JPH09266221A - Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used therefor - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used thereforInfo
- Publication number
- JPH09266221A JPH09266221A JP8074245A JP7424596A JPH09266221A JP H09266221 A JPH09266221 A JP H09266221A JP 8074245 A JP8074245 A JP 8074245A JP 7424596 A JP7424596 A JP 7424596A JP H09266221 A JPH09266221 A JP H09266221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor element
- resin layer
- sealing resin
- shielding plate
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W42/00—Arrangements for protection of devices
- H10W42/20—Arrangements for protection of devices protecting against electromagnetic or particle radiation, e.g. light, X-rays, gamma-rays or electrons
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
- H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
- H10W74/15—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition on active surfaces of flip-chip devices, e.g. underfills
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/734—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/736—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】フリップチップ/サーフェスマウントアレイ構
造等の半導体装置の製法。
【解決手段】ドーターボード1に、半導体素子3を実装
する。そして、実装されたドーターボード1の半導体素
子3搭載面に、封止用樹脂層付遮蔽板15の凹部16に
上記半導体素子3を対峙させた状態で上記封止用樹脂層
付遮蔽板15をドーターボード1に載置する。ついで、
加熱することにより、半導体素子3とドーターボード1
との空隙内に、溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させ
ることにより半導体装置を製造する。この際、上記封止
用樹脂層14は、
(a)エポキシ樹脂。
(b)ノボラック型フェノール樹脂。
(c)最大粒径が30μm以下の溶融シリカ粉末。
(x)ペレット密度が真密度に対して99%以上。
(y)断面積1mm×2mmの角柱状ペレットを150
℃で10分間加熱溶融し、50μmの空隙を有する2枚
の鏡面ガラス板間に侵入させた際の侵入距離が15mm
以上。
(57) [Abstract] (Corrected) [PROBLEMS] Manufacturing method of semiconductor device such as flip chip / surface mount array structure. A semiconductor element is mounted on a daughter board. Then, on the mounting surface of the semiconductor element 3 of the mounted daughter board 1, the shielding plate 15 with the sealing resin layer is provided with the semiconductor element 3 facing the recess 16 of the shielding plate 15 with the sealing resin layer. Place on daughter board 1. Then
By heating, semiconductor element 3 and daughter board 1
A semiconductor device is manufactured by filling a molten sealing resin in the voids and curing the resin. At this time, the sealing resin layer 14 is (a) an epoxy resin. (B) A novolac type phenolic resin. (C) Fused silica powder having a maximum particle size of 30 μm or less. (X) The pellet density is 99% or more of the true density. (Y) 150 prismatic pellets having a cross-sectional area of 1 mm × 2 mm
The penetration distance is 15 mm when it is heated and melted at ℃ for 10 minutes and penetrated between two mirror surface glass plates with a gap of 50 μm
that's all.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、サーフェスマウン
トアレイ構造等に代表される形態の半導体装置の製法お
よび半導体装置ならびにそれに用いられる封止用樹脂層
付遮蔽板に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device represented by a surface mount array structure and the like, a semiconductor device, and a shielding plate with a sealing resin layer used therein.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近の半導体デバイスの性能向上に伴う
要求として、半導体装置をマザーボードに実装する前
に、まず、半導体素子をフェースダウン構造で、配線回
路が形成されたドーターボードに実装し、ついで、この
ドーターボードの下面に設けられた接続バンプによって
マザーボードに実装する方式が注目されている。このよ
うな方式により得られる半導体パッケージは、サーフェ
スマウントアレイ構造に代表される形態のパッケージで
あり、つぎのようにして作製される。すなわち、図6に
示すように、内部配線が設けられ、一面に複数の球状バ
ンプ8が設けられたドーターボード1の他面に、球状電
極部2を有する半導体素子3を実装する(フリップチッ
プ実装)。ついで、半導体素子3とドーターボード1と
の空隙に、液状の封止用樹脂組成物を注入してこの樹脂
組成物を硬化することにより、図7に示すように、封止
樹脂層4を形成する。さらに、図8に示すように、この
半導体素子3搭載面に、接着剤層6aおよび6bを介し
てアルミニウム製キャップ5を被せ固定することにより
半導体装置が作製される。そして、このようにして得ら
れた半導体装置を、図9に示すように、配線回路が形成
されたマザーボード7面に、ドーターボード1の一面に
形成された複数の球状バンプ8を介して搭載することに
よりフリップチップ/サーフェスマウントアレイ構造の
半導体パッケージが得られる。2. Description of the Related Art A recent demand for improving the performance of semiconductor devices is that, before mounting a semiconductor device on a motherboard, first, a semiconductor element is mounted on a daughter board having a wiring circuit formed in a face-down structure. Attention has been paid to a method of mounting on a motherboard by connecting bumps provided on the lower surface of the daughter board. The semiconductor package obtained by such a method is a package represented by a surface mount array structure, and is manufactured as follows. That is, as shown in FIG. 6, the semiconductor element 3 having the spherical electrode portion 2 is mounted on the other surface of the daughter board 1 having the internal wiring and the plurality of spherical bumps 8 provided on one surface (flip chip mounting). ). Then, a liquid sealing resin composition is injected into the gap between the semiconductor element 3 and the daughter board 1 and the resin composition is cured to form the sealing resin layer 4 as shown in FIG. To do. Further, as shown in FIG. 8, a semiconductor device is manufactured by covering and fixing the semiconductor element 3 mounting surface with an aluminum cap 5 via adhesive layers 6a and 6b. Then, as shown in FIG. 9, the semiconductor device thus obtained is mounted on the surface of the mother board 7 on which the wiring circuit is formed, via the plurality of spherical bumps 8 formed on one surface of the daughter board 1. As a result, a semiconductor package having a flip chip / surface mount array structure is obtained.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記半導体パッケージ
は、電気特性面から注目されているが、上記のように、
その製造プロセスが煩雑であり、プロセスコストを含め
たコストが高いことが大きな障壁となっている。The above-mentioned semiconductor package has been attracting attention from the viewpoint of electrical characteristics.
The manufacturing process is complicated, and the high cost including the process cost is a major obstacle.
【0004】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、フリップチップ/サーフェスマウントアレイ構
造等のような半導体装置の製造が容易である半導体装置
の製法およびそれにより得られた半導体装置ならびにそ
れに用いられる封止用樹脂層付遮蔽板の提供をその目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and a method of manufacturing a semiconductor device such as a flip chip / surface mount array structure, which is easy to manufacture, and a semiconductor device obtained by the method, It is an object of the present invention to provide a shielding plate with a sealing resin layer used therefor.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、配線回路基板の配線電極に、半導体素子
の電極部を当接して上記基板に半導体素子を搭載する工
程と、遮蔽板の片面に上記半導体素子に対応する対応部
分を残すように下記の封止用樹脂層(α)を部分的に形
成して封止用樹脂層付遮蔽板を形成する工程と、上記封
止用樹脂層付遮蔽板の上記対応部分に、半導体素子搭載
基板の半導体素子を対峙させた状態で上記封止用樹脂層
付遮蔽板と半導体素子搭載基板とを重ね合わせる工程
と、全体を加熱して、上記配線回路基板と半導体素子と
の空隙に、溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させて上
記基板と半導体素子との空隙を樹脂封止する工程とを備
えた半導体装置の製法を第1の要旨とする。 (α)下記の封止用樹脂組成物(A)により形成され、
かつ下記の特性(x)および(y)を備えた封止用樹脂
層。 (A)下記の(a)〜(c)成分を含有する封止用樹脂
組成物。 (a)結晶性エポキシ樹脂および常温で固体の2官能エ
ポキシ樹脂の少なくとも一方。 (b)ノボラック型フェノール樹脂。 (c)最大粒径が30μm以下に設定された溶融シリカ
粉末。 (x)ペレット密度が真密度に対して99%以上。 (y)断面積1mm×2mmの角柱状ペレットを150
℃で10分間加熱溶融し、50μmの空隙を有する2枚
の鏡面ガラス板間に侵入させた際の侵入距離が15mm
以上。In order to achieve the above object, the present invention provides a step of mounting a semiconductor element on the substrate by abutting an electrode portion of the semiconductor element on a wiring electrode of the wired circuit board, and a shield. A step of partially forming a sealing resin layer (α) below so as to leave a corresponding portion corresponding to the semiconductor element on one surface of the plate to form a shielding plate with a sealing resin layer; Step of stacking the sealing resin layer-provided shield plate and the semiconductor element mounting substrate with the semiconductor element of the semiconductor element-mounting substrate facing the corresponding portion of the resin plate-equipped shielding plate, and heating the whole. Then, a method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of filling a gap between the printed circuit board and the semiconductor element with a sealing resin in a molten state and curing the resin to seal the gap between the substrate and the semiconductor element. This is the first summary. (Α) formed by the following sealing resin composition (A),
And the resin layer for sealing provided with the following characteristics (x) and (y). (A) A sealing resin composition containing the following components (a) to (c). (A) At least one of a crystalline epoxy resin and a bifunctional epoxy resin that is solid at room temperature. (B) A novolac type phenolic resin. (C) A fused silica powder having a maximum particle size of 30 μm or less. (X) The pellet density is 99% or more of the true density. (Y) 150 prismatic pellets having a cross-sectional area of 1 mm × 2 mm
The penetration distance is 15 mm when it is heated and melted at ℃ for 10 minutes and penetrated between two mirror surface glass plates with a gap of 50 μm
that's all.
