半导体装置的制造方法及半导体装置的制造方法_4

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况,将无机填充剂的量设为90质量%以下,就能够抑制因粘度上升而降 低底部填充渗入性的情况。
[0123] 〈附有基材的密封材料的制作方法〉
[0124] 本发明中所使用的附有基材的密封材料,能够以下述方式制作:在基材的其中一 个表面形成热固化性树脂层。热固化性树脂层能够以下述各种方法来形成:将未固化或半 固化的热固化性树脂以薄片状或薄膜状来叠层在基材的其中一个表面并使用真空叠层或 高温真空加压、热辊等来形成的方法;在减压或真空下以印刷或分配法等来涂布液状环氧 树脂或硅酮树脂等固化性树脂并加热的方法;以及对未固化或半固化的热固化性树脂进行 加压成型的方法等。
[0125] 本发明的半导体装置的制造方法,因为使用上述这样的附有基材的密封材料,就 能够抑制固化密封时的未固化或半固化的树脂层的收缩应力,所以即便在将大面积、薄型 的基板密封时,能够抑制翘曲。
[0126] 以下,参照图1来具体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,能够通过下述工序来制造半导体装置10,例如:通过上述附有基材的密封 材料1的热固化性树脂层3来包覆半导体元件安装基板4的元件安装面,并将热固化性树 脂层3加热、固化,而将半导体元件安装面总括地密封(密封工序,(A)~(C)),将半导体 元件安装基板4密封后所得到的密封后半导元件安装基板9切割来进行单片化(单片化 工序,(D)~(F))。本发明中,密封工序包括下述阶段:一体化阶段(A)~(B),是在真空度 IOkPa以下的减压条件下,使半导体元件安装基板4与附有基材的密封材料1 一体化;及, 加压阶段(C),是以0. 2MPa以上的压力来对一体化后的基板8加压。以下说明各工序,但是 本发明并不限定于这些工序。
[0127] [密封工序]
[0128] 图1的半导体元件安装基板4,是经由复数个凸块6来对基板7安装半导体元件5 而成。图1中,半导体元件安装基板4的元件安装面,是要被附有基材的密封材料1的热固 化性树脂层3所包覆并总括地密封(A)~(C)。这时所使用的附有基材的密封材料,可举例 如上述材料。
[0129] [一体化阶段]
[0130] 本发明的半导体装置的制造方法中,密封工序包括一体化阶段(A)~(B),所述一 体化阶段是在真空度IOkPa以下的减压下,使半导体元件安装基板4与附有基材的密封材 料1一体化。这个一体化阶段是用来对半导体元件5进行底部填充。
[0131] 如果像这样在真空度IOkPa以下的减压下,将半导体元件安装基板与附有基材的 密封材料一体化,就能够在不发生未填充情况的情况下通过附有基材的密封材料的热固化 性树脂层来对半导体元件进行良好的底部填充,而该一体化阶段中不会产生空隙。如果真 空度超过10kPa,就无法进行良好的底部填充而会发生未填充情况,也会容易产生空隙,而 会成为可靠性降低的原因。
[0132] 另外,上述一体化阶段,优选是在80°C~200°C的温度范围内进行,较优选是在 120 °C~180 °C的温度范围内进行。通过像这样在80 °C~200 °C的温度范围内进行一体化阶 段,就能够对半导体元件进行更良好的底部填充。如果温度是80°C以上,就能够使热固化性 树脂层充分熔融,而流动性会良好,所以能够进行更良好的底部填充。如果温度是200°C以 下,热固化性树脂层的固化速度就不会变的过快,而当对大面积的半导体元件进行底部填 充时树脂也不会失去流动性,所以能够在不发生未填充情况的情况下进行底部填充。
[0133] 用来进行上述一体化阶段的装置,能够使用真空叠层装置等,所述真空叠层装 置一直是用来将阻焊膜或各种绝缘膜等叠层。叠层的方式也能够使用:辊叠层或隔板 (diaphragm)式真空叠层、空气加压式叠层等中的任一种方式。
[0134] 另外,上述一体化阶段中,也可在进行后面的加压阶段前,暂时将环境从减压状态 开放到大气压中。通过从减压状态开放到大气压中,底部填充性就会更加良好。
[0135] [加压阶段]
[0136] 其次,说明加压阶段。本发明的半导体装置的制造方法中,密封工序包括加压阶段 (C) ,所述加压阶段是以0. 2MPa以上的压力来对上述一体化阶段中一体化后的基板(一体 化基板8)加压。通过这个加压阶段,就能够对上述一体化阶段中进行底部填充后的一体化 基板8进行包覆成型。
[0137] 像这样以0. 2MPa以上的压力来对一体化基板加压,就能够通过附有基材的密封 材料的热固化性树脂层来进行良好的包覆成型。如果压力低于〇. 2MPa,就会因热固化性树 脂层的挥发成分而产生空隙,而成为可靠性降低的原因。
[0138] 另外,上述加压阶段,优选是在80~200 °C的温度范围内进行,较优选是在 120°C~180°C的温度范围内进行。如果温度是80°C以上,就能够使热固化性树脂层充分熔 融,而流动性会良好,所以密封层不会发生未填充情况。并且,因为固化不会费时,所以能够 生产性良好地制造半导体装置。另外,如果温度是200°C以下,树脂的固化速度就不会变的 过快,而流动性会良好,所以密封层不会发生未填充情况。
