(57)【要約】【課題】  プロセスコストを高くすることなく、簡便な方法で基板の表面における樹脂材料の過度な展延を抑制することが可能な半導体パッケージおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の半導体パッケージ（１００ａ）は、基板（２）と、基板（２）に対向して配置された半導体素子（１）と、基板（２）と半導体素子（１）との間に充填された封止樹脂層（２０）とを有し、封止樹脂層（２０）は、少なくとも２種類の樹脂層（９，１０）と、２種類の樹脂層（９，１０）の混合層（１１）とを含むことを特徴とする。【選択図】図４
2019161033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に対向して配置された半導体素子と、
前記基板と前記半導体素子との間に充填された封止樹脂層とを有し、
前記封止樹脂層は、少なくとも２種類の樹脂層と、前記２種類の樹脂層の混合層とを含むことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記少なくとも２種類の樹脂層は、それぞれ粘度または前記基板に対する表面張力が異なる樹脂材料で構成されており、前記樹脂材料のうち、最も粘度が高い樹脂材料または最も表面張力が大きい樹脂材料で構成された樹脂層が前記封止樹脂層の最も外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記少なくとも２種類の樹脂層は、それぞれ熱硬化性樹脂材料または光硬化性樹脂材料で構成されており、前記熱硬化性樹脂材料または光硬化性樹脂材料のうち、最も硬化時間が短い樹脂材料で構成された樹脂層が前記封止樹脂層の最も外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記封止樹脂層の最も外側に配置された樹脂層が光硬化性樹脂材料で構成され、それ以外の前記樹脂層が熱硬化性樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記樹脂材料のうち、最も粘度が高い樹脂材料または最も表面張力が大きい樹脂材料が前記封止樹脂層のフィレット部に含まれることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記樹脂材料のうち、最も硬化時間が短い樹脂材料が前記封止樹脂層のフィレット部に含まれることを特徴とする請求項３に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
基板と、前記基板に対向して配置された半導体素子との間に形成された間隙に、前記半導体素子の一端から第１の樹脂材料を充填する工程と、
前記一端から第２の樹脂材料を充填する工程と、
前記第１の樹脂材料を硬化して第１の樹脂層とし、前記第２の樹脂材料を硬化して第２の樹脂層とする工程を有し、
前記第１の樹脂層と、前記第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層および前記第２の樹脂層との界面に形成され、前記第１の樹脂材料および前記第２の樹脂材料が混合された樹脂材料の硬化物である混合層を含む封止樹脂層を有する半導体パッケージを得ることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記第１の樹脂材料および前記第２の樹脂材料は、それぞれ粘度または前記基板に対する表面張力が異なる樹脂材料で構成されており、前記樹脂材料のうち、最も粘度が高い樹脂材料または最も表面張力が大きい樹脂材料を前記第１の樹脂材料とすることを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項９】
前記第１の樹脂材料および前記第２の樹脂材料は、それぞれ熱硬化性樹脂材料または光硬化性樹脂材料で構成されており、前記樹脂材料のうち、最も硬化時間が短い樹脂材料で構成された樹脂材料を前記第１の樹脂材料とすることを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記封止樹脂層の最も外側に配置された樹脂層が光硬化性樹脂材料であり、それ以外の前記樹脂層が熱硬化性樹脂材料であることを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の樹脂材料が前記封止樹脂層のフィレット部に含まれることを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂材料のうち、最も硬化時間が短い樹脂材料が前記封止樹脂層のフィレット部に含まれることを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１３】
