半导体芯片密封用热固化性树脂片及半导体封装体的制造方法
半导体芯片密封用热固化性树脂片及半导体封装体的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体忍片密封用热固化性树脂片及半导体封装体的制造方法。
【背景技术】
[0002] W往，作为半导体封装体的制造方法，已知将固定于基板等的1个或多个半导体忍 片用密封树脂密封的方法。作为此种密封树脂，已知例如热固化性树脂片(例如参照专利文 献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2006-19714号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 有时因热固化过程中的密封树脂的体积收缩而半导体封装体产生翅曲变形。若因 热固化过程中的密封树脂的体积收缩而产生翅曲变形，则无法将半导体封装体充分固定 (例如吸附固定)于平台上，会难W研削半导体封装体的密封树脂。
[000引另外，通常，密封树脂的热膨胀系数比构成半导体封装体的其他元件(例如半导体 忍片、基板等)大，因此半导体封装体产生翅曲，在可靠性的方面还有改善的余地。
[0009] 本发明的目的在于，为解决上述问题而提供可降低热固化性树脂片的体积收缩所 致的翅曲变形、并且可靠性和保存性优异的半导体忍片密封用热固化性树脂片及半导体封 装体的制造方法。
[0010] 用于解决问题的技术手段
[0011] 本发明设及一种半导体忍片密封用热固化性树脂片，其活化能化a)满足下述式 (1)，且在150°C热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变溫度为125°CW上，上述热固 化物在上述玻璃化转变溫度W下的溫度下的热膨胀系数a[Ppm/K]及上述热固化物在25°C 时的储藏弹性模量E' [GPa]满足下述式(2)。
[0012] 30<化< 120[kJ/mol] · · · (1)
[0013] 10000 <αΧΕ' < 300000[化/K] ··· (2)
[0014] 化为120kJ/molW下，能够在较低溫进行热固化，因此能够减小翅曲。另外，由于无 需为了使其热固化而进行长时间加热，因此生产率优异。
[001引另一方面，由于Ea为30kJ/m0m上，因此可W在利用加热使热固化性树脂片追随 凹凸（利用半导体忍片等形成的凹凸）后进行热固化。结果可W降低空隙的产生。另外，保存 性良好。
[0016]此外，热固化物在玻璃化转变溫度W下的溫度下的热膨胀系数α及热固化物在25 °C时的储藏弹性模量Ε'满足上述式(2)。因此，可W缓和因热膨胀系数的不同所产生的热应 力，并且可W得到可靠性优异的半导体封装体。例如，在αΧΕ'的数值范围内，储藏弹性模量 Ε'较高时，热固化性树脂片的刚性提高，可W吸收或分散应力。此时，热膨胀系数α变低，热 固化性树脂片的热膨胀行为得到抑制，因此可W降低对构成半导体封装体的其他元件(例 如半导体忍片、基板等)的机械损伤。
[0017] 需要说明的是，热固化物的玻璃化转变溫度为125°CW上，因此可W抑制半导体封 装体在通常的使用溫度范围及热循环可靠性试验的溫度范围（最大125°C)的急剧的物性变 化。
[0018] 本发明的半导体忍片密封用热固化性树脂片优选包含环氧树脂、苯酪线型酪醒系 固化剂、无机填充材料及固化促进剂。
[0019] 上述无机填充材料优选为平均粒径0.5皿~50皿的二氧化娃。
[0020] 上述固化促进剂优选为咪挫系固化促进剂。通过使用咪挫系固化促进剂，从而能 够将活化能容易地调整为30~120kJ/mol，并且可W抑制混炼溫度下的固化反应。
[0021 ]上述无机填充材料的含量优选为20体积％~90体积％。
[0022] 上述热固化物在25°C时的储藏弹性模量E'优选为3G化~30GPa。
[0023] 上述热膨胀系数α优选为化pm/K~50ppm/K。
[0024] 本发明还设及一种半导体封装体的制造方法，其包括:工序(A)，形成具备上述半 导体忍片密封用热固化性树脂片及埋入上述半导体忍片密封用热固化性树脂片的1个或多 个半导体忍片的密封体;和工序(B)，对上述密封体的树脂片进行热固化。
[0025] 上述工序(A)中，优选将倒装忍片式连接于半导体晶片的上述半导体忍片埋入上 述半导体忍片密封用热固化性树脂片而形成上述密封体。
[0026] 上述工序(A)中，优选将固定于暂时固定材料的上述半导体忍片埋入上述半导体 忍片密封用热固化性树脂片而形成上述密封体。
[0027] 上述工序(A)中，优选将倒装忍片式连接于上述半导体晶片的多个上述半导体忍 片埋入上述半导体忍片密封用热固化性树脂片而形成上述密封体。而且，本发明的半导体 封装体的制造方法优选在上述工序(B)之后还包括将上述密封体按照目标半导体忍片单元 进行切割的工序(C)。
【附图说明】
[0028] 图1是实施方式1的树脂片的剖面示意图。
[0029] 图2是倒装忍片式安装了半导体忍片的半导体晶片的剖面示意图。
[0030] 图3是示意性表示用实施方式1的树脂片密封半导体忍片的状态的图。
[0031] 图4是示意性表示对半导体封装体的树脂片部分进行研削后的状态的图。
[0032] 图5是示意性表示对半导体封装体的半导体晶片部分进行研削后的状态的图。
[0033] 图6是示意性表示在半导体封装体中形成了再布线层和凸块的状态的图。
[0034] 图7是示意性表示对半导体封装体进行切割后的状态的图。
[0035] 图8是示意性表示将半导体忍片固定于暂时固定材料的状态的图。
[0036] 图9是示意性表示用树脂片密封半导体忍片的状态的图。
[0037] 图10是示意性表示从密封体剥离暂时固定材料的状态的图。
[0038] 图11是示意性表示对半导体封装体的树脂片部分进行研削后的状态的图。
[0039] 图12是示意性表示在密封体中形成了再布线和凸块的状态的图。
[0040] 图13是示意性表示对密封体进行切割后的状态的图。
【具体实施方式】
[0041] W下列举实施方式对本发明进行详细地说明，但是本发明并不仅限定为运些实施 方式。
[0042] [实施方式1]
[0043] 图1是实施方式1的树脂片11的剖面示意图。需要说明的是，可W在树脂片11的两 面设置聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)膜等支承体。为了容易进行从树脂片11的剥离，可W对 支承体实施脱模处理。
[0044] 树脂片11具有热固化性。
[0045] 树脂片11的活化能化a)为30kJ/molW上。由于该活化能为30kJ/molW上，因此可 W在利用加热使热固化性树脂片追随凹凸（利用半导体忍片等形成的凹凸）后进行热固化。 结果可W降低空隙的产生。另外，保存性良好。树脂片11的活化能优选为40kj/moiw上、更 优选为50kJ/mo 1W上、进一步优选为60kJ/mo 1W上。
[0046] 另外，树脂片11的活化能为120kJ/m〇m下。由于该活化能为120kJ/molW下，能够 在较低溫下进行热固化，因此能够减小翅曲。另外，由于无需为了使其热固化而进行长时间 加热，因此生产率优异。树脂片11的活化能优选为lOOkJ/molW下。
[0047] 需要说明的是，活化能可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0048] 树脂片11的活化能可W通过固化促进剂的种类、固化促进剂的量等来控制。
[0049] 树脂片11满足下述式(2)。
[0050] 10000 <αΧΕ' < 300000[化/K] ··· (2)
[0051] 上述式(2)中，α为在150°C热固化处理1小时后的热固化物在玻璃化转变溫度W下 的溫度下的热膨胀系数[Ppm/K]。
[0052] 上述式（2)中，E'为在150°C热固化处理1小时后的热固化物在25°C时的储藏弹性 模量[G化]。
[0053] 对于树脂片11而言，由于满足上述式(2)，因此能够缓和因热膨胀系数的不同产生 的热应力。例如，在αΧΕ'的数值范围中，在储藏弹性模量E'高的情况下，树脂片11的刚性提 高，从而能够吸收或分散应力。此时，热膨胀系数α变低，树脂片11的热膨胀行为得到抑制， 因此可W降低对构成半导体封装体的其他元件(例如半导体忍片、基板等)的机械损伤。
[0054] α X Ε '优选为10万化/Κ W上。α X Ε '优选为20万化/Κ W下。
[0055] 储藏弹性模量Ε '优选为3G化W上、更优选为1 OGPa W上、进一步优选为15GPa W上。 若储藏弹性模量E'为3GPaW上，则热应力的缓和效果高。另一方面，储藏弹性模量E'的上限 并无特别限定，例如为30GPa W下，优选为25GPa W下。
[0056] 需要说明的是，储藏弹性模量E'可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0057] 树脂片11的储藏弹性模量E'可W通过无机填充材料的含量、热塑性树脂的含量来 控制。例如，通过增加无机填充材料的含量，增加热塑性树脂的含量，从而可W提高储藏弹 性模量E'。
[005引热膨胀系数α优选为50ppm/KW下、更优选为20ppm/KW下、进一步优选为15ppm/K W下。若热膨胀系数α为50ppm/KW下，则热应力的缓和效果高。另一方面，热膨胀系数α的下 限并无特别限定，例如为化pm/KW上。
[0059] 需要说明的是，热膨胀系数α可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0060] 树脂片11的热膨胀系数α可W通过无机填充材料的含量等来控制。例如，通过增加 无机填充材料的含量，从而可W减小热膨胀系数曰。
[0061 ]将树脂片11在150°C热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变溫度(Tg)为125 上。若该玻璃化转变溫度为125°CW上，则可W抑制半导体封装体在通常的使用溫度范 围及热循环可靠性试验的溫度范围（最大125°C)内的急剧的物性变化。热固化物的玻璃化 转变溫度的上限并无特别限定，例如为180°CW下，优选为160°CW下。
[0062] 需要说明的是，玻璃化转变溫度可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0063] 树脂片11的热固化物的玻璃化转变溫度可W通过基于热固化性树脂(例如环氧树 月旨、酪醒树脂）的官能基的交联密度来控制。例如，通过应用分子中官能基数多的热固化性 树脂，从而可W提高玻璃化转变溫度。
[0064] 树脂片11优选包含环氧树脂。
[0065] 作为环氧树脂，并无特别限定。例如可W使用Ξ苯基甲烧型环氧树脂、甲酪线型酪 醒型环氧树脂、联苯型环氧树脂、改性双酪A型环氧树脂、双酪A型环氧树脂、双酪F型环氧树 月旨、改性双酪F型环氧树脂、二环戊二締型环氧树脂、苯酪线型酪醒型环氧树脂、苯氧基树脂 等各种环氧树脂。运些环氧树脂可W单独使用，也可W并用巧巾W上。
[0066] 从确保环氧树脂的反应性的观点出发，优选环氧当量为150~250、软化点或烙点 为50~130°C、在常溫为固态的环氧树脂。其中，从可靠性的观点出发，更优选Ξ苯基甲烧型 环氧树脂、甲酪酪醒型环氧树脂、联苯型环氧树脂。另外，优选双酪F型环氧树脂。
