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JP2001055432A - Semiconductor device sealing resin composition, semiconductor device using the same, semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

Semiconductor device sealing resin composition, semiconductor device using the same, semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus

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Publication number
JP2001055432A
JP2001055432A JP11234595A JP23459599A JP2001055432A JP 2001055432 A JP2001055432 A JP 2001055432A JP 11234595 A JP11234595 A JP 11234595A JP 23459599 A JP23459599 A JP 23459599A JP 2001055432 A JP2001055432 A JP 2001055432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
semiconductor device
resin
sealing material
curing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11234595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Takigawa
幸雄 瀧川
Toshisane Kawahara
登志実 川原
Norio Fukazawa
則雄 深澤
Koji Hozumi
孝司 穂積
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP11234595A priority Critical patent/JP2001055432A/en
Publication of JP2001055432A publication Critical patent/JP2001055432A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハを樹脂封止する時間を短縮させ、生産
効率を向上させるのに有効な封止材を提供し、併せて半
導体装置の製造方法と製造装置を提供する。 【解決手段】 封止材として、エポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促進剤を芳香
族オニウム塩とした樹脂組成物を使用する。半導体装置
の製造に当たっては、金型31、32内のウエハ21上に配置
した封止材24を加熱圧縮してウエハ21の全面上へ押し広
げ、封止材24が押し広げられたのをセンサ37により検知
後に金型温度を上昇させて封止材を硬化させる。
(57) [Problem] To provide a sealing material effective for shortening a time for resin sealing a wafer and improving production efficiency, and also provide a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor device. SOLUTION: An epoxy resin, a curing agent,
A resin composition containing a curing accelerator and an inorganic filler and using the curing accelerator as an aromatic onium salt is used. In the manufacture of the semiconductor device, the sealing material 24 placed on the wafer 21 in the molds 31 and 32 is heated and compressed to spread over the entire surface of the wafer 21, and the sensor detects that the sealing material 24 has been spread. After the detection by 37, the mold temperature is raised to cure the sealing material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、外部端子用のバンブを具備する半導体素子を
製作して個々の素子(チップ)に切断前のウエハをバン
ブ端面が露出するように樹脂封止した後、個々の素子
(チップ)に切断することにより得られる半導体装置に
関する。より詳しく言えば、本発明は、そのような半導
体装置の製造において半導体の封止に用いられる半導体
封止樹脂組成物、並びにそのような半導体装置の製造方
法及び製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device having a bump for an external terminal so as to expose a wafer before cutting into individual devices (chips). The present invention relates to a semiconductor device obtained by cutting individual elements (chips) after resin sealing. More specifically, the present invention relates to a semiconductor encapsulating resin composition used for encapsulating a semiconductor in the production of such a semiconductor device, and a method and an apparatus for producing such a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からあるリードフレームを有する樹
脂封止半導体装置(QFP)では、半導体素子を保護す
るために、素子を無機充填材が添加された熱硬化性樹脂
により封止していた。また、この封止のためには、一般
にトランスファモールドが用いられていた。
2. Description of the Related Art In a conventional resin-encapsulated semiconductor device (QFP) having a lead frame, in order to protect a semiconductor element, the element is sealed with a thermosetting resin to which an inorganic filler is added. In addition, transfer molding is generally used for this sealing.

【0003】このような従来の樹脂封止工程を説明する
と、次のとおりである。予め、素子が搭載されたリード
フレームを金型にセットした後、タブレット状の樹脂を
予備加熱し、次いでプランジャで加圧して樹脂を移送
し、金型に投入する。樹脂が硬化するまで金型内で硬化
させる。
[0003] Such a conventional resin sealing step will be described as follows. After setting the lead frame on which the elements are mounted in a mold in advance, the tablet-like resin is preheated, and then the resin is transferred by being pressed by a plunger and charged into the mold. Cure in the mold until the resin is cured.

【0004】一般に、QFPにおけるパッケージサイズ
は、最小でも8mm×8mm程度、厚さ1mm程度であ
った。また、1回の成形で多数のパッケージを取れるよ
うにするために、移送する樹脂が金型内を流れる距離は
長ければ長いほどよい。その一方、成形に用いる金型は
ヒータのオンオフなどで一定温度に保たれ、そして封止
樹脂は加熱される金型内を溶融するとともに硬化しなが
ら、金型内を移動し、金型内に樹脂が充填される。
[0004] In general, the package size of the QFP is at least about 8 mm x 8 mm and the thickness is about 1 mm. Also, in order to allow a large number of packages to be obtained by one molding, the longer the distance the resin to be transferred flows in the mold, the better. On the other hand, the mold used for molding is kept at a constant temperature by turning on and off the heater, and the sealing resin moves inside the mold while melting and hardening the inside of the heated mold. The resin is filled.

【0005】上記のようにリードフレームを有する半導
体装置では、多ピン化に伴いパッケージサイズが大きく
なるとともに、外部リードのピッチが狭くなるために、
取扱い難くなる。近年開発された、ボールグリッドアレ
イ(BGA)型パッケージ及びチップサイズパッケージ
は、このような問題を解決したタイプのものである。
In a semiconductor device having a lead frame as described above, the package size increases with the increase in the number of pins, and the pitch of the external leads decreases.
It becomes difficult to handle. A ball grid array (BGA) type package and a chip size package developed recently have solved such a problem.

【0006】図1にチップサイズパッケージの一例を示
す。この図のチップサイズパッケージ10を製造するこ
とができる新しい方法に、外部端子用のはんだバンブ1
2を具備する多数の半導体素子を製作したウエハ(図示
せず)をバンブ端面が露出するように樹脂封止した後、
個々の半導体素子11に切断することによるものがあ
る。こうして製造される図1のチップサイズパッケージ
10における封止樹脂13の厚さは80〜120μm
と、従来のQFPと比較して樹脂層が非常に薄い。ま
た、図1のパッケージ10を基板に搭載するために、バ
ンプ12の露出端面には、接合用のはんだボール14が
用意される。
FIG. 1 shows an example of a chip size package. A new method by which the chip size package 10 of this figure can be manufactured includes solder bumps 1 for external terminals.
After sealing a wafer (not shown) in which a large number of semiconductor devices including the semiconductor device 2 are manufactured so that the end faces of the bumps are exposed,
There is a method in which individual semiconductor elements 11 are cut. The thickness of the sealing resin 13 in the chip size package 10 of FIG. 1 manufactured in this manner is 80 to 120 μm.
And the resin layer is very thin as compared with the conventional QFP. In order to mount the package 10 of FIG. 1 on a substrate, solder balls 14 for bonding are prepared on the exposed end faces of the bumps 12.

