[发明专利]底层填充材料、密封片材及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及底部填充材料、密封片材及半导体装置的制造方法。

背景技术

近年来，随着电子设备的小型、薄型化所致的高密度安装的要求急剧增加。因此，半导体封装中，适于高密度安装的表面安装型已代替以往的插件型成为主流。该表面安装型将导线直接焊接于印刷基板等。通过作为加热方法的红外线回流焊、气相回流焊、浸沾软钎焊等对封装体整体加热来进行安装。

在表面安装后，为了保护半导体元件表面、确保半导体元件与基板之间的连接可靠性，对半导体元件与基板之间的空间进行密封树脂的填充。作为这样的密封树脂，广泛使用液状的密封树脂，但是液状的密封树脂难以调节注入位置和注入量。因此，还提出了使用片状的密封树脂填充半导体元件与基板之间的空间的技术(专利文献1)。

通常，作为使用片状的密封树脂(底部填充材料)的工艺，例如采用如下步骤：将底部填充材料粘贴于半导体晶片后，进行半导体晶片的切割而形成半导体元件，一边将半导体元件连接于被粘物来进行安装，一边用将与半导体元件成为一体的底部填充材料填充基板等被粘物与半导体元件之间的空间。该工艺容易进行被粘物与半导体元件之间的空间的填充。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4438973号

发明内容

发明所要解决的问题

另外，对于半导体装置的小型化、薄型化而言只要减薄半导体元件的厚度即可，但随着半导体元件的薄型化的推进，被粘物的热响应行为对半导体元件的影响(翘曲或膨胀等)变大。起因在于，通常基板等被粘物的热膨胀系数大于半导体元件的值。尤其是，在连接半导体元件与被粘物的焊料凸块等连接构件处，由半导体元件及被粘物的热响应行为的差异引起的应力容易集中，根据情况而有时在接合部产生断裂。

另一方面，随着半导体元件中的电路宽度、端子间距离的狭小化，在对安装时的连接位置进行对准时发生即便是微小的偏差，也有可能导致半导体元件的损伤、安装时的接合不良等，进而还会导致半导体装置的成品率降低。

关于安装时的定位，由于片状的底部填充材料预先层叠在半导体元件上，因此底部填充材料需要具有如下程度的透射性，即，能够辨别在半导体元件安装时的半导体元件与基板间的对位时赋予半导体元件的对准用标记。然而，若为了缓和半导体元件与被粘物的热膨胀率之差而在底部填充材料中添加二氧化硅填料等，则有时底部填充材料的透射性降低，在安装半导体元件时难以进行半导体元件与基板的对位。

本发明的目的在于，提供一种可缓和半导体元件与被粘物的热响应行为之差且用于半导体元件安装的对位简单的底部填充材料及具备其的密封片材、以及使用该底部填充材料的半导体装置的制造方法。

用于解决问题的方法

本案发明者进行了深入研究，结果发现通过采用下述构成可实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明的底部填充材料，热固化处理前的雾度为70％以下，

且在175℃下经1小时热固化处理后的储能弹性模量E'[MPa]及热膨胀系数α[ppm/K]在25℃下满足下述式(1)。

10000＜E'×α＜250000[Pa/K](1)

由于该底部填充材料的热固化后的储能弹性模量E’[MPa]及热膨胀系数α[ppm/K]满足上述式(1)，因此能够缓和半导体元件与被粘物的热响应行为之差，能够得到接合部的断裂受到抑制的连接可靠性高的半导体装置。上述式(1)中，储能弹性模量E’与热膨胀系数α成反比例的关系。当储能弹性模量E’变高时，底部填充材料自身的刚性提高，从而可以吸收或分散应力。此时热膨胀系数α变低，底部填充材料自身的热膨胀行为受到抑制，因此能够降低对邻接的构件(即半导体元件、被粘物)的机械损伤。另一方面，当储能弹性模量E’变低时，底部填充材料自身的柔软性提高，能够吸收邻接的构件、尤其是被粘物的热响应行为。此时热膨胀系数α变高，底部填充材料的热响应行为与被粘物的热响应行为呈同一步调，且由于储能弹性模量E’的降低，因此对半导体元件的影响受到抑制，使整体上的应力得到缓和。由此能够实现半导体元件、被粘物、及底部填充材料的相互的应力的最佳缓和，因此也能够抑制连接构件的断裂，其结果能够提高半导体装置的连接可靠性。此外，由于将热固化处理前的雾度抑制为70％以下，因此可准确且容易地进行半导体元件的安装时的位置对准。这样，该底部填充材料有效地平衡半导体元件与被粘物之间的热响应行为的缓和、与半导体元件安装时的位置对准的容易化。需要说明的是，储能弹性模量E'、热膨胀系数α及雾度的测定方法记载于实施例中。