前記第２の樹脂材料を硬化する前に前記第１の樹脂材料を硬化することを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会では、データ量の増大、処理手法や通信技術の高度化など、情報通信技術が発達し続けている。それらの技術に不可欠なエレクトロニクス機器に対しては、小型化、軽量化へ向けた要求が高まっている。半導体素子を搭載した半導体パッケージに関しては、半導体素子の高集積化及び高密度化が求められている。
【０００３】
半導体パッケージは、主に、配線基板に半導体素子を実装して作製される。半導体パッケージに対する技術的な要求により、配線基板に関しては、配線層の多層化、配線ピッチの狭小化などが求められ、また、半導体素子に関しても、隣接する半導体素子や他部材とのピッチ間隔の狭小化などが要求されている。
【０００４】
これらの技術的要求に伴い、配線基板に半導体素子を実装する際、微小スケールでの高精度な半導体素子固定技術及び配線接合技術が必須となっている。ゆえに、実装においては、面での接続により高密度配線に有利なフリップチップ実装が広く採用されている。フリップチップ実装では、配線基板と半導体素子との間の熱膨張率の差による応力緩和や、半導体パッケージへの物理的衝撃の緩和のため、半導体素子と配線基板の接合後に、両者間の隙間に、液体状の樹脂材料を充填させるキャピラリーアンダーフィル（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ＵｎｄｅｒＦｉｌｌ:ＣＵＦ）工法が用いられる。
【０００５】
ＣＵＦ工法において、半導体素子が複数配置されたエレクトロニクス機器における半導体素子の間や、半導体素子と他部材のピッチ間隔の狭小化を実現するため、樹脂材料が配線基板２の表面を半導体素子の実装箇所を越えて過度に展延することを防ぐ必要がある。樹脂材料の過度の展延を防止する技術として、例えば特許文献１がある。特許文献１には、配線基板の表面に半導体素子をフリップチップ実装して、配線基板と半導体素子との間をアンダーフィル樹脂で封止する工程を備える半導体パッケージの製造方法において、実装される半導体素子の４隅近傍にあたる配線基板の表面に、充填されるアンダーフィル樹脂を堰き止めるためのブロック状の部材を配置形成する工程を具備することを特徴とする半導体パッケージの製造方法が記載されている（請求項１）。
【０００６】
また、特許文献２には、表面に絶縁層を有する多層配線基板に半導体素子を実装する半導体パッケージの製造方法であって、多層配線基板に半導体素子をフリップチップ実装する工程と、多層配線基板の表面絶縁層に対して表面活性処理を施す工程と、
表面絶縁層の半導体素子が実装される部位より外側の所定領域と半導体素子上の所定領域に対して表面不活性処理を施す工程と、半導体素子と多層配線基板の間隙に樹脂を充填する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法が開示されている（請求項１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−６２４７２号公報
【特許文献２】特開２０１４−４９５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、樹脂材料の展延を防ぐために、特許文献１のように壁を設けたり、特許文献２のように配線基板の表面を不活性処理することは、製造プロセスが大幅に変更され、時間的・金銭的な製造コストが増大する。
【０００９】
また、樹脂材料の成分構成を展延しにくいものにする方法が考えられる。この方法では、製造プロセスの大幅な変更は不要なものの、一般的に、材料成分構成を展延しにくいものに変更すると、半導体素子と配線基板２の隙間を充填する際に充填時間が長くなる、というトレードオフ関係がある。そのため、展延の防止と短い充填時間を両立することが課題となっている。
【００１０】
