半導體密封用環氧樹脂粒狀體及其制造方法、半導體裝置及其制造方法

半導體密封用環氧樹脂粒狀體及其制造方法、半導體裝置及其制造方法
【專利摘要】根據本發明，提供半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法、半導體密封用環氧樹脂粒狀體、半導體裝置的制造方法和半導體裝置。本發明的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法為在利用壓縮成形將半導體元件密封而成的半導體裝置中使用的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其包括：準備半導體密封用環氧樹脂組合物的工序；將半導體密封用環氧樹脂組合物設置在擠出成形機中的工序；和利用熱切割法將從擠出成形機中擠出的由半導體密封用環氧樹脂組合物構成的樹脂塊的前端部切斷而得到半導體密封用環氧樹脂粒狀體的工序，半導體密封用環氧樹脂組合物的使用高化式流動試驗儀測得的175℃的熔融粘度為0.5Pa·S以上20Pa·S以下。
【專利說明】
半導體密封用環氧樹脂粒狀體及其制造方法、半導體裝置及 其制造方法
技術領域
[0001] 本發明涉及半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法、半導體密封用環氧樹脂粒 狀體、半導體裝置的制造方法和半導體裝置。
【背景技術】
[0002] 作為涉及包含通過使用顆粒狀的半導體密封用環氧樹脂組合物（以下也稱為"環 氧樹脂組合物"或"樹脂組合物"）進行壓縮成形來密封半導體元件的工序的半導體裝置的 制造方法的技術，例如有以下的技術。
[0003] 在專利文獻1中，記載有在使模具內為減壓下的同時進行壓縮成形從而利用樹脂 將半導體元件密封的方法。在專利文獻2中，記載有使用厚度為3.0mm以下的顆粒狀或片狀 的密封用成形材料的方法。在專利文獻3中，記載有將顆粒狀的樹脂組合物供給到腔體 (cavity)內，使樹脂組合物熔融，在其中浸漬半導體元件后，使樹脂組合物固化，由此進行 密封的密封方法。
[0004] 但是，在以往的利用壓縮成形進行的半導體元件的密封工藝中，存在密封用樹脂 組合物在輸送和測量中堵塞或者固著的情況。作為在發生這樣的不良情況時所擔心的問 題，有以下2個。第一是堵塞或固著的樹脂組合物附著在壓縮成形裝置的可動部并固化而導 致產生該裝置的動作不良的生產率的問題。第二是堵塞或固著的樹脂組合物附著在成形品 上而導致該成型品被污染的可靠性的問題。
[0005] 因此，作為抑制上述不良情況產生的方法，例如提出了為了抑制堵塞的產生而控 制粒度分布的工藝(專利文獻4)、為了抑制固著的產生而控制樹脂特性的工藝(專利文獻5) 等。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特開2000-021908號公報 [0009] 專利文獻2:日本特開2006-216899號公報 [0010] 專利文獻3:日本特開2004-216558號公報 [0011] 專利文獻4:日本特許第3135926號公報
[0012] 專利文獻5:日本特開2008-121003號公報

【發明內容】

[0013] 發明要解決的技術問題
[0014]然而，本發明的發明人發現，在利用壓縮成形進行的半導體元件的密封工藝中，在 進行近年來在市場上流通的極薄型的半導體封裝件成形和大面積的面板成形的制造工藝 中，即使實施了在上述【背景技術】部分中說明的以往的對策，也有可能因使用的樹脂組合物 的微細的散落不均導致的影響，從半導體裝置的生產率的觀點來看產生不良情況。本發明 的發明人還發現，在以往的密封工藝中，在從防止固著的發生的觀點考慮限定了能夠使用 的樹脂的情況下，會產生材料設計的自由度變小、成為對象的半導體裝置受到限制的不良 情況。
[0015] 基于以上，本發明提供能夠實現生產率優異并且可靠性優異的半導體裝置的半導 體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法和利用上述制造方法得到的半導體密封用環氧樹脂 粒狀體。
[0016] 用于解決技術問題的手段
[0017] 本發明的發明人對由散落不均導致的生產率的問題進行了潛心研究，結果發現， 在樹脂粒狀體的形狀為不定形狀的情況下，容易產生該樹脂粒狀體的互相粘附、即樹脂粒 狀體彼此的固著。本發明的發明人對用于抑制該樹脂粒狀體的相互粘附的設計方針進行了 潛心研究，結果發現，采用將使用高化式流動試驗儀測得的175°C的熔融粘度為規定值的樹 脂組合物從擠出成形機中擠出并利用熱切割法將其樹脂塊的前端部切斷的方法制作樹脂 粒狀體是有效的，完成了本發明。