[0067] 树脂片11优选包含苯酪线型酪醒系固化剂。作为苯酪线型酪醒系固化剂，可W适 合使用苯酪线型酪醒树脂。其中，可W特别适合使用具有联苯芳烷基骨架的苯酪线型酪醒 树脂。需要说明的是，苯酪线型酪醒系固化剂可W单独使用，也可W并用巧巾W上。
[0068] 作为苯酪线型酪醒系固化剂，从与环氧树脂的反应性的观点出发，优选使用径基 当量为70~250、软化点为50~110°C的固化剂。
[0069] 树脂片11中的环氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计含量优选为5重量％ W 上。若合计含量为5重量％ ^上，则良好地得到针对半导体忍片等的粘接力。树脂片11中的 环氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计含量优选为40重量％ W下、更优选为20重量％ W 下。若该合计含量为40重量％^下，则可W较低地抑制吸湿性。
[0070] 从固化反应性的观点出发，环氧树脂与苯酪线型酪醒系固化剂的配合比例优选按 照相对于环氧树脂中的环氧基1当量而使苯酪线型酪醒系固化剂中的径基的合计达到0.7 ~1.5当量的方式进行配合、更优选为0.9~1.2当量。
[0071] 树脂片11优选包含固化促进剂。
[0072] 作为固化促进剂，只要是使环氧树脂与苯酪线型酪醒系固化剂的固化进行的物 质，则并无特别限定，例如可列举：2-甲基咪挫（商品名；2MZ)、2-十一烷基咪挫（商品名； 011-2)、2-十屯烷基咪挫（商品名；(：172)、1，2-二甲基咪挫（商品名；1.2012)、2-乙基-4-甲 基咪挫（商品名；沈4MZ)、2-苯基咪挫（商品名；2PZ)、2-苯基-4-甲基咪挫（商品名；2P4MZ)、 1-苄基-2-甲基咪挫（商品名；1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪挫（商品名；1B2PZ)、1-氯基乙基-2- 甲基咪挫（商品名；2MZ-CN)、1 -氯基乙基-2-^烷基咪挫（商品名；C11Z-CN)、1 -氯基乙基- 2-苯基咪挫鐵偏苯Ξ酸盐(商品名；2PZCNS-PW)、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪挫基-0-)]-乙 基均Ξ嗦(商品名；2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪挫基-0-)]-乙基均Ξ嗦（商品 名；C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪挫基-(!'）]-乙基均Ξ嗦（商品名；W4MZ- A)、2，4-二氨基-6-[2 '-甲基咪挫基-0- )]-乙基均Ξ嗦异氯脈酸加成物(商品名；2MA-0K)、 2-苯基-4，5-二径基甲基咪挫（商品名；2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-径基甲基咪挫（商品 名;2P4M监-PW)等咪挫系固化促进剂(均为四国化成工业(株)制）。
[0073] 其中，基于能够将活化能容易地调整为30~80kJ/mol、且抑制混炼溫度下的固化 反应的理由，优选咪挫系固化促进剂，更优选2-苯基-4，5-二径基甲基咪挫、2，4-二氨基-6- [2'-乙基-4'-甲基咪挫基-0-)]-乙基均Ξ嗦，进一步优选2-苯基-4,5-二径基甲基咪挫。
[0074] 固化促进剂的含量相对于环氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计100重量份优 选为0.2重量份W上、更优选为0.5重量份W上、进一步优选为0.8重量份W上。若该含量为 0.2重量份W上，则能够将活化能容易地调整为80kJ/mol W下。固化促进剂的含量相对于环 氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计100重量份优选为5重量份W下、更优选为2重量份 W下。若该含量为5重量份W下，则能够将活化能容易地调整为30kJ/molW上。
[0075] 树脂片11优选包含热塑性树脂(弹性体）。
[0076] 作为热塑性树脂，可列举:天然橡胶、下基橡胶、异戊二締橡胶、氯下二締橡胶、乙 締-乙酸乙締醋共聚物、乙締-丙締酸共聚物、乙締-丙締酸醋共聚物、聚下二締树脂、聚碳酸 醋树脂、热塑性聚酷亚胺树脂、6-尼龙或6,6-尼龙等聚酷胺树脂、苯氧基树脂、丙締酸类树 脂、PET或PBT等饱和聚醋树脂、聚酷胺酷亚胺树脂、氣树脂、苯乙締-异下締-苯乙締 Ξ嵌段 共聚物、甲基丙締酸甲醋-下二締-苯乙締共聚物(MBS树脂)等。运些热塑性树脂可W单独使 用或并用2种W上。
[0077] 树脂片11中的热塑性树脂的含量优选为1重量％ ^上。若该含量为1重量％ W上， 则可W赋予柔软性、可晓性。树脂片11中的热塑性树脂的含量优选为30重量％ ^下。若该含 量为30重量％^下，则良好地得到对半导体忍片等的粘接力。
[0078] 树脂片11优选包含无机填充材料。通过配合无机填充材料，从而提高储藏弹性模 量E'，并且可W减小热膨胀系数α。
[0079] 作为无机填充材料，可列举例如:石英玻璃、滑石、二氧化娃(烙融二氧化娃、结晶 性二氧化娃等）、氧化侣、氮化侣、氮化娃、氮化棚等。其中，基于能够良好地降低热膨胀系数 的理由，优选二氧化娃、氧化侣，更优选二氧化娃。作为二氧化娃，基于流动性优异的理由， 优选烙融二氧化娃，更优选球状烙融二氧化娃。
[0080] 无机填充材料的平均粒径优选为0.5ymW上、更优选为扣mW上。若该平均粒径为 0.5ymW上，则容易得到树脂片11的可晓性、柔软性。无机填充材料的平均粒径优选为50μπι W下、更优选为30ymW下。若该平均粒径为50ymW下，则容易将无机填充材料高填充率化。
[0081] 需要说明的是，例如，可W通过使用从母集团中任意抽取的试样、并采用激光衍射 散射式粒度分布测定装置进行测定，从而导出平均粒径。
[0082] 无机填充材料优选被硅烷偶联剂处理(前处理)过的无机填充材料。由此，可W提 高与树脂的润湿性，并且可W提高无机填充材料的分散性。
[0083] 硅烷偶联剂为在分子中具有水解性基团及有机官能团的化合物。
[0084] 作为水解性基团，可列举例如：甲氧基、乙氧基等碳数1~6的烷氧基；乙酷氧基、2- 甲氧基乙氧基等。其中，基于容易除去利用水解产生的醇等挥发成分的理由，优选甲氧基。
[0085] 作为有机官能团，可列举:乙締基、环氧基、苯乙締基、甲基丙締酷基、丙締酷基、氨 基、酷脈基、琉基、硫酸基、异氯酸醋基等。其中，基于容易与环氧树脂、苯酪线型酪醒系固化 剂反应的理由，优选环氧基。
[0086] 作为硅烷偶联剂，可列举例如：乙締基Ξ甲氧基硅烷、乙締基Ξ乙氧基硅烷等含乙 締基硅烷偶联剂；2-(3，4-环氧环己基）乙基Ξ甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧 基硅烷、3-环氧丙氧基丙基Ξ甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙 氧基丙基Ξ乙氧基硅烷等含环氧基硅烷偶联剂;对苯乙締基Ξ甲氧基硅烷等含苯乙締基娃 烧偶联剂;3-甲基丙締酷氧基丙基甲基 二甲氧基硅烷、3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基娃 烧、3-甲基丙締酷氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ乙氧基硅烷等含 甲基丙締酷基硅烷偶联剂;3-丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷等含丙締酷基硅烷偶联剂;N- 2-(氨基乙基）-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基）-3-氨基丙基二甲氧基娃 烧、3-氨基丙基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基硅烷、3-二乙氧基甲娃烷基-N-( 1,3-^. 甲基-亚下基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基Ξ甲氧基硅烷、N-(乙締基苄基)-2-氨基乙基-3-氨 基丙基Ξ甲氧基硅烷等含氨基硅烷偶联剂;3-酷脈基丙基Ξ乙氧基硅烷等含酷脈基硅烷偶 联剂；3-琉基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-琉基丙基Ξ甲氧基硅烷等含琉基硅烷偶联剂；双 (Ξ乙氧基甲娃烷基丙基）四硫酸等含硫酸基硅烷偶联剂;3-异氯酸醋丙基Ξ乙氧基硅烷等 含异氯酸醋基硅烷偶联剂等。
[0087] 作为利用硅烷偶联剂对无机填充材料进行处理的方法，并无特别限定，可列举:在 溶剂中对无机填充材料和硅烷偶联剂进行混合的湿式法、在气相中对无机填充材料和硅烷 偶联剂进行处理的干式法等。
[0088] 硅烷偶联剂的处理量并无特别限定，优选相对于未处理的无机填充材料100重量 份，处理硅烷偶联剂0.1~1重量份。
[0089] 树脂片11中的无机填充材料的含量优选为20体积％ W上、更优选为70体积％ W 上、进一步优选为74体积％ ^上。若该含量为20体积％ ^上，则能够将α X E'容易地调整为 10000化/KW上。另一方面，无机填充材料的含量优选为90体积％ ^下、更优选为85体积％ W下。若该含量为90体积％^下，则得到良好的凹凸追随性。另外，能够将αΧΕ'容易地调整 为 300000化/1(^下。
[0090] 无机填充材料的含量也可重量％"为单位来进行说明。代表性地对于二氧化 娃的含量，W"重量％"为单位进行说明。
[0091] 二氧化娃的比重通常为2.2g/cm3,因此二氧化娃的含量(重量％ )的适合范围例如 如W下所示。
[0092] 目P，树脂片11中的二氧化娃的含量优选为81重量％^上、更优选为84重量％ W上。 树脂片11中的二氧化娃的含量优选为94重量％ W下、更优选为91重量％ W下。
[0093] 氧化侣的比重通常为3.9g/cm3,因此氧化侣的含量(重量％ )的适合范围例如如W 下所示。
[0094] 目P，树脂片11中的氧化侣的含量优选为88重量％^上、更优选为90重量％^上。树 脂片11中的氧化侣的含量优选为97重量％ ^下、更优选为95重量％ W下。
[OOM]除上述成分w外，树脂片11也可W适当含有在密封树脂的制造中通常所使用的配 合剂、例如阻燃剂成分、颜料、硅烷偶联剂等。
[0096] 作为阻燃剂成分，可W使用例如:氨氧化侣、氨氧化儀、氨氧化铁、氨氧化巧、氨氧 化锡、复合化金属氨氧化物等各种金属氨氧化物;麟腊化合物等。其中，基于阻燃性、固化后 的强度优异的理由，优选麟腊化合物。
[0097] 作为颜料，并无特别限定，可列举炭黑等。
[009引树脂片11的制造方法并无特别限定，优选将混炼上述各成分(例如环氧树脂、苯酪 线型酪醒系固化剂、无机填充材料及固化促进剂等)而得的混炼物塑性加工成片状的方法。 由此，可W将无机填充材料进行高填充。