本発明の目的は、上記事情に鑑み、プロセスコストを高くすることなく、簡便な方法で基板の表面における樹脂材料の過度な展延を抑制することが可能な半導体パッケージおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、基板と、基板に対向して配置された半導体素子と、基板と半導体素子との間に充填された封止樹脂層とを有し、封止樹脂層は、少なくとも２種類の樹脂層と、２種類の樹脂層の混合層とを含むことを特徴とする半導体パッケージである。
【００１２】
また、上記課題を解決するための本発明の第２の態様は、基板と、基板に対向して配置された半導体素子との間に形成された間隙に、半導体素子の一端から第１の樹脂材料を充填する工程と、該一端から第２の樹脂材料を充填する工程と、第１の樹脂材料を硬化して第１の樹脂層とし、第２の樹脂材料を硬化して第２の樹脂層とする工程を有し、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、第１の樹脂層および第２の樹脂層との界面に形成され、第１の樹脂材料および第２の樹脂材料が混合された樹脂材料の硬化物である混合層を含む封止樹脂層を有する半導体パッケージを得ることを特徴とする半導体パッケージの製造方法である。
【００１３】
本発明のより具体的な構成は、特許請求の範囲に記載される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プロセスコストを高くすることなく、簡便な方法で基板の表面における樹脂材料の過度な展延を抑制することが可能な半導体パッケージおよびその製造方法を提供することができる。
【００１５】
上述した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の半導体パッケージの第１の例を模式的に示す断面図
【図２】従来の半導体パッケージの第２の例を模式的に示す断面図
【図３】図１のＸ部分を拡大する図
【図４】本発明の半導体パッケージの第１の例を示す断面図
【図５】本発明の半導体パッケージの製造方法の一例を示すフロー図
【図６】本発明の半導体パッケージの第２の例を示す断面図
【図７】本発明の半導体パッケージの第３の例を示す断面図
【図８】本発明の半導体パッケージの第４の例を示す断面図
【図９】本発明の半導体パッケージの第５の例を示す断面図
【図１０】本発明の半導体パッケージの第６の例を示す断面図
【図１１】本発明の半導体パッケージの第７の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について記す。なお、以下の説明における半導体素子１、基板２、封止樹脂層８、半導体素子電極３、接合材料４、配線基板電極５、ピラー６および導電性部材７の材質、配置、寸法、形成方法および手順等は、以下の実施形態に示すものに限定されるものではない。
［半導体パッケージ］
本発明の半導体パッケージの説明に先立ち、一般的な半導体パッケージの構成について説明する。図１は従来の半導体パッケージの製造方法の例を模式的に示す断面図である。図１（ａ）に示すように、一般的に、半導体パッケージは基板（配線基板）２と、基板２に対向して設けられた半導体素子１を有する。そして、基板２に設けられた電極（基板電極）５と、半導体素子１に設けられた電極（半導体素子電極）３とが、接合材料４によって電気的に接続されている。基板電極５、半導体素子電極３および接合材料４を導電性部材７と総称する。
【００１８】
接合される基板２と半導体素子１には、熱膨張率に差があるため、接合面の温度変化により熱変形が起こりやすい。基板２と半導体素子１は導電性部材７を介して接合されているが、熱変形により生じる接合面近傍の応力は、接合点である導電性部材７に集中しやすく、破断を招く恐れがある。このような破断の防止や、半導体パッケージへの物理的衝撃の緩和のため、封止樹脂層８が設けられている。このような封止樹脂層８は、導電性部材７を粉塵や空気酸化から防ぎ、機器の信頼性向上させる効果もある。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、ＣＵＦ工法では、樹脂材料８を半導体素子１の端部付近に滴下・塗布し、毛細管現象によって半導体素子１と配線基板２の隙間を充填する。このとき、樹脂材料８は、導電性部材７の周囲にも充填される。樹脂材料は、熱硬化性樹脂を用いることが一般的である。樹脂材料８を充填後、加熱処理を施し、封止樹脂８を硬化させることで封止を完了し、目的の半導体パッケージ１００´を得る（図１（ｂ））。
【００２０】
