置 之單面 *在設 電極部 其次, 及⑺ 和半導 脂且使 其次 依本 示於圖 本發 態樹脂 脂用硬 質充填 、其使 者相同 本發 電路基 I且在 止封樹 ,係預 層者I 在上述 半導體 上設置 有複數 與上逑 以預定 的狀態 體元件 之硬化 *詳细 發明半 1中。 明中, 之種類 化劑、 劑和其 用之觸 先準備在 且在設有 止封用樹 元件。或 止封用樹 個連接用 止封用樹 時間予以 予Μ加壓 間之空隙 就可容易 說明本案 導體裝置 搭接球之 、較被使 環氧樹脂 最大粒徑 媒之種類 上述半導體 複數個連接 腊層與上逑 者,預先準 脂層者,且 電極部之半 脂層相擋接 加熱保持, 接合,藉此 上,充填上 形成。 第二發明之 之製法而製 元件之單面 用電極部之 連接用電極 備在上述配 在上逑配線 導體元件的 之下載置半 再Κ滿足上 依在上述配 述熔融狀態 上設置止封 配線電路基 部相擋接之 線電路基板 電路基板上 上述連接用 導體元件。 述條件(X) 繡電路基板 之止封用樹 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 裝. 訂 -線— 經濟部中央標準局員工消費合作社印t 實施形態。 造的半導體裝置,係顯 材質、配線、基板之材質、層狀固 用之環氧樹脂、環氧當量、環氧樹 和硬化劑之配合比、其使用之無機 及配合量、止封用樹脂薄片之製法 等,係完全和前述之發明中所說明 明半導體裝置之製法,其特徵係如前述般,在配線 板上,透過複数個連接用電極部搭載有半導體元件 製造上述配線電路基板和半導體元件間之空隙係依 脂層而止封的半導體裝置之際,上述止封樹脂層* 本紙張尺度適用中國國家榇卒(CNS ) A4規格(210X297公釐) 36 414936 A7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作社印裂 五、發明説明(3·〗) 係使層狀固態樹脂介於上述配線電路基板和半導體元件之 間且κ預定時間予以加熱保持’再以滿足下述之條件(x> 及(Y)的狀態加壓接合配總電路基板和半導體元件,藉此 使上述固態樹脂而彤成者。作為該種半等體装置之製法, 具體而言大致區別可舉出三個態樣。 (X) 在將藉由差示掃描熱最計(Μ下稱為r DSC」)而 測定的固態樹脂加熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的 情況時,ft!)其殘存反應熱量為初期殘存反應熱量的70% K 下。 (Y) 將半導體元件之溫度設得比配線電辑基板之溫度高 ,且兩者的溫度差為50 t:以上。 (1)首先*根據圖式依序說明本發明半導體裝置之製法 的第一態樣。該製法(第一態樣)中,係使用薄片狀物,亦 即使用止封用樹脂薄Μ,作為上述層狀固態樹脂。 首先,如圖2所示,在設有複數個球狀之連接用電極部( 搭接球)2的配線電路基板1上,透過上述連接用罨極部2載 置固態之止封用樹脂薄片10。接著,如圃3所示.,在上述 止封用樹脂薄片10之預定位置上,載置半導體元件3進行 假接著之後,以預定時間予Μ加熱且加壓至上述止封用樹 脂薄Η10變成滿足上逑條件(X)的狀態為止,同時在滿足 上述條件(Υ)之狀態下,予Κ加壓接合而在上述半導體元 件3和上述配線電路基板1之間的空隙内充填上述熔融吠態 之止封用樹脂,再藉由使之硬化Μ將上述空隙進行樹脂止 封Κ形成止封樹脂曆4。如此就可製造如圖1所示之半等體 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝_ 訂 -線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 37 4i4936 ^ .....-......' ' 五、發明説明() » » 裝置。 另外,上述半導體裝置之製法中,雖係就使用設有複數 個球狀之連接用電極部(搭接球)2之配線電路基板1的情況 加Μ敘述,但是並非為限定於此,亦可使用預先在半導體 元件3之單面(連接面側)上配設有上述複數個球狀之連接 用電極部(搭接球)2者。此情況(使用預先在半専體元件3 面上配設有連接用電極部2者),係如圖4所示,在配線電 路基板1面上載置固態的止封用樹脂薄片1〇,並在其上, 在配線電路基板1和連接用電極部2配設面相對峙之下載置 設有連接用電極部2之半導體元件3。再者,在使用連接用 電極部2設在配線電路基板1及半導體元件3之雙方上的情 況,係如圖5所示,在兩者之連接用電極部2之間配置止封 用樹脂薄片1〇。後面之步驟,亦和上述者相同。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線I. 作為上述止封用樹脂薄片1〇,在半導體元件3或配線電 路基板1上假接著止封用樹脂薄Η 10的情況時,係Μ形成 具備膠黏性之薄片狀的環氧樹脂組成物為較佳。接著*作 為上述止封用樹脂薄片10之大小,係比上述所搭載之半導 體元件3的大小(面積)堪可適當設定,通常係Κ設定成小 於半導體元件3之大小(面積)者為較佳。又•上述止封用 樹脂薄片10之厚度及重量,偽和上逑相同,比被搭載之半 専體元件3的大小及設在上述配線電路基板1的球狀之連接 用電搔部2的大小遝可適當設定,亦即,藉由充填半導體 元件3和配線電路基板1之空隙且進行樹脂止封而形成的止 封樹脂層4所占的容積堪可適當設定。 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -38 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 41^936 A7 > Β7 一··, 五、發明説明(:扣) » 龢 χ,上述半導體装置之製法中,作為將半導趙元件3載 g&±述止封用樹脂薄片10預定位置上且予以假接著之後 * K預定時熱之際的加熱溫度’係以考磨:¥等5§§ 元件3及酝線蜇路基板1之惡化等而設定在70〜300t;之範 圍内為較佳’特佳者為120〜20010 °接著’作為加熱方 法,係可擧出紅外媒回流爐、乾燥機、溫風機、熱板等。 再者,在將上述圼熔融狀態之止封用樹脂充填於上述半 導體元件3和上述02線®路基板1間的空隙內之際’ M預定 時間予K加熱加壓上述止封用樹脂薄片1〇至其變成·滿足上 述條件ΟΠ之狀態為止的情況時,作為其加壓條件’雖可 依止封用樹脂薄片之種類、半導體晶片之大小、凸出之數 量、及被要求之最終的厚度等加Κ適當設定,但是具體而 言由於每lcn2為10〜40kg/cm2 ,且可依在半導體晶片面 積上所占有的凸出數量而變動,所Μ標準雖係每1凸出以 80s來加壓,但是可依被要求的最終厚度來適當設定c 上述第一態樣之製法中,其特徵係在上述配線電路基板 1上載置止封用樹脂薄片10,進而在該止封用樹脂薄片10 上載置半導體元件3之後,或者,在上述半導體元件3上載 置止封用樹脂薄片10,進而在該止封用樹脂薄片載置 配線電路基板1之後,以預定時間進行加熱,並Μ滿足上 述條件(X)及(Υ)之狀態加壓接合配媒電路基板1和半導體 元件3。如此藉由使止封用樹脂薄片1〇依加颸而成為特定 的比例〔條件(X)〕(加壓結束之時點),及將半導體元件 3之溫度設定得比配線電路基板1之溫度高,且將其溫度差 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -3 9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. -. 414936 Αν B7 五、發明説明(:Γ7) fe 設在50t:K上〔條件(y)〕,就可在所獲得的半導體裝置 上抑制彎曲之發生,结果,在半専體元件3上就可大幅減 低該應力且可獲得一種可靠度優良的半導體裝置。亦即, 在止封用樹脂薄片10之殘存反應熱量超過初期殘存反應熱 量之70%的情況時*且在配媒電路基板1之溫度和半導體 元件3之溫度相同或較高,或者,即使半導體元件3之溫度 高於配線電路基板1之溫度而其溫度差亦未滿50它的情況 *亦會起因於配線電路基板1和半導體元件3之熱收縮率的 差而在半導體装置上有發生彎曲的情形,結果,有時半導 體裝置之可靠度會降低。· 接著,如前述般,在上述條件(X)中有必要使殘存反應 熱量達初期殘存反應熱量之70%Μ下,特佳者為初期殘存 反應熱量之65% Κ下。接著,該殘存反應熱量之測定,係 使用DSC *以升溫速度5lC/min ,使之升溫至60〜200 °C 為止,Μ測定90〜180t:之反應熱量。 又,如前述般,上述條件(Y) 之半導體元件3及配線電 路基板1的各溫度,例如可使用熱電偶來測定各部分。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 說明該第一態樣中之生產效率佳的半導體裝置之連續的 製造步驟之一例。亦即,首先,如圖19(a)所示,係藉由 使在設有連接用電極部2之配線電路基板1面上載置有止封 用樹脂薄片10之狀態,通過乾燥炫40内* K使上述止封用 樹脂薄片10圼B階段狀態(半硬化狀態)(B階段步驟)。其 次*如圖19(b)所示,在使止封用樹脂薄H10圼B階段狀 態之後,在該B階段狀態之止封用樹脂薄H10上的預定位 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210 X 297公釐) —4 0 - 經濟部中央橾隼局員工消費合作社印製 n4936 A7 " B7五、發明説明(3S) . 置上,載置有安裝於加熱壓接工具41之前端部的半導體元 侔3之下,使配媒電路基板1和半導體元件3之位置對準, 同時在配線電路基板1上之止封用樹脂薄片10的預定位置 上載置半等體元件3且予Μ進行假接著(位置對準及壓接步 驟)。其次,如圖19(c),藉由使加熱工具42與被假接著 於止封用樹脂薄片10上的半導體元件3面接觸並以預定時 間予以加熱,以使止封用樹脂薄片10呈凝膠化狀態(止封 用樹脂之凝膠化步驟)。此時1在變成上述條件(X)及(Υ) 之下予Μ設定。藉此,可在配線電路基板和半導體元件間 之空隙上充填止封用樹脂且予Μ凝膠化。其次,在充填止 封用樹脂之後,如圖19(d)所示,使加熱工具43接觸於半 導體元件3上,且在Κ預定溫度硫化已凝膠化的止封用樹 脂之後,接著,利用位於配線電路基板1之下方的冷卻板 44將配線電路基板1冷卻(硫化步驟)。如此如上述圖19(a) 〜(d)所示,在各別扮演的角色上分割各步驟,同時藉由 連结該等各步驟形成一環的線,就可在短時間內進行如圖 1所示的半導體装置之止封。具體而言,若依據如由上述 呈一環的線所構成的半専體裝置之製造糸統,則每一個半 導體裝置就可在10秒Μ內完成止封。 (2)其次,基於圖式依序說明本發明半導體裝置之製法 的第二態漾。該製法(第二態樣)中·作為上述層狀固態樹 脂,係可使用直接形成於設有連接用電極部之配線電路基 板及半導體元件面之至少一方上的止封用樹脂層。 首先,如圖6所示,在設有複數個球狀之連接用電極部( Γ請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇 裝. -5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 41 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 4U93i, A 7 B7 五、發明説明(33) 搭接球)2的配線電路基板1面上,在上述球狀之連接用電 極部2的頭頂部露出之下形成止封用樹脂曆13。進而,如 圖7所示*在上述配線電路基板1上,搭載從上逑止封用樹 脂曆13開始露出其頭頂部之連接用電極部2、和半導體元 件3。接著,Μ預定時間加熱其全體且加壓至上述止封用 樹脂層13變成滿足上述條件(X)之狀態為止,同時在滿足 上述條件(Υ)之狀態下,予Μ加壓接合而在上述半導體元 件3和上逑配線電路基板1之間的空隙內充填上述熔融狀態 之止封用樹脂層13,再藉由使之硬化Μ將上逑空隙進行樹 脂止封而形成止封樹脂層4。如此就可製造如圖1所示之半 導體裝置。 在設有如上述圖6所示之球狀之連接用電極部2的配線電 路基板1面上,在上逑連接用電極部2之頭頂部露出之下所 形成的止封用樹脂層13,例如,.係可依如下製作。亦即* 如園2所示,在設有複數個球狀之連接用電極部2的配線電 路基板1面上,透過上述連接用電極部2載置固態的止封用 樹脂薄片10(前述半導體裝置之製法的第一態樣)。接著, 藉由將上述止封用樹脂薄片10予以加熱熔融*就可如圖6 所示,在設有球狀之連接用電極部2的配線電路基板1面上 ,在上述連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹 腊層1 3。 再者,除了如上樹脂止封用樹脂層13的形成方法以外, 例如,可依如下製作。亦即,如圖8所示,預先準備設有 連接用電極部2之配線電路基板1。其次,在設有上述連接 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝' '線 -42 - 414986 Α7 Β7 經濟部中央標準局買工消费合作社印聚 五、發明説明MO) 用電極部2之配線電路基板1面上,使用環氧樹脂組成物, 並利用印刷塗佈法,Μ形成止封用‘樹脂曆1 3。如此地如上 逑圖6所示,在連接用電極部2之頭頂部露出的情形下形成 止封用樹脂層1 3。 另外’上述半導體裝置之製法中,雖係就使用設有複數 個球狀之連接用電極部(搭接球)2之配媒電路基板1的情況 加Κ斂逑,但是並非限定於此,亦可和前述之第一態樣相 同’預先在半導體元件3之簞面(連接面側)上配設有上述 複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2。此情況,係如圓9 所示,在設有複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2之半 導體元件3面上,在上述球狀之連接用電極部2之頭頂部露 出之下形成止封用樹脂層13。接著,在擋接配線電路基板 1之電極部下搭載從上述止封用樹脂層13開始露出其頭頂 部之連接用電極部2、和上述半導體元件3至上述配線罨路 基板1上。 再者,在使用連接用電極部2設在配線電路基板1及半導 體元件3之雙方的情況時,在兩者中至少一方的連接用電 極部2形成面上,在上述連接用電極部2之頭頂部露出之下 形成止封用樹脂層13。例如,如圖1〇所示,在設有複數個 球吠之連接用電極部(搭接球)2之半導體元件3面上,在上 述球狀之連接用電極部2之頭頂部露出之下彤成止封用樹 脂層13。接著,將從上述半導體元件3開始露出其頭頂部 之具有連接用電極部2的半導體元件3,搭載於具有連接用 電極部2之配線電路基板1上。或者,如圖11所示,在設有 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(2!〇χ297公釐) -43 - 經濟部中央標隼局負工消f合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明(4〗) 複數個球狀之連接用電極部2之配線電路基板1面上,在上 述球吠之連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹 脂層13。接著,在從上述止封用樹脂層13開始露出其頭頂 部之具有連接用電極部2的配線電路基板1上,搭載具有連 接用電極部2之半導體元件3。又,如圖12所示,在設有複 數個球狀之連接用電極部2之半導體元件3面上*茌上述球 狀之連接用電極部2之顔頂部露出之下彤成止封用樹脂層 13。另一方面,在設有複數個球狀之連接用電極部2之配 線電路基板1面上,在上述球狀之連接用電極部2之頭頂部 露出之下形成止封用樹脂層13。接著,在從上述止封用樹 脂層13開始露出其頭頂部之具有連接用電極部2的配線電 路基板1上,搭載從上述止封用樹脂層13開始露出其頭頂 部之具有連接用電搔部2之半導體元件3。後面的步驟*和 上述相同。 在上述圖10〜圖12中,在設有連接用電極部2之配線電 路基板1面上形成止封用樹脂層13的方法,係按照和前述 之配線電路基板1上設有連接用電極部2之情況的形成方法 相同的方法而形成者。又,在設有連接用電極部2之半導 體元件3上形成止封用樹脂層13的方法,係和上述肜成方 法相同,係按照使用止封用樹脂薄H10予Μ加熱熔融,或 者,在設有連接用電槿部2之半導體元件3面上,按照印刷 塗佈的方法而形成者。 接著,上述第二態樣中*上述所形成的止封用樹脂廇13 ,在超過熔點的溫度中,會超過半導體元件3和配線電路 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 卜線 -44 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(42) 基板1之間,係Μ使之不會流出而設計的止封用樹脂層13 為較佳。 又,上述第二態樣之製法中,作為止封用樹脂層13之加 熱溫度,係和前述之第一態樣相同,Κ考慮半導體元件3 及配線電路基板1之惡化等設定在70〜300¾之範圍内為較 佳,特佳者為設定在120〜200T之範圍内者為較佳。接著 ,加熱方法亦和上述相同,可擧出紅外線回流爐、乾燥機 、溫風機、熱板等。再者,在將上述圼熔融狀態之止封用 樹脂充填於上述半導體元件3和上述配線電路基板1之間的 空隙内之際,K預定時間予Μ加熱加壓上述止封用樹脂薄 Η 13至其變成滿足上述條件(X)之狀態為止的情況時,作 為其加壓條件,雖係和上述第一態樣相同*可依止封用樹 脂薄片之種類、半導體晶片之大小、凸出之數量、及被要 求之最終的厚度等加Μ適當設定,但是具體而言由於每 lcm2為10〜40ks/cni2 ,且可依在半導體晶片面積上所占 有的凸出之數量而變動,所Μ標準雖係每1凸出來加 壓,但是珂依被要求的最終厚度來適當設定。 另外,在上述第二態樣中,如圖10〜圖12所示,在使用 連接用電極部2設在配線電路基板1及半等體元件3之雙方 上者•且在兩者中至少一方的連接用電極部2形成面上, 在上述連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹脂 層13的情況時|可舉出另一態樣。此除了上述止封用樹脂 層13之外*更使止封用樹脂薄片介於配線電路基板1和半 導體元件3之間者。 本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4規格(21〇X 297公釐) -45 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. T -¾ 414936 ΑΊ Β7五、發明説明(43) 中 樣 態部 1 極 另電. 更用 的接 式連 形之 之狀 示球 所個 10數 圖複 , 有 即設 亦在 半 之 經濟部中央標準局員工消費合作社印犁 U 體之113 線 係層 纟導出Ϊ件配 圖 如 示上 所面 3 3 件 元 層 脂 樹 封 止 述 部 上 極從 電將 用 ’ 接著 連接 之 。 ft 3 3¾ 1 球層 述脂 上樹 在用 , 封 露 部 頂 頭 之 止 成 形 下 出 露 始 開 元之 圈 2 體部 導 i ^ Μ的毛 2 月 部接 極連 電有 用具 接在 連載 有搭 具18 之片 部薄 頂脂 頭樹。 其用上 封 止 過 透 板 基 路 電 板彤 基下 路之 電 出 , 線露 申配部 棄51J1 樣 2 態部 一 極 2 另電部 更用極 的接電 式連用 形之接 之狀連 示球之 所個狀 11數球 圖複述 , 有上 又設在 在, 示 所 4 11 圖 如 係 ^^^^1 fc- / i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 頭 之 上 止 面 11成 aJJ 3 1X 層 脂 樹 用 封 止 述 上 部 從極 在電 , 用載 著接搭 接連18 。 有 片 13具薄 層之脂 脂部樹 樹頂用 用頭封。 封其止上 路 電 線 配 的 部 極 電 用 接 塞| 連 有 具 基之 2 上 1—1 露 始 過 透 件 元 體 導 板半 訂 中 - i之 樣 2 態部 一 極 另電 更用 的接 c S 缠 彤之 之狀 示球 所個 12數 圖複 , 有 著設 接在 有 設 部在 極 ’ 電面 用方 接一 連另 之。 3 狀13 球層 述脂 上樹 在用 , 封 咅 頂 頭 之 2 半露 示 上 所面 5 3 件 元 部 極 頁 § 之 2 止 述 2
