(57)【要約】【課題】封止樹脂を含む半導体装置の反り挙動等の特性を良好に制御するとともに、品質を向上させる。【解決手段】半導体装置１００は、基板１０２と、基板１０２上に搭載された半導体チップ１０４と、半導体チップ１０４を封止する封止樹脂１１０とを含む。封止樹脂１１０は、第１の樹脂組成物により構成された第１の樹脂領域１１２と、第２の樹脂組成物により構成された第２の樹脂領域１１６と、第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６の間に形成されるとともに第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物が混合された混合層１１４と、を含む。【選択図】図１
2010109011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂と、
を含み、
前記封止樹脂は、第１の樹脂組成物により構成された第１の樹脂領域と、第２の樹脂組成物により構成された第２の樹脂領域と、前記第１の樹脂領域および前記第２の樹脂領域の間に形成されるとともに前記第１の樹脂組成物および前記第２の樹脂組成物が混合された混合層と、を含む半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の樹脂領域と前記混合層との界面、および前記第２の樹脂領域と前記混合層との界面は起伏を有する半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記第１の樹脂組成物と前記第２の樹脂組成物とは、封止時の流動性が異なる半導体装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の樹脂組成物と前記第２の樹脂組成物とは、それぞれの樹脂組成物全体に対する充填剤の含有量（重量％）が異なる半導体装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の樹脂組成物と、前記第２の樹脂組成物とは、原材料の種類または比率が異なる半導体装置。
【請求項６】
基板上に搭載された半導体チップを、封止樹脂により封止する工程を含み、
前記工程において、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とを用いて、前記封止樹脂が、前記第１の樹脂組成物により構成された第１の樹脂領域と、前記第２の樹脂組成物により構成された第２の樹脂領域と、前記第１の樹脂領域および前記第２の樹脂領域の間に形成され、前記第１の樹脂組成物および前記第２の樹脂組成物が混合された混合層とを含むように封止する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止樹脂により封止する工程は、前記第１の樹脂組成物により構成された第１のプリフォーム体と前記第２の樹脂組成物により構成された第２のプリフォーム体とを同時に圧縮成形する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記封止樹脂により封止する工程は、硬化前の前記第１の樹脂組成物と硬化前の前記第２の樹脂組成物とを同時に圧縮成形する工程を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を基板に搭載した後、封止樹脂で封止して半導体パッケージを形成する技術が知られている。従来、単一の樹脂組成物を用いて封止が行われていた。しかし、ボンディングワイヤが存在する場合、封止樹脂で半導体素子の封止を行う際に、ワイヤが樹脂中で流れて倒れてしまうのを防ぐ必要がある。また、封止後の半導体パッケージの反り挙動を制御する必要がある。単一の樹脂組成物を用いた場合、このような要望を同時に満たすために樹脂材料を最適化するのが困難だった。そのため、最適な特性を得るために、樹脂材料を多数準備、開発する必要があり、コストがかかり、生産性も悪かった。
【０００３】
特許文献１（特開平８−１６２５７３号公報）には、回路が形成された基板上に、接着剤層を介して半導体素子が搭載され、半導体素子が樹脂硬化体内層と樹脂硬化体外層の層構造の樹脂硬化体層によって封止された半導体装置が記載されている。ここで、樹脂硬化体内層中の充填材含有量が、樹脂硬化体外層中の充填材含有量より少なく設定されている。これにより、ワイヤ流れの発生が抑制され、しかも反りの発生が低減された半導体装置が提供されるとされている。ここで、樹脂硬化体内層と樹脂硬化体外層とは、トランスファ成形により形成されている。
【特許文献１】特開平８−１６２５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、樹脂硬化体内層と樹脂硬化体外層とがそれぞれトランスファ成形で形成されている。そのため、樹脂硬化体内層と樹脂硬化体外層との間に境界線ができる。また、樹脂硬化体内層表面には離型剤やオイル成分が存在することになり、層間の密着性が阻害され、層剥離等が生じて品質が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、
