专利名称：流动特性测定用金属模具、流动特性测定方法、半导体封装用树脂组合物及半导体装置的 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及流动特性測定用金属模具、流动特性測定方法、半导体封装用树脂组合物及半导体装置的制造方法，尤其涉及适用于评价用半导体封装用树脂组合物进行半导体元件的封装成形时的狭缝(狭路)填充性的流动特性測定用金属模具、流动特性測定方法、根据该流动特性測定方法而选择的半导体封装用树脂组合物以及使用该半导体封装用树脂组合物的半导体装置的制造方法。
背景技术：
作为1C、LSI等半导体元件的封装方法，树脂组合物的转移成形法具有成本低、适合大量生产的特点，自被采用起已有长久历史，即使在可靠性方面，通过环氧树脂、作为固 化剂的酚醛树脂的改良，不断在寻求特性的提高。但是，在近年的电子机器的小型化、轻量化、高性能化的市场动向中，半导体在逐年高集成化，而且，半导体装置的表面安装化得到促进，在这种情况下，对半导体封装用树脂组合物的狭缝填充性的要求越来越严格。因此，能与狭缝填充性一致的流动特性评价方法变得极为重要。以往，较多地使用流动特性的測定作为半导体封装用树脂组合物的流动特性评价方法，流动特性的测定是使用ANSI/ASTM D 3123-72中规定的螺旋流动测定用金属模具，将作为被测物的树脂组合物注入到螺旋状流路中，測定树脂组合物的流动长度(例如，可參见专利文献I)。然而，由于ANSI/ASTM D 3123-72中规定的螺旋流测定用金属模具的螺旋状流路的截面形状为半径Rl. 6mm (R0.63英寸)的半圆状的大截面，因此，对于至今为止的半导体装置，通过该评价方法就能充分获得与半导体封装用树脂组合物对半导体装置的填充性间的一致性，然而，对于随着近来的轻薄化产生的半导体装置，则不能充分得到螺旋流动测定结果与实际的半导体装置中的狭缝填充性间的一致性。此外，ANSI/ASTM D 3123-72中规定的螺旋流动测定用金属模具中所规定的螺旋状流路的流路长度约为102英寸(约260cm),不可能用来评价超过该流路长度的高流动性树脂组合物的流动特性。根据上述情况，以往，狭缝填充性评价用实际的半导体元件进行。例如，只有在MAP基板上表面安装上倒装芯片(flip chip),向该处实际浇注半导体封装用树脂组合物，用超声波图像測定装置等评价狭缝填充性的方法。这是ー种IC芯片非常贵、表面安装操作等非常耗费工作量的评价，效率差。此外，例如，如适合用于多级层积的半导体元件的封装成形的半导体封装用树脂组合物那样，在使用螺旋流动测定用金属模具的流动特性评价中，无法定量评价流动长度超过102英寸(260cm)的高流动性树脂组合物的流动特性。专利文献专利文献I :日本特开2008-291155号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种对用半导体封装用树脂组合物进行半导体元件的封装成形时的狭缝填充性进行评价的、不使用昂贵的IC芯片的、低成本的、简便的评价方法。此外，提供ー种能对极高流动性的树脂组合物的流动特性进行定量评价的方法。本发明提供一种流动特性測定用金属模具，该金属模具是一种用于通过将作为被测物的树脂组合物注入到 设置在金属模具上的流路中来測定前述树脂组合物的流动特性的流动特性測定用金属模具，其特征在于，前述流路的截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离在O. 02mm以上、O. 4mm以下。根据本发明的ー实施方式，在上述流动特性測定用金属模具中，上述流路为螺旋状流路。根据本发明的ー实施方式，在上述流动特性測定用金属模具中，上述流路的截面形状为长方形、梯形、半圆柱形。根据本发明的ー实施方式，在上述流动特性測定用金属模具中，上述流路的截面形状的最大宽度(W)和最大高度(h)存在w彡h的关系。根据本发明的ー实施方式，在上述流动特性測定用金属模具中，上述流路的截面形状的上述最大高度在O. 05mm以上、O. 8mm以下。根据本发明的ー实施方式，在上述流动特性測定用金属模具中，上述流路的截面形状的上述最大宽度在O. 5mm以上、IOmm以下。本发明提供一种流动特性測定方法，其包括通过将作为被测物的树脂组合物注入到上述流动特性測定用金属模具的流路中，使树脂组合物向ー个方向流动的エ序和计算从上述树脂组合物的上述流动的起点到终点的流动距离，将其作为流动长度的エ序。根据本发明的ー实施方式，在上述流动特性測定方法中，将流动距离作为流动长度求出的上述エ序使用低压转移成形机，在金属模具温度140 190°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间60 180秒的条件下实施。本发明提供一种半导体封装用树脂组合物的检查方法，是ー种用上述流动特性测定方法评价树脂组合物的流动特性的树脂组合物的检查方法，其中，上述树脂组合物为半导体封装用树脂组合物，作为上述半导体封装用树脂组合物的产品检查，包括測定上述半导体封装用树脂组合物的流动长度，将其值与预先规定的产品规格进行比较，判断合格与否的エ序。