図２は従来の半導体パッケージの他の例を模式的に示す断面図である。ＣＵＦ工法は、封止樹脂８の材料成分を制御することによって、半導体素子１や配線基板２の材料の種類や表面の状態（凹凸など）、および各部位の寸法や配置が異なる場合にも適用される。例えば、ピラー６の寸法が大きいが半導体パッケージ１００´´にも用いられている（図３）。
【００２１】
図３は図１のＸ部分を拡大する図である。図３に示すように、樹脂材料８の半導体素子１を超えてはみ出した長さをフィレット長（Ｌｆ）、樹脂材料８の染み出し長さをブリード長（Ｌｂ）とする。チップの半導体素子の高集積化及び高密度化を実現するためには、このＬｆおよびＬｂを最小限に抑制することが必要となる。
【００２２】
次に、本発明の半導体パッケージについて説明する。図４は本発明の半導体パッケージの第１の例を示す断面図である。図４に示すように、本発明の半導体パッケージ１００ａは、基板２と、基板２に対向して配置された半導体素子１と、基板２と半導体素子１との間に充填された封止樹脂層２０とを有し、封止樹脂層２０は、少なくとも２種類の樹脂層（第１の樹脂層９および第２の樹脂層１０）と、２種類の樹脂層の混合層１１とを含む。第１の樹脂層９は、封止樹脂層２０の少なくとも一方のフィレット部に設けられている。混合層１１は、第１の樹脂層９および第２の樹脂層１０が混ざり合った領域である。
【００２３】
第１の樹脂層９および第２の樹脂層１０は、熱硬化性樹脂材料および光硬化性樹脂材料の硬化物であることが好ましい。ここで「樹脂材料」とは、樹脂層（硬化物）の硬化前の組成物を意味するものとする。なお、以下の説明において、樹脂材料とその樹脂材料を硬化した硬化物について、説明の便宜上、両者に同じ符号を付し、図面において同じハッチングを施す。
【００２４】
封止樹脂層２０の最も外側を構成する樹脂層、すなわち図４では第１の樹脂層９を構成する樹脂材料（以下、「第１の樹脂材料」と称する。）が、第２の樹脂層１０を構成する樹脂材料（以下、「第２の樹脂材料」と称する。）よりも展延しにくい材料であることが好ましい。この点については、追って詳述する。
【００２５】
また、第１の樹脂層９と第２の樹脂層１０との間に混合層１１があることによって、第１の樹脂層９と第２の樹脂層１０の熱膨張率の差が緩和され、基板２および半導体素子１からの封止樹脂層２０の剥離を防止することができ、信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる。
【００２６】
本発明の半導体パッケージ１００ａでは、第１の樹脂層９によって樹脂材料の展延を防止している。第１の樹脂層９は封止樹脂層１０の端部にのみ存在するため、封止樹脂としての機能は高くなくとも、展延防止効果の高い材料を選択して使用することができる。一方、第２の樹脂層１０については、封止樹脂として高性能でも展延のしやすさ故にこれまで使用できなかった材料であっても使用することが可能となる。例えば、第１の樹脂層９を展延防止効果の高いものとし、第２の樹脂層１０には、低熱膨張率、高熱伝導率、高密着性、低コストおよび短い充填時間等の性能を、これまで以上の高いレベルで持たせることが可能となる。
【００２７】
さらに、封止樹脂層８の端部に存在する第１の樹脂層９に、高防湿性の材料を用いれば半導体パッケージ１００ａの信頼性向上効果が期待できる。また、第１の樹脂層９に着色剤を添加すれば、外から観察することができない半導体パッケージ１００ａを作製することができる。この場合、第２の樹脂層１０には着色剤を添加する必要が無くなり、第２の樹脂層１０の封止樹脂としての性能を損なうことが無い。
【００２８】
第１の樹脂材料および第２の樹脂材料は、特に限定は無いが、例えば、ビスフェノール系に代表されるエポキシ樹脂、イミダゾール系やアミン系に代表される樹脂で、熱硬化性または光硬化性の樹脂材料が好ましい。上記樹脂材料は、添加剤として、球状の無機フィラー、シリコン化合物および硬化促進剤をさらに含んでいてもよい。混合層１１中では、部分的に樹脂材料の組成、結合状態または成分混合状態が変化している。
【００２９】
また、第１の樹脂材料は、任意の条件下で第２の樹脂材料よりも基板２の表面で展延し難い組成であることが好ましい。ここでの展延とは、フィレット長（Ｌｆ）、ブリード長（Ｌｂ）またはそれらの両方の領域に樹脂材料が広がることを意味している。また、組成とは、元素の構成比率、樹脂成分の化学結合の状態および配合される無機フィラー等の混合比率等を指す。
【００３０】