[0099] 具体而言，通过将环氧树脂、苯酪线型酪醒系固化剂、无机填充材料及固化促进剂 等利用混炼机、加压式捏合机、挤出机等公知的混炼机进行烙融混炼，从而制备混炼物，并 将所得的混炼物塑性加工成片状。作为混炼条件，溫度的上限优选为140°CW下、更优选为 130°CW下。溫度的下限优选为上述的各成分的软化点W上，例如30°CW上、优选为50°CW 上。混炼的时间优选为1~30分钟。另外，混炼优选在减压条件下(减压气氛下)进行，减压条 件下的压力为例如1 X 1〇-4~0.化g/cm2。
[0100] 烙融混炼后的混炼物优选不进行冷却而直接W高溫状态进行塑性加工。作为塑性 加工方法，并无特别限制，可列举平板压制法、T型模挤出法、螺杆式模头挤出法、漉压延法、 漉混炼法、吹塑挤出法、共挤出法、压延成形法等。作为塑性加工溫度，优选为上述的各成分 的软化点W上，若考虑环氧树脂的热固化性及成形性，则例如为40~150°C、优选为50~140 °C、进一步优选为70~120°C。
[0101] 树脂片11的厚度并无特别限定，优选为lOOymW上、更优选为150ymW上。另外，树 脂片11的厚度优选为2000ymW下、更优选为lOOOymW下。若该厚度为上述范围内，则可W将 半导体忍片良好地密封。
[0102] 需要说明的是，在图1中，示出树脂片11为单层的情况，但是树脂片11并不限定于 此，也可W为多层。
[0103] 树脂片11是为了密封半导体忍片而使用的。
[0104] [半导体封装体的制造方法]
[0105] 例如，通过进行W下的工序，从而可W得到半导体封装体。
[0106] (准备工序）
[0107] 在准备工序中，准备倒装忍片安装有多个半导体忍片13的半导体晶片12(参照图 2)。通常，在半导体忍片13的电路形成面(活性面)形成有凸块13a。另外，通常在半导体晶片 12的电路形成面(活性面)形成有电极12a。通常将半导体忍片13与半导体晶片12电连接。在 图2中示出借助凸块13a和电极12a将半导体忍片13与半导体晶片12电连接的例子。半导体 忍片13向半导体晶片12的搭载可W使用倒装忍片接合器、忍片接合器等公知的装置。另外， 根据需要在半导体忍片13与半导体晶片12之间填充底部填充材料14。
[010引（密封工序）
[0109]在密封工序中，将半导体忍片13用树脂片11进行密封(参照图3)。由此，得到具备 树脂片11及埋入树脂片11的半导体忍片13的密封体15(半导体封装体15)。作为将半导体忍 片13用树脂片11进行密封的方法，例如可列举:在倒装忍片式连接于半导体晶片12的半导 体忍片13上层叠树脂片11后，将具备半导体晶片12、倒装忍片式连接于半导体晶片12的半 导体忍片13、及配置于半导体忍片13上的树脂片11的层叠体W平行平板方式进行热压，由 此，将半导体忍片13埋入树脂片11的方法等。
[0110]作为将半导体忍片13埋入树脂片11时的热压条件，溫度例如为40~100°C、优选为 50~90°C，压力例如为0.1~lOMPa、优选为0.5~8MPa，时间例如为0.3~10分钟、优选为0.5 ~5分钟。另外，若考虑提高树脂片11对半导体忍片13及半导体晶片12的粘附性及追随性， 则优选在减压条件下(例如0.1~5kPa)进行压制。
[01川（热固化工序）
[0112] 对密封体15的树脂片11进行热固化。
[0113] 对于树脂片11而言，为了满足上述式（1)，可W在较低溫下进行热固化。热固化处 理的条件并无特别限定，例如如W下所示。
[0114] 作为热固化处理的条件，加热溫度优选为100°CW上、更优选为120°CW上。另一方 面，加热溫度的上限优选为200°CW下、更优选为180°CW下。若加热溫度为上述范围，则可 W使密封体15的翅曲变小，并且可W降低空隙的产生。
[0115] 加热时间优选为10分钟W上、更优选为30分钟W上。另一方面，加热时间的上限优 选为300分钟W下、更优选为180分钟W下。另外，可W根据需要进行加压，优选为O.lMPaW 上、更优选为0.5MPa W上。另一方面，上限优选为1 OMPa W下、更优选为5MPa W下。
[0116] (研削工序）
[0117] 根据需要对密封体15的树脂片11进行研削（参照图4)。作为研削方法，例如可列举 使用高速旋转的磨石的研磨法等。
[0118] (再布线层形成工序）
[0119] 根据需要对密封体15的半导体晶片12进行研削。通过研削可W形成通孔(Via) 1化 (参照图5)。作为研削方法，例如可列举使用高速旋转的磨石的研磨法等。接着，根据需要对 密封体15形成具有布线21的再布线层22(参照图6)。接着，根据需要在布线21上形成凸块 23。在图6中示出将孔1化与布线21连接的例子。
[0120] (切割工序）
[0121] 根据需要进行密封体15的切割(参照图7)。由此，可W得到忍片状的半导体封装体 16。
[0122] (基板安装工序）
[0123] 根据需要将密封体15或半导体封装体16安装于基板。
[0124] (激光标记工序）
[0125] 激光标记可W在任意时机对密封体15或半导体封装体16进行。例如可W对热固化 前的密封体15进行激光标记，也可W对热固化后的密封体15进行激光标记，还可W对半导 体封装体16进行激光标记。
[0126] [半导体封装体的制造方法]
[0127] 例如，即使进行W下的工序 ，也可W得到半导体封装体。W下的工序适合于制造 化n-out (扇出）型晶片级封装体(WLP)。
[01%](暂时固定工序）
[0129]首先，在暂时固定材料41固定多个半导体忍片13(参照图8)。此时，根据需要，W半 导体忍片13的电路形成面与暂时固定材料41对置的方式进行配置固定。半导体忍片13的固 定可W使用倒装忍片接合器、忍片接合器等公知的装置。
[0130] 暂时固定材料41通常具有支承体42和层叠于支承体42上的粘合剂层43。
[0131] 作为粘合剂层43,并无特别限定，基于能够容易地剥离的理由，通常使用热剥离性 粘合剂层、放射线固化型粘合剂层等。作为支承体42的材料，并无特别限定。例如为SUS等金 属材料、聚酷亚胺、聚酷胺亚胺、聚酸酸酬、聚酸讽等塑料材料等。
[0132] (密封工序）
[0133] 在密封工序中，将半导体忍片13用树脂片11进行密封(参照图9)。由此，得到具备 树脂片11及埋入树脂片11的半导体忍片13的密封体51。作为将半导体忍片13用树脂片11进 行密封的方法，例如可列举:在配置于暂时固定材料41上的半导体忍片13上层叠树脂片11 后，对具备暂时固定材料41、配置于暂时固定材料41上的半导体忍片13、及配置于半导体忍 片13上的树脂片11的层叠体用平行平板方式进行热压，由此将半导体忍片13埋入树脂片11 的方法等。
[0134] 将半导体忍片13埋入树脂片11时的热压条件可W采用在上述制法中说明的内容。
[0135] (热固化工序）
[0136] 对密封体51进行热固化(对密封体51的树脂片11进行热固化）。
[0137] 热固化处理的条件可W采用在上述制法中说明的内容。
[013引（剥离工序）
[0139] 接着，从密封体51剥离暂时固定材料41(参照图10)。剥离方法并无特别限定，优选 在使粘合剂层43的粘合力降低后进行剥离。例如，在粘合剂层43为热剥离性粘合剂层的情 况下，对粘合剂层43进行加热，使粘合剂层43的粘合力降低后，进行剥离。
[0140] (研削工序）
[0141] 接着，根据需要对密封体51的树脂片11进行研削（参照图11)。作为研削方法，例如 可列举使用高速旋转的磨石的研磨法等。
[0142] (布线层形成工序）
[0143] 接着，利用半加成法等，对密封体51形成再布线52(参照图12)。在图12中示出将再 布线52与半导体忍片13连接的例子。
[0144] 之后，在密封体51的形成有再布线52的面形成聚酷亚胺、聚苯并嗯挫(PB0)等的绝 缘层。绝缘层例如可W通过层压干膜抗蚀剂等膜来形成。
[0145] 接着，进行在再布线52上形成凸块53的凸块制作（パシt°シク)加工。凸块制作加 工可W利用焊料球、焊料锻敷等公知的方法来进行。
[0146] (切割工序）
[0147] 可W进行具备半导体忍片13、树脂片11及再布线52等的密封体51的切割（参照图 13)。根据W上操作，可W得到将布线引出至忍片区域的外侧的半导体封装体61。需要说明 的是，可W不切割而将密封体51直接作为半导体封装体来使用。
[0148] (基板安装工序）
[0149] 根据需要将半导体封装体61安装于基板。
[01加](激光标记工序）
[0151] 激光标记可W在任意时机对密封体51或半导体封装体61进行。例如，可W对热固 化前的密封体51进行激光标记，也可W对热固化后的密封体51进行激光标记，还可W对半 导体封装体61进行激光标记。
[0152] 如W上所示，例如，可W通过如下方法来制造半导体封装体16、61，该方法包括:形 成具备树脂片11及埋入树脂片11的1个或多个半导体忍片13的密封体15、51的工序(A);和 对密封体15、51的树脂片11进行热固化的工序(B)。
[0153] 在工序(A)中，可W通过将倒装忍片式连接于半导体晶片12的半导体忍片13埋入 树脂片11来形成密封体15。此时，在工序(A)中，可W将倒装忍片式连接于半导体晶片12的 多个半导体忍片13埋入树脂片11来形成密封体15。而且，上述方法可W还包括:在工序(B) 之后按照目标半导体忍片单元对密封体15进行切割的工序(C)。
[0154] 在工序(A)中，可W通过将固定于暂时固定材料41的半导体忍片13埋入树脂片11 来形成密封体51。
[0155] 实施例
[0156] W下，例示性地对本发明的适合的实施例进行详细地说明。但是，关于该实施例中 记载的材料、配合量等，只要没有特别限定性的记载，其主旨并非将本发明的范围仅限定为 运些实施例。
[0157] 对实施例中使用的成分进行说明。
[0158] 环氧树脂A:新日铁化学（株）制的YSLV-80XY(双酪F型环氧树脂、环氧当量200g/ eq.软化点80°C)
[0159] 环氧树脂B:日本化药公司制的EPPN501-狀(环氧当量169g/eq.软化点60°C)
[0160] 酪醒树脂A:明和化成公司制的MEH-7851-SS(具有联苯芳烷基骨架的苯酪线型酪 醒树脂、径基当量203g/eq.软化点67°C)
[0161] 酪醒树脂B:明和化成公司制的MEH-7500-3S(苯酪线型酪醒树脂、径基当量103g/ eq.软化点83°C)
[0162] 固化促进剂A:四国化成工业公司制的2P监-PW(2-苯基-4，5-二径基甲基咪挫）
[0163] 固化促进剂B:北兴化学工业公司制的TPP-K(四苯基棚四苯基麟）
[0164] 固化促进剂C:四国化成工业公司制的沈4MZ-A(2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基 咪挫基-(1'）]-乙基均S嗦）
[01化]弹性体A:Kaneka公司制的SIBSTAR 072T(苯乙締-异下締-苯乙締 Ξ嵌段共聚物）
[0166] 弹性体B:通过下述合成例1得到的丙締酸类共聚物(包含丙締酸下醋：丙締腊：甲 基丙締酸缩水甘油醋=85:8:7重量％的共聚物、重均分子量80万）
[0167] 无机填充材料A:电气化学工业公司制的FB-9454(球状烙融二氧化娃粉末、平均粒 径20皿）
[0168] 无机填充材料B: Admatechs公司制的S0-25R(球状烙融二氧化娃粉末、平均粒径 0.如m)
[0169] 硅烷偶联剂:信越化学公司制的邸M-403(3-环氧丙氧基丙基Ξ甲氧基硅烷）
