帶半導體密封用基體材料的密封材料、半導體裝置及半導體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可制造外觀及激光標記性良好的半導體裝置的制造的帶半導體密封用基體材料的密封材料、及其半導體裝置和半導體裝置的制造方法。所述帶半導體密封用基體材料的密封材料用于將裝載有半導體元件的半導體元件裝載基板的元件裝載面、或形成有半導體元件的半導體元件形成晶片的元件形成面一起密封，其特征在于，具有基體材料、形成于該基體材料一側表面且包含未固化乃至半固化的熱固性樹脂的密封樹脂層、以及形成于所述基體材料的另一側表面的表面樹脂層。
【專利說明】帶半導體密封用基體材料的密封材料、半導體裝置及半導 體裝置的制造方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可將裝載有半導體元件的基板的元件裝載面、或形成有半導體元 件的晶片的元件形成面以晶片水平一起密封的密封材料，特別是涉及一種帶半導體密封用 基體材料的密封材料、使用該帶半導體密封用基體材料制造的半導體裝置、及其制造方法。

【背景技術】
[0002] 目前，作為裝載有半導體元件的基板的元件裝載面、或形成有半導體元件的晶片 的元件形成面以晶片水平進行的密封，公開、開發(fā)了各種方式，可例示利用旋涂的密封、利 用絲網印刷的密封（專利文獻1)、使用在膜支承體上涂敷熱熔融性環(huán)氧樹脂而成的復合片 材的方法（專利文獻2及專利文獻3)。
[0003] 其中，作為裝載有半導體元件的基板的元件裝載面的晶片水平的密封方法，如下 方法最近得以投入批量生產：在金屬、硅晶片、或玻璃基板等的上部貼附具有兩面粘接層的 膜或通過旋涂等涂布粘接劑后，使半導體元件排列、粘接并裝載在該基板上，作為元件裝載 面，然后，利用液態(tài)環(huán)氧樹脂或環(huán)氧模塑料等在加熱下進行加壓成形來密封，由此密封該元 件裝載面（專利文獻4)。另外，同樣，作為形成有半導體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產：利用液態(tài)環(huán)氧樹脂或環(huán)氧模塑料等在加 熱下進行加壓成形來密封，由此密封該元件形成面。
[0004] 然而，在如上所述的方法中，在使用200mm(8英寸）左右的小徑晶片或金屬等小徑 基板的情況下，目前可以密封而無重大問題，但在密封裝載了 300_(12英寸）以上的半導 體元件的大徑基板或形成有半導體元件的大徑晶片的情況下，由于密封固化時的環(huán)氧樹脂 等的收縮應力，導致基板或晶片產生翹曲，成為重大的問題。另外，在以晶片水平密封裝載 有半導體元件的大徑基板的元件裝載面的情況下，由于密封固化時的環(huán)氧樹脂等的收縮應 力，產生半導體元件從金屬等基板上剝離這樣的問題，因此，無法投入批量生產，成為重大 的問題。
[0005] 作為解決這樣的問題的方法，可以舉出如下方法：為了將裝載有半導體元件的基 板的元件裝載面、或形成有半導體元件的晶片的元件形成面一起密封，使用具有使熱固性 樹脂含浸于纖維基體材料而將該熱固性樹脂半固化或固化的樹脂含浸纖維基體材料和由 形成于該樹脂含浸纖維基體材料的一面上的未固化的熱固性樹脂構成的未固化樹脂層的 帶半導體密封用基體材料的密封材料（專利文獻5)。
[0006] 如果為這樣的帶半導體密封用基體材料的密封材料，則膨脹系數非常小的樹脂含 浸纖維基體材料可抑制密封固化時未固化樹脂層的收縮應力。因此，即使在密封大徑晶片 或金屬等大徑基板的情況下，也可抑制基板的翹曲、半導體元件自基板的剝離，并且以晶片 水平將裝載有半導體元件的基板的元件裝載面一起密封。另外，在密封后，耐熱性或耐濕性 等密封性能優(yōu)異，成為通用性非常高的帶半導體密封用基體材料的密封材料。
[0007] 但是，使用如上所述的帶半導體密封用基體材料的密封材料的半導體裝置的基體 材料的面在表面露出，因此，與用現有的熱固性環(huán)氧樹脂等進行密封的情況相比，外觀變 差。進而，由于表面為基體材料，因此，存在激光標記性差這樣的問題。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1日本特開2002-179885號公報
[0011] 專利文獻2日本特開2009-60146號公報
[0012] 專利文獻3日本特開2007-001266號公報
[0013] 專利文獻4日本特表2004-504723號公報
[0014] 專利文獻5日本特開2012-151451號公報


【發(fā)明內容】

