半导体装置的制造方法及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用附有基材的密封材料的半导体装置的制造方法，另外，本发 明是涉及一种半导体装置，其是通过该半导体装置的制造方法来制得。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电子机器的小型化、轻量化、高性能化，半导体装置的高集成化、薄型 化正在进展，而半导体装置正在朝向球栅阵列（BGA)所代表的区域构装型半导体装置转 移。在制造这些半导体装置时，从生产性方面来看，有对大面积、薄型基板进行总括地成型 的倾向，但是成型后的基板的翘曲问题正在变明显。
[0003] 半导体的构装方法的主流，也渐渐从插针型变成表面构装，然后变成裸芯片（bare chip)构装。裸芯片构装中的一种有倒装（flip chip)构装。倒装是在半导体元件上形成有 称为凸块的电极端子。倒装虽然也能够直接构装在主机板，但是大部分的情况，被固定地封 装在印刷配线基板（载板（interposer)等），并经由设置在封装体的外部连接用端子（也 称为外部焊料球（outer ball)或外部凸块（outer bump))来构装在主机板。要与载板接 合的半导体元件上的凸块是称为内部凸块，会与载板上的称为衬垫的许多微小的接合面电 性连接。内部凸块与衬垫间的接合部，因为较微小所以在力学方面的性质较弱，而以树脂来 密封强化所述接合部。为了将倒装接合后的半导体装置密封，先前主流的方法是下述方法： 在预先将内部凸块与衬垫熔融接合后，在半导体装置与载板间的间隙中注入液状的强化材 料来进行底部填充（也称为毛细管流动）后，以液状环氧树脂或环氧模塑化合物等在加热 下进行加压成型，而对半导体元件进行包覆成型（overmolding)。
[0004] 然而，已提出上述方法会有下述问题：在密封树脂强化材料中会产生空隙 (void)、或密封强化很麻烦这样的问题；或因为底部填充树脂与半导体元件密封树脂部不 同，所以在树脂界面会产生压力，而成为可靠性降低的原因等。
[0005] 现在正在开发转移成型底部填充和压缩成型底部填充，来作为用来解决上述这样 的问题的方法，这些方法是用来将包覆成型和底部填充总括地进行（专利文献1及专利文 献2)。
[0006] 然而，上述这样的方法，为了确保底部填充渗入性及包覆成型的可靠性，树脂组合 物中的无机填充剂量会受到限制，而树脂组成的自由度低。所以，当将大面积、薄型的基板 密封时，很难使低翘曲、与将包覆成型和底部填充总括地进行双方同时存在，而有制造半导 体装置时不能充分提高生产性的问题。
[0007] 并且，当倒装构装型半导体装置的半导体元件的尺寸大且间距尺寸小时，上述转 移成型底部填充和压缩成型底部填充等方法，有不能充分进行底部填充的疑虑。
[0008] [现有技术文献]
[0009] (专利文献）
[0010] 专利文献1 :日本特开2012-74613号公报；
[0011] 专利文献2 :日本特开2011-132268号公报。
【发明内容】
[0012] 本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供一种半导体装置的制造 方法，其即便在将大面积、薄型的基板密封时也能够抑制翘曲，而能够获得一种耐热、耐湿 可靠性等密封性能优良的半导体装置，所述半导体装置的倒装构装后的半导体元件已充分 进行底部填充，且所述半导体装置的密封层没有空隙或未填充情况。
[0013] 为了解决上述问题，本发明提供一种半导体装置的制造方法，其特征在于，其包括 密封工序，所述密封工序是使用附有基材的密封材料来将半导体元件安装基板的元件安装 面总括地密封，所述附有基材的密封材料具有基材和热固化性树脂层，所述热固化性树脂 层是形成在该基材的其中一个表面，所述半导体元件安装基板是通过倒装构装来安装半导 体元件而成，并且，
[0014] 前述密封工序包括下述阶段：
[0015] -体化阶段，该一体化阶段是在真空度IOkPa以下的减压条件下，将前述半导体 元件安装基板与前述附有基材的密封材料一体化；及，
[0016] 加压阶段，该加压阶段是以0. 2MPa以上的压力来对前述一体化后的基板加压。
[0017] 如果是这样的半导体装置的制造方法，即便在将大面积、薄型的基板密封时也能 够抑制翘曲，而能够获得一种耐热、耐湿可靠性等密封性能也优良的半导体装置，所述半导 体装置的倒装构装后的半导体元件已充分进行底部填充，且所述半导体装置的密封层没有 空隙或未填充情况。
[0018] 另外，这时优选是：前述一体化阶段是在80~200°C的温度范围内进行。
[0019] 如果是这样的一体化阶段，就能够使用上述附有基材的密封材料的热固化性树脂 层，来对倒装构装后的半导体元件进行良好的底部填充。
[0020] 另外，这时优选是：前述加压阶段是在80~200°C的温度范围内进行。
[0021] 如果是这样的加压阶段，就能够使用上述附有基材的密封材料的热固化性树脂 层，来将通过倒装构装来安装半导体元件而成的半导体元件安装基板良好的密封，而能够 获得一种耐热、耐湿可靠性等密封性能也更优良的半导体装置，所述半导体装置的密封层 没有空隙或未填充情况。
