积层复合体、半导体元件承载基板、半导体元件形成晶片、半导体装置及其制造方法

专利名称：积层复合体、半导体元件承载基板、半导体元件形成晶片、半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种密封材料积层复合体、密封后半导体元件承载基板、密封后半导体元件形成晶片、半导体装置、及半导体装置的制造方法，所述密封材料积层复合体能以晶片级总括S封。
背景技术：
先前以来，承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面的晶片级密封，提案、研究出各种方式，可以例示以下方法:利用旋涂(spin coating)的密封、利用丝网印刷的密封(专利文献I)、使用使热熔融性环氧树脂涂层于薄膜支持体上的复合片材的方法(专利文献2及专利文献3)。其中，作为承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面的晶片级密封方法，以下方法最近得以投入批量生产:在金属、硅晶片、或玻璃基板等的上部，粘贴具有双面粘着层的薄膜，或利用旋涂等涂布粘着剂，然后使半导体元件排列粘着、承载于该基板上，作为半导体元件承载面，然后，在用液状环氧树脂或环氧模塑化合物(epoxy moldingcompound)等加热下,加压成型密封,从而密封该半导体元件承载面(专利文献4)。并且，同样地，作为形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面的晶片级密封方法，以下方法最近得以投入批量生产:在用液状环氧树脂或环氧模塑化合物等加热下，加压成型密封，从而密封该半导体元件形成面。然而，在如上所述的方法中，当使用200mm(8英寸)左右的小直径晶片(wafer)、或金属等小直径基板时，目前尚可以密封而无重大问题，但是当密封300mm (12英寸)以上的承载半导体元件的大直径基板、或形成有半导体元件的大直径晶片的情况，由于密封固化时的环氧树脂等的收缩应 力，导致基板或晶片产生翘曲，成为重大的问题。并且，当以晶片级密封承载半导体元件的大直径基板的半导体元件承载面时，将产生由于密封固化时的环氧树脂等的收缩应力，而导致半导体元件从金属等基板上剥离的问题，因而，导致无法投入批量生产的重大问题。作为解决这种由将承载有半导体元件的基板、或形成有半导体元件的晶片的直径放大而随之而来的问题的方法，可以列举以下方法:向密封用树脂组合物中填充接近90wt%的填充剂；或，通过降低密封用树脂组合物的弹性来减小固化时的收缩应力(专利文献1、专利文献2、及专利文献3)。然而，如果填充接近90wt%的填充剂，密封用树脂组合物的粘度将上升，当将密封用树脂组合物浇铸成型、密封时，将重新产生以下问题:基板上所承载的半导体元件受力，半导体元件从基板上剥离。并且，如果降低密封用树脂的弹性，密封的承载有半导体元件的基板、或形成有半导体元件的晶片的翘曲得以改善，但将重新产生耐热性和耐湿性等密封性能的降低。因此，利用这些解决方法，尚未达到根本性的解决。根据以上所述，寻求一种密封材料，所述密封材料即使在密封大直径晶片或金属等大直径基板时，基板或晶片也不会产生翘曲，或半导体元件也不会从金属等基板上剥离，并能以晶片级总括密封承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002-179885号公报专利文献2:日本特开2009-60146号公报专利文献3:日本特开2007-001266号公报专利文献4:日本特表2004-504723号公报

发明内容
除上述以外，还存在以下问题:即使利用耐热性和耐湿性等密封性能优异的密封材料来密封，当包含微量的来自于纤维基材的离子性杂质或由半导体装置外部侵入进来的离子性杂质、以及来自于半导体元件、半导体元件承载基板的离子性杂质时，半导体装置的可靠性将降低。本发明是为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种密封材料积层复合体，所述密封材料积层复合体即使在密封大口径或薄型的基板/晶片的情况，也能够抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离，并能够以晶片级总括密封承载有半导体元件的基板、或所形成的晶片的半导体元件承载面或形成面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异，通用性非常高。 并且，本发明的目的在于提供一种利用该密封材料积层复合体而被密封的密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片、一种将该密封后半导体元件承载基板及该密封后半导体元件形成晶片单颗化(singulation)的半导体装置、及一种使用前述密封材料积层复合体的半导体装置的制造方法。