JPH06224239A - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 パッケージ精度が高く、初期不良が発生せ
ず、冷熱サイクル試験や圧力釜試験後でもクラック発生
が抑えられて、極めて信頼性が高い薄型樹脂封止型半導
体装置を提供する。 【構成】 外部リード構成体３に接続された半導体チッ
プ１の少くとも能動面側に、未硬化樹脂からなる封止用
樹脂シート４を配置し、該樹脂シートを半導体チップ１
に加圧しながら硬化させて樹脂封止型半導体装置を製造
する。前記未硬化樹脂の硬化物の２１５℃における曲げ
弾性率が９０kg／mm² 以上である。また未硬化樹脂の充
填剤成分として非透湿性薄片を用いるようにした半導体
素子を封止樹脂により圧着封止して、樹脂封止型半導体
装置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止型半導体装置の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂封止型半導体装置はトランス
ファ成型法によって得られていた。この方法は、エポキ
シ樹脂および充填剤などを主体としたエポキシ成型材料
等の未硬化樹脂を、加熱して溶融させ、トランスファ成
型機を用いて金型に注入し、高温高圧状態で成型して、
硬化することにより、例えばリードフレームに搭載され
た半導体チップを封止する方法である。この方法で製造
される樹脂封止型半導体装置は、半導体チップをエポキ
シ樹脂組成物が完全に覆うため信頼性に優れており、ま
た金型で緻密に成型するためパッケ―ジの外観も良好で
あることから、現在ではほとんどの樹脂封止型半導体装
置はこの方法で製造されている。

【０００３】しかしながら、近年半導体装置の高集積化
に伴う半導体チップの大型化によって、樹脂封止型半導
体装置のパッケ―ジについても大型化が進む一方、実装
スペースの微細化に伴いパッケージは薄型化の傾向を強
めており、この傾向は今後益々強くなっていくと考えら
れる。すなわちトランスファ成型法においては、チップ
への応力を低減する観点から封止樹脂の低弾性率化、低
熱膨張率化を目指していろいろな試みがなされているの
が現状であり、低弾性率、低熱膨張率を有し、かつ、パ
ッケージ精度が高く、十分な信頼性を得ることのできる
封止樹脂は見出だせず、しかも、パッケ―ジの種類も今
後益々多様化し、従来のトランスファ成型法で十分な対
応ができなくなることが予想され、このような状況の中
で、多品種少量生産ができるフレキシブルな生産様式の
開発が望まれている。

【０００４】さらに、製造工程のインライン化の問題が
ある。すなわち半導体装置の製造工程では全自動化が進
んでおり、一本のラインで自動化して無人化されている
ものもある。しかし従来のトランスファ成型では半導体
デバイスの封止工程のインライン化は困難であり、ライ
ンをはずし、バッチ処理で製造が行われており、封止工
程をインラインで行うことが可能な新たな生産様式が求
められている。

【０００５】このような傾向に対し従来のトランスファ
成型法では、薄型パッケージに対応した高信頼性の封止
樹脂は存在せず、薄型化が進むとパッケージの実装時ま
たは冷熱サイクルテスト時にパッケージクラックが発生
し、製品の初期不良を引き起こし信頼性が低下するとい
う問題があった。また、パッケージ厚が１mm以下の薄層
の場合、水分の侵入が速く、耐湿性に問題を生じてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のトランスファ成型法では封止工程のインライン化には
不向きであるうえ、今後のパッケージの大型化、薄型化
に対応することも困難なためこれに代わる新たな生産様
式が望まれていた。

【０００７】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、封止工程の自動化、インライン化が可能で、しかも
パッケージの大型化、薄型化に適し、パッケージ精度が
高くかつパッケージの高信頼性の要求にも対応した樹脂
封止型半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで上記目的を達成す
るためになされた本願第１の発明は、外部リード構成体
に接続された半導体チップの少なくとも能動面側に未硬
化樹脂からなる封止用樹脂シートを配置し、前記未硬化
樹脂からなる封止用樹脂シートを前記半導体チップに加
圧しながら硬化させる樹脂封止型半導体装置の製造方法
において、前記未硬化樹脂の硬化物の２１５℃における
曲げ弾性率が９０ｋｇ／mm² 以上であることを特徴とす
る樹脂封止型半導体装置の製造方法である。