本发明提供一种半导体封装用树脂组合物，是ー种含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂类固化剂、(C)无机充填材料及(D)固化促进剂的半导体封装用树脂组合物，其特征在干，使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据上述流动特性測定方法，将上述半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5_、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的上述流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在50cm以上。根据本发明ー实施方式，将使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压力6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据上述流动特性測定方法，将上述半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5_、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的上述流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度作为L1，将使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，将上述半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为半径Rl. 6mm的半圆形的螺旋状流路的ANSI/ASTMD 3123-72中所规定的螺旋流动测定用金属模具的流路中测得的流动长度作为L2，此时，上述半导体封装用树脂组合物满足下述式子O. 25L2 ≤ L1根据本发明的ー实施方式，上述半导体封装用树脂组合物在使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据上述流动特性測定方法，将上述半导体封 装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的上述流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在60cm以上。根据本发明的ー实施方式，上述半导体封装用树脂组合物在使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据上述流动特性測定方法，将上述半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的上述流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在80cm以上。本发明提供一种半导体装置的制造方法，该方法是ー种对层积或并列搭载在具有晶片焊盘部的引线框或电路基板上的I个以上半导体元件，用上述半导体封装用树脂组合物进行封装成形的半导体装置的制造方法，其中，上述半导体装置具有最小高度在0.01mm以上、O. Imm以下的狭缝。根据本发明，能稳定地得到狭缝填充性优异的半导体封装用树脂组合物及极高流动性的半导体封装用树脂组合物，因此，可良好地用于对具有狭缝的半导体装置及具有多级层积的半导体元件的半导体装置等有用的半导体封装用树脂组合物的选定、品质管理
坐寸ο根据本发明，可通过廉价且简便的评价对用半导体封装用树脂组合物进行半导体元件的封装成形时的狭缝填充性进行评价，并可定量评价极高流动性的树脂组合物的流动特性。还可通过用本方法管理半导体封装用树脂组合物的品质来稳定地得到狭缝填充性优异的半导体封装用树脂组合物及无充填不良等的半导体装置。
图I是显示本发明的流动特性測定用金属模具的一个例子的下模腔的图。图2是显示本发明的半导体装置的ー个例子的截面结构的图。
具体实施例方式本发明的流动特性測定用金属模具是一种用于通过将作为被测物的树脂组合物注入到设置在金属模具上的流路中来測定树脂组合物的流动特性的流动特性測定用金属模具，其特征在于，流路截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离在O. 02mm以上、O. 4mm以下。此外，本发明的流动特性測定方法的特征在于，将作为被测物的树脂组合物注入到上述流动特性測定用金属模具的流路中，使其向ー个方向流动，计算从树脂组合物流动的起点到終点的流动距离，作为流动长度。由此，可通过廉价且简便的评价对用半导体封装用树脂组合物进行半导体元件的封装成形时的狭缝填充性进行评价，并可定量评价极高流动性的树脂组合物的流动特性。