为了解决上述问题，在本发明中，提供一种密封材料积层复合体，其特征在于，用于总括密封承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面；并且，包括支持晶片、及由被形成于该支持晶片的一面上的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层。如果是这种密封材料积层复合体，那么由于支持晶片可以抑制密封固化时的未固化树脂层的收缩应力，因此，密封材料积层复合体即使在密封大口径或薄型的基板/晶片的情况，也能够抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离，并能够以晶片级总括密封承载或形成有半导体元件的基板/晶片面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异，通用性非常高。并且，优选为，前述支持晶片，与前述承载有半导体元件的基板或前述形成有半导体元件的晶片的膨胀系数的差为3ppm以下。这样一来，如果膨胀系数差为3ppm以下，那么通过消除支持晶片与承载或形成有半导体元件的基板/晶片的膨胀系数的差，可以更准确地抑制密封的基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离，因此优选。并且，前述未固化树脂层的厚度与晶片上所承载或形成的半导体元件的厚度相关。为了确保高度的可靠性，距离半导体元件表面上的(垂直方向的)密封树脂层的厚度为10 2000微米(μ m)。由此，前述未固化树脂层的厚度优选为20微米以上且2000微米以下。如果前述未固化树脂层的厚度为20微米以上，由于能够在半导体元件上确保所需的密封树脂层的厚度，并抑制因过薄而产生填充性不良或膜厚不均匀，因此优选；如果为2000微米以下，由于能够抑制因密封的密封后的晶片及半导体装置的厚度过厚而导致难以以高密度构装，因此优选。进一步，优选为，前述未固化树脂层，包含在不足50°C下固体化，并在50°C以上且150°C以下溶融的环氧树脂、硅酮树脂、及环氧硅混成树脂中的任一种。如果是这种前述未固化树脂层，由于操作容易，且作为密封材料的特性也优异，并且膨胀系数差非常小的支持晶片可以抑制包含这些树脂的未固化树脂层的固化时的收缩应力，因此，密封材料积层复合体即使在密封大口径或薄型的基板/晶片的情况，也能够更准确地抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离，并能够以晶片级总括密封形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面；且，如果密封材料积层复合体具有包含这些树脂的未固化树脂层，那么尤其是密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异。

并且，前述支持晶片优选为，是将热固化性树脂组合物含浸于纤维基材中，并将该热固化性树脂组合物半固化或固化而成的树脂含浸纤维基材；前述未固化树脂层，是由在前述树脂含浸纤维基材的一面上以超过200 μ m且2000 μ m以下的厚度而形成的未固化的热固化性树脂组合物所构成；含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物、及形成前述未固化树脂层的热固化性树脂组合物的至少一者，含有离子捕集剂(trapping agent)。如果是这种密封材料积层复合体，由于未固化树脂层的厚度适宜，并且膨胀系数非常小的树脂含浸纤维基材可以抑制密封固化时的未固化树脂层的收缩应力，因此，即使在密封大口径的有机基板、金属等大直径基板、或晶片的情况，也能够抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件从基板上剥离，并且以晶片级总括密封半导体元件承载面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异。并且，密封材料积层复合体通过含有离子捕集剂，可以提供一种可靠性较高的半导体装置，且通用性较高。并且，优选为，含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物、及形成前述未固化树脂层的热固化性树脂组合物两者，含有前述离子捕集剂。这样一来，由于能够更准确地捕捉由半导体装置外部侵入进来的离子性杂质、以及来自于纤维基材、半导体元件及半导体元件承载基板的离子性杂质，因此，此密封材料积层复合体可以提供一种可靠性更高的半导体装置。进一步，在本发明中，提供一种密封后半导体元件承载基板、及密封后半导体元件形成晶片，利用前述密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载或形成有半导体元件的基板/晶片的半导体元件承载面、或半导体元件形成面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。