【０００９】また本願第２の発明は、外部リード構成体
に接続された半導体チップの少なくとも能動面側に未硬
化樹脂からなる封止用樹脂シートを配置し、前記未硬化
樹脂からなる封止用樹脂シートを前記半導体チップに加
圧しながら硬化させる樹脂封止型半導体装置の製造方法
において、前記未硬化樹脂の充填剤成分として非透湿性
薄片を用いるようにした半導体素子を封止樹脂により圧
着封止する工程において、２１５℃における曲げ弾性率
が９０ｋｇ／mm² 以上であることを特徴とする樹脂封止
型半導体装置の製造方法である。

【００１０】本願第１の発明において未硬化樹脂の硬化
剤の２１５℃での曲げ弾性率を９０kg／mm² 以上とする
には、使用する樹脂成分の高弾性率化と、充填剤成分増
量による高弾性率化の２つの方法を援用することができ
る。まず樹脂成分の高弾性率化は、従来から封止樹脂用
に配合されている低応力添加剤としてのゴム成分を極力
減らすか、または除いた樹脂組成物とする方法が挙げら
れ、このとき一般に用いられているエポキシ樹脂系が使
用でき、その具体例としては、１分子中に２個以上のエ
ポキシ基を有するものであればいかなるものであっても
よい。ただし、耐熱性の面からは、エポキシ当量が２５
０以下のエポキシ樹脂が好ましく、またガラス転移点の
高いエポキシ樹脂を用いることにより、樹脂組成物の高
弾性率化が進む傾向がある。このようなエポキシ樹脂を
具体的に例示すると、例えばフェノ―ルノボラック型エ
ポキシ樹脂、クレゾ―ルノボラック型エポキシ樹脂、ナ
フト―ルタイプのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノ―ルＡのノボラック型エポキシ樹脂、フエノ―ル又は
アルキルフェノ―ル類とヒドロキシベンズアルデヒドと
の縮合物をエポキシ化して得られるトリス（ヒドロキシ
フェニル）アルカンベ―スのエポキシ化物、テトラ（ヒ
ドロキシフェニル）アルカンのエポキシ化物、２，
２′，４，４′−テトラグリシドキシベンゾフェノン、
パラアミノフェノ―ルのトリグリシジルエ―テル、ポリ
アリルグリシジルエ―テル、１，３，５−トリグリシジ
ルエ―テルベンゼン、２，２′，４，４′−テトラグリ
シドキシビフェニルなどが挙げられる。これらのエポキ
シ樹脂のうち１種又は２種以上が用いられる。

【００１１】エポキシ樹脂に対しては、通常、硬化剤が
用いられる。エポキシ樹脂の硬化剤は、特に限定され
ず、例えばフェノ―ル樹脂、有機酸無水物、アミン類な
どが挙げられる。

【００１２】エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるフ
エノ―ル樹脂を具体的に例示すると、例えばフェノ―ル
ノボラック樹脂、クレゾ―ルノボラック樹脂、tert- ブ
チルフェノ―ルノボラック樹脂、ノニルフェノ―ルノボ
ラック樹脂、ビスフェノ―ルＦのノボラック樹脂、ビス
フェノ―ルＡのノボラック樹脂、ナフト―ルのノボラッ
ク樹脂などノボラック型フェノ―ル樹脂、ポリパラオキ
シスチレンなどのポリオキシスチレン、２，２′−ジメ
トキシ−ｐ−キシレンとフェノ―ルモノマ―との縮合重
合化合物などのフェノ―ルアラルキル樹脂、又は以下の
構造式で示されるトリス（ヒドロキシフェニル）アルカ
ンベ―スの化合物などが挙げられる。

【００１３】 （式中、Ｒ1 ，Ｒ2 は水素原子又は炭素数１〜２０のア
ルキル基を表わし、それらの基は同一でもそれぞれ異な
っていてもよい。Ｒ3 は単結合、又はメチレン、エチレ
ンなどのアルキレン基を表わす。）これらのフェノ―ル
樹脂のうち１種又は２種以上が使用される。