[0170] 炭黑:Ξ菱化学公司制的#20
[0171] [合成例1]
[0172] 使用2,2'-偶氮双异下腊作为聚合引发剂，在甲乙酬中在氮气气流下将丙締酸下 醋、丙締腊、甲基丙締酸缩水甘油醋按照85:8:7的投入重量比率进行70°C下5小时和80°C下 1小时的自由基聚合，从而得到上述丙締酸共聚物。
[0173] [实施例及比较例]
[0174] 按照表1中记载的配合比，利用混合机将各成分进行渗合，利用双轴混炼机在120 °0烙融混炼2分钟，接着，从T型模头挤出，由此制作厚度500WI1的树脂片。
[0175] [评价]
[0176] 使用所得的树脂片，进行下述的评价。将结果示于表1中。
[0177] (活化能）
[0178] 活化能使用Friedman (傅里德曼)法按照W下的步骤来计算。
[0179] 首先，称量lOmg树脂片。对lOmg的树脂片，使用装置名：Q2000(TA Ins化uments公 司制），在升溫速度1(16旨〔/111；[]1、2(16旨〔/111；[]1、5(16旨〔/111；[]1及10(16旨〔/111；[]1下进行05切则定，得到 DSC曲线。
[0180] 在所得的DSC曲线中，将放热峰的积分值在峰整体中达到20%的溫度设定T1，将达 到60%的溫度设为了2，将从1'1升溫至了2所用的时间设为扣，计算出111((1〇/化）（化=0.6-0.2 = 0.4)。
[0181] 将所得的ln(daAlt)W各测定条件下的1/T2轴进行绘图，根据各曲线，使用最小二 乘法算出曲线(直线）的斜率。曲线的斜率为化/R，因此利用其来计算化(参照下述式）。
[0182] 【数1】
[0183]
[0184] α:反应率
[0185] t:时间
[0186] AiArrhenius的前指数因子
[0187] Ea:活化能
[018引 R:气体常数
[0189] T:成为α的溫度
[0190] (储藏弹性模量Ε '的测定）
[0191] 将树脂片在150°C热固化处理1小时后，使用固体粘弹性测定装置（Rheometric Scientic公司制：型号:RSA-III)，测定了储藏弹性模量。即，通过如下方式获得:将样品尺 寸设为长40 mmX宽lOmmX厚200皿，并将测定试样设置于膜拉伸测定用夹具，在频率IHz、升 溫速度l〇°C/min的条件下测定在-50~300°C的溫度区域的拉伸储藏弹性模量及损失弹性 模量，读取在25°C的储藏弹性模量化'）。
[0192] (热膨胀率α的测定）
[0193] 将树脂片在150°C热固化处理1小时后，从热固化物切割长15mmX宽5mmX厚200皿 的测定试样。将测定试样设置于热机械测定装置(TAInstruments公司制：型号:Q-400EM)的 膜拉伸测定用夹具后，在-50~300°C的溫度区域，在拉伸载荷2g、升溫速度10°C/min的条件 下，由50°C~70°C下的膨胀率计算出热膨胀系数曰。
[0194] (玻璃化转变溫度的测定）
[01M]通过将树脂片在150°C进行1小时的加热处理而使其热固化，之后用切刀切割成厚 200皿、长40mm(测定长度）、宽10mm的条状，使用固体粘弹性测定装置(RSAIII、化eome化ic Scientic(株)制），测定在-50~300°C的储藏弹性模量及损失弹性模量。测定条件设为频率 IHz、升溫速度10°C/min。此外，通过计算tanS(G"(损失弹性模量)/G'（储藏弹性模量））的 值，从而得到玻璃化转变溫度。
[0196] (固化评价）
[0197] 使用装置名：Q2000(TA Instruments公司制）对在110°C加热处理5小时后的树脂 片和加热处理前的树脂片进行DSC测定，求得放热量(升溫速度10°C/min)。将在加热处理后 的树脂片中未观测到放热峰的情况、或加热处理后的树脂片的放热量为加热处理前的树脂 片的放热量的10% W下的情况判定为"0"。将加热处理后的树脂片的放热量大于加热处理 前的树脂片的放热量的10%的情况判定为"X"。
[019引（翅曲评价）
[0199] 将树脂片层叠于载体(在300mm X 400mm X厚1.4mm的玻璃板(TEMPAX玻璃)上层叠 暂时固定粘合片（日东电工公司制的No. 3195V)，进一步地在暂时固定粘合片上按照9mm间 隔排列6mmX6mmX厚200WI1的半导体元件），在150°C加热1小时。从载体剥离树脂片后，测定 树脂片的翅曲量，将翅曲量为1mmW下的情况判定为"〇"，将翅曲量大于1mm的情况判定为 "X"。
[0200] (填充性）
[0201 ] 将树脂片层叠于载体(在300mm X 400mm X厚1.4mm的玻璃板(TEMPAX玻璃)上层叠 暂时固定粘合片（日东电工公司制的No. 3195V)，进一步地在暂时固定粘合片上按照9mm间 隔排列6mmX6mmX厚200WI1的半导体元件），在150°C加热1小时。从载体剥离树脂片后，观察 树脂片的忍片周边部(半导体元件周边部）。将在忍片周边部无空隙的情况判定为"〇"，将 有空隙的情况判定为"X"。
[0202] (热循环试验）
[0203] 将树脂片层叠于载体(在300mm X 400mm X厚1.4mm的玻璃板(TEMPAX玻璃)上层叠 暂时固定粘合片（日东电工公司制的No. 3195V)，进一步地在暂时固定粘合片上按照9mm间 隔排列6mmX6mmX厚200皿的半导体元件），在150°C加热1小时。之后，将层叠体(成形物)单 片化，得到半导体封装体。对所得的半导体封装体实施热循环试验(溫度-50°C~125°C、1个 循环为1小时）。在热循环试验后观察半导体封装体，将在2000个循环W上未产生树脂的裂 纹及剥离的情况判定为"◎"，将在1000个循环W上未产生树脂的裂纹及剥离的情况判定为 "0"，将产生树脂的裂纹或剥离的情况判定为"X"。
[0204]
[0205] 在使用了满足上述式（1)及上述式(2)的树脂片的实施例中，可W降低树脂片的翅 曲变形。另外，在实施例中，利用较低溫的加热处理(在1 l〇°C进行5小时加热处理)来进行热 固化反应。另外，在实施例中，通过在150°C进行1小时的加热，从而使树脂片追随载体的凹 凸，并在忍片周边部未观察到空隙。另外，在实施例中，在热循环试验中未产生裂纹或剥离。
[0206] 另一方面，在未满足上述式（1)及上述式(2)的任一者的比较例中，任一性能均变 差。例如，在比较例3中，热固化反应的进行加快，无法利用树脂片填充忍片周边部。
[0207] 符号说明
[020引 11 树脂片
[0209] 12 半导体晶片
[0210] 12a 电极
[0別"12b 通孔
[0212] 13 半导体忍片
[0213] 13a 凸块
[0214] 14 底部填充材料
[0215] 15 密封体
[0216] 16 半导体封装体
[0217] 21 布线
[0218] 22 再布线层
[0219] 23 凸块
[0220] 41 暂时固定材料
[0221 ] 42 支承体
[0。^ 43 粘合剂层
[0223] 51 密封体
[0224] 52 再布线
[0225] 53 凸块
[02%] 61 半导体封装体
【主权项】
1. 一种半导体芯片密封用热固化性树脂片，其活化能(Ea)满足下述式（1)，且 在150°C热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变温度为125°C以上， 所述热固化物在所述玻璃化转变温度以下的温度下的热膨胀系数a[Ppm/K]及所述热 固化物在25°C时的储藏弹性模量E' [GPa]满足下述式(2)， 30 <Ea< 120[kJ/mol] · · · (1) 10000 < α XE' < 300000[Pa/K] · · *(2)〇2. 根据权利要求1所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其包含环氧树脂、苯酚线 型酚醛系固化剂、无机填充材料及固化促进剂。3. 根据权利要求2所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述无机填充材料 为平均粒径0.5μηι~50μηι的二氧化娃。4. 根据权利要求2或3所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述固化促进 剂为咪唑系固化促进剂。5. 根据权利要求2~4中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述 无机填充材料的含量为20体积％~90体积％。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述 热固化物在25°C时的储藏弹性模量Ε '为3GPa~30GPa。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述 热膨胀系数α为3ppm/K~50ppm/K。8. -种半导体封装体的制造方法，其包括： 工序(A)，形成具备权利要求1~7中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片 及埋入所述半导体芯片密封用热固化性树脂片的1个或多个半导体芯片的密封体;和 工序(B)，对所述密封体的树脂片进行热固化。9. 根据权利要求8所述的半导体封装体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将倒装芯 片式连接于半导体晶片的所述半导体芯片埋入所述半导体芯片密封用热固化性树脂片而 形成所述密封体。10. 根据权利要求8所述的半导体封装体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将固定 于暂时固定材料的所述半导体芯片埋入所述半导体芯片密封用热固化性树脂片而形成所 述密封体。11. 根据权利要求8或9所述的半导体封装体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将倒 装芯片式连接于所述半导体晶片的多个所述半导体芯片埋入所述半导体芯片密封用热固 化性树脂片而形成所述密封体， 在所述工序(B)之后，还包括将所述密封体按照目标半导体芯片单元进行切割的工序 (C)。
【专利摘要】本发明提供可降低热固化性树脂片的体积收缩所致的翘曲变形、并且可靠性和保存性优异的半导体芯片密封用热固化性树脂片及半导体封装体的制造方法。本发明涉及一种半导体芯片密封用热固化性树脂片，其活化能(Ea)满足下述式(1)，且在150℃热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变温度为125℃以上，上述热固化物在上述玻璃化转变温度以下的温度下的热膨胀系数α[ppm/K]及上述热固化物在25℃时的储藏弹性模量E’[GPa]满足下述式(2)。30≤Ea≤120[kJ/mol]…(1)10000≤α×E’≤300000[Pa/K]…(2)。
【IPC分类】H01L23/31, C08J5/18, H01L23/12, H01L21/60, H01L21/56, H01L23/29
【公开号】CN105555848
【申请号】CN201480051887
【发明人】盛田浩介, 石坂刚, 丰田英志, 志贺豪士, 饭野智绘, 石井淳