[0015] 本發(fā)明是為了解決使用帶半導體密封用基體材料的密封材料的半導體裝置中的 上述問題點而完成的，其目的在于，提供一種可制造外觀及激光標記性良好的半導體裝置 的帶半導體密封用基體材料的密封材料、及其半導體裝置和半導體裝置的制造方法。
[0016] 用于解決課題的技術方案
[0017] 為了實現上述目的，根據本發(fā)明，可提供一種帶半導體密封用基體材料的密封材 料，其用于將裝載有半導體元件的半導體元件裝載基板的元件裝載面、或形成有半導體元 件的半導體元件形成晶片的元件形成面一起密封，其特征在于，具有基體材料、形成于該基 體材料一側表面且包含未固化乃至半固化的熱固性樹脂的密封樹脂層以及形成于所述基 體材料的另一側表面的表面樹脂層。
[0018] 如果為這樣的帶半導體密封用基體材料的密封材料，則通過具有表面樹脂層，可 制造外觀及激光標記性良好的半導體裝置。
[0019] 所述表面樹脂層由固化性環(huán)氧樹脂、固化性有機硅樹脂、固化性環(huán)氧-有機硅復 合樹脂、固化性環(huán)氧（甲基）丙烯酸酯、固化性（甲基）丙烯酸樹脂、固化性聚酰亞胺樹脂 中的任一種形成，另外，優(yōu)選為黑色。
[0020] 如果為這樣的表面樹脂層，則可以可靠地使外觀及激光標記性良好。
[0021] 另外，所述表面樹脂層可使用液態(tài)樹脂并通過印刷方式、噴霧方式、涂敷方式、或 者膜熱壓合方式形成，通過熱或光進行固化。
[0022] 如果是這樣，則可容易地形成表面樹脂層。
[0023] 另外，所述表面樹脂層的厚度優(yōu)選為0. 5微米以上。
[0024] 如果為這樣的厚度，可制造一種在激光標記時基體材料不會因表面露出而損傷外 觀，且翹曲得到抑制的半導體裝置。
[0025] 另外，根據本發(fā)明，可提供一種半導體裝置，其特征在于，利用所述本發(fā)明的帶半 導體密封用基體材料的密封材料的密封樹脂層將所述半導體元件裝載基板的元件裝載面、 或所述半導體元件形成晶片的元件形成面一起密封后，進行切割來劃片。
[0026] 如果為這樣的半導體裝置，則外觀及激光標記性良好。
[0027] 所述半導體裝置可以在所述帶半導體密封用基體材料的密封材料的表面樹脂層 的表面進行標記。
[0028] 如果為這樣的半導體裝置，則成為具有期望的標記且外觀良好的半導體裝置。
[0029] 另外，根據本發(fā)明，可提供一種半導體裝置的制造方法，其本包括：
[0030] 包覆工序，利用所述本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料的密封樹脂層 包覆所述半導體元件裝載基板的元件裝載面、或所述半導體元件形成晶片的元件形成面； 密封工序，通過對所述密封樹脂層進行加熱使其固化來一起密封所述元件裝載面或所述元 件形成面；切割工序：通過對密封后的所述半導體元件裝載基板或所述半導體元件形成晶 片進行切割來制造單片的半導體裝置。
[0031] 如果為這樣的制造方法，可制造外觀及激光標記性良好的半導體裝置。
[0032] 發(fā)明的效果
[0033] 本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料具有基體材料、形成于該基體材料 一側表面且包含未固化乃至半固化的熱固性樹脂的密封樹脂層以及形成于所述基體材料 的另一側表面的表面樹脂層，因此，可制造一種在制造半導體裝置時可抑制基板的翹曲、半 導體元件自基板的剝離，并且可以將元件裝載面或元件形成面一起密封，制造外觀及激光 標記性良好的半導體裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料的一個例子的剖面圖；
[0035]圖2是表示使用本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料將半導體元件裝 載基板一起密封而得到的密封后的半導體元件裝載基板的一個例子的圖；
[0036]圖3是表示使用本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料制造的半導體裝 置的一個例子的圖。
[0037] 符號說明
[0038] 1…帶半導體密封用基體材料的密封材料、2…表面樹脂層、3…基體材料、
[0039] 4…密封樹脂層、4'…固化后的密封樹脂層、5…密封后的半導體元件裝載基板、
[0040] 6…半導體元件、7…半導體元件裝載基板、8…半導體裝置

【具體實施方式】
