(57)【要約】【課題】ファインピッチの端子部や狭隣接の実装部において気泡の発生を抑制しながらも、樹脂を厚く塗布でき、安価な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】表面に第１の実装部品２０、第２の実装部品３０が固定された基板１０と、基板１０の第１の実装部品２０、第２の実装部品３０が固定された面に設けられ第１の実装部品２０、第２の実装部品３０を封止する複数の樹脂層（第１の樹脂層４０、第２の樹脂層５０）とを備え、基板１０の実装密度がより密な部分ほどより低粘度の樹脂材料からなる第１の樹脂層４０により封止され、基板１０の実装密度がより疎な部分ほどより高粘度の樹脂材料からなる第２の樹脂層５０により封止されている半導体装置１Ａである。【選択図】図１
2011210759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板上に実装された第１及び第２の部品と、
前記第１の部品を基板に接合するための接合部材と、前記第２の部品の少なくとも一部と、を封止する第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層上に設けられた、前記第１の樹脂層より高粘度な第２の樹脂層と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の部品のうち、少なくとも前記第１の部品の上面より高い部分の周囲は、前記第２の樹脂層により覆われていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２の樹脂層上に、前記第２の樹脂層より高粘度な第３の樹脂層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の部品のうち、前記第１の部品の上面より高い部分の周囲は、前記第３の樹脂層により覆われていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３の樹脂層中の前記部品間の間隔の少なくとも一部は、前記第２の樹脂層中の部品間の間隔より距離が長いことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
各前記接合部材間の間隔は、前記第１の部品と、前記第２の部品との間隔より短いことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
第１の部品と第２の部品とが実装された基板上の外周部に沿ってダムを形成し、
前記ダム内に樹脂材料を流し込み硬化させることで、前記第１の部品を基板に接合するための接合部材と、前記第２の部品の少なくとも一部と、を封止する第１の樹脂層を形成し、
前記第１の樹脂層の上部に、前記第１の樹脂層より高粘度の樹脂材料を塗布し硬化させることで第２の樹脂層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の樹脂層の上部に、前記第２の樹脂層より高粘度の樹脂材料を塗布して硬化させて第３の樹脂層を形成することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
第１の部品と第２の部品とが実装された基板上に、第１のダムを形成し、前記第１のダムより高さの低い第２のダムを、前記第１のダムの外部に形成し、
前記第１および第２のダムの内部に樹脂材料を流し込み硬化させることで、前記第１の部品を基板に接合するための接合部材と、前記第２の部品の少なくとも一部と、を封止する第１の樹脂層を形成し、
前記第１の樹脂層上に、前記第１の樹脂層より高粘度の樹脂材料を塗布し硬化させて第２の樹脂層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のダム内における前記第１の部品と前記第２の部品との間隔は、前記第２のダム内における前記第１の部品と前記第２の部品との間隔よりも狭い間隔となっており、前記第１のダム内の前記第１の樹脂層は、前記第２のダム内の前記第１の樹脂層より厚く形成されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
各前記接合部材間の間隔は、前記第１の部品と、前記第２の部品との間隔より短いことを特徴とする請求項７または９に記載の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、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、基板にチップ部品を取り付け、チップ部品を樹脂で封止した樹脂モールド化が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。また、封止樹脂の表面に導電性材料をスパッタまたは塗布することでシールドし金属ケースを省略することで小型化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５８１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体装置の実装形態は精細化が進んでおり、パッケージ部品の端子はさらにファインピッチ化が進んでいる。また、実装される抵抗やコンデンサーとチップ部品との実装間隔が狭くなっている。さらに、部品形状やサイズは一定でないため、半導体装置の実装面で部品の密集度が大きく異なる。
【０００５】
ファインピッチの端子部や狭隣接の実装部に気泡が発生しないように樹脂を充填するには、樹脂を低粘度にして流動性を向上させる必要がある、しかし、樹脂を低粘度にすると形状安定性が悪くなり、厚く塗布することが難しい。また、樹脂材料中にあるフィラーを均一に小さくする必要があるため、樹脂材料のコストアップとなる。
【０００６】
