TWI721165B - 半導體封止用之附有基材之封止材、半導體裝置以及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於提供一種在封止大面積之封裝體時，也能抑制封裝體之翹曲的半導體封止用之附有基材之封止材。

解決手段為一種半導體封止用之附有基材之封止材，其係用來一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓的元件形成面的半導體封止用之附有基材之封止材，其中該半導體封止用之附有基材之封止材係具有基材，與形成於該基材之其中一表面之包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂成分的封止樹脂層，藉由該半導體封止用之附有基材之封止材所封止之前述半導體元件的線膨脹係數α1、前述封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及前述基材的線膨脹係數α3係同時滿足下述式(1)及(2)：α 1<α 3<α 2 (1)

-2<α 1+α 2-2α 3<2 (2)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。

Description

半導體封止用之附有基材之封止材、半導體裝置以及半導體裝置之製造方法
本發明係有關於一種半導體封止用之附有基材之封止材、使用該半導體封止用之附有基材之封止材所製成的半導體裝置，及其製造方法。
近年來，行動電話或智慧型手機、平板終端等所代表的電子設備逐漸要求小型化、薄型化、高機能化，對於構成電子設備的半導體裝置也漸而要求小型化、薄型化、高密度安裝化。作為實現此種要求的半導體封裝體製造技術，扇出型晶圓級封裝體技術受到極大矚目。扇出型晶圓級封裝體係採用習知晶圓級之再配線技術，在半導體元件之區域外亦形成再配線層之封裝體的總稱。就半導體封裝體的種類，以一般的BGA(Ball Grid Array)型封裝體等而言，需將半導體元件安裝於封裝體基板並進行打線接合；而於此扇出型晶圓級封裝體中，藉由將此等封裝體基板或打線配線等取代為薄膜之配線體並與半導體元件接合，可實現裸晶級之小型封裝體。
作為製造此種扇出型晶圓級封裝體之方法， 已知有將複數個半導體元件暫時固定於黏貼有作為暫時固定材之雙面黏著片的支持基板上，以封止樹脂一體封止複數個半導體元件後，由封止體去除黏著片，接著在封止體之黏貼過黏著片的面上形成再配線層的方法(茲參照專利文獻1~3)。於此等扇出型晶圓級封裝體的製造中，由製造成本面考量，而進行大面積之一體封止；惟，其中有封裝體之翹曲，尤為去除支持基板與暫時固定材後的翹曲顯著之嚴重問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-032647號公報
[專利文獻2]日本特開2014-197670號公報
[專利文獻3]日本特開2014-095047號公報
本發明係為了解決上述問題而完成者，茲以提供一種在封止大面積之封裝體時，也能抑制封裝體之翹曲的半導體封止用之附有基材之封止材、以該封止材封止半導體元件而成的半導體裝置，及該半導體裝置之製造方法為目的。
為達成上述課題，於本發明中，係提供一種半導體封止用之附有基材之封止材，其係用來一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板之元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓之元件形成面的半導體封止用之附有基材之封止材，其中該半導體封止用之附有基材之封止材係具有基材，與形成於該基材之其中一表面之包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂成分的封止樹脂層，藉由該半導體封止用之附有基材之封止材所封止之前述半導體元件的線膨脹係數α1、前述封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及前述基材的線膨脹係數α3係同時滿足下述式(1)及(2)：α 1<α 3<α 2 (1)
-2<α 1+α 2-2α 3<2 (2)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
若為此種半導體封止用之附有基材之封止材，可形成一種藉由抵消半導體元件區域與無半導體元件之樹脂區域之各區域的微小翹曲，而在封止大面積之封裝體時，也能抑制封裝體全體之翹曲的半導體封止用之附有基材之封止材。
又，較佳的是前述線膨脹係數α1、前述線膨脹係數α2，及前述線膨脹係數α3，除滿足前述式(1)及(2)外，亦滿足下述式(3)及(4)：α 3-α 1<5 (3)
α 2-α 3<5 (4)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
若為此種半導體封止用之附有基材之封止材，半導體元件區域與無半導體元件之樹脂區域之各區域的翹曲變得更微小，而能夠抑制表面的凹凸。從而，尤其是在將此半導體封止用之附有基材之封止材用於扇出型晶圓級封裝體的製造的情況下，於形成再配線層時，可避免跟不上步驟等問題。
又，前述基材較佳為熱硬化性樹脂組成物經含浸於纖維基材並硬化而成的含有纖維之樹脂基材。
若為此種基材，可縮小基材本身的線膨脹係數，而能夠進一步抑制半導體元件區域之翹曲。
又，前述封止樹脂層較佳為不含熱塑性樹脂成分者，或相對於用來形成前述封止樹脂層之組成物全體，包含2質量%以下之熱塑性樹脂成分者。
透過採用此種封止樹脂層，可使硬化後的封止樹脂層，於再配線層形成步驟中的鍍敷加工時的抗化學藥劑性更優良。
較佳的是前述封止樹脂層係包含無機填充材，且該無機填充材的量為用來形成前述封止樹脂層之組成物全體的75~95質量%。
若為此種半導體封止用之附有基材之封止材，可進一步抑制封裝體之翹曲。
又，於本發明中，係提供一種半導體裝置，其係以上述之半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層封止半導體元件而成。
若為此種半導體裝置，可形成封止面縱為大面積，也能抑制封裝體之翹曲的半導體裝置。
此時，前述半導體裝置較佳為扇出型晶圓級封裝體。
又，於本發明中，係提供一種半導體裝置之製造方法，其係以上述之半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層之硬化物一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓的元件形成面。
若為此種半導體裝置之製造方法，可容易地製造封止面縱為大面積，也能抑制封裝體之翹曲的半導體裝置。
又，上述之本發明之半導體裝置之製造方法較佳具有：被覆步驟，係將以層合於支持基板上之暫時固定材暫時固定半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，以前述半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層被覆；封止步驟，係藉由將前述封止樹脂層加熱使其硬化，而一體封止前述元件配載面；暫時固定材去除步驟，係去除前述暫時固定材；再配線步驟，係藉由在去除前述暫時固定材後的露出面形成再配線層而製作再配線體；及切割步驟，係藉由切割前述再配線體而製造半導體裝置。
若為此種半導體裝置之製造方法，可製造封止面縱為大面積，也能抑制封裝體之翹曲的扇出型晶圓級 封裝體之半導體裝置。
如以上所述，若為本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，則為封止大面積之封裝體時也能抑制封裝體之翹曲的半導體封止用之附有基材之封止材。又，若為本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，封止樹脂層即使不含熱塑性樹脂成分，也能保持薄片形狀，並減少封裝體之翹曲。從而，無需將以往為了保持薄片形狀而摻混的熱塑性樹脂成分摻混於封止樹脂層中，可使硬化後的封止樹脂層，於扇出型晶圓級封裝體的製造之再配線層形成步驟中的鍍敷加工時的抗化學藥劑性更優良。換言之，本發明之半導體封止用之附有基材之封止材特別適於扇出型晶圓級封裝體的製造。再者，若為本發明之半導體裝置，由於係以如上述之本發明之半導體封止用之附有基材之封止材封止半導體元件而成，而為封止面縱為大面積，也能抑制封裝體之翹曲的半導體裝置。又，若為本發明之半導體裝置之製造方法，可容易地製造此種半導體裝置，而且，亦可製造扇出型晶圓級封裝體之半導體裝置。
1‧‧‧半導體封止用之附有基材之封止材
2‧‧‧基材
3‧‧‧封止樹脂層