【0007】ウエハを樹脂封止する成形の際に用いられ
る従来の圧縮成形機では、温度調整はヒータのオンオフ
で行い、こうして一定温度に保たれた金型内を流動性の
良好な封止材が溶融と硬化を並行して行いながらウエハ
上に押し広げられていた。また、従来の封止材として
は、一般にエポキシ系の樹脂が用いられ、その硬化促進
剤には耐湿性の良好なトリフェニルホスフィンなどのリ
ン系触媒が用いられていた。
In a conventional compression molding machine used for molding a resin for sealing a wafer, the temperature is adjusted by turning a heater on and off, and a sealing material having good fluidity in a mold maintained at a constant temperature in this manner. Was spread on the wafer while melting and curing were performed in parallel. Further, an epoxy resin is generally used as a conventional sealing material, and a phosphorus catalyst such as triphenylphosphine having good moisture resistance is used as a curing accelerator.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のような封止材を
用いてウエハを封止するため圧縮成形を行う場合、一定
温度に保持(160〜190℃)した金型内で、従来の
封止用樹脂は溶融と硬化反応が並行して進行する。従っ
て、ウエハを完全に封止するためには、封止材のゲル化
時間を長くして(硬化反応を進行しにくくして)、封止
剤が低い溶融粘度にある時間をなるべく長くすることが
必要であった。そしてそのため、樹脂の充填と硬化に要
する時間を合わせた成形時間に5分〜10分程度要して
いた。こうしたことから、生産能力を向上させるために
は限界があった。
When compression molding is performed to seal a wafer using the above-described sealing material, the conventional sealing is performed in a mold maintained at a constant temperature (160 to 190 ° C.). The melting and curing reactions of the stopping resin proceed in parallel. Therefore, in order to completely seal the wafer, it is necessary to lengthen the gelling time of the sealing material (to prevent the curing reaction from proceeding) and to lengthen the time during which the sealing material has a low melt viscosity as much as possible. Was needed. Therefore, it took about 5 to 10 minutes for the molding time including the time required for filling and curing the resin. For these reasons, there were limits to improving production capacity.

【0009】本発明の課題は、ウエハを樹脂封止する成
形工程に要する時間を短縮させ、生産効率を向上させる
ことであり、そのために有効な半導体装置封止用樹脂組
成物を提供し、併せて半導体装置の新しい製造方法と製
造装置を提供することである。
An object of the present invention is to shorten the time required for a molding step of sealing a wafer with a resin and to improve production efficiency, and to provide a resin composition for sealing a semiconductor device which is effective for that purpose. To provide a new method and apparatus for manufacturing a semiconductor device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置封止
用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のた
めの硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化
促進剤が芳香族オニウム塩であることを特徴とする。
The resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention comprises an epoxy resin, a curing agent for the epoxy resin, a curing accelerator, and an inorganic filler, wherein the curing accelerator is an aromatic resin. It is a group III onium salt.

【0011】本発明の半導体装置の製造方法は、バンプ
を備えた複数の半導体素子が製作されたウエハを当該バ
ンプの端面が露出するよう樹脂封止し、その後ウエハを
個々の素子に切断することにより半導体装置を製造する
方法であって、ウエハの樹脂封止を、金型内のウエハ上
に配置した封止材を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し
広げる工程と、封止材がウエハ全面上へ押し広げられた
のを検知後に金型温度を上昇させて封止材を硬化させる
工程により行うことを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a wafer on which a plurality of semiconductor elements provided with bumps are manufactured is resin-sealed so that end faces of the bumps are exposed, and then the wafer is cut into individual elements. A method of heating and compressing a sealing material disposed on a wafer in a mold to spread the resin sealing of the wafer over the entire surface of the wafer. It is characterized in that the process is carried out by a step of raising the mold temperature and curing the sealing material after detecting that the sealing material is spread over the entire surface.

【0012】また、本発明の半導体装置の製造装置は、
バンプを備えた複数の半導体素子が製作された切断前の
ウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封止する
ことにより半導体装置を製造する装置であり、樹脂封止
するウエハを収容し、ウエハ上に配置した封止材を加熱
圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬化させる金型を
備えた装置であって、金型に加熱手段と冷却手段、及び
封止材充填圧力検知センサを具備していることを特徴と
する。
Further, the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention comprises:
This is an apparatus for manufacturing a semiconductor device by sealing a wafer before cutting, in which a plurality of semiconductor elements provided with bumps are manufactured, so that end surfaces of the bumps are exposed, and accommodates a wafer to be sealed with a resin, and An apparatus provided with a mold for heating and compressing a sealing material disposed thereon, and pressing the sealing material over the entire surface of the wafer to cure the sealing material. The mold includes a heating unit, a cooling unit, and a sealing material filling pressure detection sensor. It is characterized by having.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の半導体封止材である半導
体装置封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、このエポキ
シ樹脂のための硬化剤、硬化促進剤、そして無機充填材
を含み、硬化促進剤が芳香族オニウム塩であることを特
徴とする。この樹脂組成物は、外部端子用のバンプを具
備する半導体素子を製作して個々の素子(チップ)に切
断前のウエハをバンプ端面が露出するように樹脂封止し
た後に、個々の素子に切断することにより得られる半導
体装置の製造に特に有利に用いることができるが、この
ような方法によらずに製造される一般の半導体装置の製
造に応用することも言うまでもなく可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A resin composition for encapsulating a semiconductor device, which is a semiconductor encapsulant of the present invention, comprises an epoxy resin, a curing agent for the epoxy resin, a curing accelerator, and an inorganic filler. The accelerator is an aromatic onium salt. This resin composition is used to fabricate a semiconductor device having bumps for external terminals, and seal the wafer before cutting into individual devices (chips) so that the bump end surfaces are exposed, and then cut into individual devices. The method can be used particularly advantageously in the manufacture of a semiconductor device obtained by the above method, but it goes without saying that the present invention can be applied to the manufacture of a general semiconductor device manufactured without such a method.

【0014】本発明において硬化促進剤として用いるこ
とができる芳香族オニウム塩は、次の一般式
The aromatic onium salt which can be used as a curing accelerator in the present invention has the following general formula:

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】(式中のEは、S、N又はP原子であり、
1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)で表すことが
でき、このような芳香族オニウム塩のエポキシ硬化促進
剤は、通常の合成手法を使って調製してもよく、あるい
は例えばアデカ社よりアデカオプトマーとして入手可能
である。
(E in the formula is an S, N or P atom,
R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, hydroxyl group, alkoxyl group, nitro group, cyano group or halogen atom, and when a is 2, R 1 may be the same or different , R 2 and R 3 are H or a methyl group, and R 4 is the same or different, substituted or unsubstituted 1
R 5 is a substituted or unsubstituted pyridium group; a is an integer of 0 to 2;
And when E is N or P, it is 3). Such an epoxy curing accelerator for an aromatic onium salt may be prepared using a conventional synthesis method, or for example, Available as Adeka Optomer from Adeka.

【0017】上式の1価の炭化水素基は、炭素数1〜3
のアルキル基であるのが好ましく、またアルコキシル基
のアルキル基も炭素数が1〜3であるのが好ましい。1
価の炭化水素基又はピリジウム基が置換される場合、置
換基はハロゲンであるのが一般的であるが、置換基はこ
れに限定されない。
The monovalent hydrocarbon group of the above formula has 1 to 3 carbon atoms.
The alkyl group of the alkoxyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms. 1
When a divalent hydrocarbon group or a pyridium group is substituted, the substituent is generally halogen, but the substituent is not limited thereto.

【0018】図2に、ビフェニル型エポキシ樹脂(油化
シェルエポキシ社製YX−4000H)及び硬化剤のキ
シリレンフェノール(三井化学社製XLC−225L
L)を使用した封止材において、従来の硬化促進剤であ
るトリフェニルホスフィン(ケイ・アイ化成社より入手
のPP−360)を使用した従来例と、本発明による芳
香族オニウム塩として、下式
FIG. 2 shows a biphenyl-type epoxy resin (YX-4000H manufactured by Yuka Shell Epoxy) and a curing agent xylylene phenol (XLC-225L manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
In the encapsulant using L), a conventional example using triphenylphosphine (PP-360 obtained from KI Kasei Co., Ltd.) which is a conventional curing accelerator, and an aromatic onium salt according to the present invention, formula

【0019】[0019]

【化3】 Embedded image

【0020】の芳香族スルホニウム塩を使用した本発明
例の、温度上昇に伴う硬化反応の進行率(反応率)を示
す(昇温速度5℃/min)。
The progress rate (reaction rate) of the curing reaction accompanying the temperature rise in the examples of the present invention using the aromatic sulfonium salt of (1) is shown (heating rate 5 ° C./min).