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月9日
【公告号】US20160211228, WO2015045846A1
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体忍片密封用热固化性树脂片及半导体封装体的制造方法。
【背景技术】
[0002] W往，作为半导体封装体的制造方法，已知将固定于基板等的1个或多个半导体忍 片用密封树脂密封的方法。作为此种密封树脂，已知例如热固化性树脂片(例如参照专利文 献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2006-19714号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 有时因热固化过程中的密封树脂的体积收缩而半导体封装体产生翅曲变形。若因 热固化过程中的密封树脂的体积收缩而产生翅曲变形，则无法将半导体封装体充分固定 (例如吸附固定)于平台上，会难W研削半导体封装体的密封树脂。
[000引另外，通常，密封树脂的热膨胀系数比构成半导体封装体的其他元件(例如半导体 忍片、基板等)大，因此半导体封装体产生翅曲，在可靠性的方面还有改善的余地。
[0009] 本发明的目的在于，为解决上述问题而提供可降低热固化性树脂片的体积收缩所 致的翅曲变形、并且可靠性和保存性优异的半导体忍片密封用热固化性树脂片及半导体封 装体的制造方法。
[0010] 用于解决问题的技术手段
[0011] 本发明设及一种半导体忍片密封用热固化性树脂片，其活化能化a)满足下述式 (1)，且在150°C热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变溫度为125°CW上，上述热固 化物在上述玻璃化转变溫度W下的溫度下的热膨胀系数a[Ppm/K]及上述热固化物在25°C 时的储藏弹性模量E' [GPa]满足下述式(2)。
[0012] 30<化< 120[kJ/mol] · · · (1)
[0013] 10000 <αΧΕ' < 300000[化/K] ··· (2)
[0014] 化为120kJ/molW下，能够在较低溫进行热固化，因此能够减小翅曲。另外，由于无 需为了使其热固化而进行长时间加热，因此生产率优异。
[001引另一方面，由于Ea为30kJ/m0m上，因此可W在利用加热使热固化性树脂片追随 凹凸（利用半导体忍片等形成的凹凸）后进行热固化。结果可W降低空隙的产生。另外，保存 性良好。
[0016]此外，热固化物在玻璃化转变溫度W下的溫度下的热膨胀系数α及热固化物在25 °C时的储藏弹性模量Ε'满足上述式(2)。因此，可W缓和因热膨胀系数的不同所产生的热应 力，并且可W得到可靠性优异的半导体封装体。例如，在αΧΕ'的数值范围内，储藏弹性模量 Ε'较高时，热固化性树脂片的刚性提高，可W吸收或分散应力。此时，热膨胀系数α变低，热 固化性树脂片的热膨胀行为得到抑制，因此可W降低对构成半导体封装体的其他元件(例 如半导体忍片、基板等)的机械损伤。
[0017] 需要说明的是，热固化物的玻璃化转变溫度为125°CW上，因此可W抑制半导体封 装体在通常的使用溫度范围及热循环可靠性试验的溫度范围（最大125°C)的急剧的物性变 化。
[0018] 本发明的半导体忍片密封用热固化性树脂片优选包含环氧树脂、苯酪线型酪醒系 固化剂、无机填充材料及固化促进剂。
[0019] 上述无机填充材料优选为平均粒径0.5皿~50皿的二氧化娃。
[0020] 上述固化促进剂优选为咪挫系固化促进剂。通过使用咪挫系固化促进剂，从而能 够将活化能容易地调整为30~120kJ/mol，并且可W抑制混炼溫度下的固化反应。
[0021 ]上述无机填充材料的含量优选为20体积％~90体积％。
[0022] 上述热固化物在25°C时的储藏弹性模量E'优选为3G化~30GPa。
[0023] 上述热膨胀系数α优选为化pm/K~50ppm/K。
[0024] 本发明还设及一种半导体封装体的制造方法，其包括:工序(A)，形成具备上述半 导体忍片密封用热固化性树脂片及埋入上述半导体忍片密封用热固化性树脂片的1个或多 个半导体忍片的密封体;和工序(B)，对上述密封体的树脂片进行热固化。
[0025] 上述工序(A)中，优选将倒装忍片式连接于半导体晶片的上述半导体忍片埋入上 述半导体忍片密封用热固化性树脂片而形成上述密封体。
[0026] 上述工序(A)中，优选将固定于暂时固定材料的上述半导体忍片埋入上述半导体 忍片密封用热固化性树脂片而形成上述密封体。
[0027] 上述工序(A)中，优选将倒装忍片式连接于上述半导体晶片的多个上述半导体忍 片埋入上述半导体忍片密封用热固化性树脂片而形成上述密封体。而且，本发明的半导体 封装体的制造方法优选在上述工序(B)之后还包括将上述密封体按照目标半导体忍片单元 进行切割的工序(C)。
【附图说明】
[0028] 图1是实施方式1的树脂片的剖面示意图。
[0029] 图2是倒装忍片式安装了半导体忍片的半导体晶片的剖面示意图。
[0030] 图3是示意性表示用实施方式1的树脂片密封半导体忍片的状态的图。
[0031] 图4是示意性表示对半导体封装体的树脂片部分进行研削后的状态的图。
[0032] 图5是示意性表示对半导体封装体的半导体晶片部分进行研削后的状态的图。
[0033] 图6是示意性表示在半导体封装体中形成了再布线层和凸块的状态的图。
[0034] 图7是示意性表示对半导体封装体进行切割后的状态的图。
[0035] 图8是示意性表示将半导体忍片固定于暂时固定材料的状态的图。
[0036] 图9是示意性表示用树脂片密封半导体忍片的状态的图。
[0037] 图10是示意性表示从密封体剥离暂时固定材料的状态的图。
[0038] 图11是示意性表示对半导体封装体的树脂片部分进行研削后的状态的图。
[0039] 图12是示意性表示在密封体中形成了再布线和凸块的状态的图。
[0040] 图13是示意性表示对密封体进行切割后的状态的图。
【具体实施方式】
[0041] W下列举实施方式对本发明进行详细地说明，但是本发明并不仅限定为运些实施 方式。
[0042] [实施方式1]
[0043] 图1是实施方式1的树脂片11的剖面示意图。需要说明的是，可W在树脂片11的两 面设置聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)膜等支承体。为了容易进行从树脂片11的剥离，可W对 支承体实施脱模处理。
[0044] 树脂片11具有热固化性。
[0045] 树脂片11的活化能化a)为30kJ/molW上。由于该活化能为30kJ/molW上，因此可 W在利用加热使热固化性树脂片追随凹凸（利用半导体忍片等形成的凹凸）后进行热固化。 结果可W降低空隙的产生。另外，保存性良好。树脂片11的活化能优选为40kj/moiw上、更 优选为50kJ/mo 1W上、进一步优选为60kJ/mo 1W上。
[0046] 另外，树脂片11的活化能为120kJ/m〇m下。由于该活化能为120kJ/molW下，能够 在较低溫下进行热固化，因此能够减小翅曲。另外，由于无需为了使其热固化而进行长时间 加热，因此生产率优异。树脂片11的活化能优选为lOOkJ/molW下。
[0047] 需要说明的是，活化能可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0048] 树脂片11的活化能可W通过固化促进剂的种类、固化促进剂的量等来控制。
[0049] 树脂片11满足下述式(2)。
[0050] 10000 <αΧΕ' < 300000[化/K] ··· (2)
[0051] 上述式(2)中，α为在150°C热固化处理1小时后的热固化物在玻璃化转变溫度W下 的溫度下的热膨胀系数[Ppm/K]。
[0052] 上述式（2)中，E'为在150°C热固化处理1小时后的热固化物在25°C时的储藏弹性 模量[G化]。
[0053] 对于树脂片11而言，由于满足上述式(2)，因此能够缓和因热膨胀系数的不同产生 的热应力。例如，在αΧΕ'的数值范围中，在储藏弹性模量E'高的情况下，树脂片11的刚性提 高，从而能够吸收或分散应力。此时，热膨胀系数α变低，树脂片11的热膨胀行为得到抑制， 因此可W降低对构成半导体封装体的其他元件(例如半导体忍片、基板等)的机械损伤。
[0054] α X Ε '优选为10万化/Κ W上。α X Ε '优选为20万化/Κ W下。
[0055] 储藏弹性模量Ε '优选为3G化W上、更优选为1 OGPa W上、进一步优选为15GPa W上。 若储藏弹性模量E'为3GPaW上，则热应力的缓和效果高。另一方面，储藏弹性模量E'的上限 并无特别限定，例如为30GPa W下，优选为25GPa W下。
[0056] 需要说明的是，储藏弹性模量E'可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0057] 树脂片11的储藏弹性模量E'可W通过无机填充材料的含量、热塑性树脂的含量来 控制。例如，通过增加无机填充材料的含量，增加热塑性树脂的含量，从而可W提高储藏弹 性模量E'。
[005引热膨胀系数α优选为50ppm/KW下、更优选为20ppm/KW下、进一步优选为15ppm/K W下。若热膨胀系数α为50ppm/KW下，则热应力的缓和效果高。另一方面，热膨胀系数α的下 限并无特别限定，例如为化pm/KW上。
[0059] 需要说明的是，热膨胀系数α可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0060] 树脂片11的热膨胀系数α可W通过无机填充材料的含量等来控制。例如，通过增加 无机填充材料的含量，从而可W减小热膨胀系数曰。
[0061 ]将树脂片11在150°C热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变溫度(Tg)为125 上。若该玻璃化转变溫度为125°CW上，则可W抑制半导体封装体在通常的使用溫度范 围及热循环可靠性试验的溫度范围（最大125°C)内的急剧的物性变化。热固化物的玻璃化 转变溫度的上限并无特别限定，例如为180°CW下，优选为160°CW下。
[0062] 需要说明的是，玻璃化转变溫度可W利用实施例中记载的方法来测定。
[0063] 树脂片11的热固化物的玻璃化转变溫度可W通过基于热固化性树脂(例如环氧树 月旨、酪醒树脂）的官能基的交联密度来控制。例如，通过应用分子中官能基数多的热固化性 树脂，从而可W提高玻璃化转变溫度。
[0064] 树脂片11优选包含环氧树脂。
[0065] 作为环氧树脂，并无特别限定。例如可W使用Ξ苯基甲烧型环氧树脂、甲酪线型酪 醒型环氧树脂、联苯型环氧树脂、改性双酪A型环氧树脂、双酪A型环氧树脂、双酪F型环氧树 月旨、改性双酪F型环氧树脂、二环戊二締型环氧树脂、苯酪线型酪醒型环氧树脂、苯氧基树脂 等各种环氧树脂。运些环氧树脂可W单独使用，也可W并用巧巾W上。
[0066] 从确保环氧树脂的反应性的观点出发，优选环氧当量为150~250、软化点或烙点 为50~130°C、在常溫为固态的环氧树脂。其中，从可靠性的观点出发，更优选Ξ苯基甲烧型 环氧树脂、甲酪酪醒型环氧树脂、联苯型环氧树脂。另外，优选双酪F型环氧树脂。
