JPH10335389A - 半導体装置およびそれに用いるシート状封止材料 - Google Patents
半導体装置およびそれに用いるシート状封止材料Info
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- JPH10335389A JPH10335389A JP10058618A JP5861898A JPH10335389A JP H10335389 A JPH10335389 A JP H10335389A JP 10058618 A JP10058618 A JP 10058618A JP 5861898 A JP5861898 A JP 5861898A JP H10335389 A JPH10335389 A JP H10335389A
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Abstract
生ずる応力の緩和効果に優れ高信頼性を有する半導体装
置を提供する。 【解決手段】配線回路基板1上に、複数の接続用電極部
2,3を介して半導体素子4が搭載され、上記配線回路
基板1と半導体素子4との間の空隙が封止樹脂層5によ
って封止された半導体装置である。そして、上記封止樹
脂層5が、下記の硬化物特性(X)を備えている。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。
Description
ースダウン構造でマザーボード、あるいはドーターボー
ド等の配線回路基板上に実装する方式による半導体装置
およびそれに用いるシート状封止材料に関するものであ
る。
要求として、半導体素子をフェースダウン構造で、配線
回路が形成されたマザーボード、あるいはドーターボー
ド等の配線回路基板に実装される方法(フリップチップ
方式、ダイレクトチップアタッチ方式等)が注目されて
いる。これは、従来から用いられている方式、例えば、
半導体素子から金ワイヤーでリードフレーム上にコンタ
クトをとりパッケージングされた形態でマザーボード、
あるいはドーターボード等の配線回路基板に実装する方
法では、配線による情報伝達の遅れ、クロストークによ
る情報伝達エラー等が生ずるという問題が発生している
ことに起因する。
ップ方式、ダイレクトチップアタッチ方式においては、
互いの線膨脹係数が異なる半導体素子と上記配線回路基
板をダイレクトに電気接続を行うことから、接続部分の
信頼性が問題となっている。この対策としては、半導体
素子と上記配線回路基板との空隙に液状樹脂材料を注入
し硬化させて樹脂硬化体を形成し、電気接続部に集中す
る応力を上記樹脂硬化体にも分散させることにより接続
信頼性を向上させる方法が採られている。しかしなが
ら、上記液状樹脂材料による半導体素子と配線回路基板
の間の空隙への充填は、液状樹脂材料の毛細管効果を利
用することによって行われるものであるため、液状樹脂
材料の粘度を低い値に設定する必要がある。したがっ
て、低粘度の材料を得るために、材料選定の幅が狭ま
り、低応力効果の高いゴム成分や、信頼性の高いフェノ
ール樹脂等の使用が困難な状況であった。その結果、応
力緩和効果の高い樹脂封止を行うことが難しく高信頼性
の高いものが得られ難かった。さらに、上記液状樹脂材
料は、超低温(−40℃)での保管が必要であることに
加えて、上記半導体素子と配線回路基板との空隙への注
入においては注射器で行う必要があり、注入ポジショ
ン、注入量コントロールが困難である等の問題を抱えて
いる。
もので、上記半導体素子と配線回路基板および接続用電
極に生ずる応力の緩和効果に優れ高信頼性を有する半導
体装置と、上記半導体素子と配線回路基板との空隙に容
易に封止樹脂層を形成することができるシート状封止材
料の提供をその目的とする。
め、本発明は、配線回路基板上に、複数の接続用電極部
を介して半導体素子が搭載され、上記配線回路基板と半
導体素子との間の空隙が封止樹脂層によって封止されて
なる半導体装置であって、上記封止樹脂層が、下記の硬
化物特性(X)を備えている半導体装置を第1の要旨と
する。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。
する際に用いられるシート状封止材料であって、このシ
ート状封止材料が、下記の硬化物特性(X)を備えてい
