JPS6310550A

JPS6310550A - 半導体素子の封止方法

Info

Publication number: JPS6310550A
Application number: JP15546186A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsumura; 晃松村; Katsukiyo Ishikawa; 石川　勝清
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1988-01-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は半導体素子の新規な封止方法に関する。

（従来の技術およびその問題点）半導体素子、例えばＩＣチップ等を配線基板上に実装す
る方式として、半導体素子を別途、樹脂により封止した
上で基板上に摂載するパッケージ・オン・ボード（ＰＯ
Ｂ）方式と、半導体素子を課のまま直接配線基板上に置
き溶融樹脂を滴下することにより基板上で封止するチッ
プ・オン・ボード（ＣＯＢ　）方式がある。

パッケージ・オン・ボード方式は、大量生産に好適であ
るが、封止樹脂部分に所定の厚みが必要であることから
、封止された素子自体が一定の空間を占め薄型化の要請
に応えることができない。

また、半導体素子の占める空間が一定していることは、
回路の高密度化にも難しい問題を提起する。

チップ・オン・ボード方式は具体的には溶融樹脂を予め
配線基板上に搭載された素子の上から滴下する方法であ
るが、この場合膜厚の一定化が困難であり、製品の均一
化が難しい。また、緻密な配線基板上で、ハンダによる
接続等が必要な部分、即ち後の処理のために封止が不要
な部分にまで樹脂が乗る、いわゆるカブリや、逆に封止
の必要のある部分に樹脂が乗らない、いわゆる肩切れ等
の現象がおこり、封止の信頼性に欠ける。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記チップ・オン・ボード方式を改良し、滴下
方法を用いない新たな封止方法を提供する。

即ち、本発明は、半導体素子を塔載した配線基板上にフ
ィルム状感光性樹脂組成物をラミネートした後露光する
ことを特徴とする配線基板上での半導体素子の封止方、
去を提供する。

本発明方法では半導体素子を搭載した回路基板上に感光
性樹脂層を形成する方法において、感光性樹脂層はフィ
ルム状の感光性樹脂組成物を加熱下にラミネートするこ
とにより、形成させる。感光性樹脂組成物は、活性光源
による露光により硬化層が形成される。この硬化層は膜
厚が一定しており、薄型化および均一化の要請を充分に
満足する。

感光性樹脂組成物層を形成後、ネガフィルムを介して露
光して、特定の部分を未硬化のまま残して溶剤等により
洗い流して、必要箇所を再び露出して所定の処理、例え
ばハンダ付は等を行ってしよい。

本発明に使用する感光性樹脂組成物は従来公知の種々の
らのを用いることができるが、硬化後に十分な強度を保
有し、かつ不必要な収縮等のないものが好ましい。従来
の活性光源によりラジブノルを発生する開始剤とラジカ
ル重合性ポリマーとを含有する感光性樹脂組成物を用い
てもよいが、栗橋性を上げ強度を充分に得るために活性
光源によりイオン重合を開始する反応系、またはイオン
重合、特にカチオン重合とラジカル重合の両者の反応を
行い得る感光性樹脂組成物が好ましい。

本発明に用いられる感光性樹脂組成物の好適なものは、
エポキシ化合物及び活性光源によりカチオン重合開始能
を有する物質を発生する化合物を必須成分とするもので
ある。更に好適なものはエポキシ化合物、エチレン系不
飽和化合物、活性光源によりカチオン重合開始能を有す
る物質を発生する化合物、および光ラジカル重合開始剤
を含む組成物である。

エポキシ化合物は１．ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
、脂環式型エポキシ化合物、水添ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリフェノー
ル型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂またはこ
れらの混合物があり、重合度はｌ−１００のものが適し
ている。

エチレン系不飽和化合物は、メタクリレート、アクリレ
ート、またはそれらのアルキルエステル等種々の化合物
が考えられる。エチレン系不飽和基は上記エポキシ化合
物中に導入された形であってもよい。活性光線によりカ
チオン重合開始能を有する物質を放出する化合物は、 −（ｅ−ｆ）Ｅ（Ｒ）ａ（ｉｔ　　’）ｂ（Ｉｔ　″）ｃＸ　コｄ　
　［ＭＱｅコ　　　　　　　　　　　　（１）及びＨ＋ａａ　　　　　　　　　−ｑＣ（Ｒ’Ｘｉ”ｔ　’　Ｆ　　ｅ　　　）ａコ　　　　
−（ＬＱｍ）　　　　　　　　　　　（２）により定義
される化合物が挙げられる。