[0022] 另外，本发明的半导体装置的制造方法，可在前述密封工序后，进一步包括单片化 工序，所述单片化工序是将前述半导体元件安装基板密封后所得到的密封后半导元件安装 基板切割来进行单片化。
[0023] 如果是这样的半导体装置的制造方法，就能够获得一种半导体装置，其将上述密 封后半导体元件安装基板切割来进行单片化。
[0024] 并且，本发明提供一种半导体装置，其是通过上述半导体装置的制造方法来制得。
[0025] 如果是通过本发明的半导体装置的制造方法来制得的半导体装置，即便在将大面 积、薄型的基板密封时也能够抑制翘曲，而能够获得一种耐热、耐湿可靠性等密封性能也优 良的半导体装置，所述半导体装置的倒装构装后的半导体元件已充分进行底部填充，且所 述半导体装置的密封层没有空隙或未填充情况。
[0026] 像上述这样，如果是本发明的半导体装置的制造方法，就能够通过附有基材的密 封材料的基材来抑制固化密封时热固化性树脂层的收缩应力，所以即便在将大面积、薄型 的基板密封时也能够抑制翘曲，并且，本发明的半导体装置的制造方法通过包含上述一体 化阶段及加压阶段，就能够制造一种耐热、耐湿可靠性等密封性能也优良的半导体装置，所 述半导体装置的倒装构装后的半导体元件已充分进行底部填充，且所述半导体装置的密封 层没有空隙或未填充情况。
【附图说明】
[0027] 图1是显示本发明的半导体装置的制造方法的一个实例的流程图。
[0028] 图2是显示本发明的半导体装置的一个实例的概略剖面图。
[0029] 图3是显示在耐回焊性测定中所使用的红外线回焊装置的温度分布的图表。
【具体实施方式】
[0030] 像上述这样，先前一直寻求开发一种耐热、耐湿可靠性等密封性能也优良的半导 体装置，所述半导体装置即便在将大面积、薄型的基板密封时也能够抑制翘曲，所述半导体 装置的倒装构装后的半导体元件已充分进行底部填充，且所述半导体装置的密封层没有空 隙或未填充情况。
[0031] 本发明人针对上述问题而反复致力进行研究后，结果发现设为一种半导体装置的 制造方法，就能够获得可靠性高的半导体装置，而完成本发明，所述半导体装置的制造方 法，即便在将大面积、薄型的基板密封时也能够抑制翘曲，能够使用附有基材的密封材料并 通过其基材来抑制密封时的收缩应力而抑制翘曲，并且，所述半导体装置的制造方法包括 下述阶段：一体化阶段，是在真空度IOkPa以下的减压条件下，将前述半导体元件安装基板 与前述附有基材的密封材料一体化；及，加压阶段，是以〇. 2MPa以上的压力来对前述一体 化后的基板加压，所述半导体装置的倒装构装后的半导体元件已充分进行底部填充，且所 述半导体装置没有空隙。
[0032] 以下，详细说明本发明，但是本发明并不受这些所限定。
[0033] [半导体装置]
[0034] 首先，说明通过本发明的半导体装置的制造方法来制造的半导体装置。图2是显 示本发明的半导体装置的一个实例的概略剖面图。图2中，半导体装置10是由下述所构成： 基材2 ;密封层3'，是通过将热固化性树脂层加热、固化来形成；半导体元件5 ;凸块6 ;及， 基板7。半导体元件5是经由复数个凸块6来安装在基板7上。用来将此半导体元件5密 封的密封层3'，是形成在基材2与基板7之间。
[0035] 本发明的半导体装置，是通过以下详细说明的本发明的半导体装置的制造方法来 制造。如果是这样的半导体装置，即便在将大面积、薄型的基板密封时也能够抑制翘曲，而 会成为耐热、耐湿可靠性等密封性能也优良的半导体装置，所述半导体装置的倒装构装后 的半导体元件已充分进行底部填充，且所述半导体装置的密封层没有空隙或未填充情况。
[0036] [半导体装置的制造方法]
[0037] 其次，说明本发明的半导体装置的制造方法。本发明的半导体装置的制造方法包 括密封工序，所述密封工序是使用附有基材的密封材料来将半导体元件安装基板的元件安 装面总括地密封，所述附有基材的密封材料具有基材和热固化性树脂层，所述热固化性树 脂层是形成在该基材的其中一个表面，所述半导体元件安装基板是通过倒装构装来安装半 导体元件而成，并且，
[0038] 前述密封工序包括下述阶段：
[0039] -体化阶段，是在真空度IOkPa以下的减压条件下，将前述半导体元件安装基板 与前述附有基材的密封材料一体化；及，
[0040] 加压阶段，是以〇· 2MPa以上的压力来对前述一体化后的基板加压。
[0041] [附有基材的密封材料]
[0042] 以下说明本发明的半导体装置的制造方法中所使用的附有基材的密封材料。像图 1所示这样，本发明的半导体装置的制造方法中所使用的附有基材的密封材料1，是由基材 2及热固化性树脂层3所构成，所述热固化性树脂层3是形成在基材2的其中一个表面。
[0043] 〈基材〉
[0044] 本发明中，能够作为用来构成附有基材的密封材料1的基材2使用的基材，没有 特别限定，能够根据成为要密封的对象的半导体元件搭载基板等来使用：无机基板、金属基 板、或有机树脂基板。另外，尤其是当使用有机树脂基板时，也能够使用含纤维的有机树脂 基板。<