TWI477545B - 半導體密封用樹脂組成物，半導體裝置之製造方法及半導體裝置 - Google Patents

半導體密封用樹脂組成物，半導體裝置之製造方法及半導體裝置 Download PDF

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Sumitomo Bakelite Co
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Description

半導體密封用樹脂組成物，半導體裝置之製造方法及半導體裝置
本發明係關於適於利用壓縮成形將半導體元件施行密封的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物、使用其的半導體裝置之製造方法、及由其所獲得的半導體裝置。
半導體裝置(以下亦稱「封裝」)利用轉印成形所施行的密封中，相關金屬線流動的問題截至目前仍受到指摘，配合封裝形態的變遷，採取成形條件最佳化、半導體密封用樹脂組成物(以下亦稱「樹脂組成物」)低黏度化等因應措施。但是，最近的狀況，一方面在半導體裝置中，在高機能化與低成本化目的下，隨半導體元件(以下亦稱「元件」或「晶片」)的細微佈線化，而朝打線接合的超細間距化及金屬線的細微佈線化演進，伴隨於此，容易發生超出目前程度的金屬線流動情況。另一方面，樹脂組成物的低黏度化係在半導體裝置可靠度提升或BGA(球柵陣列封裝)中減輕翹曲等目的下，朝填充劑高填充化演進，但卻難以更進一步低黏度化，難以因應超出目前程度的金屬線流動。除此之外，因封裝的薄型化及元件的多層化所造成的晶片正上方窄間隙化、及成形時的MAP(模封陣列封裝)化，容易導致發生熔接等成形性不良情況。
壓縮成形技術相較於半導體密封所廣泛採行的轉印成形，因為樹脂的流速特別低，且橫向流動較少，因而不易發生金屬線流動情形，屬於上述超細間距化的有效因應方法。且，相關晶片正上方的窄間隙部填充，亦因其成形方式而不易發生熔接情形，屬於優異的成形法，屬於適合今後進展的半導體裝置超細間距化及薄型化之成形法，日後擴大應用頗受期待。
使用半導體密封用樹脂組成物並利用壓縮成形，對半導體元件施行密封而獲得半導體裝置的方法，係提案有使用顆粒狀樹脂組成物的方法(例如參照專利文獻1)、使用形成薄片狀樹脂組成物的方法(例如參照專利文獻2、3)。
使用顆粒狀樹脂組成物的方法之情況，在對壓縮成形裝置內所設置之壓縮成形模具的模穴內投入顆粒狀樹脂組成物前，必需施行樹脂組成物的搬送及秤量，但專利文獻1所記載方法中，因為形成2mm左右的較大顆粒狀，因而會有秤量精度嫌不足的情況。
再者，壓縮成形裝置內所設置之壓縮成形模具的模穴內所投入的顆粒狀樹脂組成物，係利用壓縮成形裝置而封鎖於模具中，並在模穴內進行熔融，而填充於整體模穴中，但此時因熔融樹脂組成物的熔融黏度與硬化進行方式，會影響金屬線流動程度與晶片正上方的窄間隙部填充性。
專利文獻3係提案在降低金屬線流動之目的下，將樹脂的熔融黏度、凝膠時間設定於特定範圍，但本方法係相關將樹脂加工成薄片狀所使用的方法，並相關使用顆粒狀樹脂組成物的壓縮成形中，針對熔融樹脂組成物的熔融黏度與硬化之改進方法進行提案。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2000-021908號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-216899號公報
專利文獻3：日本專利特開2006-070197號公報
本發明係提供使用顆粒狀半導體密封用樹脂組成物並利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得半導體裝置時，能獲得良好填充性，且不易發生金屬線短路不良情形，可提高壓縮成形時的良率與半導體裝置的品質之半導體密封用樹脂組成物及使用其的半導體裝置之製造方法。
本發明的半導體密封用樹脂組成物係利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得半導體裝置所使用的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物，其特徵在於，當利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，滿足下述a)~c)：
a)從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間係20秒以下；
b)最低離子黏度值係6.5以下；
c)從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔係10秒以上。
本發明的半導體密封用樹脂組成物使用JIS標準篩並利用篩分所測得之粒度分佈中，粒徑未滿106μm的微粉係可依上述半導體密封用樹脂組成物全體的5質量%以下之比例含有。
本發明的半導體密封用樹脂組成物使用JIS標準篩並利用篩分所測得粒度分佈中，粒徑2mm以上的粗粒係可依上述半導體密封用樹脂組成物全體的3質量%以下之比例含有。
本發明的半導體密封用樹脂組成物係對由具有利用直接或間接加熱手段進行溫度調節的複數小孔之圓筒狀外周部與圓盤狀底面所構成之轉子的內側，將經熔融混練的上述半導體密封用樹脂組成物依熔融狀態進行供應，使該半導體密封用樹脂組成物利用上述轉子進行旋轉而得的離心力通過上述小孔而獲得。
本發明的半導體裝置之製造方法，其特徵在於，使用上述顆粒狀半導體密封用樹脂組成物，利用壓縮成形將半導體元件施行密封。
本發明的半導體裝置之製造方法中，將顆粒狀半導體密封用樹脂組成物進行搬送、秤量的步驟，係可在剛要進行壓縮成形步驟前才實施。
本發明的半導體裝置之製造方法中，係可一邊將壓縮成形模具的模穴內空氣施行脫氣，一邊施行壓縮成形。
本發明的半導體裝置，其特徵在於，在引線框架的晶粒座上或基板接著固定半導體元件，並將上述半導體元件的打線接合墊與上述引線框架的內引線或上述基板上的打線接合墊，利用金屬線連接後，使用上述半導體密封用樹脂組成物，利用壓縮成形將半導體元件施行密封而成的半導體裝置；其中，上述金屬線直徑係18μm以下，且上述金屬線的偏移率係2.5%以下。
本發明的半導體裝置中，上述半導體元件上的上述半導體密封用樹脂組成物之硬化物厚度係可設為150μm以下。
依照本發明，當利用壓縮成形將半導體元件密封而獲得半導體裝置時，可獲得能提高壓縮成形時的良率與半導體裝置品質之半導體密封用樹脂組成物。