即ち式（１）はオニウム化合物であり（＋）の式中、Ｒ
は１価の芳香族有機基、Ｒ１はアルキル基、ンクロアル
キル基および置換アルキル基の中から選ばれた１価の脂
肪族有機基、Ｒ２は脂肪族基および芳香族基の中から選
ばれた複素環式または融合環式構造の多価有機基、Ｘは
ジアゾニウム、ハロゲン、窒素、ヒ素、アンチモン、ビ
スマス、イオウ、セレンおよびテルルの中から選ばれた
元素、Ｍは金属または半金属、モしてＱはハロゲン原子
である。また、ａは０〜３の整数、ｂは０〜２の整数、
かつＣはθ〜１の整数であって、和（ａ＋ｂ＋ｃ）はＸ
の原子価すなわち３に等しく、ｄは（ｅ−ｆ）に等しく
、「はＭの原子価に等しい２〜７の整数であり、そして
、ｅはｒより大きい５までの整数である。

Ｒによって表わされる基としては、たとえば、Ｃ（４〜
１．）芳香族炭化水素括たとえばフェニル基、トリル基
、ナフチル基、アントリル基、および１〜４個の１価の
基（たとえばＣ（、〜６）アルコキシ基、Ｃ（、〜７）
アルキル基、ニトロ基、塩素原子、水酸基など）で置換
されたそれらの括、アリールアシル基たとえばベンゾイ
ル基、フェニルアシル基など、並びに芳香族複素環式基
たとえばビリノル、フルフリル基などが挙げられる。Ｒ
１によって表わされる基としては、たとえば、Ｃ（、〜
、）アルキル基および置換アルキル基（たとえば−Ｃ１
Ｈ，ＯＣＨ３、ＣＨｚ　Ｃ００Ｃｔ　Ｉ−１６、−Ｃ［
１、ＣＯＣＩ−１、など）が挙げられろ。Ｒ２によって
表わされる基としては、たとえば式、などで表わされる基が挙げられる。式（１）中のしては
、たとえばＢＰ、−１ＰＰ　４−１Ａ３Ｐ４−１ｓｂＰ
８−ｑ　　ＦｅＣｌ４−１ＳｎＣ１ｓ＼　ＳｂＣ１，−
１［３ｉＣ１ｓ−、ＡＩＦ（１−−−１ＣａＣ１＊＼　
ＩｎＦａ−１ＴｉＦ６−　　、ＺｒＦ４−などが挙げら
れる。その場合、Ｍは遷移金属たとえばＳｂ、Ｆｅ％Ｓ
ｎ、　Ｂｉ　％Ａｌ　、Ｃａ。

Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、５ｃ１Ｖ、Ｃｒ％Ｍｎ、Ｃｓ、希土
類元素すなわちランタニド（たとえばＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ
など）およびアクチニド（たとえばＴｈ％Ｐａ％ＵＳＮ
ｐなど）並びに半金属たとえばＩ３．ＰＳＡｓなどかで
あり得る。

式（２）の鉄化合物は、式中、ａは【まｆこは２であり
、ｑは１．２または３であり、Ｌは２価乃至７価の金属
または非金属を表わし、Ｑはハロゲン原子であり、ｍは
Ｌとｑの値の和に相当ずろ整数であり、Ｒ１はπ−アレ
ンであり、Ｒ″はπ−アレンのアニオンを表わす。

これらのオニウム化合物（１）及び鉄化合物（２）はエ
ポキシ化合物１００重量部に対してぞれぞれｏ、ｏｔ−
ｔｏ重量部、好ましくは０．１〜５重量部の範囲である
。これらはいずれも単独で用いてもよく、又混合併用さ
れても良い。

光ラジカル重合開始剤は従来公知のもの、例えばベンゾ
インおよびそのエーテル類、例えば、メチルエーテル、
エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテ
ル、オクチルエーテルなど；カルボニル化合物、例えば
、ジアセチル７、ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２
−メチルプロピオフエノン、ベンジルジメチルケタール
、オルソ−ベンゾイル安息香酸メチル、４゛−イソプロ
ピル−２−ヒドロキン−２−メチル−プロピオフェノン
など：アントラキノン類、例えばアントラキノン、クロ
ルアントラキノン、エチルアントラキノン、ブチルアン
トラキノンなど；硫黄−化合物、ジフェニルスルファイ
ド、ノチオカーバメイト、２−クロルヂオキサントン、
２−メチルチオキサントンなど；その他、α−クロロメ
チルナフタレン、アントラセン等が例示される。

本発明の方法を図面を用いて説明する。

第１図は本発明方法により得られた封止半導体の断面の
模式図である。

感光性樹脂組成物が保護フィルムを有する場合には、そ
の保護フィルムをはがしてから、フィルム状感光性樹脂
組成物の層（３）を所望の半導体素子（２）を搭載した
配線板上（１）に圧着ラミネートさせる。次に活性光源
によって露光する。必要に応じてフォトマスクを介在さ
せて活性光源により露光してもよい。光源としては、例
えば高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、カーボン
アーク灯、複写用の蛍光管などを使用ずろことができろ
。

その他にレーザー光線、電子線、Ｘ線など光源として使
用してもよい。露光後、支持体フィルムを剥離すると、
配線板（１）上の半導体素子（２）が封止される。フォ
トマスク介在の場合、露光部は半導体素子（２）上に残
存するが非露光部分は現象液により、溶出除去され、ソ
ルダーマスク等を形成させると同時に半導体素子が封止
される。