【００１４】エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる有
機酸無水物は、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の無水
カルボン酸、又はこれらの置換体であればいかなるもの
でもよい。このような有機酸無水物を具体的に例示する
と、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル
酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタ
ル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水
ナジック酸（３，６−エンドメチレン−１，２，３，６
−テトラヒドロ無水フタル酸）、無水メチルナジック
酸、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸無水物、無水テトラブロムフタル酸、無水クロレン
ディック酸などが挙げられる。これらの有機酸無水物の
うち１種又は２種以上が挙げられる。

【００１５】エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるア
ミン類としては、４，４′−ジアミノジシクロヘキシル
メタン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、２，６−ジ
アミノピリジン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニ
レンジアミン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、
２，２′−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、４，
４′−ジアミノジフェニルオキシド、４，４′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、ビス（４−アミノフェニル）メ
チルホスフィンオキシド、ビス（４−アミノフェニル）
メチルアミン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−キシ
リレンジアミン、１，１−ビス（ｐ−アミノフェニル）
フラタン、ｐ−キシリレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン、６，６′−ジアミノ−２，２′−ジピリジル、
４，４′−ジアミノベンゾフェノン、４，４′−ジアミ
ノアゾベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）フェニル
メタン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘ
キサン、１，１−ビス（４−アミノフェニル−３−メチ
ルフェニル）シクロヘキサン、２，５−ビス）ｍ−アミ
ノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾ―ル、２，５
−ビス（ｍ−アミノフェニル）−１，３，４−オキサジ
アゾ―ル、２，５−ビス（ｍ−アミノフェニル）チアゾ
ロ（４，５−ｄ）チアゾ―ル、５，５′ジ（ｍ−アミノ
フェニル）−２，２−ビス（１，３，４−オキサジアゾ
リル）、４，４′−ジアミノジフェニルエ―テル、４，
４′−ビス（ｐ−アミノフェニル）−２，２′−ジチア
ゾ―ル、ｍ−ビス（４−ｐ−アミノフェニル−２−チア
ゾリル）ベンゼン、４，４′−ジアミノフェニルベンゾ
エ―ト、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−アミノベンジル）−ｐ−
フェニレンジアミン、４，４′−メチレンビス（２−ク
ロロアニリン）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェ
ノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノ
フェノキシ）フェニル］スルホン、１，４−ビス（４−
アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミ
ノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフ
ェノキシ）ベンゼンなどのジアミン、下記一般式で表わ
される芳香族多官能アミンなどが挙げられる。

【００１６】 （式中、Ｒ1 は水素原子又は炭素数１〜２０のアルキル
基を表わし、それらの基は同一でも異なっていてもよ
い。Ｒ3 は単結合、又はメチレン、エチレンなどのアル
キレン基を表わす。） （式中、ｍは１〜１０）これらのアミン類のうち１種又
は２種以上が使用される。

【００１７】硬化剤の配合量は、耐熱性、機械的性質、
耐湿性の点から、化学当量でエポキシ樹脂１に対して
０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲にあること
が好ましい。

【００１８】また、エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促
進するために、硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は、
特に限定されない。このような硬化触媒としては、例え
ば２−メチルイミダゾ―ル、２，４−ジメチルイミダゾ
―ル、２−エチル−４−メチルイミダゾ―ル、２−フェ
ニルイミダゾ―ル、２−フェニル−４−メチルイミダゾ
―ル、２−ヘプタテシルイミダゾ―ルなどのイミダゾ―
ル化合物；トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミ
ン、α−メチルベンジルメチルジアミン、２−（ジメチ
ルアミノメチル）フェノ―ル、２，４，６−トリス（ジ
メチルアミノメチル）フェノ―ルなどの第３アミン化合
物；トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホス
フィン、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホス
フィンなどの有機ホスフィン化合物；ジアザビシクロウ
ンデセンなどが挙げられる。これらの硬化触媒のうち１
種又は２種以上が用いられる。

【００１９】硬化触媒は種類に応じて触媒活性が異なる
ため、その添加量の好適範囲は一概には決められない
が、エポキシ樹脂と硬化剤との総量に対して０．１〜５
重量％の範囲であることが好ましい。これは０．１重量
％未満では、硬化を充分に促進することができず、一方
５重量％を超えると樹脂組成物の耐湿性を劣化させる傾
向があるためである。