上述目的、其他目的、特徵及優點，利用下述較佳實施形態及所附圖式可更加清楚明瞭。
本發明的半導體密封用樹脂組成物，係利用壓縮成形對半導體元件施行密封而獲得之半導體裝置所使用的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物，其特徵在於，當利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間係20秒以下，最低離子黏度值係6.5以下，且從測定開始至到達最低離子黏度的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔，係10秒以上。此外，本發明的半導體裝置之製造方法，其特徵在於，係使用上述顆粒狀半導體密封用樹脂組成物，利用壓縮成形對半導體元件施行密封。藉由該等構成，當使用顆粒狀半導體密封用樹脂組成物並利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得半導體裝置時，可獲得良好填充性，不易發生金屬線短路不良情形，可提高壓縮成形時的良率與半導體裝置品質的半導體密封用樹脂組成物及提供使用其的半導體裝置之製造方法。以下，針對本發明進行詳細說明。
首先，針對使用本發明之顆粒狀樹脂組成物並利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得半導體裝置的方法一例，使用圖示顆粒狀樹脂組成物的秤量及對模具模穴的供應方法概念圖之圖1、2進行詳細說明。在具備可將樹脂組成物瞬間供應給下模穴104內的檔板等樹脂材料供應機構的樹脂材料供應容器102上，使用振動進料器101等搬送手段，將顆粒狀樹脂組成物103進行一定量搬送，而準備已裝入顆粒狀樹脂組成物103的樹脂材料供應容器102(參照圖1)。此時，樹脂材料供應容器102中的顆粒狀樹脂組成物103之計量，可利用在樹脂材料供應容器102下方所設置的計量手段實施。其次，在壓縮成形模具的上模與下模間，設置已裝入顆粒狀樹脂組成物103的樹脂材料供應容器102，且將已搭載半導體元件的引線框架或電路基板，利用夾具、吸附等固定手段，依半導體元件搭載面朝下側的方式，固定於壓縮成形模具的上模上(未圖示)。接著，若從構成樹脂材料供應容器102底面之檔板等樹脂材料供應機構，將經秤量過的顆粒狀樹脂組成物103供應給下模穴104內(參照圖2)，顆粒狀樹脂組成物103便在下模穴104內依既定溫度進行熔融。更且，將樹脂材料供應容器102搬出於模具外之後，視需要一邊在將模穴內減壓下，一邊利用壓縮成形機施行模鎖，依熔融之樹脂組成物包圍半導體元件的方式填充於模穴內，進一步藉由依既定時間使樹脂組成物硬化，而密封成形半導體元件。經既定時間後，打開模具，施行半導體裝置的取出。另外，在模穴內減壓下而施行脫氣成形之事並非屬必需，但因為可減少樹脂組成物硬化物中的孔隙，因而較佳。此外，在引線框架或電路基板上所搭載的半導體元件係可為複數，且亦可施行積層或並聯搭載。
不僅侷限於上述例，當使用顆粒狀樹脂組成物對半導體元件施行密封的壓縮成形法之情況，對於所使用的顆粒狀樹脂組成物，為求提升壓縮成形時的良率與半導體裝置品質，係要求顆粒狀樹脂組成物對壓縮成形模具下模穴的均質投入、被投入壓縮成形模具下模穴中的顆粒狀樹脂組成物之秤量精度、以及成形時的適當流動性與硬化性。此外，顆粒狀樹脂組成物的投入準備與秤量，在利用振動進料器等搬送手段實施的情況，藉由振動將顆粒狀樹脂組成物均質地送出(以下亦稱「搬送性」)便可求得。
壓縮成形係不同於射出成形與轉印成形，是屬於利用混練或流動等不大會對樹脂組成物施加剪切力的成形方法，且當所使用材料係屬於顆粒狀樹脂組成物的情況，依照粒度分佈亦會使黏度、硬化性產生變化。所以，本發明中，半導體密封用樹脂組成物的黏度特性與流動性之評估方法，便採用利用介電分析裝置施行測定之到達最低離子黏度為止的時間、最低離子黏度以及到達最低離子黏度為止的時間，與從測定開始至到達相對於300秒後的離子黏度值最大值(以下亦簡稱「最大值」)為90%離子黏度值為止的時間之間隔。藉此，便可適當重現使用顆粒狀樹脂組成物之利用壓縮成形施行成形時的狀況。習知，半導體密封用樹脂組成物的黏度特性與流動性之評估方法，係可使用例如螺旋流動、高化式流動、粉質儀、實驗塑膠撞擊研磨機等。然而，不管何種評估手段均屬於表示流動中樹脂黏度行為的手段，並無法正確表示壓縮成形時的實質無剪切之黏度行為，亦即因對樹脂施加剪切力，導致分子間衝撞而造成的反應促進以及因分子切斷而發生硬化延遲，無法正確地掌握在壓縮成形時的狀態。
針對半導體密封用樹脂組成物利用介電分析裝置施行測定時的離子黏度特性，係表示顆粒狀半導體密封用樹脂組成物的黏度特性與硬化行為之特性，且適用於接近利用壓縮成形施行成形時的狀況中，實質無剪切狀態之顆粒狀樹脂組成物的黏度特性、硬化行為之評估。圖3所示係針對本發明半導體密封用樹脂組成物，利用介電分析裝置施行測定時的離子黏度與斜率分佈圖。在樹脂整體呈熔解狀態的階段，離子黏度成為最低值，隨著硬化不易進行，導致離子黏度上升。到達最低離子黏度為止的時間(以下亦稱「最低離子黏度到達時間」)係表示顆粒狀樹脂組成物的熔解容易度，最低離子黏度值係表示顆粒狀樹脂組成物的最低黏度。此外，到達最低離子黏度為止的時間、與相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間之間隔(以下亦稱「安定時間」)，係表示顆粒狀樹脂組成物具有流動性的時間寬度。
本發明的半導體密封用樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間較佳係20秒以下、更佳為15秒以下。若到達最低離子黏度為止的時間係在上述上限值以下，因樹脂接觸半導體裝置之金屬線時的樹脂黏度充分降低，造成即便金屬線徑在18μm以下的情況，仍幾乎不會發生金屬線流動情形(金屬線偏移率在2.5%以下)，結果便可抑制超細間距金屬線的短路不良發生。此外，相關到達最低離子黏度為止的時間下限值，並無特別的限定，但若考慮僅接觸到壓縮成形模具模穴之部分的樹脂會先行熔融、硬化等，導致發生部分凝膠或硬化不均情形，較佳係設為2秒以上、更佳為5秒以上。
本發明的半導體密封用樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，最低離子黏度值較佳在6.5以下、更佳為6.3以下。若最低離子黏度值在上述上限值以下，則即便金屬線徑在18μm以下的情況，幾乎不會發生金屬線流動情形(金屬線偏移率在2.5%以下)，結果可抑制超細間距金屬線的短路不良發生。此外，相關最低離子黏度值的下限值，並無特別的限定，但若考慮樹脂黏度過低而伴隨在通風孔部與分模面處發生毛邊的情況，較佳係設為1以上、更佳為3以上。此處，所謂「最低離子黏度值」係指從測定開始後300秒後的離子黏度值最低值。