展延し難い構成として、具体的には、第２の樹脂材料は第１の樹脂材料よりも粘度が高いか、基板２に対する表面張力が大きいことが好ましい。また、第２の樹脂材料は第１の樹脂材料よりも硬化時間が短いことが好ましい。第２の樹脂材料をこのような構成とすることで、樹脂層２０のフィレット長（Ｌｆ）およびブリード長（Ｌｂ）が大きくなることを防ぐことができる。粘度、表面張力に関しては、樹脂材料に含まれる無機フィラーおよび可撓剤の含有量によって調整することができる。
【００３１】
第１の樹脂材料の方が、第２の樹脂材料よりも硬化しやすい成分構成とするには、熱や光等の任意の条件下で、第１の樹脂層９の硬化が促進されればよい。第１の樹脂材料が、熱によって第２の樹脂材料よりも硬化しやすいとする場合には、例えば、第１の樹脂材料に第２の樹脂材料よりも多くの硬化促進剤を含ませればよい。硬化促進剤に特に制限はなく、公知のものを用いることができ、例えば、シクロアミジン化合物、アミン化合物、イミダゾール化合物、有機ホスフィン類およびこれらにキノン化合物やπ結合を有する化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物などが挙げられる。
【００３２】
第１の樹脂材料が、光によって第２の樹脂材料よりも硬化しやすいものとする場合には、例えば、第１の樹脂材料９に第２の樹脂材料１０よりも多くの光硬化性樹脂を含ませればよい。用いる光硬化性樹脂に特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、重合性プレポリマーや光重合開始剤を用いたラジカル重合性光硬化性樹脂およびカチオン重合性光硬化性樹脂を用いることができる。
【００３３】
第２の樹脂材料の組成のより具体的な一例として、以下の組成を挙げることができる：
エポキシ樹脂：１０〜７０質量％（好ましくは２０〜４０質量％）
硬化剤：エポキシ樹脂の０．６〜１．６当量（好ましくは０．８〜１．２当量）
無機フィラー：４０〜８０質量％（好ましくは５５〜６５質量％）
無機フィラーの構成：
（ａ）平均粒径１０〜３００ｎｍのフィラー０．０〜２０質量％（好ましくは１〜１０質量％）
（ｂ）平均粒径０．３〜５．０μｍのフィラー４０〜８０質量％（好ましくは５０〜６５質量％）
第２の樹脂材料の物性は、上述した組成である場合、以下の物性値を有する：
粘度（キャピラリー含浸温度１００〜１３０℃）：０．２Ｐａ・ｓ以下（好ましくは０．１５Ｐａ・ｓ以下）
表面張力（キャピラリー含浸温度）：２０ｍＮ／ｍ以上（好ましくは３０ｍＮ／ｍ以上）
Ｔｇ：８０〜２００℃（好ましくは１１０〜１６０℃）
上述した第２の硬化樹脂を用いた第２の樹脂層１０は、以下の物性値を有する：
ＣＴＥ（熱膨張率）：Ｔｇ以下の場合２０〜４０ｐｐｍ／Ｃ、Ｔｇを超える場合８０〜１２０ｐｐｍ／Ｃ
ＤＭＡ（動的弾性率、常温２５℃）：７．０〜９．０Ｇｐａ
また、第１の樹脂材料は、上記第２の樹脂材料の組成に上述した光硬化性樹脂、平均粒径１０〜３００ｎｍのフィラー、０．１〜５μｍのシリコン系またはブタジエン系等の粒状可とう剤を混合したものを用いることができる。
【００３４】
図４の封止樹脂層２０以外の構成について説明する。半導体素子１に関して、基板２に対向する面は、シリコン窒化膜や酸化膜等の保護層やポリイミド系樹脂等からなる樹脂層にて被覆されている。また、それらの層を縦断するように銅等の金属からなる配線が設けられており、その一部分が半導体素子電極３として半導体素子１の表面に露出している。
【００３５】
基板２は、銅やアルミナ、タングステン、モリブデンに代表される金属含有層を持つ多層構造を有している。半導体素子１に対向する面は、ガラス系材料表面、シリコン窒化膜等の保護層またはポリイミド系樹脂等からなる樹脂層にて構成されている。上記金属含有層の一部分が基板電極５として基板２の表面に露出している。
【００３６】
接合材料４は、一般的なＣＵＦ工法で用いられる接合材料を用いることができる。例えば、はんだ、銅および金といった導電性金属材料を用いることができる。
【００３７】
本発明の半導体パッケージのサイズの一例として、図４のチップ寸法Ｌ：３〜５０ｍｍ、チップ厚さＴ：１０〜１０００μｍ、ギャップＧ：５μｍ〜５００μｍが好ましい。より好ましくは、Ｌ：５〜３５ｍｍ、Ｔ：５０〜５００μｍおよびＧ：１０〜５０μｍが好ましい。
［半導体パッケージの製造方法］
次に、本発明の半導体パッケージの製造方法について説明する。図５は本発明の半導体パッケージの製造方法の一例を示すフロー図である。なお、以下では封止樹脂として、第１の樹脂材料と第２の樹脂材料の２種類を用いた場合について記載する。しかしながら、以下の手順は封止樹脂を２種類に限定するものではなく、例えば、第１の樹脂材料第１の樹脂材料および第２の樹脂材料のそれぞれを２種類以上材料としてもよい。