【0021】従来例のトリフェニルホスフィン硬化促進
剤を使用した系では、80℃付近から硬化反応が始ま
り、180℃付近で反応が終了する。このような封止材
で成形を行った場合、樹脂の溶融と同時に硬化反応が進
行し始めるために、硬化促進剤の添加量を必要最低限に
抑え、硬化反応をマイルドに進めることで樹脂が流動可
能な時間を長くし、成形性を確保している。そのため、
樹脂の硬化時間が長くなり、成形に5〜10分程度を要
している。発明者らの実験結果では、直径8インチのウ
エハ成形(樹脂封止)を行う際、約5〜6分の時間を要
している。
In a conventional system using a triphenylphosphine curing accelerator, the curing reaction starts at about 80 ° C. and ends at about 180 ° C. When molding with such a sealing material, the curing reaction begins to proceed simultaneously with the melting of the resin.Therefore, the amount of the curing accelerator added is kept to the minimum necessary, and the curing reaction is mildly promoted. The flowable time is extended to ensure moldability. for that reason,
The curing time of the resin becomes longer, and it takes about 5 to 10 minutes for molding. According to the experimental results of the inventors, it takes about 5 to 6 minutes to form an 8 inch diameter wafer (resin sealing).

【0022】一方、本発明に従って芳香族オニウム塩硬
化促進剤として上記の芳香族スルホニウム塩を用いた場
合、溶融は150℃付近で始まり、硬化反応は170℃
から始まり、200℃付近で完結する。従って、ウエハ
成形の際、樹脂が溶融する温度に予め金型を設定してお
いて、樹脂を金型内に配置後溶融させウエハ上に広げて
充填させた後、金型温度を上昇させて樹脂を硬化させる
ことができる。しかも、芳香族オニウム塩を硬化促進剤
として用いた場合、上記のように急激な硬化反応にもか
かわらず、発泡することがなく、ボイドのない封止物を
得ることができる。これに対して、トリフェニルホスフ
ィン系の従来の硬化促進剤は封止作業の際に発泡を生じ
やすいことも難点の一つであった。
On the other hand, when the above aromatic sulfonium salt is used as an aromatic onium salt curing accelerator according to the present invention, melting starts at about 150 ° C., and the curing reaction proceeds at 170 ° C.
Starting at about 200 ° C. Therefore, at the time of wafer molding, the mold is set in advance to a temperature at which the resin melts, and after the resin is arranged in the mold and melted, spread and filled on the wafer, the mold temperature is increased. The resin can be cured. In addition, when an aromatic onium salt is used as a curing accelerator, a sealed product free of foam and free of voids can be obtained despite the rapid curing reaction as described above. On the other hand, one of the drawbacks is that the conventional triphenylphosphine-based curing accelerator easily causes foaming during the sealing operation.

【0023】本発明の半導体装置封止用樹脂組成物にお
ける上述の硬化促進剤の添加量は、主として封止用樹脂
組成物に要求される硬化時間に応じて、適宜決定すれば
よい。一般には、封止用樹脂組成物において主剤として
使用するエポキシ樹脂100重量部に対して、0.1〜
10重量部程度の硬化促進剤が使用される。極端に少な
い添加量は、硬化時間が長くなってしまい、不利であ
り、一方、多量の硬化促進剤を使用しても硬化時間の短
縮効果は飽和してしまう上に、硬化した封止材の特性に
不利な影響を及ぼすことも考えられ、好ましくない。
The addition amount of the above-mentioned curing accelerator in the resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention may be appropriately determined mainly according to the curing time required for the resin composition for encapsulation. Generally, 0.1 to 100 parts by weight of the epoxy resin used as the main agent in the encapsulating resin composition is 0.1 to 0.1 parts by weight.
About 10 parts by weight of a curing accelerator is used. An extremely small addition amount is disadvantageous in that the curing time is prolonged, which is disadvantageous. On the other hand, even if a large amount of the curing accelerator is used, the effect of shortening the curing time is saturated, and the cured sealing material is also used. This is not preferable because it may adversely affect the characteristics.

【0024】芳香族オニウム塩を硬化促進剤とする本発
明の半導体装置封止用樹脂組成物では、主剤のエポキシ
樹脂として、1分子中にエポキシ基を2個以上有する任
意の化合物を使用することができる。そのようなエポキ
シ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフ
ェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールAやレゾルシンなどから合成される各種ノ
ボラック型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ハロゲン化
エポキシ樹脂などが挙げられる。2種以上のエポキシ樹
脂を併用してもよい。
In the resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention in which an aromatic onium salt is used as a curing accelerator, any compound having two or more epoxy groups in one molecule is used as an epoxy resin as a main component. Can be. Such epoxy resins include, for example, cresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, various novolak type epoxy resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, linear fat, etc. Group epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like. Two or more epoxy resins may be used in combination.

【0025】特に好ましいエポキシ樹脂は、耐熱性及び
耐湿性の点からビフェニル型エポキシ樹脂である。この
意味で、用途により2種以上のエポキシ樹脂を併用する
場合には、全エポキシ樹脂中のビフェニル型エポキシ樹
脂の割合を50重量%以上とするのが有利である。
A particularly preferred epoxy resin is a biphenyl type epoxy resin from the viewpoint of heat resistance and moisture resistance. In this sense, when two or more epoxy resins are used in combination depending on the application, it is advantageous to set the proportion of the biphenyl type epoxy resin in all the epoxy resins to 50% by weight or more.

【0026】エポキシ樹脂のための硬化剤は、エポキシ
樹脂と反応してこれを硬化させるものであれば、特に限
定されない。使用することができる硬化剤の具体例とし
て、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック
樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリスヒドロキシフ
ェニルメタン、ビスフェノールAやレゾルシンから合成
される各種ノボラック樹脂、ポリアリルフェノール、ジ
シクロペンタジエンフェノール、レゾール樹脂、ポリビ
ニルフェノールなどの各種多価フェノール化合物や、無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸など
の酸無水物や、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフ
ェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香
族アミンなどを挙げることができる。なかでも、比較的
低温で硬化しやすいく封止材の未充填部を残しやすいア
ミン系などの硬化剤に比べ硬化開始温度を高くできる点
と、耐湿性の点から、1分子中に水酸基を2個以上有す
るフェノール化合物が好ましく、例えばキシリレンフェ
ノール、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラル
キル樹脂などが好ましく使用される。場合によっては、
2種以上の硬化剤の併用も可能である。
The curing agent for the epoxy resin is not particularly limited as long as it reacts with the epoxy resin to cure it. Specific examples of the curing agent that can be used include phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol aralkyl resin, trishydroxyphenylmethane, various novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, polyallylphenol, dicyclopentadienephenol, Various polyphenol compounds such as resole resin and polyvinyl phenol, acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and pyromellitic anhydride, and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, etc. Can be mentioned. Among them, from the viewpoint that the curing start temperature can be higher than that of amine-based curing agents that are easy to cure at a relatively low temperature and easily leave unfilled portions of the encapsulant, and from the viewpoint of moisture resistance, hydroxyl groups are contained in one molecule. Phenol compounds having two or more phenol compounds are preferable. For example, xylylene phenol, phenol novolak resin, phenol aralkyl resin and the like are preferably used. In some cases,
Two or more curing agents can be used in combination.