圖 D 止 成 彤 下 電 用 接 I 連 之 狀 球 個 數 複 層 脂 樹 用 封 止 成 板形 基下 路之 電出 線露 配部 之頂 2 部 極 電 用 接 缝 之 狀 球 述 上 在 部 極 電 用 接 逋 有 具 之 β. 咅 頂 頭 其 二 Ή 面ί露 始 開 3 1Χ 層 脂 樹 用 封 上 從 在 著 接 -線-- 板 基I)件 路;元 電5S體 線 導 的4之 上部 從極 載電 搭用 , 接 18連 片有化 薄具硬 脂之及 樹部融 用頂溶 封頭熱 止其加 過出以 透露予 , 始且 上開 , 13上 5 層 旨 樹 用 封 止 述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) A7 B7 .五、發明説明(个-1) 封成 止定 , 設 中以 法亦 製’ 之度 中溫 樣熱 態加 一 之 另18 更 Η 之薄 示脂 所樹 15用 圖封 ~ 止 13及 圖13 述層 上脂 在樹 用 的上 同於 相填 述充 上脂 和樹 出用 擧封 可止 亦之 法態 方狀 熱融 加熔 其呈 ί - ," 佳上 較將 為在 者 ’ 同者 相再 述。 上法 和方 板 基 路 電 線 配 述 上 , 樹 際用 之封 內止 隙及 空13 的層 間脂 之樹 ί用 封 止 述 上 壓 Β 力 熱 和加 3¥1以 件予 元間 體時 導定 半預 述以 時 況 情 的 止 為 態。 狀同 之相 } 述 {X上 件和 條成 逑定 上設 足傜 滿, 成件 變條 其壓 至加 18其 片為 薄作 脂 , 中 法 製 之 樣 態 二部 第極 逑電 上用部 接極 上件 於元 設體 接導 擋半 yr J 將 下 之 電 用 接 件連板 元之基 體上路 導面電 半 ϊ^ 4基 ® 係路述 冑S上 Μ M S ^ 0 ^ 3 板 基 路 電 線 配 在件 , 元 者體 或導 , 半 3 上 面 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 遵 之 後 之 述 1 上板 於基 設路 接電 擋媒 2 S β 酉 舍將 極^ ㈣之 用 2 接.部 連 極 之 電 1L 用 接 逋 之 -一° 載置在上述半導體元件3之後,K預定時間予Μ加熱,再 Μ滿足上述條件(X)及(Υ)之狀態加壓接合配媒電路基板1 和半導體元件3者。如此藉由使止封用樹脂層13依加壓而 成為特定的比例〔條件(X)〕(加壓结束之時點),及將半 専體元件3之溫度設定得比配線電路基板1之溫度高,且將 其溫度差設在50°CK上〔條件(Υ)〕,就可在所獲得的半 導體裝置上抑制彎曲之發生,結聚|在半導體元件3上就 可大幅減低該應力且可獲得一種可靠度優良的半導體裝置 。亦即,在止封用樹脂層13之殘存反應熱量超過初期殘存 反應熱量之70%的情況時,且在配線電路基板1之溫度和 半導體元件3之溫度相同或較高,或者,即使半導體元件3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) 規格(2!0X 297公釐) 線 經濟部中央摞準局貝工消f合作社印製 414936 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(Ο 之溫度高於配線電路基板1之溫度而其溫度差亦未滿5〇υ 的情況,亦和前述第一態樣中所述者相同|會起因於配線 電路基板1和半等體元件3之熱收縮率的差而在半導體裝置 上有發生彎曲的情形,结果*有時半導體裝置之可靠度會 降低。 接著,如前述般*在上述條件(X)中之殘存反應熱量之 特佳的範圍,係和前述第一態樣中所逑之特佳的範圍相同 ,其測定方法亦和前述第一態樣相同。 又,上述條件(Υ)之半導體元件3及配線電路基板1的各 溫度之測定,亦和前述第一態樣相同,例如可使用熱電偶 來測定各部分。 說明該第二態樣中之生產效率佳之半導體裝置之連鑛製 造步驟的一例。基本上係經由前面地態樣中所述之製造步 驟相同的製造線。亦即,首先*準備在配線電路基板1面 上在連接用電極部2之頭頂部露出之下形成止封用樹脂層 13的狀態者(參照圖6)。其次,藉由使上述止封用樹脂層 13所形成的配線電路基板1通過乾燥爐内,以使上述止封 用樹脂層13圼Β階段狀態(半硬化狀態)(Β階段步驟)。其 狀接半 段壓和 階熱板 Β 加基 該在路 在裝電 , 安線 後被配 之置使 態載, 狀-下 段上之 階置件 Β 位元 呈的體 13上導 層13半 脂廇的 樹脂部 用樹端 封用前 止封之 在止41 , 之具 次態 Η 脂 樹 用 封著 止接 之假 板行 基進 路且 電件 線一兀 配體 在導 時半 同置 ’ 載 準上。 葑置 > 置位驟 位定歩 之預接 件的壓 元上及 體13準 等層對 置著 位接 ( 假 被 與 2 4 具 Η 熱 0 力 使 由 藉 次 hux 其 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 4 8 — -------- rf .V^ 裝------訂-----k 線--I.. J (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 414936 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明 ) 1 1 1 於 止 封 用 樹 脂 層 13上的 半 導 體元 件 面接觸並 預定 時間 予 1 1 [ 以 加 熱 使 止 封用樹 脂 層 13圼 凝 膠化狀態 (止封用樹脂 | 之 凝 膠 化 步 驟 ) >此時 在變成上述條件α) 及 (Y) 之下 予 請 先 閲 I 以 設 定 0 藉 此 可在配 線 電 路基 板 和半導體 元 件間 之空. 隙 讀 背 1 1 I 上 充 填 已 凝 膠 化 的止封 用 樹 脂0 其 次,在充 填 止封 用樹 脂 ί 之 後 使 加 熱 工 具接觸 於 半 jem 辱體 元 件上,且 在 以預 定溫 度 事 項 j:- 再 卜 硫 化 已 凝 膠 化 的 止封用 樹 脂 之後 接著*利 用 位於 配線 電 1 裝 本 路 基 板 1之下方的冷卻板44將配線電路基板1冷 卻(硫化步 頁 1 I 驟 ) >如此 在各別扮演的角色上分割各步驟 同時藉由 1 1 I 連 结 該 等 各 步 驟 龄成一 Τ& 的 線, 就 可在短時 間 内進 行如 圖 1 1 1所示的半導體裝置之止封 ,具體而言,和前面所述之第 1 訂 一 態 樣 相 同 若 依據如 由 上 逑呈 一 環的線所 稱 成的 半導 體 1 I 裝 置 之 製 造 系 統 ,則每 個 半導 體 裝置就可 在 10秒 K内 1 I 成 止 封 0 1 (3)其次 基於圔式說明本發明半導體裝置之製法的第 丨、 線: 態 樣 0 該 製 法 (第三態樣) 中, 上 述層狀之 固 態樹 脂並 非 1 1 為 單 獨 而 係 使 用預先 在 未 設有 連 接用電極 部 之半 導體 元 1 I 件 面 或 配 線 電 路 基板面 上 設 置止 封 用樹脂層 的 狀態 者。 1 ! 首 先 就 使 用 將止封 用 樹 脂層 貼 附在半導 體 元件 面上 的 1 I 1 狀 態 之 例 子 加 Μ 說明。 亦 即 ,如 圖 16所示, 預 先準 備在 半 1 導 體 元 件 3之單面上形成止封用樹脂層14之狀態者 3其次 在 設 有 複 數 個 球狀之 連 接 用電 極 部(搭接球) 2之配線電 [ I 路 基 板 1面上的預定位置 |在上述被貼附之止封用樹脂層 1 I 14與 上 述 連 接 用 電極部 2相擋接之下載置止封用樹脂層13 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2丨OX 297公釐) -49 - 414936 A7 B7 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 五、發明説明(47) 。其次,Μ預定時間加熱其全體且加壓至上述止封用樹脂 層14變成滿足上述條件(X)之狀態為止,同時在滿足上述 條件(Υ)的狀態之下*進而予Μ加壓接合而在上逑半導體 元件3和上逑配線電路基板1之間的空隙内充填上述熔融狀 態的止封用樹脂層14,再藉由使之硬化使樹脂止封上述空 隙以形成止封樹脂層。如此就可製造圄1所示之半導體裝 置° 另一方面t作為上述第三態樣之其他例子,係就預先使 用將止封用樹脂層貼附在配線電路基板面上的狀態之例子 加K說明。亦即,如圖17所示*預先準備在配線電路基板 1之單面上形成止封用樹腊層15之狀態者。其次,將設有 複數個球狀之連接用電極部(搭接球)2之半導體元件3,在 上述連接用電極部2與上逑止封用樹脂層15相擋接之下, 載置於上述配線電路基板1面之止封用樹脂層15上。其次 ,以預定時間加熱其全體且加壓至上述止封用樹脂層15變 成滿足上述條件(X)之狀態為止,同時在滿足上述條件(Y> 的狀態之下,進而予以加壓接合而在上述半導體元件3和 上述配線電路基板1間之空隙内充填上述熔融狀態之止封 用樹脂層15,再藉由使之硬化使樹脂止封上述空隙Μ形成 止封樹脂層。如此就可製造圖1所示之半導體裝置。 作為上述圖16及圖17中之止封用樹脂層14、15的形成方 法,可舉出將在半導體元件3或配線電路基板1面上貼附止 封用樹脂薄片的止封用樹脂層形成材枓印刷塗佈在止封用 樹脂曆形成面上而形成的方法等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 卜裝——.—-----訂----h漆 50 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 414936 a7 B7 —^一- 五、發明説明(4 S) 作為上述止封用樹脂層14、15 ’係和前述第一態樣相同 ^其大小比半導gg元件3之大小(面積)堪可適當设定1通 常係以設定得比半導體兀件3之大小(面積)稍微小者5¾較 佳。又,上述止封用樹脂層14、15之厚度及重31 (止封用 樹脂薄片之情況),係和上述相同’比半導體711件3的大小 及上述連接用電極都2的大小還可適當設定’亦目P '藉由 充填半導體元件3和配線電路基板1之空隙且進仃樹脂止封 而形成的止封樹脂層4所占的容積還可適當設定° 又,上述第三態樣之製法中’作為止封用樹脂MH14、 15之加熱溫度,係和前述之,第一及第二態樣相同,以考處 半導體元件3及配線镭路基板1之惡化等而設:定在7〇〜 t之範圍內為較佳.*特佳者為12〇〜200Ό °接著’作為加 熱方法亦和上逑相同苟舉出紅外線回流爐、乾燥機、溫風 機、熟板等。再!者·,在將上述里溶融狀態之止封用樹脂充 填於上述半導體元件3和上述配線電路基板1之間的空隙内 之際,K預定時間予以加熱加壓上述止封用樹脂層14、15 至其變成滿足上述條件(X)之狀態為止的情丨兄時’作為其 加壓條件,雖係和上述第一及第二態樣相同,可依止封用 樹脂層14、15之種類、半導體晶片之大小、凸出之數量、 及被要求之最咚的厚度等加·^適當設定’但是:具1體而言由 於每lcP為10〜4〇kg/cTB2 ’且可依在半導體晶片面積上 所占有的凸出之數量而變動•所从標準雖係每1凸出以80s 來加壓,但是可依被要求的最終厚度來適當設定。 __上述第三態棵之製法中,其特徵係在設於半導體元件3 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) I - ^^^^1 — Jlfti / fl^nr HI J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -51 - 414936 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明 (43) 1 1 | 之 單 面 上 之 止 封 用 樹 脂 層 14和 配 線電路基板1之連接用電 1 1 ! 極 部 2相擋接之後 或者 在設於配線電路基板1 之單面上 I 之 止 封 用 樹 脂 層 1 5和 半 導 體 元 件 3之連接用電極部2相擋接 請 先 閲 I 之 後 Η 預 定 時 間 進 行 加 熱 再 K滿足上述條件 (X)及⑴ 讀 背 面 1 1 I 之 狀 態 加 壓 接 合 配 線 電 路 基 板 1和半導體元件3者 。如此藉 之 注 1 | 由 使 止 封 用 樹 脂 層 14 15依 加 壓 而成為特定的比 例〔條件 事 項 } 再 1 \ (X) ] (加壓結朿之時點) 及 將 半導體元件3之溫度設定 填 寫 本 1 得 比 配 線 電 路 基 板 1之溫度高 且將其溫度差設在50CM 頁 1 I 上 C 條 件 (Υ) ] 就 可 在 所 獲 得 的半導體裝置上 抑制彎曲 1 1 1 之 發 生 結 果 在 半 導 體 元 件 3上就可大幅減低該應力且 1 i 可 獲 得 一 種 可 靠 度 優 良 的 半 導 體 裝置。亦即,在 止封用樹 1 訂 脂 層 14 Λ 15之 殘 存 反 nte 應 熱 量 超 過 初期殘存反應熱 量之70% 1 1 的 情 況 時 且 在 配 線 電 路 基 板 1之溫度和半導體元件3之溫 1 1 度 相 同 或 較 高 或 者 即 使 半 導 體元件3之溫度高於配媒 Ϊ 電 路 基 板 1之溫度而其溫度差亦未滿5 0 °C的情況 亦和前 1' 線· 述 第 一 態 樣 中 所 述 者 栢 同 會 起 因於配線電路基 板1和半 1 1 導 體 元 件 3之熱收縮率的差而在半導體裝置上有發生彎曲 1 [ 的 情 彤 結 果 有 時 半 導 .峨 體 裝 置 之可靠度會降低 〇 1 ! 接 著 如 前 述 般 在 上 述 條 件 (X)中之殘存反 應熱最之 1 1 I 特 佳 的 範 圍 係 和 前 述 第 一 及 第 二態樣中所述之 特佳的範 1 圃 相 同 其 測 定 方 法 亦 和 前 述 第 —及第二態樣相 同0 1 又 上 述 條 件 (Y) 之 半 導 體 元 件3及配線電路基板1的各 1 1 溫 度 之 测 定 亦 和 前 述 第 及 第 二態樣相同,例 如可使用 I 熱 電 偶 來 測 定 各 部 分 0 1 本紙張尺度適用中國國家摞準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -52 - 414936 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ B7五、發明説明(ΰ「)) 說明該第三態樣中之生產效率佳之半導體裝置之連縯製 造步驟的一例。基本上係經由前面第一及第二態樣中所述 之製造步驟相同的製造線。亦即,首先*準備在配線電路 基板1面上彤成止封用樹脂層15的狀態者(參照圖17)。其 次,藉由使上逑止澍用樹脂層13所形成的配線電路基板1 通過乾煉爐内,以使上述止封用樹脂曆15圼B階段狀態( 半硬化狀態)(B階段步驟)。其次,在止封用樹脂層15呈 B階段狀態之後,在該B階段狀態之止封用樹脂層15上的 位置上*載置被安裝在加熱壓接工具41之前端部的半導體 元件之下*1吏配線電路基板和半導體元件之位置對準,同 時在配線電路基板之止封用樹脂層15上的預定位置上載置 半導體元件且進行假接著(位置對準及懕接步驟)。其次, 藉由使加熱工具42與被假接著於止封用樹脂層15上的半導 體元件面接觸並Μ預定時間予以加熱,K使止封用樹脂層 15圼凝膠化狀態(止封用樹脂之凝膠化步驟)。此時,在變 成上述條件(50及(Υ)之下予Μ設定。藉此,可在配線電 路基板和半導體元件間之空隙上充填已凝膠化的止封用樹 脂。其次,在充填止封用樹脂之後,使加熱工具接觸於半 導體元件上,且在Κ預定溫度硫化已凝膠化的止封用樹脂 之後,接著*利用位於配線電路基板1之下方的冷卻板44 將配線電路基板1冷卻(硫化步驟)。如此*在各別扮演的 角色上分割各步驟,同時藉由連結該等各步驟形成一環的 線,就可在短時間內進行如圖1所示的半導體裝置之止封 。具體而言 > 和前面所述之第一態樣相同,若侬據如由上 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4规格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝:
S1T ii. A7 414936 B7 五、發明説明(51) 述呈一環的線所構成的半導體裝置之製造系統*則每一個 半導體裝置就可在10秒Μ内完成止封。 作為按照上述第--第三態樣而製造的半導體裝置之一 例*係如前述之圖1所示,雖可舉出被形成的止封樹脂層4 ,不會從被搭載之半導體元件3的周圍溢出而形成的形式 ,但是依半導體裝置之用途等,亦可如圖18所示*被形成 的止封樹脂層會從被搭載之半導體元件3的周圍溢出而 形成的彫式。 接著,如上述而製造的半導體裝置中,半導體元件3的 大小,通常係設定為寬度2〜20πιπιΧ長度2〜30mmX厚度 0.1〜2.0mm 。又,彫成搭載有半導體元件3之配線電路的 配線電路基板1之大小,通常係設定為寬度10〜70mmX長 度10〜70ramX厚度0.05〜3.0mm。接著,充填已熔融之止 澍用樹脂之半導體元件3和配線電路基板1之空隙之兩者間 的距離*通常為5〜ΙΟΟίίΐπ。尤其是,若考處本發明所使 用的止封用樹脂之特性等時,則上述兩者間之距離,係Μ 設定在10〜70 w hi者為較佳。 作為藉由使用上述止封用樹脂予Μ止封而形成的止封樹 脂層4(或),即上述止封用樹脂之特性,係Μ在各使用 溫度下的熔融黏度為1〜1000泊,凝膠時間在15013下為 0.5〜30分鐘為較佳,而作為其硬化物,係Μ線膨脹偁數 為7〜50ppm 較佳。更佳者為熔融黏度為1〜500泊,凝膠 時間在1501下為1.0〜15分鐘為較佳,線膨脹係數為12〜 40 ppm 。亦即,藉由將熔融黏度設定在上述範圍内,其充 本紙張尺度適用中國國家標芈(CNS ) A4規格(210X2M公釐) ~ 5 4 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 經濟部中央標準局员工消费合作社印装 414936 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (, 52) 1 1 I 填 性 就 會 變 佳 〇 又 藉 由 將 凝 膠 化 時 間 設 定 在 上 述 範 圍 内 1 1 1 9 其 成 形 作 業 性 特 別 是 硬 化 時 間 就 可 縮 短 Ο 再 者 藉 由 y---s -k 1 j 將 線 膨 脹 係 數 設 定 在 上 述 範 圍 内 就 可 防 止 在 樹 脂 ΕΕΒ tffi 化 或 請 先 閱 1 半 導 體 元 件 上 因 裂 鏠 等 的 力 而 造 成 的 缺 陷 〇 另 外 上 述 讀 背 1 1 I 熔 融 黏 度 係 利 用 流 量 計 黏 度 計 加 Μ 測 定 而 上 述 凝 膠 化 之 注 f 時 間 隙 在 熱 板 上 測 定 〇 又 線 膨 脹 係 數 係 依 熱 機 械 分 析 項 p 再 (TMA) 加 以 測 定 〇 填 1 裝 本 從 如 K 上 之 說 明 及 後 述 質 施 例 35 57 中 即 可 明 白 本 案 頁 、---· 1 i 第 二 發 明 的 半 導 體 裝 置 之 製 法 其 特 徵 為 在 依 止 封 樹 脂 1 1 I 層 而 將 介 於 複 數 個 連 接 用 電 極 部 之 間 而 連 接 之 配 線 電 路 基 1 1 板 和 半 導 Mm 體 元 件 間 的 空 隙 樹 脂 予 Μ 止 封 之 際 藉 f, 1 t±l 使 層 1 訂 狀 固 態 樹 脂 介 於 上 述 配 線 電 路 基 板 和 半 導 體 元 件 之 間 且 K i 1 預 定 時 間 Μ 加 熱 在 使 該 固 態 樹 脂 變 成 預 定 的 溫 度 區 域 1 1 的 階 段 藉 由 滿 足 特 定 條 件 (X) 及 ⑴ Μ 加 壓 接 合 配 線 電 l 路 基 板 和 半 導 體 元 件 Μ 使 上 述 固 態 樹 脂 熔 融 而 形 成 上 述 止 1 線 封 樹 脂 層 者 0 如 此 在 Μ 樹 脂 止 封 配 線 電 路 基 板 和 半 導 watr 體 元 1 1 件 間 之 空 隙 之 際 由 於 係 滿 足 特 定 條 件 (X) 及 (Υ) >1 加 壓 1 1 接 合 配 線 電 路 基 板 和 半 導 jam 體 元 件 所 其 可 抑 制 起 因 於 配 1 1 線 電 路 基 板 和 半 導 體 元 件 之 熱 收 縮 率 之 差 而 在 半 導 體 裝 置 1 1 I 上 所 發 生 的 彎 曲 之 情 況 且 可 大 幅 減 低 有 關 半 導 體 元 件 之 1 懕 力 的 結 果 就 可 獲 得 種 可 靠 度 更 儍 良 的 半 導 體 装 置 〇 1 相 對 於 此 如 習 知 技 術 所 示 , 在 依 液 狀 樹 脂 而 進 行 之 止 1 封 中 其 雖 然 係 同 時 將 半 導 體 元 件 和 配 線 電 路 基 板 置 入 乾 1 I 燥 爐 中 之 後 依 液 狀 樹 脂 進 行 注 人 止 封 9 但 是 由 於 此 為 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(2I0X297公釐) 經濟部中央標举局員工消費合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明(53) 一般之技術*所κ其無法進行本荼第二發明之上述(γ)之 條件設定。 