真空層壓裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法及此時(shí)所使用的真空層壓裝置，其中所述 半導(dǎo)體裝置使用了附帶支撐基材的密封材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電子設(shè)備的小型化、輕量化及高性能化，半導(dǎo)體裝置的高集成化、薄 型化得以進(jìn)展，半導(dǎo)體裝置正在向以球柵陣列（Ballgridarray，BGA)為代表的區(qū)域構(gòu)裝 型半導(dǎo)體裝置轉(zhuǎn)變。在制造這些半導(dǎo)體裝置時(shí)，從生產(chǎn)性的方面考慮，傾向于將大面積且薄 型的基板一體成型而成，但成型后的基板中的翹曲問題比較突出。
[0003] 半導(dǎo)體的構(gòu)裝方法也逐漸從引腳插入式轉(zhuǎn)變至表面構(gòu)裝，而后，裸芯片構(gòu)裝逐漸 成為主流。在裸芯片構(gòu)裝中有一種倒裝芯片構(gòu)裝。倒裝芯片是指在半導(dǎo)體組件上形成有一 種稱為凸塊（bump)的電極端子的芯片。倒裝芯片也可以直接構(gòu)裝于主板上，但在大多數(shù)情 況下，是固定并封裝于印刷電路板（內(nèi)插板（interposer)等）上，并隔著（經(jīng)由）設(shè)置于 封裝體上的外部連接端子（也稱為外部焊球或外部凸塊）構(gòu)裝于主板上。硅片上的與內(nèi)插 板接合的凸塊稱為內(nèi)部凸塊，所述內(nèi)部凸塊與內(nèi)插板上的稱為焊墊的多個(gè)微小的接合面作 電連接。
[0004] 由于內(nèi)部凸塊與焊墊的接合部很小而導(dǎo)致接合力較弱，需要用樹脂來密封加固。 以往，將倒裝芯片接合而成的半導(dǎo)體裝置加以密封的主流方法是：預(yù)先將內(nèi)部凸塊與焊墊 熔融接合后，進(jìn)行底部填充（也稱為毛細(xì)流動(dòng)），也就是在半導(dǎo)體裝置與內(nèi)插板的間隙內(nèi)注 入液態(tài)加固材料，然后，利用液態(tài)環(huán)氧樹脂或環(huán)氧模塑料（epoxymoldingcompound)等在 加熱下加壓成型，來將硅片二次注塑成型（密封）。
[0005] 但是，利用上述方法，底部填充與芯片的密封需要在不同的工序中進(jìn)行，生產(chǎn)性較 差。而且，在上述方法中，存在以下問題：加固材料（底部填料）中會(huì)產(chǎn)生孔隙，底部填充費(fèi) 時(shí)費(fèi)力，而且當(dāng)?shù)撞刻畛渑c芯片的密封使用不同的樹脂材料時(shí)，會(huì)在樹脂界面上產(chǎn)生應(yīng)力， 導(dǎo)致可靠性降低。
[0006] 為了解決這種問題，已知以下方法：利用傳遞模塑（transfermoulding)成型法 或壓縮成型法，一次進(jìn)行底部填充與芯片的密封的方法（參照專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2)。
[0007] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0008] (專利文獻(xiàn)）
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012-74613號公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2011-132268號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 但是，在這種使用傳遞模塑成型法或壓縮成型法的方法中，在成型的樹脂層中可 能會(huì)產(chǎn)生孔隙。為了抑制孔隙的產(chǎn)生，一般還考慮在減壓下實(shí)施此方法，但為了確保抑制孔 隙所需的真空度，需要提高模具精度，而導(dǎo)致成本增加。尤其是在使大面積基板成型時(shí)，需 要更高的真空度，但獲得所需模具精度是非常困難的。因此，在以往的方法中，在使大面積 基板成型時(shí)，無法抑制樹脂層的孔隙。
[0012] 本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供一種能夠以低成本來制造半導(dǎo)體裝 置的制造方法，尤其是即使在使用大面積基板（或晶片（wafer))的情況下，也會(huì)抑制樹脂 層內(nèi)的孔隙的產(chǎn)生和基板（或晶片）的翹曲，并精度良好地成型樹脂層。
[0013] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種真空層壓裝置，在制造半導(dǎo)體裝置時(shí)使 用，其特征在于，其具備框架結(jié)構(gòu)，該框架結(jié)構(gòu)圍繞附帶支撐基材的密封材料的至少側(cè)面， 所述附帶支撐基材的密封材料是在支撐基材上積層熱固化性樹脂層作為密封材料而成，前 述框架結(jié)構(gòu)具有保持手段，所述保持手段保持搭載有半導(dǎo)體元件的基板或形成有半導(dǎo)體元 件的晶片，并使搭載有半導(dǎo)體元件的基板或形成有半導(dǎo)體元件的晶片隔著空間地與前述附 帶支撐基材的密封材料的熱固化性樹脂層相對向，前述裝置將被前述框架結(jié)構(gòu)圍繞的前述 附帶支撐基材的密封材料與前述基板或晶片一起進(jìn)行真空層壓。