【００２０】又、前述したエポキシ樹脂の他にマレイミ
ド樹脂も高弾性樹脂成分として使用することができる。
このようなマイレミド樹脂は単独で使用しても、エポキ
シ樹脂と併用されてもよく、下記一般式 （式中、Ｘはアルキレン基、シクロアルキレン基、単環
式もしくは多環式のアリ―レン基など２価の炭化水素
基、又は−ＣＨ₂ −、−ＣＯ−、−ＳＯ₂ −もしくはＣ
ＯＮＨ−など２価の原子団によって結合された２価の炭
化水素基）で表わされるＮ，Ｎ′−置換ビスマレイミド
化合物、又は下記一般式 （式中、ｎは１〜５）で表わされるポリ（フェニルメチ
レン）ポリマレイミドなどを用いることができる。

【００２１】前記Ｎ，Ｎ′−置換ビスマレイミド化合物
の具体例としては、Ｎ，Ｎ′−フェニレンビスマレイミ
ド、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビスマレイミド、Ｎ，
Ｎ′−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−オ
キシ−ジ−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
４，４′−ベンゾフェノンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
ｐ−ジフェニルスルホンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
（３，３′−ジメチル）メチレン−ジ−ｐ−フェニレン
ビスマレイミド、２，２−ビス（４−フェノキシフェニ
ル）プロパン−Ｎ，Ｎ′ビスマレイミド、ビス（４−フ
ェノキシフェニル）スルホン−Ｎ，Ｎ′−ビスマレイミ
ド、１，４−ビス（４−フェノキシ）ベンゼン−Ｎ，
Ｎ′−ビスマレイミド、１，３−ビス（４−フェノキ
シ）ベンゼン−Ｎ，Ｎ′−ビスマレイミド、１，３−ビ
ス（３−フェノキシ）ベンゼン−Ｎ，Ｎ′−ビスマレイ
ミドなどが挙げられる。これらのマレイミド樹脂のうち
１種又は２種以上が用いられる。

【００２２】マレイミド樹脂を用いた場合、その有機酸
の含有量が硬化物の物性を大きく左右する。すなわち、
マレイミド樹脂の精製が不十分で有機酸が大量に残存す
る場合には、半導体チップ上のＡｌ配線層の腐蝕を進行
させ、硬化物の耐湿性の低下を招くので、残存有機酸量
が０．１重量％以下のものが好ましい。マレイミド樹脂
の製造方法は特に限定されるものではなく、反応溶媒中
でマレインアミック酸を合成した後、マレインアミック
酸を無水酢酸を用いて脱水閉環してマレイミド樹脂と
し、これを精製する方法、反応溶媒中でマレインアミッ
ク酸から直接脱水閉環してマレイミド樹脂とし、これを
精製する方法がある。ただし、前述したように残存有機
酸量を極力減らす反応としては、後者のほうが望まし
い。

【００２３】また、マレイミド樹脂の作業性及び成形性
を改善するために、架橋剤としてアミン化合物、エポキ
シ樹脂、フェノ―ル樹脂、またはビニル基もしくはアリ
ル基を有する化合物などを用いてもよい。

【００２４】マレイミド樹脂に添加されるアミン化合物
としては、４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタ
ン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、２，６−ジアミ
ノピリジン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレン
ジアミン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、２，
２′−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、４，４′
−ジアミノジフェニルオキシド、４，４′−ジアミノジ
フェニルスルホン、ビス（４−アミノフェニル）メチル
ホスフィンオキシド、ビス（４−アミノフェニル）メチ
ルアミン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−キシリレ
ンジアミン、１，１−ビス（ｐ−アミノフェニル）フラ
タン、ｐ−キシリレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、６，６′−ジアミノ−２，２′−ジピリジル、４，
４′−ジアミノベンゾフェノン、４，４′−ジアミノア
ゾベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタ
ン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサ
ン、１，１−ビス（４−アミノフェニル−３−メチルフ
ェニル）シクロヘキサン、２，５−ビス（ｍ−アミノフ
ェニル）−１，３，４−オキサジアゾ―ル、２，５−ビ
ス（ｐ−アミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾ
―ル、２，５−ビス（ｍ−アミノフェニル）チアゾロ
（４，５−ｄ）チアゾ―ル、５，５′−ジ（ｍ−アミノ
フェニル）−２，２′−ビス（１，３，４−オキサジア
ゾリル）、４，４′−ジアミノジフェニルエ―テル、
４，４′−ビス（ｐ−アミノフェニル）−２，２′−ジ
チアゾ―ル、ｍ−ビス（４−ｐ−アミノフェニル−２−
チアゾリル）ベンゼン、４，４′−ジアミノベンズアニ
リド、４，４′−ジアミノフェニルベンゾエ―ト、Ｎ，
Ｎ′−ビス（４−アミノベンジル）−ｐ−フェニレンジ
アミン、４，４′−メチレンビス（２−クロロアニリ
ン）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フ
ェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキ
シ）フェニル］スルホン、１，４−ビス（４−アミノフ
ェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノ
キシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキ
シ）ベンゼンなどが挙げられる。また、これらジアミン
化合物のほか、ポリアミン化合物も用いることができ
る。これらアミン化合物のうち１種又は２種以上が用い
られる。