3’‧‧‧硬化後的封止樹脂層
4‧‧‧半導體裝置
5‧‧‧半導體元件
6‧‧‧緩衝塗層
7‧‧‧鍍敷圖型層
8‧‧‧絕緣保護層
9‧‧‧凸塊
10‧‧‧再配線層
11‧‧‧暫時固定材
12‧‧‧支持基板
13‧‧‧半導體元件配載基板
14‧‧‧再配線體
第1圖為表示本發明之半導體封止用之附有基材之封止材的一例的示意剖面圖。
第2圖為表示使用本發明之半導體封止用之附有基材之封止材所製成的半導體裝置之一例的示意剖面圖。
第3圖為使用本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，由配載有半導體元件的基板製造半導體裝置之方法的一例的流程圖。
[實施發明之形態]
為解決如上述之扇出型晶圓級封裝體之製造中的翹曲問題，本案發明人等致力重複多次研究。其結果思及，藉由使半導體封止用之附有基材之封止材中的基材、封止樹脂層之硬化物，及待封止之半導體元件的線膨脹係數的關係成為特定的範圍則可解決上述問題，而完成本發明。
亦即，本發明為一種半導體封止用之附有基材之封止材，其係用來一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓的元件形成面的半導體封止用之附有基材之封止材，其中該半導體封止用之附有基材之封止材係具有基材，與形成於該基材之其中一表面之包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂成分的封止樹脂層，藉由該半導體封止用之附有基材之封止材所封止之前述半導體元件的線膨脹係數α1、前述封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及前述基材的線膨脹係數α3係同時滿足下述式(1)及 (2)：α 1<α 3<α 2 (1)
-2<α 1+α 2-2α 3<2 (2)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
以下，茲就本發明之半導體封止用之附有基材之封止材、半導體裝置，及半導體裝置之製造方法詳細加以說明，惟本發明非限定於此等。
[半導體封止用之附有基材之封止材]
第1圖為表示本發明之半導體封止用之附有基材之封止材的一例的示意剖面圖。第1圖之半導體封止用之附有基材之封止材1係具有基材2，與形成於基材2之其中一表面之包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂成分的封止樹脂層3。又，於本發明中，藉由半導體封止用之附有基材之封止材所封止之半導體元件(未圖示)的線膨脹係數α1、封止樹脂層3之硬化物的線膨脹係數α2，及基材2的線膨脹係數α3係同時滿足下述式(1)及(2)：α 1<α 3<α 2 (1)
-2<α 1+α 2-2α 3<2 (2)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
線膨脹係數α1、α2，及α3若同時滿足上述式(1)及(2)，則可抵消半導體元件區域與無半導體元件之樹脂區域之各區域的微小翹曲，在封止大面積之封裝體時，也能抑制封裝體全體之翹曲。
又，較佳的是藉由半導體封止用之附有基材 之封止材所封止之半導體元件的線膨脹係數α1、封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及基材的線膨脹係數α3，除滿足前述式(1)及(2)外，亦滿足下述式(3)及(4)：α 3-α 1<5 (3)
α 2-α 3<5 (4)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
若線膨脹係數α1、α2，及α3，除滿足上述式(1)及(2)外，亦滿足上述式(3)及(4)，半導體元件區域與無半導體元件之樹脂區域之各區域的翹曲變得更微小，而能夠抑制表面的凹凸。從而，在將此半導體封止用之附有基材之封止材用於扇出型晶圓級封裝體的製造的情況下，於形成再配線層時，可避免跟不上步驟等問題。
此外，對於線膨脹係數α1、α2，及α3中之半導體元件的線膨脹係數α1，只要預先求出要以半導體封止用之附有基材之封止材封止之半導體元件的線膨脹係數α1即可。又，對於封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及基材的線膨脹係數α3，只要適宜選擇如滿足上述式(1)及(2)，且視情況而定滿足上述式(3)及(4)之材料即可。尤其是關於封止樹脂層，可根據使用之樹脂的種類或無機填充材等添加劑的摻混量來調整硬化物的線膨脹係數α2。又，當基材採用例如熱硬化性樹脂組成物經含浸於纖維基材並硬化而成的含有纖維之樹脂基材時，可根據含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物之樹脂的種類或無機填充材等添加劑的摻混量來調整基材的線膨脹係數α3。
<基材>
於本發明中，可用作構成半導體封止用之附有基材之封止材1的基材2者不特別限定，可依據待封止對象之半導體元件的線膨脹係數等，使用無機基板、金屬基板，或有機樹脂基板等。又，尤其是使用有機樹脂基板時，亦可使用含有纖維之有機樹脂基板。
就基材的厚度，採無機基板、金屬基板，或有機樹脂基板任一種時均較佳為20μm~1mm，更佳為30μm~500μm。若為20μm以上，可抑制過薄而容易發生變形的情形而較佳；若為1mm以下，則可抑制半導體裝置本身變厚的情形而較佳。
作為無機基板，可舉出陶瓷基板、玻璃基板、矽晶圓等；作為金屬基板，可舉出表面經絕緣處理之銅或鋁基板等作為代表例。作為有機樹脂基板，可舉出使熱硬化性樹脂或填料等含浸於纖維基材而成的含浸樹脂之纖維基材、甚而熱硬化性樹脂經半硬化或硬化的含有纖維之樹脂基材，或熱硬化性樹脂等經成形為基板狀之樹脂基板。作為其代表例，可舉出BT(雙馬來醯亞胺三
Figure 106115348-A0202-12-0010-17
)樹脂基板、玻璃環氧基板、FRP(纖維強化塑膠)基板等。
作為用於有機樹脂基板之熱硬化性樹脂，不特別限定，可舉出BT樹脂、環氧樹脂等，或通常使用於半導體元件的封止之由如下述所例示之環氧樹脂、聚矽氧樹脂、環氧樹脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂、甚而氰 酸酯樹脂等。
此外，就含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂而言，例如，使用採用熱硬化性環氧樹脂的含浸樹脂之纖維基材，或含浸環氧樹脂後經半硬化而成的含有纖維之樹脂基材作為基材，來製作本發明之半導體封止用之附有基材之封止材時，形成於基材之其中一表面的封止樹脂層所使用的熱硬化性樹脂亦較佳為環氧樹脂。如此，含浸於基材之熱硬化性樹脂，與形成於基材之其中一表面的封止樹脂層所使用的熱硬化性樹脂若為相同者，一體封止半導體元件配載基板的元件配載面時可使其同時硬化，由此可達到更強固的封止機能，因而較佳。
就基材而言，尤以熱硬化性樹脂組成物經含浸於纖維基材並硬化而成的含有纖維之樹脂基材為佳。以下，就熱硬化性樹脂組成物經含浸於纖維基材並硬化而成的含有纖維之樹脂基材，更詳細地加以說明。
[纖維基材]
可作為用於有機樹脂基板之纖維基材使用者，可例示例如碳纖維、玻璃纖維、石英玻璃纖維、金屬纖維等的無機纖維、芳香族聚醯胺纖維、聚醯亞胺纖維、聚醯胺醯亞胺纖維等的有機纖維、甚而碳化矽纖維、碳化鈦纖維、硼纖維、氧化鋁纖維等，可依據製品特性使用任意者。又，作為最佳之纖維基材，可例示玻璃纖維、石英玻璃纖維、碳纖維等。其中，特佳為高絕緣性之玻璃纖維或石英玻璃 纖維。
[熱硬化性樹脂組成物]
待含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物係包含熱硬化性樹脂。
(熱硬化性樹脂)
作為用於熱硬化性樹脂組成物之熱硬化性樹脂，不特別限定，可舉出通常使用於半導體元件的封止之由環氧樹脂、聚矽氧樹脂、環氧樹脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂，及氰酸酯樹脂等。又，亦可使用BT樹脂等的熱硬化性樹脂。
《環氧樹脂》
作為本發明中可用於熱硬化性樹脂組成物的環氧樹脂，不特別限定，可舉出例如如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-聯酚型環氧樹脂，或4,4’-聯酚型環氧樹脂之聯酚型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、雙酚A酚醛型環氧樹脂、萘二醇型環氧樹脂、參羥苯基甲烷型環氧樹脂、肆羥苯基乙烷型環氧樹脂，及將苯酚二環戊二烯酚醛型環氧樹脂之芳香環氫化而成的環氧樹脂、脂環族環氧樹脂等在室溫下為液狀或固體之周知之環氧樹脂。再者，可視需求，依據目的併用一定量的上述以外之環氧樹脂。