ることを第2の要旨とする。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。
部を介在して接続された、配線回路基板と半導体素子と
の間の空隙に封止樹脂層が形成された半導体装置におい
て、上記封止樹脂層自身の有する硬化物特性(X)とし
て上記特定範囲の引張弾性率を備えるようにすると、信
頼性が高まり、特に半導体素子と配線回路基板との電気
的接続が冷熱サイクル下において安定した半導体装置と
なる。
程において、上記特定の硬化物特性(X)を有する封止
樹脂層を形成する材料として、ビフェニル型エポキシ樹
脂とアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体とを含有
し、場合によりさらに特定のフェノール樹脂を用いたエ
ポキシ樹脂組成物を用いると、低吸湿性や高接着性にお
いてより優れた封止樹脂層が形成され、結果、吸湿後の
ベーパーフェーズソルダリング(VPS)等のストレス
試験に対してさらに安定した電気的接続の付与がなされ
ることを突き止めた。
て、上記硬化物特性(X)を有するシート状封止材料、
特に、上記エポキシ樹脂組成物からなるシート状封止材
料が好適に用いられる。
しく説明する。
に、配線回路基板1の片面に、複数の接続用電極部2お
よび接続用電極部3を介して半導体素子4が搭載された
フェイスダウン構造をとる。そして、上記配線回路基板
1と半導体素子4との間に封止樹脂層5が形成されてい
る。
の電極のみでもよいが、電極とジョイントボール,ジョ
イントバンプ等の電極に配備される導電体を含む概念で
ある。したがって、一般的に配線回路基板の接続用電極
部と半導体素子の接続用電極部とは、両者とも電極のみ
で連絡されていてもよいが、通常、少なくとも一方が電
極とジョイントボール(あるいはジョイントバンプ)か
らなる電極部であるようにして両者の電極部が連絡され
る。
基板1と半導体素子4とを電気的に接続する上記複数の
接続用電極部2,3は、予め配線回路基板1面にジョイ
ントボール等が配設されていてもよいし、半導体素子4
面にジョイントボール等が配設されていてもよい。さら
には、予め配線回路基板1面および半導体素子4面の双
方にそれぞれジョイントボール等が配設されていてもよ
く、また、両者の電極部は電極のみであってもよい。
ては、特に限定するものではないが、例えば、金、銀、
銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、錫、鉛、インジ
ウム、半田およびこれらの合金が使用できる。また、上
記接続用電極部の形状としては特に限定されるものでは
ないが、配線回路基板1、半導体素子4の双方の電極部
2,3間の封止樹脂を押し出す効果の高いものが望まし
く、電極部表面に凹部の少ないものが好ましい。
は、特に限定するものではないが、大別してセラミック
基板、プラスチック基板があり、上記プラスチック基板
としては、例えば、エポキシガラス基板、ビスマレイミ
ドトリアジン基板、ポリフェニレンエーテル基板等があ
げられる。
板1と半導体素子4との空隙に形成される上記封止樹脂
層5について説明する。
料としては、特定の物性を有するシート状封止材料が用
いられ、例えば、その成形材料にはエポキシ樹脂組成物
が用いられる。
シ樹脂(A成分)と、アクリロニトリル−ブタジエン系
共重合体(B成分)を用いて得られるものである。
記の一般式(1)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂
であって、このビフェニル型エポキシ樹脂は、グリシジ
ル基を有するフェニル環に、下記のR1 〜R4 で表され
る炭素数1〜4のアルキル基が付加されたものである。
そのため、このビフェニル型エポキシ樹脂を含有するエ
ポキシ樹脂組成物によって得られるシート状封止材料
は、半導体素子の封止用途において、撥水性および低吸
湿性を発揮することができる。
る炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブ
チル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の直
鎖状または分岐状の低級アルキル基があげられ、特にメ
チル基が好ましく、上記R1 〜R4 は互いに同一であっ
ても異なっていてもよい。なかでも、上記R1 〜R4 が
全てメチル基である下記の式(3)で表されるビフェニ