因而,習知技術就很難抑制起因於配線電路基板和半導 體元件之熱收縮率之差而在半導體裝置上所發生的蜜曲之 情況。 再者,本案中,作為上述固態樹脂,僬藉由使用其含有 特定比例之最大粒徑設定在100 wraM下之無機質充填劑 的環氧樹脂組成物*所以不會發生間隙等就可對上述配線 電路基板和半導體元件之空隙內進行良好的充填。 接著*作為藉由使上述劻態樹脂熔融而形成的止封樹脂 餍,係藉由在上述配線電路基板上,搭載止封用樹脂薄片 *其次在上述止封用樹脂薄片上載置半導體元件之後,以 預定時間予Μ加熱保持,且在滿足上述特定之條件(X)及 (Υ)之狀態下進行加壓接合,就可依在上逑配線電路基板 和半導體元件之間的空隙上,充填上述熔融狀態之樹脂且 使之硬化而彤成。如此藉由使用止封兩樹脂薄片以作為上 述層狀囿態樹脂,就可顯著提高半導體裝置之製造效率。 又,作為藉由使上逑固態樹脂熔融而形成的止封樹脂層 ,係在上逑配線電路基板上,在上述連接用電極部之一部 分露出之下彤成止封用樹脂層,其次*在半等體元件之電 極部擋接上述連接用電極部之下將半専體元件載置於上述 半専體元件搭載用基板上之後,以預定時間予以加熱保持 ,且在滿足上述特定之條件(X)及(Y)之狀態下進行加壓 接合。或者,在設於上述半導體元件面上的連接用甯極部 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4规格(210>< 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 -56 - 414936 A7 B7 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 五、發明説明 (54 ) ί I r 之 一 部 分 露 出 之 下 形 成 止 封 用 樹 脂 層 之 後 t 進 而 在 配 線 電 1 1 1 路 基 板 之 電 極 部 擋 接 上 述 連 接 用 電 極 部 之 下 將 半 導 體 元 件 -,. I 載 置 於 配 線 電 路 基 板 上 其 次 以 預 定 時 間 予 Μ 加 熱 保 持 請 閲 1 9 且 在 滿 足 上 述 特 定 之 條 件 (X) 及 (Y) 之 狀 態 下 進 行 加 壓 讀 背 1 ! I 接 合 〇 如 此 就 可 依 在 上 逑 配 線 電 路 基 板 和 半 m 體 元 件 之 間 之 注 i 意 的 空 隙 上 9 充 填 上 述 熔 融 狀 態 之 止 封 用 樹 脂 且 使 之 硬 化 而 再 形 成 〇 如 此 藉 由 使 用 止 封 用 樹 脂 層 Μ 作 為 上 逑 層 狀 固 態 樹 填 -Λ· ί 本 脂 就 可 顯 著 提 高 半 導 體 裝 置 之 製 造 效 率 〇 頁 -_^ i I 接 著 在 上 逑 連 接 用 電 極 部 之 一 部 分 露 出 之 下 而 形 成 的 1 1 I 、止 封 用 樹 脂 層 在 設 有 連 接 用 電 極 部 之 配 線 電 路 基 板 上 或 1 1 半 導 Mm 體 元 件 上 透 過 上 逑 連 接 用 電 極 部 搭 載 止 封 用 樹 脂 薄 1 訂 片 之 後 就 可 將 該 止 封 用 樹 脂 薄 Η 予 Κ 加 熱 熔 融 而 容 易 形 ! I 成 0 或 者 f 可 在 設 有 連 接 用 電 極 部 之 配 線 電 路 基 板 面 或 半 1 i 導 體 元 件 面 上 印 刷 塗 佈 止 封 用 樹 脂 層 形 成 材 料 而 容 易 形 \ i 成 止 封 用 樹 脂 層 〇 線- 再 者 藉 由 將 上 述 固 態 樹 脂 予 以 熔 融 而 形 成 的 止 封 樹 脂 ! 1 層 係 預 先 準 備 在 上 述 半 導 體 元 件 之 單 面 上 設 置 止 封 用 樹 1 I 脂 層 .—tv, 苔 且 在 設 有 複 數 個 連 接 用 電 極 部 之 配 線 電 路 基 板 上 1 9 在 上 述 止 封 用 樹 脂 層 興 上 述 連 接 用 電 槿 部 相 擋 接 之 下 載 1 ί 置 半 導 體 元 件 〇 或 者 預 先 準 備 在 上 述 配 線 電 路 基 板 之 單 I 面 上 貼 附 止 封 用 樹 脂 層 者 且 在 上 述 配 線 電 路 基 板 上 f 在 設 有 複 數 個 連 接 用 電 極 部 之 半 導 «a 體 元 件 的 上 述 連 接 用 電 極 1 I 部 與 上 述 止 封 用 樹 脂 層 相 擋 接 之 下 載 置 半 導 體 元 件 0 其 次 1 1 9 藉 由 以 預 定 時 間 予 Μ 加 熱 保 持 > 且 在 滿 足 上 述 特 定 之 條 1 1 本紙張尺度適用中國國家椋準(CNS ) A4規格(210X297公釐) —57 - A7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 五、發明説明 (Γ)〇 ) I 1 | 件 (X) 及 (Υ) 之 狀 態 下 進 行 加 壓 接 合 > 就 可 依 在 上 述 配 線 1 1 I 電 路 基 板 和 半 導 體 元 件 間 之 空 隙 上 充 填 上 述 熔 融 狀 態 之 · 1 | 止 封 m 樹 脂 且 使 之 ΙϊΒ 化 而 形 成 〇 請 先 閲 I 其 次 本 案 之 第 三 發 明 係 在 於 提 供 一 種 對 於 半 導 體 元 讀 背 ιέ 1 1 | 件 和 配 線 電 路 基 板 及 連 接 用 電 極 上 所 產 生 的 應 力 具 有 媛 和 之 注 意 效 果 優 良 且 可 靠 度 高 的 半 導 體 裝 置 及 提 供 一 種 可 容 易 事 項 1 再 在 上 逑 半 導 體 元 件 和 配 線 電 路 基 板 之 空 隙 内 形 成 止 封 樹 脂 寫 本 裝 層 的 薄 片 狀 止 封 材 料 者 〇 1 I 為 了 逹 成 該 百 的 本 案 第 三 發 明 之 半 導 sm 體 元 件 其 為 在 1 1 I 配 線 電 路 基 板 上 透 過 複 数 個 連 接 用 電 極 部 而 搭 載 有 半 導 1 1 體 元 件 且 利 用 止 封 樹 脂 層 止 封 上 述 配 線 電 路 基 板 和 半 導 1 訂 體 元 件 間 之 空 隙 的 半 導 體 裝 置 其 第 一 要 tSL ㈢ 係 上 逑 止 封 樹 1 1 脂 層 具 備 下 述 之 硬 化 物 特 性 (1) 者 〇 1 I (Z )在2 5 °C下的拉伸彈性率為3 0 0 1 5000HPa 0 1 又 其 為 用 >λ 形 成 上 式 逑 半 導 體 裝 S 之 止 封 樹 脂 層 的 薄 1 線- 片 狀 止 封 材 料 而 其 第 二 要 m 係 該 薄 片 狀 止 封 材 料 之 硬 化 1 1 物 具 備 下 述 (Ζ) 之 特 性 者 Ο i 1 (Z) 在 25 下 的 拉 伸 彈 性 率 為 300- -1 5 000HP a 0 1 I 亦 即 第 三 發 明 中 在 介 於 複 數 個 連 接 用 電 極 部 2之間 1 1 1 而 連 接 的 配 線 電 路 基 板 和 半 導 體 元 件 間 之 空 隙 上 形 成 有 止 1 封 樹 脂 層 的 半 導 體 裝 置 中 f 當 作 為 上 述 止 封 樹 脂 層 本 身 所 具 有 的 硬 化 物 特 性 (Z) 具 備 有 上 述 特 定 範 圍 之 拉 伸 彈 性 率 1 1 時 就 可 獲 得 提 高 其 可 靠 度 f 尤 其 是 可 獲 得 其 半 導 體 元 件 1 1 和 配 腺 電 路 基 板 之 電 氣 連 接 在 冷 熱 週 期 下 仍 安 定 的 半 導 體 1 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS > A4規格(210X 297公釐) -58 - 414936 A7 B7 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 五、發明説明(ΓΑ ) 装置。 再者*本發明人等,在發現第三發明之過程中,査明一 作為具有上述特定之硬化物特性(Z)之止封樹脂層的材料 ,若含有聯二苯型環氧樹脂和丙烯腈丁二烯系共聚合物, 且依情況使用更特定之苯酚樹脂的環氧樹脂組成物時•則 在低吸濕性或高接著性方面可形成更優越的止封樹脂層, 結果,對於吸濕後之氣相錫焊法(VPS)等的應力試驗可獲 得更穩定的電氣連接賦予。 接著,作為上逑止封樹脂層之胗成材料,較佳可使用具 有上述硬化物特性(Z)之薄片狀止封材料,尤其是,由上 述環氧樹脂組成物所構成的薄片狀止封材料。 其次,詳细說明第三發明之實施形態。 第三發明之半導體裝置,係如圖20所示,採用在配媒電 路基板1之單面上,透過複數個連接用電極部2及連接用電 極部而搭載有半導體元件3的面朝下構造◊接著,在上 述配線電路基板1和半導體元件3之間形成有止封樹脂層4。 作為上述複數個連接用電極部2、2^之材質,難並非為 特別限定,但是例如可使用金、銀、飼、鋁、鎳、鉻、錫 、鉛、銦、焊錫及該等的合金。又,作為上述連接用電極 部之形狀雖並非為特別限定*但是Μ押出配線電路基板1 、半導體元件3之雙方的電極部2、間之止封樹脂的高 效果為人所期望,且Μ電極部表面少凹部者為較佳。 又,作為上述配媿電路基板1之材質•雖並非為特別限 定,但是大致區別有陶瓷基板、塑膠基板,作為上述塑膠 本紙悵尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 59 A7 B7 414936 五、發明説明(57) 基板,例如,可舉出環氧玻璃基板、鉍酸亞胺三嗪基板、 聚苯撐醚基板等。 其次,就本發明半導體裝置之配線電路基板1和半導體 元件3之空隙上所形成的上述止封樹脂層4加Μ說明。本發 明中,作為上逑止封樹脂層4之彤成材料,係可使用具有 特定物性的薄片狀止封材料,例如,在其成形材料上使用 環氧樹脂組成物。 上述環氧樹脂組成物*係使用特定之環氧樹脂(Α成份) 、丙烯腈丁二烯系共聚合物(Β成份)所獲得者。 上述特定之環氧樹脂(Α成份),係為Κ下述之一般式 (1)所表示的聯二苯型環氧樹脂,該聯二苯型環氧樹脂, 係在具有緬水甘油基之苯環上,附加下述以Ri〜R4表示 之碳數1〜4的烷基者。因此,依含有該聯二笨型環氧樹脂 之環氧樹脂組成物而獲得的薄片狀止封材料,在半等體元 件之止封用途上,可發揮其斥水性及低吸濕性。 ;〇_)-0-CH2-CH-CH! 〔上式(1)中,Ri〜R4係為碳數丨〜4的烷基,可互為 相同或不同。〕 作為上述一般式(1)中M R R 4表示之碳數1〜4的烷 基,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、 sec — 丁基、tert- 丁基等的直鍵狀或分歧狀之低階烷基 本紙張尺度適用中國國家檑隼(CNS ) A4規格(210X 297公釐) {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
、1T R丨、 CH2-CH_CH2-0-(〇:
⑴ 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ —6 0 - 414936 A7 B7 五、發明説明 ,特別是以甲基較佳,上述RihR#可互為相同或不同。 其中*特別是Μ使用上述RieR*皆為甲基之下式(3)所 表示的聯二苯型環氧樹脂為佳。 H3C、 ch2-ch-ch2-o-(〇; h3 ch3
〇)-〇-CH2-CH-CHi、H3 V (3) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 作為M上述一般式(1)所表示的聯二苯型環氧樹脂,係 可使用其環氧當量為177〜24〇g/eq ,軟化點為80〜130t: 者為較佳,其中* Μ使環氧當量為177〜220g/eq*軟化 點為80〜120 °C者為特佳。 本發明之作為薄片狀止封材料之形成材料之環氧樹脂組 成物之全有機成份中,上述聯二苯型環氧樹脂(A成份)之 配合比例,特別是K10〜96重量%(以下略稱為「%」)之 範圍較佳,其中亦可為20〜9 4%之範圍。亦即,係因上述 聯二苯型環氧樹脂(A成份)之配合比例若未滿10 % *則在 半導體元件之止封用途上,就很難發揮斥水性及低吸濕性 ,反之,若超過96%則其所獲得的薄片狀止封材料本身就 會變得很胞弱》且變得不易處理所致。 第三發明之薄片狀止封材料之形成材料.|係可在上述聯 二苯型環氧樹脂(A成份)上|除此K外的其他環氧樹脂, 例如,亦可單獨使用或合併使用二種K上之甲酚線型酚賤 青漆型環氧樹脂、酚線型酚醛青漆型環氧樹脂、二笨酚A 型環氧樹脂等的環氧樹脂。另外,在如此地並用其他的環 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 本紙悵尺度適用中國國家標準(。邮)八4規格(210>< 297公釐) -61 - A7 B7 五、發明説明(;〕:)) 氧樹脂時,係K設定上述聯二苯型環氧樹脂(A成份)之配 合量為環氧樹脂成份全體之20%以上為較佳,其中,以設 定成5 0 %以上更佳。 又,在上述環氧樹脂組成物中上*可依需要而配合環氧 樹脂之硬化劑。作為該種的硬化劑,並非為特別限定其為 通常使用的各種硬化劑,例如,可擧出苯酚樹脂、甲六氫 化酞野酸等的酸酑物、胺化合物等,從可靠度之觀點來看 ,可特別較佳使用苯酚樹脂。其中*從接著性等觀點來看 *則K使用酚醛青漆型笨酚樹脂更佳。接著•從再更佳的 接著力、吸濕性等觀點來看,則特別Μ使用下述之一般式 (2)所表示的苯酚樹脂為佳。 ΟΗ ΟΗ Γ ΟΗ [^CH2-^^CH2—^h-CH2-0-CH2
OH (2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 丁 _ 〔上式(2)中,m為0或正的堅數。〕 上逑一般式(2)中之反覆數m *雖表示0或正的整數|但 是m特別是K0〜10之整數為較佳,其中,m係M0〜8之 整數更佳。 以上述一般式(2)所表示之苯酚樹脂,例如,可依以弗 瑞德一克來福特觸媒使芳烷基乙醚和苯酚反應而獲得。作 為上述苯酚樹脂,特別是>义羥基當量為147〜22〇g/eq,軟 化點為60〜ιιου較佳。 對於上述笼酚樹脂(C成份)之聯二苯型環氧樹脂(Α成 份)的配合比例,係以每一個聯二笨型環氧樹脂(Α成份) 本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ♦ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 62 - 414936 B7 經濟部中央標隼局員工消费合作社印取 五、發明説明 (GO ) 1 I I 中 之 環 氧 基 1當量 ,配合上述苯酚樹脂( C 成 份 )中之羥基 - 1 1 1 為 0 . 7〜1 • 3 當 量 為 較 佳 其 中 Μ 配 合 成 0 . 9〜1 .1 當 量 | 為 更 佳 0 請 先 閲 1 在 作 為 第 IT 發 明 之 薄 片 狀 止 封 材 料 之 m 成 材 料 的 環 氧 樹 背 ί 面 I 脂 组 成 物 上 除 了 上 述 環 氧 樹 脂 之 硬 化 物 之 外 Μ 可 更 進 之 注 意 一 步 配 合 硬 化 促 進 劑 〇 作 為 該 種 硬 化 促 進 劑 可 使 用 習 知 事 項 1,- 再 以 來 作 為 環 氧 樹 脂 之 硬 化 促 進 劑 為 人 所 週 知 的 各 種 硬 化 促 填 寫 本 裝 進 劑 例 如 可 舉 出 胺 系 飞 磷 系 、 硼 糸 、 磷 — 硼 % 等 的 硬 頁 ί [ 化 促 進 劑 〇 其 中 Μ 三 苯 膦 、 二 氮 雜 雙 壊 十 一 烯 等 較 佳 〇 1 1 I 該 等 可 單 獨 或 並 用 二 種 上 0 1 1 作 為 和 上 述 聯 二 苯 型 環 氧 樹 脂 (Α成份)同 時 使 用 的 丙 烯 1 訂 腈 丁 二 烯 % 共 聚 合 物 (Β成份) 丙 烯 腈 共 聚 合 物 (NBR) 之 1 | 含 有 量 不 僅 為 100 % 的 情 況 亦 包 含 在 該 HBR 上 含 有 其 他 ! | 共 聚 合 成 份 的 情 況 之 廣 義 的 共 聚 合 物 0 作 為 其 他 共 聚 人 物 1. I 成 份 例 如 可 擧 出 加 水 丙 烯 腈 丁 二 烯 橡 膠 丙 烯 酸 Λ 丙 線- 烯 酸 m 苯 乙 烯 Λ 甲 基 丙 烯 酸 等 其 中 在 和 金 屬 、 塑 膠 1 1 之 接 著 力 方 面 優 良 等 的 點 上 係 Μ 丙 烯 酸 、 甲 基 丙 烯 酸 較 ! i 佳 〇 亦 即 可 較 佳 使 用 丙 烯 腈 丁 二 烯 甲 基 丙 烯 酸 共 聚 合 物 1 1 丙 烯 腈 丁 二 烯 丙 烯 酸 共 聚 合 物 〇 又 上 述 NBR 中 之 丙 烯 1 1 I 腈 之 結 合 量 特 別 Μ 1 0 50 %為較佳 其中K 1 5〜4 0 % 1 者 為 特 佳 〇 在 作 為 第 三 發 明 之 薄 Η 狀 止 封 材 料 之 形 成 材 料 的 環 氧 樹 1 | 脂 組 成 物 之 全 有 機 成 份 中 之 上 述 丙 烯 腈 丁 二 烯 系 共 聚 合 物 1 I (B成份)的 配 合 比 例 特 別 係 以 2- - 60%之範圍為較佳 f 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】0X 297公釐) -63 - 414936 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (ΒΙ) [ 1 I 其 中 Μ 3〜50%之範圍為佳 >亦即, 因上逑丙烯腈丁二烯 1 1 1 共 聚 合 物 (Β成份) 之 配 合 tb 例 若 未 滿 296 則在半導體 i 1 1 請 1 1 元 件 之 止 封 用 途 上 很 難 在 冷 熱 週 期 下 高 溫 高 濕 下 的 各 先 閲 '1 應 力 試 驗 中 發 揮 優 良 的 耐 久 性 反 之 若 超 過 60% 時 其 讀 背 1 1 1 高 溫 下 之 固 接 力 會 有 降 低 的 傾 向 所 致 0 之 注 1 意 f-· 在 作 為 第 三 發 明 之 薄 片 狀 止 封 材 料 之 形 成 材 料 的 1SH 埸 氧 樹 事 項 再 脂 組 成 物 上 可 和 上 述 A 成 份 > 硬 化 劑 \ B 成 份 9 同 時 按 填 寫 本 装 照 需 要 適 當 配 合 其 他 的 材 料 (有機材料1 無機材料) 0 作 為 頁 v_-- 1 1 上 逑 有 機 材 料 可 擧 出 矽 烧 偁 合 劑 V 鈦 偶 合 劑 表 面 調 整 1 i I 劑 防 止 氧 化 劑 等 作 為 無 m W. 