【0006】また、配線回路基板の配線電極面に、それ
自体の電極層を介して半導体素子が搭載され、上記半導
体素子上面に遮蔽板が積重され、上記配線回路基板と半
導体素子との空隙に封止樹脂層が形成されている半導体
装置を第2の要旨とする。さらに、遮蔽板の片面に、上
記封止用樹脂層(α)が部分的に形成されてなる封止用
樹脂層付遮蔽板を第3の要旨とする。Further, a semiconductor element is mounted on the wiring electrode surface of the printed circuit board via its own electrode layer, and a shield plate is stacked on the upper surface of the semiconductor element to form a gap between the printed circuit board and the semiconductor element. A second aspect is a semiconductor device having a sealing resin layer formed therein. Further, a third aspect of the present invention is a shielding plate with a sealing resin layer, in which the sealing resin layer (α) is partially formed on one surface of the shielding plate.
【0007】すなわち、本発明は、遮蔽板の片面に、半
導体素子に対応する対応部分を残すように封止用樹脂層
を部分的に形成して封止用樹脂層付遮蔽板を形成する。
そして上記封止用樹脂層付遮蔽板の上記対応部分に、半
導体素子搭載基板の半導体素子を対峙させた状態で上記
封止用樹脂層付遮蔽板と半導体素子搭載基板とを重ね合
わせ、加熱することにより、上記配線回路基板と半導体
素子との空隙に、溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化さ
せて上記基板と半導体素子との空隙を樹脂封止するもの
である。このため、半導体素子が実装された配線回路基
板の基板と素子との空隙の樹脂封止工程と、遮蔽板の積
重工程を一回の作業工程で行うことができ、製造工程の
省力化が図れる。そして、上記封止用樹脂層付遮蔽板に
形成される封止用樹脂層として、前記に示す特殊な封止
用樹脂組成物を用いるとともに、特定の物性を有するも
の〔封止用樹脂層(α)〕を用いることにより、樹脂封
止作業でボイド発生等の問題なく良好な封止樹脂層を形
成することができる。That is, according to the present invention, the sealing resin layer is partially formed on one surface of the shielding plate so as to leave a corresponding portion corresponding to the semiconductor element, thereby forming the shielding plate with the sealing resin layer.
The shielding resin layer-equipped shielding plate and the semiconductor element mounting substrate are superposed on the corresponding portion of the encapsulating resin layer-equipped shielding plate and the semiconductor element of the semiconductor element mounting substrate facing each other, and heated. In this way, the gap between the printed circuit board and the semiconductor element is filled with a sealing resin in a molten state and cured to seal the gap between the substrate and the semiconductor element with a resin. Therefore, the resin sealing step of the gap between the substrate of the printed circuit board on which the semiconductor element is mounted and the element, and the stacking step of the shielding plate can be performed in one working step, which saves labor in the manufacturing step. Can be achieved. And, as the sealing resin layer formed on the shielding plate with the sealing resin layer, a resin having specific physical properties as well as using the above-mentioned special sealing resin composition [sealing resin layer ( [alpha]]] is used, a good sealing resin layer can be formed without problems such as generation of voids in the resin sealing work.
【0008】なかでも、上記特殊な封止用樹脂組成物に
おいて、(c)成分の含有割合を特定の割合に設定する
ことにより、配線回路基板と半導体素子との空隙の樹脂
封止をより一層良好に行うことができ、しかも良好な封
止樹脂層を形成することができる。Above all, in the above-mentioned special sealing resin composition, by setting the content ratio of the component (c) to a specific ratio, the resin sealing of the void between the printed circuit board and the semiconductor element is further improved. It can be carried out satisfactorily, and a good sealing resin layer can be formed.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を詳しく説明す
る。Next, the present invention will be described in detail.
【0010】本発明の半導体装置の製法では、その製造
時に、従来にはなかった形態の封止用樹脂層付遮蔽板が
用いられる。この封止用樹脂層付遮蔽板を用いることに
より、従来煩雑であった製造工程が短縮され一工程で行
うことが可能となる。In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a shielding plate with a resin layer for encapsulation, which has not been used in the past, is used in manufacturing the semiconductor device. By using this shielding plate with the resin layer for sealing, the manufacturing process, which has been complicated in the past, can be shortened and it is possible to perform the process in one step.
【0011】上記封止用樹脂層付遮蔽板は、例えば、遮
蔽板の片面全面に接着剤層が形成され、その接着剤層を
介して封止用樹脂(アンダーフィル樹脂)層が部分的に
形成されたものである。In the above shielding plate with a sealing resin layer, for example, an adhesive layer is formed on one entire surface of the shielding plate, and the sealing resin (underfill resin) layer is partially formed through the adhesive layer. It was formed.
【0012】上記遮蔽板の材料としては、アルミニウム
およびアルミニウム合金板、銅および銅合金板、鉄等の
金属板があげられる。一般に、軽量,高熱伝導,耐腐食
性という観点からアルミニウム板が好適に用いられる。Examples of the material of the shielding plate include aluminum and aluminum alloy plates, copper and copper alloy plates, and metal plates such as iron. Generally, an aluminum plate is preferably used from the viewpoints of light weight, high heat conduction, and corrosion resistance.
【0013】上記アンダーフィル樹脂層は、例えば、そ
の封止硬化物の特性から下記に示す封止用樹脂組成物
(A)を用いて形成することが好ましい。The underfill resin layer is preferably formed, for example, by using the encapsulating resin composition (A) shown below from the characteristics of the encapsulation cured product.
【0014】上記封止用樹脂組成物(A)は、特定のエ
ポキシ樹脂(a成分)と、ノボラック型フェノール樹脂
(b成分)と、特定のシリカ粉末と(c成分)を用いて
得られるものであり、常温で固体を示するものが好まし
い。上記常温とは、具体的に、20〜50℃の範囲をい
う。The encapsulating resin composition (A) is obtained by using a specific epoxy resin (a component), a novolac type phenol resin (b component), a specific silica powder and a (c component). It is preferable that it is solid at room temperature. The normal temperature specifically refers to a range of 20 to 50 ° C.
【0015】上記特定のエポキシ樹脂(a成分)として
は、結晶性エポキシ樹脂、常温で固体の2官能エポキシ
樹脂があげられ、具体的には、低溶融粘度という観点か
ら、下記の一般式(1),式(2),式(3)で表され
る構造のエポキシ樹脂があげられる。これらは単独でも
しくは2種以上併せて用いられる。Examples of the specific epoxy resin (component a) include a crystalline epoxy resin and a bifunctional epoxy resin which is solid at room temperature. Specifically, from the viewpoint of low melt viscosity, the following general formula (1) ), The formula (2) and the formula (3). These may be used alone or in combination of two or more.