【0027】エポキシ樹脂と硬化剤との配合比に関して
は特に制限はないが、得られるエポキシ樹脂の硬化物の
機械的性質、及びこの硬化物と半導体装置の密着性の点
から、エポキシ樹脂に対する硬化剤の化学当量比が0.
5〜1.5、特に0.7〜1.3の範囲にあることが好
ましい。
There is no particular limitation on the mixing ratio between the epoxy resin and the curing agent, but from the viewpoint of the mechanical properties of the cured product of the obtained epoxy resin and the adhesiveness between the cured product and the semiconductor device, the curing of the epoxy resin is difficult. The chemical equivalent ratio of the agent is 0.
It is preferably in the range of 5 to 1.5, especially 0.7 to 1.3.

【0028】本発明の半導体装置封止用樹脂組成物で使
用する無機充填材は、封止材と素子との線膨張係数の差
により封止材が素子から剥離するのを予防するため封止
材の線膨張係数を素子のそれに近づけるためや、封止材
の強化用に配合されるものである。このような無機充填
材としては、耐湿性の点からシリカ粉末を用いることが
望ましく、シリカ粉末としては、溶融シリカ、結晶シリ
カ、化学合成シリカなどが用いられる。
The inorganic filler used in the resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention is used for encapsulation in order to prevent the encapsulant from peeling off from the element due to a difference in linear expansion coefficient between the encapsulant and the element. It is blended to make the coefficient of linear expansion of the material close to that of the element and to strengthen the sealing material. As such an inorganic filler, it is desirable to use silica powder from the viewpoint of moisture resistance. As the silica powder, fused silica, crystalline silica, chemically synthesized silica, or the like is used.

【0029】シリカ充填材の平均粒径は0.5〜20μ
mであり、且つ、最大粒径が45μm以下であることが
望ましい。平均粒径が0.5μm以下では封止用樹脂組
成物の流動性が低くなるために、充填材の高充填ができ
なくなり、封止した半導体装置の耐温度サイクル性が低
下してしまう。平均粒径が20μmを超えると、素子上
の配線やバンプに損傷を与えやすくなってしまう。ま
た、最大粒径が45μmを超えると、成形時の圧力で大
粒充填材が先にウエハ外周に流出し、ウエハ上の樹脂内
充填材の均一分散ができなくなってしまう。
The average particle size of the silica filler is 0.5 to 20 μm.
m and a maximum particle size of 45 μm or less. If the average particle size is 0.5 μm or less, the fluidity of the sealing resin composition is low, so that high filling of the filler cannot be performed, and the temperature cycle resistance of the sealed semiconductor device is reduced. When the average particle size exceeds 20 μm, the wirings and bumps on the element are easily damaged. On the other hand, if the maximum particle size exceeds 45 μm, the large-sized filler first flows out to the outer periphery of the wafer due to the pressure at the time of molding, and it becomes impossible to uniformly disperse the filler in resin on the wafer.

【0030】封止用樹脂組成物中に添加される充填材
は、全固形分の50〜95重量%を占めるのが望まし
い。50重量%未満では、硬化した封止材の機械的強度
が低下し、そして熱膨張率が上昇するために温度サイク
ルを与えた場合の封止材の耐クラック性が低下する。ま
た、95重量%を超えると、硬化前の封止材の流動性が
低下して未充填が発生しやすくなる。従来のトリフェニ
ルホスフィン硬化促進剤を添加した系では、流動と同時
に進行する硬化に伴う粘度上昇のため、充填材添加量9
0重量%を超える樹脂を得るためにはゲル化時間を長く
する必要があった。そのため、成形時間が10分を超え
ることがあり、成形サイクル性に難があった。これに対
し、本発明の芳香族オニウム塩硬化促進剤を用いること
で、流動プロセスと硬化プロセスの二段階のプロセスを
別々に進めることができ、充填材の高充填化が初めて可
能となった。
The filler added to the sealing resin composition preferably accounts for 50 to 95% by weight of the total solids. If the content is less than 50% by weight, the mechanical strength of the cured sealing material decreases, and the thermal expansion coefficient increases, so that the crack resistance of the sealing material when subjected to a temperature cycle decreases. On the other hand, when the content exceeds 95% by weight, the fluidity of the sealing material before curing is reduced, and unfilling is likely to occur. In a system to which a conventional triphenylphosphine curing accelerator has been added, the amount of filler added is 9 because the viscosity increases due to the curing that proceeds simultaneously with the flow.
In order to obtain a resin exceeding 0% by weight, it was necessary to lengthen the gelation time. For this reason, the molding time may exceed 10 minutes, and there is a difficulty in molding cycle properties. On the other hand, by using the aromatic onium salt curing accelerator of the present invention, the two-stage process of the fluidization process and the curing process can be separately performed, and the filling of the filler can be increased for the first time.

【0031】充填材表面と樹脂間の濡れ性や接着性を向
上させるために、充填材表面をカップリング剤で処理し
ても差し支えない。カップリング剤としては、シラン
系、チタン系、アルミニウム系等が用いられる。特に、
充填材としてシリカ粉末を用いる場合、シラン系カップ
リング剤を用いることが望ましい。また、充填材として
シリカ粉末を用いる場合において、アルコキシシラン系
のカップリング剤を用いる場合には、カップリング剤の
アルコキシ基を予め加水分解反応させて脱アルコール処
理を施し、水酸基に変えてからシリカ粉末充填材の処理
に供してもよい。その理由は、特に溶融シリカなどは表
面に水酸基が極めて少ないため、アルコキシシラン系カ
ップリング剤で表面処理する場合、未反応のシラン系カ
ップリング剤が封止材中に残存しやすく、封止材中の未
反応の残存シラン系カップリング剤は大気中の水分と反
応しアルコールを発生させ、このアルコールは封止材硬
化時に気化して硬化物(すなわち封止材層)中のボイド
発生の原因となりかねないからである。シラン系カップ
リング剤の前もっての加水分解処理は、例えば、シラン
系カップリング剤を水と反応させることで簡単に行うこ
とができる。
The surface of the filler may be treated with a coupling agent to improve the wettability and adhesion between the resin and the surface of the filler. As the coupling agent, a silane-based, titanium-based, aluminum-based or the like is used. In particular,
When silica powder is used as the filler, it is desirable to use a silane coupling agent. In addition, when using silica powder as a filler, when using an alkoxysilane-based coupling agent, the alkoxy group of the coupling agent is subjected to a hydrolysis reaction in advance by a hydrolysis reaction, and is converted to a hydroxyl group. It may be used for the treatment of powder filler. The reason for this is that, especially when fused silica and the like have very few hydroxyl groups on the surface, when surface treatment is performed with an alkoxysilane-based coupling agent, unreacted silane-based coupling agent tends to remain in the sealing material. The unreacted residual silane-based coupling agent reacts with moisture in the air to generate alcohol, which is vaporized when the sealing material is cured and causes voids in the cured product (that is, the sealing material layer). Because it can be. The hydrolysis treatment of the silane coupling agent in advance can be easily performed, for example, by reacting the silane coupling agent with water.

【0032】本発明の半導体装置封止用樹脂組成物は、
所望により、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、
変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴム、変性シリ
コーンオイルなどのエラストマーや、ポリエチレンなど
の熱可塑性樹脂を、低応力化剤として含んでもよい。こ
のような低応力化剤は、形成した封止材層の室温での曲
げ弾性率を低下させるのに有効である。
The resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention comprises:
If desired, silicone rubber, olefin copolymer,
An elastomer such as a modified nitrile rubber, a modified polybutadiene rubber, a modified silicone oil, or a thermoplastic resin such as polyethylene may be contained as a stress reducing agent. Such a stress reducing agent is effective for lowering the bending elastic modulus at room temperature of the formed sealing material layer.