此外，本发明的半导体封装用树脂组合物是ー种含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂类固化剂、(O无机充填材料及(D)固化促进剂的半导体封装用树脂组合物，其特征在干，使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据上述流动特性測定方法，将上述半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5_、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的上述流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在50cm以上。由此，能稳定地得到狭缝填充性优异的半导体封装用树脂组合物或极高流动性的半导体封装用树脂组合物。此外，本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，对层积或并列搭载在具有晶片焊盘部的引线框或电路基板上的I个以上半导体元件，用上述半导体封装用树脂组合物进行封装成形。由此，即使是具有O. Olmm以上、O. Imm以下的狭缝的半导体装置，也能稳定地得到无充填不良等的半导体装置。下面对本发明进行详细说明。首先就本发明的流动特性測定用金属模具及流动特性測定方法进行说明。本发明 的流动特性測定用金属模具是一种用于通过将作为被测物的树脂组合物来注入到设置在金属模具上的流路中来測定树脂组合物的流动特性的流动特性測定用金属模具，可以使用流路截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离在O. 02mm以上、O. 4mm以下的金属模具。由此，可通过廉价且简便的评价对用半导体封装用树脂组合物进行半导体元件的封装成形时的狭缝填充性进行评价。此外，可定量评价极高流动性的树脂组合物的流动特性。在本发明的流动特性測定用金属模具中，流路截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离优选在O. 02mm以上、O. 4mm以下，尤其是在考虑到与MAP成形中的狭缝填充性的一致性的情况下，更优选在O. 04mm以上、O. 3mm以下。所述MAP成形是指对MAP基板上表面安装有倒装芯片的半导体元件等，用半导体封装用树脂组合物进行封装成形。由于在ANSI/ASTM D 3123-72中所规定的以往的螺旋流动测定用金属模具中，流路的截面形状为Rl. 6mm (R0. 63英寸)的半圆形，从截面重心到轮廓线的最小距离大，约为O. 7mm,因此，与在具有狭缝的实际的半导体装置中接受的热量相比，从金属模具表面接受的热量少，树脂的固化相对慢，结果导致无法与实际的半导体装置中的填充性取得一致性。而在本发明的流动特性測定用金属模具中，通过将流路截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离设定在上述范围内，可提高与具有狭缝的实际的半导体装置中的填充性之间的ー致性。对本发明的流动特性測定用金属模具中的流路无特殊限制，但从不妨碍树脂的流动、能使金属模具变得小巧的观点考虑，优选螺旋状的流路。对本发明的流动特性測定用金属模具中的流路的截面形状无特殊限制，可以是长方形、梯形、半圆柱形、半圆形、三角形及圆形中的任何ー种，但从与具有狭缝的实际的半导体装置中的填充性之间的一致性的观点考虑，优选与实际的半导体装置中的流路形状接近的长方形、梯形或半圆柱形。换言之，优选最大宽度(W)和最大高度(h)存在w > h关系。只要是这种形状，即使在最大高度小的情况下，也能相对增加作为被测物的树脂组合物的流量，因此，从减少测定偏差的观点考虑，仍是可取的。另外，流路的截面形状为长方形吋，为了能容易地从金属模具中取出树脂固化物，可以在侧面形成拔模锥度，或使边缘部圆滑。对于本发明的流动特性測定用金属模具中的流路截面形状的最大高度，根据具有狭缝的实际半导体装置的形状进行适当选择，由此可以提高与实际半导体装置中的填充性间的一致性，但最大高度优选在O. 05mm以上、O. 8mm以下。尤其是在考虑到与MAP成形中的狭缝填充性的一致性的情况下，优选在O. 08mm以上、O. 6mm以下。所述MAP成形是指对MAP基板上表面安装有倒装芯片的半导体元件等，用半导体封装用树脂组合物进行封装成形。对于本发明的流动特性測定用金属模具中的流路截面形状的最大宽度，根据具有狭缝的实际半导体装置的形状进行适当选择，由此可以提高与实际半导体装置中的填充性间的一致性，但最大宽度优选在O. 5mm以上、10_以下。尤其是在考虑到与MAP成形中的狭缝填充性的一致性的情况下，优选在O. 8mm以上、8mm以下。所述MAP成形是指对MAP基板上表面安装有倒装芯片的半导体元件等，用半导体封装用树脂组合物进行封装成形。、