包含環氧樹脂之熱硬化性樹脂組成物中可包含環氧樹脂之硬化劑。作為此種硬化劑，可使用苯酚酚醛樹脂、各種胺衍生物、使酸酐或酸酐基一部分開環而生成羧酸者等。其中，為確保使用本發明之半導體封止用之附有基材之封止材所製成的半導體裝置的可靠性，較佳使用苯酚酚醛樹脂。尤以將環氧樹脂與苯酚酚醛樹脂的混合比，以環氧基與酚性羥基的比率為1：0.8~1.3的方式混合為佳。
再者，為促進環氧樹脂與硬化劑的反應，亦可使用咪唑衍生物、膦衍生物、胺衍生物、有機鋁化合物等的金屬化合物等作為反應促進劑(觸媒)。
包含環氧樹脂之熱硬化性樹脂組成物中，可進一步視需求摻混各種的添加劑。例如，以改善樹脂的性質為目的，可視目的適宜添加摻混各種的熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、有機合成橡膠、聚矽氧系等的低應力劑、蠟類、鹵素捕捉劑等的添加劑。
《聚矽氧樹脂》
作為本發明中可用於熱硬化性樹脂組成物的聚矽氧樹脂，不特別限定，可舉出例如熱硬化性，或UV硬化性之聚矽氧樹脂等。尤以包含聚矽氧樹脂之熱硬化性樹脂組成物包含加成硬化型聚矽氧樹脂組成物為佳。作為加成硬化型聚矽氧樹脂組成物，特佳為以(A)具有非共軛雙鍵之有機矽化合物(例如含有烯基之二有機聚矽氧烷)、 (B)有機氫聚矽氧烷，及(C)鉑系觸媒為必需成分者。以下，就此等(A)~(C)成分加以說明。
(A)成分：具有非共軛雙鍵之有機矽化合物
作為(A)成分之具有非共軛雙鍵之有機矽化合物，可例示下述通式(a)所示之分子鏈兩末端以含有脂肪族不飽和基之三有機矽氧基封端的直鏈狀二有機聚矽氧烷等的有機聚矽氧烷。
Figure 106115348-A0202-12-0014-1
 (式中，R11表示含有非共軛雙鍵之一價烴基，R12~R17分別表示相同或相異之一價烴基，a及b為0≦a≦500、0≦b≦250，且滿足0≦a+b≦500之整數)。
上述通式(a)中，R11為含有非共軛雙鍵之一價烴基，係較佳為碳數2~8，特佳為碳數2~6之烯基所代表之具有脂肪族不飽和鍵的含有非共軛雙鍵之一價烴基。
上述通式(a)中，R12~R17分別為相同或相異之一價烴基，可舉出較佳為碳數1~20，特佳為碳數1~10之烷基、烯基、芳基、芳烷基等。又，其中R14~R17為更佳排除脂肪族不飽和鍵之一價烴基，可舉出特佳為不具有烯基等的脂肪族不飽和鍵之烷基、芳基、芳烷基等。再者，其中R16、R17較佳為芳香族一價烴基，特佳為苯基或 甲苯基等碳數6~12之芳基等。
上述通式(a)中，a及b為0≦a≦500、0≦b≦250，且滿足0≦a+b≦500之整數，a較佳為10≦a≦500，b較佳為0≦b≦150，且a+b較佳滿足10≦a+b≦500。
上述通式(a)所示之有機聚矽氧烷可藉由例如環狀二苯基聚矽氧烷、環狀甲基苯基聚矽氧烷等的環狀二有機聚矽氧烷，與構成末端基之二苯基四乙烯基二矽氧烷、二乙烯基四苯基二矽氧烷等的二矽氧烷的鹼平衡化反應而得；此時，在鹼觸媒(尤為KOH等的強鹼)之平衡化反應中，即使觸媒為少量仍會以不可逆反應進行聚合，而僅定量地進行開環聚合，且封端率亦高，故通常不含有矽醇基及氯成分。
作為上述通式(a)所示之有機聚矽氧烷，具體而言可例示下述者：
Figure 106115348-A0202-12-0016-2
 (上述式中，k、m為0≦k≦500、0≦m≦250，且滿足0≦k+m≦500之整數，較佳為5≦k+m≦250，且滿足0≦m/(k+m)≦0.5之整數)。
就(A)成分而言，除上述通式(a)所示之具有直鏈結構之有機聚矽氧烷外，亦可視需求併用具有包含3官能性矽氧烷單元、4官能性矽氧烷單元等的立體網狀 結構之有機聚矽氧烷。此種具有非共軛雙鍵之有機矽化合物可單獨使用1種或混合使用2種以上。
(A)成分之具有非共軛雙鍵之有機矽化合物中具有非共軛雙鍵之基(例如鍵結於Si原子的烯基等具有雙鍵之一價烴基)的量較佳為全一價烴基(鍵結於Si原子的所有一價烴基)中的0.1~20莫耳%，更佳為0.2~10莫耳%，特佳為0.2~5莫耳%。具有非共軛雙鍵之基的量若為0.1莫耳%以上，使其硬化時可得良好的硬化物；若為20莫耳%以下，則使其硬化時的機械特性良好而較佳。
又，(A)成分之具有非共軛雙鍵之有機矽化合物較佳具有芳香族一價烴基(鍵結於Si原子的芳香族一價烴基)，芳香族一價烴基的含量較佳為全一價烴基(鍵結於Si原子的所有一價烴基)的0~95莫耳%，更佳為10~90莫耳%，特佳為20~80莫耳%。芳香族一價烴基在樹脂中適量地含有，較有使其硬化時的機械特性良好且容易製造之優點。
(B)成分：有機氫聚矽氧烷
就(B)成分而言，較佳為1分子中具有2個以上之鍵結於矽原子之氫原子(下稱「SiH基」)的有機氫聚矽氧烷。若為1分子中具有2個以上之SiH基的有機氫聚矽氧烷，藉由發揮交聯劑之作用，使(B)成分中之SiH基與(A)成分之乙烯基、其他之烯基等含有非共軛雙鍵之基進行加成反應，可形成硬化物。
又，(B)成分之有機氫聚矽氧烷較佳具有芳香族一價烴基。如此，若為具有芳香族一價烴基之有機氫聚矽氧烷，可提高與上述(A)成分的相溶性。此種有機氫聚矽氧烷可單獨使用1種或混合使用2種以上，例如，可使其包含具有芳香族烴基之有機氫聚矽氧烷作為(B)成分的一部分或全部。
作為(B)成分之有機氫聚矽氧烷，不特別限定，可舉出例如1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、參(二甲基氫矽氧基)甲基矽烷、參(二甲基氫矽氧基)苯基矽烷、1-環氧丙氧基丙基-1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、1,5-環氧丙氧基丙基-1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、1-環氧丙氧基丙基-5-三甲氧基矽烷基乙基-1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、兩末端三甲基矽氧基封端甲基氫聚矽氧烷、兩末端三甲基矽氧基封端二甲基矽氧烷‧甲基氫矽氧烷共聚物、兩末端二甲基氫矽氧基封端二甲基聚矽氧烷、兩末端二甲基氫矽氧基封端二甲基矽氧烷‧甲基氫矽氧烷共聚物、兩末端三甲基矽氧基封端甲基氫矽氧烷‧二苯基矽氧烷共聚物、兩末端三甲基矽氧基封端甲基氫矽氧烷‧二苯基矽氧烷‧二甲基矽氧烷共聚物、三甲氧基矽烷聚合物、由(CH3)2HSiO1/2單元與SiO4/2單元所構成之共聚物、由(CH3)2HSiO1/2單元與SiO4/2單元與(C6H5)SiO3/2單位所構成之共聚物等。
又，亦可使用下述結構所示之化合物，或者使用此等化合物作為材料而得到的有機氫聚矽氧烷。
Figure 106115348-A0202-12-0019-3
(B)成分之有機氫聚矽氧烷的分子結構可為直鏈狀、環狀、分支狀、立體網狀結構任一種，1分子中的矽原子數(或為聚合物時為聚合度)較佳為2以上，更佳為3~500，特佳為4~300左右。
(B)成分之有機氫聚矽氧烷的摻混量，按每1個(A)成分之烯基等具有非共軛雙鍵之基，較佳為(B)成分中之SiH基為0.7~3.0個的量，特佳為1.0~2.0個。
(C)成分：鉑系觸媒
作為(C)成分之鉑系觸媒，可舉出例如氯鉑酸、醇改質氯鉑酸、具螯合物結構之鉑錯合物等。此等可1種單獨使用或以2種以上之組合使用。
(C)成分之鉑系觸媒的摻混量宜為硬化有效量(所謂的觸媒量)，一般而言，按(A)成分及(B)成分的總質量每100質量份，以鉑族金屬的質量換算較佳為0.1~500ppm，特佳為0.5~100ppm的範圍。
《由環氧樹脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂》
作為本發明中可用於熱硬化性樹脂組成物之由環氧樹脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂，不特別限定，可舉出例如以前述之環氧樹脂與前述之聚矽氧樹脂使用者。此處所稱混成樹脂，係指硬化時彼此反應而形成共交聯結構者。
《氰酸酯樹脂》
作為本發明中可用於熱硬化性樹脂組成物的氰酸酯樹脂，不特別限定，可舉出例如摻有氰酸酯化合物或其寡聚物，與作為硬化劑之酚化合物及二羥基萘之任一者或兩者的樹脂組成物。
氰酸酯化合物或其寡聚物
作為氰酸酯化合物或其寡聚物使用之成分為下述通式(b)所示者：
Figure 106115348-A0202-12-0021-4
 (式中，R1及R2表示氫原子或碳數1~4之烷基，R3表示
Figure 106115348-A0202-12-0021-6
 之任一者；R4為氫原子或甲基，n=0~30之整數)。