【００２５】前述したマレイミド樹脂及びアミン化合物
などの架橋剤は粉体混合、加熱溶融混合などにより均一
化することが望ましい。特に、作業性、貯蔵安定性及び
機械特性の点から、両者を溶融混合してプレポリマ―化
することが好ましい。この場合、マレイミド樹脂とアミ
ン化合物との混合比は、マレイミド樹脂１モルに対し、
アミン化合物０．２〜０．８モルの範囲が好ましい。こ
れはアミン化合物の混合比が０．２モル未満では加工性
が悪くなり、一方０．８モルを超えると耐熱性及び高温
強度が劣化するためである。

【００２６】また、マレイミド樹脂と架橋剤との反応を
促進するために、硬化触媒を用いても良い。このような
硬化触媒としては、イミダゾール化合物、有機ホスフィ
ン化合物等の塩基性触媒や過酸化物等が挙げられ、これ
らの硬化触媒のうち１種または２種以上が用いられる。

【００２７】一方、充填剤成分増量による高弾性率化を
援用する場合は、樹脂組成物中の充填剤の占める割合を
７５重量％以上とすればよく、使用できる充填剤成分の
具体例としては、例えば、石英ガラス粉末、結晶性シリ
カ粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉、ケイ酸カル
シウム粉、炭酸カルシウム粉、硫酸バリウム粉、マグネ
シア粉等が挙げられる。これらのうち、石英ガラス粉
や、結晶性シリカ粉が最も好ましい。これらシリカ粉末
は、粉砕状、球状、微細品のものを適宜組合わせて使用
することが可能で、特にパッケ―ジ厚１mm以下の場合最
大充填剤粒子径５０μｍ以下のものが好ましい。

【００２８】また本願第２の発明において用いられる充
填剤成分としての非透湿性薄片としては、前述した充填
剤成分を薄片としたものの他、金属、雲母の薄片も使用
可能であり、厚さ１５μｍ以下のものが好ましい。

【００２９】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法
においては、このような樹脂組成物の未硬化樹脂からな
る封止用樹脂シートを、外部リード構成体に接続された
半導体チップの少なくとも能動面側に配置し、前記未硬
化樹脂からなる封止用樹脂シートを前記半導体チップに
加圧しながら硬化させるようにしている。

【００３０】すなわち、例えば半導体チップをバンプを
介してインナ―リ―ドに接続し、これを封止用樹脂シー
トにより圧着することにより，樹脂封止型半導体装置を
製造する。封止構造としては、半導体チップの上，下か
ら封止用樹脂シートにより圧着封止した構造、半導体チ
ップの能動面側のみから封止用樹脂シートを圧着封止
し、チップの裏面が露出した構造などが作成可能であ
る。このとき得られる樹脂封止型半導体装置のパッケー
ジ厚としては、未硬化樹脂からなる封止用樹脂シートの
硬化後において、２mm以下さらには１mm以下とすること
が好ましい。

【００３１】なお本発明において用いられる封止用樹脂
シ―トは、例えば、エポキシ樹脂又はマレイミド樹脂、
硬化剤又は架橋剤、触媒、充填剤、その他の材料を粉
砕、混合、溶融してロ―ルにかけることにより、容易に
作成することができる。また、ガラス織布で強化したプ
リプレグを使用する場合は、樹脂、硬化剤、触媒、充填
剤、その他の材料をアセトンなどの溶剤に溶解して適当
な濃度の溶液を調製し、この溶液を織布に塗布するか、
溶液中に織布を含浸させ、放置する、加熱する、又は減
圧下におく等の方法により、溶媒を揮発させればよい。