【0016】[0016]
【化1】 Embedded image
【0017】[0017]
【化2】 Embedded image
【0018】[0018]
【化3】 Embedded image
【0019】上記式(1)〜(3)で表される構造のエ
ポキシ樹脂において、特にエポキシ当量150〜230
g/eqで、融点60〜160℃のものを用いることが
好ましい。In the epoxy resin having the structure represented by the above formulas (1) to (3), the epoxy equivalent is preferably 150 to 230.
It is preferable to use one having a melting point of 60 to 160 ° C. in g / eq.
【0020】上記特定のエポキシ樹脂(a成分)ととも
に用いられるノボラック型フェノール樹脂(b成分)
は、特に限定するものではなく通常用いられているもの
が用いられるが、そのなかでも低粘度のものを用いるこ
とが望ましい。そして、上記ノボラック型フェノール樹
脂として、水酸基当量が80〜120g/eqで、軟化
点が80℃以下のものを用いることが好ましい。より好
ましくは、水酸基当量90〜110g/eqで、軟化点
50〜70℃である。特に好ましくは水酸基当量100
〜110g/eqで、軟化点55〜65℃である。Novolak type phenolic resin (component b) used together with the above specific epoxy resin (component a)
There is no particular limitation, and commonly used ones are used, but it is preferable to use one having a low viscosity. Then, as the novolac type phenolic resin, it is preferable to use one having a hydroxyl group equivalent of 80 to 120 g / eq and a softening point of 80 ° C. or less. More preferably, the hydroxyl equivalent is 90 to 110 g / eq and the softening point is 50 to 70 ° C. Particularly preferably, the hydroxyl equivalent is 100.
The softening point is 55 to 65 ° C. at 110 g / eq.
【0021】上記特定のエポキシ樹脂(a成分)とノボ
ラック型フェノール樹脂(b成分)の配合割合は、上記
エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対してノボラック
型フェノール樹脂中の水酸基当量を0.5〜1.6の範
囲に設定することが好ましい。より好ましくは0.8〜
1.2の範囲に設定することである。The mixing ratio of the specific epoxy resin (a component) and the novolak type phenol resin (b component) is such that the hydroxyl group equivalent in the novolac type phenol resin is 0.5 with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin. It is preferable to set in the range of 1.6. More preferably 0.8 to
It is to set in the range of 1.2.
【0022】上記a成分およびb成分とともに用いられ
る特定のシリカ粉末(c成分)は、球状の溶融シリカ粉
末である。そして、上記溶融シリカ粉末(c成分)とし
ては、平均粒径が3〜20μmのものを用いることが好
ましく、特に好ましくは5〜13μmである。ととも
に、最大粒径が30μm以下のものを用いる必要があ
る。特に好ましくは最大粒径が15〜25μmである。
すなわち、最大粒径が30μmを超えると、図2〜図9
に示すような構造において、半導体素子3とドーターボ
ード1との空隙間、および球状バンプ8が連続して並ぶ
場合、その間にシリカ粉末が、つまり、樹脂組成物が充
填できなくなるケースが発生する。また、封止用樹脂組
成物(A)を製造する場合、エポキシ樹脂,フェノール
樹脂の溶融状態でシリカ粉末を分散させるが、この後、
常温,冷却までに、シリカ粉末が沈降して成分が不均一
となるからである。また、このような観点から、この特
定のシリカ粉末(c成分)の粒径は、配線回路基板と、
この基板に搭載された半導体素子間の空隙〔封止用樹脂
組成物(A)を用いて樹脂封止される空隙〕の距離の1
/2以下に設定することが好ましい。より好ましくは1
/10〜1/5である。すなわち、粒径を1/2以下に
設定することにより、上記配線回路基板と半導体素子間
の空隙への溶融状態の封止用樹脂組成物(A)の充填時
に、シリカ粉末の詰まりによる未充填,ボイド等が生じ
ず良好になされるようになるからである。The specific silica powder (component c) used together with the above components a and b is spherical fused silica powder. The fused silica powder (component c) having an average particle size of 3 to 20 μm is preferably used, and particularly preferably 5 to 13 μm. At the same time, it is necessary to use a material having a maximum particle size of 30 μm or less. Particularly preferably, the maximum particle size is 15 to 25 μm.
That is, when the maximum particle size exceeds 30 μm, FIGS.
In the structure as shown in (1), when the voids between the semiconductor element 3 and the daughter board 1 and the spherical bumps 8 are continuously arranged, silica powder, that is, the resin composition cannot be filled between them. Further, when the encapsulating resin composition (A) is produced, the silica powder is dispersed in the molten state of the epoxy resin and the phenol resin.
This is because the silica powder precipitates and the components become non-uniform by cooling at room temperature. From this point of view, the particle size of the specific silica powder (component c) is
1 of the distance of the space between the semiconductor elements mounted on this substrate [the space sealed with the resin composition for sealing (A)]
It is preferably set to / 2 or less. More preferably 1
It is / 10 to 1/5. That is, by setting the particle size to ½ or less, when filling the molten resin composition for encapsulation (A) into the gap between the printed circuit board and the semiconductor element, unfilled due to clogging of silica powder. , Because voids, etc. do not occur and it can be done well.
【0023】上記特定のシリカ粉末(c成分)の含有量
は、封止用樹脂組成物(A)全体の50重量%以上80
重量%未満の範囲に設定することが好ましい。特に好ま
しくは60〜75重量%である。すなわち、シリカ粉末
(c成分)の含有量が50重量%未満では、封止用樹脂
組成物(A)の線膨張係数が、図2〜図9に示す半導体
素子3とドーターボード1,球状バンプ8を大きく上回
り、ストレスから剥離が生じてしまう。また、80重量
%以上では、封止用樹脂の溶融粘度が高くなることか
ら、充填性が悪くなるからである。The content of the specific silica powder (component (c)) is 50% by weight or more and 80% or more of the total amount of the encapsulating resin composition (A).
It is preferable to set it in the range of less than wt%. It is particularly preferably 60 to 75% by weight. That is, when the content of the silica powder (component c) is less than 50% by weight, the linear expansion coefficient of the encapsulating resin composition (A) is as shown in FIG. 2 to FIG. 8 is greatly exceeded, and peeling occurs due to stress. On the other hand, if it is 80% by weight or more, the melt viscosity of the encapsulating resin becomes high and the filling property becomes poor.
【0024】上記アンダーフィル樹脂層形成材料である
封止用樹脂組成物(A)には、上記a〜c成分以外に、
必要に応じて、シリコーン化合物(側鎖エチレングライ
コールタイプジメチルシロキサン等)等の低応力化剤、
難燃剤、ポリエチレン、カルナバ等のワックス、シラン
カップリング剤(γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン等)等のカップリング剤等を適宜に配合しても
よい。The encapsulating resin composition (A), which is the underfill resin layer forming material, contains, in addition to the components a to c,
If necessary, a stress reducing agent such as a silicone compound (side chain ethylene glycol type dimethyl siloxane, etc.),
A flame retardant, a wax such as polyethylene or carnauba, a coupling agent such as a silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane), or the like may be appropriately mixed.
【0025】上記難燃剤としては、ブロム化エポキシ樹
脂等があげられ、これに三酸化二アンチモン等の難燃助
剤等が用いられる。Examples of the flame retardant include brominated epoxy resin and the like, to which a flame retardant auxiliary such as diantimony trioxide is used.