【0033】更に、本発明の半導体装置封止用樹脂組成
物には、ハロゲン化エポキシ樹脂(例えば臭素化エポキ
シ樹脂)などのハロゲン化合物、リン化合物等の難燃剤
や、三酸化アンチモンなどの難燃助剤や、有機過酸化物
などの架橋剤や、カーボンブラック、染料などの着色剤
を任意に添加することができる。
Further, the resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention contains a halogen compound such as a halogenated epoxy resin (for example, a brominated epoxy resin), a flame retardant such as a phosphorus compound, and a flame retardant such as antimony trioxide. An auxiliary agent, a crosslinking agent such as an organic peroxide, and a coloring agent such as carbon black and a dye can be optionally added.

【0034】次に、図3〜4を参照して、本発明の半導
体装置製造方法と製造装置を説明する。
Next, a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0035】まず、図3(a)に示したように、上型3
1、下型32、外型33、33’から構成される金型内
に、バンプ22を形成済みのウエハ21をバンプ22を
上に向けて配置し、このウエハ21の上に封止用樹脂組
成物のタブレット24を載せる。このとき、上型31と
下型32は、次に説明する加熱手段により、タブレット
24を溶融させウエハ21上に容易に充填できる温度
に、予め保たれている。上型31には、加熱手段34と
冷却手段35が、そして下型32には、やはり同様の加
熱手段34’と冷却手段35’が、それぞれ設けられて
おり、加熱手段34、34’としては、電気抵抗を利用
した発熱体である棒状ヒータ等を使用することができ、
また冷却手段35、35’としては、冷却水等を流す冷
却回路等を使用することができる。上型31の成形面に
は、成形(封止)後のウエハの剥離を容易にするフィル
ム36が用意されている。また、外型には、封止材の充
填圧力を検出できるセンサ37が設けられている。この
封止材充填圧力検知センサとしては、ロードセル等の重
量あるいは圧力を検知できるセンサ類を用いることがで
きる。
First, as shown in FIG.
1. A wafer 21 on which bumps 22 have been formed is placed in a mold composed of a lower mold 32, outer molds 33 and 33 'with the bumps 22 facing upward, and a sealing resin is placed on the wafer 21. A tablet 24 of the composition is placed. At this time, the upper mold 31 and the lower mold 32 are previously maintained at a temperature at which the tablet 24 can be melted and easily filled on the wafer 21 by the heating means described below. The upper mold 31 is provided with a heating means 34 and a cooling means 35, and the lower mold 32 is also provided with a similar heating means 34 'and a cooling means 35'. , A rod-shaped heater or the like, which is a heating element utilizing electric resistance, can be used.
Further, as the cooling means 35, 35 ', a cooling circuit for flowing cooling water or the like can be used. On the molding surface of the upper mold 31, a film 36 for facilitating peeling of the wafer after molding (sealing) is prepared. The outer die is provided with a sensor 37 that can detect the filling pressure of the sealing material. As the sealing material filling pressure detecting sensor, sensors that can detect the weight or pressure of a load cell or the like can be used.

【0036】次に、図3(b)に示したように、型締め
し、そして下型35を上方に押し上げることで、タブレ
ット24の圧縮成形を開始する。上型31と下型32に
より加熱されて溶融したタブレット24の樹脂組成物
は、ウエハ上に流動しながら広がる。このとき、樹脂は
溶融するが、硬化反応は実質的に進行しないもの、すな
わちほとんどあるいは少しも進行しないものを選択す
る。本発明の方法及び装置では、このような特性を有
し、そして半導体装置を封止できるものであれば、どの
ような樹脂組成物を用いても差し支えない。そのような
樹脂組成物として、先に説明した芳香族オニウム塩を硬
化促進剤として用いるエポキシ樹脂組成物である本発明
の樹脂組成物を、好適に用いることができる。
Next, as shown in FIG. 3B, compression molding of the tablet 24 is started by clamping and pressing the lower mold 35 upward. The resin composition of the tablet 24 heated and melted by the upper mold 31 and the lower mold 32 spreads while flowing on the wafer. At this time, a resin that melts but does not substantially proceed the curing reaction, that is, a resin that hardly or slightly progresses is selected. In the method and apparatus of the present invention, any resin composition having such characteristics and capable of sealing a semiconductor device may be used. As such a resin composition, the resin composition of the present invention, which is an epoxy resin composition using the above-described aromatic onium salt as a curing accelerator, can be suitably used.

【0037】圧縮成形を更に続けて、図4(a)に示し
たようにタブレット24の樹脂組成物がウエハ21上を
完全に覆い、金型のキャビティ39(図3(b))を完
全に充填すると、金型側面の外型33に取り付けられた
圧力センサ37が封止材の充填圧力を感知し、それと連
動して加熱手段34、34’が金型温度をタブレット2
4の樹脂組成物の硬化反応が進行する温度まで上昇させ
る。圧力センサ37は、少なくとも一つ設ければよい
が、複数設けることで、樹脂組成物の未充填部の発生を
防止することが容易になる。また、図示しないが、金型
外周部(ウエハ21の外側部分)に樹脂溜まりを設け
て、そこに圧力センサを設置してもよく、このようにす
れば樹脂組成物の未充填部の発生をより確実に防止でき
る。更に、このような樹脂溜まりにフローティング機構
を設けて、このフローティング機構部に圧力センサを取
り付けても差し支えない。樹脂溜まりをこのようなフロ
ーティング構造にすると、成形に用いる樹脂組成物の量
にバラツキが生じても、常に一定量の樹脂でウエハを充
填することができる。
The compression molding is further continued, and as shown in FIG. 4A, the resin composition of the tablet 24 completely covers the wafer 21 and completely fills the mold cavity 39 (FIG. 3B). When filling, the pressure sensor 37 attached to the outer mold 33 on the side of the mold senses the filling pressure of the sealing material, and in conjunction with this, the heating means 34, 34 'adjusts the mold temperature to the tablet 2.
The temperature is increased to a temperature at which the curing reaction of the resin composition of No. 4 proceeds. At least one pressure sensor 37 may be provided, but by providing a plurality of pressure sensors 37, it becomes easy to prevent the occurrence of an unfilled portion of the resin composition. Although not shown, a resin reservoir may be provided in the outer peripheral portion of the mold (outside portion of the wafer 21), and a pressure sensor may be provided there. In such a case, the occurrence of an unfilled portion of the resin composition may be reduced. It can be prevented more reliably. Further, a floating mechanism may be provided in such a resin reservoir, and a pressure sensor may be attached to the floating mechanism. When the resin reservoir has such a floating structure, the wafer can always be filled with a fixed amount of resin even if the amount of the resin composition used for molding varies.

【0038】樹脂組成物を加熱硬化させるときの温度上
昇速度は速ければ速い方がよい。温度上昇に伴い、樹脂
組成物の硬化反応は急激に進行し、使用する硬化促進剤
の添加量にも依存するが、硬化反応は一般に0.5〜3
0秒程度で完了する。樹脂組成物の硬化後、図4(b)
に示したように金型を開き、樹脂成形物により封止され
たウエハ41を取り出す。その後、冷却手段35、3
5’により上型31と下型32の金型温度を、図3
(a)を参照して説明したウエハ21の配置と封止用樹
脂組成物のタブレット24の載置の際の予熱温度まで低
下させる。
The faster the temperature rise rate when the resin composition is cured by heating, the better. As the temperature rises, the curing reaction of the resin composition progresses rapidly and depends on the amount of the curing accelerator used.
It is completed in about 0 seconds. After the curing of the resin composition, FIG.
As shown in (1), the mold is opened, and the wafer 41 sealed with the resin molded product is taken out. Thereafter, the cooling means 35, 3
5 ′, the mold temperatures of the upper mold 31 and the lower mold 32 are shown in FIG.
The temperature is reduced to the preheating temperature at the time of placing the wafer 21 and placing the tablet 24 of the sealing resin composition described with reference to (a).