【００３２】本発明において、半導体チップと封止用樹
脂シートを一体的に成型する具体的な方法としては、フ
ィルムキャリアなどの上に搭載された半導体チップの能
動面側に封止用樹脂シ―トを貼着し、圧縮成型して一体
成型する方法、また前述したように半導体チップと封止
用樹脂シートを圧縮金型内に設置し、上下から一体に圧
縮成型する方法などが挙げられる。このときボイドの発
生を防止するために、金型内を減圧することが望まし
い。さらに、成型後にパッケージの各種特性を向上する
ために、アフタ―キュアを行うことが望ましい。

【００３３】なお、本発明において、半導体チップを載
置するフィルムキャリアなどの外部リード構成体および
封止用樹脂シートは、リ―ル方式で供給することができ
る。例えば、両者がそれぞれ対応するようにリ―ルで供
給し、合体、封止することにより、半導体装置のアセン
ブリから封止までを連続工程で行うことができる。

【００３４】また本発明では樹脂封止型半導体装置の耐
湿性を一段と高めるために、金属材からなる水分遮蔽層
をパッケージ表面に形成することもできる。その具体的
な方法としては、あらかじめ未硬化樹脂および金属材が
一体化されてなる封止用樹脂シートを作成する方法、封
止用樹脂シートの加圧時に圧縮金型内に金属材を配置せ
しめる方法、半導体チップと封じよう樹脂シートとを一
体成型した後に、半導体チップの裏面側に金属材を貼り
付ける方法などが挙げられる。

【００３５】

【作用】本発明によれば、半導体チップおよび外部リー
ド構成体に対して均一に封止用樹脂シートを当接せしめ
た状態で、熱または光により未硬化樹脂を溶融したのち
加圧しつつ硬化するようにしているため、緻密な樹脂封
止を行うことができる。また前述したように封止用樹脂
シートがあらかじめ半導体チップおよびリードに対して
当接せしめられた状態で封止が行われるため、トランス
ファ成型法に比べ、未硬化樹脂の溶融時の粘度が大きく
ても良好に封止を行うことができる。従って熱あるいは
光の少量の供給により未硬化樹脂を溶融硬化せしめ半導
体チップの封止を行うことが可能である。

【００３６】また、このように未硬化樹脂が良好な状態
で溶融硬化せしめられるため、得られるパッケージの機
械的強度が高く、半導体チップに対してパッケージが小
さい場合や、パッケージ厚が２mm以下程度の超薄型パッ
ケージの場合にもクラックの発生もなく良好に前記半導
体チップを封止することができる。

【００３７】特に従来のトランスファー法では、応力低
減が重要であり、硬化物の曲げ弾性率が９０ｋｇ／mm²
以上の樹脂組成物を用いることはできなかったが、本発
明の方法によれば硬化物の曲げ弾性率が９０ｋｇ／mm²
以上の樹脂を用いることにより、パッケージ精度が良好
で極めて信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ること
ができる。また本発明の方法によれば、充填剤成分とし
て非透湿性薄片を用いることにより、この非透湿性薄片
がパッケージの面内方向に配列しパッケージ内の水分の
侵入を抑えるので、一段と信頼性が向上する。

【００３８】さらに本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法は、封止工程のインライン化により自動的な製造
が可能となりさらに多品種少量生産にも充分に対応でき
る。このように本発明によれば、製造工程の簡略化が可
能となり、しかも長期にわたって良好な信頼性を有する
樹脂封止型半導体装置を製造することができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００４０】図１および図２は本発明実施例の樹脂封止
型半導体装置の製造工程図であり、この例では、それぞ
れ表１に示すような実施例１〜６および比較令７の樹脂
組成物を用いて、未硬化樹脂からなる封止用樹脂シート
を作成し、この封止用樹脂シートにより、テスト用素子
のＴＡＢ ＦＰ（１８４pin ，チップサイズ１０×１０
×０．２５mm）を圧着封止して、図２のようなパッケ―
ジ構造の樹脂封止型半導体装置を製造した。