本發明的半導體密封用樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔，較佳係10秒以上、更佳為14秒以上。若從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔在上述下限值以上，則在成形中幾乎不會有因樹脂增黏導致填充不良與孔隙發生的可能性。此外，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔的上限值，並無特別的限定，但若考慮因硬化性降低，導致模具髒污趨於嚴重，造成因清洗次數增加而降低生產性或造成硬化物的耐熱性與耐濕性等降低的情況，較佳設為120秒以下、更佳為60秒以下。
另外，介電分析裝置本體係可使用NETZSCH公司製之DEA231/1 cure analyzer，壓力機係可使用NETZSCH公司製之MP235 Mini-Press。此外，測定方法係可根據ASTM E2039進行測定。
本發明的半導體密封用樹脂組成物當利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間係20秒以下，最低離子黏度值係6.5以下，而從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔係10秒以上，係藉由針對環氧樹脂、硬化劑及硬化促進劑的種類與調配比例以及顆粒狀半導體密封用樹脂組成物的粒度分佈等進行調整便可達成。
本發明的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物使用JIS標準篩並利用篩分所測得粒度分佈中，粒徑未滿106μm的微粉，較佳係依樹脂組成物全體的5質量%以下之比例含有、更佳係依3質量%以下之比例含有。若粒徑未滿106μm的微粉比例在上述上限值以下，則在搬送、秤量階段時，在振動進料器等搬送手段的搬送路徑上不會有凝聚或固著、或附著於搬送手段的情況發生，可獲得安定的搬送性與良好的秤量精度。且，若粒徑未滿106μm的微粉比例在上述上限值以下，則微粉的熔融、硬化便不會相對的先行，當利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，將到達最低離子黏度為止的時間與相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間之間隔修正於適當範圍內將趨於容易，就此點而言亦屬較佳。此外，若粒徑未滿106μm的微粉比例在上述上限值以下，則可降低成形階段中因粒徑未滿106μm的微粉之熔融、硬化相對性的先行進行，導致發生部分凝膠與硬化不均情況發生的可能性。此外，相關粒徑未滿106μm的微粉比例之下限值並無特別的限定，亦可設為0質量%。
本發明的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物使用JIS標準篩並利用篩分所測得之粒度分佈中，達2mm以上的粗粒比例相對於樹脂組成物全體較佳設在3質量%以下、更佳為2質量%以下。若2mm以上的粗粒比例係在上述上限值以下，則在搬送、秤量階段，不管質量較大的粒子如何混入，均不會發生秤量變動情形，可獲得良好的秤量精度，藉此便可使成形後的半導體裝置品質呈安定化。且，若2mm以上的粗粒比例係在上述上限值以下，則粗粒的熔融、硬化便不會相對性的延遲，可輕易地將利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間設定於適當範圍，以此而言係屬較佳。此外，若2mm以上的粗粒比例係在上述上限值以下，則在成形階段中，可減少因2mm以上的粗粒之熔融、硬化相對性延遲所導致之硬化不均與部分性發生金屬線流動的可能性。另外，相關2mm以上的粗粒比例下限值，並無特別的限定，亦可定為0質量%。
顆粒狀樹脂組成物的粒度分佈測定方法，係使用RO-TAP型搖篩機中所設置的開孔2.00mm、1.00mm及106μm之JIS標準篩，一邊使該等篩進行20分鐘的振動(鎚敲打數：120次/分)，一邊使40g試料通過篩而進行分級，求取相對於分級前的試料質量，在2.00mm、1.00mm篩上所殘留的粒子質量%、以及通過106μm篩的微粉質量%之方法，因為可體現實際壓縮成形所必要的特性，因而屬較佳。另外，該方法的情況，長寬比較高的粒子雖有通過各個篩的可能性，但為求方便，從依照一定條件施行分級成分的質量%，定義本發明之顆粒狀樹脂組成物的各粒度分佈。
另外，習知所使用的壓縮成形用半導體密封用樹脂組成物，係將各原料成分利用混合機進行預混合後，再利用滾筒、捏合機或擠出機等混練機施行加熱混練後，經冷卻、粉碎步驟而形成粉碎物，相對於全樹脂組成物，使用JIS標準篩並利用篩分測定之粒度分佈中，未滿106μm的微粉量係超越10質量%，達2mm以上的粗粒量係4~6質量%左右，具有寬廣粒度分佈。此外，習知壓縮成形用半導體密封用樹脂組成物的粉碎物一例，係如日本專利特開2000-021908(專利文獻1)所記載的「環氧樹脂成形材料，係經粉碎並將微細粉阻隔的粗粒、或將微細粉集結的顆粒」(專利文獻1中的段落0010)。若觀看該文獻的實施例，顆粒狀半導體密封用樹脂組成物係例如大致呈球狀且平均粒徑約2mm，將混練物施行粉碎，並將粉碎物粒徑1mm以下的微粉進行阻隔而獲得平均粒徑約3mm的粗粉等。即，相關專利文獻1所記載的環氧樹脂成形材料，係含有2mm以上之相當量的粗粒。此外，該文獻中，並無將2mm以上之粗粒進行阻隔的記載，從生產性的觀點而言，判斷亦無追加該阻隔步驟。
再者，壓縮成形時，並無必要如轉印成形般，為了晶片上的樹脂填充而使樹脂流動注入，因為在模穴內的橫向樹脂流動較少，因而即便是轉印成形中較為困難的晶片上樹脂厚度較薄之窄間隙構造封裝，例如晶片上的樹脂厚度為80~150μm的窄間隙構造封裝，仍可藉由選擇適當的壓縮成形用樹脂組成物，便不會發生金屬線流動與填充不良等不良情況，可良率佳地成形。此種窄間隙構造封裝亦可適用的壓縮成形用樹脂組成物，較佳係使用當利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間在15秒以下，最低離子黏度值在6.3以下，且到達最低離子黏度為止的時間、與相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間之間隔係達14秒以上者。另外，晶片上的間隙在80μm以下的情況，會有金屬線露出的可能性。