如果是这种密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片，那么可以抑制晶片产生翘曲、或半导体元件剥离。并且，在本发明中，提供一种半导体装置，它是切割前述密封后半导体元件承载基板、或密封后半导体元件形成晶片，而单颗化。如果是这种半导体装置，由于是由一种被耐热性和耐湿性等密封性能优异的密封材料积层复合体密封且其翘曲得以抑制的基板/晶片来制造半导体装置，因此，半导体装置的残余应力较少且品质较高。并且，在本发明中，提供一种半导体装置的制造方法，其具有以下工序:被覆工序，是利用前述密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面；密封工序，是通过加热、固化该未固化树脂层，而总括密封前述半导体元件承载面或前述半导体元件形成面，作成密封后半导体元件承载基板、或密封后半导体元件形成晶片；及，单颗化工序，是通过切割该密封后半导体元件承载基板、或该密封后半导体元件形成晶片，而单颗化，从而制造半导体装置。如果是这种半导体装置的制造方法，那么在被覆工序中，可以利用前述密封材料积层复合体的未固化树脂层，简便且无填充不良地被覆半导体元件承载面、或半导体元件形成面。并且，由于使用前述密封材料积层复合体，而使支持晶片能够抑制未固化树脂层的固化时的收缩应力，因此，在密封工序中，可以总括密封该半导体元件承载面、或该半导体元件形成面，即使在密封大口径或薄型的基板/晶片的情况，也可以获得一种基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离得以被抑制的密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片。进一步，在单颗化工序中，由于可以由一种被耐热性和耐湿性等密封性能优异的密封材料积层复合体密封，且翘曲得以被抑制的该密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片，来切割半导体装置，而单颗化，因此，此半导体装置的制造方法可以制造一种高品质的半导体装置。如以上说明，如果是本发明的密封材料积层复合体，由于支持晶片可以抑制固化密封时的未固化树脂层的收缩应力，因此，即使在密封大口径或薄型的基板/晶片的情况，也能够抑制基板/晶片产生翘曲、或半导体元件剥离，并能够以晶片级总括密封形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异，通用性非常高。并且，利用该密封材料积层复合体而被密封的密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片，能够抑制基板或晶片产生翘曲、或半导体元件剥离。进一步，将由耐热性和耐湿性等密封性能优异的密封材料积层复合体而被密封且翘曲得以被抑制的该密封后半导体元件承载基板及 该密封后半导体元件形成晶片，加以单颗化而成的半导体装置，品质较高。并且，利用使用前述密封材料积层复合体的半导体装置的制造方法，可以制造高品质的半导体装置。


图1是本发明的密封材料积层复合体的剖面图的一个实例。图2中(a)是利用本发明的密封材料积层复合体而被密封的密封后半导体元件承载基板的剖面图的一个实例。图2中(b)是利用本发明的密封材料积层复合体而被密封的密封后半导体元件形成晶片的剖面图的一个实例。图3中(a)是由密封后半导体元件承载基板制作而成的本发明的半导体装置的剖面图的一个实例。图3中(b)是由密封后半导体元件形成晶片制作而成的本发明的半导体装置的剖面图的一个实例。图4是使用本发明的密封材料积层复合体，由承载有半导体元件的基板来制造半导体装置的方法的流程图的一例。
具体实施例方式以下，详细地说明本发明的密封材料积层复合体、密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片、半导体装置、及半导体装置的制造方法，但本发明并不限定于这些。如上所述，寻求一种密封材料，即使在密封形成半导体元件的大口径或薄型的基板/晶片时，也能够抑制基板/晶片产生翘曲、或半导体元件剥离，并能够以晶片级总括密封形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异，通用性较高。本发明人为了达成上述课题而反复锐意研究，结果发现如果密封材料积层复合体具有支持晶片、及由在该支持晶片的一面上积层形成的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层，那么利用支持晶片能够抑制树脂固化时的收缩应力，并且通过消除该支持晶片与形成有半导体元件的晶片的膨胀系数的差，可以进一步抑制未固化树脂层的固化时的收缩应力；并且发现利用此收缩应力的抑制作用，即使在密封大口径或薄型的基板/晶片时，也能够抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离。