【0026】本発明に用いられる封止用樹脂組成物
(A)は、例えばつぎのようにして得られる。すなわ
ち、前記a成分、b成分およびc成分を外部より加熱可
能な金属容器の中で150℃で30分〜1時間混合し、
120℃に温度を下げた後、反応性調整のための触媒を
添加し、均一混合する。ついで、上記均一混合した後圧
延シート化し、これを所望の形状に打ち抜いてペレット
化することにより得られる。The encapsulating resin composition (A) used in the present invention is obtained, for example, as follows. That is, the a component, the b component and the c component are mixed in an externally heatable metal container at 150 ° C. for 30 minutes to 1 hour,
After lowering the temperature to 120 ° C., a catalyst for adjusting the reactivity is added and uniformly mixed. Then, the above-mentioned uniform mixing is performed, and then a rolled sheet is formed, which is punched into a desired shape and pelletized.
【0027】上記反応性調整のために配合される触媒と
しては、特に限定するものではなく従来から硬化促進剤
として用いられるものがあげられる。例えば、トリフェ
ニルホスフィン、テトラフェニルホスフェート、テトラ
フェニルボレート、2−メチルイミダゾール等があげら
れる。The catalyst compounded for adjusting the reactivity is not particularly limited, and examples thereof include those conventionally used as a curing accelerator. Examples thereof include triphenylphosphine, tetraphenylphosphate, tetraphenylborate, 2-methylimidazole and the like.
【0028】上記各成分の混合およびペレットの作製方
法については上記方法に限定するものではなく、例え
ば、上記混合においては、2軸ロール、3軸ロール等を
用いることも可能である。また、上記ペレットの作製方
法についても、シート状にした後に打ち抜く以外に、注
型法等の方法を用いることができる。The method of mixing the above components and the method of producing pellets is not limited to the above method. For example, a biaxial roll or a triaxial roll can be used in the mixing. Also, as for the method for producing the pellets, a method such as a casting method can be used in addition to punching after forming the sheet.
【0029】上記ペレットの形状については、特に限定
するものではないが、後述の封止用樹脂層付遮蔽板の使
用対象物である半導体素子搭載基板の形態等を考慮し
て、四角枠形状に設定することが好ましい。The shape of the pellet is not particularly limited, but in consideration of the shape of the semiconductor element mounting substrate which is the object of use of the encapsulating resin layer-containing shielding plate described later, etc., it has a rectangular frame shape. It is preferable to set.
【0030】本発明の半導体装置の製法に用いられる封
止用樹脂層付遮蔽板は、例えば、所定の大きさの遮蔽板
の片面に、接着剤層を形成し、この接着剤層を介して四
角枠形状のアンダーフィル樹脂を積層することにより、
図1(a)および(b)に示すような封止用樹脂層付遮
蔽板15が得られる。図1において、12は遮蔽板、1
3は接着剤層、14は封止用樹脂(アンダーフィル樹
脂)層である。The encapsulating resin layer-equipped shielding plate used in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention has, for example, an adhesive layer formed on one surface of a shielding plate of a predetermined size, and the adhesive layer is interposed therebetween. By stacking square frame-shaped underfill resin,
The sealing resin layer-attached shield plate 15 as shown in FIGS. 1A and 1B is obtained. In FIG. 1, 12 is a shielding plate, 1
3 is an adhesive layer, and 14 is a sealing resin (underfill resin) layer.
【0031】上記接着剤層13の形成方法としては、例
えば、エポキシ樹脂系フィルム状接着剤を遮蔽板に張り
付けることにより形成する方法があげられる。As a method of forming the adhesive layer 13, for example, there is a method of forming it by pasting an epoxy resin film adhesive on a shielding plate.
【0032】また、上記封止用樹脂層付遮蔽板15に
は、接着剤層13が設けられているが、特にこの構成に
限定するものではなく、必ずしもこの接着剤層13を設
ける必要はない。例えば、上記接着剤層13を設けず、
遮蔽板12に、直接、液状,ペレット状のアンダーフィ
ル樹脂形成材料を所定の形状(四角枠形状等)にパター
ン塗工することにより、アンダーフィル樹脂層14を形
成してもよい。好適には、モジュール製造工程上、接着
剤層13のタック性を利用し、アンダーフィル樹脂が遮
蔽板に固定できるという観点から、接着剤層13を設け
ることが好ましい。Further, the shielding plate 15 with the sealing resin layer is provided with the adhesive layer 13, but the configuration is not particularly limited to this, and the adhesive layer 13 is not necessarily provided. . For example, without providing the adhesive layer 13,
The underfill resin layer 14 may be formed by directly pattern-coating a liquid or pellet-shaped underfill resin forming material in a predetermined shape (square frame shape or the like) on the shielding plate 12. It is preferable to provide the adhesive layer 13 from the viewpoint that the underfill resin can be fixed to the shielding plate by utilizing the tackiness of the adhesive layer 13 in the module manufacturing process.
【0033】このように、本発明の封止用樹脂層付遮蔽
板15は、その一例として、図1に示すように、遮蔽板
12の片面全面に接着剤層13が形成され、この接着剤
層13を介して遮蔽板12の周辺に沿うように、四角枠
形状の封止用樹脂(アンダーフィル樹脂)層14が形成
されている。そして、上記遮蔽板12と四角枠形状のア
ンダーフィル樹脂層14により中央部に、凹部16が形
成されている。この凹部16の深さ、大きさ、そして、
アンダーフィル樹脂層14の厚みおよび大きさは、積重
対象となる基板に搭載された半導体素子の厚みに球状バ
ンプを加えたものと同等、もしくは+1〜−0.5mm
に、好適には±0〜−0.1mmに設定される。具体的
には、遮蔽板12の厚みは、0.1〜20mmに、好適
には1〜3mmに設定される。また、大きさは、使用さ
れる半導体素子サイズに対して+0.1〜+20mm
に、好適には+1〜+5mmに設定される。そして、接
着剤層13の厚みは、0.005〜3mmに、好適には
0.005〜0.5mmに設定される。さらに、アンダ
ーフィル樹脂層14の厚みは、0.2〜6mmに、好適
には0.5〜4mmに設定される。Thus, as an example, the shielding resin layer-equipped shielding plate 15 of the present invention has the adhesive layer 13 formed on the entire one surface of the shielding plate 12 as shown in FIG. A rectangular frame-shaped sealing resin (underfill resin) layer 14 is formed along the periphery of the shielding plate 12 with the layer 13 interposed therebetween. A concave portion 16 is formed in the central portion by the shielding plate 12 and the square frame-shaped underfill resin layer 14. The depth, size, and
The thickness and size of the underfill resin layer 14 is the same as the thickness of the semiconductor element mounted on the substrate to be stacked, plus a spherical bump, or +1 to -0.5 mm.
It is preferably set to ± 0 to −0.1 mm. Specifically, the thickness of the shielding plate 12 is set to 0.1 to 20 mm, preferably 1 to 3 mm. Moreover, the size is +0.1 to +20 mm with respect to the size of the semiconductor element used.
In addition, it is preferably set to +1 to +5 mm. The thickness of the adhesive layer 13 is set to 0.005 to 3 mm, preferably 0.005 to 0.5 mm. Furthermore, the thickness of the underfill resin layer 14 is set to 0.2 to 6 mm, preferably 0.5 to 4 mm.
【0034】本発明の半導体装置は、例えばつぎのよう
にして製造される。すなわち、まず、上記のようにして
封止用樹脂層付遮蔽板を形成する(図1参照)。一方、
図2に示すように、内部配線が設けられ、下面に複数の
球状バンプ8が設けられたドーターボード1の他面に、
上記内部配線とそれ自体の球状電極部2とを当接して、
好ましくは加熱することにより半導体素子3を実装する
(フリップチップ実装)。そして、図3に示すように、
このフリップチップ実装されたドーターボード1の半導
体素子3搭載面に、上記封止用樹脂層付遮蔽板15の凹
部16に上記半導体素子3を対峙させた状態で上記封止
用樹脂層付遮蔽板15をドーターボード1に載置する。
ついで、全体を加熱することにより、アンダーフィル樹
脂層14を溶融し、溶融状態にして、毛管現象を利用し
て半導体素子3とドーターボード1との空隙内に、溶融
状態のアンダーフィル樹脂を充填し硬化させることによ
り空隙を樹脂封止する。このようにして、図4に示すよ
うな半導体装置を製造する。図4において、17はアン
ダーフィル樹脂により形成された封止樹脂層である。The semiconductor device of the present invention is manufactured, for example, as follows. That is, first, the shielding plate with the sealing resin layer is formed as described above (see FIG. 1). on the other hand,
As shown in FIG. 2, on the other surface of the daughter board 1 having internal wiring and a plurality of spherical bumps 8 provided on the lower surface,
By abutting the internal wiring and the spherical electrode portion 2 of itself,
Preferably, the semiconductor element 3 is mounted by heating (flip chip mounting). Then, as shown in FIG.