基板と、
前記基板上に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂と、
を含み、
前記封止樹脂は、第１の樹脂組成物により構成された第１の樹脂領域と、第２の樹脂組成物により構成された第２の樹脂領域と、前記第１の樹脂領域および前記第２の樹脂領域の間に形成されるとともに前記第１の樹脂組成物および前記第２の樹脂組成物が混合された混合層と、を含む半導体装置が提供される。
【０００６】
本発明によれば、
基板上に搭載された半導体チップを、封止樹脂により封止する工程を含み、
前記工程において、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とを用いて、前記封止樹脂が、前記第１の樹脂組成物により構成された第１の樹脂領域と、前記第２の樹脂組成物により構成された第２の樹脂領域と、前記第１の樹脂領域および前記第２の樹脂領域の間に形成され、前記第１の樹脂組成物および前記第２の樹脂組成物が混合された混合層とを含むように封止する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
これにより、目的に応じて選択された第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とを用いて半導体チップを封止できるとともに、第１の樹脂領域と第２の樹脂領域との密着性を良好にすることができ、これらの間の剥離を防止することができる。これにより、量産性と信頼性の高い半導体装置を得ることができる。また、封止樹脂を含む半導体装置の反り挙動等の特性を良好にすることができる。また、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物との構成比率を変更することにより、反り挙動を制御することができる。そのため、従来のように最適な特性を得るために、樹脂材料を多数準備、開発しなくても、封止時の反りおよびパッケージ反りが少ない高信頼性のパッケージ構造を得ることができる。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、封止樹脂を含む半導体装置の反り挙動等の特性を良好に制御するとともに、品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施の形態における半導体装置１００の一例を示す断面図である。
半導体装置１００は、基板１０２と、基板１０２上に搭載された半導体チップ１０４と、半導体チップ１０４と基板１０２とを電気的に接続するボンディングワイヤ１０６と、半導体チップ１０４およびボンディングワイヤ１０６を埋め込む封止樹脂１１０とを含む。基板１０２は、配線層を含む配線基板とすることができる。本実施の形態において、基板１０２は、複数の配線層が接続された多層配線基板とすることができる。
【００１２】
本実施の形態において、封止樹脂１１０は、第１の樹脂組成物により構成された第１の樹脂領域１１２と、第２の樹脂組成物により構成された第２の樹脂領域１１６と、第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６の間に形成されるとともに第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物が混合された混合層１１４とを含む。第１の樹脂領域１１２と混合層１１４との界面、および第２の樹脂領域１１６と混合層１１４との界面は、それぞれ、起伏を有する。
【００１３】
図１に示した例では、基板１０２上の全面に第１の樹脂領域１１２が形成されるとともに、第１の樹脂領域１１２の上に第２の樹脂領域１１６が形成されている。第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６との間の領域には、全面にわたって混合層１１４が形成されている。半導体チップ１０４の本体およびボンディングワイヤ１０６は、第１の樹脂領域１１２で埋め込まれている。図１３は、図１に示した半導体装置１００の平面図である。ここでは、配置関係をわかりやすくするために、各構成要素を線のみで示している。図１は、図１３のＡ−Ａ’断面図に該当する。
【００１４】
ここで、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物、および第２の樹脂領域１１６を構成する第２の樹脂組成物は、原材料として、それぞれ、主剤となる樹脂、硬化剤、および充填剤（フィラー）を含むことができる。また、第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物は、原材料として、さらに、可撓剤、硬化促進剤、潜伏性触媒、離型剤、シリコーンオイル、低応力剤、着色剤等を含むことができる。充填剤は、たとえばシリカやアルミナ充填剤等とすることができる。
