带半导体密封用基体材料的密封材料、半导体装置及半导体装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种可制造外观及激光标记性良好的半导体装置的制造的带半导体密封用基体材料的密封材料、及其半导体装置和半导体装置的制造方法。所述带半导体密封用基体材料的密封材料用于将装载有半导体元件的半导体元件装载基板的元件装载面、或形成有半导体元件的半导体元件形成晶片的元件形成面一起密封，其特征在于，具有基体材料、形成于该基体材料一侧表面且包含未固化乃至半固化的热固性树脂的密封树脂层、以及形成于所述基体材料的另一侧表面的表面树脂层。
【专利说明】带半导体密封用基体材料的密封材料、半导体装置及半导 体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可将装载有半导体元件的基板的元件装载面、或形成有半导体元 件的晶片的元件形成面以晶片水平一起密封的密封材料，特别是涉及一种带半导体密封用 基体材料的密封材料、使用该带半导体密封用基体材料制造的半导体装置、及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，作为装载有半导体元件的基板的元件装载面、或形成有半导体元件的晶片 的元件形成面以晶片水平进行的密封，公开、开发了各种方式，可例示利用旋涂的密封、利 用丝网印刷的密封（专利文献1)、使用在膜支承体上涂敷热熔融性环氧树脂而成的复合片 材的方法（专利文献2及专利文献3)。
[0003] 其中，作为装载有半导体元件的基板的元件装载面的晶片水平的密封方法，如下 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贴附具有两面粘接层的 膜或通过旋涂等涂布粘接剂后，使半导体元件排列、粘接并装载在该基板上，作为元件装载 面，然后，利用液态环氧树脂或环氧模塑料等在加热下进行加压成形来密封，由此密封该元 件装载面（专利文献4)。另外，同样，作为形成有半导体元件的晶片的元件形成面的晶片水 平的密封方法，如下方法最近得以投入批量生产：利用液态环氧树脂或环氧模塑料等在加 热下进行加压成形来密封，由此密封该元件形成面。
[0004] 然而，在如上所述的方法中，在使用200mm(8英寸）左右的小径晶片或金属等小径 基板的情况下，目前可以密封而无重大问题，但在密封装载了 300_(12英寸）以上的半导 体元件的大径基板或形成有半导体元件的大径晶片的情况下，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。另外，在以晶片水平密封装载 有半导体元件的大径基板的元件装载面的情况下，由于密封固化时的环氧树脂等的收缩应 力，产生半导体元件从金属等基板上剥离这样的问题，因此，无法投入批量生产，成为重大 的问题。
[0005] 作为解决这样的问题的方法，可以举出如下方法：为了将装载有半导体元件的基 板的元件装载面、或形成有半导体元件的晶片的元件形成面一起密封，使用具有使热固性 树脂含浸于纤维基体材料而将该热固性树脂半固化或固化的树脂含浸纤维基体材料和由 形成于该树脂含浸纤维基体材料的一面上的未固化的热固性树脂构成的未固化树脂层的 带半导体密封用基体材料的密封材料（专利文献5)。
[0006] 如果为这样的带半导体密封用基体材料的密封材料，则膨胀系数非常小的树脂含 浸纤维基体材料可抑制密封固化时未固化树脂层的收缩应力。因此，即使在密封大径晶片 或金属等大径基板的情况下，也可抑制基板的翘曲、半导体元件自基板的剥离，并且以晶片 水平将装载有半导体元件的基板的元件装载面一起密封。另外，在密封后，耐热性或耐湿性 等密封性能优异，成为通用性非常高的带半导体密封用基体材料的密封材料。
[0007] 但是，使用如上所述的带半导体密封用基体材料的密封材料的半导体装置的基体 材料的面在表面露出，因此，与用现有的热固性环氧树脂等进行密封的情况相比，外观变 差。进而，由于表面为基体材料，因此，存在激光标记性差这样的问题。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1日本特开2002-179885号公报
[0011] 专利文献2日本特开2009-60146号公报
[0012] 专利文献3日本特开2007-001266号公报