对于本发明的流动特性測定用金属模具中的流路的长度，可根据作为被测物的树脂组合物的流动特性进行适当选择，无特殊限制，但优选在70cm以上、160cm以下，更优选在80cm以上、150cm以下。尤其是在考虑到与MAP成形中的狭缝填充性的情况下，优选在90cm以上、140cm以下。所述MAP成形是指对MAP基板上表面安装有倒装芯片的半导体元件等，用半导体封装用树脂组合物进行封装成形。此外，只要本发明的流动特性測定用金属模具中的流路的长度在80cm以上，即使在使用以往的螺旋流路测定用金属模具的流动特性评价中，也能定量评价流动长度超过102英寸(260cm)的高流动性树脂组合物的流动特性。图I是显示本发明的流动特性測定用金属模具的一个例子的下模腔的图。图I所示的流动特性測定用金属模具具有如图I中的“箭视图”所示的截面形状为长方形的流路。如该图中所示，流路的截面形状为宽5mm、高O. 2mm的长方形，从截面重心到轮廓线的最小距离为O. 1mm。此外,流路长113cm,为螺旋状。本发明的流动特性测定方法为，将作为被测物的树脂组合物注入到本发明的流动特性測定用金属模具的流路中，使其向ー个方向流动，计算从树脂组合物流动的起点到终点的流动距离，将其作为流动长度。由此，可通过廉价且简便的评价对用半导体封装用树脂组合物进行半导体元件的封装成形时的狭缝填充性进行评价。对将作为被测物的树脂组合物注入到流动特性測定用金属模具的流路中的方法及其注入条件无特殊限制，例如，可以使用低压转移成形机，在金属模具温度140 190°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间60 180秒的条件下进行。在本发明中，根据上述使用本发明的流动特性測定用金属模具的本发明的流动特性測定方法，可作为半导体封装用树脂组合物的产品检查，測定其流动长度，将该值与预先规定的产品规格进行比较，判断合格与否。这样，通过将半导体封装用树脂组合物的流动特性管理到规定的范围内，能稳定地得到狭缝填充性优异的半导体封装用树脂组合物或者极高流动性的半导体封装用树脂组合物。接着，对本发明的半导体封装用树脂组合物进行说明。本发明的半导体封装用树脂组合物是ー种含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂类固化剂、(C)无机充填材料及(D)固化促进剂的半导体封装用树脂组合物，使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压力6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据本发明的流动特性測定方法，将半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的本发明的流动特性測定用金属模具的流路中进行測定，这时的从流动起点到終点的流动距离亦即流动长度优选在50cm以上，更优选在60cm以上，尤其优选在80cm以上。由此，可以得到适用于具有狭缝的半导体装置或者具有多级层积的半导体元件的半导体装置的半导体封装用树脂组合物。此外，在考虑到用半导体封装 用树脂组合物将在MAP基板上表面安装有倒装芯片的半导体元件等进行封装成形的MAP成形中的狭缝填充性的情况下，将使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据本发明的流动特性測定方法，将半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的本发明的流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度作为L1，此外，将使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，将半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为Rl. 6mm的半圆形的螺旋状流路的、ANSI/ASTM D3123-72中所规定的螺旋流路测定用金属模具的流路中测得的流动长度作为L2，此时，优选满足下式。O. 25L2 彡 L1与在金属模穴中设置I个封装量的半导体元件进行树脂封装的方法相比，在金属模具模穴中设置多个封装量的半导体元件统ー进行树脂封装的MAP成形中，有必要使封装树脂在高O. 2mm左右的狭缝中长距离流动。通过使用流动长度L1和L2的关系在上述范围内的树脂组合物，可使封装树脂在高O. 2mm左右的狭缝中长距离流动。在设想用来在金属模穴中设置I个封装量的半导体元件进行树脂封装的以往的封装树脂中，从生产率的角度考虑，重视固化性，L1的值低于O. 25L2，因此，即使是在作为以往的流动特性測定方法的螺旋状流路金属模具中的流动长度超过200cm的封装树脂，在本发明的流动特性測定用金属模具中的流动长度也会低于50cm，在MAP成形中会出现流动性不足、填充不良等问题。尤其是在对MAP基板上表面安装有倒装芯片的半导体元件用半导体封装用树脂组合物进行封装成形的情况下，倒装芯片与基板之间的间隙会在O. 01 O. Imm左右，对此，优选使用在本发明的流动特性測定用金属模具中的流动长度在60cm以上的封装树脂。在本发明中，通过适当选择环氧树脂(A)、酚醛树脂类固化剂(B)、无机充填材料(C)及固化促进剂(D)的种类、添加比例，调整树脂组合物的熔融粘度和固化性，可使通过上述方法測定出的半导体封装用树脂组合物的流动长度在上述下限值以上。此外，由于树脂组合物的流动长度会因混入粒径大的粒子而受到影响，因此，通过控制无机充填材料(C)的粒径分布可以调整流动长度。下面就半导体封装用树脂组合物的各成分进行详细说明。本发明的半导体封装用树脂组合物含有环氧树脂(A)。