【００１５】
第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、たとえば、硬化前の封止時に加熱した際の流動性が異なるものとすることができる。また、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、たとえば、異なる硬化収縮特性を有するものとすることができる。また、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、たとえば、異なるガラス転移温度（Ｔｇ）を有するものとすることができる。第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物のガラス転移温度の差は、たとえば５℃以上とすることができる。
【００１６】
また、たとえば、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、樹脂組成物全体に対する充填剤の含有量（重量％）が異なるものとすることができる。充填剤の含有量（重量％）を少なくすることにより、樹脂組成物の流動性を高くすることができる。第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物の樹脂組成物全体に対する充填剤の含有量（重量％）の差は、たとえば１％以上とすることができる。
【００１７】
また、たとえば、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、その中に含まれる充填剤の平均粒径が異なるものとすることができる。充填剤の平均粒径を大きくすることにより、樹脂組成物の流動性を高くすることができる。第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物の中にそれぞれ含まれる充填剤の平均粒径の差は、たとえば５μｍ以上とすることができる。
【００１８】
また、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、たとえば、原材料の種類または比率が異なるものとすることができる。第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とは、たとえば、主剤となる樹脂や硬化剤が異なるものとすることができる。
【００１９】
高流動性の樹脂組成物を用いることにより、ボンディングワイヤ１０６が樹脂中で流れて倒れてしまうのを防ぐことができる。一方、低流動性の樹脂組成物を用いることにより、一般的に、硬化後の樹脂の収縮を小さくすることができ、反りを生じにくくすることができる。
【００２０】
たとえば、図１に示した本実施の形態の構成において、ボンディングワイヤ１０６を埋め込む第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性のものとするとともに、第２の樹脂領域１１６を構成する第２の樹脂組成物を低流動性のものとすることができる。高流動性の第１の樹脂組成物で半導体チップ１０４のボンディングワイヤ１０６を埋め込むことにより、ボンディングワイヤ１０６の流れを防ぐことができる。また、低流動性の第２の樹脂組成物で封止して封止樹脂１１０を構成することにより、半導体装置１００の反りを低減することができる。
【００２１】
さらに、たとえば、封止樹脂１１０の最上面に形成される第２の樹脂領域１１６を構成する第２の樹脂組成物として、充填剤の平均粒径が小さくかつカーボン量が多い、レーザ捺印に最適化した樹脂を用いることができる。このような第２の樹脂組成物を封止樹脂１１０の最上面に形成することにより、レーザ捺印文字の視認性にも優れた半導体装置１００を得ることができる。
【００２２】
さらに、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物との構成比率を変更することにより、反り挙動を制御することができるので、多数樹脂組成物を準備しなくても、封止時の反りおよびパッケージ反りが少ない高信頼性のパッケージ構造を得ることができる。ここで、たとえば、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物との構成比率は、第１の樹脂組成物：第２の樹脂組成物＝９９：１以上１：９９以下とすることができ、好ましくは、９０：１０以上１０：９０以下とすることができる。これにより、半導体装置１００の反り量を良好に制御することができる。
【００２３】