【0039】上記の一連の工程により、ウエハ21を樹
脂封止する成形が完了する。この成形作業には、ウエハ
サイズにより異なるが、樹脂組成物の溶融・流動に約2
0〜150秒、その後の加熱・硬化に0.5〜30秒程
度を要し、合計で20.5〜180秒(3分)程度を要
する。先に説明したように、溶融・流動と硬化反応とが
同時に進行する樹脂組成物を用いる従来の成形方法の場
合には、樹脂組成物の充填と硬化に要する時間を合わせ
た合計の成形時間は5分〜10分程度であった。これと
比較して、本発明によれば樹脂封止の成形時間を劇的に
短縮できることが分かる。
Through the above series of steps, the molding for sealing the wafer 21 with resin is completed. In this molding operation, although it depends on the wafer size, it takes about 2 to melt and flow the resin composition.
It takes about 0 to 150 seconds, and about 0.5 to 30 seconds for subsequent heating and curing, and about 20.5 to 180 seconds (3 minutes) in total. As described above, in the case of the conventional molding method using a resin composition in which melting, flow, and curing reactions proceed simultaneously, the total molding time including the time required for filling and curing the resin composition is It took about 5 to 10 minutes. In comparison with this, according to the present invention, it can be seen that the molding time for resin sealing can be dramatically reduced.

【0040】成形を終えたウエハは、ダイシングにより
切断して、図に示したような個々のチップサイズパッケ
ージの半導体チップを得ることができる。
The formed wafer is cut by dicing to obtain semiconductor chips of individual chip size packages as shown in the figure.

【0041】[0041]

【実施例】次に、実施例により本発明を更に説明する
が、言うまでもなく、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be further described with reference to examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.

【0042】〔実施例1〜11〕主剤としてのビフェニ
ル型エポキシ樹脂(油化シェル化学社製YX−4000
H)、エポキシ硬化剤としてのキシリレンフェノール
(三井化学社製XLC−225LL)、加水分解反応に
より予め脱アルコール処理したγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン(カップリング剤)により表面処
理した球状シリカ、そして下式
[Examples 1 to 11] Biphenyl type epoxy resin (YX-4000 manufactured by Yuka Shell Chemical Co., Ltd.) as main agent
H), xylylene phenol (XLC-225LL, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) as an epoxy curing agent, spherical silica surface-treated with γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (coupling agent) previously dealcoholized by a hydrolysis reaction , And the following formula

【0043】[0043]

【化4】 Embedded image

【0044】の芳香族スルホニウム塩を表1に示した組
成比でミキサにて混合して得た混合物を、ニーダにより
溶融混練した後、冷却粉砕し、タブレット化して、本発
明の半導体装置封止用樹脂組成物を得た。
A mixture obtained by mixing the aromatic sulfonium salts in a composition ratio shown in Table 1 by a mixer is melt-kneaded by a kneader, then cooled and pulverized, tableted, and sealed in a semiconductor device of the present invention. A resin composition for use was obtained.

【0045】得られた樹脂組成物を用い、図3〜4を参
照して説明した製造装置を用いて、8インチ(約20c
m)ウエハの成形を行った。成形条件は、170℃で樹
脂を圧縮しウエハ上に充填させ、圧力センサが充填を検
知したならば金型温度を190℃に上昇させ、樹脂を硬
化させるものであった。硬化時間は30秒とした。得ら
れた成形ウエハをダイシングして、図1を参照して説明
したチップサイズパッケージの半導体装置(8×7m
m)を得、それらについて以下の試験を行った。
Using the obtained resin composition and the manufacturing apparatus described with reference to FIGS.
m) Wafer molding was performed. The molding conditions were such that the resin was compressed at 170 ° C. and filled on the wafer, and when the pressure sensor detected the filling, the mold temperature was raised to 190 ° C. to cure the resin. The curing time was 30 seconds. The obtained molded wafer is diced, and the semiconductor device (8 × 7 m) of the chip size package described with reference to FIG.
m) and the following tests were performed on them.

【0046】(1)耐湿性 半導体装置をプレッシャクッカテスタ(121℃、85
%相対湿度)中で500時間放置後、バイアス電圧を印
加(7V)したときの素子不良を調べた。得られた結果
を、チップ100個当たりの不良チップの個数として表
1に示す。
(1) Moisture resistance A semiconductor device is mounted on a pressure cooker tester (121 ° C., 85
% Relative humidity) for 500 hours and then inspected for device failure when a bias voltage was applied (7 V). Table 1 shows the obtained results as the number of defective chips per 100 chips.

【0047】(2)ボイド及び配線間の充填性 半導体装置における封止樹脂層のボイドと、配線間の樹
脂未充填(発泡)の有無を、超音波探傷顕微鏡にて調べ
た。結果は、やはり表1に示され、○はボイド・未充填
(発泡)の観測されなかっとことを、×は観測されたこ
とを表している。
(2) Filling Between Voids and Wirings The voids in the sealing resin layer in the semiconductor device and the presence or absence of resin unfilling (foaming) between the wirings were examined using an ultrasonic flaw detection microscope. The results are also shown in Table 1, where ○ indicates that voids and unfilled (foaming) were not observed, and × indicates that observed.

【0048】(3)耐温度サイクル性 半導体装置を−65℃〜150℃間の冷熱熱衝撃サイク
ル試験(サイクル数1000)にかけ、封止剤とチップ
間の剥離の発生の有無を30倍の実体顕微鏡で確認し、
同時に、樹脂クラックの有無を確認した。結果は、チッ
プ100個当たりの不良チップの個数として表1に示さ
れる。
(3) Temperature Cycle Resistance The semiconductor device was subjected to a thermal shock cycle test (number of cycles: 1000) between -65 ° C. and 150 ° C., and the presence or absence of peeling between the sealant and the chip was increased 30 times. Check with a microscope,
At the same time, the presence or absence of resin cracks was confirmed. The results are shown in Table 1 as the number of defective chips per 100 chips.