[0013] 专利文献4日本特表2004-504723号公报
[0014] 专利文献5日本特开2012-151451号公报
【发明内容】
[0015] 本发明是为了解决使用带半导体密封用基体材料的密封材料的半导体装置中的 上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种可制造外观及激光标记性良好的半导体装置 的带半导体密封用基体材料的密封材料、及其半导体装置和半导体装置的制造方法。
[0016] 用于解决课题的技术方案
[0017] 为了实现上述目的，根据本发明，可提供一种带半导体密封用基体材料的密封材 料，其用于将装载有半导体元件的半导体元件装载基板的元件装载面、或形成有半导体元 件的半导体元件形成晶片的元件形成面一起密封，其特征在于，具有基体材料、形成于该基 体材料一侧表面且包含未固化乃至半固化的热固性树脂的密封树脂层以及形成于所述基 体材料的另一侧表面的表面树脂层。
[0018] 如果为这样的带半导体密封用基体材料的密封材料，则通过具有表面树脂层，可 制造外观及激光标记性良好的半导体装置。
[0019] 所述表面树脂层由固化性环氧树脂、固化性有机硅树脂、固化性环氧-有机硅复 合树脂、固化性环氧（甲基）丙烯酸酯、固化性（甲基）丙烯酸树脂、固化性聚酰亚胺树脂 中的任一种形成，另外，优选为黑色。
[0020] 如果为这样的表面树脂层，则可以可靠地使外观及激光标记性良好。
[0021] 另外，所述表面树脂层可使用液态树脂并通过印刷方式、喷雾方式、涂敷方式、或 者膜热压合方式形成，通过热或光进行固化。
[0022] 如果是这样，则可容易地形成表面树脂层。
[0023] 另外，所述表面树脂层的厚度优选为0. 5微米以上。
[0024] 如果为这样的厚度，可制造一种在激光标记时基体材料不会因表面露出而损伤外 观，且翘曲得到抑制的半导体装置。
[0025] 另外，根据本发明，可提供一种半导体装置，其特征在于，利用所述本发明的带半 导体密封用基体材料的密封材料的密封树脂层将所述半导体元件装载基板的元件装载面、 或所述半导体元件形成晶片的元件形成面一起密封后，进行切割来划片。
[0026] 如果为这样的半导体装置，则外观及激光标记性良好。
[0027] 所述半导体装置可以在所述带半导体密封用基体材料的密封材料的表面树脂层 的表面进行标记。
[0028] 如果为这样的半导体装置，则成为具有期望的标记且外观良好的半导体装置。
[0029] 另外，根据本发明，可提供一种半导体装置的制造方法，其本包括：
[0030] 包覆工序，利用所述本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料的密封树脂层 包覆所述半导体元件装载基板的元件装载面、或所述半导体元件形成晶片的元件形成面； 密封工序，通过对所述密封树脂层进行加热使其固化来一起密封所述元件装载面或所述元 件形成面；切割工序：通过对密封后的所述半导体元件装载基板或所述半导体元件形成晶 片进行切割来制造单片的半导体装置。
[0031] 如果为这样的制造方法，可制造外观及激光标记性良好的半导体装置。
[0032] 发明的效果
[0033] 本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料具有基体材料、形成于该基体材料 一侧表面且包含未固化乃至半固化的热固性树脂的密封树脂层以及形成于所述基体材料 的另一侧表面的表面树脂层，因此，可制造一种在制造半导体装置时可抑制基板的翘曲、半 导体元件自基板的剥离，并且可以将元件装载面或元件形成面一起密封，制造外观及激光 标记性良好的半导体装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料的一个例子的剖面图；
[0035]图2是表示使用本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料将半导体元件装 载基板一起密封而得到的密封后的半导体元件装载基板的一个例子的图；
[0036]图3是表示使用本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料制造的半导体装 置的一个例子的图。
[0037] 符号说明