本发明的半导体封装用树脂组合物中所使用的环氧树脂(A)为I个分子内具有2个以上环氧基的所有単体、低聚物、聚合物，对其分子量、分子结构无特殊限制，例如可以是联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、ニ苯こ烯型环氧树脂等结晶性环氧树脂；苯酚酚醛清漆型环氧树月旨、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂；三酚基甲烷型环氧树脂、烷基改性三酚基甲烷型环氧树脂等多官能环氧树脂；具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂、具有亚苯基骨架的萘酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的萘酚芳烷基型环氧树脂等芳烷基型环氧树脂；ニ羟基萘型环氧树脂、对羟基萘及/或ニ羟基萘的ニ聚体进行缩水甘油醚化所得的环氧树脂等萘酚型环氧树脂；异氰尿酸三缩水甘油酷、异氰尿酸单烯丙基ニ缩水甘油酯等含三嗪核环氧树脂；ニ环戊ニ烯改性苯酚型环氧树脂等桥环烃化合物改性苯酚型环氧树脂；双酚S型环氧树脂等含硫原子型环氧树脂等，这些环氧树脂可単独使用ー种，也可两种以上并用。考虑到在具有狭缝的半导体装置中的填充性，树脂组合物的低粘度化就显得重要，优选联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂。作为本发明的半导体封装用树脂组合物中所用的环氧树脂(A)整体的添加比例，无特殊限制，但优选在整个半导体封装用树脂组合物中在I质量％以上、30质量％以下，更优选在2质量％以上、25质量％以下。若(A)环氧树脂整体的添加比例超过上述下限值，则引起流动特性降低等的可能性小。本发明的半导体封装用树脂组合物含有酚醛树脂类固化剂(B)。本发明的半导体封装用树脂组合物中所用的酚醛树脂类固化剂(B)是I个分子内含有2个以上酚羟基的所有単体、低聚物、聚合物，对其分子量、分子结构无特殊限制，例如可以是苯酚酚醛清漆树月旨、甲酚酚醛清漆树脂、萘酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型树脂；三酚基甲烷型树脂、烷基改 性三酚基甲烷型树脂等多官能型酚醛树脂；ニ环戊ニ烯改性酚醛树脂、萜烯改性酚醛树脂等改性酚醛树脂；具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树月旨、具有亚苯基骨架的萘酚芳烷基树脂、具有亚联苯基骨架的萘酚芳烷基树脂等芳烷基型树脂；双酚A、双酚F等双酚化合物；双酚S等含硫原子型酚醛树脂等，这些酚醛树脂类固化剂可单独使用ー种，也可两种以上并用。考虑到在具有狭缝的半导体装置中的填充性，树脂组合物的低粘度化就显得重要，优选苯酚酚醛树脂、甲酚酚醛树脂、萘酚酚醛树脂、具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂。对本发明的半导体封装用树脂组合物中所用的酚醛树脂类固化剂(B)的添加比例无特殊限制，但优选在整个半导体封装用树脂组合物中在O. 5质量％以上、30质量％以下，更优选在I质量％以上、20质量％以下。若酚醛树脂类固化剂(B)的添加比例在上述下限值以上，则引起流动特性降低等的可能性小。作为本发明的半导体封装用树脂组合物中所用的环氧树脂(A)和酚醛树脂类固化齐U(B)的添加比例，优选整个环氧树脂的环氧基数(EP)与整个酚醛树脂类固化剂的酚羟基数(OH)之比(ΕΡ/0Η)在O. 8以上、I. 4以下。若在该范围内，则能够抑制树脂组合物的固化性下降或者树脂固化物的玻璃化转变温度降低、耐湿可靠性降低等。本发明的半导体封装用树脂组合物含有无机充填材料(C)。作为本发明的半导体封装用树脂组合物所使用的无机充填材料(C)，可以使用通常用于半导体封装用树脂组合物的无机充填材料。例如可以是熔融硅石、结晶硅石、滑石、氧化铝、氮化硅等，最适合使用的无机充填材料为球状的熔融硅石。这些无机充填材料(C)可単独使用ー种，也可两种以上并用。对无机充填材料(C)的最大粒径无特殊限制，但考虑到在具有狭缝的半导体装置中的填充性，不要混入粒径超过狭缝高度的大粒子就显得重要，优选粒径45 μ m以上的比例占整个无机充填材料的I质量％以下，更优选32 μ m以上的比例占整个无机充填材料的I质量％以下，尤其优选24 μ m以上的比例占整个无机充填材料的I质量％以下。对本发明的半导体封装用树脂组合物中所用的无机充填材料(C)的含有比例无特殊限制，但优选占整个半导体封装用树脂组合物中的50质量％以上、92质量％以下，更优选在60质量以上、90质量％以下。若无机充填材料(C)的含有比例在上述下限值以上，则能抑制耐焊接性降低等。若无机充填材料(C)的含有比例在上述上限值以下，则能抑制流动特性的降低等。考虑到在具有狭缝的半导体装置中的填充性，树脂组合物的低粘度化显得重要，无机充填材料的含有比例优选在50质量％以上、88质量％以下。此外，考虑到在MAP成形中的半导体封装用树脂组合物的填充性，无机充填材料的含有比例优选在60质量％以上、88质量％以下。本发明的半导体封装用树脂组合物含有固化促进剂(D)。