於此，作為氰酸酯化合物，係1分子中具有2個以上之氰酸酯基者，具體而言可舉出多芳香環之二元酚的氰酸酯，例如雙(3,5-二甲基-4-氰酸酯苯基)甲烷、雙(4-氰酸酯苯基)甲烷、雙(3-甲基-4-氰酸酯苯基)甲烷、雙(3-乙基-4-氰酸酯苯基)甲烷、雙(4-氰酸酯苯基)-1,1-乙烷、雙(4-氰酸酯苯基)-2,2-丙烷、二(4-氰酸酯苯基)醚、二(4-氰酸酯苯基)硫醚、多元酚之聚氰酸酯，例如苯酚酚醛型氰酸酯、甲酚酚醛型氰酸酯、苯基芳烷基型氰酸酯、聯苯芳烷基型氰酸酯、萘芳烷基型氰酸酯等。
前述之氰酸酯化合物可藉由使酚類與氯化氰在鹼性下反應而得。上述氰酸酯化合物，由其結構而言係 軟化點為106℃的固狀物，因此，可由具有在常溫下為液狀之廣泛特性者之中配合用途地適宜選擇。
其中，氰酸酯基的當量較小者，即官能基間分子量較小者其硬化收縮較小，可獲得低熱膨脹、高Tg(玻璃轉移溫度)之硬化物。氰酸酯基當量較大者其Tg會些微降低，但三
Figure 106115348-A0202-12-0022-16
交聯間隔變得更靈活，而可望達到低彈性化、高強韌化、低吸水化。
此外，鍵結或者殘留於氰酸酯化合物中的氯係以較佳為50ppm以下，更佳為20ppm以下為宜。若為50ppm以下，長期高溫保存時，可減少因熱分解而游離之氯或者氯離子腐蝕經氧化之Cu框或Cu線、Ag鍍層而引起剝離或電性不良的可能性。又，樹脂的絕緣性亦良好。
硬化劑
一般作為氰酸酯樹脂之硬化劑或硬化觸媒，係使用金屬鹽、金屬錯合物或具活性氫之酚性羥基或一級胺類等，於本發明中尤其適合使用酚化合物或二羥基萘。
作為可適用於作為上述氰酸酯樹脂之硬化劑的酚化合物，不特別限定，可例示下述通式(c)所示者：
Figure 106115348-A0202-12-0022-7
 (式中，R5及R6表示氫原子或碳數1~4之烷基，R7表示
Figure 106115348-A0202-12-0023-8
 之任一者；R4為氫原子或甲基，p=0~30之整數)。
於此，作為酚化合物，可舉出1分子中具有2個以上之酚性羥基的酚樹脂、雙酚F型樹脂、雙酚A型樹脂、苯酚酚醛樹脂、酚芳烷基型樹脂、聯苯芳烷基型樹脂、萘芳烷基型樹脂，此等當中可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
酚化合物其酚性羥基當量愈小，例如羥基當量為120以下者，與氰酸酯基的反應性愈高，於120℃以下的低溫下也會進行硬化反應。此時宜減小羥基相對於氰酸酯基的莫耳比。合宜之範圍係相對於1莫耳氰酸酯基為0.05~0.11莫耳。此時，可獲得硬化收縮較少、低熱膨脹且為高Tg之硬化物。
另一方面，酚性羥基當量愈大者，例如羥基當量為175以上者，愈可抑制與氰酸酯基的反應而可獲得保存性良好，且流動性良好的組成物。合宜之範圍係相對於1莫耳氰酸酯基為0.1~0.4莫耳。此時，Tg雖會些微降低，但可獲得低吸水率的硬化物。為獲得期望之硬化物特性與硬化性，此等酚樹脂亦可併用2種以上。
可適用於作為上述氰酸酯樹脂之硬化劑的二羥基萘係以下述通式(d)表示：
Figure 106115348-A0202-12-0024-9
此處作為二羥基萘，可舉出1,2-二羥基萘、1,3-二羥基萘、1,4-二羥基萘、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘等。此等當中，熔點為130℃之1,2-二羥基萘、1,3-二羥基萘、1,6-二羥基萘其反應性極高，以少量即可促進氰酸酯基的環化反應。熔點為200℃以上之1,5-二羥基萘、2,6-二羥基萘較會抑制反應。
單獨使用此等二羥基萘時，由於官能基間分子量較小且為剛性結構，可獲得硬化收縮較小，且為高Tg之硬化物。又，亦可透過與羥基當量較大之1分子中具有2個以上之羥基的酚化合物併用來調整硬化性。
上述酚化合物及二羥基萘中的鹵素元素或鹼金屬等，藉由在120℃、2大氣壓下的萃取，較佳為10ppm，特佳為5ppm以下。
(著色劑)
於本發明中，熱硬化性樹脂組成物，較佳為除上述之熱硬化性樹脂外亦包含著色劑。透過熱硬化性樹脂組成物包含著色劑，可抑制外觀不良，並可提升雷射標記性。
作為所用之著色劑不特別限定，可單獨或以2種以上組合使用周知之顏料或染料。尤其是基於提升外觀 及雷射標記性之觀點，較佳為黑色系之著色劑。
作為黑色系之著色劑，可舉出例如碳黑(爐黑、槽黑、乙炔黑、熱裂碳黑、燈黑等)、石墨(graphite)、氧化銅、二氧化錳、偶氮系顏料(偶氮甲鹼黑等)、苯胺黑、苝黑、鈦黑、花青黑、活性碳、肥粒鐵(非磁性肥粒鐵、磁性肥粒鐵等)、磁鐵礦、氧化鉻、氧化鐵、二硫化鉬、鉻錯合物、複合氧化物系黑色色素、蒽醌系有機黑色色素等，其中較佳使用碳黑。
在100質量份的熱硬化性樹脂組成物中，著色劑較佳含有0.1~30質量份，特佳含有1~15質量份。
著色劑的摻混量若為0.1質量份以上，基材會良好地著色，可抑制外觀不良，且雷射標記性良好。又，著色劑的摻混量若為30質量份以下，製作基材時含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物的黏度會增加而能夠防止作業性顯著降低。
(無機填充材)
又，於本發明中，熱硬化性樹脂組成物中可摻混無機填充材。作為供摻混之無機填充材，可舉出例如熔融二氧化矽、結晶性二氧化矽等的二氧化矽類、氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、鋁矽酸鹽、氮化硼、玻璃纖維、三氧化銻等。
尤其是當熱硬化性樹脂組成物包含環氧樹脂時，為強化環氧樹脂與無機填充材的結合強度，作為添加 之無機填充材，亦可摻混以矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等的偶合劑預先實施表面處理者。
作為此類偶合劑，較佳使用例如γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等的環氧官能性烷氧基矽烷、N-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等的胺基官能性烷氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等的巰基官能性烷氧基矽烷等。此外，就用於表面處理之偶合劑的摻混量及表面處理方法而言不特別限定。
無機填充材的摻混量，相對於熱硬化性樹脂組成物中之環氧樹脂或聚矽氧樹脂等樹脂成分的總質量100質量份，較佳為100~1,300質量份，特佳為200~1,000質量份。若為100質量份以上，可獲得充分的強度；若為1,300質量份以下則可抑制流動性降低所引起的填充性不良，結果可良好地封止配載於基板之半導體元件或形成於晶圓之半導體元件。此外，此無機填充材較佳以熱硬化性樹脂組成物全體的50~95質量%，特佳以60~90質量%的範圍含有。
如上述，當基材採用例如熱硬化性樹脂組成物經含浸於纖維基材並硬化而成的含有纖維之樹脂基材時，可根據含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物所使用之樹脂的種類或無機填充材等的添加劑的摻混量來調整基材的線膨脹係數α3。
<封止樹脂層>
如第1圖所示，本發明之半導體封止用之附有基材之封止材1係於上述基材2之其中一表面具有封止樹脂層3。此封止樹脂層3係包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂成分。此封止樹脂層3係具有一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓的元件形成面之作用。
封止樹脂層的厚度不特別限定，較佳為20μm以上2,000μm以下。若為20μm以上，即足以封止配載有半導體元件之各種基板的半導體元件配載面，可抑制過薄所引起之填充性不良的發生，因而較佳；若為2,000μm以下，則可抑制封止之半導體裝置變厚，因而較佳。
[熱硬化性樹脂成分]
用來形成封止樹脂層的組成物係包含熱硬化性樹脂成分。熱硬化性樹脂不特別限定，通常較佳為使用於半導體元件的封止之液狀環氧樹脂或固態環氧樹脂、聚矽氧樹脂，或由環氧樹脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂、氰酸酯樹脂等的熱硬化性樹脂。尤其是，熱硬化性樹脂較佳包含未達50℃時固化，且於50℃以上150℃以下熔融的環氧樹脂、聚矽氧樹脂、由環氧樹脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂，及氰酸酯樹脂之任一者。
作為此種環氧樹脂、聚矽氧樹脂、由環氧樹 脂與聚矽氧樹脂所構成的混成樹脂，及氰酸酯樹脂，可例示與例示作為上述含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物所含的熱硬化性樹脂者相同者。