【００３８】
一般的なＣＵＦ工法の手順としては、先ず、半導体素子１に設置された複数の半導体素子電極３と、基板２に設置された複数の基板電極５とが通電できるように接合を行う。接合の方法には、接合材料４を用いた蒸着法あるいは電気メッキ法がある。半導体素子１の半導体素子電極３と基板２の基板電極５の片方または両方に設けられている接合材料が、加熱溶融と冷却によって半導体素子電極３と配線基板電極５を接着する。
【００３９】
このように接合した半導体素子１と基板２との間は間隙を有している。より具体的には、間隙の一部分において、導電性部材７を介して、半導体素子１と基板２とが接合されている。
【００４０】
ＣＵＦ工法としては、接合の後に、この間隙の洗浄を行う。洗浄は、接合後に導電性部材７の周囲にあるフラックス残渣の除去を目的としており、例えば、プラズマを用いた工法がある。また、洗浄不要のフラックスや、フラックスの無い材料も存在し、それらを使用する場合などは、洗浄工程が不要となりうる。
【００４１】
次に、第１の樹脂材料９の充填を行う。具体的には、半導体素子１の端部付近に、半導体素子１と基板２が形成する間隙に接するよう、第１の樹脂材料９を滴下する（図５（ａ））。滴下にはディスペンサ１３を用いることが好ましい。このとき、滴下の精度が高いジェットディスペンサの使用が望ましい。第１の樹脂材料９の滴下により、毛細管現象を利用した第１の樹脂材料９の流れを起こし、充填を進める（図５（ｂ））。
【００４２】
第１の樹脂材料９の充填の後、第２の樹脂材料１０の充填を行う（図５（ｃ））。具体的には、第２の樹脂材料１０を、硬化前の第１の樹脂材料９と接するよう、ディスペンサ１３を用いて滴下する。図５（ｃ）に示すように、第２の樹脂材料１０の充填により、第１の樹脂材料９と第２の樹脂材料１０が接触する箇所に樹脂材料の混合層１１ができる。
【００４３】
第２の樹脂材料１０の充填により、半導体素子１と基板２とが形成する間隙が樹脂材料で満たされた後に、第２の封止樹脂１０の充填を終了する（図５（ｃ））。図５では、樹脂材料の充填を半導体素子１の１つの端部から実施する方法が示されているが、この方法限定するものではない。例えば、半導体素子１を鉛直上から見たときＬ字型になるような２つの端部から充填を実施することも可能である。
【００４４】
毛細管現象により、１つの端部から第１の樹脂材料９が半導体素子１と基板２が形成する間隙の他の端部に達した際に、第１の樹脂材料９の硬化を行う。硬化の方法は、熱硬化、光硬化等がある。また、無機フィラーあるいは可撓剤の添加などにより、第１の樹脂材料９が展延しにくい特性を持った材料であれば、この時点での硬化はしなくてもよい。
【００４５】
例えば、熱硬化を行う場合には、半導体パッケージの近くに熱源を用意し、第１の樹脂材料９を温めればよい。このとき、先述のように、第１の樹脂材料９に硬化促進剤を入れるなど、硬化しやすい樹脂材料とすることが望ましい。
【００４６】
また、例えば、光硬化を行う場合には、光を第１の樹脂材料９に照射することで硬化することができる。このとき、光を照射する方法に特に制限は無く、例えば、スポット光源を用いて第１の樹脂材料９の硬化を促進させることができる。照射する光の波長及び強度は、用いる光重合開始剤の種類や量に応じて選択可能である。例えば、波長としては２４０〜７００ｎｍの可視光線や紫外線が用いられ、強度としては、１０００〜６０００ｍＷ／ｃｍ２が用いられる。
【００４７】
第１の樹脂材料９の硬化を実施する場合には、硬化が完全でも不完全でも良く、硬化を実施しない場合よりも、第１の樹脂材料９が基板２の表面に展延しにくくなればよい。また、第１の樹脂材料９と第２の樹脂材料１０の混合層１１の硬化が進行してもよい。
【００４８】
また、第１の樹脂材料９と第２の樹脂材料１０の混合層１１を設けるには、第１の樹脂材料９が完全に硬化する前に、第２の樹脂材料１０の充填を開始すればよく、例えば、第２の樹脂材料１０の充填開始と、第１の樹脂材料９の硬化開始は、どちらを先に実施しても構わない。さらに言えば、第２の樹脂材料１０の充填開始と、第１の樹脂材料９の充填終了は、どちらを先に実施しても構わない。
【００４９】
第１の樹脂材料９および第２の樹脂材料１０の充填後、第１の樹脂材料９の未硬化分、第２の樹脂材料１０および混合層１１を熱硬化する。第１の樹脂材料９及び第２の樹脂材料１０の構成成分に応じて、硬化時間や硬化温度といった熱硬化工程の条件は異なる。第１の樹脂材料９の未硬化分、第２の樹脂材料１０および混合層１１の熱硬化により封止工程が完了し、図４に示す半導体パッケージ１００ａを得ることができる。