本發明的半導體密封用樹脂組成物，係使用環氧樹脂。本發明樹脂組成物中所使用的環氧樹脂係1分子內具有2個以上環氧基的單體、寡聚物、聚合物等全部均可使用，就分子量與分子構造並無特別的限定，可舉例如：聯苯型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、茋型環氧樹脂、氫醌型環氧樹脂等結晶性環氧樹脂；甲酚醛酚醛型環氧樹脂、酚-酚醛型環氧樹脂、萘酚-酚醛型環氧樹脂等酚醛型環氧樹脂；含伸苯骨架之酚芳烷型環氧樹脂、含聯伸苯骨架之酚芳烷型環氧樹脂、含伸苯骨架之萘酚芳烷型環氧樹脂等酚芳烷型環氧樹脂；三酚甲烷型環氧樹脂及烷基改質三酚甲烷型環氧樹脂等三官能基型環氧樹脂；雙環戊二烯改質酚型環氧樹脂、萜烯改質酚型環氧樹脂等改質酚型環氧樹脂；含三核之環氧樹脂等含雜環之環氧樹脂等，該等係可單獨使用1種、亦可組合使用2種以上。該等之中，較佳係使用諸如：聯苯型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、含聯伸苯骨架之酚芳烷型環氧樹脂、雙環戊二烯改質酚型環氧樹脂。此外，樹脂組成物係從當利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定時，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間在20秒以下，最低離子黏度值在6.5以下，且從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間、與從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間之間隔滿足10秒以上範圍的觀點而言，較佳係使用分子構造具有聯苯骨架且環氧當量在180以上者。
相關環氧樹脂全體的調配比例下限值並無特別的限定，佔全樹脂組成物中較佳為2質量%以上、更佳為4質量%以上。若調配比例的下限值在上述範圍內，發生流動性降低等的可能性較低。且，相關環氧樹脂全體的調配比例上限值亦無特別的限定，佔全樹脂組成物中較佳設定在15質量%以下、更佳為13質量%以下。若調配比例上限值在上述範圍內，導致耐焊接性降低等的可能性較低。且，若考慮利用介電分析裝置測定之到達最低離子黏度為止的時間、最低離子黏度，及相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間，以及與到達最低離子黏度為止的時間之間隔，則最好配合所使用的環氧樹脂種類適當地調整調配比例。
本發明的半導體密封用樹脂組成物中係可使用硬化劑。本發明樹脂組成物所使用的硬化劑係在能與環氧樹脂進行反應而硬化的前提下，其餘並無特別的限定，可舉例如：乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺等碳數2~20的直鏈脂肪族二胺；間二甲苯雙胺、對苯二胺、對二甲苯二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯碸、4,4'-二胺基二環己烷、雙(4-胺基苯基)苯基甲烷、1,5-二胺基萘、間二甲苯雙胺、對二甲苯二胺、1,1-雙(4-胺基苯基)環己烷、雙氰胺等胺基類；苯胺改質酚醛樹脂、二甲醚酚醛樹脂等酚醛型酚樹脂；酚-酚醛樹脂、甲酚-酚醛樹脂、第三丁基酚-酚醛樹脂、壬酚-酚醛樹脂等酚醛型酚樹脂；聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯；酚芳烷樹脂等酚樹脂或酸酐等等，該等係可單獨使用1種、亦可組合使用2種以上。該等之中，較佳係使用酚-酚醛樹脂、具有伸苯骨架的酚芳烷樹脂、具有聯伸苯骨架的酚芳烷樹脂等。且，若考慮樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間在20秒以下，最低離子黏度值在6.5以下，以及從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間、與從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間之間隔能滿足達10秒以上範圍的觀點而言，較佳係使用分子構造具有伸苯及/或聯苯骨架且羥基當量達160以上者。
相關硬化劑全體的調配比例下限值並無特別的限定，於全樹脂組成物中較佳係佔0.8質量%以上、更佳係1.5質量%以上。若調配比例下限值在上述範圍內，便可獲得充分的流動性。此外，相關硬化劑全體的調配比例上限值亦無特別的限定，於全樹脂組成物中較佳佔10質量%以下、更佳為8質量%以下。若調配比例上限值在上述範圍內，便可獲得良好的耐焊接性。此外，若考慮利用介電分析裝置所測得之到達最低離子黏度為止的時間、最低離子黏度、及相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間、以及與到達最低離子黏度為止的時間之間隔，最好配合硬化劑的種類，適當調整調配比例。
再者，當硬化劑係使用酚樹脂系硬化劑的情況，環氧樹脂全體與酚樹脂系硬化劑全體的配合比率，較佳係環氧樹脂全體的環氧基數(EP)與酚樹脂系硬化劑全體的酚性羥基數(OH)之當量比(EP)/(OH)為0.8以上且1.3以下。若當量比在該範圍內，於樹脂組成物成形時便可獲得充分的硬化性。且，若當量比在該範圍內，則樹脂硬化物便可獲得良好物性。此外，若考慮減輕區域表面安裝型半導體裝置的翹曲情形之觀點，最好依能提高樹脂組成物的硬化性及樹脂硬化物的玻璃轉移溫度或熱彈性模數的方式，配合所使用硬化促進劑的種類，調整環氧樹脂全體的環氧基數(Ep)與硬化劑全體的酚性羥基數(Ph)之當量比(Ep/Ph)。此外，若考慮利用介電分析裝置所測得之到達最低離子黏度為止的時間、最低離子黏度、及相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間、以及與到達最低離子黏度為止的時間之間隔，最好配合所使用環氧樹脂、酚樹脂系硬化劑的種類，適當調整當量比。