[0018] 根據本發明，提供一種半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其為在利用壓 縮成形將半導體元件密封而成的半導體裝置中使用的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制 造方法，該制造方法包括：
[0019] 準備半導體密封用環氧樹脂組合物的工序；
[0020] 將上述半導體密封用環氧樹脂組合物設置在擠出成形機中的工序;和
[0021] 利用熱切割法將從上述擠出成形機中擠出的由上述半導體密封用環氧樹脂組合 物構成的樹脂塊的前端部切斷而得到半導體密封用環氧樹脂粒狀體的工序，
[0022] 上述半導體密封用環氧樹脂組合物的使用高化式流動試驗儀測得的175°C的熔融 粘度為〇.5Pa ? S以上20Pa ? S以下。
[0023] 另外，根據本發明，提供一種半導體密封用環氧樹脂粒狀體，其是利用上述半導體 密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法得到的。
[0024] 另外，根據本發明，提供一種半導體裝置的制造方法，其包括：
[0025] 利用上述半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，準備半導體密封用環氧樹脂 粒狀體的工序;和
[0026] 使用上述半導體密封用環氧樹脂粒狀體，利用壓縮成形將半導體元件密封的工 序。
[0027] 另外，根據本發明，提供一種半導體裝置，其是利用上述半導體裝置的制造方法得 到的。
[0028]發明效果
[0029] 根據本發明，能夠提供能夠實現生產率優異并且可靠性優異的半導體裝置的半導 體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法和利用上述制造方法得到的半導體密封用環氧樹脂 粒狀體。
【附圖說明】
[0030] 圖1是用于對本實施方式的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的立體形狀的一個例子 進行說明的圖。
[0031] 圖2是用于對本實施方式的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的截面形狀的一個例子 進行說明的圖。
[0032] 圖3是表示休止角（巾）的測定方法的概略圖。
[0033]圖4是表示本實施方式的半導體裝置的一個例子的截面結構的圖。
[0034]圖5是表示本實施方式的半導體裝置的一個例子的截面結構的圖。
[0035]圖6是表示實施例1的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的外觀形狀的圖。
[0036]圖7是表示比較例1的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的外觀形狀的圖。
[0037]圖8是表示在填充性的評價中，將半導體密封用環氧樹脂粒狀體供給到壓縮成形 模具中的方法的概略圖。
【具體實施方式】
[0038] <半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法>
[0039] 本實施方式的環氧樹脂粒狀體的制造方法，為用于制造在利用壓縮成形將半導體 元件密封而成的半導體裝置的制造中作為密封材使用的環氧樹脂粒狀體的方法。該方法包 括以下3個工序。第一工序為準備使用高化式流動試驗儀測得的175 °C的熔融粘度為 0.5Pa ? S以上20Pa ? S以下的環氧樹脂組合物的工序。第二工序為將環氧樹脂組合物設置 在擠出成形機中的工序。第三工序為利用熱切割法將從擠出成形機中擠出的由環氧樹脂組 合物構成的樹脂塊的前端部切斷而得到環氧樹脂粒狀體的工序。通過使用利用上述方法得 到的環氧樹脂粒狀體，能夠消除在上述發明要解決的技術問題的部分中說明的由散落不均 導致的半導體裝置的生產率的問題。根據本實施方式的制造方法，與以往的制造方法相比， 能夠制造能夠用于制造生產率優異并且可靠性優異的半導體裝置的半導體密封用環氧樹 脂粒狀體。
[0040] 在此，上述"熱切割法"是指在使用擠出成形機對樹脂組合物進行成形而制作樹脂 粒時，不利用冷卻水對從擠出成形機中擠出的樹脂塊進行冷卻，而將被加熱的狀態的樹脂 塊切斷來制作樹脂粒的方法。具體而言，所謂"熱切割法"是指以下方法:使用在螺桿前端部 具備設置有多個小孔的模頭的擠出成形機，利用與模頭表面大致平行地進行滑動旋轉的刀 具，將從在上述模頭設置的小孔中呈線狀擠出的熔融樹脂切斷。