[0014] 如果是這種真空層壓裝置，能夠以抑制孔隙所需要的真空度進(jìn)行真空層壓，能夠 以低成本來抑制熱固化性樹脂層內(nèi)產(chǎn)生孔隙的情況。尤其是，能夠抑制以往的難題，也就是 當(dāng)使用大面積的基板或晶片時(shí)底部填料內(nèi)產(chǎn)生孔隙的情況。另外，利用框架結(jié)構(gòu)，能夠防止 熱固化性樹脂層的外圍下端部分成型為橫向擴(kuò)散的形狀，能夠精度良好地使熱固化性樹脂 層成型。另外，利用支撐基材，能夠抑制基板或晶片的翹曲。
[0015] 優(yōu)選的是，前述框架結(jié)構(gòu)具有樹脂排出手段，所述樹脂排出手段將剩余的前述熱 固化性樹脂層排出到外部。
[0016] 如果是這種結(jié)構(gòu)，能夠確切且精度良好地成型抑制孔隙的產(chǎn)生的熱固化性樹脂 層，并且能夠容易地管理積層于支撐基材上的熱固化性樹脂層的量。
[0017] 優(yōu)選的是，前述框架結(jié)構(gòu)的保持手段，以前述半導(dǎo)體元件搭載面或前述半導(dǎo)體元 件形成面朝向下方的狀態(tài)，從上方來保持前述基板或晶片，并具有與前述基板或晶片的周 緣部卡合的緊固件。
[0018] 如果是這種結(jié)構(gòu)，能夠以熱固化性樹脂層朝向上方的狀態(tài)來載置附帶支撐基材的 密封材料，并且能夠進(jìn)行真空層壓，因此，能夠防止部分熱固化性樹脂層從支撐基材上掉 落。
[0019] 優(yōu)選的是，前述框架結(jié)構(gòu)具有載置前述附帶支撐基材的密封材料的底部、與可一 邊相對于該底部滑動(dòng)一邊沿上下方向移動(dòng)的側(cè)面部，前述底部或者部分側(cè)面部由耐熱性樹 脂構(gòu)成。
[0020] 如果是這種結(jié)構(gòu)，由于利用耐熱性樹脂能夠盡量減小上述滑動(dòng)部的間隙，因此，能 夠抑制部分熱固化性樹脂層從此間隙漏出。結(jié)果能夠更確實(shí)且精度良好地成型樹脂層。
[0021] 另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，其具有以下工 序：準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備附帶支撐基材的密封材料，所述附帶支撐基材的密封材料是在支撐基材 上積層熱固化性樹脂層作為密封材料而成；覆蓋工序，利用前述附帶支撐基材的密封材料 的熱固化性樹脂層，覆蓋搭載有半導(dǎo)體元件的基板的半導(dǎo)體元件搭載面、或形成有半導(dǎo)體 元件的晶片的半導(dǎo)體元件形成面；密封工序，通過加熱、固化前述熱固化性樹脂層，將前述 基板的半導(dǎo)體元件搭載面或前述晶片的半導(dǎo)體元件形成面一并密封；及，切斷工序，通過切 害J，切斷前述密封后的基板或晶片；并且，通過以下方式來進(jìn)行前述覆蓋工序，即利用框架 結(jié)構(gòu)圍繞前述附帶支撐基材的密封材料的至少側(cè)面，保持前述搭載有半導(dǎo)體元件的基板或 前述形成有半導(dǎo)體元件的晶片，并使前述搭載有半導(dǎo)體元件的基板或前述形成有半導(dǎo)體元 件的晶片隔著空間地與前述附帶支撐基材的密封材料的熱固化性樹脂層相對向，將被前述 框架結(jié)構(gòu)圍繞的前述附帶支撐基材的密封材料與前述基板或晶片一起進(jìn)行真空層壓。
[0022] 如果是這種制造方法，通過抑制孔隙所需要的真空度的真空層壓，能夠以低成本 來抑制熱固化性樹脂層內(nèi)產(chǎn)生孔隙的情況。尤其是，能夠抑制現(xiàn)在成為難題的當(dāng)使用大面 積的基板或晶片時(shí)在底部填料內(nèi)產(chǎn)生孔隙的情況。另外，通過框架結(jié)構(gòu)，能夠防止熱固化性 樹脂層的外圍下端部分成型為橫向擴(kuò)散的形狀，能夠精度良好地使熱固化性樹脂層成型。
[0023] 優(yōu)選的是，在前述準(zhǔn)備工序中，預(yù)先將多于前述要制造的半導(dǎo)體裝置所需量的前 述熱固化性樹脂層作為密封材料層壓在前述支撐基材上，一邊將剩余的前述熱固化性樹脂 層排出到外部，一邊進(jìn)行前述覆蓋工序。
[0024] 這樣，能夠確實(shí)且精度良好地成型抑制了孔隙的產(chǎn)生的熱固化性樹脂層，能夠容 易地管理積層于支撐基材上的熱固化性樹脂層的量。
[0025] 優(yōu)選的是，在前述覆蓋工序中，以前述半導(dǎo)體元件搭載面或前述半導(dǎo)體元件形成 面朝向下方的狀態(tài)，使緊固件卡合于前述基板或晶片的周緣部，而從上方來保持前述基板 或晶片。
[0026] 這樣，由于能夠以熱固化性樹脂層朝向上方的狀態(tài)載置附帶支撐基材的密封材料 并進(jìn)行真空層壓，因此，能夠防止部分熱固化性樹脂層從支撐基材上掉落。
[0027] 優(yōu)選的是，通過減壓度為IOPa~IkPa的真空層壓，進(jìn)行前述覆蓋工序。
[0028] 這樣，通過上述減壓度的真空層壓，能夠有效抑制在熱固化性樹脂層內(nèi)產(chǎn)生孔隙。 另外，由于不需要用于實(shí)現(xiàn)上述減壓度的高價(jià)模具，因此，能夠以低成本進(jìn)行實(shí)施。
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