本発明の課題は、ファインピッチの端子部や狭隣接の実装部において気泡の発生を抑制しながらも、樹脂を厚く塗布でき、安価な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明の一の態様によれば、基板と、基板上に実装された第１及び第２の部品と、前記第１の部品を基板に接合するための接合部材と、前記第２の部品の少なくとも一部と、を封止する第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に設けられた、前記第１の樹脂層より高粘度な第２の樹脂層と、を備えていることを特徴とする半導体装置が提供される。
前記第２の部品のうち、少なくとも前記第１の部品の上面より高い部分の周囲は、前記第２の樹脂層により覆われていることが好ましい。
前記第２の樹脂層上に、前記第２の樹脂層より高粘度な第３の樹脂層を備えていることが好ましい。
前記第２の部品のうち、前記第１の部品の上面より高い部分の周囲は、前記第３の樹脂層により覆われていることが好ましい。
前記第３の樹脂層中の前記部品間の間隔の少なくとも一部は、前記第２の樹脂層中の部品間の間隔より距離が長いことが好ましい。
各前記接合部材間の間隔は、前記第１の部品と、前記第２の部品との間隔より短いことが好ましい。
本発明の他の態様によれば、第１の部品と第２の部品とが実装された基板上の外周部に沿ってダムを形成し、前記ダム内に樹脂材料を流し込み硬化させることで、前記第１の部品を基板に接合するための接合部材と、前記第２の部品の少なくとも一部と、を封止する第１の樹脂層を形成し、前記第１の樹脂層の上部に、前記第１の樹脂層より高粘度の樹脂材料を塗布し硬化させることで第２の樹脂層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
前記第２の樹脂層の上部に、前記第２の樹脂層より高粘度の樹脂材料を塗布して硬化させて第３の樹脂層を形成することが好ましい。
本発明の他の態様によれば、第１の部品と第２の部品とが実装された基板上に、第１のダムを形成し、前記第１のダムより高さの低い第２のダムを、前記第１のダムの外部に形成し、前記第１および第２のダムの内部に樹脂材料を流し込み硬化させることで、前記第１の部品を基板に接合するための接合部材と、前記第２の部品の少なくとも一部と、を封止する第１の樹脂層を形成し、前記第１の樹脂層上に、前記第１の樹脂層より高粘度の樹脂材料を塗布し硬化させて第２の樹脂層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
前記第１のダム内における前記第１の部品と前記第２の部品との間隔は、前記第２のダム内における前記第１の部品と前記第２の部品との間隔よりも狭い間隔となっており、前記第１のダム内の前記第１の樹脂層は、前記第２のダム内の前記第１の樹脂層より厚く形成されていることが好ましい。
各前記接合部材間の間隔は、前記第１の部品と、前記第２の部品との間隔より短いことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ファインピッチの端子部や狭隣接の実装部において気泡の発生を抑制しながらも、樹脂を厚く塗布でき、安価な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１Ａの断面図である。
【図２】半導体装置１Ａの製造方法の説明図である。
【図３】半導体装置１Ａの製造方法の説明図である。
【図４】半導体装置１Ａの製造方法の説明図である。
【図５】半導体装置１Ａの製造方法の説明図である。
【図６】半導体装置１Ａの製造方法の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置１Ｂの断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る半導体装置のダイシング前の基板１０を示す平面図である。
【図９】図８のIX−IX矢視断面図である。
【図１０】他の形態の基板１０の図９と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１１】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る半導体装置１Ａの断面図である。図１に示すように、半導体装置１Ａは、基板１０の表面に、半田２１により固定された第１の実装部品２０や、接着剤３１により固定された第２の実装部品３０を備える。第１の実装部品２０としては、ＣＳＰやＢＧＡなどのパッケージ（ＰＫＧ）、抵抗やコンデンサーのチップ部品等がある。第２の実装部品３０としては、ベアチップ等がある。ベアチップは、金バンプ等を介して基板１０側に接続されているが、接続強度が弱いため、接着剤３１により固定されている。第１の実装部品２０、第２の実装部品３０は、物性値の異なる複数の樹脂層（第１の樹脂層４０、第２の樹脂層５０）により封止されている。
【００１２】
第１の樹脂層４０は、例えば粘度８０００ｍＰａｓ以下の低粘度の樹脂材料からなる。第１の樹脂層４０は、半田２１により固定された第１の実装部品２０と基板１０の表面との隙間や、第１の実装部品２０、第２の実装部品３０間の隙間等、間隔が０．４ｍｍ以下の狭い領域（実装密度が密な領域）の充填に用いられる。実装密度がより密であるのは基板１０の表面により近い側である。この領域に低粘度の樹脂材料を用いて第１の樹脂層４０を形成することで、第１の実装部品２０と基板１０の表面との隙間において、ファインピッチの半田２１の間にも樹脂が行き渡り、気泡の発生を抑制することができる。
【００１３】
第２の樹脂層５０は第１の樹脂層４０の上に形成され、粘度が例えば１００００〜２００００ｍＰａｓ等の、粘度が８０００ｍＰａｓよりも大きい樹脂材料からなる。第２の樹脂層５０は、第１の実装部品２０と第２の実装部品３０との間隔が０．４ｍｍよりも大きい領域（実装密度が疎な領域）の充填に用いられる。
【００１４】