[0041] 本發明的發明人發現，進行近年來在市場上流通的極薄型的半導體封裝件成形和 大面積的面板成形的大型的半導體封裝件的制造工藝，容易受到由使用的密封用樹脂組合 物的微細的散落不均導致的影響，從半導體裝置的生產率的觀點來看，有可能產生不良情 況。在此，作為上述的從生產率的觀點來看產生的不良情況，可以舉出半導體元件的線變 形、在樹脂組合物的量少的部位產生空心洞或空隙等的填充不良這樣的問題。具體而言，在 進行極薄型的半導體封裝件成形的制造工藝、和進行大面積的面板成形的大型的半導體封 裝件的制造工藝中，由于與以往的利用壓縮成形將半導體元件密封的工藝相比使用的樹脂 組合物的量極少，與以往相比成形面積大幅增大等主要原因，存在壓縮成形模具的下模腔 中的散落不均的影響變得顯著、更容易產生線變形和填充不足的問題的趨勢。
[0042] 本發明的發明人對引起這樣的由散落不均導致的生產率的問題的原因進行了潛 心研究，結果發現，在顆粒狀的樹脂組合物的形狀為不定形狀的情況下，容易產生該顆粒彼 此的固著。
[0043] 本實施方式的制造方法，如上所述，包括以下工序:使用具有規定的熔融粘度的樹 脂組合物，并且將從擠出成形機中擠出的上述樹脂組合物的樹脂塊的前端部利用熱切割法 這樣的特定的方法切斷。通過使用這樣的工序，能夠得到與利用以往的方法得到的顆粒形 狀不同、具有期望的形狀的樹脂粒狀體。因此，在壓縮成形模具的下模腔的底面上散落有樹 脂粒狀體時，與利用以往的方法得到的樹脂顆粒相比，能夠使該樹脂粒狀體彼此的接觸面 積減少。這樣，根據本實施方式的制造方法，能夠抑制樹脂組合物顆粒的互相粘附，因此，能 夠防止由散落不均導致的半導體裝置的生產率的降低。
[0044] 樹脂粉粒體的形狀能夠通過適當地設定將樹脂塊的前端部切斷時使用的熱切割 法的條件來進行調整。樹脂粉粒體可具有圓柱形狀、圓錐狀、球體狀、米粒狀、咖啡豆狀等形 狀。作為熱切割法的條件，可以舉出：擠出成形機的樹脂塊的排出量、擠出成形機的樹脂塊 的排出溫度、切斷刀的轉速、樹脂組合物的組成與刀的材質的組合、切斷刀在樹脂塊中的插 入角度、擠出成形機具備的螺桿軸的溫度等。特別是為了再現性良好地得到具有期望的形 狀的樹脂粒狀體，適當地設定上述的擠出成形機的樹脂塊的排出量、擠出成形機的樹脂塊 的排出溫度和擠出成形機具備的螺桿軸的溫度等條件很重要。特別是擠出成形機所具備的 螺桿軸的溫度，優選使用冷風控制為80°C以下，進一步優選控制為70°C以下，進一步優選控 制為50°C以下。此外，擠出成形機的樹脂塊的排出溫度優選控制為90°C以下，進一步優選控 制為80 °C以下，進一步優選控制為70 °C以下。
[0045] 如上所述，本實施方式的樹脂粒狀體的立體形狀可以為球體狀（圖1的（a))、圓柱 形狀(圖1的(b))、如米粒那樣的紡錘形狀(圖1的（c))或圓錐狀。其中，從不會產生填充不良 的問題并且改善半導體裝置的生產率的觀點考慮，優選為如米粒那樣的紡錘形狀。
[0046] 在此，在本實施方式的制造方法中使用的環氧樹脂組合物，使用高化式流動試驗 儀測得的175°C的熔融粘度為0.5Pa ? S以上20Pa ? S以下。從再現性良好地得到具有期望的 形狀的樹脂粒狀體的觀點考慮，該熔融粘度優選為IPa ? S以上17Pa ? S以下，進一步優選為 3Pa ? S以上15Pa ? S以下。
[0047] 圖2是用于對本實施方式的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的截面形狀的一個例子 進行說明的圖。
[0048] 如圖2所示，本實施方式的半導體密封用環氧樹脂粒狀體可以取包含大致圓形的 形狀的各種截面形狀。就該樹脂粒狀體而言，為了降低該樹脂粒狀體的互相粘附，長寬比 (長徑/短徑)優選為1以上3以下，進一步優選為1以上2.5以下。
[0049] 利用本實施方式的制造方法制作的半導體密封用環氧樹脂粒狀體，為了得到穩定 的輸送性、生產率、穩定的稱量精度，使用JIS標準篩通過篩分測得的粒度分布中小于lOOwii 的微粉的比例相對于樹脂粒狀體總量優選為5質量％以下，更優選為3質量％以下，特別優 選為1質量％以下。小于100M1的微粉會產生樹脂粒狀體的保管中的固著、輸送路徑上的顆 粒彼此的固著和在輸送裝置上的附著，其結果，對半導體裝置的連續生產率和生產的節拍 時間帶來障礙。當小于100M1的微粉的比例為上述上限值以下時，幾乎沒有顆粒彼此的固著 和在輸送裝置上的附著，能得到半導體裝置的良好的連續生產率和穩定的生產率。另外，關 于粒徑小于lOOwii的微粉的比例的下限值并沒有特別限定，可以為0質量％。