发现如果使用本发明的密封材料积层复合体，那么此密封材料能够以晶片级总括密封形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，且密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异，通用性非常高，从而完成本发明的密封材料积层复合体。并且，本发明人发现密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片如果是利用前述密封材料积层复合体而被总括密封，那么可以抑制基板/晶片产生翘曲、或半导体元件剥离；进一步发现这样通过切割翘曲或半导体元件的剥离得以被抑制的密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片而单颗化，可以获得高品质的半导体装置，从而完成本发明的密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片、及半导体装置。进一步，本发明人发现通过使用前述密封材料积层复合体，可以简便地被覆半导体元件承载面、或半导体元件形成面；并且发现通过加热、固化前述密封材料积层复合体的未固化树脂层，可以总括密封该半导体元件承载面、或半导体元件形成面；进一步发现，通过这样切割一种利用密封性能优异的密封材料积层复合体而被密封，且翘曲、半导体元件的剥离得以被抑制的密封后半导体元件承载基板及密封后半导体元件形成晶片，而单颗化，可以制造高品质的半导体装置，从而完成本发明的半导体装置的制造方法。本发明的密封材料积层复合体，是用于总括密封承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面；并且，此密封材料积层复合体包括支持晶片、及由被形成于该支持晶片的一面上的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层。〈支持晶片〉

本发明的支持晶片，其口径、厚度、及材质等并无特别限制，可以根据承载或形成有作为密封对象的半导体元件的基板/晶片而选择。并且，支持晶片优选为，与承载或形成有前述半导体元件的基板/晶片的膨胀系数差为3ppm以下。更具体来说，室温(250C ±10°C ) 200°C下的线性膨胀系数的差优选为3ppm/°C以下(即O 3ppm/°C)。由于通过使膨胀系数的差为3ppm以下，利用支持晶片，可以充分抑制使后续详述的未固化树脂层固化时的收缩应力，因此，即使在利用本发明的密封材料积层复合体来密封大直径或薄型的基板/晶片时，也能够更准确地抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离。作为支持晶片，可以应用硅(Si)晶片、SiC晶片等，并无特别限制，但优选为使用硅晶片。由于通常承载或形成有半导体元件的晶片为硅晶片，因此，可以同样地使用硅晶片来作为支持晶片，从而进一步抑制当使未固化树脂层固化时的收缩应力。并且在本发明中，作为支持晶片，还可以将热固化性树脂组合物含浸于纤维基材中，并半固化或固化该热固化性树脂组合物，而成为树脂含浸纤维基材。这种树脂含浸纤维基材由于膨胀系数非常小，并且可以抑制后续详述的使未固化树脂层固化时的收缩应力，因此，即使在利用本发明的密封材料积层复合体来密封大型有机树脂基板或金属等大口径基板、大口径晶片时，也可以抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件从基板上剥离。[纤维基材]作为可以用作前述纤维基材的纤维基材，优选使用选自E玻璃、S玻璃、T玻璃或D玻璃中的玻璃纤维。并且，一般来说，如果使用上述之外的玻璃纤维，由于包含大量的钠等碱性离子成分，因此，作为密封材料的可靠性降低，并且，由于包含大量的杂质，因此，存在电气特性劣化的担忧，但如果像本发明这样，使含浸于纤维基材的热固化性树脂组合物、及形成未固化树脂层的热固化性树脂组合物中的至少一种含有离子捕集剂，那么也可以使用这些纤维基材。这样一来，可以获得一种半导体装置，即使具有像超过200μ m的比较厚的密封层，翘曲仍较少，并且可靠性较高。并且，除了玻璃纤维之外，还可以根据需要而使用高纯度的石英纤维等。作为前述纤维基材的形态，可以例示例如:将长纤维丝朝一定方向拉弄整齐的粗纱(roving)、纤维布、及无纺织布等片状；以及短切原丝薄租(chopped strand mat)等,只要可以形成积层体即可，并无特别限制。 [热固化性树脂组合物]在上述的本发明的密封材料积层复合体中，含浸于纤维基材的热固化性树脂组合物、及形成未固化树脂层的热固化性树脂组合物中的至少一种含有离子捕集剂，尤其期望含浸于纤维基材的热固化性树脂组合物、及形成未固化树脂层的热固化性树脂组合物两者含有离子捕集剂。作为离子捕集剂，可以使用:水滑石类、钥酸锌、及氧化镧等稀土类氧化物等无机物；及，离子交换树脂等。而且，作为离子捕集剂，优选不会影响半导体装置的可靠性，并不限定于上述材料。上述成分作为离子捕集剂而发挥作用，具有来自于玻璃纤维等纤维基材的离子性杂质的捕集、或由半导体装置外部侵入进来的离子性杂质的捕捉、以及捕捉来自于半导体元件、半导体元件承载有机基板的离子性杂质的效果，进一步，尤其在密封树脂层具有像超过200 μ m的比较厚的密封层时，对于表现基板的翘曲的减低或半导体装置的高可靠性而严，也是必不可少的。