[0041] 下面，對本發(fā)明的實施方式進行說明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0042]為了解決如上使用帶半導體密封用基體材料的密封材料的半導體裝置的外觀或 激光標記性差這樣的問題，本發(fā)明人等進行了潛心研究。其結果想到，如果在帶半導體密封 用基體材料的密封材料的外部露出側的面形成表面樹脂層，可以使外觀及標記性良好，完 成了本發(fā)明。
[0043] 以下，對本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料、半導體裝置、及半導體裝 置的制造方法詳細地進行說明，但本發(fā)明并不限定于這些。
[0044][帶半導體密封用基體材料的密封材料]
[0045]如圖1所示，本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料1主要由基體材料3、 形成于基體材料3的一側表面且包含未固化乃至半固化的熱固性樹脂的密封樹脂層4和形 成于基體材料3的另一側表面的表面樹脂層2構成。
[0046](表面樹脂層）
[0047] 構成本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料的表面樹脂層2可以由固化 性環(huán)氧樹脂、固化性有機硅樹脂、固化性環(huán)氧-有機硅復合樹脂、固化性環(huán)氧（甲基）丙烯 酸酯、固化性（甲基）丙烯酸樹脂、固化性聚酰亞胺樹脂中的任一種形成，但并不限定于此。 [0048]〈環(huán)氧樹脂〉
[0049] 本發(fā)明的表面樹脂層2中所使用的環(huán)氧樹脂沒有特別限制，例如可以舉出：雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、3, 3'，5, 5'-四甲基-4, 4'-聯(lián)苯酚型環(huán)氧樹脂或4, 4'-聯(lián) 苯酚型環(huán)氧樹脂這樣的聯(lián)苯酚型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán) 氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、萘二醇型環(huán)氧樹脂、三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂、四羥 苯基乙烷型環(huán)氧樹脂、及苯酚二環(huán)戊二烯酚醛清漆型環(huán)氧樹脂的芳香環(huán)被氫化了的環(huán)氧樹 月旨、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂等在室溫下為液態(tài)或固體的公知的環(huán)氧樹脂。另外，根據需要，可以根 據目的組合使用一定量的上述以外的環(huán)氧樹脂。
[0050] 由環(huán)氧樹脂制成的表面樹脂層2中可以含有環(huán)氧樹脂的固化劑。作為該固化劑， 可以使用苯酚酚醛清漆樹脂、各種胺衍生物、酸酐或使酸酐基部分開環(huán)而生成羧酸的物質。 其中，為了確保使用本發(fā)明的帶半導體密封用基體材料的密封材料而制造的半導體裝置的 可靠性，優(yōu)選苯酚酚醛清漆樹脂。特別優(yōu)選以環(huán)氧基和酚性羥基的比率為1 :〇. 8?1. 3的 方式混合所述環(huán)氧樹脂和該苯酚酚醛清漆樹脂。
[0051] 進而，為了促進上述環(huán)氧樹脂和上述固化劑的反應，也可以使用咪唑衍生物、膦衍 生物、胺衍生物、有機鋁化合物等金屬化合物等作為反應促進劑（催化劑）。
[0052] 由環(huán)氧樹脂制成的表面樹脂層2中可以進一步根據需要配合各種添加劑。例如， 出于改善樹脂的性質的目的，可以根據目的適宜添加配合各種熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、 有機合成橡膠、有機硅系等低應力劑、蠟類、鹵素捕集劑等添加劑。
[0053] 〈有機硅樹脂〉
[0054] 作為本發(fā)明的表面樹脂層2中所使用的有機硅樹脂，沒有特別限制，可使用熱固 性、UV固化性有機硅樹脂等。特別是由有機硅樹脂制成的樹脂層優(yōu)選含有加成固化型有機 硅樹脂組合物。作為該加成固化型有機硅樹脂組合物，特別優(yōu)選（A)具有非共軛雙鍵的有 機硅化合物（例如含烯基二有機聚硅氧烷）、（B)有機氫聚硅氧烷、及（C)鉬系催化劑作為 必需成分。以下，對這些（A)?（C)成分進行說明。
[0055] 作為上述㈧具有非共軛雙鍵的有機硅化合物，可例示：