本發明的半導體密封用樹脂組成物中，係可使用硬化促進劑。本發明的半導體密封用樹脂組成物所使用的硬化促進劑係只要能促進環氧基與酚性羥基間的硬化反應便可，可使用一般在密封材料中所使用者。例如：1,8-二氮雜雙環(5,4,0)月桂烯-7等二氮雜雙環烯及其衍生物；三丁胺、苄二甲胺等胺系化合物；2-甲基咪唑等咪唑化合物；三苯膦、甲基二苯膦等有機膦類；四苯鏻‧四苯基硼酸鹽、四苯鏻‧四苯甲酸硼酸鹽、四苯鏻‧四萘甲酸硼酸鹽、四苯鏻‧四萘甲醯氧基硼酸鹽、四苯鏻‧四萘氧基硼酸鹽等四取代鏻‧四取代硼酸鹽；經加成苯醌的三苯膦等。該等係可單獨使用1種、亦可組合使用2種以上。該等之中，較佳係使用四取代鏻化合物、磷酸甜菜化合物、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含磷原子的化合物。此外，藉由樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定之際，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間在20秒以下，最低離子黏度值在6.5以下，且從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間、與從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間之間隔滿足10秒以上範圍的觀點而言，較佳係使用低黏度、熱安定性與硬化性的均衡佳，且具有潛伏性的硬化促進劑。
硬化促進劑全體的調配比例下限值，較佳係佔全樹脂組成物中的0.1質量%以上。若硬化促進劑全體的調配比例下限值在上述範圍內，便可獲得充分的硬化性。此外，硬化促進劑全體的調配比例上限值，較佳係佔全樹脂組成物中的1質量%以下。若硬化促進劑全體的調配比例上限值在上述範圍內，便可獲得充分的流動性。此外，若考慮利用介電分析裝置所測得之到達最低離子黏度為止的時間、最低離子黏度、及相對於最大值到達90%離子黏度值為止的時間、以及與到達最低離子黏度為止的時間之間隔，最好配合所使用硬化促進劑的種類，適當調整調配比例。
本發明的半導體密封用樹脂組成物中，係可使用無機填充劑。本發明的半導體密封用樹脂組成物所使用的無機填充劑係只要屬於一般半導體密封材料中所使用者便可，其餘並無特別的限制，可舉例如：熔融破碎二氧化矽、熔融球狀二氧化矽、結晶二氧化矽、二次凝聚二氧化矽等二氧化矽；氧化鋁、鈦白、氫氧化鋁、滑石、黏土、雲母、玻璃纖維等。該等之中，特佳為熔融球狀二氧化矽。此外，粒子形狀並無限制，較佳為正球狀。另外，藉由將粒子大小不同的粒子相混合，便可增加填充量。此外，從樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定之際，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間在20秒以下，最低離子黏度值在6.5以下，且從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間、與從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間之間隔滿足10秒以上範圍的觀點而言，較佳係使用熔融球狀二氧化矽。
無機填充劑的含有比例下限值，較佳係佔樹脂組成物全體的78質量%以上、更佳為80質量%以上、特佳為83質量%以上。若無機填充劑的含有比例下限值在上述範圍內，則樹脂組成物的硬化物物性便不會增加吸濕量或強度降低情形，可獲得良好的耐焊接龜裂性。此外，無機填充劑的含有比例上限值，較佳係佔樹脂組成物全體的93質量%以下、更佳為91質量%以下、特佳為90質量%以下。若無機填充劑的含有比例上限值在上述範圍內，則不會損及流動性，可獲得良好的成形性。此外，從樹脂組成物利用介電分析裝置依測定溫度175℃、測定頻率100Hz條件施行測定之際，從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間在20秒以下，最低離子黏度值在6.5以下，且從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間、與測定開始至到達最低離子黏度為止的時間之間隔滿足10秒以上範圍的觀點而言，較佳係在能獲得良好耐焊接性的範圍內，將無機填充劑含有量設定為較低值。
本發明的半導體密封用樹脂組成物中，除上述成分之外，視需要尚可調配入γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等偶合劑；碳黑等著色劑；天然蠟、合成蠟、高級脂肪或其金屬鹽類；烷烴等離型劑；聚矽氧油、矽橡膠等低應力成分；抗氧化劑等各種添加劑。
其次，針對獲得本發明的半導體密封用樹脂組成物之方法進行說明。本發明的半導體密封用樹脂組成物係將上述成分以及其他添加劑等，使用例如混合機等，於常溫下施行均勻混合，再將其使用加熱輥、捏合機或擠出機等混練機施行熔融混練後，經冷卻、粉碎，再將其使用篩去除粗粒與微粉而獲得的方法(以下亦稱「粉碎篩分法」)；或者依將經熔融混練的樹脂組成物形成顆粒狀的方式施行造粒化之方法等便可獲得。從樹脂組成物製造時的良率等觀點而言，較佳為施行造粒化的方法。施行造粒化的方法係有如：使用在螺桿前端部設有模具(其係複數配置小徑)的擠出機，從從模具所配置的小孔擠出呈股狀熔融樹脂，再將該熔融樹脂利用呈略平行於模具面進行滑動旋轉的切割刀進行切斷並獲得的方法(以下亦稱「熱切割法」)等，但若考慮磨耗金屬粉等的混入問題等，較佳係對利用直接或間接加熱手段進行溫度調節且具有複數小孔，並由圓筒狀外周部與圓盤狀底面所構成轉子的內側，將經熔融混練的樹脂組成物依熔融狀態進行供應，再使該樹脂組成物利用使轉子進行旋轉所獲得離心力，經通過小孔而獲得顆粒狀半導體密封用樹脂組成物的方法(以下亦稱「離心製粉法」)。該製法中，藉由調整適當製造條件，便可獲得使用JIS標準篩並利用篩分所測得粒度分佈中，粒徑未滿106μm的微粉，相對於半導體密封用樹脂組成物全體的比例在5質量%以下，且粒徑2mm以上的粗粒，相對於半導體密封用樹脂組成物全體的比例在3質量%以下的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物。
其次，針對屬於用以獲得本發明的半導體密封用環氧樹脂組成物的製法一例之離心製粉法，使用圖式進行詳細說明。圖4所示係為了獲得顆粒狀半導體密封用環氧樹脂組成物，從樹脂組成物熔融混練至捕捉顆粒狀樹脂組成物為止的一實施例概略圖，圖5所示係供對轉子與轉子圓筒狀外周部施行加熱用的激磁線圈的一實施例剖視圖，圖6所示係將熔融混練樹脂組成物供應給轉子的雙層管式圓筒體的一實施例剖視圖。