材 料 可 舉 出 氧 化 鋁 % 二 氧 1 1 化 矽 Λ 氣 化 矽 等 各 種 無 m 質 充 填 劑 銅 銀 Λ 鋁 Λ m 焊 1 訂 錫 等 金 屬 粒 子 其 他 > 顏 料 Λ 染 料 等 〇 上 述 無 機 材 料 之 配 1 [ 合 比 例 雖 並 非 為 特 別 限 制 但 是 係 設 定 在 全 配 合 物 { 1 1 環 氧 樹 脂 組 成 物 全 體 )中之S5%K下者為較佳 更佳為80 1 % 下 〇 亦 即 若 超 過 上 述 配 合 比 例 而 配 合 多 量 時 由 於 1 漆 Ant- 無 法 良 好 進 行 半 導 體 元 件 之 .電 極 和 配 線 電 路 基 板 之 電 極 的· 1 l 電 氣 接 合 且 易 發 生 不 良 情 況 所 致 0 1 1 本 發 明 之 薄 片 狀 止 封 材 科 例 如 可 K 如 下 製 造 〇 首 先 1 1 1 預 定 里 配 合 上 述 聯 二 苯 型 Tg 環 氧 樹 脂 (A成份) 丙 烯 腈 1 1 丁 二 烯 系 共 聚 合 物 (Β成份) 之 各 成 份 且 按 照 爾 要 在 此 調 I 製 預 定 量 配 合 各 種 成 份 例 如 τγϊΒ fl® 化 劑 嫂 化 促 進 劑 > 1 各 種 充 填 劑 等 的 環 氧 樹 脂 組 成 物 〇 接 著 » 將 該 環 氧 樹 脂 組 1 1 成 物 混 合 溶 解 於 甲 % 甲 基 乙 基 砸 χ 醋 酸 乙 基 等 的 溶 劑 1 1 内 且 塗 佈 在 離 型 處 理 該 混 合 溶 液 之 聚 酯 薄 膜 等 的 基 材 薄 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 一 6 4 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明(6'2) 膜上。其次,M50〜160TC使該已塗佈的基材薄膜乾燥, 並藉由除去甲笨等的溶劑,就可在上述基材薄膜製造作為 目的之薄片狀止封材料。又,作為其他的方法,即使無須 使用甲苯等的溶劑而予K加熱溶解押出,亦可製造作為目 的之薄片狀止封材料° 作為如此所獲得的薄Η狀止封材料,係K具有如下之特 性,即凝膠化時間在175t!下為10〜120秒的特性為較佳。 另外,上述凝膠化時間係在175¾之熱板上所測定之值。 硬化如此所獲得之第三發明的薄片狀止封材料而成的硬 化物 > 例如,係可Μ如下製造。亦即,藉由Ml 00〜2251C ,較佳者為1 2 0〜2 0 0 Ό,3〜3 0 0分鐘,較佳者為5〜1 8 0分 鐘加熱硬化依上述方法所獲得的薄片狀止封材科,就可製 造其作為目的之硬化物。另外,上述硬化條件,係和後述 之半導體装置之製法中之止封樹脂層形成時的加熱硬化條 件相同。 接著•其所獲得的硬化物•必需具備如下之硬化物特性 (Z) 〇 U)在2513下的拉伸彈性率為300〜15000MPa。 更佳者為在25¾下的拉伸彈性率為500〜12000MPa,特 佳為1000〜lOOOOMPa。藉由設定在該種範圍内,則在冷熱 週期中,就可在半導體元件、配線電路基板、連接用電極 部上平衡佳地媛和該種應力。亦即,因在25t!下的拉伸彈 性率若未滿300MPa,則容易在連接用電極部上發生裂縫, 若在25¾下的拉伸彈性率超過15000MPa時,則容易在半導 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X 297公釐) V) ' - -----‘—,-V ΓΝΙ 裝------訂 _-III..—条 ; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -65 - 414936 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (Β3 ) 1 1 I jam 體 元 件 上 發 生 裂 鏠 所 致 0 - 1 1 1 另 外 上 述 在 25 υ 下 的 拉 伸彈性率, 係 為 依 JIS Κ 6900 ,« I 為 基 準 而 所 測 定 的 值 具 體 而言,可依 萬 能 拉 伸 試驗 機 請 閱 1 (AUTOGRARH 島津製作所社製)而測定 〇 讀 背 1 i 1 第 二 發 明 之 半 導 體 裝 置 係如前述般 在 配 線 電路 基板 之 注 意 上 透 過 複 數 個 連 接 用 電 極 部而搭載有 半 導 «μ 體 元 件, 且具 事 項 jt^ 再 Γ |V 有 依 止 封 樹 脂 層 止 封 上 述 配 線電路基板 和 半 導 體 元件 間之 填 寫 本 1 ύ- 空 隙 的 面 朝 下 構 造 者 下 雖係說明該 種 半 導 體 裝置 之製 頁 ! I 法 的 一 例 但 是 並 非 限 定 於 此0 ί 1 1 首 先 如 画 21所 示 在 設 有複數個球 狀 之 連 接 用電 極部 i 1 2的配線電路基板1上 透 過 上述連接用 電 極 部 2載置固態 [ 訂 的 薄 片 狀 止 封 材 料 10 〇 其 次 ,如圖2 2所 示 在 上 述薄 片狀 1 1 止 封 材 料 10上 的 預 定 位 置 上 ,配置設有 連 接 用 電 極部 2 一 1 I 之 半 導 tsm 體 元 件 3 且藉由將之加熱及加壓 Μ進行上述兩 連 接 用 電 極 部 1、 2 ‘間之電氣連接及薄片狀止封材料10之 線, 硬 化 Μ 完 成 配 線 電 路 基 板 1和半導體元件3之 電 氣連 接及 i |l 固 接 〇 作 為 上 述 薄 片 狀 止 封 材料10之大 小 係 比 上述 所搭 • i I 載 之 半 導 體 元 件 3的大小(面 積)遨可適當設定 ,通常係Μ 1 I 設 定 成 大 致 與 半 m 體 元 件 3之大小(面積 )相同者為較佳。 1 ! I 又 上 述 薄 片 狀 止 封 材 料 10之厚度* 雖 並 非 為 特別 限定 1 >1 i 但 是 其 可 充 填 半 導 體 元 件 3和配線電路基板1 之 空隙 ,且 1 不 妨 礙 連 接 用 電 極 部 2' 2 "間之電氣連接下適當設定 ,通 [ i 常 可 設 定 成 10 20 0 u m ° 1 I 又 上 述 半 導 體 装 置 之 製 法中•作為 將 上 述 薄 片狀 止封 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS > Λ4規格(21〇Χ 297公釐) 66 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明α;ι) 材料10予Μ加熱熔融並使之圼熔融狀態之際的加熱溫度, 係Μ考慮半導體元件3及配線電路基板1之耐熱性及連接用 電極部2、2'之熔點,進而考虛薄片狀止封材料10之軟化 點、耐熱性等而適當設定者。接著,作為加熱方法*係可 擧出紅外線回流爐、乾燥機、溫風機、熱板等。 再者,在將上述圼熔融狀態之止封材科充填於上述半導 體元件3和上逑配線電路基板1之間的空隙內之際•係Μ如 上述地加壓為較佳,作為其加壓條件,雖可依連接用電極 部2、2'及個數等、或溫度而加以適當設定,但是具體而 言係被設定在0.01〜0.5ks /個之範圍内,較佳者為被設 定在0.02〜0.3kg /個之範圍内。 接著,如上述所製造的半導體裝置中,半導體元件3之 大小,通常係被設定在寬度2〜20 mm X長度2〜30mm X厚度 0.2〜2rara。又,形成搭載有半導體元件3之配線電路的配 線電路基板1之大小,通常係被設定在寬度10〜7〇!η]ηΧ長 度10〜70mmX厚度0.05〜3.0mm。接著,充填有已熔融之 止封樹脂層的半導體元件3和配線電路基板1之空隙的兩者 間距離,通常為5〜200wm。 依使用上述薄片狀止封材料予以止封而形成的止封樹脂 曆5,係如前所述|必需具備下述之硬化物特性(Z) 。更 佳者係在25°C中之拉伸强性率為500〜12000MPa,特佳者 為 1000〜lOOOOHPa ° (Z)在25°C下的拉伸彈性率為300〜15000MPa。 再者,除了上逑硬化物特性,作為上述止封樹脂層4, Ϊ紙張尺度適用中國國家棕芈(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本1) .裝· -0 漆 -67 - 414936 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明 (B5 ) 1 I | 係 Μ 吸 水 率 為 1 . 5%以下者為較佳C 更佳者係吸水率為1 .2 - 1 [ [ % 以 下 〇 又 上 述 止 封 樹 脂 層 5中所包含的離子性不純份( | 例 如 9 N a + Λ K - 、 N Η , C 1 * • 、 SCU 2 - )係Μ各為5 0 請 先 閱 I P P m >1 下 者 為 較 佳 0 上 述 吸 水 率 之 測 定 係 在 將 其 硬 化 物 讀 背 1 I ! 以 85 Dc X 8596 Rim 置 168 小 時 之 後 利 用 微 量 水 分 測 定 器 之 注 音 I (平沼水分測定裝置AQ-5 平沼產業社製) 來 加 Μ 進 行 〇 又 事 項 I 再 T 上 逑 離 子 性 不 純 份 之 測 定 係 粉 碎 硬 化 物 且 12 1 °0 填 裝 本 之 純 水 抽 出 2 4小 時 並 利 用 離 子 層 析 法 來 測 定 〇 頁 V- 1 I 由 以 上 之 m 明 及 後 述 之 實 施 例 58 64可 明 白 本 案 之 第 1 1 I 二 發 明 係 在 透 過 複 數 個 連 接 用 電 極 部 而 連 接 之 配 線 電 路 1 1 基 板 和 半 導 體 元 件 之 間 的 空 隙 上 形 成 有 止 封 樹 脂 層 的 半 導 1 訂 體 裝 置 中 形 成 有 前 逑 特 定 範 圍 之 拉 伸 m 性 率 之 具 備 硬 化 1 1 物 特 性 (X) 的 止 封 樹 脂 層 0 因 此 > 可 媛 和 在 上 述 配 線 電 路 1 I 基 板 和 半 m am 體 元 件 及 上 述 連 接 用 電 極 部 上 所 發 生 的 應 力 且 1 | 可 獲 得 連 接 可 靠 度 高 者 特 別 是 使 半 導 體 元 件 和 配 線 電 路 1 線 基 板 之 電 氣 連 接 可 在 冷 熱 週 期 下 穩 定 化 0 1 [ 接 著 作 為 形 成 具 有 上 述 特 定 之 硬 化 物 特 性 (X) 之 止 封 1 I 樹 脂 層 的 材 料 係 當 含 有 聯 二 苯 型 環 氧 樹 脂 和 丙 烯 腈 丁 二 1 I 烯 系 共 聚 合 物 且 依 情 況 更 使 用 特 定 之 苯 酚 樹 脂 之 環 氧 樹 1 1 | 脂 組 成 物 時 就 可 形 成 在 低 吸 濕 性 及 高 接 著 性 方 面 更 佳 的 1 止 封 樹 脂 層 結 果 對 於 吸 濕 後 之 氣 相 錫 焊 法 (VPS) 等 的 應 力 試 驗 賦 予 更 穩 定 的 電 氣 連 接 〇 1 i 作 為 上 述 止 封 樹 脂 層 之 形 成 材 料 1 使 用 具 有 上 述 硬 化 物 1 I 特 性 (X) 之 薄 片 狀 止 封 材 料 > 尤 其 是 由 上 述 環 氧 樹 脂 組 成 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -68 - 經濟部中央標箏局員工消費合作社印聚 414936 A 7 B7 五、發明説明(66) 物所構成的薄片狀止封材料,由於容易進行上述空言部分 之樹脂止封,且可顯著提高半導體裝置之製造效率,所Μ 可較佳使用。 接著-,本發明中,係以如圖23、画24所示,在半導體元 件3之面〔或配線電路基板〕上所形成的複數個連接用電 極部2之最外周圍住的空間部分Κ上以可收容的形狀尺寸 ,裁斷其使用之層狀固態樹脂(止封用樹脂薄Η)之大小來 使用者為較佳。 圖中,10為止封用樹脂薄片。 另外,圃23、圖24中連接用電極部即搭接球,係顯 示位於最外周者。 藉由如此構成,以製造本發明之半導體裝置,由於進行 半導體元件和配線電路基板之壓接時不用將構成止封用樹 脂薄片的樹脂(樹脂組成物)介於搭接球面上,所以在進行 壓接時很難發生捲入間隙,又可避免樹脂(依情況為填充 劑)等介於電極接合部上,且可更確茛保障該接合部之通 電毽定化。 圖25及圖26係顯示複數個連接用電極部被設在上述最外 周圍住之空間部分內的半導體裝置之製法態漾。 圖25係顯示依和上述圖23、圖24中所說明者相同的要領 ,製造半導體裝置之情況*圖26係顯示在該種情況下之較 佳態樣。 亦即,圃25中,係在對應設於複數個連接用電極部2之 最外周圍住的中間部分內之止封用樹脂薄片的部分上設有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2】〇Χ29*7公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. -訂 -69 U936 kl B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明說明 (67) 1 i | 貫 穿 孔 T 〇 - 1 1 1 再 者 就 本 發 明 之 較 佳 態 樣加K 說 明 〇 ^^ | 該 較 佳 態 樣 係 在 使 用 發 生彎曲 之 配 線電 路 基板 Μ製造 請 先 聞 I 半 m 體 裝 置 之 情 況 特 佳 0 讀 背 1 面 I 即 基 於 本 發 明 而 製 造 半 導 體裝置 的 情 況, 係 在將 彤成於 之 注 意 配 線 電 路 基 板 1上的連接用電極部2和 形 成於 半 導體 元件3 事 項 再 上 的 連 接 用 電 概 部 2擋接兩電極部之下予Μ調整(參 照圖 填 寫 本 1 装 27) 且慢慢使熱壓壓機之上下兩板P > Ρ /的距離接近而 頁 1 1 如 圖 28所 示 有 兩 電 搔 部 2 2 /剛好 接 觸 之點 (在本案中係 1 1 | 將 該 點 中 之 半 導 ΒΙ» 體 元 件 3和配線電路基板1之 間 隙的 距離定 1 1 義 為 厂 全 接 合 局 度 J )‘ !> 1 訂 在 本 發 明 中 係 以 將 半 導 體裝置 之 製 法中 所 使用 的止封 1 [ 用 樹 脂 薄 片 10之 厚 度 設 為 該 「全接 合 高 度j 之 5 0〜 95 % 1 I 者 為 較 佳 〇 1 此 理 由 係 如 前 述 因 藉 由 使 用5 0〜 95% 高度 之 止封 用樹脂 線- 薄 片 而 可 使 具 有 彎 曲 之 配 線用基 板 在一 般 上1 如圓28 1 所 示 可 依 兩 電 極 之 擋 接 和 加 壓而解 除 彎 曲, 结 果就 可形成 ! 1 大 致 均 等 厚 度 的 空 隙 Η 而 該空隙 Η 係 扮演 通 氣通 路之角 1 I 色 所 致 〇 1 1 I 另 外 經 由 圖 28狀 態 之 後 ,進而 施 加 熱壓 壓 機之 壓力, 1 電 極 部 2 2 - 就 可 扁 平 化 (通常加壓前之電極的髙度為60 95% 之 高 度 ) 而半導體元件和配線電路基板,可侬止 1 [ 封 用 樹 脂 薄 片 之 熔 融 TTrfi 硬 化 (例如,1 8 0 t: ),透過互相扁平 1 1 化 之 電 極 部 2 2 - 而 接 著 0 (接著體之製造) I 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2】〇X 297公嫠) -70 - 414936 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (i>S) 1 1 | 此 時 — 般 而 — 作 為 構 成 電 極 部 2 2 - 的 材 料 係 可 依 熱 - 1 1 1 時 可 流 動 的 材 料 例 如 可 依 焊 錫 形 成 〇 Λ | 其 次 由 於 使 構 成 電 極 部 的 焊 錫 熔 融 所 >1 上 述 接 著 體 請 先 閲 1 一 般 係 在 2 1 5 υ程度進行加溫 Κ形成本發明之半導體裝 m 背 1 面 I 置 者 〇 之 注 1 意 依 本 發 明 之 止 封 用 樹 脂 薄 片 而 進 行 止 封 中 f 在 大 致 的 情 事 項 71 再 況 時 可 說 係 如 下 所 示 者 〇 填 寫 本 1 即 在 使 用 焊 錫 作 為 連 接 用 電 極 部 的 情 況 時 即 使 沒 有 頁 N_-· i 1 塑 膠 一 般 亦 可 較 佳 使 用 前 述 晶 片 電 極 部 和 基 板 電 極 部 ( 1 1 I 陸 地 部 )之兩者之熔融及结合 5 1 該 理 由 雖 不 明 顯 但 是 在 獲 得 前 述 接 合 am 體 之 階 段 作 為 1 訂 連 接 用 電 極 可 考 量 焊 錫 之 周 圍 在 大 致 之 情 況 並 非 因 被 1 1 TT3S 硬 化 樹 脂 覆 蓋 而 與 氧 圼 遮 斷 之 狀 態 即 因 電 極 之 壓 力 而 使 1 I 前 述 扁 平 化 時 會 在 焊 錫 表 面 發 生 裂 鏠 而 焊 錫 素 地 表 面 (未 1 \ 被 氧 化 之 面 )露出之故 >又 在使用依含有氯成份及/或 線 有 擁 m 酸 成 份 的 止 封 用 樹 脂 薄 Η 例 如 環 氧 樹 脂 組 成 物 所 i ! 構 成 的 薄 片 的 情 況 時 可 了 解 在 焊 錫 電 極 部 表 面 上 具 有 形 i i 成 該 等 氛 成 份 及 / 或 有 機 酸 成 份 的 氧 化 瞑 除 去 之 效 果 〇 其 I I 次 就 本 發 明 之 第 一 發 明 的 實 施 例 加 Μ 說 明 〇 1 1 I 首 先 先 進 行 實 施 例 準 備 下 述 所 示 之 各 成 份 0 1 C 環 氧 樹 脂 a 1 3 其 為 Μ 下 式 (4) 所 表 示 之 構 造 的 m 苯 型 環 氧 樹 脂 0 1 1 1 1 i 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -71 - 414936 經濟部中央榡準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(f> 3) 0 HaC CH3 Ο ‘ CH 2 - Ο Q-Q^[2- …(4) h3c ch3 環氧當量:1 9 5 g / e q ,熔點:1 0 7 T 〔環氣樹脂a 2〕 其為甲酚線型酚醛清漆型環氧樹脂(環氧當量:195s/e<1 ,熔點:60 〜90°C)。 〔硬化劑b〕 其為酚線型酚醛清漆樹脂(羥基當量:105g/eq*軟化點 :60 亡)。 〔無機質充填劑cl〜c5 〕 其為下表1所示之球狀二氧化矽粉末。 表1 平均粒徑U m) 最大粒徑(w m) 一 C1 3 18 球彩 氧 C2 6 18 球形 化 C3 6 30 球形 矽 C4 3 18 破碎狀 粉 C5 15 98 球形 末 〔觸媒dl〕 其為三苯膦。 〔觸媒d2〕 其為四苯磷酸盥及四苯硼酸之混合物(莫耳混合比1/1 )。 〔低應力化劑〕 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -----ί, 裝------訂-----.