【００５０】
なお、例えば特開２０１０−２８３２１５号公報には２つの熱硬化樹脂層を有する電子装置が開示されているが、第１の熱硬化性樹脂層を加熱して硬化した後、第２の熱硬化性樹脂層を設けているため（明細書段落００２６および００２７）、本発明のように混合層１１は形成されない。また、特開２００４−１７９５５２号公報には、第１の樹脂および第２の樹脂を有する半導体装置が開示されているが、第１の樹脂の無機充填剤の充填量が本発明よりも低く、第１の樹脂を塗布した後、硬化する前に第２の樹脂を塗布しているため、本発明のようにフィレット長（Ｌｆ）、樹脂材料８の染み出し長さをブリード長（Ｌｂ）を低減することができない。
［半導体パッケージの他の態様］
次に、半導体パッケージの他の態様について説明する。図６は本発明の半導体パッケージの第２の例を示す断面図である。図４の半導体パッケージ１００ａでは、混合層１１が半導体素子１の端部に位置しているが、図６に示すように、フィレット部に存在していてもよい。また、半導体素子１の端部とフィレット部とをまたがるように存在していてもよい。
【００５１】
図７は本発明の半導体パッケージの第３の例を示す断面図である。図７に示すように、第１の樹脂層９および第２の樹脂層１０の界面の一部に混合層１１が存在していてもよい。
【００５２】
図８は半導体パッケージの第４の例を示す断面図である。図８に示すように、フィレット部の一部分に第１の樹脂層９が存在し、残りの部分が混合層１１であってもよい。
【００５３】
図９は半導体パッケージの第５の例を示す断面図である。図９に示すように、混合層１１が大きくなり、充填させた第１の樹脂材料９が明確にならないこともある。この場合であっても、混合層１１の中では、箇所によって、組成または結合状態または成分混合状態が変化している。
【００５４】
図１０は半導体パッケージの第６の例を示す断面図である。図１０に示すように、第１の樹脂層９は、半導体素子１の対辺の両端部に存在する。このように第１の樹脂層９が半導体素子１の２以上の端部に存在してもよい。例えば、樹脂材料を半導体素子１の２辺以上から充填させてもよい。また、２以上の端部に第１の樹脂材料９が存在する場合としては、充填を一方端から行い、第１の樹脂材料９の流動によって、最終的に他の端部にフィレット部１２をつくり、硬化させた場合も含む。
【００５５】
図１１は半導体パッケージの第７の例を示す断面図である。図１１に示すように、第１の樹脂材料９と第２の樹脂材料１０の充填条件によっては、混合層１１が広くなり、充填させた第１の樹脂材料９と第２の樹脂材料１０の片方または両方が明確にならないこともある。この場合であっても、混合層１１の中では、箇所によって、組成または結合状態または成分混合状態が変化している。
【００５６】
以上、説明したように、本発明によればプロセスコストを高くすることなく、簡便な方法で基板の表面における樹脂材料の過度な展延を抑制することが可能な半導体パッケージを提供することができることが示された。
【００５７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…半導体素子、２…基板、３…半導体素子電極、４…接合材料、５…基板（配線基板）電極、６…ピラー、７…導電性部材、８…樹脂材料（封止樹脂）、９…第１の樹脂層（第１の樹脂材料）、１０…第２の樹脂層（第２の樹脂材料）、１１…第１の樹脂材料と第２の樹脂材料の混合層、１２…フィレット部、１３…ディスペンサ、２０…封止樹脂層、１００ａ，１００´，１００´´，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ…半導体パッケージ。
【図１】
2019161033.tif 000003
【図２】
2019161033.tif 000004
【図３】
2019161033.tif 000005
【図４】
2019161033.tif 000006
【図５】
2019161033.tif 000007
【図６】
2019161033.tif 000008
【図７】
2019161033.tif 000009
【図８】
2019161033.tif 000010
【図９】
2019161033.tif 000011
【図１０】
2019161033.tif 000012
【図１１】
2019161033.tif 000013