[熱塑性樹脂成分]
於本發明中，封止樹脂層可包含或不含熱塑性樹脂成分，若包含熱塑性樹脂成分時，熱塑性樹脂成分的摻混量，相對於用來形成封止樹脂層之組成物全體較佳為2質量%以下。
一般而言，熱塑性樹脂成分係作為用來對封止樹脂層賦予可撓性的成分使用，在習知樹脂片等中係為了提升取用處理性並保持薄片形狀而添加者；而於本發明之半導體封止用之附有基材之封止材中，由於係形成藉由基材支持封止樹脂層之結構，即使不含熱塑性樹脂成分，取用處理性亦良好，且可保持薄片形狀。
又，就如上述對封止樹脂層摻混大量熱塑性樹脂成分的習知樹脂片而言，在扇出型晶圓級封裝體製造的再配線層形成步驟中，有因鍍敷加工時所使用之藥品導致封止樹脂容易劣化的問題；而於本發明之半導體封止用之附有基材之封止材中，由於可使封止樹脂層完全不含熱塑性樹脂成分，或者相對於用來形成封止樹脂層之組成物全體僅包含2質量%以下之少量的熱塑性樹脂成分，因此，可使硬化後的封止樹脂層，於再配線層形成步驟中的鍍敷加工時的抗化學藥劑性更優良。亦即，可特別適於扇 出型晶圓級封裝體的製造。
作為熱塑性樹脂，可舉出例如聚丙烯酸酯等的各種丙烯酸系共聚物、苯乙烯丙烯酸酯系共聚物、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、乙烯、乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、異戊二烯橡膠、丙烯腈橡膠等的橡膠質聚合物、胺基甲酸酯系彈性體、聚矽氧系彈性體、聚酯系彈性體等。
[無機填充材]
又，用來形成封止樹脂層的組成物中，與上述含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物相同，亦可摻混無機填充材。作為無機填充材，可例示與例示作為摻混於上述含浸於纖維基材之熱硬化性樹脂組成物者相同者。
無機填充材的摻混量，相對於熱硬化性樹脂組成物中之環氧樹脂或聚矽氧樹脂等樹脂成分的總質量100質量份，較佳為300~1,300質量份，特佳為500~1,000質量份。若為300質量份以上，可抑制與基材之線膨脹係數的差變大，而適合於抑制半導體裝置之翹曲；若為1,300質量份以下則可抑制流動性降低所引起的填充性不良，結果可良好地封止配載於基板之半導體元件或形成於晶圓之半導體元件。此外，此無機填充材較佳以熱硬化性樹脂組成物全體的75~95質量%，特佳以80~90質量%的範圍含有。
[其他的添加劑]
用來形成封止樹脂層的組成物中，視需求，除上述成分外，亦可摻混其他的添加劑。作為此類添加劑，可舉出例如三氧化銻等的銻化合物、載持鉬酸鋅之滑石、載持鉬酸鋅之氧化鋅等的鉬化合物、磷腈化合物、氫氧化鋁、氫氧化鎂等的氫氧化物、硼酸鋅、錫酸鋅等的阻燃劑、碳黑等的著色劑、水滑石等的鹵素離子捕捉劑等。
如上述，可根據用來形成封止樹脂層之組成物所使用之樹脂的種類或無機填充材等添加劑的摻混量來調整封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2。
[半導體封止用之附有基材之封止材之製造方法]
本發明之半導體封止用之附有基材之封止材可藉由在基材之其中一表面形成封止樹脂層來製作。封止樹脂層能以：對基材之其中一表面以片狀或者膜狀層合包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂的組成物(用來形成上述之封止樹脂層的組成物)，並透過使用真空層壓機或高溫真空壓機、熱輥等而形成的方法；又，在減壓或真空下，以印刷或分配等塗佈包含液狀環氧樹脂或聚矽氧樹脂等熱硬化性樹脂的組成物並進行加熱的方法；甚而，將包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂的組成物進行按壓成形的方法等各種方法形成。
[半導體裝置]
又，於本發明中，係提供一種半導體裝置，其係以上述本發明之半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層封止半導體元件而成。第2圖為表示使用本發明之半導體封止用之附有基材之封止材所製成的半導體裝置之一例的示意剖面圖。
第2圖之半導體裝置4係將半導體元件5以硬化後的封止樹脂層3’封止而成者，於硬化後的封止樹脂層3’之表面側具有半導體封止用之附有基材之封止材的基材2，於相反側(半導體元件5側)則具有由緩衝塗層6、鍍敷圖型層7，及絕緣保護層8所構成的再配線層10、以及凸塊9。
如上述，本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，由於特別適用於扇出型晶圓級封裝體的製造，因此，以此半導體封止用之附有基材之封止材封止半導體元件而成的本發明之半導體裝置，可形成如第2圖所示之扇出型晶圓級封裝體。
[半導體裝置之製造方法]
又，於本發明中，係提供一種半導體裝置之製造方法，其係以上述本發明之半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層之硬化物一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓的元件形成面。
又，本發明之半導體裝置之製造方法較佳為 具有：被覆步驟，係將以層合於支持基板上之暫時固定材暫時固定半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，以前述半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層被覆；封止步驟，係藉由將前述封止樹脂層加熱使其硬化，而一體封止前述元件配載面；暫時固定材去除步驟，係去除前述暫時固定材；再配線步驟，係藉由在去除前述暫時固定材後的露出面形成再配線層而製作再配線體；及切割步驟，係藉由切割前述再配線體而製造半導體裝置的方法。
第3圖為使用本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，由配載有半導體元件的基板製造半導體裝置之方法的一例的流程圖。以下，參照第3圖，就本發明之半導體裝置之製造方法具體加以說明。
第3圖之半導體裝置之製造方法係具有：被覆步驟(第3圖(A))，係將以層合於支持基板12上之暫時固定材11暫時固定半導體元件5的半導體元件配載基板13的元件配載面，以在基材2之其中一表面形成有封止樹脂層3的半導體封止用之附有基材之封止材1的封止樹脂層3被覆；封止步驟(第3圖(B))，係藉由將封止樹脂層3加熱使其硬化而形成硬化後的封止樹脂層3’，而一體封止前述元件配載面；暫時固定材去除步驟(第3圖(C))，係去除支持基板12與暫時固定材11；再配線步驟(第3圖(D))，係藉由在去除暫時固定材後的露出面形成由緩衝塗層6、鍍敷圖型層7，及絕緣保護層8所構成的再配線 層10、以及凸塊9而製作再配線體14；及切割步驟(第3圖(E))，係藉由切割再配線體14而製造半導體裝置4。
[被覆步驟]
本發明之半導體裝置之製造方法中的被覆步驟為以半導體封止用之附有基材之封止材1的未硬化樹脂層3，被覆以層合於支持基板12上之暫時固定材11暫時固定(配載)半導體元件5的半導體元件配載基板13的元件配載面之步驟。
作為暫時固定材11，不特別限定，可使用例如UV硬化性黏著劑等的UV剝離性黏著劑、熱發泡性黏著劑等的熱剝離性黏著劑等。
又，作為支持基板12，不特別限定，可使用例如玻璃基板、矽晶圓、SUS(不鏽鋼)等的金屬板、聚醯胺或聚醯亞胺等的塑膠基板等。
[封止步驟]
本發明之半導體裝置之製造方法中的封止步驟為在上述被覆步驟後，藉由將封止樹脂層3加熱使其硬化，形成硬化後的封止樹脂層3’，而一體封止半導體元件配載基板的半導體元件配載面之步驟。就加熱溫度，可取例如100~200℃，加熱時間可取例如1~60分鐘。
[暫時固定材去除步驟]
本發明之半導體裝置之製造方法中的暫時固定材去除步驟為由上述封止後的半導體元件配載基板去除支持基板12與暫時固定材11之步驟。
此外，第3圖(C)中的d係表示半導體元件5本身的長度，e係表示半導體元件5間的距離，d較佳為0.1mm~30mm，更佳為1mm~20mm；e較佳為0.1~50mm，更佳為2~20mm。又，d與e的比例d/e較佳為0.1~20，更佳為0.5~5。d與e若為此種範圍，在大面積之封裝體中，仍可更良好地抑制封裝體全體之翹曲。
又，本發明之半導體封止用之附有基材之封止材由於具有基材，因此，亦可省略以無基材的一般封止樹脂封止時為了前進至次一步驟而需要的在封止樹脂面側黏貼支撐基板之步驟。
[再配線步驟]
本發明之半導體裝置之製造方法中的再配線步驟為藉由在因去除上述暫時固定材而露出的半導體元件面(露出面)形成再配線層10而製作再配線體14之步驟。
