專利名稱：積層復合體、半導體元件承載基板、半導體元件形成晶片、半導體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封材料積層復合體、密封后半導體元件承載基板、密封后半導體元件形成晶片、半導體裝置、及半導體裝置的制造方法，所述密封材料積層復合體能以晶片級總括S封。
背景技術(shù)：
先前以來，承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面的晶片級密封，提案、研究出各種方式，可以例示以下方法:利用旋涂(spin coating)的密封、利用絲網(wǎng)印刷的密封(專利文獻I)、使用使熱熔融性環(huán)氧樹脂涂層于薄膜支持體上的復合片材的方法(專利文獻2及專利文獻3)。其中，作為承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面的晶片級密封方法，以下方法最近得以投入批量生產(chǎn):在金屬、硅晶片、或玻璃基板等的上部，粘貼具有雙面粘著層的薄膜，或利用旋涂等涂布粘著劑，然后使半導體元件排列粘著、承載于該基板上，作為半導體元件承載面，然后，在用液狀環(huán)氧樹脂或環(huán)氧模塑化合物(epoxy moldingcompound)等加熱下,加壓成型密封,從而密封該半導體元件承載面(專利文獻4)。并且，同樣地，作為形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面的晶片級密封方法，以下方法最近得以投入批量生產(chǎn):在用液狀環(huán)氧樹脂或環(huán)氧模塑化合物等加熱下，加壓成型密封，從而密封該半導體元件形成面。然而，在如上所述的方法中，當使用200mm(8英寸)左右的小直徑晶片(wafer)、或金屬等小直徑基板時，目前尚可以密封而無重大問題，但是當密封300mm (12英寸)以上的承載半導體元件的大直徑基板、或形成有半導體元件的大直徑晶片的情況，由于密封固化時的環(huán)氧樹脂等的收縮應(yīng) 力，導致基板或晶片產(chǎn)生翹曲，成為重大的問題。并且，當以晶片級密封承載半導體元件的大直徑基板的半導體元件承載面時，將產(chǎn)生由于密封固化時的環(huán)氧樹脂等的收縮應(yīng)力，而導致半導體元件從金屬等基板上剝離的問題，因而，導致無法投入批量生產(chǎn)的重大問題。作為解決這種由將承載有半導體元件的基板、或形成有半導體元件的晶片的直徑放大而隨之而來的問題的方法，可以列舉以下方法:向密封用樹脂組合物中填充接近90wt%的填充劑；或，通過降低密封用樹脂組合物的彈性來減小固化時的收縮應(yīng)力(專利文獻1、專利文獻2、及專利文獻3)。然而，如果填充接近90wt%的填充劑，密封用樹脂組合物的粘度將上升，當將密封用樹脂組合物澆鑄成型、密封時，將重新產(chǎn)生以下問題:基板上所承載的半導體元件受力，半導體元件從基板上剝離。并且，如果降低密封用樹脂的彈性，密封的承載有半導體元件的基板、或形成有半導體元件的晶片的翹曲得以改善，但將重新產(chǎn)生耐熱性和耐濕性等密封性能的降低。因此，利用這些解決方法，尚未達到根本性的解決。根據(jù)以上所述，尋求一種密封材料，所述密封材料即使在密封大直徑晶片或金屬等大直徑基板時，基板或晶片也不會產(chǎn)生翹曲，或半導體元件也不會從金屬等基板上剝離，并能以晶片級總括密封承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2002-179885號公報專利文獻2:日本特開2009-60146號公報專利文獻3:日本特開2007-001266號公報專利文獻4:日本特表2004-504723號公報

發(fā)明內(nèi)容
除上述以外，還存在以下問題:即使利用耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異的密封材料來密封，當包含微量的來自于纖維基材的離子性雜質(zhì)或由半導體裝置外部侵入進來的離子性雜質(zhì)、以及來自于半導體元件、半導體元件承載基板的離子性雜質(zhì)時，半導體裝置的可靠性將降低。本發(fā)明是為了解決上述問題而完成，其目的在于提供一種密封材料積層復合體，所述密封材料積層復合體即使在密封大口徑或薄型的基板/晶片的情況，也能夠抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離，并能夠以晶片級總括密封承載有半導體元件的基板、或所形成的晶片的半導體元件承載面或形成面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異，通用性非常高。 并且，本發(fā)明的目的在于提供一種利用該密封材料積層復合體而被密封的密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片、一種將該密封后半導體元件承載基板及該密封后半導體元件形成晶片單顆化(singulation)的半導體裝置、及一種使用前述密封材料積層復合體的半導體裝置的制造方法。為了解決上述問題，在本發(fā)明中，提供一種密封材料積層復合體，其特征在于，用于總括密封承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面；并且，包括支持晶片、及由被形成于該支持晶片的一面上的未固化的熱固化性樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層。