さらに、本実施の形態において、第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６との間に、混合層１１４が存在するようにすることにより、第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６との密着性を良好にすることができ、これらの間の剥離を防止することができる。また、本実施の形態において、第１の樹脂領域１１２と混合層１１４との界面、および第２の樹脂領域１１６と混合層１１４との界面が、それぞれ、平坦ではなく起伏を有するため、第１の樹脂領域１１２と混合層１１４、および混合層１１４と第２の樹脂領域１１６との密着性をさらに向上させることができる。
【００２４】
本実施の形態において、半導体チップ１０４は、封止樹脂１１０により封止する工程において、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とを用いて、封止樹脂１１０が、第１の樹脂領域１１２と、第２の樹脂領域１１６と、第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６の間に形成され、第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物が混合された混合層１１４とを含むように封止することにより製造される。すなわち、本実施の形態において、封止樹脂１１０は、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とをそれぞれがある程度形状を保った状態で基板１０２上に配置し、１回の硬化処理で硬化することにより形成することができる。これにより、互いに混合した領域が存在しないようにするとともに、間に互いに混合した領域が存在するようにすることができる。また、このような手順により、第１の樹脂領域１１２と混合層１１４との界面および第２の樹脂領域１１６と混合層１１４との界面が起伏を有するようにすることができる。このように、第１の樹脂領域１１２と混合層１１４との界面および第２の樹脂領域１１６と混合層１１４との界面が起伏を有し、凹凸を有するような形状とすることにより、密着性を良好にすることができる。製造手順の詳細は後述する。
【００２５】
封止樹脂１１０の膜厚（モールド厚）は、とくに限定されないが、たとえば、０．１０ｍｍ以上１．２０ｍｍ以下程度とすることができる。これにより、最適なパッケージ構造が得られる。
【００２６】
図２および図３は、図１に示した半導体装置１００の他の例を示す断面図である。ここでは、第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６との構成比率や配置を種々に変えた例を示す。
図２（ａ）に示した例では、図１に示した例よりも、第２の樹脂領域１１６が占める割合が高い。ここでは、基板１０２上の端部においては、第２の樹脂領域１１６が基板１０２に接して形成されている。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。このような構成により、ワイヤ流れが軽減できる。また、第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６がそれぞれ占める割当を適宜最適化することにより、高信頼性のパッケージが実現できる。さらに、第２の樹脂領域１１６の熱伝導率が高い樹脂を用いることにより、パッケージの熱抵抗を下げることもできる。図１４（ａ）は、図２（ａ）に示した半導体装置１００の平面図である。ここでは、配置関係をわかりやすくするために、各構成要素を線のみで示している。第１の樹脂領域１１２が形成された箇所のみハッチングを示している。図２（ａ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ’断面図に該当する。
【００２７】
図２（ｂ）に示した例では、図１に示した例よりも、第２の樹脂領域１１６が占める割合が低い。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。このような構成により、パッケージ組立工程におけるワイヤボンディング高さの制御が容易になり、生産性を向上することができる。またワイヤ流れが軽減できる。また、第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６がそれぞれ占める割当を適宜最適化することにより、高信頼性のパッケージが実現できる。図１４（ｂ）は、図２（ｂ）に示した半導体装置１００の平面図である。ここでは、配置関係をわかりやすくするために、各構成要素を線のみで示している。第２の樹脂領域１１６が形成された箇所のみハッチングを示している。図２（ｂ）は、図１４（ｂ）のＡ−Ａ’断面図に該当する。
【００２８】