The flip-chip mounted daughter board 1 has a semiconductor element 3 mounting surface on which the semiconductor element 3 faces the recess 16 of the encapsulation resin layer-attached shield plate 15 and the encapsulation resin layer-attached shield plate. Place 15 on daughter board 1.
Then, by heating the whole, the underfill resin layer 14 is melted into a molten state, and the capillary state is used to fill the gap between the semiconductor element 3 and the daughter board 1 with the molten underfill resin. Then, the voids are resin-sealed by curing. In this way, the semiconductor device as shown in FIG. 4 is manufactured. In FIG. 4, 17 is a sealing resin layer formed of an underfill resin.
【0035】上記アンダーフィル樹脂層14を溶融状態
にする際の加熱温度としては、半導体素子3およびドー
ターボード1の劣化、球状バンプ8の溶融温度およひ劣
化等を考慮して100〜250℃の範囲に、さらに好適
には130〜150℃に設定することが好ましい。そし
て、加熱方法としては、赤外線リフロー炉,乾燥機,温
風機,熱板等があげられる。The heating temperature for bringing the underfill resin layer 14 into a molten state is 100 to 250 ° C. in consideration of the deterioration of the semiconductor element 3 and the daughter board 1, the melting temperature and deterioration of the spherical bumps 8, and the like. It is preferable to set to the range of 130 to 150 ° C. Examples of the heating method include an infrared reflow oven, a dryer, a hot air blower, and a hot plate.
【0036】上記のようにして製造された半導体装置に
おいて、半導体素子3の大きさは、通常、幅5〜20m
m×長さ5〜20mm×厚み0.1〜1.0mmに設定
される。より好適なのは幅8〜18mm×長さ8〜18
mm×厚み0.3〜0.8mmである。また、半導体素
子3を搭載する配線回路が形成されたドーターボード1
の大きさは、通常、幅10〜70mm×長さ10〜70
mm×厚み0.05〜3.0mmに設定される。より好
適なのは幅15〜50mm×長さ15〜50mm×厚み
0.1〜2.0mmである。そして、溶融したアンダー
フィル樹脂が充填される、半導体素子3とドーターボー
ド1との間の空隙の距離は、通常、10〜150μmで
ある。特に、上記両者間の距離は、30〜100μmに
設定することが好ましい。In the semiconductor device manufactured as described above, the size of the semiconductor element 3 is usually 5 to 20 m in width.
It is set to m × length 5 to 20 mm × thickness 0.1 to 1.0 mm. More preferred is a width of 8 to 18 mm x a length of 8 to 18
mm × thickness 0.3 to 0.8 mm. Also, the daughter board 1 on which a wiring circuit for mounting the semiconductor element 3 is formed.
The size of is usually 10-70 mm width x 10-70 length
mm × thickness is set to 0.05 to 3.0 mm. More preferably, the width is 15 to 50 mm, the length is 15 to 50 mm, and the thickness is 0.1 to 2.0 mm. The distance between the semiconductor element 3 and the daughter board 1 filled with the molten underfill resin is usually 10 to 150 μm. In particular, the distance between the two is preferably set to 30 to 100 μm.
【0037】上記封止用樹脂層付遮蔽板15に形成され
たアンダーフィル樹脂層(封止用樹脂層)14として、
そのペレット(アンダーフィル樹脂層14部分)密度が
真密度に対して99%以上〔特性(x)〕でなければな
らない。すなわち、ペレット密度が真密度に対して99
%以上という高真密度に設定することにより、ペレット
内部の空気が硬化物に持ち込まれ、この空気がボイドを
形成する原因となることを防止することが可能となるか
らである。なお、上記ペレット密度(%)は下記の式に
て算出される値である。As the underfill resin layer (sealing resin layer) 14 formed on the shielding plate 15 with the sealing resin layer,
The density of the pellets (underfill resin layer 14 portion) must be 99% or more of the true density [characteristic (x)]. That is, the pellet density is 99 relative to the true density.
By setting a high true density of at least%, it is possible to prevent the air inside the pellets from being brought into the cured product and causing this air to form voids. The pellet density (%) is a value calculated by the following formula.
【0038】[0038]
【数1】ペレット密度(%)=〔(ペレットの比重)/
(硬化物の比重)〕×100[Equation 1] Pellet density (%) = [(specific gravity of pellet) /
(Specific gravity of cured product)] × 100
【0039】さらに、上記アンダーフィル樹脂層(封止
用樹脂層)14としては、下記の特性(y)を有する必
要がある。すなわち、上記アンダーフィル樹脂層14の
形成材料である封止用樹脂組成物を用い、上記方法に従
って断面積1mm×2mmの角柱状ペレットを作製す
る。そして、上記角柱状ペレットを150℃で10分間
加熱溶融し、50μmの空隙を有する2枚の鏡面ガラス
板間に溶融侵入させ、その際の侵入距離が15mm以上
となる特性〔特性(y)〕を有する必要がある。より好
ましくは侵入距離が18mm以上である。また、上記ア
ンダーフィル樹脂を用いて封止することにより形成され
た封止樹脂層17、すなわち、アンダーフィル樹脂とし
ては、各使用温度での溶融粘度が1〜100pois
e、ゲルタイムが150℃において0.5〜22分間、
その硬化物としては、線膨脹係数が17〜40ppm/
℃であることが好ましい。特に好ましくは溶融粘度が1
〜30poise、ゲルタイムが150℃において0.
5〜15分間、線膨脹係数が22〜30ppm/℃であ
る。これは、界面ジョイントである半田の線膨張係数に
界面封止樹脂の線膨張係数を合わせることが応力集中を
無くし導通信頼性を向上させることによるものである。
すなわち、溶融粘度が上記範囲内に設定されることによ
り、半導体素子3,ドーターボード1および球状バンプ
8間の空隙への充填が容易となる。また、ゲルタイムが
上記範囲内に設定されることにより、上記と同様、半導
体素子3,ドーターボード1および球状バンプ8間の空
隙への充填が容易となる。さらに、線膨脹係数が上記範
囲内に設定されることにより、半導体素子3,ドーター
ボード1および球状バンプ8にもたらすそれぞれの熱に
よる発生応力が低減される。なお、上記溶融粘度は、コ
ーンプレート粘度計により測定し、上記ゲルタイムは、
熱板キャビティー法にて測定した。また、線膨張係数
は、熱機械分析(Thermal Mechanical Analysis :TM
A)により測定した。Further, the underfill resin layer (sealing resin layer) 14 must have the following characteristic (y). That is, using the encapsulating resin composition that is the material for forming the underfill resin layer 14, prismatic pellets having a cross-sectional area of 1 mm × 2 mm are produced according to the above method. Then, the prismatic pellets are heated and melted at 150 ° C. for 10 minutes to be melted and penetrated between two mirror surface glass plates having a void of 50 μm, and the penetration distance at that time is 15 mm or more [Characteristic (y)]. Need to have. The penetration distance is more preferably 18 mm or more. Further, the sealing resin layer 17 formed by sealing with the underfill resin, that is, the underfill resin, has a melt viscosity at each use temperature of 1 to 100 pois.
e, gel time at 150 ° C. for 0.5 to 22 minutes,
The cured product has a linear expansion coefficient of 17 to 40 ppm /
C. is preferred. Particularly preferably, the melt viscosity is 1
.About.30 poise, gel time at 150.degree.