[0038] 1…带半导体密封用基体材料的密封材料、2…表面树脂层、3…基体材料、
[0039] 4…密封树脂层、4'…固化后的密封树脂层、5…密封后的半导体元件装载基板、
[0040] 6…半导体元件、7…半导体元件装载基板、8…半导体装置
【具体实施方式】
[0041] 下面，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。
[0042]为了解决如上使用带半导体密封用基体材料的密封材料的半导体装置的外观或 激光标记性差这样的问题，本发明人等进行了潜心研究。其结果想到，如果在带半导体密封 用基体材料的密封材料的外部露出侧的面形成表面树脂层，可以使外观及标记性良好，完 成了本发明。
[0043] 以下，对本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料、半导体装置、及半导体装 置的制造方法详细地进行说明，但本发明并不限定于这些。
[0044][带半导体密封用基体材料的密封材料]
[0045]如图1所示，本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料1主要由基体材料3、 形成于基体材料3的一侧表面且包含未固化乃至半固化的热固性树脂的密封树脂层4和形 成于基体材料3的另一侧表面的表面树脂层2构成。
[0046](表面树脂层）
[0047] 构成本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料的表面树脂层2可以由固化 性环氧树脂、固化性有机硅树脂、固化性环氧-有机硅复合树脂、固化性环氧（甲基）丙烯 酸酯、固化性（甲基）丙烯酸树脂、固化性聚酰亚胺树脂中的任一种形成，但并不限定于此。 [0048]〈环氧树脂〉
[0049] 本发明的表面树脂层2中所使用的环氧树脂没有特别限制，例如可以举出：双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、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、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环 氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、萘二醇型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、四羟 苯基乙烷型环氧树脂、及苯酚二环戊二烯酚醛清漆型环氧树脂的芳香环被氢化了的环氧树 月旨、脂环式环氧树脂等在室温下为液态或固体的公知的环氧树脂。另外，根据需要，可以根 据目的组合使用一定量的上述以外的环氧树脂。
[0050] 由环氧树脂制成的表面树脂层2中可以含有环氧树脂的固化剂。作为该固化剂， 可以使用苯酚酚醛清漆树脂、各种胺衍生物、酸酐或使酸酐基部分开环而生成羧酸的物质。 其中，为了确保使用本发明的带半导体密封用基体材料的密封材料而制造的半导体装置的 可靠性，优选苯酚酚醛清漆树脂。特别优选以环氧基和酚性羟基的比率为1 :〇. 8?1. 3的 方式混合所述环氧树脂和该苯酚酚醛清漆树脂。
[0051] 进而，为了促进上述环氧树脂和上述固化剂的反应，也可以使用咪唑衍生物、膦衍 生物、胺衍生物、有机铝化合物等金属化合物等作为反应促进剂（催化剂）。
[0052] 由环氧树脂制成的表面树脂层2中可以进一步根据需要配合各种添加剂。例如， 出于改善树脂的性质的目的，可以根据目的适宜添加配合各种热塑性树脂、热塑性弹性体、 有机合成橡胶、有机硅系等低应力剂、蜡类、卤素捕集剂等添加剂。
[0053] 〈有机硅树脂〉
[0054] 作为本发明的表面树脂层2中所使用的有机硅树脂，没有特别限制，可使用热固 性、UV固化性有机硅树脂等。特别是由有机硅树脂制成的树脂层优选含有加成固化型有机 硅树脂组合物。作为该加成固化型有机硅树脂组合物，特别优选（A)具有非共轭双键的有 机硅化合物（例如含烯基二有机聚硅氧烷）、（B)有机氢聚硅氧烷、及（C)钼系催化剂作为 必需成分。以下，对这些（A)?（C)成分进行说明。
[0055] 作为上述㈧具有非共轭双键的有机硅化合物，可例示：