如果是這種密封材料積層復合體，那么由于支持晶片可以抑制密封固化時的未固化樹脂層的收縮應(yīng)力，因此，密封材料積層復合體即使在密封大口徑或薄型的基板/晶片的情況，也能夠抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離，并能夠以晶片級總括密封承載或形成有半導體元件的基板/晶片面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異，通用性非常高。并且，優(yōu)選為，前述支持晶片，與前述承載有半導體元件的基板或前述形成有半導體元件的晶片的膨脹系數(shù)的差為3ppm以下。這樣一來，如果膨脹系數(shù)差為3ppm以下，那么通過消除支持晶片與承載或形成有半導體元件的基板/晶片的膨脹系數(shù)的差，可以更準確地抑制密封的基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離，因此優(yōu)選。并且，前述未固化樹脂層的厚度與晶片上所承載或形成的半導體元件的厚度相關(guān)。為了確保高度的可靠性，距離半導體元件表面上的(垂直方向的)密封樹脂層的厚度為10 2000微米(μ m)。由此，前述未固化樹脂層的厚度優(yōu)選為20微米以上且2000微米以下。如果前述未固化樹脂層的厚度為20微米以上，由于能夠在半導體元件上確保所需的密封樹脂層的厚度，并抑制因過薄而產(chǎn)生填充性不良或膜厚不均勻，因此優(yōu)選；如果為2000微米以下，由于能夠抑制因密封的密封后的晶片及半導體裝置的厚度過厚而導致難以以高密度構(gòu)裝，因此優(yōu)選。進一步，優(yōu)選為，前述未固化樹脂層，包含在不足50°C下固體化，并在50°C以上且150°C以下溶融的環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、及環(huán)氧硅混成樹脂中的任一種。如果是這種前述未固化樹脂層，由于操作容易，且作為密封材料的特性也優(yōu)異，并且膨脹系數(shù)差非常小的支持晶片可以抑制包含這些樹脂的未固化樹脂層的固化時的收縮應(yīng)力，因此，密封材料積層復合體即使在密封大口徑或薄型的基板/晶片的情況，也能夠更準確地抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離，并能夠以晶片級總括密封形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面；且，如果密封材料積層復合體具有包含這些樹脂的未固化樹脂層，那么尤其是密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異。

并且，前述支持晶片優(yōu)選為，是將熱固化性樹脂組合物含浸于纖維基材中，并將該熱固化性樹脂組合物半固化或固化而成的樹脂含浸纖維基材；前述未固化樹脂層，是由在前述樹脂含浸纖維基材的一面上以超過200 μ m且2000 μ m以下的厚度而形成的未固化的熱固化性樹脂組合物所構(gòu)成；含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物、及形成前述未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物的至少一者，含有離子捕集劑(trapping agent)。如果是這種密封材料積層復合體，由于未固化樹脂層的厚度適宜，并且膨脹系數(shù)非常小的樹脂含浸纖維基材可以抑制密封固化時的未固化樹脂層的收縮應(yīng)力，因此，即使在密封大口徑的有機基板、金屬等大直徑基板、或晶片的情況，也能夠抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件從基板上剝離，并且以晶片級總括密封半導體元件承載面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異。并且，密封材料積層復合體通過含有離子捕集劑，可以提供一種可靠性較高的半導體裝置，且通用性較高。并且，優(yōu)選為，含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物、及形成前述未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物兩者，含有前述離子捕集劑。這樣一來，由于能夠更準確地捕捉由半導體裝置外部侵入進來的離子性雜質(zhì)、以及來自于纖維基材、半導體元件及半導體元件承載基板的離子性雜質(zhì)，因此，此密封材料積層復合體可以提供一種可靠性更高的半導體裝置。進一步，在本發(fā)明中，提供一種密封后半導體元件承載基板、及密封后半導體元件形成晶片，利用前述密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載或形成有半導體元件的基板/晶片的半導體元件承載面、或半導體元件形成面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。如果是這種密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片，那么可以抑制晶片產(chǎn)生翹曲、或半導體元件剝離。并且，在本發(fā)明中，提供一種半導體裝置，它是切割前述密封后半導體元件承載基板、或密封后半導體元件形成晶片，而單顆化。