—線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本瓦) -72 — 414936 A7 A7 B7五、發明説明(70) 丁 腈 烯 1 丙劑 臘 糸 烯 乙 3 聚劑 為燃為燃為 ί 為合 其防其防其臘其偶 膠 橡 烯 漆 清 醛 酚 型 線 酚 氧 二 環1化 化劑氧 溴助三 練 垸 矽 基 氧 甲 三 基 丙 油 甘 水 締 I 7 例 施 實 成使 各延。 合壓物 混機成 例壓組 比行脂 之進樹 示後氧 所卻環 S3冷{Κ ¾此片 表且之 下,的 以上目 且板其 , 在作 份容製 成收以 各此 , 述將化 上由狀 用藉片 使。薄 份之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210 X 297公釐) 73 414936 A7 B7 五、發明説明(7.J.) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 表2 (重量部) 實施例 1 2 3 4 5 6 7 環氧 樹脂 a 1 19 19 19 — 19 19 19 a 2 -™ 一 19 — 一 硬化劑b 11 11 11 11 11 11 11 氧 化 矽 粉 末 cl 89 一 — 89 — 480 一 c 2 — 89 一 一 _ — c 3 — 89 — _ 一 c 4 一 — 一 一 89 — c 5 89 觸 媒 d 1 1 1 1 1 1 1 1 d 2 低應力化劑 20 20 20 20 20 20 20 防燃劑 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 防燃助劑 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 職 0.5 0.5 0.5 0.5 0. 5 0.5 0. 5 偶合劑 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0. 3 0.3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本1) 裝 訂 mf— nt , 線丨. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐) 414936 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明(72) 表3 (重量部) 實 施 例 δ 9 10 1 1 12 13 環氧 樹脂 a 1 一 — — — 18 _ a 2 19 19 19 19 — 18 硬化劑b 11 11 11 11 11 11 二 cl 237 40 20 0 89 89 氧 化 矽 c 2 粉 末 c 3 c 4 _ 一 — — c 5 -- _ — — — --- 觸 d 1 1 1 1 1 — 媒 d 2 -" 一 一 — 2 2 低應力化劑 20 30 30 40 20 20 防燃劑 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 防燃助劑 5.0 5.0 5.0 Β; 0 5.0 5. 0 臘 0.5 0.5 0. 5 0.5 0. 5 0.5 偶合劑 0.3 0.3 0,3 0.3 0.3 0.3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印來 五、發明説明(73) 使用如此所獲得的各實施例之薄片狀環氧樹脂組成物( 止封用樹脂薄片並按照前述半導體裝置之製法中的第 一態樣Μ製造半導體裝置。亦即,如圖2所示*透過設在 基板1上的球狀之搭接球2*在上述基板1上載置上述止封 用樹脂薄片10之後,如圖3所示,在上述止封用樹脂薄片 10上載置半導體晶片3。之後,以加熱溫度180¾ X重量 0,06ks/個之條件加熱熔融止封用樹脂薄H10,且在基板 1和半導體晶片3之空隙内充填熔融狀態之樹脂,再藉由使 之熱硬化(條件:200¾ X20分鐘硬化),就可如圖1所示, 製作上述空隙K止封樹脂層4予K樹脂止封的半導體裝置 。就其所獲得的半導體裝置,進行初期之通電檢査,進而 使用該半導體裝置,在進行壓力鍋測試〔PCT測試(條件: M121t!X2atniXl00%RH放置200 小時)]之後再進行通 電檢査。接著,算出發生不良的比例(不良發生率)。該不 良比例,同時將發生不良者MX表示,而完全未發生不良 者MO表示。其結果顯示在下表4〜表5中。 另外,在上述粒子中所使用的晶片,係使用厚度0.6 mm ,大小13.5ιππ>角者,而晶片上所形成的連接用電極部之焊 錫,係採用高度90wm,直徑150 wra的半球狀者。配線電 路基板,係為厚度1.0mm *大小21·πι角者,而配線電路基 板上所形成的連接用電極部之焊錫,係採用高度30«π, 直徑120 wm的半球狀者。 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1^1 ^^^^1 n^— _ - _ t ΙΛΤ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\ls 線_ 76 A7 B7 五、發明說明(74 ) 表4 實 施 例 1 2 3 4 5 6 7 8 通電 初 期 〇 〇 〇 〇 〇 〇 0 〇 測試 (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) 不良 p c τ 測試200 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 發生* 小時後 (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) ^ :( )內表示不 良發 生率 (% ) 0 表5 實 施 例 9 10 11 12 13 通電 初 期 〇 〇 〇 〇 〇 測試 (0) (0) (0) (0) (0) 不良 p C T 測試2 0 0 〇 〇 〇 〇 〇 發生* 小時後 (0) (0) (0) 丨 (0) n^i m^p : -- - - - . 1ΛΡ. ^^^1 -ί t —i I— - ...... - -、一flJ- - - - LI - > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 米:()内表示不良發生率(%)。 上述表4〜表5之結果,係在初期之通電檢査及PCT測試 20 0小時後之通電檢査中完全無不良發生。從此情況中可 知,所有的實胞例中,係在基板和半導體晶片3之空隙上 形成有止封樹脂層,且可良好地進行上述空隙内知止封用 樹脂之充填。 又*使用上述各實廊例1〜13之環氧樹脂組成物•且按 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 77 _ 7 7 _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明(75) 照前述半導體裝置之製法的第二態樣製造半導體裝置。亦 即,如圖2所示,在設有搭接球2之基板1上*透過上述搭 接球2載置有各止封用樹脂薄片10。其次|藉由將該止封 用樹脂薄片10以18〇υ加熱熔融,且如圖6所示,在上述搭 接球2之頭頂部露出之下,在基板1面上形成止封用樹脂層 13。其次,如圖?所示•在使從上述止封用樹脂層13使其 頭頂部露出之搭接球2、和半導體晶片3之電極·部擋接之下 ,在上述基板1上搭載半導體晶M3。其次.,將全體予Κ加 熱(180 °C)且將設在上逑基板1面上的止封用樹脂層13予以 熔融而呈熔融狀態,再藉由加壓使半導體晶片3和上述基 板1栢接合(條件:以200¾ X 20分鐘熱硬化),就可如圖1 所示,.製作上述空隙Μ止封樹脂層4予以樹脂止封的半導 體裝置。有闞其所獲得的半導體裝置,係和上述相同,進 行初期之通電檢査及MPCT測試放置200小時後的通電檢 査。結果,和兜前評估結果相同,在初期之通電檢査及以 PCT 測試放置200小時後的通電檢査完全無不良發生。因 而,可知在基板1和半導體晶片3之空隙上彤成有止封樹脂 層4,且可良好地進行上述空隙内之止封用樹脂的充填。 再者,使用上述各實施例1〜13之環氧樹脂組成物•且 按照前述半導體裝置之製法的第三態樣製造半導體裝置。 亦即,如圖16所示,預先準備茌半導體晶片3之單面上貼 副各止封用樹脂薄片14者。其次,在設有複數個搭接球2 之基板1上,在上逑被貼附之止封用樹脂薄片14和上述搭 接球2相擋接之下載置有半導體晶M3。其次•藉由將全體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) fun —^i^r . —^J—4 F·· _IIM·· n 一 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明(78) 予以加熱(180¾)且將止封用樹脂薄片14予Μ熔融而里熔 融狀態,再藉由加壓使半導體晶Η3和上述基板1相接合( 條件:以200 °CX20分鐘熱硬化),就可如圖1所示,製作 上述半導體晶片3和基板1之空隙Μ止封樹脂層4予以樹脂 止封的半導體裝置。有關其所獲得的半導體裝置,係和上 述相同,進行初期之通電檢查及KPCT測試放置200小時後 的通電檢査。結果,和先前評估结果相同,在初期之通電 檢査及MPCT測試放置20 0小時後的通電檢査完全無不良 發生。因而,可知在基板1和半導體晶片3之空隙上彤成有 止封樹脂層4,且可良好地進行上述空隙内之止封用樹脂 的充填。 [止封用樹脂薄片之製作] 其次,使用下表6所示之各成份,以同表所示之比例温 合各成份。將此收容在板上,且就由將之冷卻後進行壓積 壓延而使之呈薄片狀化以製作其作為目的之薄片狀樹腊組 成物(止封用樹脂薄片)。 f--'.1 -------- il V— --I—------訂--1 n i— -線 > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印3^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 79 7 Λ - 經濟部中央標準局員工消費合作社印¾ 414936 A7 B7 五、發明説明(77) 表6 (重量部) 止封用樹脂薄片 A B C D E F G 環氧 樹脂 a 1 19 — 19 19 19 19 19 a 2 -" 19 — — 一 — — 硬化劑b 11 11 11 11 11 11 11 二氧化矽粉末cl 89 89 89 89 89 89 89 觸媒 d 1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 d 2 — — — — — 低應力化劑 20 30 30 40 20 40 20 防燃劑 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 防燃助劑 5. 0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 臘 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 偶合劑 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0,3 0.3 熔融時黏度 (泊) 1800 2000 800 3300 4000 3300 1600 昇温後保持時間(秒) 10 10 15 10 10 10 10 加壓時間(秒) 15 15 15 10 10 6 15 加壓終了時之黏度 (泊) 6000 8500 5600 7000 15000 4000 5000 凝膠化時間(秒) 30 28 40 23 19 23 32 凝膠化時間保持率(¾) 17 11 25 13 0 30 22 DSC殘存反應熱量 (%) 70 69 70 67 63 72 70 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- 訂 -丨線— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐} 80 414936 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(7⑴ 實施例14〜20 使用如此所獲得之上述各實施例之薄片狀環氧樹脂組成 物(止封用樹脂薄片),且按照前述半導體裝置之製法的第 一態樣Μ製造半導體裝置。亦即,如圖2所示,透過設在 基板1上之球狀的搭接球2,將上述各止封用樹脂薄片1〇載 置在上述基板1上之後,如圖3所示,在上述止釾用樹脂薄 片10上載置半導體晶片3。其次,將全體加熱(1801CX重 量O.OSksf/假)且以預定時間予以保持(上表&顯示升溫後 之保持時間)的同時予K加壓(將熔融時黏度、加壓時間、 加壓終了時的黏度、凝膠化時間、凝膠化時間保持率及 DSC殘存反應熱量顯示於上表6中),且在該狀態下使半導 體晶片3和上述基板1相接和(條件:K200TCX20分鐘熱硬 化),如圖1所示,製作半導體晶片3和基板1之空隙K止封 樹脂層4進行樹脂止封的半導體裝置。 實施例21〜27 又,使用上述各實施例之薄片狀環氧樹脂組成物(止封 用樹脂薄片且按照前述半導體裝置之製法的第二態樣 製造半専體裝置。亦即,如圖2所示,在設有搭接球2之基 板1上*透過上述搭接球2載置有各止封用樹脂薄H10。其 次,藉由將該止封用樹脂薄H10M 180¾加熱熔融,且如 圖6所示,在上述搭接球2之頭頂部露出之下,在基板1面 上形成止封用樹脂層1。其次,如所示,在使從上述止 封用樹脂層13使其頭頂部露出之搭接球2、和半専體晶片3 之電極部擋接之下•在上述基板1上搭載半導體晶H3。其 本紙張尺度適用中國國家栝準(CNS ) A4规格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· -81 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明.(73) 次,將全體加熱(1801 X重畺0.081tgf /個)且以預定時間 予Μ保持(上表6顯示升溫後之保捋時間)的同峙予K加壓( 將熔融時黏度、加壓時間、加壓終了時的黏度、凝膠化時 間、凝膠化時間保持率及DSC 殘存反應熱量顯示於上表6 中),且在該狀態下使半導體晶片3和上述基板1相接和(條 件:M200t:X20分鐘熱硬化),如圖1所示,製作半導體 晶Η3和基板1之空隙Μ止封樹脂層4進行樹脂止封的半導 體裝置。 實胞例28〜34 其次,使用上述各實施例之薄片狀環氣樹脂組成物(止 封用樹脂薄片),且按照前述半導體裝置之製法的第三態 樣Μ製造半導體裝置。亦即*如圖16所示*預先準侮在半 導體晶片3之單面上貼附各止封用樹脂薄片14者。其次, 在設有複數個搭接球2之基板1上,在上述被貼附之止封用 樹脂薄片14和上述搭接球2相擋接之下載置有半導體晶片3 。其次*將全體加熱(180t:x重量O.OSkgf/個)且Μ預定 時間予Κ保持(上表6顯示升溫後之保持時間)的同時予Μ 加壓(將熔融時黏度、加壓時間、加壓終了時的黏度、凝 膠化時間、凝膠化時間保持率及DSC殘存反應熱量顯示於 上表6中)*且在該狀態下使半導體晶片3和上述基板1相接 合(條件:K 200CX20分鐘熱硬化),如圖1所示,製作半 導體晶片3和基板1之空隙Μ止封樹脂層4進行樹脂止封的 半導體裝置。 〔黏度〕 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) β 〇 -I _ _ —.1- ί 1 - - n ^ tn f -ί-f ml ^^^^1 ^^^^1 \ ., m 1--1 Ϊ f —ri-s. - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 414936 A7 B7 五、發明説明(80 ) k 從流量計之黏度曲線中謓取黏度。 〔凝膠化時間保持率] 係依下式(1)算出。 (凝膠化時間—井溫時保持時間)/凝膠化時間 ...U ) 〔殘存反應熱量] 在熱板上載置樹脂薄片,每次計時就進行抽樣,且利用 DSC測定殘存反應熱量。 有關依上述各態樣所獲得的半導體裝置,係和上@相同 ,進行初期之通電檢査及M PCT測試放置200小時後的通 電檢查。結果,和先前評估結果栢同,在初期之通電檢査 及M PCT測試放置200小時後的通電檢査完全無不良發生 。因而,可知在基板1和半導體晶片3之空隙上形成有止封 樹脂層4,且可良好地進行上述空隙内之止封用樹脂的充 填。 再者,有關上述所獲得之各半導體裝置,係進行下述條 件中之通電測試〔吸濕氣相錫焊法(VPS )前後〕。再者, 進行下述條件中之半導體元件和配線電路基板之密接性評 估(吸濕VPS前後)。將結果一併顯示在後述之表7〜表9中。 〔通電测試條件及密接性評估條件〕 吸濕 VPS 條件:30t/60!iH%xi68小時 + 215°CX90秒 另外,以上述通電測試中吸濕VPS前之初期值(電阻值) 為基準的100 ,且將與此相對的吸濕VPS後之甯阻值當作 相對值來顯示。又,上述密接性評估,係依超音波探傷法 來側定*且以止封樹脂層部分之間隙之有無及搭接球週邊 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2i〇X 297公釐) -8 3 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 414936 A7 B7 五、發明説明(81) 之剝離狀態之有無為中心加Μ評估。 表7 〔第一態樣〕
實施例 14 15 16 17 18 19 20 止封用樹脂薄片 ή B C D E F G 通電 初期 100 100 100 100 100 100 100 測試η PS 100 100 100 100 100 100 100 密f性 初期 Art* m 無 無 無 無 無 λβιτ 無 評估:ΐ2 PS jfcw* m 無 無 無 無 An* Μ ΑηΤ 7W ¥1:將通電測試中之初期電阻值為100,以測試吸濕 VPS後之電阻值,且與初期電阻值比較。 #2:依超音坡探傷法,Μ評估半導體晶片和基板之界 面上是否已發生剝離。 表8 〔第二態樣〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .搫. '?Ί 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 實施例 21 22 23 24 25 26 27 止封用樹脂薄片 A B C D E F G 通電 測試 初期 100 100 100 100 100 100 100 PS 100 100 10 0 100 100 100 100 密滹性 評估*2 初期 無 無 無 無 無 無 無 PS 無 無 無 織 無 無 無 *1:將通電測試中之初期電阻值為100,以測試吸濕VPS 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) 84 414936 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 後之電阻值,且與初期電阻值比較。 :依超音波探傷法,Μ評估半導體晶片和基板之界 面是否已發生剝離。 表 〔第三態樣] 實施例 28 29 30 31 32 33 34 止封用樹脂薄片 ή B C D E F G 通電 測試W 初期 100 100 100 100 100 100 100 PS 100 100 100 100 100 100 100 密接性 評估¢2 初期 無 無 無 無 無 ^twf Μ 無 PS fnr 無 無 無 無 Aw1· 無 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 85 1 1:將通電測試中之初期電阻值為100,Μ測試吸濕VPS 後之電阻值,且與初期電阻值比較。 _2:依超音波探傷法,>乂評估半導體晶片和基板之界 面是否已發生剝離。 在上述表7〜表9中,熔融黏度為5000泊Μ上,凝膠化時 間保持率為30%Μ下,或反應殘存熱童對初期值為70%Κ 下而Κ —定時間加熱止封用樹脂薄片,同時藉由加壓可充 填至空隙内且形成有止封樹脂層的實施例品,從吸濕VPS 前後之通電測試結果中亦可知係為可靠度高者。又,在吸 濕VPS前後之密接性評估的結果中,任一個皆未確認剝離 •亦未在止封樹脂部分上形成微细的間隙等1而可形成良 好的止封樹脂層。從該等情形中•可知其可獲得一種有關 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Α4規格(210X297公釐) 414936 A7 B7 五、發明説明(83) 導通特性沒有問題且坷靠度優良的半導體裝置。 其次,就本案之第二發明的實施例加Μ說明。 首先,先進行實施例,準備下述所示之各成份。 〔環氧樹脂a 1〕 其為Μ下式(4)所表示之構造的聯二苯型環氧樹脂 0 h3c、dcH2-0-〈〇:
〇)-〇-CH CH3 Ο -(ίΗ-^Ηί ”(4) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝. 環氣當量:1 9 5 g / e q ,熔點:1 Ο 7 TC [環氧樹脂a 2〕 · 其為甲酚線型酚醛清漆型環氧樹脂(環氧當量:195s/eq ,熔點:60 〜90 1C )。 〔硬化劑b〕 其為酚線型酚醛清漆樹脂(羥基當最:105g/eq,軟化點 :6013 ) ° 〔無機質充填劑c ] 其為球狀二氧化矽粉末(平均粒徑最大粒徑18Win) 〔觸媒d ] 其為四苯磷酸鹽及四苯硼酸之混合物(莫耳混合比1/1)。 〔低應力化劑] 其為丙烯腈丁二烯橡膠。 〔防燃劑〕 其為溴化環氧酚線型酚醛濟漆。 防燃肋劑] 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -訂 膝 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 86 _ Q β _ 414936 A7 B7 五、發明説明(84) 其為三氧化二銻〇 〔躐〕 其為 〔偶合 〔止封 使用 份。藉 之薄片 封用樹 表10 聚乙烯。 劑〕 縮水甘油丙基三甲氧基矽烷。 用樹脂薄片a〜f之製作〕 上述各成份,以下表10〜表11所示之比例混合各成 由將此收容在板上,且將此冷卻後進行壓機壓延使 狀化,K製作其目的之薄片狀環氧樹脂姐成物(止 脂薄片)。 (重量部) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝‘ 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印來 止封用樹脂薄Η a b c d e f 環氧 樹脂 a 1 19 19 19 19 19 a2 — — 19 — — — 硬化劑b η 11 1 1 11 11 11 二氧化矽粉末C 0 60 0 0 0 0 觸媒d 1 . 0 1.0 1 . 0 1.0 1.0 1.0 低應力化劑 20 20 20 20 20 20 防燃劑 2.5 2.5 2.5 2 . 5 2.5 2.5 防燃助劑 5 . 0 5,0 5.0 5.0 5 . 0 5.0 臘 0.5 0.5 0 . 5 0.5 0.5 0.5 偶合劑 0,3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 -派_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X 297公釐) 87 A7 B7 五、發明説明_( 85) 表11 (重量部) 止封用樹脂薄片 g h i j k 環氧樹脂a 1 19 19 19 19 19 硬化煙i b 11 11 11 11 11 二氧化矽粉末c 0 0 0 0 0 觸媒d 1.0 1.0 1.0 1,0 1,0 低應力化劑 20 20 20 20 20 防燃劑 2.5 2.5 2 . 5 2 . 5 2.5 防燃肋劑 5.0 5 . 0 5.0 5.0 5.0 臘 0.5 0 . 5 0.5 0.5 0,5 偶合劑 0.3 0 . 3 0.3 0 · 3 0 . 3 實施例35〜40 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂--- 經濟部中央標率局—工消費合作社印製 使用如此所獲得之上述各薄片狀環氧樹脂組成物(止封 用樹脂薄片),且按照前述半導體裝置之製法的第一態樣 製造半導體装置。亦即,如圖2所示,透過設在基板1上之 球狀的搭接球2*將上述各止封用樹脂薄片10載置在上述 基板1上之後,如圖3所示,在上述止封用樹脂薄片10上載, 置半導體晶片3。另外,此時上述止封用樹脂薄片10係在 事前施行加熱處理(處理條件:130t: X 150秒或110¾ X 60 秒其次,將全體加熱USOtx重量0.08kgf /個)的同 時予Μ加壓(將加壓壓力、加壓時間、及DSC壓接後之殘存 反懕熱量顯示於下表12中),且將半導體晶片3溫度及基板 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格( -8 8 - 414936 A7 B7 五、發明説明/86) 1溫度設定於下表12之溫度*在該狀態下使半導體晶片3和 上述基板1相接和(條件:Μ200Ό X 20分鐘熱硬化),如圖 1所示,製作半導體晶片3和基板1之空隙以止封樹脂層4進 行樹脂止封的半導體裝置。 表12 〔第一態樣〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 實施例 35 36 37 38 39 40 樹脂事前加熱處理條件 13 0 1C X 150秒 晶片溫度(υ ) ' 175 175 250 175 175 175 基板溫度(t ) 125 125 148 _ 一 一 加壓壓力(kg/cm2 ) 15 15 15 15 15 15 加壓時間(秒) 120 120 60 30 30 30 2次昇溫晶η溫度(υ ) — — _ 250 300 350 2次昇溫基板溫度("C ) — — — 122 125 129 加壓壓力(kg/cm2 ) — — 一 0.5 0.5 0 . 5 加壓保持時間(秒) 一 一 一 30 30 30 晶片/基板之溫度差(υ ) 5 0 50 102 128 175 221 DSC壓接後之殘存反應熱量(¾) 70 69 62 65 62 58 茛施例41〜46 又|使用上述各薄片狀環氧樹脂組成物(止封用樹脂薄 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 89
A7 ___ B7五、發明説明J 片)*且按照前述半導髅裝置之製法的第二態樣製造半導 體裝置。亦即,如圄2所示,在設有搭接球2之基板1上, 透過上述搭接球2載置有各止封用樹脂薄片1〇。其次*藉 由將該止封用樹脂薄片10Κ180Ϊ:加熱熔融,旦如圖6所示 ,在上述搭接球2之頭頂部露出之下,在基板1面上形成止 封用樹脂層13。其次,如圈7所示,在使從上述止封用樹 脂層13使其頭頂部露出之搭接球2、和半導體晶片3之電極 部擋接之下,在上述基板1上搭載半導體晶片3 °另外*此 時上述止封用樹脂層13係在事前施行加熱處理(處理條件 :130力><150秒或110t:x60秒)。其次,將全體加熱(180 t: X重量0.08kgf /個)的同時予以加壓(將加壓壓力、加 壓時間、及DSC壓接後之殘存反應熱量顯示於下表13中), 且將半導體晶片3溫度及基板1溫度設定於下表13之溫度, 片 晶 體 導 半 使 下 態 狀 該 在 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖進 1 4 如 i 層 旨 \I/ Bn 化樹 硬封 熱止 鐘 Μ 分隙 20空 X 之υ 1 ο 板 20基 製 板, 基示 述所 上L 和 封 止 脂 樹 行 和Μ ^ : 片 件晶 條體 ί導 接M S 相作 合 置 裝 體 専 半 ..>· -- - .1 --n ί ϊ—, --.- ίι —^1 - - n - n ^ If n ft n ·ί— --r. I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS > A4現格(210X 297公釐) 90 414936 A7 B7 五、發明説明 表13 [第二態樣〕 實施例 35 36 37 38 39 40 樹脂事前加熱處理條件 130 t: X 150秒 晶片溫度(t:) 175 175 250 175 175 175 基板溫度rc ) 125 125 148 一 — 一 加壓壓力(U/cra2 ) 15 15 15 15 15 15 加壓時間(秒) 120 120 60 30 30 30 2次昇溫晶片溫度(*〇 ) _ — _ 250 300 350 2次昇溫基板溫度(t:) — — — 122 125 129 加壓壓力(It s / c m 2 ) — 一 — 0.5 0,5 0.5 加壓保持時間(秒) ——, — — 30 30 30 晶片/基板之溫度差(t:) 50 50 102 128 175 221 DSC壓接後之殘存反應熱最(¾) 70 69 62 65 62 58 實施例47〜52 1 ί ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 J fejvr— .— I ^^^^1 ^^1 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局男工消費合作社印製 其次,使用上述各薄片狀環氧樹脂組成物(止封用樹脂 薄片),且按照前述半導體裝置之製法的第三態樣製造半 導體裝置。亦即•如圆16所示,預先準備在半導體晶片3 之單面上貼附各止封用樹脂薄片14者。其次,在設有複數 個搭接球2之基板1上,在上述被貼附之止封用樹脂薄片14 和上述搭接球2相擋接之下載置有半導體晶片3。另外•此 時上述止封用樹脂層13係在事前施行加熱處理(處理條件 本紙张尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2!〇X 297公釐) 91 414936 五、發明説明(83) J 1301 X 150秒或秒)°其次,將全體加熱(180 tx重量O.OSksf /個)的同時予以加歷(將加歷壓力、加 壓時間及DSC壓接後之殘存反應熱量顯不於下表14中)^ 將半導體晶片3溫度和基板1溫度設定於下表14之溫度’且 在該狀態下使半導體晶片3和上述基板1相接合(條件:Μ 200ΌΧ20分鐘熱硬化)’如圖1所不’製作半等體晶片3和 基板1之空隙Κ止封樹脂層4進行樹脂止封的半導贈装置。 表14 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .絮. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 〔第三態樣〕 * ,. 實施例 35 36 37 38 39 40 樹脂事前加熱處理條件 130¾ X 150秒 晶片溫度(υ ) 175 175 250 175 175 175 基板溫度(t:) 125 125 148 一 — — 加壓壓力(kg/cra2 ) 15 15 15 15 15 15 加壓時間(秒) 120 120 60 30 30 30 2次昇溫晶片溫度(C ) — "- 250 300 350 2次昇溫基板溫度(七) — 一 — 122 125 129 加壓懕力(kg/cm2 ) — — 一 0.5 0.5 0.5 加壓保持時間(秒) — — — 30 30 30 晶片/基板之溫度差(t) 50 50 102 128 175 221 DSC壓接後之殘存反應熱量(¾) 70 69 62 65 62 58
II " L· 92 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐} 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明([|⑴ * 〔殘存反應最〕 在熱板上載置樹脂薄片,每次計時就進行抽樣,且利用 DSC測定殘存反應熱量。 K150^ X 30分鐘之條件將其所獲得之半導體裝置進行 後碲化。接著,利用表面粗度計測定半導體晶片表面之尉 角線上的彎曲,且以其最大值當作彆曲值Μ評估硫化後之 半専體装置的彎曲情況。將該結果顯示在後述之表15〜表 17上。 再者,有關上述所獲得之各半導體裝置,係進行下述條 件中之通電測試〔吸濕氣相錫焊法(VPS )前後〕。又’進 行下述條件中之半導體元件和配線電路基板之密接性評估 (吸濕VPS前後)。接著,將其所獲得之各半導體裝置以預 定遇期數(100週期,500週期)提供至熱衝擊測試(TST :條 件—401父5分鐘〇125它><5分鐘)之後,以目視評估是杏 已在半導體晶Η上發生裂縫。將該等結果一併顯示在後述 之表15〜表17中。 〔通電测試條件及密接性評估條件] 吸濕 VPS 條件:30¾ / 60RH% X 168小時 + 215t X 90秒 另外,Μ上述通電測試中吸濕VPS前之初期值(電阻值) 為基準的100 ,且將與此相對的吸濕VPS後之電阻值當作 相對值來顯示。又,上述密接性評估,係依超音波探傷法 來側定,且Κ止封樹脂層部分之間隙之有無及搭接球週邊 之剝離狀態之有無為中心加Μ評估。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0Χ297公釐) 93 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 414936 五、發明説明/ 91l) 表15 〔第一態樣〕 質 施 例 35 36 37 38 39 40 止封用樹脂薄片 a b C d e f 後硫化後之彎曲(iam) 32 35 36 24 20 18 通電測 初 期 100 100 100 100 100 100 試次1 吸濕VPS後 100 100 100 100 100 100 密接性 初 期 firp 售 無 無 無 ΑτΓ τΚχ 無 評估*2 吸濕VPS後 無 無 無 無 JtjC 無 無 TST後之 TST100週期後 無 無 無 jmc Μ 無 無 晶片裂 TST50 0週期後 無 無 無 無 無 縫評估$3 (请先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° 米1:將通電測試中之初期電阻值為100»以測試吸濕 VPS後之電姐值,且與初期電阻值比較。 x2:依超音波探傷法,Μ評估半導體晶片和基板之界 面是否已發生剝雛。 米3: Μ-4〇υ X 5分鐘台125亡X 5分鐘之條件評估在經 過預定數週期之後是否已在晶片上發生裂缝。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨OX 297公釐) L· 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 94 A7 B7 五、發明説明(92) 表16 〔第二態樣] 實 施 例 41 42 43 44 45 46 止封用樹脂薄片 a b C d e f 後硫化後之彎曲(mm) 30 34 35 24 19 16 通電測 初 期 100 100 100 100 100 100 試* 1 吸濕V P S後 100 100 100 100 100 100 密接性 初 期 無 無 無 無 無 <fm* 評估* 2 吸濕VPS後 -iac 無 ^nr 無 無 ^rrf Aip TST後之 TST100週期後 無 無 無 無 無 無 晶片裂 TST500週期後 無 無 無 無 4ττι* 撕 An; ππ 縫評估* 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝‘
-1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印t 1 :將通電測試中之初期電阻值為100,以測試吸濕 VPS後之電阻值,且與初期電阻值比較。 2:依超音波探傷法* Μ評估半導體晶月和基板之界 面是否已發生剝離。 3: Μ — 40°C Χ5分鐘台125C X 5分鐘之條件評估在經 過預定數週期之後是否已在晶片上發生裂缝。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) -95 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(93) 表17 〔第三態樣〕 實 施 例 47 48 49 50 51 52 止封用樹脂薄Η a b c d e f 後硫化後之彎曲(mra) 33 35 36 25 20 18 通電測 初 期 100 100 100 100 100 100 試* 1 吸濕VPS後 100 100 100 100 100 100 密接性 初 期 無 無 tnrr* Sfi 無 無 •inf 7Πζ 評估*2 吸濕VPS後 m 無 無 無 無 TST後之 TST100週期後 無 *ic Vfft 無 無 無 4hf Tift 晶片裂 TST500週期後 無 無 無 無 無 Aw* M 縫評估幸3 :將通電測試中之初期電阻值為100,Μ測試吸濕 VPS後之電阻值,且與初期電阻值比較。 :依超音波探傷法,Μ評估半導體晶Μ和基板之界 面是否發生剝離。 :Κ 一 40ΠΧ 5分鐘钤125t: X 5分鐘之條件評估在經 過預定數週期之後是否已在晶Η上發生裂縫。 ^11^1 ^^^^1 l··· 1^1^1 I 'Y^lr_ 11 I I mil I . l、 1 1 I n^—4 J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2;0X 297公釐) 96 _ η λ _ 414936 A7 B7 五、發明説明(94) 經濟部中央標準局負工消费合作社印^ 在上述表15〜表17中,藉由滿 (Υ) Μ加壓接合配線電路基板和 脂層溶融而彩成止封樹脂層的實 ,從吸濕VPS前後之通電測試結 者◊又*在吸濕VPS前後之密接 皆無法確認剝離,亦無法在止封 隙等,就可彤成良好的止封樹脂 片裂鏠評估中,亦不會在半導體 可知後硫化後之彎曲的情況和比 且可有效抑制彆曲之發生。從該 一種有關導通特性沒有間題且耐 的半導體裝置。 其次,就分割先前所述 步驟、半導體元件和配線 、使止封用樹脂圼凝膠化 的上述各步驟,同時經由 步驟的實施例及比較例加以說明 首先*先進行實施例,準備和 使用上述各成份,Μ前述表10〜 份。其次,藉由將此收容在板上 壓延使之薄Η狀化,Μ製作和前 組成物(止封用樹脂薄片)。 罝施例53〜57 足前述 半導體 施例品 果中亦 性評估 樹脂部 層。再 晶片上 較例品 等情形 熱衝擊 特定之條件(X )及 元件以使止封甩樹 〜第三態樣) (第一 ~ 可知係 的結果 分上形 者,在 發生裂 相比較 中,可 性等之 為可靠度高 中,任一個 成微细的間 TST後之晶 鏠。而且, 苏會較小, 知其可獲得 可靠度優良 封用樹脂圼Β階段狀態的 板之位置葑準及壓接步驟 狀態的步驟、及樹脂之硫化步驟 作成一環線之半導體裝置之製造 之使止 電路基 前述相同之各成份,同時 表11所示之比例混合各成 •且將此冷卻後進行壓機 述相同之薄Η狀環氧樹脂 使用如此所獲得之上述各薄片狀環氣樹脂組成物(止封 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .4^---*- 丁 _ I _ · 、-1· -線— 97 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(95) * 用樹脂薄片),且按照分割前述半導體裝置之製造步驟中 之各步驟的同時作成一環線之半導體裝置之製造步驟以製 造半導體裝置。