[0139] 进行上述加压阶段的装置,能够使用先前周知的加压装置,能够使用例如压缩成 型装置。
[0140] 另外,上述加压阶段,也能够在减压环境中进行,通过在减压环境中进行,就能够 进一步防止产生空隙或未填充情况等不良情况。
[0141] 当在减压环境中进行上述加压阶段时,能够与上述一体化阶段使用同一装置来连 续或同时进行。
[0142] 用来在减压环境中进行上述加压阶段的装置,能够使用真空压缩成型装置、真空 叠层装置等,其中,优选是将真空叠层与空气加压式并用。
[0143] [单片化工序]
[0144] 本发明的半导体装置的制造方法,可在上述密封工序后进一步包括单片化工序 (D) ~(F),所述单片化工序是将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。
[0145] 密封后半导元件安装基板9,是通过附有基材的密封材料1的热固化性树脂层3来 对半导体元件5进行底部填充,并将热固化性树脂层3加热、固化来制作成密封层3',而将 半导体元件安装基板4总括地密封而得。单片化工序中,将上述密封后半导元件安装基板 9切割来进行单片化,就能够获得已单片化的半导体装置10。
[0146] 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的未固化或半固化的树脂层的收缩应力,所以即便在将大 面积、薄型的基板密封时也能够抑制翘曲,且能够制造一种耐热、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。
[0147] [实施例]
[0148] 以下,使用实施例及比较例来说明本发明,但是本发明并不受这些实施例及比较 例所限定。
[0149] (实施例1)
[0150] [基材的准备]
[0151] 准备厚度50 μ m、66mmX 232mm的BT (双马来酰亚胺-三嗪)树脂基板(玻璃转移 温度是185°C ),来作为基材。
[0152] [热固化性树脂层的树脂组合物的制作]
[0153] 使用高速混合装置,来将甲酚酚醛清漆型环氧树脂60质量份、苯酚酚醛清漆树脂 30质量份、平均粒径1. 2 μπι的球状氧化硅400质量份、催化剂的三苯膦(TPP)O. 2质量份、 硅烷偶合剂(ΚΒΜ 403,信越化学工业制)0. 5质量份、黑色颜料3质量份充分混合后,使用连 续揉合装置来加热揉合并制作成薄片后,冷却。将薄片粉碎来制作成颗粒状的粉末,而获得 环氧树脂组合物。
[0154] [附有基材的密封材料的制作]
[0155] 使上述环氧树脂组合物的颗粒粉末均匀分散在上述基材的单侧。将上下方的模具 温度设为80°C,在上方模具设置涂布氟树脂后的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(剥离薄 膜),并将模具内减压至真空级后,以使树脂厚度成为200 μπι的方式压缩成型3分钟,而形 成热固化性树脂层。像上述这样进行来制作附有基材的密封材料。
[0156] [半导体元件安装基板]
[0157] 以使间隙尺寸成为约30 μ m的方式,将64个厚度100 μ m、10 X IOmm的Si芯片安 装在厚度100 μ m、74X 240mm的BT基板,而准备基板。
[0158] [半导体装置的制造]
[0159] 使用真空叠层装置(Nikko-Materials公司制),在温度150°C、真空度50Pa的条 件下,使上述附有基材的密封材料与上述半导体元件安装基板一体化。使用压缩成型装置, 在175°C以5MPa的压力来对这个一体化后的基板加压3分钟,而进行固化密封。固化密封 后,在180°C后固化(post cure) 4小时,而获得半导体装置。
[0160] (实施例2)
[0161] 与实施例1同样地准备附有基材的密封材料、半导体元件安装基板。
[0162] [半导体装置的制造]
[0163] 使用真空叠层装置(Nikko-Materials公司制),在温度150°C、真空度IOOPa的条 件下,使上述附有基材的密封材料与上述半导体元件安装基板一体化。使用压缩成型装置, 在175°C以5MPa的压力来对这个一体化后的基板加压3分钟,而进行固化密封。固化密封 后,在180°C后固化4小时,而获得半导体装置。
[0164] (实施例3)
[0165] 与实施例1同样地准备附有基材的密封材料、半导体元件安装基板。
[0166] [半导体装置的制造]
[0167] 使用真空叠层装置(Nikko-Materials公司制),在温度150°C、真空度IOOPa的条 件下,使上述附有基材的密封材料与上述半导体元件安装基板一体化。使用压缩成型装置, 在175°C以3MPa的压力来对这个一体化后的基板加压3分钟,而进行固化密封。固化密封 后,在180°C后固化4小时,而获得半导体装置。
[0168] (实施例4)
[0169] 与实施例1同样地准备附有基材的密封材料、半导体元件安装基板。
[0170] [半导体装置的制造]
[0171] 使用真空叠层装置(Nikko-Materials公司制),在温度150°C、真空度50
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