The linear expansion coefficient is 22 to 30 ppm / ° C. for 5 to 15 minutes. This is because matching the linear expansion coefficient of the interface sealing resin with the linear expansion coefficient of the solder, which is an interface joint, eliminates stress concentration and improves conduction reliability.
That is, by setting the melt viscosity within the above range, it becomes easy to fill the space between the semiconductor element 3, the daughter board 1 and the spherical bump 8. Further, by setting the gel time within the above range, it becomes easy to fill the voids between the semiconductor element 3, the daughter board 1 and the spherical bump 8 as in the above case. Further, by setting the linear expansion coefficient within the above range, the stress generated by the heat applied to the semiconductor element 3, the daughter board 1 and the spherical bump 8 is reduced. The melt viscosity is measured by a cone plate viscometer, and the gel time is
It was measured by the hot plate cavity method. In addition, the coefficient of linear expansion is calculated by the thermal mechanical analysis (TM).
It was measured according to A).
【0040】このようにして得られた半導体装置は、例
えば、図5に示すように、ドーターボード1の下面に形
成された複数の球状バンプ8を介して、マザーボード7
に搭載してサーフェスマウントアレイ構造をとるような
形態の構成部品として用いられる。The semiconductor device thus obtained is, for example, as shown in FIG. 5, via the plurality of spherical bumps 8 formed on the lower surface of the daughter board 1, the mother board 7
It is used as a component in such a form as to be mounted on a surface mount array structure.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のように、本発明は、遮蔽板の片面
に半導体素子に対応する対応部分を残すように、前記の
特殊な封止用樹脂層を部分的に形成して封止用樹脂層付
遮蔽板を形成する。そして、上記封止用樹脂層付遮蔽板
の上記対応部分に、半導体素子搭載基板の半導体素子を
対峙させた状態で上記封止用樹脂層付遮蔽板と半導体素
子搭載基板とを重ね合わせ、加熱することにより、上記
配線回路基板と半導体素子との空隙に、溶融状態の封止
用樹脂を充填し硬化させて上記基板と半導体素子との空
隙を樹脂封止するものである。このため、半導体素子の
実装済み基板と素子により形成された空隙の樹脂封止工
程と、遮蔽板の積重工程が一回の製造工程で行うことが
可能となり、製造工程全体の省力化が実現する。したが
って、半導体装置の低コスト化が図れる。そして、上記
封止用樹脂層付遮蔽板に形成される封止用樹脂層が、特
に前記(a)〜(c)成分を含有する常温で固体の特定
の封止用樹脂組成物により形成された前記特定の特性を
有する特殊な層であることから、樹脂封止作業でボイド
発生等の問題なく良好な封止樹脂層を形成することがで
きる。As described above, according to the present invention, the special sealing resin layer is partially formed so as to leave the corresponding portion corresponding to the semiconductor element on one surface of the shielding plate. A shielding plate with a resin layer is formed. Then, the sealing resin layer-equipped shielding plate and the semiconductor element mounting substrate are superposed on the corresponding portion of the encapsulating resin layer-equipped shielding plate with the semiconductor element of the semiconductor element mounting substrate facing each other, and heated. By doing so, the gap between the printed circuit board and the semiconductor element is filled with a sealing resin in a molten state and cured to seal the gap between the substrate and the semiconductor element with a resin. Therefore, it is possible to perform the resin encapsulation process of the substrate on which the semiconductor device is mounted and the void formed by the device, and the stacking process of the shielding plate in a single manufacturing process, saving labor in the entire manufacturing process. To do. Therefore, the cost of the semiconductor device can be reduced. The encapsulating resin layer formed on the encapsulating resin layer-equipped shielding plate is formed of a specific encapsulating resin composition which is solid at room temperature and particularly contains the components (a) to (c). Further, since it is a special layer having the above-mentioned specific characteristics, it is possible to form a good sealing resin layer without causing a problem such as generation of voids in the resin sealing work.
【0042】そして、上記封止用樹脂層付遮蔽板におけ
る特殊な封止用樹脂層において、これを形成する封止用
樹脂組成物中の(c)成分の含有割合が特定範囲に設定
することにより、配線回路基板と半導体素子との空隙を
樹脂封止することが、一層作業性よく行うことができ、
しかも良好な封止樹脂層を形成することができる。In the special encapsulating resin layer of the shielding plate with encapsulating resin layer, the content ratio of the component (c) in the encapsulating resin composition forming the same should be set within a specific range. Thus, it is possible to perform resin sealing of the gap between the printed circuit board and the semiconductor element, with even better workability,
Moreover, a good sealing resin layer can be formed.
【0043】つぎに、本発明を実施例に基づいて説明す
る。Next, the present invention will be described based on examples.
【0044】まず、実施例に先立って、下記に示す各成
分を準備した。First, each component shown below was prepared prior to the examples.
【0045】〔エポキシ樹脂a1〕下記の式(4)で表
される構造のビフェニル型エポキシ樹脂である。[Epoxy resin a1] A biphenyl type epoxy resin having a structure represented by the following formula (4).
【0046】[0046]
【化4】 Embedded image
【0047】〔エポキシ樹脂a2〕下記の式(5)で表
される構造のエポキシ樹脂である。[Epoxy resin a2] An epoxy resin having a structure represented by the following formula (5).
【0048】[0048]
【化5】 Embedded image
【0049】〔エポキシ樹脂a3〕下記の式(6)で表
される構造のビフェニル型エポキシ樹脂である。[Epoxy resin a3] A biphenyl type epoxy resin having a structure represented by the following formula (6).
【0050】[0050]
【化6】 [Chemical 6]
【0051】〔硬化剤b1〕ノボラック型フェノール樹
脂(水酸基当量:104g/eq、軟化点59℃)であ
る。[Curing agent b1] A novolac type phenol resin (hydroxyl group equivalent: 104 g / eq, softening point 59 ° C.).
【0052】〔シリカ粉末c1〜c4〕下記の表1に示
す球状溶融シリカ粉末である。[Silica powders c1 to c4] Spherical fused silica powders shown in Table 1 below.
【0053】[0053]
【表1】 [Table 1]
【0054】〔触媒d1〕トリフェニルホスフィンであ
る。[Catalyst d1] Triphenylphosphine.
【0055】〔触媒d2〕テトラフェニルホスフェート
およびテトラフェニルボレートの混合物(モル混合比1
/1)である。[Catalyst d2] Mixture of tetraphenyl phosphate and tetraphenyl borate (molar mixing ratio 1
/ 1).
【0056】〔難燃剤〕ブロム化エポキシフェノールノ
ボラックである。[Flame Retardant] Brominated epoxyphenol novolac.
【0057】〔難燃助剤〕三酸化二アンチモンである。[Flame retardant aid] Antimony trioxide.
【0058】〔ワックス〕ポリエチレンである。[Wax] Polyethylene.
【0059】〔シリコーン化合物〕側鎖エチレングライ
コールタイプジメチルシロキサンである。[Silicone Compound] A side chain ethylene glycol type dimethyl siloxane.
【0060】〔カップリング剤〕γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランである。[Coupling Agent] γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane.
【0061】〔樹脂組成物の作製〕上記各成分を用い、
下記の表2〜表4に示す割合で各成分を混合し、アンダ
ーフィル樹脂層形成材料である樹脂組成物を作製した。[Preparation of Resin Composition] Using the above components,
The components were mixed in the ratios shown in Tables 2 to 4 below to prepare resin compositions that are materials for forming an underfill resin layer.