作为前述热固化性树脂组合物，可以例示:含有水滑石类、钥酸锌、及氧化镧等稀土类氧化物等来作为离子捕集剂的下述例示的环氧树脂、硅酮树脂、及环氧硅混成树脂，只要是通常用于密封半导体元件的热固化性的树脂即可，并无特别限制。作为代表性的离子捕集剂，可以举例说明由下述式所表示的水滑石类。相对于热固化性树脂与固化剂合计100质量份，水滑石类期望为I 10质量份。如果是I质量份以上，那么可以获得充分的杂质捕捉能力。如果是10质量份以下，那么杂质捕捉能力则充分，且能够抑制因水滑石类自身的吸湿量增加所导致的耐湿回流特性的降低。MgxAly (OH) 2x+3y_2z (CO3) z.mH20(x、y、及z分别具有O < y/x彡1、0彡z/y < 1.5的关系，m表示整数。)并且，当使用钥酸锌时，相对于热固化性树脂与固化剂合计100质量份，期望为0.5质量份以上。如果是0.5质量份以上，则可以获得充分的杂质捕捉能力。添加量的上限并无特别限制，但从维持粘着性或加工性的观点来看，优选为5 50重量％。并且，像氧化镧这种稀土类氧化物也可以作为离子捕集剂使用。在稀土类氧化物中，也期望为氧化镧。相对于热固化性树脂与固化剂合计100质量份，期望氧化镧的使用量为0.2 5质量份。如果是0.2质量份以上，则可以获得充分的杂质捕捉能力。如果是5质量份以下，那么能够抑制因氧化镧自身的吸湿量增加所导致的耐湿回流特性的降低。上述离子捕集剂可以单独使用I种或并用2种以上。[树脂含浸纤维基材的制作方法]
作为将热固化性树脂组合物含浸于纤维基材的方法，可以利用溶剂法与热熔法(hot melt method)中的任一方法来实施。溶剂法是指调整将热固化性树脂组合物溶解于有机溶剂的树脂清漆，并使树脂清漆含浸于纤维基材中，然后使溶剂加热挥发；热熔法是指加热并熔化固体的热固化性树脂组合物，使它含浸于前述纤维基材中。作为半固化含浸于纤维基材的热固化性树脂组合物的方法，并无特别限制，可以例示以下方法等:通过加热含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物来除去溶剂等，从而使它半固化。并且，作为固化含浸于纤维基材的热固化性树脂组合物的方法，并无特别限制，可以例示通过加热含浸纤维基材的热固化性树脂组合物来固化的方法等。将热固化性树脂组合物含浸于纤维基材并半固化或固化该热固化性树脂组合物的树脂含浸纤维基材的厚度，是取决于所使用的纤维布等纤维基材的厚度，当制作较厚的树脂含浸纤维基材时，增加纤维布等纤维基材的使用片数，积层并制作。在本发明中，半固化是指像JIS K6800 “粘着剂、粘着用语”所定义的B-阶段(热固化性树脂组合物的固化中间物，此状态下的树脂加热则软化，接触某种溶剂则膨润，不会完全溶融、溶解)状态。当半固化及固化含浸于纤维基材的热固化性树脂组合物时，均期望前述树脂含浸纤维基材的厚度优选为50 μ m Imm,更优选为100 μ m 500 μ m。如果为50 μ m以上,能够抑制过薄易变形，因此优选；并且，如果为1_以下，能够抑制半导体装置的厚度变厚，因此优选。并且，前述树脂含浸纤维基材的X-Y方向的膨胀系数，在室温(25°C ±10°C ) 200的范围内，优选为5ppm/°C以上30ppm/°C以下，更优选为IOppm/°C以上25ppm/°C以下。
这样一来，如果前述树脂含浸纤维基材的X-Y方向的膨胀系数为5ppm/°C以上30ppm/°C以下，那么与前述承载有半导体元件的基板的膨胀系数的差变小，因此可以更准确地抑制密封的基板的翘曲、及半导体元件从基板上剥离。而且，X-Y方向是指树脂含浸纤维基材的面方向。并且，X-Y方向的膨胀系数是指在树脂含浸纤维基材的面方向上，任意取X轴、Y轴而测定的膨胀系数。前述树脂含浸纤维基材对于减低总括密封半导体元件承载面后的翘曲，并加强排列、粘着有一个以上的半导体元件的基板来说，较为重要。因此，期望为坚硬且刚直的树脂含浸纤维基材。<未固化树脂层>本发明的密封材料积层复合体具有未固化树脂层。该未固化树脂层是由被形成于前述支持晶片的一面上的未固化的热固化性树脂组成。未固化树脂层是用于密封的树脂层。并且，前述未固化树脂层的厚度与晶片上所承载或形成的半导体元件的厚度相关。