利用雙螺桿擠出機209施行熔融混練的環氧樹脂組成物，係通過雙層管式圓筒體205(其係在內壁與外壁間流通冷媒而進行冷卻)再供應給轉子201內側。此時，雙層管式圓筒體205係為使熔融混練的環氧樹脂組成物不會附著於雙層管式圓筒體205的壁上，較佳係使用冷媒施行冷卻。即便藉由通過雙層管式圓筒體205，將環氧樹脂組成物供應給轉子201而將環氧樹脂組成物依連續絲狀進行供應的情況，亦是藉由轉子201進行高速旋轉，便可將環氧樹脂組成物不會從轉子201溢出的方式安定地供應。
轉子201係連接於馬達210，並可依任意旋轉數進行旋轉。在轉子201外周上所設置具有複數小孔的圓筒狀外周部202，係具有磁性材料203，藉由對在其附近所設置的激磁線圈204中，通電入利用交流電源產生裝置206所產生的交流電源，藉此使所產生的交變磁通通過，並利用渦流損失(eddy current loss)、磁滯損失(hysteresis loss)進行加熱。另外，該磁性材料203係有如鐵材、矽鋼等，可使用1種或複合使用2種以上磁性材料203。具有複數小孔的圓筒狀外周部202之小孔附近，亦可由未與磁性材料203同一材質形成，例如利用具高熱傳導率的非磁性材料形成，利用在其上下設置磁性材料203，便以經加熱的磁性材料203為熱源，並利用熱傳導將圓筒狀外周部202的小孔附近施行加熱。非磁性材料係有如銅、鋁等，可使用1種或複合使用2種以上的非磁性材料。環氧樹脂組成物係供應給轉子201內側之後，便利用由使用馬達210使轉子201進行旋轉而產生的離心力，朝經加熱的圓筒狀外周部202飛行移動。
接觸於經加熱且具有複數小孔的圓筒狀外周部202之環氧樹脂組成物，熔融黏度並不會上升，可輕易地通過圓筒狀外周部202的小孔並吐出。加熱溫度係可依照適用的環氧樹脂組成物特性而任意設定。一般，若加熱溫度過度提升，環氧樹脂組成物的硬化便會進展，導致流動性降低、或圓筒狀外周部202的小孔遭阻塞，在恰當的溫度條件情況下，因為樹脂組成物與圓筒狀外周部202的接觸時間極短，因而對流動性的影響極少。此外，因為具複數小孔的圓筒狀外周部202將被均勻地加熱，因而局部流動性的變化極少。又，圓筒狀外周部202的複數小孔係配合所使用樹脂組成物的粒子形狀與粒度分佈，可任意調整孔徑。
通過圓筒狀外周部202的小孔並吐出的顆粒狀樹脂組成物，係利用例如在轉子201周圍所設置外槽208進行捕捉。外槽208係為防止顆粒狀環氧樹脂組成物附著於內壁，並防止顆粒狀環氧樹脂組成物間發生熔接，通過圓筒狀外周部202的小孔並飛行的顆粒狀環氧樹脂組成物所碰撞到的碰撞面，相對於顆粒狀環氧樹脂組成物的飛行方向設為具10~80度、較佳25~65度傾斜設置。若相對於環氧樹脂組成物飛行方向，將碰撞面傾斜設在上述上限值以下，便可使顆粒狀環氧樹脂組成物的碰撞能量充分分散，對壁面發生附著的可能性較低。此外，若相對於環氧樹脂組成物飛行方向，碰撞面傾斜設在上述下限值以上，便可充份減少顆粒狀環氧樹脂組成物的飛行速度，因而即便2次碰撞外槽壁面的情況，附著於外裝壁面的可能性仍較低。
再者，若顆粒狀環氧樹脂組成物所碰撞到的碰撞面溫度變高，顆粒狀環氧樹脂組成物便容易附著，因而最好在碰撞面外周設置冷卻夾套207，俾將碰撞面施行冷卻。外槽208的內徑較佳係設為能將顆粒狀環氧樹脂組成物充分冷卻，不致發生顆粒狀環氧樹脂組成物附著於內壁、或顆粒狀環氧樹脂組成物間不會發生熔接的程度大小。一般雖利用轉子201的旋轉而產生空氣流動，便可獲得冷卻效果，但視需要亦可導入冷風。外槽208的大小係依照所處理樹脂量而異，例如轉子201直徑為20cm的情況，若外槽208內徑為100cm左右，便可防止附著與熔接情形。
其次，針對使用顆粒狀半導體密封用樹脂組成物，利用壓縮成形將半導體元件施行密封的本發明半導體裝置進行說明。另外，使用本發明顆粒狀樹脂組成物，利用壓縮成形將半導體元件施行密封，而獲得半導體裝置的方法係如前述。利用本發明半導體裝置進行密封的半導體元件並無特別的限定，可舉例如：積體電路、大規模積體電路、電晶體、閘流體、二極體等。
本發明的半導體裝置形態並無特別的限定，可舉例如：球柵陣列封裝(BGA)、MAP式BGA等。尚可使用例如：對稱腳位封裝(DIP)、塑膠有腳晶片封裝(PLCC)、四方形扁平封裝(QFP)、超薄四方形扁平封裝(LQFP)、小外型封裝(SOP)、J型引腳小外型封裝(SOJ)、薄型小外型封裝(TSOP)、薄型四方形扁平封裝(TQFP)、捲帶式承載封裝(TCP)、晶片尺寸封裝(CSP)、四方形扁平無引腳封裝(QFN)、小型化無引腳封裝(SON)、引線框架‧BGA(LF-BGA)等。
利用壓縮成形由樹脂組成物的硬化物，將半導體元件施行密封的本發明半導體裝置，係直接(或在80℃至200℃左右溫度下，歷經10分鐘至10小時左右，經完全硬化後)，搭載於電子機器等之上。
以下，針對具備有引線框架或電路基板、在引線框架或電路基板上積層或並聯而搭載的1以上半導體元件、將引線框架或電路基板與半導體元件進行電氣式連接的焊接線、以及將半導體元件與焊接線進行密封的密封材之半導體裝置，使用圖式進行詳細說明，惟本發明並不僅侷限於使用焊接線的情況。
圖7所示係相關使用本發明半導體密封用環氧樹脂組成物，將在引線框架的晶粒座上所搭載半導體元件施行密封而獲得半導體裝置一例，圖示截面構造的圖。在晶粒座303上，隔著黏晶材硬化體302將半導體元件301固定。半導體元件301的電極墊與引線框架305之間，利用金屬線304相連接。半導體元件301係利用由半導體密封用樹脂組成物的硬化體所構成密封材306進行密封。
圖8所示係使用本發明半導體密封用環氧樹脂組成物，將電路基板上所搭載半導體元件施行密封，而獲得半導體裝置一例，圖示截面構造的圖。在電路基板308上隔著黏晶材硬化體302將半導體元件301固定。半導體元件301的電極墊307與電路基板308上的電極墊307之間，係利用金屬線304相連接。利用由半導體密封用環氧樹脂組成物的硬化體所構成密封材306，僅將電路基板308搭載半導體元件301的單面側施行密封。電路基板308上的電極墊307、與電路基板308上的非密封面側之焊錫球309，係利用內部進行接合。
[實施例]
針對本發明利用實施例進行更詳細說明，惟本發明並不僅侷限於該等實施例。
[實施例1]
棕櫚蠟 0.3質量份
將上述配方的半導體密封用樹脂組成物原材料，利用高速混合機施行5分鐘粉碎混合後，再將該混合原料利用具直徑65mm擠筒內徑且同方向旋轉雙螺桿擠出機，依螺桿旋轉數30RPM、100℃的樹脂溫度施行熔融混練，藉此便準備經熔融混練的樹脂組成物。接著，從直徑20cm的轉子上方將經熔融混練的樹脂組成物依2kg/hr比例進行供應，利用使轉子依3000RPM進行旋轉而獲得離心力，通過經加熱至115℃的圓筒狀外周部之複數小孔(孔徑2.5mm)，便獲得顆粒狀半導體密封用樹脂組成物。