[0050] 在此，為了得到小于lOOwii的微粉的比例滿足上述條件的樹脂粒狀體，高度地控制 使用的樹脂組合物的組成與利用熱切割法將上述樹脂塊的前端部切斷的條件的組合很重 要。利用熱切割法將上述樹脂塊的前端部切斷的條件，能夠根據使用的樹脂組合物的組成 (添加劑的種類、添加劑的配合比例、熱固性樹脂的種類等)適當調整。
[0051] 此外，作為對半導體密封用環氧樹脂粒狀體的粒度分布進行測定的方法，可以舉 出以下的方法:使用R〇-Tap型搖篩機具備的網眼2.00mm和106mi的JIS標準篩，使這些篩振 動(錘打數：120次/分鐘）20分鐘，同時使40g的試樣通過篩進行分級，求出2.00mm的篩上殘 留的粗粒相對于分級前的試樣質量的質量％和通過106M1的篩的微粉相對于分級前的試樣 質量的質量％。此外，在使用該方法的情況下，長寬比高的顆粒(短徑小于篩的網眼、且長徑 大于篩的網眼的顆粒)有可能通過各個篩，為了方便起見，將利用上述方法分級的成分的質 量％定義為顆粒狀的樹脂組合物的粒度分布。
[0052] 另外，以往的壓縮成形用的半導體密封用樹脂組合物為將各原料成分用混合機預 混合后，利用輥、捏合機或擠出機等混煉機進行加熱混煉，經冷卻、粉碎工序而得到的粉碎 物。這樣的粉碎物，使用JIS標準篩通過篩分測得的粒度分布中小于106wii的微粉量相對于 全部樹脂組合物超過10質量％，2_以上的粗粒量為4~6質量％左右，具有寬的粒度分布。
[0053] 利用本實施方式的制造方法制作的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的平均粒徑 (D50)優選為lOOwii以上lOOOtim以下，進一步優選為200wii以上500wii以下。通過使用具有這 樣的范圍的平均粒徑的樹脂粒狀體，能夠防止由散落不均導致的生產率的降低。
[0054] 利用本實施方式的制造方法制作的半導體密封用環氧樹脂粒狀體，從利用振動給 料機等輸送裝置進行輸送的輸送性的觀點考慮，休止角優選為20°以上60°以下，進一步優 選為30°以上50°以下。上述數值范圍內的樹脂粒狀體在使用振動給料機等輸送裝置輸送時 難以引起固著或堵塞等。作為休止角的測定方法，如圖3所示，將半導體密封用環氧樹脂粒 狀體202從漏斗201的孔投下到一定面積的水平板205上，使其堆積成圓錐形。將不崩塌而保 持一定的形狀的粒狀體204的仰角稱為休止角。接著，通過使與水平板205位于同一臺座206 上的規定重量的砝碼203落下，對顆粒體204施加沖擊。將崩塌后的粒狀體204的仰角稱為崩 塌角。作為休止角和破裂角的測定裝置，可以舉出粉末測試儀（細川密克朗株式會社 (Hosokawa Micron Corpora tion)制造）。
[0055] 以下，對用于制作上述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的設置在擠出成形機中的 環氧樹脂組合物進行說明。
[0056] 本實施方式的制造方法中準備的半導體密封用環氧樹脂組合物（以下也稱為"環 氧樹脂組合物"），如其名稱那樣，含有環氧樹脂。上述環氧樹脂為在1分子內具有2個以上環 氧基的單體、低聚物、聚合物，其分子量和分子結構沒有限定。作為上述環氧樹脂，可以舉 出：聯苯型環氧樹脂、雙酸A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、芪型環氧樹脂、氫醌型環氧樹脂 等結晶性環氧樹脂；甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型 環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂;含亞苯基骨架的苯酚芳烷基型環氧樹脂、含亞聯苯基骨 架的苯酚芳烷基型環氧樹脂、含亞苯基骨架的萘酚芳烷基型環氧樹脂等酚芳烷基型環氧樹 月旨;三酚甲烷型環氧樹脂、烷基改性三酚甲烷型環氧樹脂等3官能型環氧樹脂;雙環戊二烯 改性酚型環氧樹脂、萜烯改性酚型環氧樹脂等改性酚型環氧樹脂;含三嗪核的環氧樹脂等 含雜環的環氧樹脂，這些環氧樹脂可以單獨使用1種，也可以將2種以上組合使用。