作為再配線層之形成方法，不特別限定，可舉出例如在露出之半導體元件5使用感光性聚醯亞胺材料或PBO(聚苯并噁唑)等形成經圖型化之緩衝塗層6，接著在藉由金屬濺鍍法等所形成的金屬晶種層，形成以半加成法等的周知方法經圖型化的鍍敷圖型層7，再形成使用聚醯亞胺或PBO等經圖型化的絕緣保護層8之方法。
又，亦可在形成之再配線層10，藉由焊球或焊劑電鍍等周知方法形成凸塊9。
[切割步驟]
本發明之半導體裝置之製造方法中的切割步驟為藉由切割形成有上述之再配線層的再配線體14予以單件化，而製造半導體裝置4之步驟。又，亦可對經切割而單件化者進行採用雷射標記的印字。
如以上所述，若為本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，則為封止大面積之封裝體時也能抑制封裝體之翹曲的半導體封止用之附有基材之封止材。又，若為本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，封止樹脂層即使不含熱塑性樹脂成分，也能保持薄片形狀，並減少封裝體之翹曲。從而，無需將以往為了保持薄片形狀而摻混的熱塑性樹脂成分摻混於封止樹脂層中，可使硬化後的封止樹脂層，於扇出型晶圓級封裝體的製造之再配線層形成步驟中的鍍敷加工時的抗化學藥劑性更優良。換言之，本發明之半導體封止用之附有基材之封止材特別適於扇出型晶圓級封裝體的製造。再者，若為本發明之半導體裝置，由於係以如上述之本發明之半導體封止用之附有基材之封止材封止半導體元件而成，而為封止面縱為大面積，也能抑制封裝體之翹曲的半導體裝置。又，若為本發明之半導體裝置之製造方法，可容易地製造此種半導體裝置，而且，亦可製造扇出型晶圓級封裝體之半導體裝置。
[實施例]
以下，利用實施例及比較例對本發明具體地加以說明，惟本發明非限定於此等。
[實施例1] <基材的製作>
對甲酚酚醛型環氧樹脂(商品名：EPICLON-N695、DIC製)60質量份、苯酚酚醛樹脂(商品名：TD2090、DIC製)30質量份、作為黑色顏料之碳黑(商品名：3230B、三菱化學製)3質量份、觸媒TPP(三苯基膦)0.6質量份添加甲苯300質量份並加以攪拌混合，調製成環氧樹脂組成物之甲苯分散液。藉由將作為纖維基材之E玻璃布(日東紡織製、厚度：150μm)浸漬於此環氧樹脂組成物之甲苯分散液，而使環氧樹脂組成物之甲苯分散液含浸於E玻璃布。藉由將該玻璃布於120℃放置15分鐘使甲苯揮發。將該玻璃布於175℃進行5分鐘加熱成型而得到成型品，進一步將其於180℃加熱4小時(進行2次硬化)，使含浸之環氧樹脂組成物硬化，而得到在纖維基材層的兩面形成有環氧樹脂組成物之硬化物層的400mm×500mm、厚度0.16mm之含浸環氧樹脂之纖維基材X1。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
將甲酚酚醛型環氧樹脂(商品名：EPICLON-N655、 DIC製)60質量份、苯酚酚醛樹脂(商品名：BRG555、昭和高分子製)30質量份、平均粒徑7μm之球狀二氧化矽(商品名：MSS-7、龍森製)400質量份、觸媒TPP(三苯基膦)0.2質量份、矽烷偶合劑：3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(商品名：KBM403、信越化學工業製)0.5質量份、作為黑色顏料之碳黑(商品名：3230B、三菱化學製)3質量份以高速混合裝置充分混合後，以連續混煉裝置進行加熱混煉，接著由T模中擠出，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
在上述含浸環氧樹脂之纖維基材X1上載置上述片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1，使用Nikko-Materials公司製真空層壓機，以真空度50Pa、溫度50℃、時間60秒之條件進行層壓而製成半導體封止用之附有基材之封止材Z1。
<半導體元件配載基板的製作>
作為支持基板，係準備420mm×520mm、厚度1mm之SUS板，以同樣大小貼合作為暫時固定材之REVALPHA No.3195V，而製成在REVALPHA上配載有200個20mm×20mm之矽晶片的半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
將上述半導體封止用之附有基材之封止材Z1與上述半 導體元件配載基板，使用Nikko-Materials公司之真空壓機，以真空度50Pa、壓力1.0MPa、150℃、300s之條件進行壓縮成形而予以硬化封止。硬化封止後，於150℃進行4小時後硬化後，於180℃去除REVALPHA與支持基板，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[實施例2] <基材的製作>
除對環氧樹脂組成物添加平均粒徑0.5μm之球狀二氧化矽(商品名：SC-2050、Admatechs製)50質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到400mm×500mm、厚度0.16mm之含浸環氧樹脂之纖維基材X2。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
將甲酚酚醛型環氧樹脂(商品名：EPICLON-N655、DIC製)40質量份、雙酚A型結晶性環氧樹脂(商品名：YL-6810、三菱化學製)12質量份、苯酚酚醛樹脂(商品名：BRG555、昭和高分子製)30質量份、平均粒徑7μm之球狀二氧化矽(商品名：MSS-7、龍森製)450質量份、觸媒TPP(三苯基膦)0.2質量份、矽烷偶合劑：3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(商品名：KBM403、信越化學工業製)0.5質量份、作為黑色顏料之碳黑(商品名：3230B、三菱化學製)3質量份以高速混合裝置充分混合後，以連續混煉裝置進行加熱混煉，接著由T模中擠出， 而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y2。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X2來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y2來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z2。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z2來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[實施例3] <基材的製作>
對作為具有非共軛雙鍵之有機矽化合物之分子鏈兩末端乙烯基封端二甲基聚矽氧烷50質量份、分子鏈兩末端二甲基氫矽氧基封端二甲基聚矽氧烷50質量份、作為反應抑制劑之乙炔醇系之乙炔基環己醇0.2質量份、氯鉑酸之辛 醇改質溶液0.1質量份，及作為黑色顏料之碳黑3質量份添加甲苯200質量份並加以攪拌混合，調製成聚矽氧樹脂組成物之甲苯分散液。藉由將作為纖維基材之E玻璃布(日東紡織製、厚度：150μm)浸漬於此聚矽氧樹脂組成物之甲苯分散液，而使聚矽氧樹脂組成物之甲苯分散液含浸於E玻璃布。藉由將該玻璃布於120℃放置15分鐘使甲苯揮發。將該玻璃布於175℃進行5分鐘加熱成型而得到成型品，進一步將其於150℃加熱10分鐘(進行2次硬化)，使含浸之環氧樹脂組成物硬化，而得到在纖維基材層的兩面形成有聚矽氧樹脂組成物之硬化物層的400mm×500mm、厚度0.16mm之含浸聚矽氧樹脂之纖維基材X3。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
除將平均粒徑7μm之球狀二氧化矽的摻混量取350質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y3。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用含浸聚矽氧樹脂之纖維基材X3來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y3來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z3。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z3來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[實施例4] <基材的製作>