作为本发明的半导体封装用树脂组合物中所使用的固化促进剂，只要是促进环氧树脂(A)的环氧基与酚醛树脂类固化剂(B)的羟基的反应的物质即可，可以使用通常使用的固化促进剂。作为具体例子，可以是有机膦、四取代鱗化合物、磷酸酯甜菜碱、膦化合物与醌化合物的加成物、鱗化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子化合物；1，8 一二氮杂双环[5. 4. O] i^一碳ー 7 —烯、ニ甲、基苄胺、2 —甲基咪唑等含氮原子化合物。考虑到在具有狭缝的半导体装置中的填充性，树脂组合物的低粘度化显得重要，优选四取代鱗化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鱗化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子化合物。此外，考虑到在MAP成形中的半导体封装用树脂组合物的填充性，不便凝胶化过快显得重要，优选四取代鱗化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鱗化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子化合物。本发明的半导体封装用树脂组合物还可使用硅烷偶联剂。作为可在本发明的半导体封装用树脂组合物中使用的硅烷偶联剂，无特殊限制，可以是含有巯基的硅烷偶联剂、含有仲氨基的硅烷偶联剂、含有伯氨基的硅烷偶联剂、含有环氧基的硅烷偶联剂、含有烷基的娃烧偶联剂、含有服基的娃烧偶联剂、含有丙稀酸基的娃烧偶联剂等。考虑到在具有狭缝的半导体装置中的填充性及在MAP成形中的半导体封装用树脂组合物的填充性，优选含有仲氣基的娃烧偶联剂。作为含有巯基的硅烷偶联剂(E)，例如可以是Y —巯丙基三甲氧基硅烷、3 —巯丙基甲基ニ甲氧基硅烷，此外，还可以是与双〔3 —(三こ氧基硅)丙基〕四硫化物、双〔3 —(三こ氧基硅)丙基〕ニ硫化物之类的通过热分解而具有巯基的硅烷偶联剂显示同样功能的硅烧偶联剂等。作为含有仲氨基的娃烧偶联剂(F),例如可以是N —( β —氨こ基)一 Y —氨丙基ニ甲氧基娃烧、N—(β —氨こ基)一 Y —氨丙基甲基ニ甲氧基娃烧、N —苯基ー Y —氛丙基ニこ氧基娃烧、N—苯基一 Y —氛丙基ニ甲氧基娃烧、N—( β 一氛こ基)一 Y —氨丙基三こ氧基硅烷、N — (6 ー氨己基)一 3 一氨丙基三甲氧基硅烷、N —(3 —(三甲氧基娃)丙基)—1,3 —苯ニ 甲硫醇(benzenedimethanane)等。作为含有伯氨基的硅烷偶联剂，例如可以是Y —氨丙基三こ氧基硅烷、Y —氨丙
基ニ甲氧基娃烧等。作为含有环氧基的硅烷耦合剂，例如可以是Y —缩水甘油醚氧丙基三こ氧基硅烷、Y —缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y —缩水甘油醚氧丙基甲基ニ甲氧基硅烷、β - (3,4 ー环氧基环己基)こ基三こ氧基硅烷等。作为含有烧基的娃烧偶联剂，可以是甲基ニ甲氧基娃烧、こ基ニ甲氧基娃烧等。作为含有脲基的硅烷偶联剂，例如可以是Y —服基丙基三こ氧基硅烷、六甲基ニ硅氮烷。
作为含有丙烯酸基的硅烷偶联剂，可以是3 —甲基丙烯酰氧基丙基甲基ニ甲氧基硅烷、3 —甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3 —甲基丙烯酰氧基丙基甲基ニこ氧基硅烷、3 —甲基丙烯酰氧基丙基三こ氧基硅烷、3 —丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。此外，这些硅烷偶联剂中可添加预先水解反应过的物质。这些硅烷偶联剂可单独使用ー种，也可两种以上并用。可在本发明的半导体封装用树脂组合物中使用的硅烷偶联剂的添加比例的下限值优选占整个树脂组合物的O. 05质量％以上，更优选在O. I质量％以上。只要添加比例在上述下限值以上，即可获得増加与各种金属类部件的密着力、提高耐焊接性的效果。此外，作为硅烷偶联剂的添加比例的上限值，优选占整个树脂组合物的I质量％以下，更优选在O. 7质量％以下。只要添加比例在上述上限值以下，即可在没有树脂组合物的固化物的吸水性増大的情况下获得在半导体装置中的良好的耐焊接性。本发明的半导体封装用树脂组合物除了环氧树脂(A)、酚醛树脂类固化剂(B)、无机充填材料(C)、固化促进剂(D)、硅烷偶联剂以外，还可根据需要适当添加下述各种添 加剂卡那巴蜡等天然蜡、聚こ烯蜡等合成蜡、硬脂酸、硬脂酸锌等高级脂肪酸和其金属盐类及石蜡等脱模剂；炭黑、印度红、氧化钛、酞菁、茈黑等着色剂；水滑石类，选自镁、铝、铋、钛、锆的元素的含水氧化物等离子捕捉剂；硅油、橡胶等低应カ添加剂；噻唑林、ニ唑、三唑、三嗪、嘧啶等密着性赋予剂；溴化环氧树脂、三氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钥酸锌、磷腈等阻燃剂等。此外，本发明的半导体封装用树脂组合物可以使用根据需要适当调整了分散度、流动特性等的以下物质将前述各成分用例如混合器等常温混合后的混合物，以及将其进一歩用辊压机、捏合机、挤出机等混炼机熔融混炼、冷却后粉碎的混合物等。