如果是這種半導體裝置，由于是由一種被耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異的密封材料積層復合體密封且其翹曲得以抑制的基板/晶片來制造半導體裝置，因此，半導體裝置的殘余應(yīng)力較少且品質(zhì)較高。并且，在本發(fā)明中，提供一種半導體裝置的制造方法，其具有以下工序:被覆工序，是利用前述密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面；密封工序，是通過加熱、固化該未固化樹脂層，而總括密封前述半導體元件承載面或前述半導體元件形成面，作成密封后半導體元件承載基板、或密封后半導體元件形成晶片；及，單顆化工序，是通過切割該密封后半導體元件承載基板、或該密封后半導體元件形成晶片，而單顆化，從而制造半導體裝置。如果是這種半導體裝置的制造方法，那么在被覆工序中，可以利用前述密封材料積層復合體的未固化樹脂層，簡便且無填充不良地被覆半導體元件承載面、或半導體元件形成面。并且，由于使用前述密封材料積層復合體，而使支持晶片能夠抑制未固化樹脂層的固化時的收縮應(yīng)力，因此，在密封工序中，可以總括密封該半導體元件承載面、或該半導體元件形成面，即使在密封大口徑或薄型的基板/晶片的情況，也可以獲得一種基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離得以被抑制的密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片。進一步，在單顆化工序中，由于可以由一種被耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異的密封材料積層復合體密封，且翹曲得以被抑制的該密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片，來切割半導體裝置，而單顆化，因此，此半導體裝置的制造方法可以制造一種高品質(zhì)的半導體裝置。如以上說明，如果是本發(fā)明的密封材料積層復合體，由于支持晶片可以抑制固化密封時的未固化樹脂層的收縮應(yīng)力，因此，即使在密封大口徑或薄型的基板/晶片的情況，也能夠抑制基板/晶片產(chǎn)生翹曲、或半導體元件剝離，并能夠以晶片級總括密封形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異，通用性非常高。并且，利用該密封材料積層復合體而被密封的密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片，能夠抑制基板或晶片產(chǎn)生翹曲、或半導體元件剝離。進一步，將由耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異的密封材料積層復合體而被密封且翹曲得以被抑制的該密封后半導體元件承載基板及 該密封后半導體元件形成晶片，加以單顆化而成的半導體裝置，品質(zhì)較高。并且，利用使用前述密封材料積層復合體的半導體裝置的制造方法，可以制造高品質(zhì)的半導體裝置。


圖1是本發(fā)明的密封材料積層復合體的剖面圖的一個實例。圖2中(a)是利用本發(fā)明的密封材料積層復合體而被密封的密封后半導體元件承載基板的剖面圖的一個實例。圖2中(b)是利用本發(fā)明的密封材料積層復合體而被密封的密封后半導體元件形成晶片的剖面圖的一個實例。圖3中(a)是由密封后半導體元件承載基板制作而成的本發(fā)明的半導體裝置的剖面圖的一個實例。圖3中(b)是由密封后半導體元件形成晶片制作而成的本發(fā)明的半導體裝置的剖面圖的一個實例。圖4是使用本發(fā)明的密封材料積層復合體，由承載有半導體元件的基板來制造半導體裝置的方法的流程圖的一例。
具體實施例方式以下，詳細地說明本發(fā)明的密封材料積層復合體、密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片、半導體裝置、及半導體裝置的制造方法，但本發(fā)明并不限定于這些。如上所述，尋求一種密封材料，即使在密封形成半導體元件的大口徑或薄型的基板/晶片時，也能夠抑制基板/晶片產(chǎn)生翹曲、或半導體元件剝離，并能夠以晶片級總括密封形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異，通用性較高。本發(fā)明人為了達成上述課題而反復銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如果密封材料積層復合體具有支持晶片、及由在該支持晶片的一面上積層形成的未固化的熱固化性樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層，那么利用支持晶片能夠抑制樹脂固化時的收縮應(yīng)力，并且通過消除該支持晶片與形成有半導體元件的晶片的膨脹系數(shù)的差，可以進一步抑制未固化樹脂層的固化時的收縮應(yīng)力；并且發(fā)現(xiàn)利用此收縮應(yīng)力的抑制作用，即使在密封大口徑或薄型的基板/晶片時，也能夠抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離。發(fā)現(xiàn)如果使用本發(fā)明的密封材料積層復合體，那么此密封材料能夠以晶片級總括密封形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，且密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異，通用性非常高，從而完成本發(fā)明的密封材料積層復合體。