図２（ｃ）に示した例では、ボンディングワイヤ１０６を埋め込む領域にのみ選択的に第１の樹脂領域１１２を設けている。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。この例において、たとえば第２の樹脂領域１１６を構成する第２の樹脂組成物として、所望の反り挙動を示す材料を用いることにより、半導体装置１００の反り挙動を構成比率の高い第２の樹脂組成物で制御することができる。これにより、ボンディングワイヤ１０６の流れを防ぎつつ、半導体装置１００の反り挙動を所望に制御することができる。図１５（ａ）は、図２（ｃ）に示した半導体装置１００の平面図である。ここでは、配置関係をわかりやすくするために、各構成要素を線のみで示している。第１の樹脂領域１１２が形成された箇所のみハッチングを示している。図２（ｃ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ’断面図に該当する。また、たとえば、ボンディングワイヤ１０６が半導体チップ１０４の四辺のうち、一部の辺のみに設けられている場合や、角部にのみ設けられている場合は、その箇所のみ、選択的に第１の樹脂領域１１２を設けた構成とすることができる。
【００２９】
図２（ｄ）に示した例では、ボンディングワイヤ１０６を埋め込む領域の一部にのみ選択的に第１の樹脂領域１１２を設けている。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。ボンディングワイヤ１０６が基板１０２と接続される箇所に、高流動性の第１の樹脂領域１１２を設けることにより、ボンディングワイヤ１０６の流れを防ぐことができる。この例においても、たとえば第２の樹脂領域１１６を構成する第２の樹脂組成物として、所望の反り挙動を示す材料を用いることにより、半導体装置１００の反り挙動を構成比率の高い第２の樹脂組成物で制御することができる。これにより、ボンディングワイヤ１０６の流れを防ぎつつ、半導体装置１００の反り挙動を所望に制御することができる。図１５（ｂ）は、図２（ｄ）に示した半導体装置１００の平面図である。ここでは、配置関係をわかりやすくするために、各構成要素を線のみで示している。第１の樹脂領域１１２が形成された箇所のみハッチングを示している。図２（ｄ）は、図１５（ｂ）のＡ−Ａ’断面図に該当する。
【００３０】
図３（ａ）に示した例では、ボンディングワイヤ１０６を埋め込む領域の一部および半導体チップ１０４の本体の上面と接しないに領域にのみ選択的に第１の樹脂領域１１２を設けている。ここでは、半導体チップ１０４の本体の上面の全面には、第２の樹脂領域１１６が形成されている。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。ボンディングワイヤ１０６が基板１０２と接続される箇所に、高流動性の第１の樹脂領域１１２を設けることにより、ボンディングワイヤ１０６の流れを防ぐことができる。
【００３１】
図３（ｂ）に示した例では、半導体チップ１０４の本体上面の一部の領域にのみ第２の樹脂領域１１６を設けた構成となっている。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。また、このような構成において、第２の樹脂領域１１６として低応力な樹脂を用いることにより、半導体チップ１０４の機械的な強度が弱い部分を保護することができ、信頼性の向上が期待できる。
【００３２】
図３（ｃ）に示した例では、第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６とが積層されているのではなく、基板１０２上の横方向に交互に配置されている。すなわち、第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６とが平面視でストライプ状に交互に配置されており、これらの間にはそれぞれ混合層１１４が形成されている。このような構成により、基板１０２や半導体チップ１０４との剥離やクッラク耐性が向上し、高信頼パッケージが実現できる。図１６は、図３（ｃ）に示した半導体装置１００の平面図である。ここでは、配置関係をわかりやすくするために、各構成要素を線のみで示している。第１の樹脂領域１１２が形成された箇所のみ破線で示している。図３（ｃ）は、図１６のＡ−Ａ’断面図に該当する。
【００３３】
図４は、図１に示した半導体装置１００のまた他の例を示す断面図である。ここでは、封止樹脂１１０が第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６に加えて、さらに第３の樹脂組成物により構成された第３の樹脂領域１２０により構成されている。
【００３４】