[0057] 另外，可以使上述環氧樹脂組合物含有固化劑。該固化劑只要為與環氧樹脂反應 使其固化的物質即可。作為上述固化劑，例如可以舉出：亞乙基二胺、三亞甲基二胺、四亞甲 基二胺、六亞甲基二胺等碳原子數2~20的直鏈脂肪族二胺、間苯二胺、對苯二胺、對二甲苯 二胺、4,4'_二氨基二苯基甲燒、4,4'_二氨基二苯基丙烷、4,4'-二氨基二苯基釀、4,4'_二 氨基二苯基砜、4，4 二氨基二環己烷、雙(4-氨基苯基)苯基甲烷、1，5-二氨基萘、間二甲苯 二胺、對二甲苯二胺、1，1_雙(4-氨基苯基)環己烷、雙氰胺等氨基類;苯胺改性甲階酚醛樹 脂和二甲基醚甲階酚醛樹脂等甲階酚醛型酚醛樹脂；苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹 月旨、叔丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂;含亞苯基骨 架的苯酚芳烷基樹脂、含亞聯苯基骨架的苯酚芳烷基樹脂等苯酚芳烷基樹脂;具有如萘骨 架或蒽骨架那樣的稠環結構的酚醛樹脂;聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯;酸酐等，包括六氫鄰 苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MTHPA)等脂環族酸酐，偏苯三甲酸酐(TMA)、均 苯四甲酸酐(PMDA)、二苯甲酮四酸二酐(BTDA)等芳香族酸酐等；多硫化物、硫酯、硫醚等聚 硫醇化合物;異氰酸酯預聚物、封端異氰酸酯等異氰酸酯化合物;含羧酸的聚酯樹脂等有機 酸類。這些固化劑可以單獨使用1種，也可以將2種以上組合使用。另外，在這些物質中，作為 用于半導體密封材的固化劑，從耐濕性、可靠性等方面考慮，優選使用在1分子內具有至少2 個酚性羥基的化合物。作為這樣的固化劑，可以舉出：苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹 月旨、叔丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂；甲階酚醛型 酚醛樹脂;聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯;含亞苯基骨架的苯酚芳烷基樹脂、含亞聯苯基骨架 的苯酚芳烷基樹脂。
[0058]可以使上述環氧樹脂組合物含有無機填充劑。作為無機填充劑，能夠使用通常在 半導體密封材中使用的無機填充劑。作為上述無機填充劑，例如可以舉出：熔融破碎二氧化 硅、熔融球狀二氧化硅、結晶二氧化硅、二次凝聚二氧化硅等二氧化硅;氧化鋁;鈦白；氫氧 化鋁;滑石;粘土;云母;玻璃纖維。在這些無機填充劑中，優選熔融球狀二氧化硅。另外，顆 粒形狀沒有限制，優選為真球狀。另外，通過將顆粒的大小不同的無機填充劑混合能夠增多 無機填充量，當考慮模腔內的向半導體元件周邊的填充性時，其粒徑優選為0.01M1以上150 Ml以下。
[0059] 可以使上述環氧樹脂組合物含有固化促進劑。該固化促進劑只要為促進環氧基與 固化劑的固化反應的物質即可。作為上述固化促進劑，例如可以舉出：1，8_二氮雜雙環(5， 4，0)十一碳烯_7等二氮雜雙環烯烴及其衍生物;三丁基胺、芐基二甲基胺等胺類化合物;2-甲基咪唑等咪唑化合物;三苯基膦、甲基二苯基膦等有機膦類；四苯基硼酸四苯基鱗、四苯 甲酸硼酸四苯基鱗、四萘甲酸硼酸四苯基鱗、四萘甲酰氧基硼酸四苯基鱗、四萘氧基硼酸四 苯基鱗等四取代硼酸四取代鱗;對苯醌進行加成而得到的三苯基膦。這些固化促進劑可以 單獨使用1種，也可以將2種以上組合使用。優選使用半導體密封用環氧樹脂粒狀體在模腔 內熔融后的急劇的增稠少的固化促進劑。
[0060] 在上述環氧樹脂組合物中，除了上述的各種成分以外，可以根據需要配合：y-環 氧丙氧基丙基二甲氧基硅烷等偶聯劑;炭黑等著色劑;天然錯、合成錯、尚級脂肪酸或者其 金屬鹽類、石蠟、氧化聚乙烯等脫模劑;硅油、硅橡膠等低應力劑;水滑石等離子捕捉劑;氫 氧化鋁等阻燃劑;抗氧化劑等添加劑。
[0061] <半導體裝置的制造方法>
[0062] 本實施方式的半導體裝置的制造方法包括:利用上述的方法準備半導體密封用環 氧樹脂粒狀體的工序;和使用所得到的半導體密封用環氧樹脂粒狀體，利用壓縮成形將半 導體元件密封的工序。通過使用本發明的環氧樹脂粒狀體，即使在進行極薄型的半導體封 裝件或大面積的面板成形的大型的半導體封裝件的制造工藝中，也能夠制造可靠性優異的 半導體裝置。
[0063]作為由半導體密封用環氧樹脂粒狀體密封的半導體元件，例如可以舉出：集成電 路、大規模集成電路、三極管、晶閘管、二極管、固體攝像元件。作為利用本實施方式的制造 方法得到的半導體裝置，例如可以舉出：球柵陣列(BGA)、MAP型的BGA。本發明的方法能夠應 用于例如芯片尺寸封裝(CSP)、四方扁平無引線封裝(QFN)、小外形無引線封裝（S0N)、引線 框BGA(LF-BGA) 〇
[0064]另外，利用本實施方式的制造方法得到的半導體裝置，能夠直接或者在80°C~200 °c左右的溫度下花費10分鐘~10小時左右的時間使其完全固化后，搭載在電子設備等中。