并且，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片如果是利用前述密封材料積層復合體而被總括密封，那么可以抑制基板/晶片產(chǎn)生翹曲、或半導體元件剝離；進一步發(fā)現(xiàn)這樣通過切割翹曲或半導體元件的剝離得以被抑制的密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片而單顆化，可以獲得高品質(zhì)的半導體裝置，從而完成本發(fā)明的密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片、及半導體裝置。進一步，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過使用前述密封材料積層復合體，可以簡便地被覆半導體元件承載面、或半導體元件形成面；并且發(fā)現(xiàn)通過加熱、固化前述密封材料積層復合體的未固化樹脂層，可以總括密封該半導體元件承載面、或半導體元件形成面；進一步發(fā)現(xiàn)，通過這樣切割一種利用密封性能優(yōu)異的密封材料積層復合體而被密封，且翹曲、半導體元件的剝離得以被抑制的密封后半導體元件承載基板及密封后半導體元件形成晶片，而單顆化，可以制造高品質(zhì)的半導體裝置，從而完成本發(fā)明的半導體裝置的制造方法。本發(fā)明的密封材料積層復合體，是用于總括密封承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面；并且，此密封材料積層復合體包括支持晶片、及由被形成于該支持晶片的一面上的未固化的熱固化性樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層?！粗С志?br>
本發(fā)明的支持晶片，其口徑、厚度、及材質(zhì)等并無特別限制，可以根據(jù)承載或形成有作為密封對象的半導體元件的基板/晶片而選擇。并且，支持晶片優(yōu)選為，與承載或形成有前述半導體元件的基板/晶片的膨脹系數(shù)差為3ppm以下。更具體來說，室溫(250C ±10°C ) 200°C下的線性膨脹系數(shù)的差優(yōu)選為3ppm/°C以下(即O 3ppm/°C)。由于通過使膨脹系數(shù)的差為3ppm以下，利用支持晶片，可以充分抑制使后續(xù)詳述的未固化樹脂層固化時的收縮應(yīng)力，因此，即使在利用本發(fā)明的密封材料積層復合體來密封大直徑或薄型的基板/晶片時，也能夠更準確地抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離。作為支持晶片，可以應(yīng)用硅(Si)晶片、SiC晶片等，并無特別限制，但優(yōu)選為使用硅晶片。由于通常承載或形成有半導體元件的晶片為硅晶片，因此，可以同樣地使用硅晶片來作為支持晶片，從而進一步抑制當使未固化樹脂層固化時的收縮應(yīng)力。并且在本發(fā)明中，作為支持晶片，還可以將熱固化性樹脂組合物含浸于纖維基材中，并半固化或固化該熱固化性樹脂組合物，而成為樹脂含浸纖維基材。這種樹脂含浸纖維基材由于膨脹系數(shù)非常小，并且可以抑制后續(xù)詳述的使未固化樹脂層固化時的收縮應(yīng)力，因此，即使在利用本發(fā)明的密封材料積層復合體來密封大型有機樹脂基板或金屬等大口徑基板、大口徑晶片時，也可以抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件從基板上剝離。[纖維基材]作為可以用作前述纖維基材的纖維基材，優(yōu)選使用選自E玻璃、S玻璃、T玻璃或D玻璃中的玻璃纖維。并且，一般來說，如果使用上述之外的玻璃纖維，由于包含大量的鈉等堿性離子成分，因此，作為密封材料的可靠性降低，并且，由于包含大量的雜質(zhì)，因此，存在電氣特性劣化的擔憂，但如果像本發(fā)明這樣，使含浸于纖維基材的熱固化性樹脂組合物、及形成未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物中的至少一種含有離子捕集劑，那么也可以使用這些纖維基材。這樣一來，可以獲得一種半導體裝置，即使具有像超過200μ m的比較厚的密封層，翹曲仍較少，并且可靠性較高。并且，除了玻璃纖維之外，還可以根據(jù)需要而使用高純度的石英纖維等。作為前述纖維基材的形態(tài)，可以例示例如:將長纖維絲朝一定方向拉弄整齊的粗紗(roving)、纖維布、及無紡織布等片狀；以及短切原絲薄租(chopped strand mat)等,只要可以形成積層體即可，并無特別限制。 [熱固化性樹脂組合物]在上述的本發(fā)明的密封材料積層復合體中，含浸于纖維基材的熱固化性樹脂組合物、及形成未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物中的至少一種含有離子捕集劑，尤其期望含浸于纖維基材的熱固化性樹脂組合物、及形成未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物兩者含有離子捕集劑。作為離子捕集劑，可以使用:水滑石類、鑰酸鋅、及氧化鑭等稀土類氧化物等無機物；及，離子交換樹脂等。而且，作為離子捕集劑，優(yōu)選不會影響半導體裝置的可靠性，并不限定于上述材料。上述成分作為離子捕集劑而發(fā)揮作用，具有來自于玻璃纖維等纖維基材的離子性雜質(zhì)的捕集、或由半導體裝置外部侵入進來的離子性雜質(zhì)的捕捉、以及捕捉來自于半導體元件、半導體元件承載有機基板的離子性雜質(zhì)的效果，進一步，尤其在密封樹脂層具有像超過200 μ m的比較厚的密封層時，對于表現(xiàn)基板的翹曲的減低或半導體裝置的高可靠性而嚴，也是必不可少的。