ここで、第３の樹脂領域１２０を構成する第３の樹脂組成物も、原材料として、主剤となる樹脂、硬化剤、および充填剤（フィラー）を含むことができる。また、第３の樹脂組成物は、原材料として、さらに、可撓剤、硬化促進剤、潜伏性触媒、離型剤、シリコーンオイル、低応力剤、着色剤等を含むことができる。また、第３の樹脂領域１２０を構成する第３の樹脂組成物は、第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物と、たとえば、硬化前の封止時に加熱した際の流動性が異なるものとすることができる。また、第３の樹脂領域１２０を構成する第３の樹脂組成物は、第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物と、たとえば、異なる硬化収縮特性を有するものとすることができる。また、第３の樹脂領域１２０を構成する第３の樹脂組成物は、第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物と、たとえば、異なるガラス転移温度（Ｔｇ）を有するものとすることができる。
【００３５】
図４（ａ）に示した例では、基板１０２上の全面に第１の樹脂領域１１２が形成されるとともに、第１の樹脂領域１１２の上に第２の樹脂領域１１６が形成されている。さらに、第２の樹脂領域１１６の上には第３の樹脂領域１２０が形成されている。第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６との間の領域には、全面にわたって混合層１１４が形成されている。また、第２の樹脂領域１１６と第３の樹脂領域１２０との間の領域には、全面にわたって第２の樹脂組成物と第３の樹脂組成物とが混合した混合層１１８が形成されている。半導体チップ１０４の本体およびボンディングワイヤ１０６は、第１の樹脂領域１１２で埋め込まれている。ここでも、第１の樹脂領域１１２を構成する第１の樹脂組成物を高流動性とすることができる。また、たとえば、第３の樹脂領域１２０を構成する第３の樹脂組成物として、充填剤の平均粒径が小さくかつカーボン量が多い、レーザ捺印に最適化した樹脂を用いることができる。このような第３の樹脂組成物を封止樹脂１１０の最上面に形成することにより、レーザ捺印文字の視認性にも優れた半導体装置１００を得ることができる。
【００３６】
また、図４（ｂ）に示したように、第２の樹脂領域１１６と第３の樹脂領域１２０との配置を入れ替えた構成とすることができる。この場合も、第１の樹脂領域１１２と第３の樹脂領域１２０との間の領域には、第１の樹脂組成物と第３の樹脂組成物とが混合した混合層１２４が形成されている。また、第３の樹脂領域１２０と第２の樹脂領域１１６との間にも、第３の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とが混合した混合層１１８が形成されている。
【００３７】
図５は、基板１０２上に複数の半導体チップ１０４が並置された構成の半導体装置１００を示す断面図である。このように、複数の半導体チップ１０４が搭載された場合でも、以上の図１から図４を参照して説明したのと同様の構成の封止樹脂１１０により、これらを封止することができる。また、たとえば、一方の半導体チップ１０４のみを一方の樹脂領域で埋め込む構成とすることもできる。また、たとえば、２つの半導体チップのうち、一方を図示したようなボンディングワイヤ１０６を有するもの、他方をボンディングワイヤ１０６を有しないフリップチップ接続された構成のものとし、ボンディングワイヤ１０６を有する半導体チップのみ、高流動性の樹脂組成物で埋め込む構成とすることもできる。また、ここでは、２つの半導体チップが基板１０２上に並置された構成を示したが、複数の半導体チップが積層された構成とすることもできる。以上では、半導体チップ１０４がボンディングワイヤ１０６で接続された例を示したが、半導体チップ１０４は、フリップチップ接続された構成等種々の形態とすることができる。
【００３８】
次に、本実施の形態における半導体装置１００の製造手順を説明する。
本実施の形態において、半導体装置１００の封止樹脂１１０は、たとえば、圧縮成形プロセス、トランスファ成形プロセス、ポッティングプロセス、または印刷プロセス等により形成することができる。
【００３９】
（圧縮成形プロセス）
図６は、圧縮成形装置３００を用いて半導体装置１００を製造する手順を示す工程断面図である。
圧縮成形装置３００は、樹脂組成物が配置されるキャビティ３０４ａを有する上型３０４と、下型３０２とを含む。キャビティ３０４ａの外周壁と上型３０４本体との間にはスプリング３０６が取り付けられている。このような構成の圧縮成形装置３００において、下型３０２に、基板１０２上に搭載された半導体チップ１０４が上型３０４と対向するようにして基板１０２を取り付ける（図６（ａ））。つづいて、キャビティ３０４ａに樹脂組成物をセットする。ここで、樹脂組成物の形態は任意とすることができるが、硬化する際に、複数の樹脂組成物が混じり合わないように、ある程度形状が保持される形態とすることができる。本実施の形態において、樹脂組成物は、プリフォーム体とすることができる。プリフォーム体は、樹脂組成物の原料を混合、混練して粘土状となった樹脂を冷却して粉砕した顆粒樹脂を規定の容器に入れて、低温で加熱して平らな板状樹脂としたもの（半硬化したもの）とすることができる。図６では、第１の樹脂組成物により構成された第１のプリフォーム体１１２ａと第２の樹脂組成物により構成された第２のプリフォーム体１１６ａとを積層してキャビティ３０４ａ内にセットした例を示す（図６（ｂ））。また、プリフォーム体ではなく、プリフォーム体にする前の顆粒樹脂や顆粒樹脂をタブレットにした塊である硬化前の樹脂組成物を用いて圧縮成形することもできる。