[0065] 以下，舉出具備引線框或電路基板、在引線框或電路基板上層疊或并列搭載的1個 以上的半導體元件、將引線框或電路基板與半導體元件電連接的接合線、將半導體元件和 接合線密封的密封材的半導體裝置為例，對利用本實施方式的制造方法得到的半導體裝置 進行說明，但是本發明并不限定于使用接合線的半導體裝置。
[0066] 圖4和5是表示本實施方式的半導體裝置的一個例子的截面結構的圖。
[0067] 圖4所示的半導體裝置是對搭載在引線框上的半導體元件進行密封而得到的。詳 細而言，在芯片焊盤403上經由芯片接合材固化體402固定有半導體元件401。半導體元件 401的電極焊盤(未圖示)和引線框405之間通過導線404連接。上述半導體元件401通過由半 導體密封用環氧樹脂粒狀體的固化體構成的密封材406密封。
[0068] 圖5所示的半導體裝置是對搭載在電路基板上的半導體元件進行密封而得到的。 詳細而言，在電路基板408上經由芯片接合材固化體402固定有半導體元件401。該半導體元 件401的電極焊盤(未圖示)和電路基板408上的電極焊盤407之間通過導線404連接。通過由 半導體密封用環氧樹脂粒狀體的固化體構成的密封材406,僅密封電路基板408的搭載有半 導體元件401的面。電路基板408上的電極焊盤407與電路基板408上的非密封面側的焊球 409在內部接合。
[0069] 此外，本發明并不限定于上述的實施方式，在能夠實現本發明的目的的范圍內的 變形、改良等包含在本發明中。
[0070] 以上參照附圖對本發明的實施方式進行了說明，但是這些內容為本發明的示例， 也可以采用上述以外的各種構成。
[0071] 實施例
[0072] 以下，參照實施例對本發明詳細地進行說明，但是本發明不受這些實施例的記載 任何限定。只要沒有特別記載，以下記載的"份"表示"質量份"表示"質量％"。
[0073] 將各實施例和各比較例中使用的原料成分示于以下。
[0074] <環氧樹脂>
[0075] ?環氧樹脂1:含亞苯基骨架的苯酚芳烷基型環氧樹脂（日本化藥株式會社制造、 NC-3000。軟化點58°C、環氧當量277)
[0076] ?環氧樹脂2:聯苯型環氧樹脂（日本環氧樹脂株式會社制造、YX4000。熔點45°C、 環氧當量172)
[0077] <固化劑>
[0078] ?固化劑1:含亞聯苯基骨架的苯酚芳烷基樹脂MEH7851S(明和化成株式會社制 造、MEH7851S)
[0079] ?固化劑2:含亞苯基骨架的苯酚芳烷基樹脂(三井化學株式會社制造、XLC-4L。軟 化點65°C、羥基當量165)
[0080] <其它成分>
[0081 ] ?固化促進劑:三苯基膦
[0082] ?無機填充劑:平均粒徑16mi的熔融球狀二氧化硅
[0083] ?棕櫚蠟
[0084] ?炭黑
[0085] ?偶聯劑
[0086] <半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造>
[0087] (實施例1~4)
[0088] 將表1所示的配合量的各成分投入到雙軸混煉機中進行熔融混煉得到樹脂組合 物。接著，將所得到的樹脂組合物使用單軸擠出成形機擠出，利用表1所示的轉速的切斷刀 將該擠出的樹脂塊的前端部切斷而得到樹脂粒狀體。使用的單軸擠出成形機的條件示于以 下的表1。此外，單軸擠出成形機設定成：孔徑1mm、轉速94rpm、模具溫度65°C、排出溫度64 °C、排出量7.8kg/hr。另外，單軸擠出成形機具備的螺桿軸使用冷風進行冷卻使得螺桿軸溫 度為30°C。
[0089](比較例1)
[0090]將表1所示的配合量的各成分利用超級混合機粉碎混合5分鐘后，將所得到的混合 物用具備直徑65mm的料筒內徑的同方向旋轉雙軸擠出機在螺桿轉速30rpm、樹脂溫度100 °C 的條件下進行熔融混煉得到樹脂組合物。接著，將所得到的樹脂組合物以2kg/hr從直徑 20cm的轉子的上方供給，利用使轉子以3000rpm旋轉而得到的離心力，使其通過被加熱到 115°C的圓筒狀外周部的多個小孔(孔徑2.5mm)。然后，進行冷卻，由此得到顆粒狀的環氧樹 脂組合物。將所得到的顆粒狀的環氧樹脂組合物在溫度15°C、相對濕度55%RH的條件下，在 空氣氣流下攪拌3小時。
[0091](比較例2)
[0092] 將利用與比較例1同樣的方法得到的顆粒狀的環氧樹脂組合物，利用磨碎式粉碎 機(增幸產業株式會社制造的SUPERMASS⑶LL0IDER)以1800轉進行10次微細化處理，使用 Ro-Tap型搖篩機（丸菱科學機械制作所制造、型號-SS-100A)具備的網眼1000M的JIS標準 篩，使這些篩振動(錘打數：120轉/分鐘）20分鐘，同時使所得到的粉碎物通過篩進行分級， 得到粒狀的樹脂組合物。在比較例2中，這樣得到粒狀的密封用環氧樹脂組合物。