ル型エポキシ樹脂を用いることが特に好適である。
エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が177〜240
g/eqで、軟化点が80〜130℃のものを用いるこ
とが好ましく、なかでも、エポキシ当量が177〜22
0g/eqで、軟化点が80〜120℃のものを用いる
こと特に好ましい。
るエポキシ樹脂組成物の全有機成分中における上記ビフ
ェニル型エポキシ樹脂(A成分)の配合割合は、特に1
0〜96重量%(以下「%」と略す)の範囲が好まし
く、なかでも20〜94%の範囲が好適である。すなわ
ち、上記ビフェニル型エポキシ樹脂(A成分)の配合割
合が10%未満であれば、半導体素子の封止用途におい
て、撥水性および低吸湿性が発揮され難く、逆に、96
%を超えると得られるシート状封止材料自身が脆くな
り、取り扱いが容易でなくなるからである。
いては、上記ビフェニル型エポキシ樹脂(A成分)に、
これ以外の他のエポキシ樹脂、例えば、クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等のエポキシ
樹脂を、単独でもしくは2種以上併せて用いることもで
きる。なお、このように他のエポキシ樹脂を併用する場
合には、上記ビフェニル型エポキシ樹脂(A成分)の配
合量を、エポキシ樹脂成分全体の20%以上となるよう
に設定することが好ましく、なかでも、50%以上とな
るように設定することがより好ましい。
によりエポキシ樹脂の硬化剤を配合することができる。
このような硬化剤としては、特に限定するものではなく
通常用いられている各種硬化剤、例えば、フェノール樹
脂、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物、ア
ミン化合物等があげられ、信頼性の点から、特にフェノ
ール樹脂が好適に用いられる。なかでも、接着性等の点
から、ノボラック型フェノール樹脂を用いることがより
好ましい。そして、より一層良好な接着力、吸湿性等の
点から、特に下記の一般式(2)で表されるフェノール
樹脂を用いることが好適である。
または正の整数を示すが、特にmは0〜10の整数であ
ることが好ましく、なかでもmは0〜8の整数であるこ
とがより好適である。
脂は、例えば、アラルキルエーテルとフェノールとを、
フリーデルクラフツ触媒で反応させることにより得られ
る。
基当量が147〜250g/eq、軟化点が60〜12
0℃のものが好ましく、なかでも、水酸基当量が147
〜220g/eq、軟化点が60〜110℃のものが好
適である。
ル型エポキシ樹脂(A成分)に対する配合割合は、ビフ
ェニル型エポキシ樹脂(A成分)中のエポキシ基1当量
当たり、上記フェノール樹脂(C成分)中の水酸基が
0.7〜1.3当量となるように配合することが好適で
あり、なかでも0.9〜1.1当量となるように配合す
ることがより好適である。
るエポキシ樹脂組成物には、上記エポキシ樹脂の硬化剤
の他に、さらに硬化促進剤を配合することもできる。こ
のような硬化促進剤としては、従来からエポキシ樹脂の
硬化促進剤として知られている種々の硬化促進剤が使用
可能であり、例えば、アミン系、リン系、ホウ素系、リ
ン−ホウ素系等の硬化促進剤があげられる。なかでも、
トリフェニルホスフィン、ジアザビシクロウンデセン等
が好適である。これらは単独でもしくは2種以上併せて
用いられる。
とともに用いられるアクリロニトリル−ブタジエン系共
重合体(B成分)としては、アクリロニトリル共重合体
(NBR)の含有量が100%である場合のみならず、
このNBRに他の共重合成分が含まれている場合をも含
む広い意味での共重合体をいう。他の共重合成分として
は、例えば、水添アクリロニトリル−ブタジエンゴム、
アクリル酸、アクリル酸エステル、スチレン、メタクリ
ル酸等があげられ、なかでも、金属、プラスチックとの
接着力に優れる等の点で、アクリル酸、メタクリル酸が
好適である。すなわち、アクリロニトリル−ブタジエン
−メタクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエ
ン−アクリル酸共重合体が好適に用いられる。また、上
記NBRにおけるアクリロニトリルの結合量は、特に、
10〜50%が好ましく、なかでも、15〜40%のも
のが特に好適である。
るエポキシ樹脂組成物の全有機成分中における上記アク
リロニトリル−ブタジエン系共重合体(B成分)の配合