[0056] 通式（I) =R1R2R3SiO-(R4R5SiO)a-(R6R7SiO)^SiR1R2R3(式中，R1 表示含有非共軛雙 鍵的一價烴基，R2?R7分別表示相同或不同種類的一價烴基，a及b為滿足0 <a< 500、 0 <b< 250、且0 <a+b< 500的整數。）所示的分子鏈兩末端用含有不飽和基團的三有 機硅氧烷基封端的直鏈狀二有機聚硅氧烷等有機聚硅氧烷。
[0057] 上述通式（1)中，R1為含有非共軛雙鍵的一價烴基，為具有優(yōu)選碳原子數2?8、 特別優(yōu)選碳原子數2?6的烯基所代表的脂肪族不飽和鍵且含有非共軛雙鍵的一價烴基。
[0058] 上述通式⑴中，R2?R7分別為相同或不同種類的一價烴基，可以舉出：優(yōu)選碳 原子數1?20、特別優(yōu)選碳原子數1?10的烷基、烯基、芳基、芳烷基等。另外，其中，R4? R7可優(yōu)選舉出：除脂肪族不飽和鍵以外的一價烴基，可特別優(yōu)選舉出：不具有烯基等脂肪族 不飽和鍵的烷基、芳基、芳烷基等。進而，其中，R6、R7優(yōu)選為芳香族一價烴基，特別優(yōu)選為苯 基或甲苯基等碳原子數6?12的芳基等。
[0059] 上述通式（1)中，a及b為滿足0彡a彡500、0彡b彡250、且0彡a+b彡500的 整數，a優(yōu)選為10彡a彡500,b優(yōu)選為O彡b彡150,另外，a+b優(yōu)選滿足10彡a+b彡500。
[0060] 上述通式（1)所示的有機聚硅氧烷例如可通過環(huán)狀二苯基聚硅氧烷、環(huán)狀甲基苯 基聚娃氧燒等環(huán)狀-有機聚娃氧燒和構成末端基團的-苯基四乙稀基-娃氧燒、-乙稀基 四苯基二硅氧烷等二硅氧烷的堿平衡化反應來得到，此時，在利用堿催化劑（特別是KOH等 強堿）的平衡化反應中，利用少量的催化劑以不可逆反應進行聚合，因此，僅定量地進行開 環(huán)聚合，末端封端率也較高，因此，通常不含有硅烷醇基及氯成分。
[0061] 作為上述通式（1)所示的有機聚硅氧烷，具體而言，可例示下述的有機聚硅氧烷。
[0062] [化學式1]
[0063]

【權利要求】
1. 一種帶半導體密封用基體材料的密封材料，其用于將裝載有半導體元件的半導體元 件裝載基板的元件裝載面、或形成有半導體元件的半導體元件形成晶片的元件形成面進行 一起密封，其中， 所述密封材料具有基體材料、形成于該基體材料一側表面且包含未固化乃至半固化的 熱固性樹脂的密封樹脂層、W及形成于所述基體材料的另一側表面的表面樹脂層。
2. 根據權利要求1所述的帶半導體密封用基體材料的密封材料，其中， 所述表面樹脂層由固化性環(huán)氧樹脂、固化性有機娃樹脂、固化性環(huán)氧-有機娃復合樹 月旨、固化性環(huán)氧（甲基）丙帰酸醋、固化性（甲基）丙帰酸樹脂、固化性聚醜亞胺樹脂中的 任一種形成。
3. 根據權利要求1所述的帶半導體密封用基體材料的密封材料，其中，所述表面樹脂 層為黑色。
4. 根據權利要求1所述的帶半導體密封用基體材料的密封材料，其中， 所述表面樹脂層使用液態(tài)樹脂并通過印刷方式、噴霧方式、涂敷方式、或者膜熱壓合方 式形成，通過熱或光進行固化。
5. 根據權利要求1?4中任一項所述的帶半導體密封用基體材料的密封材料，其中，所 述表面樹脂層的厚度為0. 5微米W上。
6. -種半導體裝置，其通過權利要求1?5中任一項所述的帶半導體密封用基體材料 的密封材料的密封樹脂層將所述半導體元件裝載基板的元件裝載面、或所述半導體元件形 成晶片的元件形成面一起密封后，進行切割而形成為單片的半導體裝置。
7. 根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，在所述帶半導體密封用基體材料的密封 材料的表面樹脂層的表面進行了標記。
8. -種半導體裝置的制造方法，該方法具有W下工序： 包覆工序，利用權利要求1?5中任一項所述的帶半導體密封用基體材料的密封材料 的密封樹脂層對所述半導體元件裝載基板的元件裝載面、或所述半導體元件形成晶片的元 件形成面進行包覆； 密封工序，通過對所述密封樹脂層進行加熱并使其固化，將所述元件裝載面或所述元 件形成面進行一起密封； 切割工序，通過對密封后的所述半導體元件裝載基板或所述半導體元件形成晶片進行 切割，而制造單片的半導體裝置。
【文檔編號】H01L21/56GK104347530SQ201410366853
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權日:2013年7月29日
【發(fā)明者】中村朋陽, 鹽原利夫, 秋葉秀樹, 關口晉 申請人:信越化學工業(yè)株式會社