为了确保高度的可靠性， 距离半导体元件表面上的(垂直方向的)密封树脂层的厚度为10 2000微米(μ m)。由此，一般前述未固化树脂层的厚度优选为20微米以上且2000微米以下。如果前述未固化树脂层的厚度为20微米以上，由于能够在半导体元件上确保所需的密封树脂层的厚度，并抑制因过薄而产生填充性不良或膜厚不均匀，因此优选；如果为2000微米以下，由于能够抑制密封的密封后的晶片及半导体装置的厚度过厚而导致难以以高密度构装，因此优选。前述未固化树脂层，并无特别限制，一般优选为包括:半导体元件的密封所使用的液状环氧树脂或固体的环氧树脂、硅酮树脂、或由环氧树脂与硅酮树脂所组成的混成树脂。尤其优选为，前述未固化树脂层包含在不足50°C下固体化，并在50°C以上且150°C以下溶融的环氧树脂、硅酮树脂、及环氧硅混成树脂中的任一种。如果是这种未固化树脂层，那么容易处理，无论是制造还是用为密封材料都很方便。并且，由于未固化树脂层是由热固化性树脂组成，因此，期望未固化树脂层的溶融温度的上限在反应开始的温度以下。如果是这种未固化树脂层，那么由于膨胀系数非常小的树脂含浸纤维基材可以抑制包含这些树脂的未固化树脂层的固化时的收缩应力，因此，即使在密封大型有机树脂基板或金属等大直径基板、晶片时，也能够更准确地抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件从基板上剥离。并且，密封材料积层复合体尤其在密封后的耐热性和耐湿性等密封性能优异。进一步，优选为，未固化树脂层含有水滑石、钥酸锌、及氧化镧等离子捕集剂，并包含在不足50°C下固体化，并在50°C以上溶融的环氧树脂、硅酮树脂、及环氧硅混成树脂中的任一种。作为溶融温度的上限，与热固化性树脂组合物的反应、所使用的催化剂等相关，期望为180°C以下。[环氧树脂]作为前述环氧树脂，并无特别限制，可以列举例如:如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、像3，3’，5，5’ -四甲基-4，4’ -联苯酚型环氧树脂或4，4’ -联苯酚型环氧树脂这样的联苯酚型环氧树脂；将石炭酸酚醛清漆(phenol novolac)型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、萘二酚型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、四苯酚甲烷型环氧树脂、及苯酚双环戊二烯酚醛清漆型环氧树脂的芳香环氢化的环氧树脂；及，脂环式环氧树脂等室温下呈液状或固体的公知的环氧树脂。并且，可以根据需要，并用一定量的上述以外的环氧树脂。优选为，由于由前述环氧树脂所构成的未固化树脂层，将作为密封半导体元件的树脂层，因此，尽量减少氯等卤素离子、及钠等碱性离子。向50ml脱离子水中添加IOg样品，严密封闭，在120°C的烘箱中静置20小时后，由于是在加热提取的120°C下进行提取，因此，期望任何离子均为IOppm以下。由环氧树脂所构成的未固化树脂层中，可以包含环氧树脂的固化剂。作为该固化齐 ，可以使用石炭酸酚醛清漆树脂、各种胺衍生物、酸酐或使部分酸酐基开环并生成羧酸等。其中，为了确保使用本发明的密封材料积层复合体制造的半导体装置的可靠性，期望为石炭酸酚醛清漆树脂。尤其优选为，混合时使前述环氧树脂与该石炭酸酚醛清漆树脂的混合比，为环氧基与石炭酸性羟基的比例为1:0.8 1.3。进一步，为促进前述环氧树脂与前述固化剂的反应，作为反应促进剂，还可以使用咪唑衍生物、膦衍生物、胺衍生物、及有机铝化合物等金属化合物等。在由环氧树脂所构成的未固化树脂层中，可以进一步根据需要调配各种添加剂。例如，可以添加调配各种热可塑性树脂、热可塑性弹性体、有机合成橡胶、硅系等低应力剂、蜡类、及卤素捕集剂等添加剂，以改善树脂的性质。[硅酮树脂]作为前述硅酮树脂(硅树脂)，可以使用热固化性的硅酮树脂等。尤其期望为，由硅酮树脂所构成的未固化树脂层包含加成固化型硅酮树脂组合物。作为该加成固化型硅酮树脂组合物，尤其优选将(A)具有非共轭双键的有机硅化合物、(B)有机氢聚硅氧烧(organo hydrogen polys iloxane)、及(C)钼系催化剂作为必需成分。以下，说明这些(A) (C)成分。(A)成分:具有非共轭双键的有机硅化合物作为前述㈧具有非共轭双键的有机硅化合物，可以例示由通式⑴所表示的有机聚硅氧烷:通式(I)=R1R2R3SiO- (R4R5SiO) a- (R6R7SiO)b-SIR1R2R3(式中，R1表示含有非共轭双键的一价烃基，R2 R7分别表示相同或不同种类的一价烃基，a及b是满足O彡a彡500,0 ^ b ^ 250、且O彡a + b彡500的整数)。上述通式(I)中，R1是含有非共轭双键的一价烃基，优选为碳数2 8、尤其优选为碳数2 6的烯基所代表的具有脂肪族不饱和键的含有非共轭双键的一价烃基。