[0067] 树脂片11优选包含苯酪线型酪醒系固化剂。作为苯酪线型酪醒系固化剂，可W适 合使用苯酪线型酪醒树脂。其中，可W特别适合使用具有联苯芳烷基骨架的苯酪线型酪醒 树脂。需要说明的是，苯酪线型酪醒系固化剂可W单独使用，也可W并用巧巾W上。
[0068] 作为苯酪线型酪醒系固化剂，从与环氧树脂的反应性的观点出发，优选使用径基 当量为70~250、软化点为50~110°C的固化剂。
[0069] 树脂片11中的环氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计含量优选为5重量％ W 上。若合计含量为5重量％ ^上，则良好地得到针对半导体忍片等的粘接力。树脂片11中的 环氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计含量优选为40重量％ W下、更优选为20重量％ W 下。若该合计含量为40重量％^下，则可W较低地抑制吸湿性。
[0070] 从固化反应性的观点出发，环氧树脂与苯酪线型酪醒系固化剂的配合比例优选按 照相对于环氧树脂中的环氧基1当量而使苯酪线型酪醒系固化剂中的径基的合计达到0.7 ~1.5当量的方式进行配合、更优选为0.9~1.2当量。
[0071] 树脂片11优选包含固化促进剂。
[0072] 作为固化促进剂，只要是使环氧树脂与苯酪线型酪醒系固化剂的固化进行的物 质，则并无特别限定，例如可列举：2-甲基咪挫（商品名；2MZ)、2-十一烷基咪挫（商品名； 011-2)、2-十屯烷基咪挫（商品名；(：172)、1，2-二甲基咪挫（商品名；1.2012)、2-乙基-4-甲 基咪挫（商品名；沈4MZ)、2-苯基咪挫（商品名；2PZ)、2-苯基-4-甲基咪挫（商品名；2P4MZ)、 1-苄基-2-甲基咪挫（商品名；1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪挫（商品名；1B2PZ)、1-氯基乙基-2- 甲基咪挫（商品名；2MZ-CN)、1 -氯基乙基-2-^烷基咪挫（商品名；C11Z-CN)、1 -氯基乙基- 2-苯基咪挫鐵偏苯Ξ酸盐(商品名；2PZCNS-PW)、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪挫基-0-)]-乙 基均Ξ嗦(商品名；2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪挫基-0-)]-乙基均Ξ嗦（商品 名；C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪挫基-(!'）]-乙基均Ξ嗦（商品名；W4MZ- A)、2，4-二氨基-6-[2 '-甲基咪挫基-0- )]-乙基均Ξ嗦异氯脈酸加成物(商品名；2MA-0K)、 2-苯基-4，5-二径基甲基咪挫（商品名；2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-径基甲基咪挫（商品 名;2P4M监-PW)等咪挫系固化促进剂(均为四国化成工业(株)制）。
[0073] 其中，基于能够将活化能容易地调整为30~80kJ/mol、且抑制混炼溫度下的固化 反应的理由，优选咪挫系固化促进剂，更优选2-苯基-4，5-二径基甲基咪挫、2，4-二氨基-6- [2'-乙基-4'-甲基咪挫基-0-)]-乙基均Ξ嗦，进一步优选2-苯基-4,5-二径基甲基咪挫。
[0074] 固化促进剂的含量相对于环氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计100重量份优 选为0.2重量份W上、更优选为0.5重量份W上、进一步优选为0.8重量份W上。若该含量为 0.2重量份W上，则能够将活化能容易地调整为80kJ/mol W下。固化促进剂的含量相对于环 氧树脂及苯酪线型酪醒系固化剂的合计100重量份优选为5重量份W下、更优选为2重量份 W下。若该含量为5重量份W下，则能够将活化能容易地调整为30kJ/molW上。
[0075] 树脂片11优选包含热塑性树脂(弹性体）。
[0076] 作为热塑性树脂，可列举:天然橡胶、下基橡胶、异戊二締橡胶、氯下二締橡胶、乙 締-乙酸乙締醋共聚物、乙締-丙締酸共聚物、乙締-丙締酸醋共聚物、聚下二締树脂、聚碳酸 醋树脂、热塑性聚酷亚胺树脂、6-尼龙或6,6-尼龙等聚酷胺树脂、苯氧基树脂、丙締酸类树 脂、PET或PBT等饱和聚醋树脂、聚酷胺酷亚胺树脂、氣树脂、苯乙締-异下締-苯乙締 Ξ嵌段 共聚物、甲基丙締酸甲醋-下二締-苯乙締共聚物(MBS树脂)等。运些热塑性树脂可W单独使 用或并用2种W上。
[0077] 树脂片11中的热塑性树脂的含量优选为1重量％ ^上。若该含量为1重量％ W上， 则可W赋予柔软性、可晓性。树脂片11中的热塑性树脂的含量优选为30重量％ ^下。若该含 量为30重量％^下，则良好地得到对半导体忍片等的粘接力。
[0078] 树脂片11优选包含无机填充材料。通过配合无机填充材料，从而提高储藏弹性模 量E'，并且可W减小热膨胀系数α。
[0079] 作为无机填充材料，可列举例如:石英玻璃、滑石、二氧化娃(烙融二氧化娃、结晶 性二氧化娃等）、氧化侣、氮化侣、氮化娃、氮化棚等。其中，基于能够良好地降低热膨胀系数 的理由，优选二氧化娃、氧化侣，更优选二氧化娃。作为二氧化娃，基于流动性优异的理由， 优选烙融二氧化娃，更优选球状烙融二氧化娃。
[0080] 无机填充材料的平均粒径优选为0.5ymW上、更优选为扣mW上。若该平均粒径为 0.5ymW上，则容易得到树脂片11的可晓性、柔软性。无机填充材料的平均粒径优选为50μπι W下、更优选为30ymW下。若该平均粒径为50ymW下，则容易将无机填充材料高填充率化。
[0081] 需要说明的是，例如，可W通过使用从母集团中任意抽取的试样、并采用激光衍射 散射式粒度分布测定装置进行测定，从而导出平均粒径。
[0082] 无机填充材料优选被硅烷偶联剂处理(前处理)过的无机填充材料。由此，可W提 高与树脂的润湿性，并且可W提高无机填充材料的分散性。
[0083] 硅烷偶联剂为在分子中具有水解性基团及有机官能团的化合物。
[0084] 作为水解性基团，可列举例如：甲氧基、乙氧基等碳数1~6的烷氧基；乙酷氧基、2- 甲氧基乙氧基等。其中，基于容易除去利用水解产生的醇等挥发成分的理由，优选甲氧基。
[0085] 作为有机官能团，可列举:乙締基、环氧基、苯乙締基、甲基丙締酷基、丙締酷基、氨 基、酷脈基、琉基、硫酸基、异氯酸醋基等。其中，基于容易与环氧树脂、苯酪线型酪醒系固化 剂反应的理由，优选环氧基。
[0086] 作为硅烷偶联剂，可列举例如：乙締基Ξ甲氧基硅烷、乙締基Ξ乙氧基硅烷等含乙 締基硅烷偶联剂；2-(3，4-环氧环己基）乙基Ξ甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧 基硅烷、3-环氧丙氧基丙基Ξ甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙 氧基丙基Ξ乙氧基硅烷等含环氧基硅烷偶联剂;对苯乙締基Ξ甲氧基硅烷等含苯乙締基娃 烧偶联剂;3-甲基丙締酷氧基丙基甲基 二甲氧基硅烷、3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基娃 烧、3-甲基丙締酷氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ乙氧基硅烷等含 甲基丙締酷基硅烷偶联剂;3-丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷等含丙締酷基硅烷偶联剂;N- 2-(氨基乙基）-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基）-3-氨基丙基二甲氧基娃 烧、3-氨基丙基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基硅烷、3-二乙氧基甲娃烷基-N-( 1,3-^. 甲基-亚下基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基Ξ甲氧基硅烷、N-(乙締基苄基)-2-氨基乙基-3-氨 基丙基Ξ甲氧基硅烷等含氨基硅烷偶联剂;3-酷脈基丙基Ξ乙氧基硅烷等含酷脈基硅烷偶 联剂；3-琉基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-琉基丙基Ξ甲氧基硅烷等含琉基硅烷偶联剂；双 (Ξ乙氧基甲娃烷基丙基）四硫酸等含硫酸基硅烷偶联剂;3-异氯酸醋丙基Ξ乙氧基硅烷等 含异氯酸醋基硅烷偶联剂等。
[0087] 作为利用硅烷偶联剂对无机填充材料进行处理的方法，并无特别限定，可列举:在 溶剂中对无机填充材料和硅烷偶联剂进行混合的湿式法、在气相中对无机填充材料和硅烷 偶联剂进行处理的干式法等。
[0088] 硅烷偶联剂的处理量并无特别限定，优选相对于未处理的无机填充材料100重量 份，处理硅烷偶联剂0.1~1重量份。
[0089] 树脂片11中的无机填充材料的含量优选为20体积％ W上、更优选为70体积％ W 上、进一步优选为74体积％ ^上。若该含量为20体积％ ^上，则能够将α X E'容易地调整为 10000化/KW上。另一方面，无机填充材料的含量优选为90体积％ ^下、更优选为85体积％ W下。若该含量为90体积％^下，则得到良好的凹凸追随性。另外，能够将αΧΕ'容易地调整 为 300000化/1(^下。
[0090] 无机填充材料的含量也可重量％"为单位来进行说明。代表性地对于二氧化 娃的含量，W"重量％"为单位进行说明。
[0091] 二氧化娃的比重通常为2.2g/cm3,因此二氧化娃的含量(重量％ )的适合范围例如 如W下所示。
[0092] 目P，树脂片11中的二氧化娃的含量优选为81重量％^上、更优选为84重量％ W上。 树脂片11中的二氧化娃的含量优选为94重量％ W下、更优选为91重量％ W下。
[0093] 氧化侣的比重通常为3.9g/cm3,因此氧化侣的含量(重量％ )的适合范围例如如W 下所示。
[0094] 目P，树脂片11中的氧化侣的含量优选为88重量％^上、更优选为90重量％^上。树 脂片11中的氧化侣的含量优选为97重量％ ^下、更优选为95重量％ W下。
[OOM]除上述成分w外，树脂片11也可W适当含有在密封树脂的制造中通常所使用的配 合剂、例如阻燃剂成分、颜料、硅烷偶联剂等。
[0096] 作为阻燃剂成分，可W使用例如:氨氧化侣、氨氧化儀、氨氧化铁、氨氧化巧、氨氧 化锡、复合化金属氨氧化物等各种金属氨氧化物;麟腊化合物等。其中，基于阻燃性、固化后 的强度优异的理由，优选麟腊化合物。
[0097] 作为颜料，并无特别限定，可列举炭黑等。
[009引树脂片11的制造方法并无特别限定，优选将混炼上述各成分(例如环氧树脂、苯酪 线型酪醒系固化剂、无机填充材料及固化促进剂等)而得的混炼物塑性加工成片状的方法。 由此，可W将无机填充材料进行高填充。