接着对本发明的半导体装置的制造方法进行说明。本发明的半导体装置是ー种具有对层积或并列搭载在具有晶片焊盘部的引线框或电路基板上的I个以上半导体元件进行封装的封装材料的半导体装置。要用本发明的半导体封装用树脂组合物封装半导体元件来制造半导体装置，只要通过转移成形、压缩成形、注射成形等以往的成形方法进行固化成形即可。此外，也可在对多个半导体元件统一成形后，经单片化工序得到半导体装置。根据使用本发明的流动特性測定用金属模具的本发明的流动特性測定方法，作为半导体封装用树脂组合物的产品检查，将流动特性管理在规定范围内，可得到流动长度在50cm以上的本发明半导体封装用树脂组合物，用这种本发明的半导体封装用树脂组合物对半导体元件进行封装成形得到的半导体装置即使是具有狭缝的半导体装置，也可以在没有充填不良等情况下稳定地获得。对作为使用本发明的半导体封装用树脂组合物进行封装的半导体元件，无特殊限制，例如可以是集成电路、大規模集成电路、晶体管、晶闸管、ニ极管、固体成像元件等。作为通过本发明的半导体装置的制造方法得到的半导体装置的方式，无特殊限制，例如可以是双列直插封装(DIP)、塑料有引线芯片载体(PLCC)、四方扁平封装(QFP)、小外形封装(S0P)、小外形J型引脚封装(S0J)、薄型小外形封装(TS0P)、薄型四方扁平封装(TQFP)、带载封装(TCP)、球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)等。此外，作为在用半导体封装用树脂组合物进行封装成形后经单片化工序而得到的半导体装置的方式，可以是MAP型的球栅阵列(BGA)、MAP型的芯片级封装(CSP)、MAP型的四方扁平无引脚(QFN)等。
通过上述转移成形等成形方法封装的半导体装置直接或在80°C到200°C左右的温度下用10分钟到10小时左右的时间完全固化后搭载到电子器械上。图2是通过本发明的半导体装置的制造方法所得到的半导体装置的ー个例子，是显示在对并列搭载在电路基板上的多个半导体元件进行统一封装成形后进行单片化的半导体装置(MAP型的BGA)中的统一封装成形后(单片化前)的概略的截面图。半导体元件I通过固晶材料固化体2并列地多个固定在电路基板6上。半导体元件I的电极板5和电路基板6的电极板7通过焊线3电接合在一起。在搭载 有电路基板6的半导体元件I的面和相反侧的面上形成有焊球8，该焊球8与电路基板6的电极板7在电路基板6的内部电接合。封装材料4例如由半导体封装用树脂组合物的固化物形成，仅电路基板6的搭载有多个半导体元件I的单面侧用该封装材料4统一封装成形。沿切割线9切割，进行单片化。图2显示了在单片化后的半导体装置中，在电路基板6上搭载了 I个半导体元件1，但也可并列或层积地搭载2个以上。实施例以下显示本发明的实验例，但本发明并不局限于这些实验例。另外，将实验例中使用的流动特性评价用金属模具及半导体封装用树脂组合物显示如下。(流动特性评价用金属模具)本发明的图I所示的流动特性评价用金属模具(以下也称“扁平流路金属模具”)流路的截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离为O. Imm (流路的截面形状为宽5mm、高O. 2mm的长方形)、流路为螺旋状的流动特性评价用金属模具。ANSI/ASTM D3123-72中规定的螺旋流路测定用金属模具(以下也称“螺旋流路金属模具”):流路的截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离约为O. 7mm (流路的截面形状为Rl. 6mm (R1. 63英寸)的半圆形)、流路为螺旋状的流动特性评价用金属模具。(半导体封装用树脂组合物)按表I所记载的添加比例添加以下所示的各成分，用混合器混合后，用热辊在95°C混炼8分钟，再冷却后进行粉碎，得到半导体封装用树脂组合物。(环氧树脂)环氧树脂I :下述式(I)所示的、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂(日本化药公司产品，商品名NC3000P，软化点58°C，环氧当量273)
Ochchch2 I OCHnCHCH0 1(C>j----CH2叫イ〇3----H CD
L环氧树脂2 :以下述式(2)所示的化合物为主要成分的联苯型环氧树脂(JapanEpoxy Resins公司产品，商品名YX_4000,环氧当量190,熔点105 °C )
权利要求
1.流动特性測定用金属模具，用于将作为被测物的树脂组合物注入到设置在金属模具上的流路中、測定所述树脂组合物的流动特性，其中，所述流路的截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离在O. 02mm以上、O. 4mm以下。
2.根据权利要求I所述的流动特性測定用金属模具，其特征在于，所述流路为螺旋状流路。
3.根据权利要求I所述的流动特性測定用金属模具，其特征在于，所述流路的截面形状为长方形、梯形或者半圆柱形。
4.根据权利要求I所述的流动特性測定用金属模具，其特征在于，所述流路的截面形状的最大宽度(W)与最大高度(h)存在w > h的关系。