【0049】〔比較例1〜6〕比較例1〜5において
は、表1に示したとおり、上記の実施例で使用したのと
同様の構成成分から調製した封止用樹脂組成物である
が、球状シリカの平均粒径が本発明の好ましい範囲外に
あるものを使用した組成物(比較例1、2)、球状シリ
カの最大粒径が本発明の好ましい範囲外にあるものを使
用した組成物(比較例3)、球状シリカの添加量が本発
明の好ましい範囲を下回る組成物(比較例4)、球状シ
リカの添加量が本発明の好ましい範囲を超え且つその最
大粒径が本発明の好ましい範囲外にある組成物(比較例
5)を使用したこと、また、比較例6では、硬化促進剤
として、上記の実施例と比較例1〜5で使用した芳香族
オニウム塩に替えてトリフェニルホスフィン(TPP)
を使用したことを除いて、上記の実施例と同様に半導体
装置を製造し、やはり同様の試験を行って、表1に示し
た結果を得た。
[Comparative Examples 1 to 6] In Comparative Examples 1 to 5, as shown in Table 1, the sealing resin compositions prepared from the same components as those used in the above Examples were used. Compositions using spherical silica having an average particle size outside the preferred range of the present invention (Comparative Examples 1 and 2), Compositions using spherical silica having a maximum particle size outside the preferred range of the present invention Product (Comparative Example 3), a composition in which the amount of spherical silica added is less than the preferred range of the present invention (Comparative Example 4), the amount of spherical silica added exceeds the preferred range of the present invention, and the maximum particle size of the present invention is A composition outside the preferred range (Comparative Example 5) was used. Also, in Comparative Example 6, as the hardening accelerator, trivalent aromatic onium salt was used in place of the aromatic onium salt used in the above Examples and Comparative Examples 1 to 5. Phenylphosphine (TPP)
A semiconductor device was manufactured in the same manner as in the above example, except that was used, and the same test was performed. The results shown in Table 1 were obtained.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】以上のように、本発明は以下に掲げるもの
を包含するものである。 1.エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のための硬化剤、
硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促進剤が芳香
族オニウム塩であることを特徴とする半導体装置封止用
樹脂組成物。 2.前記硬化促進剤が、下式
As described above, the present invention includes the following. 1. Epoxy resin, curing agent for this epoxy resin,
A resin composition for sealing a semiconductor device, comprising a curing accelerator and an inorganic filler, wherein the curing accelerator is an aromatic onium salt. 2. The curing accelerator has the following formula

【0052】[0052]

【化5】 Embedded image

【0053】(式中のEは、S、N又はP原子であり、
1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)により表され
る芳香族オニウム塩である、上記1に記載の半導体装置
封止用樹脂組成物。
(E in the formula is an S, N or P atom,
R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, hydroxyl group, alkoxyl group, nitro group, cyano group or halogen atom, and when a is 2, R 1 may be the same or different , R 2 and R 3 are H or a methyl group, and R 4 is the same or different, substituted or unsubstituted 1
R 5 is a substituted or unsubstituted pyridium group; a is an integer of 0 to 2;
2. The resin composition for encapsulating a semiconductor device according to the above 1, which is an aromatic onium salt represented by the following formula (2), and E is 3 when E is N or P).

【0054】3.前記無機充填材がシリカ粉末である、
上記1又は2に記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 4.前記シリカ粉末の平均粒径が0.5〜20μmであ
り、且つ、その最大粒径が45μm以下である、上記3
に記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 5.前記無機充填材が当該組成物の全固形分の50〜9
5重量%添加されている、上記1〜4のいずれか一つに
記載の半導体装置封止用樹脂組成物。 6.半導体素子を作製したウエハ上に形成した外部端子
用のはんだバンプを具備し、上記1〜5のいずれか一つ
に記載の樹脂組成物により当該バンプの端面が露出する
よう封止されていることを特徴とする半導体装置。
3. The inorganic filler is a silica powder,
3. The resin composition for sealing a semiconductor device according to the above 1 or 2. 4. 3. The above silica powder, wherein the average particle size of the silica powder is 0.5 to 20 μm, and the maximum particle size is 45 μm or less.
4. The resin composition for sealing a semiconductor device according to item 1. 5. The inorganic filler is 50 to 9 of the total solid content of the composition.
5. The resin composition for encapsulating a semiconductor device according to any one of 1 to 4, wherein 5% by weight is added. 6. A solder bump for an external terminal formed on a wafer on which a semiconductor element is manufactured is provided, and is sealed with the resin composition according to any one of the above 1 to 5 so that an end face of the bump is exposed. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.

【0055】7.バンプを備えた複数の半導体素子が製
作されたウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂
封止し、その後ウエハを個々の素子に切断することによ
り半導体装置を製造する方法であって、ウエハの樹脂封
止を、金型内のウエハ上に配置した封止材を加熱圧縮し
てウエハの全面上へ押し広げる工程と、封止材がウエハ
全面上へ押し広げられたのを検知後に金型温度を上昇さ
せて封止材を硬化させる工程により行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 8.前記封止材として、当該封止材をウエハの全面上へ
押し広げる工程において溶融するが、硬化反応は実質的
に進行しないものを使用する、上記7に記載の方法。 9.前記封止材として、エポキシ樹脂、このエポキシ樹
脂のための硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含
み、硬化促進剤が芳香族オニウム塩である樹脂組成物を
使用する、上記8に記載の方法。 10.前記硬化促進剤として、下式
7. A method of manufacturing a semiconductor device by resin-sealing a wafer on which a plurality of semiconductor elements provided with bumps are manufactured so that end faces of the bumps are exposed, and thereafter cutting the wafer into individual elements. The process of heating and compressing the sealing material placed on the wafer in the mold to spread the resin over the entire surface of the wafer, and the mold after detecting that the sealing material has been spread over the entire surface of the wafer. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed by a step of raising a temperature to cure a sealing material. 8. 8. The method according to the above item 7, wherein a material that is melted in the step of spreading the sealing material over the entire surface of the wafer but does not substantially undergo a curing reaction is used as the sealing material. 9. 9. The resin according to the above item 8, wherein the encapsulant is a resin composition containing an epoxy resin, a curing agent for the epoxy resin, a curing accelerator, and an inorganic filler, wherein the curing accelerator is an aromatic onium salt. the method of. 10. As the curing accelerator, the following formula

【0056】[0056]

【化6】 Embedded image

【0057】(式中のEは、S、N又はP原子であり、
1 は置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、水酸
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン
原子であり、aが2のとき、R1 は同一であっても異な
っていてもよく、R2 及びR3 はH又はメチル基であ
り、R4 は同一または異なる、置換もしくは非置換の1
価の炭化水素基であり、R5 は置換又は非置換のピリジ
ウム基であり、aは0〜2の整数であり、bは、EがS
のとき2、EがN又はPのとき3である)により表され
る芳香族オニウム塩を使用する、上記9に記載の方法。 11.バンプを備えた複数の半導体素子が製作された切
断前のウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封
止することにより半導体装置を製造する装置であり、樹
脂封止するウエハを収容し、ウエハ上に配置した封止材
を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬化させる
金型を備えた装置であって、金型に加熱手段と冷却手
段、及び封止材充填圧力検知センサを具備していること
を特徴とする半導体装置の製造装置。
(E in the formula is an S, N or P atom;
R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, hydroxyl group, alkoxyl group, nitro group, cyano group or halogen atom, and when a is 2, R 1 may be the same or different , R 2 and R 3 are H or a methyl group, and R 4 is the same or different, substituted or unsubstituted 1
R 5 is a substituted or unsubstituted pyridium group; a is an integer of 0 to 2;
Wherein R is 2, and E is N or P is 3.) 11. This is an apparatus for manufacturing a semiconductor device by sealing a wafer before cutting, in which a plurality of semiconductor elements provided with bumps are manufactured, so that end surfaces of the bumps are exposed, and accommodates a wafer to be sealed with a resin, and An apparatus provided with a mold for heating and compressing a sealing material disposed thereon, and pressing the sealing material over the entire surface of the wafer to cure the sealing material. The mold includes a heating unit, a cooling unit, and a sealing material filling pressure detection sensor. An apparatus for manufacturing a semiconductor device, comprising:

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、ウエハを樹脂封止する
際の成形時間を大幅に短縮でき、更に、信頼性の高い半
導体装置を提供することができる。
According to the present invention, the molding time for sealing the wafer with resin can be greatly reduced, and a highly reliable semiconductor device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】チップサイズパッケージを一般的に説明する図
である。
FIG. 1 is a diagram generally illustrating a chip size package.