割合は、特に2〜60%の範囲が好ましく、なかでも3
〜50%の範囲が好適である。すなわち、上記アクリロ
ニトリル−ブタジエン系共重合体(B成分)の配合割合
が2%未満であれば、半導体素子の封止用途において、
冷熱サイクル下、高温高湿下の各ストレス試験におい
て、優れた耐久性を発揮することが困難であり、逆に、
60%を超えると高温下での固着力が低下する傾向がみ
られるからである。
るエポキシ樹脂組成物には、上記A成分、硬化剤、B成
分とともに、必要に応じて他の材料(有機材料、無機材
料)を適宜配合することもできる。上記有機材料として
は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、表
面調整剤、酸化防止剤等があげられ、無機材料として
は、アルミナ、シリカ、窒化珪素等の各種無機質充填
剤、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、半田等の金属粒
子、その他、顔料、染料等があげられる。上記無機材料
の配合割合は、特に限定されるものではないが、全配合
物(エポキシ樹脂組成物全体)中の85%以下に設定す
ることが好ましく、より好ましくは80%以下である。
すなわち、上記配合割合を超えて多量に配合すると、半
導体素子の電極と配線回路基板の電極との電気的接合が
良好に行われなくなり不都合が生じ易くなるからであ
る。
ぎのようにして製造することができる。まず、上記ビフ
ェニル型エポキシ樹脂(A成分)、アクリロニトリル−
ブタジエン系共重合体(B成分)の各成分を所定量配合
し、これに必要に応じて各種成分、例えば、硬化剤、硬
化促進剤、各種充填剤等を所定量配合したエポキシ樹脂
組成物を調製する。そして、このエポキシ樹脂組成物
を、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の溶
剤に混合溶解し、この混合溶液を離型処理したポリエス
テルフィルム等の基材フィルム上に塗布する。つぎに、
この塗布した基材フィルムを50〜160℃で乾燥さ
せ、トルエン等の溶剤を除去することにより、上記基材
フィルム上に目的とするシート状封止材料を製造するこ
とができる。また、他の方法として、トルエン等の溶剤
を用いることなく加熱溶融押し出しすることによって
も、目的とするシート状封止材料を製造することができ
る。このような封止材料は、通常、ゴム成分等のチクソ
トロピー付与剤を封止材料中に混合しておき、加熱硬化
時の熱時流動性を抑制しておくよう工夫されるのが一般
的である。
としては、つぎのような特性、すなわち、ゲルタイムが
175℃で10〜120秒である特性を有することが好
ましい。なお、上記ゲルタイムは175℃の熱板上にて
測定した値である。
封止材料を硬化してなる硬化物は、例えば、つぎのよう
にして製造することができる。すなわち、上記方法によ
り得られたシート状封止材料を100〜225℃、好ま
しくは120〜200℃で、3〜300分間、好ましく
は5〜180分間加熱硬化することにより、目的とする
硬化物を製造することができる。なお、上記硬化条件
は、後述の半導体装置の製法における封止樹脂層の形成
時の加熱硬化条件と同様である。
硬化物特性(X)を備えていなければならない。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。
が500〜12000MPa、特に好ましくは1000
〜10000MPaである。このような範囲に設定する
ことにより、冷熱サイクル下において、半導体素子、配
線回路基板、接続用電極部にかかる応力をバランスよく
緩和することができる。すなわち、25℃における引張
弾性率が300MPa未満では、接続用電極部にクラッ
クが発生し易くなり、25℃における引張弾性率が15
000MPaを超えると、半導体素子にクラックが発生
し易くなるからである。
JIS K 6900に準じて測定される値であって、
具体的には、万能引張試験機(オートグラフ、島津製作
所社製)によって測定される。
に、配線回路基板上に、複数の接続用電極部を介して半
導体素子が搭載され、上記配線回路基板と半導体素子と
の間の空隙が封止樹脂層によって封止されたフェイスダ
ウン構造を有するものであって、このような半導体装置
の製法の一例を以下に説明するが、これに限定するもの
ではない。
続用電極部2が設けられた配線回路基板1上に、上記接