[實施例2~4、比較例1~6]
依照表1所示配方，依照如同實施例1的手段獲得實施例2~4及比較例1~6的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物。
[實施例5、參考例6、7]
設定為與實施例1相同的配方，並將原材料利用高速混合機施行5分鐘粉碎混合後，再將該混合原料利用具直徑65mm擠筒內徑且同方向旋轉雙螺桿擠出機，依螺桿旋轉數30RPM、100℃的樹脂溫度施行熔融混練後，再利用軋片輥子形成薄片狀，並將其施行冷卻後粉碎。然後，依成為表2所記載微粉量與粗粒量的方式，使用篩進行粒度分佈的調整，獲得實施例5、參考例6、7的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物。
[比較例7]
設定為與實施例2相同的配方，並將原材料利用高速混合機施行5分鐘粉碎混合後，再將該混合原料利用具直徑65mm擠筒內徑且同方向旋轉雙螺桿擠出機，依螺桿旋轉數30RPM、100℃的樹脂溫度施行熔融混練後，再利用軋片輥子形成薄片狀，並將其施行冷卻後粉碎。然後，依成為表2所記載微粉量與粗粒量的方式，使用篩進行粒度分佈的調整，獲得比較例7的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物。
相關除實施例1以外所使用的原材料，如下述：
環氧樹脂2：三苯甲烷型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins股份有限公司製，1032H60；軟化點59℃，環氧當量171)
環氧樹脂3：聯苯型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins股份有限公司製，YX-4000；融點107℃，環氧當量190)
環氧樹脂4：雙環戊二烯改質環氧樹脂(DIC股份有限公司製，HP-7200；軟化點64℃，環氧當量265)
環氧樹脂5：甲酚醛酚醛環氧樹脂(DIC股份有限公司製，N660；軟化點60℃，環氧當量200)
酚樹脂2：三苯甲烷型酚樹脂(明和化成股份有限公司製，MEH-7500；軟化點110℃，羥基當量97)
酚樹脂3：酚-酚醛樹脂(住友電木股份有限公司製，PR-51714；軟化點110℃，羥基當量104)
酚樹脂4：伸苯骨架含有酚芳烷樹脂(三井化學股份有限公司製，XL-225-3L；軟化點80℃，羥基當量175)
破碎二氧化矽(電氣化學工業股份有限公司製，FS-784；平均粒徑13μm)
硬化促進劑2：依下述一般式(1)所示硬化促進劑：
[化1]
硬化促進劑3：三苯膦
針對實施例及比較例的半導體密封用樹脂脂組成物，依照下述方法施行評估，評估結果如表1、表2所示。
[評估方法]
未滿106μm的微粉量及2mm以上的粗粒量：將所獲得顆粒狀樹脂組成物40g秤量至1mg，並視為試料。使用RO-TAP型搖篩機(丸菱科學機械製作所製，型號-SS-100A)所具備開孔2.00mm及106μm的JIS標準篩，一邊使該等篩進行20分鐘振動(鎚敲打數：120次/分)，一邊使試料通過篩，而進行分級。接著，測定通過106μm篩的微粉質量、以及殘留於2mm篩上的粗粒質量，以分級前的試料質量為基準，計算出未滿106μm的微粉量及2mm以上的粗粒量之質量比。
螺旋流動：使用低壓轉印成形機(KOHTAKI精機股份有限公司製，KTS-15)，在依據EMMI-1-66的螺旋流動測定用模具中，依模具溫度175℃、注入壓力6.9MPa、保壓時間120秒的條件，施行樹脂組成物注入，並測定流動長度。螺旋流動係屬於流動性的參數，數值越大，流動性越良好。單位係cm。
最低離子黏度到達時間、最低離子黏度、安定時間：介電分析裝置本體係使用NETZSCH公司製的DEA231/1 cure analyzer，壓力機係使用NETZSCH公司製的MP235 Mini-Press。測定方法係根據ASTM E2039，依測定溫度175℃、測定頻率100Hz，將顆粒狀半導體密封用樹脂組成物約3g導入於壓力機內的電極部上面，施行沖壓，並測定離子黏度變化。從測定開始至到達最低離子黏度的時間(最低離子黏度到達時間)、最低離子黏度，以及從測定開始至到達最低離子黏度的時間、與從測定開始至到達經300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值的時間之間隔(安定時間)，如表所示。最低離子黏度到達時間係相關顆粒狀樹脂組成物的熔解容易度參數，意味著數值越小，越容易熔解。單位係秒。最低離子黏度係相關流動性的參數，數值越小，流動性越良好。單位係無。安定時間係屬於顆粒狀樹脂組成物具有流動性的時間寬度參數，數值越小，具有流動性的時間寬度越短。單位係秒。
在搬送路徑上的固著、附著：將樹脂組成物試料100g供應給振動進料器(長450mm×寬55mm)料斗後，依搬送量為18g/分的方式調整振動強度，經進行搬送10g之後，停止3分鐘，重複實施進行搬送總量100g。經搬送後，觀察粒子間的固著、與對振動進料器的附著狀況，確認有無發生固著或附著狀況。
秤量精度：將樹脂組成物試料100g供應給振動進料器(長450mm×寬55mm)料斗後，依搬送量為18g/分的方式調整振動強度，經1分鐘搬送後便停止3分鐘，重複此種搬送，求取各搬送量的平均值與標準偏差。
金屬線偏移率：在樹脂基板(尺寸150×55mm)上，搭載晶片尺寸7×7×0.4mm晶片，並利用 Φ 18μm金焊線進行電連接，然後將其設置於壓縮成形模具的上模穴中，使用振動進料器將所秤量的樹脂組成物，投入壓縮成形模具的下模穴中之後，使用壓縮成形機，依模具溫度175℃、硬化時間120sec、成形壓力9.8MPa的條件，成形MAPBGA的半導體裝置，更將面板施行切斷便獲得半導體裝置。經切斷後的半導體裝置尺寸係22×22mm，樹脂部厚度係550μm，晶片上的樹脂部厚度係150μm。將所獲得封裝利用軟X射線透視裝置(SOFTEX股份有限公司製PRO-TEST 100)進行觀察，將封裝對角線上最長金焊線4條(長度5mm)的平均偏移率，依(流動量)/(金屬線長)比率表示。單位係%。
孔隙：將上述金屬線偏移率評估用經切斷後的半導體裝置當作樣品。使用軟X射線進行內部孔隙的評估，並計數尺寸0.5mm以上的孔隙。求取半導體裝置數n=6的平均值，將3.0個以下的水準判定屬「良好(○)」，將超過3.0個的水準判定屬「不良(×)」。