上述通式⑴中，R2 R7分别是相同或不同种类的一价烃基，可以列举优选为碳数I 20、尤其优选为碳数I 10的烷基、烯基、芳基、及芳烷基等。并且，其中R4 R7，更优选为除脂肪族不饱和键以外的一价烃基，尤其可以列举优选为烯基等不具有脂肪族不饱和键的烷基、芳基、芳烷基等。进一步，其中R6、R7优选为芳香族一价烃基，尤其优选为苯基或甲苯基等碳数为6 12的芳基等。上述通式(I)中，a及b是满足O彡a彡500,0 ^ b ^ 250、且O彡a + b彡500的整数，a优选为10彡a彡500，b优选为150，并且a + b优选为满足10彡a +b ( 500。由上述通式(I)所表示的有机聚硅氧烷，可以利用例如环状二苯基聚硅氧烷、环状甲基苯基聚娃氧烧等环状~■有机聚娃氧烧，与构成端基的_■苯基四乙稀基_■娃氧烧、_■乙烯基四苯基二硅氧烷等二硅氧烷的碱性平衡化反应而获得，此时，由于在利用碱性催化剂(尤其是KOH等强碱)的平衡化反应中，利用少量的催化剂以不可逆反应进行聚合，因此，只定量地进行开环聚合，由于封端率也较高，因此，一般不含有硅烷醇基及氯乙烷(chlor)成分。作为由上述通式(I)所表示的有机聚硅氧烷，具体可以例示下述有机聚硅氧烷。·
权利要求
1.一种密封材料积层复合体，其特征在于，用于总括密封承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面；并且，包括支持晶片、及由被形成于该支持晶片的一面上的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层。
2.如权利要求1所述的密封材料积层复合体，其中，前述支持晶片，与前述承载有半导体元件的基板或前述形成有半导体元件的晶片的膨胀系数的差为3ppm以下。
3.如权利要求1所述的密封材料积层复合体，其中，前述未固化树脂层的厚度为20微米以上且2000微米以下。
4.如权利要求2所述的密封材料积层复合体，其中，前述未固化树脂层的厚度为20微米以上且2000微米以下。
5.如权利要求1至4中任一项所述的密封材料积层复合体，其中，前述未固化树脂层，包含在不足50°C下固体化并在50°C以上且150°C以下溶融的环氧树脂、硅酮树脂、及环氧硅酮混成树脂中的任一种。
6.如权利要求1至4中任一项所述的密封材料积层复合体，其中，前述支持晶片，是将热固化性树脂组合物含浸于纤维基材中，并将该热固化性树脂组合物半固化或固化而成的树脂含浸纤维基材；前述未固化树脂层，是由在前述树脂含浸纤维基材的一面上以超过200 μ m且2000 μ m以下的厚度而形成的未固化的热固化性树脂组合物所构成；含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物、及形成前述未固化树脂层的热固化性树脂组合物的至少一者，含有离子捕集剂。
7.如权利要求5所述的密封材料积层复合体，其中，前述支持晶片，是将热固化性树脂组合物含浸于纤维基材中，并将该热固化性树脂组合物半固化或固化而成的树脂含浸纤维基材；前述未固化树脂层，是由在前述树脂含浸纤维基材的一面上以超过200 μ m且2000 μ m以下的厚度而形成的未固化的热固化性树脂组合物所构成；含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物、及形成前述未固化树脂层的热固化性树脂组合物的至少一者，含有离子捕 集剂。
8.如权利要求6所述的密封材料积层复合体，其中，含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物、及形成前述未固化树脂层的热固化性树脂组合物两者，含有前述离子捕集剂。
9.如权利要求7所述的密封材料积层复合体，其中，含浸于前述纤维基材中的热固化性树脂组合物、及形成前述未固化树脂层的热固化性树脂组合物两者，含有前述离子捕集剂。
10.一种密封后半导体元件承载基板，其特征在于， 利用权利要求1至4中任一项所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
11.一种密封后半导体元件承载基板，其特征在于， 利用权利要求5所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
12.—种密封后半导体元件承载基板，其特征在于，利用权利要求6所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
13.—种密封后半导体元件承载基板，其特征在于， 利用权利要求7至9中任一项所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
14.一种密封后半导体元件形成晶片，其特征在于， 利用权利要求1至4中任一项所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