続用電極部2を介して固形のシート状封止材料10を載
置する。ついで、図3に示すように、上記シート状封止
材料10上の所定位置に、接続用電極部3が設けられた
半導体素子4を配置し、加熱および加圧することによっ
て、上記両接続用電極部2,3間の電気接続およびシー
ト状封止材料10の硬化を行い、配線回路基板1と半導
体素子4の電気的接続および固着を完了する。
は、上記搭載される半導体素子4の大きさ(面積)によ
り適宜に設定され、通常、半導体素子4の大きさ(面
積)とほぼ同じに設定することが好ましい。
は、特に限定されるものではないが、半導体素子4と配
線回路基板1との空隙を充填し、かつ、接続用電極部
2,3間の電気的接続を妨げないように適宜に設定する
ことができ、通常、5〜200μm、好ましくは10〜
120μmに設定される。
て、上記シート状封止材料10を加熱溶融して溶融状態
とする際の加熱温度としては、半導体素子4および配線
回路基板1の耐熱性および接続用電極部2,3の融点、
さらに、シート状封止材料10の軟化点、耐熱性等を考
慮して適宜に設定されるものである。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。
記半導体素子4と上記配線回路基板1との間の空隙内に
充填する際には、上記のように加圧することが好まし
く、その加圧条件としては、接続用電極部2,3の材質
および個数等や、温度によって適宜に設定されるが、具
体的には0.01〜0.5kgf/個の範囲に設定さ
れ、好ましくは0.02〜0.3kgf/個の範囲に設
定される。
体装置において、半導体素子4の大きさは、通常、幅2
〜20mm×長さ2〜30mm×厚み0.1〜2mmに
設定される。また、半導体素子4を搭載する配線回路が
形成された配線回路基板1の大きさは、通常、幅10〜
70mm×長さ10〜70mm×厚み0.05〜3.0
mmに設定される。そして、溶融した封止用樹脂が充填
される、半導体素子4と配線回路基板1の空隙の両者間
の距離は、通常、5〜200μmである。
とにより形成された封止樹脂層5は、先に述べたよう
に、下記の硬化物特性(X)を備えていなければならな
い。より好ましくは25℃における引張弾性率が500
〜12000MPa、特に好ましくは1000〜100
00MPaである。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。
止樹脂層5としては、吸水率が1.5%以下であること
が好ましい。より好ましくは吸水率が1.2%以下であ
る。また、上記封止樹脂層5に含まれるイオン性不純分
(例えば、Na+ ,K+ ,NH3 + ,Cl- ,S
O4 2-)が各50ppm以下であることが好ましい。上
記吸水率の測定は、その硬化物を85℃×85%RHで
168時間放置した後、微量水分測定器(平沼水分測定
装置AQ−5、平沼産業社製)にて行った。また、上記
イオン性不純分の測定は、硬化物を粉砕し、121℃の
純水にて24時間抽出し、イオンクロマトグラフィーに
よって測定した。
止材料を介して、半導体素子と配線回路基板の両電極部
を当接させ、上記シートを加熱して、好ましくは加熱と
ともに加圧して硬化させることは前述のとおりである。
極部を偏平化しつつ、または偏平化した後、封止用樹脂
を硬化させる。
を構成する材料としては、熱時流動可能な材料、例え
ば、半田により形成される。そして、封止用樹脂である
シート状封止材料硬化後は、好ましくは接続用電極部を
構成する半田を溶融させるために、上記半導体素子と配
線回路基板の接着体は215℃程度に加温され、本発明
の半導体装置とするのが一般的である。上記シート状封
止材料硬化後に、接続用電極部を構成する半田等の材料
をこのように溶融させる工程は、先に述べた製法におい
て述べていないが、本願においては通常行われるもので
ある。
止では、たいていの場合、つぎに示すことが言える。
た場合には、フラックスが無くても、前記の半導体素子
電極部と配線回路基板電極部(ランド部)の両者の溶融
・結合が好適に行われるのが一般的である。
素子と配線回路基板の接合体が得られた段階では、接続
用電極部である半田の周りは、たいていの場合、硬化樹
脂で覆われて酸素と遮断された状態となっていること、
および電極部の圧力による前記の偏平化時に半田表面に
クラックが生じて半田の地肌表面(酸化されていない