亦即*準備在設有搭接球2之基板1面上載 置止封用樹脂薄片10之狀態者,且如圈19U).所示,藉由 使之通過乾燥爐40內,以使上述止封用樹脂薄片10呈B階 段狀態(半硬化狀態)(B階段步驟)。其次|在上述止封用 樹脂薄片15呈B階段狀態之後,如圖19(b)所示,在該B 階段狀態之止封用樹脂薄片10上的位置上,載置被安裝在 加熱壓接工具41之前端部的半導體晶片3之下,使基板1和 半導體晶片3之位置對準 '同時在基板1上之止封用樹脂薄 片10的預定位置上載置半導體晶片3且進行假接著(位置對 準及壓接步驟)。其次,如圖19U)所示,藉由使加熱工 具42與被假接著於止封用樹脂薄片10上的半導體晶片3面 接觸並以預定時間予以加熱,以使止封用樹脂薄片10呈凝 膠化狀態(止封用樹脂之凝膠化步驟)。藉此*在基板1和 半導體晶1=1 3間之空隙上充填已凝膠化的止封闬樹脂。其 次*在充填已凝膠化之止封用樹脂之後,如圖19(d)所示 ,使加熱工具43接觸於半導體薄片3上,且在以預定溫度 硫化已凝膠化的止封用樹脂之後,接著*利用位於基板1 之下方的冷卻板44將基板1冷卻(硫化步驟),如圖1所示* 就可製作Μ止封樹脂層4使半導體晶Η 3和基板1之空隙進 行樹脂止封的半導體裝置。 另外,將上述各步驟中之使樹脂圼Β階段狀態的上述Β 階段步驟、位置對準及壓接步驟、止封用樹脂之凝膠化步 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) _ 〇 a _ i— ^^^^1 I SI ....... * , —^ii _ 二I— 一OJ I ir ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 414936 五、發明说明 驟及硫化步驟之各步驟中之溫度、時間等的各條件係顯示 在下表18中。 mn 實 施 例 53 54 55 56 57 止 封 用樹脂薄片 a b C a 3 Β階段步 驟 X 程 150 150 135 135 135 (135^ 乂、 (秒) 位 置 對 晶 片 溫 度 (V ) 175 175 175 175 175 準 及 m 基 板 溫 度 (V ) 47 42 42 34 47 接 步 驟 加 壓 時 間 (秒) 8 6 6 3 8 凝 膠 化 殘 存 反 應 熱量(¾) 67 67 70 66 66 步 驟 基 板 溫 度 (V ) 75 64 64 47 75 加 壓 時 間 (秒) 10 8 8 5 10 硫 化 步 基 板 溫 度 (X:) 119 115 143 151 153 驟 加 壓 時 間 (秒) 10 8 8 5 10 總 止 封 時 間(秒) 10 8 8 5 10 在其所獲得之半導體裝置中*係利用與上述相同的測定 方法测定及評估以間隙之有無、壓接後之彎曲量、150Ό X30分鐘之條件形後硫化之後的半導體裝置之彎曲量。又 ,使用各半導體裝置,在熱衝擊測試(TST:條件一 40TCX 5分鐘钤1251CX 5分鐘)提供預定週期數(100週期,500週 期)之後,以目視評估是否已在半導體晶Η上發生裂鏠。 更進一步,測定及評估初期之導通不良的有無。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐> 1 q 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
414936 A7 B7 將該等之结果一併顯示在下逑之表19中。 表19 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 實 施 例 53 54 55 58 57 間 隙 之 有 無 無 無 無 無 無 壓 接 後 之 彎 曲 量 (K / m ) 22 11 15 5 24 150¾ X 30分鐘後之彆曲( U m) 26 16 19 11 28 初 期 導 通 不 良 之 有 jnc Sft 無 無 AnC 眺 4nc Μ 無 TST後之晶 100 週 期 無 無 無 ΛηΤ m ΑτΤ m 片 裂 縫 發 500 週 期 無 無 Art: tnf m 無 生 之 有 無 上 述 表 16中 滿 足 刖 述 特 定 之 條件 (X) 及(Y)而 連鑲 製 造 基 板 和 半 導 m m 晶 片 的 實 施 例 品 ,係 不會 在止 封樹 脂層 部 分 上 形 成 間 隙 且 可 形 成 良 好 的 止封 用樹 脂層 。又 ,壓 接 後 及 150¾ X 30分鐘後之彎曲量; 市會縮小 >再者,亦無導 通 不 良 且 在 TST 後 之 晶 片 裂 縫 評估 中, 亦完 全不 會在 半 導 體 晶 Η 上 發 生 裂 鏠 〇 接 著 該 等可 效率 佳地 在總 止封 時 間 1 0秒 以 内 製 造 形 成 良 好 之 止 封 樹脂 層的 半導 體裝 置0 其 次 使 用 上 述 止 封 用 樹 脂 薄 片 > 且按 照前 述半 導體 裝置 之 製 法 中 之 第 二 態 樣 的 連 m 製 造 步 驟、 及第 三態 樣之 連鑕 製 造 步 驟 Μ 製 造 半 導 體 裝 置 0 有 關 其所 獲得 的半 導體 裝置 f 在 進 行 和 上 述 相 同 的 測 定 評 估 之 結果 ,可 獲得 略和 以上 逑 第 'k 態 揉 中 之 連 續 製 造 步 驟 所 獲 得的 半導 體裝 置相 同的 良 好 結 果 〇 亦 即 其 所 獲 得 的 半 導 體裝 置, 亦不 會在 止封 樹 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) > kf ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^1 ma —i 1 » ί - - - 0¾ 、T务 -100 - 414936 A7 B7 五、發明説明(9S) 脂層部分上彤成間隙*且可形成良好的止封用樹脂層。又 ,壓接後及150¾ X30分鐘後之彎曲量亦會縮小。再者, 亦無導通不良,且在TST後之晶片裂鏠評估中,亦完全不 會在半導體晶片上發生裂鏠。而且,可效率佳地在總止封 時間10秒K內製造形成良好之止封樹脂層的半導體裝置。 其次,一併說明第三發明之實施例和比較例。 首先,先進行實施例,準備下述所示之各成份。 〔環氧樹脂a 1 ] 其為K下述之構造式所表示之聯二苯型環氧樹脂。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· CH2-CH-CH2-0-<〇
〇〉-°媒Y 訂 環氧當量:195s/eq ,熔點:107°c 〔環氧樹脂a2〕 其為甲酚線型酚醛清漆型環氧樹脂(環氧當量:195g/eq ,熔點:δ〇υ )。 〔丙烯腈丁二烯系共聚合物bl] 其為丙烯腈丁二烯甲基丙烯酸共聚合物[門尼黏度:50 *结合丙鋪腈含量:30% *結合 基量:0.05eph「(每一 橡膠l〇〇g之莫耳數)〕 〔丙烯腈丁二烯系共聚合物bl] 其為丙烯腈丁二烯甲基丙烯酸共聚合物(門尼黏度:80 ,結合丙烯腈含量:20% •結合 基最:0.02ephr) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2 ] 0 X 297公釐) 一線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 101 A7 B7 五、發明説明/9 Π) 〔硬化劑c 1〕 其為κ下述之構造式所表示的酚線型樹脂(羥基當量 175g/eq ,軟化點:75七)。 0H (^-ch2-0- ch5
OH
[硬化 其為 :6 0DC 〔硬化 其為 〔無機 其為 3 0 w m ) 實施例 劑c 2〕 酚線型酚醛清漆樹脂(羥基當量:l〇5g/eq,軟化點 )° 促進劑〕 三苯膦。 質充填劑〕 球狀二氧化矽粉末(平均粒徑:3wm,最大粒徑: Ο 58 〜67 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -s 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ同表所示之比例配合下表20及21所示之各成份Μ調製 環氧樹脂組成物。將該環氧樹脂組成物混合溶解於甲苯内 ,且塗佈在離型處理該混合溶液之聚酯薄膜等的基材薄膜 上。其次,M1201C使已塗佈上述混合溶液的聚酿薄膜乾 燥,並藉由除去甲笨,就可在上述聚酯薄膜上製作作為其 目的之厚度100w m的薄片狀止封材料。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨〇X 297公釐) A7 B7 五、發明説明j 〇〇) 表20 (重量部) 實 施 例 58 59 60 61 62 63 64 環 氧 樹 脂 a 1 47 . 4 36 . 9 47.4 — 58 . 5 31.6 47.4 a 2 — — — 47 . 4 一 — 一 77Bt m 化 劑 cl 42.6 33.1 42.6 42.6 — 28 . 4 42.6 c2 — _ — 一 . 31.5 — 一 丙 烯 腈 丁 二 bl 10 30 10 10 10 40 10 烯 共 聚 合 物 b2 一 — — 一 — — Τ,·ϊ4» tffi 化 促 進 劑 1 . 0 1 . 0 1.0 1.0 1.0 1 . 0 1.0 -inC Μ 機 質 充 填劑 101 — 303 101 101 — 404 表21 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (重量部) 實 施 例 65 66 67 環 氧 樹 脂 a 1 31.G 4T.4 47.4 a2 一 — 硬 化 劑 c 1 2?.4 4·2.6 42 . 6 c2 一 一 — 丙 烯 m 丁 二 bl 一 .— — 烯 共 聚 物 b2 10 10 JjTi VX 化 促 進 劑 1.0 1.0 1,0 無 機 質 充 填劑 — 101 404 --- 1™- ---- -- ------^ n 1 —ί - L. - r (請先閲讀背面之注意事項再填寫各頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) 103 - 103 414S36 A7 B7 五、發明説明}〇1) » * 使用如此所獲得之各實胞例及比較例的薄片狀止封材料 ,且按照前述半導體裝置之製法κ製造半導體裝置。亦即 ,如圖21所示,在設有連接用電極部2(材質:焊錫,熔點 :183υ,形狀:直徑150wmX高度30ium之圓柱形)的配 線電路基板1(厚度linu之玻璃環氧基板)上,載置上速薄片 狀止封材料10之後,如圖22所示,在上述薄片狀止封材料 10上之預定位置上,載置設有連接用電極部(材質: 焊錫,熔點:299Ό,形狀:直徑120«mX高度90wra之球 形)的半導-元件3(厚度:350wra,大小:131^X9®^)。 之後,Μ加熱溫度150°CX重量O.lkgfx電極個數分鐘 之條件加熱熔融薄片狀止封材料,且將熔融狀態之樹脂充 填於配線電路基板1和半導體元件3之空隙內並予以假固接 ,同時以電氣連接雙方之建接用電極部2、2< 。之後,藉 由使上述樹脂予以熱硬化(條件:150t!X60分鐘)及使連 接用電極部2予Μ熔融(條件·· 250¾ X 30秒),如圖20所示 ,各例皆以每次8個製作Μ止封樹脂層4使上述空隙進行樹 脂止封的半等體裝置。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 有關其獲得的半導體裝置,係進行初期之通電試驗*進 行各例每4個使用該半導體裝置,且在進行熱衝擊測試〔 TST試驗(條件:一55t:X5分鐘妗125ΌΧ5分鐘)〕500週 期(各例每4個)之後,進行通電試驗及半導體元件之裂縫 的有無檢査,並將該鍩果顯示在下表22及23中。又,有關 未進行上述TST試驗之各例每4個之抽樣,係在30¾ X 60% RH之環境下使之吸濕168小時之後,且進行VPS(氣相錫焊 104 · L 、一 (I (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙掁尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0·〆297公釐) 五、發明説明(10¾ A7 B7 法(vapor phase so 丨 cfering))(215lCX9〇秒)之後’再進 行通電試驗。一併將該结果顯示在下表22及23中。 另一方面,K150-CX60分鐘之條件只加熱在上述各實 施例及比較例中所獲得的薄片狀止封材料,以獲得薄片狀 硬化物。使用萬能拉伸試驗機(AUTOGRAPH,島津製作所社 製)Μ測定該各薄片狀硬化物在25 0 TC中之拉伸强性率。一 併將該等結果顯示在下表22及23中。 表22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝— 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 實施例 58 5 9 60 61 62 63 64 拉伸彈性率(MPa) .500 0 500 11000 5500 6500 300 1 5000 初期通電試驗 (不良數/8個) 0/8 0/8 0/8 0/8 0/8 0/8 0/8 TST後之通電試驗 (不良數/4個) 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 TST後晶片裂縫發 生(不良數/4個) 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 吸濕VPS後通轚試 驗(不良數/4個) 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4 0/4
- HH UK 線----" 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 105 -1 Λ I: _ 414936 A7 B7 五、發明説明(103 表23 實施例 65 66 67 拉伸彈性率(Μ P a ) 300 5000 15000 初期通電試驗 (不良數/8個) 0/8 0/8 0/8 TST後之通電試驗 (不良數/4個) 0/4 0/4 0/4 TST後晶片裂鏠發 生(不良數/4個) 0/4 0/4 0/4 吸濕VPS後通電試 驗(不良數/ 4個) 0/4 0/4 0/4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫表頁) ,υ 裝. 、1Τ 經濟部中央楢华局貝i消費合作社印製 關於上述表22及23之結果、實施例品,可確認在所有初 期之通電檢査及、TST試驗後之通電試驗、TST試驗後之 半導體晶片裂鏠狀態、吸濕VPS後之通電試驗的各試驗中 完全不會發生不良。亦即,實施例品,很明顯對初期通電 或、TST試驗及吸濕VPS等的應力試驗可確保穩定的通電。 產業上之利用可能性 本發明可容易在半導體元件和基板之空隙上形成止封樹 脂層,而且可提供一種該樹脂作業容易完成的半導體裝置 之製法。又•本發明在半導體元件和基板之空隙上形成止 封樹脂層之際,可抑制裝置全體上所發生的彎曲,結果可 提供一種可容易製造可靠度優良之半導體裝置的半導體裝 置之製法。再者,本發明可提供一種在半導體元件和配線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 106 414936 A7 B7 五、發明説明(104) 優 身 效 和 緩 有 具 力 應 的 生 產 所 〇 上 置 部裝 極體 電導 用半 接的 連高 及度 板靠 基可 路且 電良 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· >11 -線. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(2]0X297公釐) 107

Claims (1)

  1. 89. 3. 2 修正本 4年/馮%修正/更正/補充 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I一種半導體裝置之製法,其係在配線電路基板上,透 過複數個連接用電極部搭載有半導體元件,而上逑配線電 路基板和半導體元件之間的空隙係依止封樹脂層止封而成 ,其特徵為:藉由使層狀之固態樹脂介於上述配線電路基 板和半導體元件之間且使該固態樹脂熔融Κ形成上述止封 樹脂層,而上逑固態樹脂係由環氧樹脂、苯酚樹脂、和最 大粒徑設定在lOOwm以下之無機質充填劑所構成的環氧樹 脂組成物,上述無機質充填劑的成分之含有比例係設定在 上述環氧樹脂組成物全體之90重量% Μ下。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製法,其係在 上逑配線電路基板上載置止封用樹脂薄片之後,進而在上 述止封用樹脂薄片上載置半導體元件,其次,藉由將上述 止封用樹脂薄片予Κ加熱熔融,且依在上述配線電路基板 和半導體元件間之空隙內,充填上述熔融狀態之止封用樹 脂並使之硬化而形成上述止封樹脂層者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置之製法,其係在 上述配線電路基板上載置止封用樹脂薄片,進而在上述止 封用樹脂薄Η上載置半導體元件之後,以預定時間予以加 熱,同時上述止封用樹脂薄片加壓至其在變成具備以下之 物性(甲)〜(丙)之至少一個的狀態為止,Μ該狀態在上述 配線電路基板和半導體元件間之空隙肉充填熔融狀態之止 封用樹脂者, (甲)樹脂黏度為5 0 0 0泊(ρ 〇 i s e ) Μ上; (乙)將止封用樹脂薄片加熱前之初期凝膠化時間設為 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 89. 3. 2 修正本 4年/馮%修正/更正/補充 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I一種半導體裝置之製法,其係在配線電路基板上,透 過複數個連接用電極部搭載有半導體元件,而上逑配線電 路基板和半導體元件之間的空隙係依止封樹脂層止封而成 ,其特徵為:藉由使層狀之固態樹脂介於上述配線電路基 板和半導體元件之間且使該固態樹脂熔融Κ形成上述止封 樹脂層,而上逑固態樹脂係由環氧樹脂、苯酚樹脂、和最 大粒徑設定在lOOwm以下之無機質充填劑所構成的環氧樹 脂組成物,上述無機質充填劑的成分之含有比例係設定在 上述環氧樹脂組成物全體之90重量% Μ下。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製法,其係在 上逑配線電路基板上載置止封用樹脂薄片之後,進而在上 述止封用樹脂薄片上載置半導體元件,其次,藉由將上述 止封用樹脂薄片予Κ加熱熔融,且依在上述配線電路基板 和半導體元件間之空隙內,充填上述熔融狀態之止封用樹 脂並使之硬化而形成上述止封樹脂層者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置之製法,其係在 上述配線電路基板上載置止封用樹脂薄片,進而在上述止 封用樹脂薄Η上載置半導體元件之後,以預定時間予以加 熱,同時上述止封用樹脂薄片加壓至其在變成具備以下之 物性(甲)〜(丙)之至少一個的狀態為止,Μ該狀態在上述 配線電路基板和半導體元件間之空隙肉充填熔融狀態之止 封用樹脂者, (甲)樹脂黏度為5 0 0 0泊(ρ 〇 i s e ) Μ上; (乙)將止封用樹脂薄片加熱前之初期凝膠化時間設為 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 414936 §8 C8 D8 _. _ , _____,_ . _________;_:j____________ 六、申請專利範圍 100 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30% K 下;K及 (丙)將藉由差示掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 薄片加熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時*殘 存反應熱量為初期殘存反應熱量的70% K下。 