15.一种密封后半导体元件形成晶片，其特征在于， 利用权利要求5所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
16.一种密封后半导体元件形成晶片，其特征在于， 利用权利要求6所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
17.—种密封后半导体元件形成晶片，其特征在于， 利用权利要求7至9中任一项所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，并通过加热、固化该未固化树脂层，从而利用前述密封材料积层复合体而被总括密封。
18.一种半导体装置，其特征在于， 切割权利要求10所述的密封后半导体元件承载基板、或权利要求14所述的密封后半导体元件形成晶片，而单颗化。
19.一种半导体装置，其特征在于， 切割权利要求11所述的密封后半导体元件承载基板、或权利要求15所述的密封后半导体元件形成晶片，而单颗化。
20.一种半导体装置，其特征在于， 切割权利要求12所述的密封后半导体元件承载基板、或权利要求16所述的密封后半导体元件形成晶片，而单颗化。
21.一种半导体装置，其特征在于， 切割权利要求13所述的密封后半导体元件承载基板、或权利要求17所述的密封后半导体元件形成晶片，而单颗化。
22.—种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用权利要求1至4中任一项所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面； 密封工序，是通过加热、固化该未固化树脂层，而总括密封前述半导体元件承载面或前述半导体元件形成面，作成密封后半导体元件承载基板、或密封后半导体元件形成晶片；及， 单颗化工序，是通过切割该密封后半导体元件承载基板、或该密封后半导体元件形成晶片，而单颗化，从而制造半导体装置。
23.一种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用权利要求5所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面； 密封工序，是通过加热、固化该未固化树脂层，而总括密封前述半导体元件承载面或前述半导体元件形成面，作成密封后半导体元件承载基板、或密封后半导体元件形成晶片；及， 单颗化工序，是通过切割该密封后半导体元件承载基板、或该密封后半导体元件形成晶片，而单颗化，从而制造半导体装置。
24.一种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用权利要求6所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面； 密封工序，是通过加热、固化该`未固化树脂层，而总括密封前述半导体元件承载面或前述半导体元件形成面，作成密封后半导体元件承载基板、或密封后半导体元件形成晶片；及， 单颗化工序，是通过切割该密封后半导体元件承载基板、或该密封后半导体元件形成晶片，而单颗化，从而制造半导体装置。
25.—种半导体装置的制造方法，其是制造半导体装置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用权利要求7至9中任一项所述的密封材料积层复合体的未固化树脂层，来被覆已承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面； 密封工序，是通过加热、固化该未固化树脂层，而总括密封前述半导体元件承载面或前述半导体元件形成面，作成密封后半导体元件承载基板、或密封后半导体元件形成晶片；及， 单颗化工序，是通过切割该密封后半导体元件承载基板、或该密封后半导体元件形成晶片，而单颗化，从而制造半导体装置。
全文摘要
本发明是一种密封材料积层复合体，其特征在于，用于总括密封承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面；并且，包括支持晶片、及由被形成于该支持晶片的一面上的未固化的热固化性树脂所构成的未固化树脂层。这样一来，可以提供一种密封材料积层复合体，所述密封材料积层复合体即使在密封通用性非常高、大直径或薄型的基板/晶片的情况，也能够抑制基板/晶片的翘曲、及半导体元件的剥离，并能够以晶片级总括密封承载有半导体元件的基板的半导体元件承载面、或形成有半导体元件的晶片的半导体元件形成面，且密封后的耐热性和耐湿性等优异。
文档编号H01L23/12GK103247579SQ201310049748
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者塩原利夫, 秋叶秀树, 关口晋 申请人:信越化学工业株式会社