面)が露出しているためではないかと考えられる。ま
た、極微量の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一
方を含有するシート状封止材料、例えば、エポキシ樹脂
組成物よりなるシートを用いた場合には、これら塩素成
分および有機酸成分の少なくとも一方が半田製の接続用
電極部表面に形成する酸化膜除去に効果があり、この酸
化膜が除去されるためではないかと考えられる。つい
で、このような環境下で、215℃程度に加温すること
により、上述の半導体素子電極部および配線回路基板電
極部の両電極部が溶融する。
明する。
分を準備した。
れるビフェニル型エポキシ樹脂
ク型エポキシ樹脂(エポキシ当量:195g/eq、融
点:80℃)
体b1〕アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸
共重合体〔ムーニー粘度:50、結合アクリロニトリル
含量:30%、結合カルボキシル基量:0.05eph
r(ゴム100g当たりのモル数)〕
体b2〕アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共
重合体(ムーニー粘度:80、結合アクリロニトリル含
量:20%、結合カルボキシル基量:0.02eph
r)
ェノール樹脂(水酸基当量:175g/eq、軟化点7
5℃)
(水酸基当量:105g/eq、軟化点60℃)
3μm、最大粒径:30μm)
示す各成分を、同表に示す割合で配合しエポキシ樹脂組
成物を調製した。このエポキシ樹脂組成物をトルエンに
混合溶解し、この混合溶液を離型処理したポリエステル
フィルム上に塗布した。つぎに、上記混合溶液を塗布し
たポリエステルフィルムを120℃で乾燥させ、トルエ
ンを除去することにより、上記ポリエステルフィルム上
に目的とする厚み100μmのシート状封止材料を作製
した。
較例のシート状封止材料を用い、前述の半導体装置の製
法に従って半導体装置を製造した。すなわち、図2に示
すように、接続用電極部2(材質:半田、融点:183
℃、形状:直径150μm×高さ30μmの円柱形)が
設けられた配線回路基板1(厚み1mmのガラスエポキ
シ基板)上に、上記シート状封止材料10を載置した
後、図3に示すように、上記シート状封止材料10上の
所定の位置に、接続用電極部3(材質:半田、融点:2
99℃、形状:直径120μm×高さ90μmの球形)
が設けられた半導体素子4(厚み:350μm、大き
さ:13mm×9mm)を載置した。その後、加熱温度
150℃×荷重0.1kgf×電極個数×1分の条件で
シート状封止材料を加熱溶融して、配線回路基板1と半
導体素子4との空隙内に溶融状態の樹脂を充填して仮固
着するとともに、双方の接続用電極部2,3を電気接続
した。その後、上記樹脂を熱硬化(条件:150℃×6
0分)および接続用電極部2を溶融(条件:250℃×
30秒)させることにより、図1に示すように、上記空
隙が封止樹脂層5で樹脂封止された半導体装置を各例8
個ずつ作製した。
試験を行い、さらに、その半導体装置を各例4個ずつ用
いて、サーマルショックテスト〔TST試験(条件:−
55℃×5分⇔125℃×5分)500サイクルを行っ
た(各例4個ずつ)後に、通電試験および半導体素子の
クラックの有無検査を行い、その結果を下記の表4〜表
6に示した。
4個のサンプルについて、30℃×60%RHの環境下
で168時間吸湿させた後、VPS(vapor phase sold
ering)(215℃×90秒)を行った後、通電試験を行
った。その結果を下記の表4〜表6に併せて示した。
たシート状封止材料のみを150℃×60分の条件で加
熱し、シート状硬化物を得た。この各シート状硬化物の
25℃における引張弾性率を、万能引張試験機(オート
グラフ、島津製作所社製)を用いて測定した。これらの
結果を下記の表4〜表6に併せて示した。
は、初期の通電チェックおよび、TST試験後の通電試
験、TST試験後の半導体チップクラック状態、吸湿V
PS後の通電試験の各試験の全てにおいて不良が全く発
生しなかったことが確認された。これに対して、比較例
品は、上記いずれかの試験において、不良が発生してい
ることが確認された。このことから、実施例品は比較例
品に対して、初期通電や、TST試験および吸湿VPS
等のストレス試験に対して安定した通電を確保している
ことが明らかである。