[0056] 通式（I) =R1R2R3SiO-(R4R5SiO)a-(R6R7SiO)^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为满足0 <a< 500、 0 <b< 250、且0 <a+b< 500的整数。）所示的分子链两末端用含有不饱和基团的三有 机硅氧烷基封端的直链状二有机聚硅氧烷等有机聚硅氧烷。
[0057] 上述通式（1)中，R1为含有非共轭双键的一价烃基，为具有优选碳原子数2?8、 特别优选碳原子数2?6的烯基所代表的脂肪族不饱和键且含有非共轭双键的一价烃基。
[0058] 上述通式⑴中，R2?R7分别为相同或不同种类的一价烃基，可以举出：优选碳 原子数1?20、特别优选碳原子数1?10的烷基、烯基、芳基、芳烷基等。另外，其中，R4? R7可优选举出：除脂肪族不饱和键以外的一价烃基，可特别优选举出：不具有烯基等脂肪族 不饱和键的烷基、芳基、芳烷基等。进而，其中，R6、R7优选为芳香族一价烃基，特别优选为苯 基或甲苯基等碳原子数6?12的芳基等。
[0059] 上述通式（1)中，a及b为满足0彡a彡500、0彡b彡250、且0彡a+b彡500的 整数，a优选为10彡a彡500,b优选为O彡b彡150,另外，a+b优选满足10彡a+b彡500。
[0060] 上述通式（1)所示的有机聚硅氧烷例如可通过环状二苯基聚硅氧烷、环状甲基苯 基聚娃氧烧等环状-有机聚娃氧烧和构成末端基团的-苯基四乙稀基-娃氧烧、-乙稀基 四苯基二硅氧烷等二硅氧烷的碱平衡化反应来得到，此时，在利用碱催化剂（特别是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，仅定量地进行开 环聚合，末端封端率也较高，因此，通常不含有硅烷醇基及氯成分。
[0061] 作为上述通式（1)所示的有机聚硅氧烷，具体而言，可例示下述的有机聚硅氧烷。
[0062] [化学式1]
[0063]
【权利要求】
1. 一种带半导体密封用基体材料的密封材料，其用于将装载有半导体元件的半导体元 件装载基板的元件装载面、或形成有半导体元件的半导体元件形成晶片的元件形成面进行 一起密封，其中， 所述密封材料具有基体材料、形成于该基体材料一侧表面且包含未固化乃至半固化的 热固性树脂的密封树脂层、W及形成于所述基体材料的另一侧表面的表面树脂层。
2. 根据权利要求1所述的带半导体密封用基体材料的密封材料，其中， 所述表面树脂层由固化性环氧树脂、固化性有机娃树脂、固化性环氧-有机娃复合树 月旨、固化性环氧（甲基）丙帰酸醋、固化性（甲基）丙帰酸树脂、固化性聚醜亚胺树脂中的 任一种形成。
3. 根据权利要求1所述的带半导体密封用基体材料的密封材料，其中，所述表面树脂 层为黑色。
4. 根据权利要求1所述的带半导体密封用基体材料的密封材料，其中， 所述表面树脂层使用液态树脂并通过印刷方式、喷雾方式、涂敷方式、或者膜热压合方 式形成，通过热或光进行固化。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的带半导体密封用基体材料的密封材料，其中，所 述表面树脂层的厚度为0. 5微米W上。
6. -种半导体装置，其通过权利要求1?5中任一项所述的带半导体密封用基体材料 的密封材料的密封树脂层将所述半导体元件装载基板的元件装载面、或所述半导体元件形 成晶片的元件形成面一起密封后，进行切割而形成为单片的半导体装置。
7. 根据权利要求6所述的半导体装置，其中，在所述带半导体密封用基体材料的密封 材料的表面树脂层的表面进行了标记。
8. -种半导体装置的制造方法，该方法具有W下工序： 包覆工序，利用权利要求1?5中任一项所述的带半导体密封用基体材料的密封材料 的密封树脂层对所述半导体元件装载基板的元件装载面、或所述半导体元件形成晶片的元 件形成面进行包覆； 密封工序，通过对所述密封树脂层进行加热并使其固化，将所述元件装载面或所述元 件形成面进行一起密封； 切割工序，通过对密封后的所述半导体元件装载基板或所述半导体元件形成晶片进行 切割，而制造单片的半导体装置。
【文档编号】H01L21/56GK104347530SQ201410366853
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】中村朋阳, 盐原利夫, 秋叶秀树, 关口晋 申请人:信越化学工业株式会社