[0099] 具体而言，通过将环氧树脂、苯酪线型酪醒系固化剂、无机填充材料及固化促进剂 等利用混炼机、加压式捏合机、挤出机等公知的混炼机进行烙融混炼，从而制备混炼物，并 将所得的混炼物塑性加工成片状。作为混炼条件，溫度的上限优选为140°CW下、更优选为 130°CW下。溫度的下限优选为上述的各成分的软化点W上，例如30°CW上、优选为50°CW 上。混炼的时间优选为1~30分钟。另外，混炼优选在减压条件下(减压气氛下)进行，减压条 件下的压力为例如1 X 1〇-4~0.化g/cm2。
[0100] 烙融混炼后的混炼物优选不进行冷却而直接W高溫状态进行塑性加工。作为塑性 加工方法，并无特别限制，可列举平板压制法、T型模挤出法、螺杆式模头挤出法、漉压延法、 漉混炼法、吹塑挤出法、共挤出法、压延成形法等。作为塑性加工溫度，优选为上述的各成分 的软化点W上，若考虑环氧树脂的热固化性及成形性，则例如为40~150°C、优选为50~140 °C、进一步优选为70~120°C。
[0101] 树脂片11的厚度并无特别限定，优选为lOOymW上、更优选为150ymW上。另外，树 脂片11的厚度优选为2000ymW下、更优选为lOOOymW下。若该厚度为上述范围内，则可W将 半导体忍片良好地密封。
[0102] 需要说明的是，在图1中，示出树脂片11为单层的情况，但是树脂片11并不限定于 此，也可W为多层。
[0103] 树脂片11是为了密封半导体忍片而使用的。
[0104] [半导体封装体的制造方法]
[0105] 例如，通过进行W下的工序，从而可W得到半导体封装体。
[0106] (准备工序）
[0107] 在准备工序中，准备倒装忍片安装有多个半导体忍片13的半导体晶片12(参照图 2)。通常，在半导体忍片13的电路形成面(活性面)形成有凸块13a。另外，通常在半导体晶片 12的电路形成面(活性面)形成有电极12a。通常将半导体忍片13与半导体晶片12电连接。在 图2中示出借助凸块13a和电极12a将半导体忍片13与半导体晶片12电连接的例子。半导体 忍片13向半导体晶片12的搭载可W使用倒装忍片接合器、忍片接合器等公知的装置。另外， 根据需要在半导体忍片13与半导体晶片12之间填充底部填充材料14。
[010引（密封工序）
[0109]在密封工序中，将半导体忍片13用树脂片11进行密封(参照图3)。由此，得到具备 树脂片11及埋入树脂片11的半导体忍片13的密封体15(半导体封装体15)。作为将半导体忍 片13用树脂片11进行密封的方法，例如可列举:在倒装忍片式连接于半导体晶片12的半导 体忍片13上层叠树脂片11后，将具备半导体晶片12、倒装忍片式连接于半导体晶片12的半 导体忍片13、及配置于半导体忍片13上的树脂片11的层叠体W平行平板方式进行热压，由 此，将半导体忍片13埋入树脂片11的方法等。
[0110]作为将半导体忍片13埋入树脂片11时的热压条件，溫度例如为40~100°C、优选为 50~90°C，压力例如为0.1~lOMPa、优选为0.5~8MPa，时间例如为0.3~10分钟、优选为0.5 ~5分钟。另外，若考虑提高树脂片11对半导体忍片13及半导体晶片12的粘附性及追随性， 则优选在减压条件下(例如0.1~5kPa)进行压制。
[01川（热固化工序）
[0112] 对密封体15的树脂片11进行热固化。
[0113] 对于树脂片11而言，为了满足上述式（1)，可W在较低溫下进行热固化。热固化处 理的条件并无特别限定，例如如W下所示。
[0114] 作为热固化处理的条件，加热溫度优选为100°CW上、更优选为120°CW上。另一方 面，加热溫度的上限优选为200°CW下、更优选为180°CW下。若加热溫度为上述范围，则可 W使密封体15的翅曲变小，并且可W降低空隙的产生。
[0115] 加热时间优选为10分钟W上、更优选为30分钟W上。另一方面，加热时间的上限优 选为300分钟W下、更优选为180分钟W下。另外，可W根据需要进行加压，优选为O.lMPaW 上、更优选为0.5MPa W上。另一方面，上限优选为1 OMPa W下、更优选为5MPa W下。
[0116] (研削工序）
[0117] 根据需要对密封体15的树脂片11进行研削（参照图4)。作为研削方法，例如可列举 使用高速旋转的磨石的研磨法等。
[0118] (再布线层形成工序）
[0119] 根据需要对密封体15的半导体晶片12进行研削。通过研削可W形成通孔(Via) 1化 (参照图5)。作为研削方法，例如可列举使用高速旋转的磨石的研磨法等。接着，根据需要对 密封体15形成具有布线21的再布线层22(参照图6)。接着，根据需要在布线21上形成凸块 23。在图6中示出将孔1化与布线21连接的例子。
[0120] (切割工序）
[0121] 根据需要进行密封体15的切割(参照图7)。由此，可W得到忍片状的半导体封装体 16。
[0122] (基板安装工序）
[0123] 根据需要将密封体15或半导体封装体16安装于基板。
[0124] (激光标记工序）
[0125] 激光标记可W在任意时机对密封体15或半导体封装体16进行。例如可W对热固化 前的密封体15进行激光标记，也可W对热固化后的密封体15进行激光标记，还可W对半导 体封装体16进行激光标记。
[0126] [半导体封装体的制造方法]
[0127] 例如，即使进行W下的工序 ，也可W得到半导体封装体。W下的工序适合于制造 化n-out (扇出）型晶片级封装体(WLP)。
[01%](暂时固定工序）
[0129]首先，在暂时固定材料41固定多个半导体忍片13(参照图8)。此时，根据需要，W半 导体忍片13的电路形成面与暂时固定材料41对置的方式进行配置固定。半导体忍片13的固 定可W使用倒装忍片接合器、忍片接合器等公知的装置。
[0130] 暂时固定材料41通常具有支承体42和层叠于支承体42上的粘合剂层43。
[0131] 作为粘合剂层43,并无特别限定，基于能够容易地剥离的理由，通常使用热剥离性 粘合剂层、放射线固化型粘合剂层等。作为支承体42的材料，并无特别限定。例如为SUS等金 属材料、聚酷亚胺、聚酷胺亚胺、聚酸酸酬、聚酸讽等塑料材料等。
[0132] (密封工序）
[0133] 在密封工序中，将半导体忍片13用树脂片11进行密封(参照图9)。由此，得到具备 树脂片11及埋入树脂片11的半导体忍片13的密封体51。作为将半导体忍片13用树脂片11进 行密封的方法，例如可列举:在配置于暂时固定材料41上的半导体忍片13上层叠树脂片11 后，对具备暂时固定材料41、配置于暂时固定材料41上的半导体忍片13、及配置于半导体忍 片13上的树脂片11的层叠体用平行平板方式进行热压，由此将半导体忍片13埋入树脂片11 的方法等。
[0134] 将半导体忍片13埋入树脂片11时的热压条件可W采用在上述制法中说明的内容。
[0135] (热固化工序）
[0136] 对密封体51进行热固化(对密封体51的树脂片11进行热固化）。
[0137] 热固化处理的条件可W采用在上述制法中说明的内容。
[013引（剥离工序）
[0139] 接着，从密封体51剥离暂时固定材料41(参照图10)。剥离方法并无特别限定，优选 在使粘合剂层43的粘合力降低后进行剥离。例如，在粘合剂层43为热剥离性粘合剂层的情 况下，对粘合剂层43进行加热，使粘合剂层43的粘合力降低后，进行剥离。
[0140] (研削工序）
[0141] 接着，根据需要对密封体51的树脂片11进行研削（参照图11)。作为研削方法，例如 可列举使用高速旋转的磨石的研磨法等。
[0142] (布线层形成工序）
[0143] 接着，利用半加成法等，对密封体51形成再布线52(参照图12)。在图12中示出将再 布线52与半导体忍片13连接的例子。
[0144] 之后，在密封体51的形成有再布线52的面形成聚酷亚胺、聚苯并嗯挫(PB0)等的绝 缘层。绝缘层例如可W通过层压干膜抗蚀剂等膜来形成。
[0145] 接着，进行在再布线52上形成凸块53的凸块制作（パシt°シク)加工。凸块制作加 工可W利用焊料球、焊料锻敷等公知的方法来进行。
[0146] (切割工序）
[0147] 可W进行具备半导体忍片13、树脂片11及再布线52等的密封体51的切割（参照图 13)。根据W上操作，可W得到将布线引出至忍片区域的外侧的半导体封装体61。需要说明 的是，可W不切割而将密封体51直接作为半导体封装体来使用。
[0148] (基板安装工序）
[0149] 根据需要将半导体封装体61安装于基板。
[01加](激光标记工序）
[0151] 激光标记可W在任意时机对密封体51或半导体封装体61进行。例如，可W对热固 化前的密封体51进行激光标记，也可W对热固化后的密封体51进行激光标记，还可W对半 导体封装体61进行激光标记。
[0152] 如W上所示，例如，可W通过如下方法来制造半导体封装体16、61，该方法包括:形 成具备树脂片11及埋入树脂片11的1个或多个半导体忍片13的密封体15、51的工序(A);和 对密封体15、51的树脂片11进行热固化的工序(B)。
[0153] 在工序(A)中，可W通过将倒装忍片式连接于半导体晶片12的半导体忍片13埋入 树脂片11来形成密封体15。此时，在工序(A)中，可W将倒装忍片式连接于半导体晶片12的 多个半导体忍片13埋入树脂片11来形成密封体15。而且，上述方法可W还包括:在工序(B) 之后按照目标半导体忍片单元对密封体15进行切割的工序(C)。
[0154] 在工序(A)中，可W通过将固定于暂时固定材料41的半导体忍片13埋入树脂片11 来形成密封体51。
[0155] 实施例
[0156] W下，例示性地对本发明的适合的实施例进行详细地说明。但是，关于该实施例中 记载的材料、配合量等，只要没有特别限定性的记载，其主旨并非将本发明的范围仅限定为 运些实施例。
[0157] 对实施例中使用的成分进行说明。
[0158] 环氧树脂A:新日铁化学（株）制的YSLV-80XY(双酪F型环氧树脂、环氧当量200g/ eq.软化点80°C)
[0159] 环氧树脂B:日本化药公司制的EPPN501-狀(环氧当量169g/eq.软化点60°C)
[0160] 酪醒树脂A:明和化成公司制的MEH-7851-SS(具有联苯芳烷基骨架的苯酪线型酪 醒树脂、径基当量203g/eq.软化点67°C)
[0161] 酪醒树脂B:明和化成公司制的MEH-7500-3S(苯酪线型酪醒树脂、径基当量103g/ eq.软化点83°C)
[0162] 固化促进剂A:四国化成工业公司制的2P监-PW(2-苯基-4，5-二径基甲基咪挫）
[0163] 固化促进剂B:北兴化学工业公司制的TPP-K(四苯基棚四苯基麟）
[0164] 固化促进剂C:四国化成工业公司制的沈4MZ-A(2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基 咪挫基-(1'）]-乙基均S嗦）
[01化]弹性体A:Kaneka公司制的SIBSTAR 072T(苯乙締-异下締-苯乙締 Ξ嵌段共聚物）
[0166] 弹性体B:通过下述合成例1得到的丙締酸类共聚物(包含丙締酸下醋：丙締腊：甲 基丙締酸缩水甘油醋=85:8:7重量％的共聚物、重均分子量80万）
[0167] 无机填充材料A:电气化学工业公司制的FB-9454(球状烙融二氧化娃粉末、平均粒 径20皿）
[0168] 无机填充材料B: Admatechs公司制的S0-25R(球状烙融二氧化娃粉末、平均粒径 0.如m)
[0169] 硅烷偶联剂:信越化学公司制的邸M-403(3-环氧丙氧基丙基Ξ甲氧基硅烷）
[0170] 炭黑:Ξ菱化学公司制的#20
[0171] [合成例1]