對甲酚酚醛型環氧樹脂(商品名：EPICLON-N685、DIC製)60質量份、苯酚酚醛樹脂(商品名：TD2131、DIC製)30質量份、作為黑色顏料之碳黑(商品名：3230B、三菱化學製)3質量份、觸媒TPP(三苯基膦)0.6質量份添加甲苯300質量份並加以攪拌混合，調製成環氧樹脂組成物之甲苯分散液。藉由將作為纖維基材之E玻璃布(日東紡織製、厚度：150μm)浸漬於此環氧樹脂組成物之甲苯分散液，而使環氧樹脂組成物之甲苯分散液含浸於E玻璃布。藉由將該玻璃布於120℃放置15分鐘使甲苯揮發。將該玻璃布於175℃進行5分鐘加熱成型而得到成型品，進一步將其於180℃加熱4小時(進行2次硬化)，使含浸之環氧樹脂組成物硬化，而得到在纖維基材層的兩面形成有環氧樹脂組成物之硬化物層的400mm×500mm、厚度0.16mm之含浸環氧樹脂之纖維基材X4。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
除將平均粒徑7μm之球狀二氧化矽的摻混量取330質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y4。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X4來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y4來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z4。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z4來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[實施例5] <基材的製作>
進行與實施例1同樣的操作，而得到400mm×500mm、 厚度0.16mm的含浸環氧樹脂之纖維基材X1。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
除添加熱塑性樹脂(商品名：METABLEN J-5800、Mitsubishi Rayon製)1質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y5。此外，此片狀的熱硬化性樹脂組成物Y5係包含相對於組成物全體為2質量%以下的量之熱塑性樹脂。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y5來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z5。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z5來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[實施例6] <基材的製作>
對甲酚酚醛型環氧樹脂(商品名：EPICLON-N685、DIC製)60質量份、苯酚酚醛樹脂(商品名：TD2090、DIC製)30質量份、作為黑色顏料之碳黑(商品名：3230B、三菱化學製)3質量份、觸媒TPP(三苯基膦)0.6質量份添加甲苯300質量份並加以攪拌混合，調製成環氧樹脂組成物之甲苯分散液。藉由將作為纖維基材之E玻璃布(日東紡織製、厚度：150μm)浸漬於此環氧樹脂組成物之甲苯分散液，而使環氧樹脂組成物之甲苯分散液含浸於E玻璃布。藉由將該玻璃布於120℃放置15分鐘使甲苯揮發。將該玻璃布於175℃進行5分鐘加熱成型而得到成型品，進一步將其於180℃加熱4小時(進行2次硬化)，使含浸之環氧樹脂組成物硬化，而得到在纖維基材層的兩面形成有環氧樹脂組成物之硬化物層的400mm×500mm、厚度0.16mm之含浸環氧樹脂之纖維基材X5。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
除添加熱塑性樹脂(商品名：METABLEN J-5800、Mitsubishi Rayon製)20質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y6。此外，此片狀的熱硬化性樹脂組成物Y6係包含相對於組成物全體超過2質量%的量之熱塑性樹脂。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X5來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y6來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z6。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z6來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[比較例1] <封止樹脂組成物的製作>
進行與實施例1同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的調製>
除未使用基材，而以片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1直接封止基板以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[比較例2] <基材的製作>
對甲酚酚醛型環氧樹脂(商品名：EPICLON-N655、DIC製)60質量份、苯酚酚醛樹脂(商品名：TD2131、DIC製)30質量份、作為黑色顏料之碳黑(商品名：3230B、三菱化學製)3質量份、觸媒TPP(三苯基膦)0.6質量份添加甲苯300質量份並加以攪拌混合，調製成環氧樹脂組成物之甲苯分散液。藉由將作為纖維基材之E玻璃布(日東紡織製、厚度：150μm)浸漬於此環氧樹脂組成物之甲苯分散液，而使環氧樹脂組成物之甲苯分散液含浸於E玻璃布。藉由將該玻璃布於120℃放置15分鐘使甲苯揮發。將該玻璃布於175℃進行5分鐘加熱成型而得到成型品，進一步將其於180℃加熱4小時(進行2次硬化)，使含浸之環氧樹脂組成物硬化，而得到在纖維基材層的兩面形成有環氧樹脂組成物之硬化物層的400mm×500mm、厚度0.16mm之含浸環氧樹脂之纖維基材X6。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
進行與實施例2同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y2。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X6來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y2來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z7。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z7來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[比較例3] <基材的製作>
進行與實施例6同樣的操作，而得到400mm×500mm、厚度0.16mm的含浸環氧樹脂之纖維基材X5。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
進行與實施例2同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y2。
<半導體封止用之附有基材之封止材的製作>
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X5來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y2來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z8。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z8來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[比較例4] <基材的製作>