（発明の効果）本発明の半導体素子の封止方法は、従来のものに比べて
、より信頼性に優れ、製造工程の簡略な封止方法を与え
る。また、膜厚を薄く、かつ一定にすることができるの
で薄型化の要請を十分に満足する。更に、本発明の封止
方法を使用し、かつ活性光源によりラジカル重合とカチ
オン重合の両方の反応により硬化する感光性樹脂組成物
を用いて作成された封止材は耐摩耗性、耐薬品性等に優
れており特に浸れた信頼性を発揮する。

（実施例）以下に実施例によって具体的に説明するが、本発明はこ
の実施例によって限定されろ乙のではない。

実在例１以下の成分を用いて感光性樹脂組成物を形成する。

シンカーボネート５０％溶液 π−アレン型鉄化合物　　　　　　　　０．８０ｇアセ
トン　　　　　　　　　　　　　　６２．５８上記成分
を混合して感光性樹脂組成物を得た。

この組成物をＯ、ｌ　ｍｍの厚さのポリエチレンテレフ
タレート透明フィルム上に塗布し、６０°Ｃで乾燥して
厚さ５０μの皮膜にした。次に、この乾燥した塗膜に、
厚さ３０ミクロンのポリエチレン保護膜をゴム加圧ロー
ラーを用いて２０℃にて積層した。このようにして得た
サンドインチ型（材料を常法に従ってロールに巻き付け
、次の処理を行うまで保存しｆこ。

欠にサンドイッチ型の感光性材料から保護膜を除き、支
持体フィルムを付けたままの、むき出しの感光性樹脂組
成物層をその表面が半導体素子を塔１哉した配線板表面
と接触するようにして、配線板に積層した。この積層加
工は、８０°Ｃて操作するゴム被覆ローラーを用いて行
った。このようにして得たフィルム状感光性樹脂組成物
はポリエステルフィルムにより保護され、必要に応じて
その後の使用に供することができる。その後超高圧水銀
灯（０ｒｔＣポリマ一プリンターＨＭＷ−４０−１）に
より　４００ｍＪ／ｃｍ”になるようにして照射した。

露光処理後、ポリエチレンテレフタレート支持体フィル
ムを引きはなし、配線板上に露出した硬化物を封止した
状態で残した。こうして高品質の封止された半導体素子
を塔載した配線板が得られた。

実施例２実施例１と同様の組成物を調製した。更に実施例１と同
様にサンドイッチ型材料を作成した。次にサンドイッチ
型の感光性材料から保護膜を除き、支持体フィルムを付
けたままの、むき出しの感光性樹脂組成物層をその表面
が半導体素子を塔載した配線板表面と接触するようにし
て配線板に積層した。次いで配線板のハンダ付部をパタ
ーニングしたネガ型フォトマスクを支持体フィルム上に
載せ、超高圧水銀灯により４００ｍＪ／ｃｍ”で照射し
た。露光処理後、ポリエチレンテレフタレート支持体フ
ィルムを引きはずし、配線板上に露出したレジストを接
着させた状態で残した。次いでこの配線板を、トリクロ
ロエチレン蒸気スプレー中に１分間置いてこの間にフォ
トレンストフィルムの未露光部を溶解し、除去する。更
に１５０℃で１０分間加熱した。こうして高品質のソル
ダーマスク機能を有する封止された半導体素子を塔載し
た配線板が得られた。

実施例３次の成分を用いて感光性組成物を調整する。

トリアクリレート π−アレン型鉄化合物　　　　　　　０．８０ｇ２−ヒ
ドロキシ−２−メチル　　　　１．０ｇ−１−フェニル
プロパン−１オンアセトン　　　　　　　　　　　　　　８０ｇ」〕記成
分の混合物を実施例１と同様にして配線基板上に塔載さ
れた半導体素子を封止した。これにより高品質の封止さ
れた配線板が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により得られた封止半導体の断面の
模式図である。図中、（１）は配線板、（２）は半導体素子、（３）は
封止材を示す。特許出願人　日本ペイント株式会社代　理　人　弁理士　青　山　葆　ほか２名第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体素子を搭載した配線基板上にフィルム状感光
性樹脂組成物をラミネートした後露光することを特徴と
する半導体素子の封止方法。２、露光に際し、フォトマスクを介在させて露光後未硬
化部分を溶出除去する第１項記載の封止方法。３、感光性樹脂組成物がエポキシ化合物と活性光源によ
りカチオン重合開始能を有する物質を発生する化合物と
を含有する第１項記載の封止方法。４、感光性樹脂組成物がエポキシ化合物、エチレン系不
飽和化合物、活性光源によりカチオン重合開始能を有す
る物質を発生する化合物および光ラジカル重合開始剤を
含有する第１項記載の封止方法。