電極部を介在して接続された、配線回路基板と半導体素
子との間の空隙に封止樹脂層が形成された半導体装置に
おいて、前記特定範囲の引張弾性率を有する硬化物特性
(X)を備えた封止樹脂層が形成されている。このた
め、上記配線回路基板と半導体素子および上記接続用電
極部に生じる応力が緩和され接続信頼性の高いものが得
られ、特に半導体素子と配線回路基板との電気的接続が
冷熱サイクル下において安定化する。
する封止樹脂層を形成する材料として、ビフェニル型エ
ポキシ樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体
とを含有し、場合によりさらに特定のフェノール樹脂を
用いたエポキシ樹脂組成物を用いると、低吸湿性や高接
着性においてより優れた封止樹脂層が形成され、結果、
吸湿後のベーパーフェーズソルダリング(VPS)等の
ストレス試験に対してさらに安定した電気的接続の付与
がなされる。
化物特性(X)を有するシート状封止材料、特に、上記
エポキシ樹脂組成物からなるシート状封止材料を用いる
ことが、上記空言部分の樹脂封止を容易にして、半導体
装置の製造効率が著しく向上するため、好適に用いられ
る。
る。
る。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 配線回路基板上に、複数の接続用電極部
を介して半導体素子が搭載され、上記配線回路基板と半
導体素子との間の空隙が封止樹脂層によって封止されて
なる半導体装置であって、上記封止樹脂層が、下記の硬
化物特性(X)を備えていることを特徴とする半導体装
置。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。 - 【請求項2】 上記封止樹脂層が、下記の(A)および
(B)成分を含有するエポキシ樹脂組成物によって形成
されたものである請求項1記載の半導体装置。 (A)下記の一般式(1)で表されるビフェニル型エポ
キシ樹脂。 【化1】 (B)アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体。 - 【請求項3】 上記(B)成分であるアクリロニトリル
−ブタジエン系共重合体が、アクリロニトリル−ブタジ
エン−メタクリル酸共重合体である請求項2記載の半導
体装置。 - 【請求項4】 上記(B)成分であるアクリロニトリル
−ブタジエン系共重合体が、アクリロニトリル−ブタジ
エン−アクリル酸共重合体である請求項2記載の半導体
装置。 - 【請求項5】 上記エポキシ樹脂組成物が(A)成分お
よび(B)成分とともに、下記の(C)成分を含有する
エポキシ樹脂組成物である請求項2〜4のいずれか一項
に記載の半導体装置。 (C)下記の一般式(2)で表されるフェノール樹脂。 【化2】 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の半
導体装置の封止樹脂層を形成する際に用いられるシート
状封止材料であって、上記シート状封止材料が、下記の
硬化物特性(X)を備えていることを特徴とするシート
状封止材料。 (X)25℃における引張弾性率が300〜15000
MPaである。 - 【請求項7】 上記シート状封止材料が、下記の(A)
および(B)成分を含有するエポキシ樹脂組成物を用い
てシート状に形成されたものである請求項6記載のシー
ト状封止材料。 (A)下記の一般式(1)で表されるビフェニル型エポ
キシ樹脂。 【化3】 (B)アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体。 - 【請求項8】 上記(B)成分であるアクリロニトリル
−ブタジエン系共重合体が、アクリロニトリル−ブタジ
エン−メタクリル酸共重合体である請求項7記載のシー
ト状封止材料。 - 【請求項9】 上記(B)成分であるアクリロニトリル
−ブタジエン系共重合体が、アクリロニトリル−ブタジ
エン−アクリル酸共重合体である請求項7記載のシート
状封止材料。 - 【請求項10】 上記エポキシ樹脂組成物が(A)成分
および(B)成分とともに、下記の(C)成分を含有す
るエポキシ樹脂組成物である請求項7〜9のいずれか一
項に記載のシート状封止材料。 (C)下記の一般式(2)で表されるフェノール樹脂。 【化4】
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