[0093] 在此，對于用于制造上述的實施例和比較例的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的樹 脂組合物，使用高化式流動試驗儀(株式會社島津制作所制造、CFT-500)，在175°C、壓力 40kgf/cm 2、毛細管直徑0.5mm的條件下測定熔融粘度，結果，任一樹脂組合物的175°C的熔 融粘度的值均為3Pa ? s以上8Pa ? s以下。
[0094]對所得到的半導體密封用環氧樹脂粒狀體進行下述所示的測定和評價。
[0095] ?長寬比（長徑/短徑）：算出由所得到的樹脂粒狀體的投影像測得的長徑除以短 徑而得到的值。
[0096] ? 1mm以上的顆粒的比例：將所得到的樹脂粒狀體40g稱量至lmg作為試樣。使用 Ro-Tap型搖篩機(丸菱科學機械制作所制造、型號-SS-100A)具備的網眼1000 mi和100_的 JIS標準篩，使這些篩振動（錘打數：120轉/分鐘）20分鐘，同時使試樣通過篩進行分級。接 著，對lOOOwii的篩上殘留的顆粒的質量進行測定，求出相對于分級前的總試樣質量的質量 比。
[0097] ?小于100M的微粉量:將所得到的樹脂粒狀體40g稱量至lmg作為試樣。使用Ro- Tap型搖篩機(丸菱科學機械制作所制造、型號-SS-100A)具備的網眼106mi的JIS標準篩，使 這些篩振動(錘打數:120轉/分鐘)20分鐘，同時使試樣通過篩進行分級。接著，對通過lOOwii 的篩的微粉的質量進行測定，求出相對于分級前的總試樣質量的質量比。
[0098] ?休止角:如圖3所示，使用漏斗201從垂直方向向粉末測試儀(細川密克朗株式會 社制造、型號-PT-E)具備的直徑80mm的圓板狀水平板205的中心投下樹脂粒狀體，在水平板 205上形成圓錐狀的樹脂粒狀體204。持續進行樹脂粒狀體的投下直至圓錐成為一定形狀， 接著，使量角器如圖3那樣求出該圓錐的仰角（巾）作為休止角。此外，單位為°。
[0099] ?顆粒形狀:通過目視確認所得到的樹脂粒狀體的形狀。此外，實施例1和比較例1 的環氧樹脂粒狀體的形狀分別示于圖6和圖7。
[0100] ?填充性:如圖8所示，通過使用振動給料機輸送規定量，準備裝入有樹脂粒狀體 606的樹脂材料供給容器607。將該供給容器607配置在壓縮成形模具的上模具601與下模具 609之間。另外，將用12個銀膏粘接有厚度0.15mm、4mm見方的半導體元件604的電路基板603 (厚度0.1mm、寬度77.5mm、長度240mm。由耐熱性等級為FR-4的玻璃基材環氧樹脂覆銅層疊 板構成），以搭載有半導體元件604的面朝下的方式，利用基板固定裝置602固定在上模具 601上。接著，通過使在樹脂材料供給容器607的底面設置的閘門（shutt er)608沿橫向滑動， 將樹脂粒狀體606供給到下模腔610內，然后，將樹脂材料供給容器607搬出到模具外。接著， 將上模具601和下模具609合在一起，使模具內為減壓，同時利用壓縮成形機(T0WA株式會社 制造)對192個半導體元件604進行面板成形，得到成形品。該成形條件為模具溫度175°C、成 形壓力3.9MPa、固化時間120秒。不使所得到的成形品單片化而直接使用超聲波探傷裝置 (日立建機FineTech株式會社(Hitachi Kenki FineTech Co?，Ltd)制造、mi-scope hyper II)對填充性進行評價。將全部模擬元件的周邊完全由樹脂組合物填充的情況判定為?，將 在任一個元件周邊產生了空心洞或空隙等填充不良的情況判定為X。將所得到的結果示于 表1。
[0101 ]將關于上述評價項目的結果與樹脂組合物所使用的材料一同示于以下的表1。
[0103]如圖6所示，實施例1的樹脂粒狀體，其立體形狀為紡錘形狀，并且形狀沒有偏差具 有均勻性。此外，關于實施例2~4的樹脂粒狀體，也與實施例1同樣地為具有均勻性的紡錘 形狀的顆粒。另外，使用該樹脂粒狀體利用上述實施方式中說明的方法制作的半導體裝置， 生產率和可靠性優異。另外，在使用實施例的樹脂粒狀體進行大面積的面板成形的情況下， 在壓縮成形時不產生散落不均也不產生樹脂粒狀體的互相粘附。另一方面，比較例1的樹脂 粒狀體，如圖7所示，其形狀為不定形狀。另外，比較例2的樹脂粒狀體，其形狀也為不定形 狀。在使用比較例的樹脂粒狀體進行大面積的面板成形的情況下，在壓縮成形時產生微細 的散落不均和樹脂粒狀體的互相粘附。因此，比較例的樹脂粒狀體不滿足在生產率優異并 且可靠性優異的半導體裝置的制造中能夠使用的水準。
[0104] 本申請主張以2015年3月31日提出申請的日本申請特愿2015-071554號為基礎的 優先權，在此援用其全部公開內容。
【主權項】