5.根据权利要求4所述的流动特性測定用金属模具，其特征在于，所述流路的截面形状的所述最大高度在O. 05mm以上、O. 8mm以下。
6.根据权利要求4所述的流动特性測定用金属模具，其特征在于，所述流路的截面形状的所述最大宽度在O. 5mm以上、IOmm以下。
7.流动特性測定方法，包括将作为被测物的树脂组合物注入到权利要求I所述的流动特性測定用金属模具的流路中、使其向ー个方向流动的エ序，以及将所述树脂组合物的从所述流动起点到终点的流动距离作为流动长度求出的エ序。
8.根据权利要求7所述的流动特性測定方法，其特征在于，所述将流动距离作为流动长度求出的エ序使用低压转移成形机，在金属模具温度140 190°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间60 180秒的条件下实施。
9.半导体封装用树脂组合物的检查方法，用权利要求7所述的流动特性測定方法评价树脂组合物的流动特性，其中，所述树脂组合物为半导体封装用树脂组合物，作为所述半导体封装用树脂组合物的产品检查，包括測定所述半导体封装用树脂组合物的流动长度、将其值与预先规定的产品规格进行比较、判断合格与否的エ序。
10.半导体封装用树脂组合物，含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂类硬化剂、(C)无机填充材料及(D)固化促进剂，其特征在于，使用低压转移成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据权利要求7所述的流动特性測定方法，将所述半导体封装用树脂组合物注入具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的权利要求I所述的流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在50cm以上。
11.根据权利要求10所述的半导体封装用树脂组合物，其特征在于，将使用低压转移成形机、在金属模具温度175°c、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下根据权利要求7所述的流动特性測定方法将所述半导体封装用树脂组合物注入具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的权利要求I所述的流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度作为L1, 将使用低压传递成形机、在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下将所述半导体封装用树脂组合物注入具有流路截面形状为半径R I. 6mm的半圆形的螺旋状流路的ANSI/ASTM D 3123-72中规定的螺旋流动测定用金属模具的流路中测得的流动长度作为L2，此时满足下述式子O. 25L2≤1^。
12.根据权利要求10所述的半导体封装用树脂组合物，其特征在于，使用低压传递成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据权利要求7所述的流动特性測定方法，将所述半导体封装用树脂组合物注入具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的权利要求I所述的流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在60cm以上。
13.根据权利要求10所述的半导体封装用树脂组合物，其特征在于，使用低压传递成形机，在金属模具温度175°C、注入压カ6. 9MPa、保压时间120秒的条件下，根据权利要求7所述的流动特性測定方法，将所述半导体封装用树脂组合物注入到具有流路截面形状为宽5mm、高O. 2mm的近长方形的螺旋状流路的权利要求I所述的流动特性測定用金属模具的流路中进行测定时的流动长度在80cm以上。
14.半导体装置的制造方法，对层积或并列搭载在具有晶片焊盘部的引线框或电路基板上的I个以上半导体元件，用上述权利要求10所述的半导体封装用树脂组合物封装成形，其中，所述半导体装置具有最小高度在O. Olmm以上、O. Imm以下的狭缝。
全文摘要
根据本发明，提供一种流动特性测定用金属模具及流动特性测定方法，其中，流动特性测定用金属模具是一种用于通过将作为被测物的树脂组合物注入到设在金属模具上的流路中来测定树脂组合物的流动特性的流动特性测定用金属模具，其特征在于，流路截面形状中从截面重心到轮廓线的最小距离在0.02mm以上、0.4mm以下，流动特性测定方法的特征在于，将作为被测物的树脂组合物注入到流动特性测定用金属模具的流路中，使其向一个方向流动，求出树脂组合物从流动起点到终点的流动距离，作为流动长度。
文档编号B29C45/76GK102686996SQ20108005283
公开日2012年9月19日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月24日
发明者西川敦准 申请人:住友电木株式会社