作為前述熱固化性樹脂組合物，可以例示:含有水滑石類、鑰酸鋅、及氧化鑭等稀土類氧化物等來作為離子捕集劑的下述例示的環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、及環(huán)氧硅混成樹脂，只要是通常用于密封半導體元件的熱固化性的樹脂即可，并無特別限制。作為代表性的離子捕集劑，可以舉例說明由下述式所表示的水滑石類。相對于熱固化性樹脂與固化劑合計100質(zhì)量份，水滑石類期望為I 10質(zhì)量份。如果是I質(zhì)量份以上，那么可以獲得充分的雜質(zhì)捕捉能力。如果是10質(zhì)量份以下，那么雜質(zhì)捕捉能力則充分，且能夠抑制因水滑石類自身的吸濕量增加所導致的耐濕回流特性的降低。MgxAly (OH) 2x+3y_2z (CO3) z.mH20(x、y、及z分別具有O < y/x彡1、0彡z/y < 1.5的關(guān)系，m表示整數(shù)。)并且，當使用鑰酸鋅時，相對于熱固化性樹脂與固化劑合計100質(zhì)量份，期望為0.5質(zhì)量份以上。如果是0.5質(zhì)量份以上，則可以獲得充分的雜質(zhì)捕捉能力。添加量的上限并無特別限制，但從維持粘著性或加工性的觀點來看，優(yōu)選為5 50重量％。并且，像氧化鑭這種稀土類氧化物也可以作為離子捕集劑使用。在稀土類氧化物中，也期望為氧化鑭。相對于熱固化性樹脂與固化劑合計100質(zhì)量份，期望氧化鑭的使用量為0.2 5質(zhì)量份。如果是0.2質(zhì)量份以上，則可以獲得充分的雜質(zhì)捕捉能力。如果是5質(zhì)量份以下，那么能夠抑制因氧化鑭自身的吸濕量增加所導致的耐濕回流特性的降低。上述離子捕集劑可以單獨使用I種或并用2種以上。[樹脂含浸纖維基材的制作方法]
作為將熱固化性樹脂組合物含浸于纖維基材的方法，可以利用溶劑法與熱熔法(hot melt method)中的任一方法來實施。溶劑法是指調(diào)整將熱固化性樹脂組合物溶解于有機溶劑的樹脂清漆，并使樹脂清漆含浸于纖維基材中，然后使溶劑加熱揮發(fā)；熱熔法是指加熱并熔化固體的熱固化性樹脂組合物，使它含浸于前述纖維基材中。作為半固化含浸于纖維基材的熱固化性樹脂組合物的方法，并無特別限制，可以例示以下方法等:通過加熱含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物來除去溶劑等，從而使它半固化。并且，作為固化含浸于纖維基材的熱固化性樹脂組合物的方法，并無特別限制，可以例示通過加熱含浸纖維基材的熱固化性樹脂組合物來固化的方法等。將熱固化性樹脂組合物含浸于纖維基材并半固化或固化該熱固化性樹脂組合物的樹脂含浸纖維基材的厚度，是取決于所使用的纖維布等纖維基材的厚度，當制作較厚的樹脂含浸纖維基材時，增加纖維布等纖維基材的使用片數(shù)，積層并制作。在本發(fā)明中，半固化是指像JIS K6800 “粘著劑、粘著用語”所定義的B-階段(熱固化性樹脂組合物的固化中間物，此狀態(tài)下的樹脂加熱則軟化，接觸某種溶劑則膨潤，不會完全溶融、溶解)狀態(tài)。當半固化及固化含浸于纖維基材的熱固化性樹脂組合物時，均期望前述樹脂含浸纖維基材的厚度優(yōu)選為50 μ m Imm,更優(yōu)選為100 μ m 500 μ m。如果為50 μ m以上,能夠抑制過薄易變形，因此優(yōu)選；并且，如果為1_以下，能夠抑制半導體裝置的厚度變厚，因此優(yōu)選。并且，前述樹脂含浸纖維基材的X-Y方向的膨脹系數(shù)，在室溫(25°C ±10°C ) 200的范圍內(nèi)，優(yōu)選為5ppm/°C以上30ppm/°C以下，更優(yōu)選為IOppm/°C以上25ppm/°C以下。
這樣一來，如果前述樹脂含浸纖維基材的X-Y方向的膨脹系數(shù)為5ppm/°C以上30ppm/°C以下，那么與前述承載有半導體元件的基板的膨脹系數(shù)的差變小，因此可以更準確地抑制密封的基板的翹曲、及半導體元件從基板上剝離。而且，X-Y方向是指樹脂含浸纖維基材的面方向。并且，X-Y方向的膨脹系數(shù)是指在樹脂含浸纖維基材的面方向上，任意取X軸、Y軸而測定的膨脹系數(shù)。前述樹脂含浸纖維基材對于減低總括密封半導體元件承載面后的翹曲，并加強排列、粘著有一個以上的半導體元件的基板來說，較為重要。因此，期望為堅硬且剛直的樹脂含浸纖維基材。<未固化樹脂層>本發(fā)明的密封材料積層復合體具有未固化樹脂層。該未固化樹脂層是由被形成于前述支持晶片的一面上的未固化的熱固化性樹脂組成。未固化樹脂層是用于密封的樹脂層。并且，前述未固化樹脂層的厚度與晶片上所承載或形成的半導體元件的厚度相關(guān)。為了確保高度的可靠性， 距離半導體元件表面上的(垂直方向的)密封樹脂層的厚度為10 2000微米(μ m)。由此，一般前述未固化樹脂層的厚度優(yōu)選為20微米以上且2000微米以下。如果前述未固化樹脂層的厚度為20微米以上，由于能夠在半導體元件上確保所需的密封樹脂層的厚度，并抑制因過薄而產(chǎn)生填充性不良或膜厚不均勻，因此優(yōu)選；如果為2000微米以下，由于能夠抑制密封的密封后的晶片及半導體裝置的厚度過厚而導致難以以高密度構(gòu)裝，因此優(yōu)選。