第１の樹脂層４０、５０となる樹脂材料は、エポキシ系接着剤等の接着剤に、シリカ等のフィラーを混合してなる。樹脂材料の粘度はフィラーの混合量や粒子径によって調節することができる。フィラーの粒子を細かく、かつ均一とすることで、樹脂材料の粘度を低下させることができる。
【００１５】
ここで、半導体装置１Ａの製造方法について説明する。まず、図２に示すように、第１の実装部品２０、第２の実装部品３０が固定された基板１０の外周部に、環状にダム４１を形成する。ダム４１は例えばエポキシ系樹脂等からなり、ディスペンサーで一筆書きすることにより環状に形成することができる。ダム４１の高さは第１の樹脂層４０の厚さよりも充分に高い。ダム４１は例えば高さ０．５ｍｍ、幅０．５ｍｍに形成することができる。
なお、後述する図６に示すように、ダム４１は基板１０の半導体装置１Ａとはならない捨て領域に形成する。
【００１６】
次に、図３に示すように、ダム４１により囲まれる領域内に、低粘度の樹脂材料を流し込み、硬化させることで第１の樹脂層４０を形成する。このとき、低粘度の樹脂材料を用いることで、第１の実装部品２０と基板１０の表面との隙間に樹脂材料が行き渡り、気泡の発生を抑えることができる。
次に、図４に示すように、第１の樹脂層４０の上に高粘度の樹脂材料を塗布し、硬化させることで第２の樹脂層５０を形成する。
【００１７】
次に、図５に示すように、第２の樹脂層５０の不要な部分を切削し、第２の樹脂層５０の表面を平坦に形成する。その後、図６に示すように、ダイシングにより半導体装置１Ａを切り出す。以上により、半導体装置１Ａが製造される。
【００１８】
このように、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、実装密度が高い基板１０の表面側に、低粘度の樹脂材料からなる第１の樹脂層４０を形成することで、気泡の発生を抑制することができる。また、第１の樹脂層４０の上に、高粘度の樹脂材料からなる第２の樹脂層５０を形成するので、硬化後の第２の樹脂層５０を容易に研磨することができる。
【００１９】
〔第２実施形態〕
図７は本発明の第２実施形態に係る半導体装置１Ｂを示す断面図である。なお、第１実施形態に係る半導体装置１Ａと同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
【００２０】
本実施形態においては、第１の実装部品２０と第２の実装部品３０とが、実装密度に応じて物性値の異なる３層の樹脂層（第１の樹脂層４０、第２の樹脂層５０、第３の樹脂層６０）により封止されている。すなわち、半田２１により固定された第１の実装部品２０と基板１０の表面との隙間が第１の樹脂層４０により充填され、第１の樹脂層４０の上部であって第１の実装部品２０、第２の実装部品３０間の隙間が第２の樹脂層５０により充填され、第２の樹脂層５０の上部であって第２の実装部品３０、３０間の隙間が第３の樹脂層６０により充填されている。
【００２１】
本実施形態においては、第１の樹脂層４０を形成する樹脂材料の粘度が最も低く、第３の樹脂層６０を形成する樹脂材料の粘度が最も高い。このように、実装密度に応じて粘度が異なる樹脂材料を用いることで、第１の樹脂層４０、５０を形成する樹脂材料が隙間に行き渡り、気泡の発生を抑えることができる。一方、最も上部の第３の樹脂層６０を形成する樹脂材料の粘度が高いため、硬化後の第３の樹脂層６０を容易に研磨することができる。
さらに、実装密度に応じて、物性値の異なる４層以上の樹脂層により実装部品を封止してもよい。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図８は本発明の第３実施形態に係る半導体装置のダイシング前の基板１０を示す平面図であり、図９は図８のIX−IX矢視断面図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
【００２３】
本実施形態においては、第１の実装部品２０、第２の実装部品３０の実装密度が基板１０上で異なっている。また、実装密度が高い領域１０Ａが第１のダム４２により囲まれており、実装密度が低い領域１０Ｂが第１のダム４２と第２のダム４３とにより囲まれている。
【００２４】
図９に示すように、第１のダム４２は第２のダム４３よりも高く形成されている。第１のダム４２、第２のダム４３は、ダム４１と同様にして形成される。実装密度が高い領域１０Ａにおける第１の実装部品２０と第２の実装部品３０との間隔ｘは、実装密度が低い領域１０Ｂにおける第１の実装部品２０と第２の実装部品３０との間隔ｙよりも狭い間隔となっている。従って、実装密度が高い領域１０Ａでは、粘度が低い樹脂材料からなる第１の樹脂層４０Ａがより厚く形成されている。一方、実装密度が低い領域１０Ｂでは、粘度が低い樹脂材料からなる第１の樹脂層４０Ｂが薄く形成されている。第１の樹脂層４０Ａ、４０Ｂの上部には、より粘度が高い樹脂材料からなる第２の樹脂層５０が形成されている。
このように、第１のダム４２と第２のダム４３の高さを変えることで、基板１０上で異なる厚さの第１の樹脂層４０Ａ、４０Ｂを形成することができる。
【００２５】
なお、実装密度に応じて樹脂層の数を変えてもよい。例えば、図１０に示すように、実装密度が高い領域１０Ａを３層の第１の樹脂層４０Ａ、第２の樹脂層５０、第３の樹脂層６０で封止し、実装密度が低い領域１０Ｂを２層の第１の樹脂層４０Ｂ、第３の樹脂層６０で封止してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ、１Ｂ  半導体装置
１０  基板
２０第１の実装部品（第１の部品）
３０  第２の実装部品（第２の部品）
２１  半田（接合部材）
３１  接着剤
４０、４０Ａ、４０Ｂ  第１の樹脂層
４１  ダム
４２  第１のダム
４３  第２のダム
５０  第２の樹脂層
６０  第３の樹脂層
【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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