【００４１】 すなわち、まず万能混合機中で、各成分を表１に示す配
合割合（重量％）で攪拌混合し、均一に分散させ、２本
ロ−ルで混練して、シ−ト状にし、加熱状態にして、冷
えた刃を押し当て所望の大きさに切断し、上下の封止用
樹脂シートを作成した。

【００４２】次に、このようにして作成した封止用樹脂
シートを用いて樹脂封止を行うに際し、あらかじめ、図
１に示すように外部リード構成体３にバンプ２を介して
接続された半導体チップ１の能動面側および裏面側にそ
れぞれ未硬化樹脂からなる封止用樹脂シート４を配置し
た。次いで、前記封止用樹脂シート４の外周部を囲繞す
る金型装置を用意し、前記未硬化樹脂からなる封止用樹
脂シート４を前記半導体チップ１に加圧しながら硬化せ
しめ、図２に示すような樹脂封止型半導体装置を製造し
た。

【００４３】ここでは、２０×２０×０．５mmの圧着封
止用金型を用いて上下から封止用樹脂シートで半導体チ
ップをはさみ込み、１８０℃で６０秒間圧着封止して一
体成型を行った。続いて、１８０℃、２時間のアフタ―
キュア−後、８５℃、湿度８５％、１６８時間の吸湿処
理、２１５℃のＶＰＳ（ベーパーフェイズリフロー）処
理を順次行った後、冷熱サイクルテスト及びプレッシャ
―クッカ―テストを実施して不良数を調べた。

【００４４】結果を表２に示す。また、表１中には、一
体成型後のパッケージのそりの有無および上述したよう
な吸湿処理後のパッケージの吸湿量を合わせて示した。

【００４５】 表１から明らかなように、実施例１〜６で得られた樹脂
封止型半導体装置においては、一体成型後に反りの発生
がなく、パッケージ精度が良好であることがわかる。ま
た表２に示されるように、実施例１〜６は冷却サイクル
テストおよびプレッシャ―クッカ―テストの結果が、比
較例７に比べ格段に優れており、特に比較例７で得られ
た樹脂封止型半導体装置は、テスト前の初期チェックに
より不良が多発し、信頼性に欠けることがわかる。

【００４６】また、実施例１〜３と実施例４〜６との比
較から、充填剤成分として集成マイカー薄片を用いるこ
とにより耐湿性が大幅に向上していることがわかる。

【００４７】なお、前記実施例では、半導体チップの両
面を封止用樹脂シートで覆った構造について説明した
が、図３に示すように能動面側のみを封止用樹脂シート
で封止し、チップ裏面側は露呈せしめた構造にも本発明
は適用可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂封止
型半導体装置の製造方法は、今後さらに薄型化するパッ
ケ―ジに特に対応した技術であり、超薄型パッケージに
適用しても、初期不良が無く、パッケージ精度が良好で
信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を実現できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の樹脂封止型半導体装置の製造工
程を示す断面図

【図２】本発明実施例の樹脂封止型半導体装置の製造工
程を示す断面図

【図３】本発明の他の実施例の樹脂封止型半導体装置を
示す断面図

【符号の説明】

１ 半導体チップ ２ バンプ ３ 外部リード構成体 ４ 封止用樹脂シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 道也 神奈川県川崎市幸区小向東芝町 １ 株式 会社東芝研究開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部リード構成体に接続された半導体チ
   ップの少なくとも能動面側に未硬化樹脂からなる封止用
   樹脂シートを配置し、前記未硬化樹脂からなる封止用樹
   脂シートを前記半導体チップに加圧しながら硬化させる
   樹脂封止型半導体装置の製造方法において、 前記未硬化樹脂の硬化物の２１５℃における曲げ弾性率
   が９０ｋｇ／mm² 以上であることを特徴とする樹脂封止
   型半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 外部リード構成体に接続された半導体チ
   ップの少なくとも能動面側に未硬化樹脂からなる封止用
   樹脂シートを配置し、前記未硬化樹脂からなる封止用樹
   脂シートを前記半導体チップに加圧しながら硬化させる
   樹脂封止型半導体装置の製造方法において、 前記未硬化樹脂の充填剤成分として非透湿性薄片を用い
   るようにしたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の
   製造方法。