除對環氧樹脂組成物添加平均粒徑0.5μm之球狀二氧化矽(商品名：SC-2050、Admatechs製)100質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到400mm×500mm、厚度0.16mm的含浸環氧樹脂之纖維基材X7。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
除將平均粒徑7μm之球狀二氧化矽的摻混量取300質量份以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到390mm×490mm、厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y7。
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X7來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y7來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z9。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z9來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
[比較例5] <基材的製作>
進行與比較例4同樣的操作，而得到400mm×500mm、厚度0.16mm的含浸環氧樹脂之纖維基材X7。
<作為封止樹脂層之樹脂組成物的調製>
進行與實施例6同樣的操作，而得到390mm×490mm、 厚度0.3mm之片狀的熱硬化性樹脂組成物Y6。此外，此片狀的熱硬化性樹脂組成物Y6係包含相對於組成物全體超過2質量%的量之熱塑性樹脂。
除使用含浸環氧樹脂之纖維基材X7來替代含浸環氧樹脂之纖維基材X1，並使用片狀的熱硬化性樹脂組成物Y6來替代片狀的熱硬化性樹脂組成物Y1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到半導體封止用之附有基材之封止材Z10。
<半導體元件配載基板的製作>
以與實施例1同樣的方式製作半導體元件配載基板。
<封止後之半導體元件配載基板的製作>
除使用半導體封止用之附有基材之封止材Z10來替代半導體封止用之附有基材之封止材Z1以外係進行與實施例1同樣的操作，而得到封止後之半導體元件配載基板。
依以下方式評定實施例1~6及比較例1~5中所得之封止後半導體元件配載基板，即切割前的半導體裝置之特性。將評定結果示於表2。
(線膨脹係數的測定)
半導體元件的線膨脹係數α1：各實施例及比較例中使用之半導體元件的線膨脹係數為3ppm/K。
封止樹脂層硬化物的線膨脹係數α2：取用將各實施例 及比較例中使用之封止樹脂層用之片狀的熱硬化性樹脂組成物，使用依據EMMI規格之模具，以150℃、6.9N/mm2、成形時間300秒之條件進行成形而成的5×5×15mm之試片，利用RIGAKU製TMA裝置進行熱機械分析。以昇溫5℃/分、負載19.6mN之條件藉由壓縮負載法由室溫測定至300℃，來測定線膨脹係數。
基材的線膨脹係數α3：取用將各實施例及比較例中使用之基材切成寬度5mm、長度15mm的試片，利用RIGAKU製TMA裝置進行熱機械分析。將試片裝設於裝置上後，以昇溫5℃/分、負載1g之條件藉由拉伸負載法由室溫測定至300℃，來測定X-Y方向的線膨脹係數。
(封裝體翹曲量)
將所得半導體裝置配置成露出矽晶片的面為上面側，利用雷射三維測定機，沿各半導體裝置的對角線方向測定高度的位移，以位移差作為翹曲量。當翹曲的方向凹向下側時使用正值、凸向上側時則使用負值表示。
(抗化學藥劑性)
以顯微鏡觀察將所得半導體裝置在表1所示A~J之藥品與浸漬條件下，依序浸漬全部藥品後的樹脂表面及剖面，將無裂痕或破裂等劣化者評為○、發生了裂痕或破裂者評為×。
Figure 106115348-A0202-12-0052-10
Figure 106115348-A0202-12-0052-11
如表2所示，就半導體元件的線膨脹係數α1、封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及基材的線膨脹係數α3滿足α1<α3<α2及-2<α1+α2-2α3<2此兩者的實施例1~6，即使封止大面積之封裝體也能抑制封裝體之翹曲。另一方面，就未使用基材的比較例1，或α1、α2，及α3未滿足-2<α1+α2-2α3<2的比較例2~5，與實施例1~6相比產生了較嚴重的封裝體之翹曲。又，就未對封止樹脂層摻混 熱塑性樹脂的實施例1~4、比較例1~4，及以相對於組成物全體為2質量%以下的量摻混熱塑性樹脂的實施例5，與對封止樹脂層以相對於組成物全體超過2質量%的量摻混熱塑性樹脂的實施例6及比較例5相比，封止樹脂層之硬化物的抗化學藥劑性較良好。此外，就具有相同(α1+α2-2α3)值的實施例1與實施例4，α3-α1<5且α2-α3<5之實施例1其翹曲較小。
由以上可知，若為本發明之半導體封止用之附有基材之封止材，在扇出型晶圓級封裝體的製造中，即使封止大面積之封裝體也能抑制封裝體之翹曲。又，可知未對封止樹脂層摻混熱塑性樹脂，或者即使摻混熱塑性樹脂時亦將摻混量取既定量以下，由此可使封止樹脂層之硬化物其抗化學藥劑性更優良。
此外，本發明非限定於上述實施形態。上述實施形態僅為例示，具有與本發明申請專利範圍所記載之技術思想實質上相同之構成、發揮同樣之作用效果者皆包含於本發明技術範圍。
1‧‧‧半導體封止用之附有基材之封止材
2‧‧‧基材
3‧‧‧封止樹脂層

Claims (9)

  1. 一種半導體封止用之附有基材之封止材，其係用來一體封止配載有半導體元件的半導體元件配載基板之元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓之元件形成面的半導體封止用之附有基材之封止材，其特徵為：該半導體封止用之附有基材之封止材係具有基材，與形成於該基材之其中一表面之包含未硬化或半硬化之熱硬化性樹脂成分的封止樹脂層，藉由該半導體封止用之附有基材之封止材所封止之前述半導體元件的線膨脹係數α1、前述封止樹脂層之硬化物的線膨脹係數α2，及前述基材的線膨脹係數α3係同時滿足下述式(1)及(2)：α 1<α 3<α 2 (1) -2<α 1+α 2-2α 3<2 (2)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
  2. 如請求項1之半導體封止用之附有基材之封止材，其中前述線膨脹係數α1、前述線膨脹係數α2，及前述線膨脹係數α3，除滿足前述式(1)及(2)外，亦滿足下述式(3)及(4)：α 3-α 1<5 (3) α 2-α 3<5 (4)(惟，線膨脹係數的單位為ppm/K)。
  3. 如請求項1或請求項2之半導體封止用之附有基材之封止材，其中前述基材為熱硬化性樹脂組成物經含浸於纖維基材並硬化而成的含有纖維之樹脂基材。
  4. 如請求項1或請求項2之半導體封止用之附有基材之封止材，其中前述封止樹脂層為不含熱塑性樹脂成分者，或相對於用來形成前述封止樹脂層之組成物全體，包含2質量%以下之熱塑性樹脂成分者。
  5. 如請求項1或請求項2之半導體封止用之附有基材之封止材，其中前述封止樹脂層係包含無機填充材，且該無機填充材的量為用來形成前述封止樹脂層之組成物全體的75~95質量%。
  6. 一種半導體裝置，其特徵為以如請求項1至請求項5中任一項之半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層封止半導體元件而成。
  7. 如請求項6之半導體裝置，其中前述半導體裝置為扇出型晶圓級封裝體。
  8. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵為以如請求項1至請求項5中任一項之半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層之硬化物一體封止配載有半導體元件的半導 體元件配載基板的元件配載面，或形成有半導體元件的半導體元件形成晶圓的元件形成面。
  9. 如請求項8之半導體裝置之製造方法，其係具有：被覆步驟，係將以層合於支持基板上之暫時固定材暫時固定半導體元件的半導體元件配載基板的元件配載面，以前述半導體封止用之附有基材之封止材的封止樹脂層被覆；封止步驟，係藉由將前述封止樹脂層加熱使其硬化，而一體封止前述元件配載面；暫時固定材去除步驟，係去除前述暫時固定材；再配線步驟，係藉由在去除前述暫時固定材後的露出面形成再配線層而製作再配線體；及切割步驟，係藉由切割前述再配線體而製造半導體裝置。
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