【0062】また、上記樹脂組成物を加熱溶融して硬化
(条件:150℃×20分+175℃×300分)する
ことによりその硬化物の線膨脹係数を熱機械分析(TM
A)により測定した。また、それぞれの溶融粘度および
ゲルタイムを前述の方法に従って測定した。さらに、上
記各成分を用い、断面積1mm×2mm×長さ20mm
の角柱状ペレットを作製した。つぎに、上記角柱状ペレ
ットを150℃で10分間加熱溶融し、スペーサーを用
いて50μmの空隙が形成された2枚の鏡面ガラス板間
に侵入させて、その侵入距離を測定した。これらの結果
を下記の表2〜表4に併せて示した。The resin composition was heated and melted and cured (conditions: 150 ° C. × 20 minutes + 175 ° C. × 300 minutes) to determine the linear expansion coefficient of the cured product by thermomechanical analysis (TM.
It was measured according to A). Further, each melt viscosity and gel time were measured according to the method described above. Furthermore, using each of the above components, a cross-sectional area of 1 mm x 2 mm x length of 20 mm
Then, a prismatic pellet was prepared. Next, the prismatic pellet was heated and melted at 150 ° C. for 10 minutes, and was made to enter between two mirror-finished glass plates having a 50 μm void formed by using a spacer, and the penetration distance was measured. The results are also shown in Tables 2 to 4 below.
【0063】[0063]
【表2】 [Table 2]
【0064】[0064]
【表3】 [Table 3]
【0065】[0065]
【表4】 [Table 4]
【0066】[0066]
【実施例1〜24】ついで、上記各樹脂組成物を用い、
これを直接シート化し、冷却後打ち抜くことにより所定
の大きさの正方形の四角枠形状ペレットを作製した。そ
して、上記正方形の四角枠形状のペレットの大きさおよ
び厚みは後記の表5〜表7に示した。なお、上記四角枠
形状ペレット密度は、いずれも真密度に対して99%以
上であった。Examples 1 to 24 Using the above resin compositions,
This was directly made into a sheet, cooled and punched to produce a square frame pellet having a predetermined size. The size and thickness of the square-shaped pellet having the shape of a square frame are shown in Tables 5 to 7 below. The square frame-shaped pellet density was 99% or more with respect to the true density.
【0067】そして、所定の大きさのアルミニウム板
に、エポキシ樹脂系フィルム状接着剤層(厚み25μ
m)を介して上記四角枠形状のペレットを張り付けるこ
とにより、アンダーフィル樹脂層付遮蔽板を作製した
(図1参照)。なお、上記アルミニウム板(アルミ板)
の大きさおよび厚みは後記の表5〜表7に示した。Then, an epoxy resin film adhesive layer (thickness: 25 μm) is formed on an aluminum plate of a predetermined size.
The shielding plate with an underfill resin layer was produced by pasting the square frame-shaped pellets through m) (see FIG. 1). The above aluminum plate (aluminum plate)
The sizes and thicknesses of these are shown in Tables 5 to 7 below.
【0068】[0068]
【表5】 [Table 5]
【0069】[0069]
【表6】 [Table 6]
【0070】[0070]
【表7】 [Table 7]
【0071】このようにして得られた各実施例および比
較例のアンダーフィル樹脂層付遮蔽板を用い、つぎのよ
うにして充填効果確認用の半導体装置に似せたサンプル
品を製造した。これは、まず、厚み0.37mmの3種
類のサイズ(5×5mm、10×10mm、15×15
mm)のシリコンチップを準備した。ついで、図10
(a)および(b)に示すように、長さ50μmのスペ
ーサー20を介して、上記シリコンチップ22をガラス
板21(大きさ:22×22mm)上にフェースダウン
で接合搭載し、ヒーターにより封止温度である150℃
まで加熱した。この状態のまま、図11に示すように、
シリコンチップ22とアンダーフィル樹脂層形成面とが
対峙するよう、上記アンダーフィル樹脂層付遮蔽板23
を、ガラス板21に載置した。つぎに、遮蔽板23の上
部から200gの荷重をかけてその状態で静置し、溶融
したアンダーフィル樹脂をガラス板21とシリコンチッ
プ22との空隙に充填させた。10分後に、このサンプ
ルをヒーターから離して、アンダーフィル樹脂の空隙内
への浸透状態および形成された封止樹脂層のボイドの有
無をガラス板21面から目視により確認した。その結
果、完全に空隙内に充填されボイドの形成が確認されな
かったものを○、ボイドの形成が確認されたものを×と
して表示し、下記の表8〜表10に示した。Using the underfill resin layer-equipped shielding plates of the respective Examples and Comparative Examples thus obtained, a sample product resembling a semiconductor device for confirming the filling effect was manufactured as follows. First of all, there are three sizes of thickness 0.37 mm (5 × 5 mm, 10 × 10 mm, 15 × 15).
mm) silicon chips were prepared. Then, FIG.
As shown in (a) and (b), the silicon chip 22 is mounted face down on a glass plate 21 (size: 22 × 22 mm) through a spacer 20 having a length of 50 μm and sealed by a heater. 150 ℃ which is the stop temperature
Heated up. In this state, as shown in FIG.
The underfill resin layer-provided shield plate 23 so that the silicon chip 22 and the underfill resin layer-formed surface face each other.
Was placed on the glass plate 21. Next, a load of 200 g was applied from above the shielding plate 23, and the shielding plate 23 was allowed to stand in that state to fill the gap between the glass plate 21 and the silicon chip 22 with the molten underfill resin. After 10 minutes, the sample was separated from the heater, and the state of permeation of the underfill resin into the voids and the presence or absence of voids in the formed sealing resin layer were visually confirmed from the glass plate 21 surface. As a result, those which were completely filled in the voids and void formation was not confirmed were indicated by ◯, and those in which void formation was confirmed were indicated by x and shown in Tables 8 to 10 below.
【0072】[0072]
【表8】 [Table 8]
【0073】[0073]
【表9】 [Table 9]
【0074】[0074]
【表10】 [Table 10]
【0075】上記表8〜表10の結果から、全ての実施
例品は、半導体素子とガラス板との空隙内に良好に充填
が行われ、ボイド形成の跡も見られなかった。このこと
から、空隙への封止樹脂の充填およびアルミニウム板の
積重を一工程で行ったにもかかわらず、空隙の樹脂封止
作業が良好に行われたことがわかる。From the results of Tables 8 to 10 above, in all of the example products, the voids between the semiconductor element and the glass plate were well filled, and no trace of void formation was observed. From this, it can be seen that the resin sealing work for the voids was performed well even though the voids were filled with the sealing resin and the aluminum plates were stacked in one step.
【図1】(a)は本発明の封止用樹脂層付遮蔽板を示す
斜視図であり、(b)はその断面図である。FIG. 1A is a perspective view showing a shielding plate with a sealing resin layer according to the present invention, and FIG. 1B is a sectional view thereof.
【図2】本発明の半導体装置の製造工程を示す説明断面
図である。FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.
【図3】本発明の半導体装置の製造工程を示す説明断面
図である。FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.
【図4】本発明の半導体装置を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor device of the present invention.
【図5】本発明の半導体装置をマザーボードに搭載した
状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor device of the present invention is mounted on a motherboard.
【図6】従来の半導体装置の製造工程を示す説明断面図
である。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図7】従来の半導体装置の製造工程を示す説明断面図
である。FIG. 7 is an explanatory sectional view illustrating a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図8】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.
【図9】従来の半導体装置をマザーボードに搭載した状
態を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional semiconductor device is mounted on a motherboard.
【図10】(a)は実施例の充填効果確認用サンプル品
として用いられる構成部品を示す側面図であり、(b)
はその平面図である。FIG. 10A is a side view showing components used as a sample product for confirming the filling effect of the embodiment, and FIG.
Is a plan view thereof.
【図11】上記実施例の充填効果確認用サンプル品の製
造工程を示す説明断面図である。FIG. 11 is an explanatory cross-sectional view showing the manufacturing process of the filling effect confirmation sample product of the above embodiment.