[0172] 使用2,2'-偶氮双异下腊作为聚合引发剂，在甲乙酬中在氮气气流下将丙締酸下 醋、丙締腊、甲基丙締酸缩水甘油醋按照85:8:7的投入重量比率进行70°C下5小时和80°C下 1小时的自由基聚合，从而得到上述丙締酸共聚物。
[0173] [实施例及比较例]
[0174] 按照表1中记载的配合比，利用混合机将各成分进行渗合，利用双轴混炼机在120 °0烙融混炼2分钟，接着，从T型模头挤出，由此制作厚度500WI1的树脂片。
[0175] [评价]
[0176] 使用所得的树脂片，进行下述的评价。将结果示于表1中。
[0177] (活化能）
[0178] 活化能使用Friedman (傅里德曼)法按照W下的步骤来计算。
[0179] 首先，称量lOmg树脂片。对lOmg的树脂片，使用装置名：Q2000(TA Ins化uments公 司制），在升溫速度1(16旨〔/111；[]1、2(16旨〔/111；[]1、5(16旨〔/111；[]1及10(16旨〔/111；[]1下进行05切则定，得到 DSC曲线。
[0180] 在所得的DSC曲线中，将放热峰的积分值在峰整体中达到20%的溫度设定T1，将达 到60%的溫度设为了2，将从1'1升溫至了2所用的时间设为扣，计算出111((1〇/化）（化=0.6-0.2 = 0.4)。
[0181] 将所得的ln(daAlt)W各测定条件下的1/T2轴进行绘图，根据各曲线，使用最小二 乘法算出曲线(直线）的斜率。曲线的斜率为化/R，因此利用其来计算化(参照下述式）。
[0182] 【数1】
[0183]
[0184] α:反应率
[0185] t:时间
[0186] AiArrhenius的前指数因子
[0187] Ea:活化能
[018引 R:气体常数
[0189] T:成为α的溫度
[0190] (储藏弹性模量Ε '的测定）
[0191] 将树脂片在150°C热固化处理1小时后，使用固体粘弹性测定装置（Rheometric Scientic公司制：型号:RSA-III)，测定了储藏弹性模量。即，通过如下方式获得:将样品尺 寸设为长40 mmX宽lOmmX厚200皿，并将测定试样设置于膜拉伸测定用夹具，在频率IHz、升 溫速度l〇°C/min的条件下测定在-50~300°C的溫度区域的拉伸储藏弹性模量及损失弹性 模量，读取在25°C的储藏弹性模量化'）。
[0192] (热膨胀率α的测定）
[0193] 将树脂片在150°C热固化处理1小时后，从热固化物切割长15mmX宽5mmX厚200皿 的测定试样。将测定试样设置于热机械测定装置(TAInstruments公司制：型号:Q-400EM)的 膜拉伸测定用夹具后，在-50~300°C的溫度区域，在拉伸载荷2g、升溫速度10°C/min的条件 下，由50°C~70°C下的膨胀率计算出热膨胀系数曰。
[0194] (玻璃化转变溫度的测定）
[01M]通过将树脂片在150°C进行1小时的加热处理而使其热固化，之后用切刀切割成厚 200皿、长40mm(测定长度）、宽10mm的条状，使用固体粘弹性测定装置(RSAIII、化eome化ic Scientic(株)制），测定在-50~300°C的储藏弹性模量及损失弹性模量。测定条件设为频率 IHz、升溫速度10°C/min。此外，通过计算tanS(G"(损失弹性模量)/G'（储藏弹性模量））的 值，从而得到玻璃化转变溫度。
[0196] (固化评价）
[0197] 使用装置名：Q2000(TA Instruments公司制）对在110°C加热处理5小时后的树脂 片和加热处理前的树脂片进行DSC测定，求得放热量(升溫速度10°C/min)。将在加热处理后 的树脂片中未观测到放热峰的情况、或加热处理后的树脂片的放热量为加热处理前的树脂 片的放热量的10% W下的情况判定为"0"。将加热处理后的树脂片的放热量大于加热处理 前的树脂片的放热量的10%的情况判定为"X"。
[019引（翅曲评价）
[0199] 将树脂片层叠于载体(在300mm X 400mm X厚1.4mm的玻璃板(TEMPAX玻璃)上层叠 暂时固定粘合片（日东电工公司制的No. 3195V)，进一步地在暂时固定粘合片上按照9mm间 隔排列6mmX6mmX厚200WI1的半导体元件），在150°C加热1小时。从载体剥离树脂片后，测定 树脂片的翅曲量，将翅曲量为1mmW下的情况判定为"〇"，将翅曲量大于1mm的情况判定为 "X"。
[0200] (填充性）
[0201 ] 将树脂片层叠于载体(在300mm X 400mm X厚1.4mm的玻璃板(TEMPAX玻璃)上层叠 暂时固定粘合片（日东电工公司制的No. 3195V)，进一步地在暂时固定粘合片上按照9mm间 隔排列6mmX6mmX厚200WI1的半导体元件），在150°C加热1小时。从载体剥离树脂片后，观察 树脂片的忍片周边部(半导体元件周边部）。将在忍片周边部无空隙的情况判定为"〇"，将 有空隙的情况判定为"X"。
[0202] (热循环试验）
[0203] 将树脂片层叠于载体(在300mm X 400mm X厚1.4mm的玻璃板(TEMPAX玻璃)上层叠 暂时固定粘合片（日东电工公司制的No. 3195V)，进一步地在暂时固定粘合片上按照9mm间 隔排列6mmX6mmX厚200皿的半导体元件），在150°C加热1小时。之后，将层叠体(成形物)单 片化，得到半导体封装体。对所得的半导体封装体实施热循环试验(溫度-50°C~125°C、1个 循环为1小时）。在热循环试验后观察半导体封装体，将在2000个循环W上未产生树脂的裂 纹及剥离的情况判定为"◎"，将在1000个循环W上未产生树脂的裂纹及剥离的情况判定为 "0"，将产生树脂的裂纹或剥离的情况判定为"X"。
[0204]
[0205] 在使用了满足上述式（1)及上述式(2)的树脂片的实施例中，可W降低树脂片的翅 曲变形。另外，在实施例中，利用较低溫的加热处理(在1 l〇°C进行5小时加热处理)来进行热 固化反应。另外，在实施例中，通过在150°C进行1小时的加热，从而使树脂片追随载体的凹 凸，并在忍片周边部未观察到空隙。另外，在实施例中，在热循环试验中未产生裂纹或剥离。
[0206] 另一方面，在未满足上述式（1)及上述式(2)的任一者的比较例中，任一性能均变 差。例如，在比较例3中，热固化反应的进行加快，无法利用树脂片填充忍片周边部。
[0207] 符号说明
[020引 11 树脂片
[0209] 12 半导体晶片
[0210] 12a 电极
[0別"12b 通孔
[0212] 13 半导体忍片
[0213] 13a 凸块
[0214] 14 底部填充材料
[0215] 15 密封体
[0216] 16 半导体封装体
[0217] 21 布线
[0218] 22 再布线层
[0219] 23 凸块
[0220] 41 暂时固定材料
[0221 ] 42 支承体
[0。^ 43 粘合剂层
[0223] 51 密封体
[0224] 52 再布线
[0225] 53 凸块
[02%] 61 半导体封装体
【主权项】
1. 一种半导体芯片密封用热固化性树脂片，其活化能(Ea)满足下述式（1)，且 在150°C热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变温度为125°C以上， 所述热固化物在所述玻璃化转变温度以下的温度下的热膨胀系数a[Ppm/K]及所述热 固化物在25°C时的储藏弹性模量E' [GPa]满足下述式(2)， 30 <Ea< 120[kJ/mol] · · · (1) 10000 < α XE' < 300000[Pa/K] · · *(2)〇2. 根据权利要求1所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其包含环氧树脂、苯酚线 型酚醛系固化剂、无机填充材料及固化促进剂。3. 根据权利要求2所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述无机填充材料 为平均粒径0.5μηι~50μηι的二氧化娃。4. 根据权利要求2或3所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述固化促进 剂为咪唑系固化促进剂。5. 根据权利要求2~4中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述 无机填充材料的含量为20体积％~90体积％。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述 热固化物在25°C时的储藏弹性模量Ε '为3GPa~30GPa。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片，其中，所述 热膨胀系数α为3ppm/K~50ppm/K。8. -种半导体封装体的制造方法，其包括： 工序(A)，形成具备权利要求1~7中任一项所述的半导体芯片密封用热固化性树脂片 及埋入所述半导体芯片密封用热固化性树脂片的1个或多个半导体芯片的密封体;和 工序(B)，对所述密封体的树脂片进行热固化。9. 根据权利要求8所述的半导体封装体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将倒装芯 片式连接于半导体晶片的所述半导体芯片埋入所述半导体芯片密封用热固化性树脂片而 形成所述密封体。10. 根据权利要求8所述的半导体封装体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将固定 于暂时固定材料的所述半导体芯片埋入所述半导体芯片密封用热固化性树脂片而形成所 述密封体。11. 根据权利要求8或9所述的半导体封装体的制造方法，其中，在所述工序(A)中，将倒 装芯片式连接于所述半导体晶片的多个所述半导体芯片埋入所述半导体芯片密封用热固 化性树脂片而形成所述密封体， 在所述工序(B)之后，还包括将所述密封体按照目标半导体芯片单元进行切割的工序 (C)。
【专利摘要】本发明提供可降低热固化性树脂片的体积收缩所致的翘曲变形、并且可靠性和保存性优异的半导体芯片密封用热固化性树脂片及半导体封装体的制造方法。本发明涉及一种半导体芯片密封用热固化性树脂片，其活化能(Ea)满足下述式(1)，且在150℃热固化处理1小时后的热固化物的玻璃化转变温度为125℃以上，上述热固化物在上述玻璃化转变温度以下的温度下的热膨胀系数α[ppm/K]及上述热固化物在25℃时的储藏弹性模量E’[GPa]满足下述式(2)。30≤Ea≤120[kJ/mol]…(1)10000≤α×E’≤300000[Pa/K]…(2)。
【IPC分类】H01L23/31, C08J5/18, H01L23/12, H01L21/60, H01L21/56, H01L23/29
【公开号】CN105555848
【申请号】CN201480051887
【发明人】盛田浩介, 石坂刚, 丰田英志, 志贺豪士, 饭野智绘, 石井淳
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月9日
【公告号】US20160211228, WO2015045846A1
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