【００４０】
このような状態で、下型３０２をキャビティ３０４ａの外周壁の方向に押圧するとともに加熱して圧縮成形すると、キャビティ３０４ａの外周壁が上型３０４本体の方向に移動し、キャビティ３０４ａの深さが浅くなる。これにより、キャビティ３０４ａ内にセットされた第１のプリフォーム体１１２ａおよび第２のプリフォーム体１１６ａが溶融して、硬化して封止樹脂１１０が成形される（図６（ｃ）、図６（ｄ））。
【００４１】
図７から図９は、この手順を示す半導体装置１００の工程断面図を示す図である。
図７に示した例では、基板１０２の半導体チップ１０４およびボンディングワイヤ１０６上に、第１のプリフォーム体１１２ａおよび第２のプリフォーム体１１６ａをこの順で配置して圧縮成形を行う。ここで、第１のプリフォーム体１１２ａと第２のプリフォーム体１１６ａとは、ほぼ同じ幅を有する形状とすることができる（図７（ａ））。これにより、図１に示したのと同様の構成の半導体装置１００を得ることができる（図７（ｂ））。
【００４２】
本実施の形態において、第１のプリフォーム体１１２ａと第２のプリフォーム体１１６ａとを積層させた状態で同時に硬化することにより、第１の樹脂領域１１２と第２の樹脂領域１１６との間に混合層１１４が形成されるとともに、第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６の混合層１１４との界面を波打ったような起伏を有する構成とすることができる。
【００４３】
本実施の形態において、プリフォーム体を、目的の封止樹脂１１０中に含まれる各樹脂領域の形状に応じて配置することにより、所望の樹脂領域配置とすることができる。
【００４４】
図８に示した例では、基板１０２の半導体チップ１０４およびボンディングワイヤ１０６上に、ボンディングワイヤ１０６に対応する位置に２つの第１のプリフォーム体１１２ａを並置するとともにその上に第２のプリフォーム体１１６ａを配置して圧縮成形を行う。ここで、第１のプリフォーム体１１２ａは、第２のプリフォーム体１１６ａよりも、幅を狭くすることができる（図８（ａ））。これにより、図２（ｃ）に示したのと同様の構成の半導体装置１００を得ることができる（図８（ｂ））。
【００４５】
図９に示した例では、基板１０２の半導体チップ１０４およびボンディングワイヤ１０６上に、第２のプリフォーム体１１６ａおよび第１のプリフォーム体１１２ａをこの順で配置して圧縮成形を行う。ここで、第２のプリフォーム体１１６ａは、第１のプリフォーム体１１２ａよりも、幅を狭くすることができる（図９（ａ））。これにより、図３（ｂ）に示したのと同様の構成の半導体装置１００を得ることができる（図９（ｂ））。
【００４６】
（トランスファ成形プロセス）
本実施の形態において、トランスファ成形プロセスは、樹脂組成物を上部から供給するトップ（ＴＯＰ）プロセスとすることができる。
図１０は、トランスファ成形用の金型２００を用いて半導体装置１００を製造する手順を示す断面図である。図１０（ａ）に示した例では、金型２００には、第１のノズル２０２と第２のノズル２０４の複数のノズルが設けられている。このような構成の金型２００を用いて、たとえば第１のノズル２０２から第１の樹脂組成物を金型２００内に導入した後、時間差で第２のノズル２０４から第２の樹脂組成物を金型２００内に導入する。ここで、後から導入する樹脂組成物は、先に導入された樹脂組成物が硬化する前に導入され、２つの樹脂組成物は一度の硬化処理で形成される。これにより、第１の樹脂領域１１２、混合層１１４、および第２の樹脂領域１１６を含む封止樹脂１１０を成形することができる。
【００４７】
図１０（ｂ）に示した例では、金型２００には、第１の供給口２０８と第２の供給口２１０とを含む供給口２０６が設けられている。このような構成の金型２００を用いて、たとえば第１の供給口２０８から第１の樹脂組成物を金型２００内に導入した後、時間差で第２の供給口２１０から第２の樹脂組成物を金型２００内に導入する。ここで、後から導入する樹脂組成物は、先に導入された樹脂組成物が硬化する前に導入され、２つの樹脂組成物は一度の硬化処理で形成される。これにより、第１の樹脂領域１１２、混合層１１４、および第２の樹脂領域１１６を含む封止樹脂１１０を成形することができる。
【００４８】