1 ドーターボード 2 球状電極部 3 半導体素子 14 封止用樹脂層 15 封止用樹脂層付遮蔽板 16 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Daughter board 2 Spherical electrode part 3 Semiconductor element 14 Sealing resin layer 15 Shielding plate with sealing resin layer 16 Recess
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 63/00 NJS (72)発明者 桑村 誠 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 首藤 伸一朗 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location C08L 63/00 NJS (72) Inventor Makoto Kuwamura 1-2 Homzumi Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor Shinichiro Suto, 1-2, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Electric Works Co., Ltd.
Claims (5)
の電極部を当接して上記基板に半導体素子を搭載する工
程と、遮蔽板の片面に上記半導体素子に対応する対応部
分を残すように下記の封止用樹脂層(α)を部分的に形
成して封止用樹脂層付遮蔽板を形成する工程と、上記封
止用樹脂層付遮蔽板の上記対応部分に、半導体素子搭載
基板の半導体素子を対峙させた状態で上記封止用樹脂層
付遮蔽板と半導体素子搭載基板とを重ね合わせる工程
と、全体を加熱して、上記配線回路基板と半導体素子と
の空隙に、溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させて上
記基板と半導体素子との空隙を樹脂封止する工程とを備
えたことを特徴とする半導体装置の製法。 (α)下記の封止用樹脂組成物(A)により形成され、
かつ下記の特性(x)および(y)を備えた封止用樹脂
層。 (A)下記の(a)〜(c)成分を含有する封止用樹脂
組成物。 (a)結晶性エポキシ樹脂および常温で固体の2官能エ
ポキシ樹脂の少なくとも一方。 (b)ノボラック型フェノール樹脂。 (c)最大粒径が30μm以下に設定された溶融シリカ
粉末。 (x)ペレット密度が真密度に対して99%以上。 (y)断面積1mm×2mmの角柱状ペレットを150
℃で10分間加熱溶融し、50μmの空隙を有する2枚
の鏡面ガラス板間に侵入させた際の侵入距離が15mm
以上。1. A step of abutting an electrode portion of a semiconductor element on a wiring electrode of a printed circuit board to mount the semiconductor element on the substrate, and leaving a corresponding portion corresponding to the semiconductor element on one surface of a shield plate. The step of partially forming the encapsulating resin layer (α) below to form the encapsulating resin layer-equipped shielding plate, and the semiconductor element mounting substrate on the corresponding portion of the encapsulating resin layer-equipped shielding plate. The step of superimposing the shielding plate with the resin layer for sealing and the semiconductor element mounting substrate in a state where the semiconductor element is faced with each other, and heating the whole so that a molten state is generated in a gap between the printed circuit board and the semiconductor element. The method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of: filling with a sealing resin and curing the resin to seal a gap between the substrate and the semiconductor element. (Α) formed by the following sealing resin composition (A),
And the resin layer for sealing provided with the following characteristics (x) and (y). (A) A sealing resin composition containing the following components (a) to (c). (A) At least one of a crystalline epoxy resin and a bifunctional epoxy resin that is solid at room temperature. (B) A novolac type phenolic resin. (C) A fused silica powder having a maximum particle size of 30 μm or less. (X) The pellet density is 99% or more of the true density. (Y) 150 prismatic pellets having a cross-sectional area of 1 mm × 2 mm
The penetration distance is 15 mm when it is heated and melted at ℃ for 10 minutes and penetrated between two mirror surface glass plates with a gap of 50 μm
that's all.
成分の含有割合が封止用樹脂組成物全体の50重量%以
上80重量%未満の範囲に設定されている請求項1記載
の半導体装置の製法。2. The (c) in the encapsulating resin composition (A).
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the content ratio of the components is set in a range of 50% by weight or more and less than 80% by weight of the entire encapsulating resin composition.
の電極層を介して半導体素子が搭載され、上記半導体素
子上面に遮蔽板が積重され、上記配線回路基板と半導体
素子との空隙に封止樹脂層が形成されていることを特徴
とする半導体装置。3. A semiconductor element is mounted on a wiring electrode surface of a printed circuit board via its own electrode layer, and a shielding plate is stacked on the upper surface of the semiconductor element to form a gap between the printed circuit board and the semiconductor element. A semiconductor device, wherein a sealing resin layer is formed on the semiconductor device.
(α)が部分的に形成されてなる封止用樹脂層付遮蔽
板。 (α)下記の封止用樹脂組成物(A)により形成され、
かつ下記の特性(x)および(y)を備えた封止用樹脂
層。 (A)下記の(a)〜(c)成分を含有する封止用樹脂
組成物。 (a)結晶性エポキシ樹脂および常温で固体の2官能エ
ポキシ樹脂の少なくとも一方。 (b)ノボラック型フェノール樹脂。 (c)最大粒径が30μm以下に設定された溶融シリカ
粉末。 (x)ペレット密度が真密度に対して99%以上。 (y)断面積1mm×2mmの角柱状ペレットを150
℃で10分間加熱溶融し、50μmの空隙を有する2枚
の鏡面ガラス板間に侵入させた際の侵入距離が15mm
以上。4. A shield plate with a sealing resin layer, which is obtained by partially forming the following sealing resin layer (α) on one surface of the shield plate. (Α) formed by the following sealing resin composition (A),
And the resin layer for sealing provided with the following characteristics (x) and (y). (A) A sealing resin composition containing the following components (a) to (c). (A) At least one of a crystalline epoxy resin and a bifunctional epoxy resin that is solid at room temperature. (B) A novolac type phenolic resin. (C) A fused silica powder having a maximum particle size of 30 μm or less. (X) The pellet density is 99% or more of the true density. (Y) 150 prismatic pellets having a cross-sectional area of 1 mm × 2 mm
The penetration distance is 15 mm when it is heated and melted at ℃ for 10 minutes and penetrated between two mirror surface glass plates with a gap of 50 μm
that's all.
ィルム層が設けられている請求項4記載の封止用樹脂層
付遮蔽板。5. The shielding plate with a sealing resin layer according to claim 4, wherein an adhesive film layer is provided between the shielding plate and the sealing resin layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074245A JPH09266221A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074245A JPH09266221A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266221A true JPH09266221A (en) | 1997-10-07 |
Family
ID=13541593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8074245A Pending JPH09266221A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09266221A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6027812A (en) * | 1997-01-24 | 2000-02-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Encapsulant of crystalline epoxy resin and phenolic resin-crystalline epoxy resin reaction product |
| JP2014091744A (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | 3M Innovative Properties Co | Underfill composition, semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP8074245A patent/JPH09266221A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6027812A (en) * | 1997-01-24 | 2000-02-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Encapsulant of crystalline epoxy resin and phenolic resin-crystalline epoxy resin reaction product |
| JP2014091744A (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | 3M Innovative Properties Co | Underfill composition, semiconductor device and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100467897B1 (en) | A semiconductor device and a process for the production thereof | |
| US6627997B1 (en) | Semiconductor module and method of mounting | |
| KR100578697B1 (en) | Fabrication process of a semiconductor device | |
| US6940162B2 (en) | Semiconductor module and mounting method for same | |
| CN101405834B (en) | Novel reworkable underfills for ceramic MCM C4 protection | |
| JP4206631B2 (en) | Thermosetting liquid sealing resin composition, method for assembling semiconductor element, and semiconductor device | |
| WO2004059721A1 (en) | Electronic component unit | |
| JP3999840B2 (en) | Resin sheet for sealing | |
| JP3121020B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and sealing pellet used for the same | |
| JPWO1996027900A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and encapsulating pellets used therein | |
| JP2008189760A (en) | Underfill agent, semiconductor device using the same, and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3365725B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP3957244B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor devices | |
| JPH09266221A (en) | Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used therefor | |
| JP3779091B2 (en) | Resin composition for sealing | |
| JP3422446B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| JPH09260433A (en) | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device obtained thereby | |
| JPH11233560A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| JPH09260432A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| JPH08250528A (en) | Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and shielding plate with sealing resin layer used therefor | |
| JPH09266222A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| JPH10242211A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| JPH10150128A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP3844098B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2519278B2 (en) | Semiconductor device |