前述未固化樹脂層，并無特別限制，一般優(yōu)選為包括:半導體元件的密封所使用的液狀環(huán)氧樹脂或固體的環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、或由環(huán)氧樹脂與硅酮樹脂所組成的混成樹脂。尤其優(yōu)選為，前述未固化樹脂層包含在不足50°C下固體化，并在50°C以上且150°C以下溶融的環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、及環(huán)氧硅混成樹脂中的任一種。如果是這種未固化樹脂層，那么容易處理，無論是制造還是用為密封材料都很方便。并且，由于未固化樹脂層是由熱固化性樹脂組成，因此，期望未固化樹脂層的溶融溫度的上限在反應(yīng)開始的溫度以下。如果是這種未固化樹脂層，那么由于膨脹系數(shù)非常小的樹脂含浸纖維基材可以抑制包含這些樹脂的未固化樹脂層的固化時的收縮應(yīng)力，因此，即使在密封大型有機樹脂基板或金屬等大直徑基板、晶片時，也能夠更準確地抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件從基板上剝離。并且，密封材料積層復合體尤其在密封后的耐熱性和耐濕性等密封性能優(yōu)異。進一步，優(yōu)選為，未固化樹脂層含有水滑石、鑰酸鋅、及氧化鑭等離子捕集劑，并包含在不足50°C下固體化，并在50°C以上溶融的環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、及環(huán)氧硅混成樹脂中的任一種。作為溶融溫度的上限，與熱固化性樹脂組合物的反應(yīng)、所使用的催化劑等相關(guān)，期望為180°C以下。[環(huán)氧樹脂]作為前述環(huán)氧樹脂，并無特別限制，可以列舉例如:如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、像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；將石炭酸酚醛清漆(phenol novolac)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、萘二酚型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、四苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、及苯酚雙環(huán)戊二烯酚醛清漆型環(huán)氧樹脂的芳香環(huán)氫化的環(huán)氧樹脂；及，脂環(huán)式環(huán)氧樹脂等室溫下呈液狀或固體的公知的環(huán)氧樹脂。并且，可以根據(jù)需要，并用一定量的上述以外的環(huán)氧樹脂。優(yōu)選為，由于由前述環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層，將作為密封半導體元件的樹脂層，因此，盡量減少氯等鹵素離子、及鈉等堿性離子。向50ml脫離子水中添加IOg樣品，嚴密封閉，在120°C的烘箱中靜置20小時后，由于是在加熱提取的120°C下進行提取，因此，期望任何離子均為IOppm以下。由環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層中，可以包含環(huán)氧樹脂的固化劑。作為該固化齊 ，可以使用石炭酸酚醛清漆樹脂、各種胺衍生物、酸酐或使部分酸酐基開環(huán)并生成羧酸等。其中，為了確保使用本發(fā)明的密封材料積層復合體制造的半導體裝置的可靠性，期望為石炭酸酚醛清漆樹脂。尤其優(yōu)選為，混合時使前述環(huán)氧樹脂與該石炭酸酚醛清漆樹脂的混合比，為環(huán)氧基與石炭酸性羥基的比例為1:0.8 1.3。進一步，為促進前述環(huán)氧樹脂與前述固化劑的反應(yīng)，作為反應(yīng)促進劑，還可以使用咪唑衍生物、膦衍生物、胺衍生物、及有機鋁化合物等金屬化合物等。在由環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層中，可以進一步根據(jù)需要調(diào)配各種添加劑。例如，可以添加調(diào)配各種熱可塑性樹脂、熱可塑性彈性體、有機合成橡膠、硅系等低應(yīng)力劑、蠟類、及鹵素捕集劑等添加劑，以改善樹脂的性質(zhì)。[硅酮樹脂]作為前述硅酮樹脂(硅樹脂)，可以使用熱固化性的硅酮樹脂等。尤其期望為，由硅酮樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層包含加成固化型硅酮樹脂組合物。作為該加成固化型硅酮樹脂組合物，尤其優(yōu)選將(A)具有非共軛雙鍵的有機硅化合物、(B)有機氫聚硅氧燒(organo hydrogen polys iloxane)、及(C)鉬系催化劑作為必需成分。以下，說明這些(A) (C)成分。(A)成分:具有非共軛雙鍵的有機硅化合物作為前述㈧具有非共軛雙鍵的有機硅化合物，可以例示由通式⑴所表示的有機聚硅氧烷:通式(I)=R1R2R3SiO- (R4R5SiO) a- (R6R7SiO)b-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是滿足O彡a彡500,0 ^ b ^ 250、且O彡a + b彡500的整數(shù))。上述通式(I)中，R1是含有非共軛雙鍵的一價烴基，優(yōu)選為碳數(shù)2 8、尤其優(yōu)選為碳數(shù)2 6的烯基所代表的具有脂肪族不飽和鍵的含有非共軛雙鍵的一價烴基。