4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製法,其係在 設於上述配線電路基板面上之連接用電極部之一部分露出 之下形成止封用樹脂層之後,在半導體元件之電極部與上 述連接用電極部擋接之下將半導體元件載置於上逑配線電 路基板上,其次,藉由將上述止封用樹脂層予Μ加熱熔融 *且依在上逑配線電路基板和半導體元件間之空隙内,充 填上逑熔融狀態之止封用樹脂並使之硬化而形成上逑止封 樹脂層者。 5. 如申請專利範圍第4項之半導體裝置之製法*其係在 半導體元件之電極部與設於上述配線電路基板面上之連接 用電極部擋接之下將半導體元件載置於上述配線.電路基板 上之後,以預定時間予以加熱*同時上逑止封用樹脂層加 壓至其在變成具備Μ下之物性(甲)〜(丙)之至少一個的狀 態為止,Μ該狀態在上逑配線電路基板和半導體元件間之 空隙内充填熔融狀態之止封用樹脂者, (甲)樹脂黏度為5000泊(poise) Μ上; (乙)將止封用樹脂層加熱前之初期凝膠化時間設為100 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30 % Κ下; Μ及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 2 -請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-irl·-、----線. 六、申請專利範圍 8δδΰ ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (丙)將 層加熱前 反應熱量 6 .如申 ,如申請 設有連接 極部而搭 薄片而形 7 .如申 ,如申請 在設有連 用樹脂層 8 .如申 設於上逑 下胗成止 述連接用 路基板上 »旦依在 填上逑熔 樹脂層者 9 .如申 配線電路 用電極部 上之後, 藉由差示 之初期殘 為初期殘 請專利範 專利範圍 用電極部 載止封用 成者。 請專利範 専利範圍 接用電極 形成材料 請專利範 半導體元 封用樹脂 電極部擋 ,其次, 上述配線 融狀態之 掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 存皮應熱量設為100 %的情況時 > 殘存 存反應熱量的70%M下。 圍第4或5項之半導體裝置之製法*其中 第4或5項中所記載之止封樹脂層*係在 之配線電路基板上,透過上述連接用電 樹脂薄Η之後*加熱熔融該止封用樹脂 圍第4或5項之半導體裝置之製法,其中 第4或5項中所記載之止封用樹脂層,係 部之配線電路基板面上,印刷塗佈止封 而形成者。 圍第1項之半導體裝置之製法,其係在 件面上之連接用電極部之一部分露出之 層之後,在配線電路基板之電極部與上 接之下將半導體元件載置於上述配線電 藉由將上述止封用樹脂層予Κ加熱熔融 電路基板和半導體元件間之空隙内*充 止封用樹脂並使之硬化而肜成上述止封 請專利範圍第S項之半導體裝置之製法,其係在 基板之電極部與設於上述半導體元件面上之連接 擋接之下將配線電路基板載置於上述半導體元件 Κ預定時間予Κ加熱,同時上逑止封用樹脂薄片 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 3 (-請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ΙΊΛ ___ 訂 irr;----線. 414936 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加壓至其在變成具備Μ下之物性(甲)〜(芮)之至少一個的 狀態為止,以該狀態在上逑配線電路基板和半導體元件間 之空隙內充填熔融狀態之止封用樹脂者, (甲)樹脂黏度為5000治(poise) Μ上; (乙)將止封用樹脂層加熱前之初期凝膠化時間設為100 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30% Κ下; Μ及 (丙)將藉由差示掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 層加熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘存 反應熱量為初期殘存反應熱量的70%以下。 10. 如申請專利範圍第8或9項之半導體裝置之製法,其 中,如申請專利範圍第S或9項中所記載之止封樹脂層,係 在設有連接用電極部之半導體元件上*透過上逑連接用電 極部而搭載止封用樹脂薄片之後,加熱熔融該止封用樹脂 薄片而彫成者。 11. 如申請專利範圍第S或9項之半導體裝置之製法,其 中,如申請專利範圍第S或9項中所記載之止封用樹脂層, 係在設有連接用電極部之半導體元件面上*印刷塗佈止封 用樹脂層形成材料而彫成者。 12. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製法,其係在 上述半導體元件之單面上形成止澍用樹脂層之後,在設有 複數個連接用電極部之配線電路基板上,在止封用樹脂層 與上述連接用電極部擋接之下載置半導體元件,其次,藉 由將上述封用樹脂層予Μ加熱熔融,且依在上述配線電 請 先 閱 背 面 之 注 意 項 再 寓 本 頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 · B8 C8 D8 , ..........___ 六、申請專利範圍 路基板和半導體元件間之空隙內 > 充填上述熔融狀態之止 封用樹脂並使之硬化而肜成上述止封樹脂層者。 13. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置之製法*其偽 在形成於半導體元件之單面的止封用樹脂層與配線電路基 板之連接用電極部擋接之下載置半導體元件之後,Μ預定 時間予Μ加熱,同時上述止封用樹脂層加壓至其在變成具 備Μ下之物性(甲)〜(丙)之至少一個的狀態為止,以該狀 態在上述配線電路基板和半導體元件間之空隙内充填熔融 狀態之止封用樹腊者, (甲)樹脂黏度為5000泊(poise) Μ上; (乙)將止封用樹脂層加熱前之初期凝膨化時間設為100 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30% Κ下; Κ及 (丙)將藉由差示掃描熱量計(DSC)而測定的止封用樹脂 層加熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘存 反應熱量為初期殘存反應熱量的7 0%以下。 14, 如申譆專利範圍第1項之半導體裝置之製法,其係在 上述配線電路基板之單面上形成止封用樹脂層之後,在配 線電路基板上,在設有複數個連接用電極部之半導體元仵 的上述連接用電極部與上述止封用樹脂層擋接之下載置半 導體元件’,其次,藉由將上逑止封用樹脂層予Μ加熱熔融 ,且依在上述配線電路基板和半導體元件間之空隙內,充 填上逑熔融狀態之止封用樹脂並使之硬化而形成上逑止封 樹脂層者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210>< 297公釐) 5 {-請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -t— n <1- 1 一> I n n n I 線—_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 414936 as β〇 C8 DS 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第14項之半導體裝置之製法*其係 在形成於配線電路基板之單面的止澍用樹脂層與半導體元 件之連接用電極部擋接之下載置半導體元件之後,Μ預定 時間予Μ加熱*同時上述止封用樹脂層加壓至其在變成具 備从下之物性(甲)〜(丙)之至少一個的狀態為止,Κ該狀 態在上述配線電路基板和半導體元件間之空隙肉充填熔融 狀態之止封用樹脂者, (甲)樹脂黏度為5000泊(poise) Μ上; (乙)將止封用樹脂層加熱前之初期凝膠化時間設為100 %的情況時,凝膠化時間為初期凝膠化時間的30% Μ下; Κ及 (丙)將藉由差示掃描熱量計(DSC)而测定的止封用樹脂 層加熱前之初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘存 反應熟量為初期殘存反應熱量的70% K下。 16, —種半導體裝置之製法*其係在配線電路基板上, 透過複數個連接用電極部搭載有半導體元件,而上述配線 電路基板和半導體元件之間的空隙係依止封樹脂層止封而 成,其特徵為:使層狀之固態樹脂介於上述配線雷.路基板 和半導體元件之間並以預定時間予Μ加熱,在上述固態樹 脂層形成預定之溫度區域的階段,藉由滿足下述之條件 (X)及(Υ) Μ加壓接合配線電路基板和半導體元件並使上 述固態樹脂熔融Μ形成上述止封樹脂層者, (X)在將依差示掃描熱量計(D S C)而測定之固態樹脂之加 熱前的初期殘存反應熱量設為100 %的情況時,殘存反應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 6 (-請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氏-—1 1 訂ilr----線、 414936 as C8 D8 六、申請寻利範圍 熱量係為初期殘存反應熱量之7 0%Κ下;及 (Υ)將半導體元件之溫度設得比配線電路基板之溫·度還 高,而且兩者之溫度差為50 °CK上者。 17. 如申請專利範圍第16項之半導體裝置之製法,其中 ,上述固態樹脂*係由下述之環氧樹脂組成物(A)所組成 者, (A)其為含有下述之(a)〜(c)成份,上述(c)之含有比例 係設定在環氣樹腊組成物(A)全體之90重量%以下的環氧 樹脂組成物, (a )環氣樹脂; (b) 苯酚樹脂; (c) 最大粒徑為設定在100 下的無機質充填劑。 18. 如申請專利範圍第1δ或17項之半導體裝置之製法, 其係在上述配線電路基板上載置止封用樹脂薄作為固 態樹脂,進而在上述止澍用樹脂薄片上載置半導體元件之 後,Κ預定時間予Μ加熱保持,再藉由滿足上述條件(X) 及(Υ)之狀態予以加壓接合,且依在上述配線電路基板和 半導體元件間之空隙内,充填上述熔融狀態之止封用樹脂 並使之硬化而形成上述止封樹脂層者。 19. 如申請專利範圍第16或17項之半導體裝置之製法, 其係在設於上述配線電路基板面上之連接用電極部之一郜 分露出之下形成止封用樹脂層之後,且在半導體元件之電 極部與上述連接用電極部擋接之下將半等體元件載置於上 述配線電路基板上之後,Μ預定時間予以加熱保持,再藉 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) ---------- (-請先Ba'讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-----線、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 六、申請專利範圍 0請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由滿足上述條件(X)及(Y)之狀態予K加壓接合*且依在 上述配線電路基板和半導體元件間之空隙内,充填上述熔 融狀態之止封用樹脂並使之硬化而形成上逑止封樹脂層者。 2 0.如申請專利範圍第19項之半導體裝置之製法,其中 ,如申請專利範圍第19項中所記載之止封樹脂層,係在設 有連接用電極部之配線電路基板上,透過上述連接用電極 部而搭載止封用樹脂薄片之後*加熱熔融該止封用樹脂薄 片而形成者。 21. 如申請專利範圍第19項之半導體裝置之製法,其中 ,如申譆專利範圍第1 9項中所記載之止封用樹腊層 > 係在 設有連接用電極部之配線電路基板面上,印刷塗佈止封用 樹脂層形成材料而彤成者。 22. 如申請專利範圍第16或17項之半導體裝置之製法, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其係在設於上述半導體元件面上之連接用電極部之一部分 露出之下形成止封用樹脂層之後,且在配線電路基板之電 極部與上述連接用電極部擋接之下將半導體元件載置於上 述配線電路基板上之後,Μ預定時間予K加熱保持,再藉 由滿足上述條件(X)及(Υ)之狀態予Μ加壓接合*且依在 上述配線電路基板和半導體元件間之空隙內*充填上述熔 融狀態之止封用樹脂並使之硬化而彤成上述止封樹脂層者。 2 3.如申請專利範圍第22項之半導體裝置之製法,其中 ,如申請專利範圍第22項中所記載之止封樹脂層,係在設 有連接用電極部之半導體元件上,透過上述連接用電極部 而搭載止封用樹脂薄片之後 > 加熱熔融該止封用樹脂薄片 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) A8 B8 C8 D8 I '.· 六、申請寻利與圍 而形成者。 24. 如申請專利範圍第22項之半導體裝置之製法*其中 ,如申請專利範圍第22項中所記載之止封用樹脂層,係在 設有連接用電極部之半導體元件面上,印刷塗佈止封用樹 脂層形成材料而彤成者。 25. 如申請專利範圍第16或17項之半導體裝置之製法, 其係在上述半導體元件之單面上形成止封用樹脂層之後* 在設有複數個連接用電極部之配線電路基板上,在止封用 樹脂層與上述連接用電極部擋接之下載置半導體元件之後 ,以預定時間予Μ加熱保持,再藉由滿足上述條件(X)及 (Υ)之狀態予Μ加壓接合,且依在上述配線電路基板和半 導體元件間之空隙内,充填上述熔融狀態之止封用樹脂並 使之硬化而形成上述止封樹脂層者。 26. 如申請專利範圍第16或17項之半導體裝置之製法, 其傜在上述配線電路基板之單面上形成止封用樹脂層之後 ,在配線電路基板上,在設有複數個連接用電極部之半導 體元件的上述連接用電極部與上述止封用樹脂層擋接之下 載置半導體元件之後,Μ預定時間予从加熱保持*再藉由 滿足上述條件(X)及(Υ)之狀態予Μ加壓接合,且依在上述 配線電路基板和半導體元件間之空隙内,充填上逑熔融狀 態之止封用樹脂並使之硬化而彤成上述止封樹脂層者。 27. —種半導體裝置,其係在配線電路基板上,透過複 數涸連接用電極部搭載有半導體元件,而上述配線電路基 板和半導體元件之間的空隙係依止封樹脂層止封而成,其 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂*---„------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 414936 A8 B8 C8 D8 六、申請寻利範圍 特徵為:上述止封樹脂層,具備下逑之硬化物特性(Z)者, (Z)在2510中之拉伸彈性率為300〜15000MPa。 2 3.如申請專利範圍第27項之半導體裝置,其中,上逑 止封樹脂層,係由含有下述之(A)及(B )成份之環氧樹脂組 成物所形成者, (A)M下述之一般式(1)所表示之聯二苯型環氧樹脂; R
    CH2-CH-CH2-0-<〇
    (1) '(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔上述式(1)中,1^〜尺4為碳数1〜4之烷基,可互為相同 或不同] (Β)丙烯腈丁二烯系共聚合物。 2 9.如申請專利範圍第28項之半導體裝置,其中,作為 上述(Β)成份之丙烯腈丁二烯糸共聚合物,係為丙烯腈丁 二烯甲基丙烯酸共聚合物者。 30. 如申請專利範圍第28項之半導體裝置,其中,作為 上述(Β)成份之丙烯腈丁二烯糸共聚合物,係為丙烯腈丁 二烯甲基丙烯酸共聚合物者。 31. 如申請專利範圍第28項之半導體裝置,其中,上述 環氧樹脂組成物係含有(Α)成份及(Β)成份、與下逑之(C) 成份之環氧樹脂組成物* (C)M下逑之一般式(2)所表示之苯酚樹脂; 0H
    CH CHS 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐)
    (2) --------J1T • — It—·— — — — A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 〔上述式(2)中,m為0或正的整數 〕。 32. —種薄片狀止封材料*其係用K形成如申請專利範 圍第27項中所記載之半導體裝置之止封樹脂層的薄片狀止 封材料,其特徵為:上述薄片狀止封材料之硬化物*係具 備下述(Z)之特性者* (Z)在25C中之拉伸彈性率為300〜1 5000MPa。 33. 如申請專利範圍第32項之薄片狀止封材料,其中, 上述薄片狀止封材料,係使用含有下述之(A)及(B)成份之 環氧樹脂組成物以形成薄片狀者* (A)M下述之一般式(1)所表示之聯二苯型環氧樹脂; C,請C閱讀背面之注意事項再填寫本1) CH2-CH_CH2-◦-<〇
    l〇)-0-CH2-CH-CH!\ V (1) 為碳數1〜4之垸基,可互為栢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔上述式(1)中,R i 同或不同 ] (B)丙烯睛丁二烯糸共聚合物 34.如申請專利範圍第33項之. 上述(B)成份之丙烯腈丁二烯系共聚 二烯甲基丙烯酸共聚合物者。 3 5 .如申請專利範圍第3 3項之 上述(B)成份之丙烯腈丁二烯系共聚合 二烯甲基丙烯酸共聚合物者。 36.如申請專利範圍第33、34或35項之 中,上述環氧樹脂組成物係含有U)成份及(B)
    作為 係為丙烯腈丁 ,其中 其中,作為 i為丙烯腈丁 ..Τ'
    與下 tr---l· I----線/ 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 述之(c)成份之環氧樹脂組成物* (C)K下述之一般式(2)所表示之苯酚樹脂; 0H •CHi
    CHS (2) CHs 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔上述式(2)中,ra為0或正的整數 〕° 37.如申請專利範圍第1或16項之半導體装置之製法,其 中,層狀之固態樹脂係為下逑(S)者, (S)其在各申請專利範圍中,係為在複數個連接用電極 部之中位於最外周之被複數個連接用電極部圍住之空間部 分上具有可收容之形狀尺寸的固態樹脂。 3 8.如申請專利範圍第37項之半導體裝置之製法,其在 如申請專利範圍第3 7項中*係在被位於上述最外周之複數 個連接用電極都圍住之部分上設有其他的連接用電極部, 且在與上述固態樹脂(S)之上述其他的連接用電極部對應 的部分上設有賃穿孔者。 39.如申請專利範園第1或16項之半導體裝置之製法,其 係使用具有本案中所定義之「全接合高度」之50〜95%之 厚度的止封用樹脂薄Η者。 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) 12 _ 1 η -
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