【図2】温度上昇に伴う封止用樹脂組成物の硬化反応率
を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a curing reaction rate of a sealing resin composition with increasing temperature.

【図3】本発明によるウエハの樹脂封止の前半の工程を
説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the first half of the process of resin sealing of a wafer according to the present invention.

【図4】本発明によるウエハの樹脂封止の後半の工程を
説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the latter half of the resin sealing of the wafer according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…チップサイズパッケージ 11…ウエハ 12…バンプ 13…封止樹脂 21…ウエハ 22…バンプ 24…封止用樹脂組成物のタブレット 31…上型 32…下型 34、34’…加熱手段 35、35’…冷却手段 37…圧力センサ 41…封止されたウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Chip size package 11 ... Wafer 12 ... Bump 13 ... Sealing resin 21 ... Wafer 22 ... Bump 24 ... Tablet of sealing resin composition 31 ... Upper mold 32 ... Lower mold 34, 34 '... Heating means 35, 35 '... Cooling means 37 ... Pressure sensor 41 ... Sealed wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 (72)発明者 深澤 則雄 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 穂積 孝司 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4J002 CC032 CD011 CD021 CD041 CD061 CE002 DJ018 EJ016 EL136 EN056 EN137 EV297 EW177 FD018 FD142 FD146 FD157 4J036 AA01 AF05 AF06 AF19 DA01 DA04 DB06 DB15 DC02 FB07 GA01 GA02 GA03 GA04 JA07 4M109 AA01 BA07 CA03 CA22 DA02 DB17 EA02 EB02 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB13 EB19 EC20 5F061 AA01 BA07 CA03 CA22 DA01 DA16 DE03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 23/31 (72) Inventor Norio Fukasawa 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Stock In-house (72) Inventor Takashi Hozumi 4-1-1, Kamidadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term within Fujitsu Limited (reference) 4J002 CC032 CD011 CD021 CD041 CD061 CE002 DJ018 EJ016 EL136 EN056 EN137 EV297 EW177 FD018 FD142 FD146 FD157 4J036 AA01 AF05 AF06 AF19 DA01 DA04 DB06 DB15 DC02 FB07 GA01 GA02 GA03 GA04 JA07 4M109 AA01 BA07 CA03 CA22 DA02 DB17 EA02 EB02 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB13 EB19 EC20 5F061 AA01 BA07 CA03 CA22 DA01 DA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、このエポキシ樹脂のため
の硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、硬化促
進剤が芳香族オニウム塩であることを特徴とする半導体
装置封止用樹脂組成物。
1. A resin composition for encapsulating semiconductor devices, comprising an epoxy resin, a curing agent for the epoxy resin, a curing accelerator, and an inorganic filler, wherein the curing accelerator is an aromatic onium salt. object.
【請求項2】 前記硬化促進剤が、下式 【化1】 (式中のEは、S、N又はP原子であり、R1 は置換も
しくは非置換の1価の炭化水素基、水酸基、アルコキシ
ル基、ニトロ基、シアノ基又はハロゲン原子であり、a
が2のとき、R1 は同一であっても異なっていてもよ
く、R2 及びR3 はH又はメチル基であり、R4 は同一
または異なる、置換もしくは非置換の1価の炭化水素基
であり、R5 は置換又は非置換のピリジウム基であり、
aは0〜2の整数であり、bは、EがSのとき2、Eが
N又はPのとき3である)により表される芳香族オニウ
ム塩である、請求項1記載の半導体装置封止用樹脂組成
物。
2. The method according to claim 1, wherein the curing accelerator has the following formula: (E in the formula is an S, N or P atom, and R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, hydroxyl group, alkoxyl group, nitro group, cyano group or halogen atom;
Is 2, R 1 may be the same or different, R 2 and R 3 are H or a methyl group, and R 4 is the same or different, substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group. R 5 is a substituted or unsubstituted pyridium group,
a is an integer of 0 to 2, and b is an aromatic onium salt represented by the formula (2) when E is S, and 3 when E is N or P). A resin composition for stopping.
【請求項3】 半導体素子を作製したウエハ上に形成し
た外部端子用のはんだバンプを具備し、請求項1又は2
記載の樹脂組成物により当該バンプの端面が露出するよ
う封止されていることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a solder bump for an external terminal formed on the wafer on which the semiconductor element is manufactured.
A semiconductor device, wherein the resin composition is sealed so that an end face of the bump is exposed.
【請求項4】 バンプを備えた複数の半導体素子が製作
されたウエハを当該バンプの端面が露出するよう樹脂封
止し、その後ウエハを個々の素子に切断することにより
半導体装置を製造する方法であって、ウエハの樹脂封止
を、金型内のウエハ上に配置した封止材を加熱圧縮して
ウエハの全面上へ押し広げる工程と、封止材がウエハ全
面上へ押し広げられたのを検知後に金型温度を上昇させ
て封止材を硬化させる工程により行うことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
4. A method of manufacturing a semiconductor device by sealing a wafer on which a plurality of semiconductor elements provided with bumps are manufactured with resin so that end faces of the bumps are exposed, and thereafter cutting the wafer into individual elements. Then, the process of heating and compressing the sealing material disposed on the wafer in the mold to spread the resin over the entire surface of the wafer, and the process of spreading the sealing material over the entire surface of the wafer. The method for manufacturing a semiconductor device, comprising: performing a process of raising a mold temperature and curing a sealing material after detecting the temperature.
【請求項5】 バンプを備えた複数の半導体素子が製作
された切断前のウエハを当該バンプの端面が露出するよ
う樹脂封止することにより半導体装置を製造する装置で
あり、樹脂封止するウエハを収容し、ウエハ上に配置し
た封止材を加熱圧縮してウエハの全面上へ押し広げて硬
化させる金型を備えた装置であって、金型に加熱手段と
冷却手段、及び封止材充填圧力検知センサを具備してい
ることを特徴とする半導体装置の製造装置。
5. An apparatus for manufacturing a semiconductor device by sealing a wafer before cutting, in which a plurality of semiconductor elements provided with bumps are manufactured, so that end faces of the bumps are exposed, wherein the wafer to be sealed with resin is provided. And a mold for heating and compressing the sealing material disposed on the wafer, pushing the sealing material over the entire surface of the wafer, and curing the sealing material, wherein the mold has a heating means, a cooling means, and a sealing material. An apparatus for manufacturing a semiconductor device, comprising a filling pressure detection sensor.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7258911B2 (en) * 2001-02-28 2007-08-21 Kaneka Corporation Acrylic matt thermoplastic resin films and process for producing the same
US7651724B2 (en) 2002-07-03 2010-01-26 Ricoh Comapny, Ltd. Apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP2010159401A (en) * 2008-12-10 2010-07-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Semiconductor-sealing resin composition, method for producing semiconductor device and semiconductor device
JP2010267886A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 Yoshizumi Fukui Molded coil manufacturing method
JP2012156149A (en) * 2011-01-21 2012-08-16 Daiichi Seiko Co Ltd Resin sealing apparatus and method for sealing resin

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7258911B2 (en) * 2001-02-28 2007-08-21 Kaneka Corporation Acrylic matt thermoplastic resin films and process for producing the same
US7651724B2 (en) 2002-07-03 2010-01-26 Ricoh Comapny, Ltd. Apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP2010159401A (en) * 2008-12-10 2010-07-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Semiconductor-sealing resin composition, method for producing semiconductor device and semiconductor device
JP2010267886A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 Yoshizumi Fukui Molded coil manufacturing method
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