上述通式⑴中，R2 R7分別是相同或不同種類的一價烴基，可以列舉優(yōu)選為碳數(shù)I 20、尤其優(yōu)選為碳數(shù)I 10的烷基、烯基、芳基、及芳烷基等。并且，其中R4 R7，更優(yōu)選為除脂肪族不飽和鍵以外的一價烴基，尤其可以列舉優(yōu)選為烯基等不具有脂肪族不飽和鍵的烷基、芳基、芳烷基等。進一步，其中R6、R7優(yōu)選為芳香族一價烴基，尤其優(yōu)選為苯基或甲苯基等碳數(shù)為6 12的芳基等。上述通式(I)中，a及b是滿足O彡a彡500,0 ^ b ^ 250、且O彡a + b彡500的整數(shù)，a優(yōu)選為10彡a彡500，b優(yōu)選為150，并且a + b優(yōu)選為滿足10彡a +b ( 500。由上述通式(I)所表示的有機聚硅氧烷，可以利用例如環(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，與構(gòu)成端基的_■苯基四乙稀基_■娃氧燒、_■乙烯基四苯基二硅氧烷等二硅氧烷的堿性平衡化反應(yīng)而獲得，此時，由于在利用堿性催化劑(尤其是KOH等強堿)的平衡化反應(yīng)中，利用少量的催化劑以不可逆反應(yīng)進行聚合，因此，只定量地進行開環(huán)聚合，由于封端率也較高，因此，一般不含有硅烷醇基及氯乙烷(chlor)成分。作為由上述通式(I)所表示的有機聚硅氧烷，具體可以例示下述有機聚硅氧烷?！?br> 權(quán)利要求
1.一種密封材料積層復合體，其特征在于，用于總括密封承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面；并且，包括支持晶片、及由被形成于該支持晶片的一面上的未固化的熱固化性樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層。
2.如權(quán)利要求1所述的密封材料積層復合體，其中，前述支持晶片，與前述承載有半導體元件的基板或前述形成有半導體元件的晶片的膨脹系數(shù)的差為3ppm以下。
3.如權(quán)利要求1所述的密封材料積層復合體，其中，前述未固化樹脂層的厚度為20微米以上且2000微米以下。
4.如權(quán)利要求2所述的密封材料積層復合體，其中，前述未固化樹脂層的厚度為20微米以上且2000微米以下。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的密封材料積層復合體，其中，前述未固化樹脂層，包含在不足50°C下固體化并在50°C以上且150°C以下溶融的環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、及環(huán)氧硅酮混成樹脂中的任一種。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的密封材料積層復合體，其中，前述支持晶片，是將熱固化性樹脂組合物含浸于纖維基材中，并將該熱固化性樹脂組合物半固化或固化而成的樹脂含浸纖維基材；前述未固化樹脂層，是由在前述樹脂含浸纖維基材的一面上以超過200 μ m且2000 μ m以下的厚度而形成的未固化的熱固化性樹脂組合物所構(gòu)成；含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物、及形成前述未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物的至少一者，含有離子捕集劑。
7.如權(quán)利要求5所述的密封材料積層復合體，其中，前述支持晶片，是將熱固化性樹脂組合物含浸于纖維基材中，并將該熱固化性樹脂組合物半固化或固化而成的樹脂含浸纖維基材；前述未固化樹脂層，是由在前述樹脂含浸纖維基材的一面上以超過200 μ m且2000 μ m以下的厚度而形成的未固化的熱固化性樹脂組合物所構(gòu)成；含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物、及形成前述未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物的至少一者，含有離子捕 集劑。
8.如權(quán)利要求6所述的密封材料積層復合體，其中，含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物、及形成前述未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物兩者，含有前述離子捕集劑。
9.如權(quán)利要求7所述的密封材料積層復合體，其中，含浸于前述纖維基材中的熱固化性樹脂組合物、及形成前述未固化樹脂層的熱固化性樹脂組合物兩者，含有前述離子捕集劑。
10.一種密封后半導體元件承載基板，其特征在于， 利用權(quán)利要求1至4中任一項所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
11.一種密封后半導體元件承載基板，其特征在于， 利用權(quán)利要求5所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
12.—種密封后半導體元件承載基板，其特征在于，利用權(quán)利要求6所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