図１１に示した例では、成形用金型２００の他に押さえ金型２１４をさらに用いる。金型２００には、供給口２１２が設けられている。供給口２１２は、図１０に示した例のように、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物とを別々に供給するように複数設けた構成とすることもできる。ここで、まず、金型２００内の空間を狭くして所定の空間形状となるように金型２００内に押さえ金型２１４を挿入しておく。この状態で、まずたとえば第１の樹脂組成物を供給口２１２から金型２００内に供給する。その後、押さえ金型２１４を上に移動させて金型２００内に空間を広くしつつ、たとえば第２の樹脂組成物を供給口２１２から金型２００内に供給する。このような手順により、先に導入した樹脂組成物の形状を押さえ金型２１４で制御することができ、所望の樹脂領域配置を有する半導体装置１００を成形することができる。また、この例でも、後から導入する樹脂組成物は、先に導入された樹脂組成物が硬化する前に導入され、２つの樹脂組成物は一度の硬化処理で形成される。これにより、第１の樹脂領域１１２、混合層１１４、および第２の樹脂領域１１６を含む封止樹脂１１０を成形することができる。また、第１の樹脂領域１１２と混合層１１４との界面および第２の樹脂領域１１６と混合層１１４との界面が起伏を有するようにすることができる。
【００４９】
図１２は、本実施の形態における半導体装置１００の断面を金属顕微鏡で見た構成を示す図である。ここでは、半導体装置１００は、図６に示したのと同様の構成の圧縮成形装置３００を用いて、圧縮成形プロセスにより形成した。また、樹脂組成物の混合状態を確認するため、第１の樹脂組成物に青色のインク、第２の樹脂組成物に黄色のインクを導入しておいた。第１の樹脂領域１１２および第２の樹脂領域１１６の間に混合層１１４が形成されているのがわかる。また、第１の樹脂領域１１２の混合層１１４との界面、および第２の樹脂領域１１６の混合層１１４との界面は、起伏を有する構成となっている。
【００５０】
以上の構成によれば、目的に応じて選択された複数の樹脂組成物を用いて半導体チップを封止できるとともに、各樹脂領域間に混合層が形成されるので、各樹脂領域の密着性を良好にすることができ、これらの間の剥離を防止することができる。たとえば、半導体チップを封止する工程において、たとえばワイヤ流れ軽減重視の高流動の樹脂組成物と反り挙動を押さえる低流動の樹脂組成物を用いることで、相反する両方の特性を充分に発揮できる。これにより、単一の樹脂組成物を用いた場合には実現できない量産性と信頼性の高い半導体装置を得ることができる。また、封止樹脂を含む半導体装置の反り挙動等の特性を良好にすることができる。また、第１の樹脂組成物と第２の樹脂組成物との構成比率を変更することにより、反り挙動を制御することができる。そのため、従来のように最適な特性を得るために、樹脂材料を多数準備、開発しなくても、封止時の反りおよびパッケージ反りが少ない高信頼性のパッケージ構造を得ることができる。
【００５１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態において、圧縮成形装置を用いて半導体装置を製造する手順を示す工程断面図である。
【図７】本発明の実施の形態において、圧縮成形プロセスにより半導体装置を製造する手順を示す工程断面図である。
【図８】本発明の実施の形態において、圧縮成形プロセスにより半導体装置を製造する手順を示す工程断面図である。
【図９】本発明の実施の形態において、圧縮成形プロセスにより半導体装置を製造する手順を示す工程断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、トランスファ成形用の金型を用いて半導体装置を製造する手順を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態において、トランスファ成形用の金型を用いて半導体装置を製造する手順を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態における半導体装置の断面を金属顕微鏡で見た構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ 半導体装置
１０２ 基板
１０４ 半導体チップ
１０６ ボンディングワイヤ
１１０ 封止樹脂
１１２ 第１の樹脂領域
１１２ａ 第１のプリフォーム体
１１４ 混合層
１１６ 第２の樹脂領域
１１６ａ 第２のプリフォーム体
１１８ 混合層
１２０ 第３の樹脂領域
１２４ 混合層
２００ 金型
２０２ 第１のノズル
２０４ 第２のノズル
２０６ 供給口
２０８ 第１の供給口
２１０ 第２の供給口
２１２ 供給口
２１４ 押さえ金型
３００ 圧縮成形装置
３０２下型
３０４ 上型
３０４ａ キャビティ
３０６ スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１２】
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