1. 一種半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其為在利用壓縮成形將半導體元件 密封而成的半導體裝置中使用的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，所述制造方法 的特征在于，包括： 準備半導體密封用環氧樹脂組合物的工序； 將所述半導體密封用環氧樹脂組合物設置在擠出成形機中的工序;和 利用熱切割法將從所述擠出成形機中擠出的由所述半導體密封用環氧樹脂組合物構 成的樹脂塊的前端部切斷而得到半導體密封用環氧樹脂粒狀體的工序， 所述半導體密封用環氧樹脂組合物的使用高化式流動試驗儀測得的175°c的熔融粘度 為0.5Pa · S以上20Pa · S以下。2. 根據權利要求1所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特征在于： 所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體的休止角為20°以上60°以下。3. 根據權利要求1或2所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特征在于： 所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體具有球形、圓柱形、紡錘形或圓錐形的形狀。4. 根據權利要求3所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特征在于： 所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體具有紡錘形的形狀。5. 根據權利要求1~4中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特 征在于： 所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體的長寬比(長徑/短徑)為1以上3以下。6. 根據權利要求1~5中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特 征在于： 在所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體的使用JIS標準篩通過篩分測得的粒度分布中， 相對于該半導體密封用環氧樹脂粒狀體整體，小于100μπι的微粉的比例為5質量％以下。7. 根據權利要求1~6中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特 征在于： 所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體具有100μπι以上lOOOwii以下的平均粒徑。8. 根據權利要求1~7中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特 征在于： 所述半導體密封用環氧樹脂組合物包含環氧樹脂、固化劑、固化促進劑和無機填充劑。9. 根據權利要求8所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其特征在于： 所述無機填充劑具有〇. 〇 lwn以上150μηι以下的粒徑。10. 根據權利要求1~9中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，其 特征在于： 利用熱切割法將從所述擠出成形機中擠出的由所述半導體密封用環氧樹脂組合物構 成的樹脂塊的前端部切斷的所述工序，使用具備螺桿軸的擠出成形機在所述螺桿軸的溫度 為80 °C以下實施。11. 一種半導體密封用環氧樹脂粒狀體，其特征在于： 利用權利要求1~10中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法得到。12. -種半導體裝置的制造方法，其特征在于，包括： 利用權利要求1~10中任一項所述的半導體密封用環氧樹脂粒狀體的制造方法，準備 半導體密封用環氧樹脂粒狀體的工序;和 使用所述半導體密封用環氧樹脂粒狀體，利用壓縮成形將半導體元件密封的工序。13. -種半導體裝置，其特征在于： 利用權利要求12所述的半導體裝置的制造方法得到。
【文檔編號】B29B9/06GK106003459SQ201610197364
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】伊藤祐輔, 渡部格, 林博之, 齊藤毅, 東野成哉, 水野恭宏, 住吉孝文
【申請人】住友電木株式會社