13.—種密封后半導體元件承載基板，其特征在于， 利用權(quán)利要求7至9中任一項所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
14.一種密封后半導體元件形成晶片，其特征在于， 利用權(quán)利要求1至4中任一項所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
15.一種密封后半導體元件形成晶片，其特征在于， 利用權(quán)利要求5所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
16.一種密封后半導體元件形成晶片，其特征在于， 利用權(quán)利要求6所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
17.—種密封后半導體元件形成晶片，其特征在于， 利用權(quán)利要求7至9中任一項所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，并通過加熱、固化該未固化樹脂層，從而利用前述密封材料積層復合體而被總括密封。
18.一種半導體裝置，其特征在于， 切割權(quán)利要求10所述的密封后半導體元件承載基板、或權(quán)利要求14所述的密封后半導體元件形成晶片，而單顆化。
19.一種半導體裝置，其特征在于， 切割權(quán)利要求11所述的密封后半導體元件承載基板、或權(quán)利要求15所述的密封后半導體元件形成晶片，而單顆化。
20.一種半導體裝置，其特征在于， 切割權(quán)利要求12所述的密封后半導體元件承載基板、或權(quán)利要求16所述的密封后半導體元件形成晶片，而單顆化。
21.一種半導體裝置，其特征在于， 切割權(quán)利要求13所述的密封后半導體元件承載基板、或權(quán)利要求17所述的密封后半導體元件形成晶片，而單顆化。
22.—種半導體裝置的制造方法，其是制造半導體裝置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用權(quán)利要求1至4中任一項所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面； 密封工序，是通過加熱、固化該未固化樹脂層，而總括密封前述半導體元件承載面或前述半導體元件形成面，作成密封后半導體元件承載基板、或密封后半導體元件形成晶片；及， 單顆化工序，是通過切割該密封后半導體元件承載基板、或該密封后半導體元件形成晶片，而單顆化，從而制造半導體裝置。
23.一種半導體裝置的制造方法，其是制造半導體裝置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用權(quán)利要求5所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面； 密封工序，是通過加熱、固化該未固化樹脂層，而總括密封前述半導體元件承載面或前述半導體元件形成面，作成密封后半導體元件承載基板、或密封后半導體元件形成晶片；及， 單顆化工序，是通過切割該密封后半導體元件承載基板、或該密封后半導體元件形成晶片，而單顆化，從而制造半導體裝置。
24.一種半導體裝置的制造方法，其是制造半導體裝置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用權(quán)利要求6所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面； 密封工序，是通過加熱、固化該`未固化樹脂層，而總括密封前述半導體元件承載面或前述半導體元件形成面，作成密封后半導體元件承載基板、或密封后半導體元件形成晶片；及， 單顆化工序，是通過切割該密封后半導體元件承載基板、或該密封后半導體元件形成晶片，而單顆化，從而制造半導體裝置。
25.—種半導體裝置的制造方法，其是制造半導體裝置的方法，其特征在于，其具有以下工序: 被覆工序，是利用權(quán)利要求7至9中任一項所述的密封材料積層復合體的未固化樹脂層，來被覆已承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面； 密封工序，是通過加熱、固化該未固化樹脂層，而總括密封前述半導體元件承載面或前述半導體元件形成面，作成密封后半導體元件承載基板、或密封后半導體元件形成晶片；及， 單顆化工序，是通過切割該密封后半導體元件承載基板、或該密封后半導體元件形成晶片，而單顆化，從而制造半導體裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種密封材料積層復合體，其特征在于，用于總括密封承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面；并且，包括支持晶片、及由被形成于該支持晶片的一面上的未固化的熱固化性樹脂所構(gòu)成的未固化樹脂層。這樣一來，可以提供一種密封材料積層復合體，所述密封材料積層復合體即使在密封通用性非常高、大直徑或薄型的基板/晶片的情況，也能夠抑制基板/晶片的翹曲、及半導體元件的剝離，并能夠以晶片級總括密封承載有半導體元件的基板的半導體元件承載面、或形成有半導體元件的晶片的半導體元件形成面，且密封后的耐熱性和耐濕性等優(yōu)異。
文檔編號H01L23/12GK103247579SQ201310049748
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者塩原利夫, 秋葉秀樹, 關(guān)口晉 申請人:信越化學工業(yè)株式會社