首先，施行製法設為相同的實施例1~4與比較例1~6之比對。環氧樹脂、硬化劑、硬化促進劑的種類及調配量雖不同，但均屬於最低離子黏度到達時間在20秒以下、最低離子黏度在6.5以下、且安定時間在10秒以上的實施例1~4，均屬於金屬線偏移率較小，亦未發現孔隙發生。此外，實施例1~4係未滿106μm的微粉量在5質量%以下，且2mm以上的粗粒量在3質量%以下，因而可獲得搬送路徑上並無發生固著與附著情形，且秤量精度亦良好的結果。另一方面，最低離子黏度到達時間超過20秒，及/或最低離子黏度超過6.5的比較例1~3、6，呈現金屬線流動差的結果。此外，安定時間低於10秒的比較例4、5有發現孔隙的發生。
其次，施行與實施例1相同配方的實施例5、參考例6、7、以及與實施例2相同配方的比較例7間之比對。粒度分佈雖稍有不同，但均屬最低離子黏度到達時間在20秒以下、最低離子黏度在6.5以下、且安定時間達10秒以上的實施例5、參考例6、7，均屬於金屬線偏移率較小，亦未發現孔隙發生。另一方面，2mm以上的粗粒量較多、最低離子黏度到達時間超過20秒的比較例7，呈現金屬線流動差的結果。更，相關專利文獻1所記載的環氧樹脂成形材料，如同比較例7，含有相當量的2mm以上粗粒。所以，使用專利文獻1所記載環氧樹脂成形材料的情況，亦如同比較例7，推斷金屬線流動將差。
本發明的顆粒狀半導體密封用樹脂組成物係可適用於打線接合的超細間距化、金屬線的細微佈線化、封裝的薄型化、因元件多層化而造成的晶片正上方窄間隙化、及/或成形的MAP化之半導體裝置。
本申請案係以平成20年12月10日所提出申請日本專利申請案特願2008-314066為基礎主張優先權，並將其揭示內容全部爰引於本案中。
101．．．振動進料器
102．．．樹脂材料供應容器
103．．．顆粒狀樹脂組成物
104．．．下模穴
201．．．轉子
202．．．圓筒狀外周部
203．．．磁性材料
204．．．激磁線圈
205．．．雙層管式圓筒體
206．．．交流電源產生裝置
207．．．冷卻夾套
208．．．外槽
209．．．雙螺桿擠出機
210．．．馬達
301．．．半導體元件
302．．．黏晶材硬化體
303．．．晶粒座
304．．．金屬線
305．．．引線框架
306．．．密封材
307．．．電極墊
308．．．電路基板
309．．．焊錫球
圖1為使用顆粒狀樹脂組成物並利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得半導體裝置的方法中，從搬送至秤量為止的一實施例概略圖。
圖2為使用顆粒狀樹脂組成物並利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得半導體裝置的方法中，對模具的下模穴之供應方法的一實施例概略圖。
圖3為本發明半導體密封用樹脂組成物利用介電分析裝置施行測定時的離子黏度及斜率分佈圖。
圖4為用以獲得本發明顆粒狀半導體密封用環氧樹脂組成物的從樹脂組成物之熔融混練至顆粒狀樹脂組成物之捕集為止的一實施例概略圖。
圖5為本發明所使用之轉子及用以對轉子的圓筒狀外周部施行加熱的激磁線圈之一實施例剖視圖。
圖6為將經熔融混練之樹脂組成物供應給轉子的雙層管式圓筒體之一實施例剖視圖。
圖7為使用本發明半導體密封用環氧樹脂組成物而將引線框架上所搭載的半導體元件施行密封所獲得之半導體裝置一例的截面構造圖。
圖8為使用本發明半導體密封用環氧樹脂組成物對電路基板上所搭載之半導體元件施行密封而獲得的半導體裝置一例之截面構造圖。
101．．．振動進料器
102．．．樹脂材料供應容器
103．．．顆粒狀樹脂組成物

Claims (7)

  1. 一種半導體密封用樹脂組成物，係利用壓縮成形將半導體元件施行密封而獲得之半導體裝置所使用的顆粒狀者，其特徵為，含有環氧樹脂、硬化劑及硬化促進劑，當利用介電分析裝置，依測定溫度175℃、測定頻率100Hz之條件施行測定時，滿足下述a)~c)：a)從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間係20秒以下；b)最低離子黏度值係6.5以下；c)從測定開始至到達最低離子黏度為止的時間、與從測定開始至到達300秒後的離子黏度值之90%離子黏度值為止的時間之間隔係10秒以上；上述半導體密封用樹脂組成物使用JIS標準篩並利用篩分所測定之粒度分佈中，粒徑未滿106μm的微粉係依上述半導體密封用樹脂組成物全體的5質量%以下之比例含有；上述半導體密封用樹脂組成物使用JIS標準篩並利用篩分所測定之粒度分佈中，粒徑2mm以上的粗粒係依上述半導體密封用樹脂組成物全體的3質量%以下之比例含有。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體密封用樹脂組成物，其中，上述半導體密封用樹脂組成物係對由具有利用直接或間接加熱手段進行溫度調節的複數小孔之圓筒狀外周部與圓盤狀底面所構成之轉子的內側，將經熔融混練的上述半導體密封用樹脂組成物依熔融狀態進行供應，使半導體密封用樹 脂組成物利用將上述轉子進行旋轉而得的離心力通過上述小孔而獲得。
  3. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於，使用申請專利範圍第1或2項之顆粒狀半導體密封用樹脂組成物，利用壓縮成形將半導體元件予以密封。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之製造方法，其中，將顆粒狀之上述半導體密封用樹脂組成物進行搬送、秤量的步驟，係在剛要進行壓縮成形步驟前實施。
  5. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之製造方法，其中，一邊將壓縮成形模具的模穴內空氣予以脫氣，一邊施行上述壓縮成形。
  6. 一種半導體裝置，係對引線框架的晶粒座(die pad)上或基板接著固定半導體元件，將上述半導體元件的打線接合墊與上述引線框架的內引線或上述基板上的打線接合墊利用金屬線連接後，使用申請專利範圍第1或2項之半導體密封用樹脂組成物，利用壓縮成形將上述半導體元件施行密封而成的半導體裝置；其中，上述金屬線直徑係18μm以下，且上述金屬線的偏移(sweep)率係2.5%以下。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中，上述半導體元件上的上述半導體密封用樹脂組成物之硬化物厚度係150μm以下。
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