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JP6806112B2 - Semiconductor package and its manufacturing method - Google Patents
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Description

本開示は、半導体パッケージおよびその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor package and a method for manufacturing the same.

従来から半導体素子の実装体、特にフリップチップ実装体の封止に用いる封止用液状樹脂組成物に関する発明が知られている(下記特許文献1を参照)。特許文献1に記載された発明は、ブリードを抑制し、かつポットライフおよび流動性がよい封止用液状樹脂組成物を提供することを目的としている(同文献、第0008段落等を参照)。 Conventionally, inventions relating to a sealing liquid resin composition used for sealing a semiconductor element mounting body, particularly a flip chip mounting body, have been known (see Patent Document 1 below). An object of the invention described in Patent Document 1 is to provide a liquid resin composition for sealing which suppresses bleeding and has good pot life and fluidity (see the same document, paragraph 0008, etc.).

この目的を達成するために、特許文献1は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)無機充填剤、および(D)シリコーン系共重合体を含む組成物であって、成分(D)がアルキルプロペン酸エステルとアルキルプロペン酸ポリシロキサンエステルの共重合体であることを特徴とする封止用液状樹脂組成物を開示している(同文献、請求項1等を参照)。 In order to achieve this object, Patent Document 1 is a composition containing (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an inorganic filler, and (D) a silicone-based copolymer, which is a component. Disclosed is a liquid resin composition for encapsulation, wherein (D) is a copolymer of an alkylpropenoic acid ester and an alkylpropenic acid polysiloxane ester (see the same document, claim 1 and the like).

また、特許文献1は、前記した成分(C)が、平均粒径10〜750nmのナノシリカ粒子を含むこと(同文献、請求項6等を参照)、前記した成分(A)100質量部に対して、成分(C)を200〜350質量部含むこと(同文献、請求項7等を参照)などを開示している。 Further, in Patent Document 1, the above-mentioned component (C) contains nanosilica particles having an average particle size of 10 to 750 nm (see the same document, claim 6 and the like), and the above-mentioned component (A) is 100 parts by mass. It discloses that the component (C) is contained in an amount of 200 to 350 parts by mass (see the same document, claim 7 and the like).

この封止用液状樹脂組成物は、ブリードを抑制し、かつポットライフおよび流動性がよいので、半導体素子用の封止材として、特に、フリップチップ実装体の封止材として適していることが、特許文献1に記載されている(同文献、第0065段落を参照)。 Since this liquid resin composition for encapsulation suppresses bleeding and has good pot life and fluidity, it is suitable as an encapsulant for semiconductor devices, particularly as an encapsulant for a flip chip mount. , Patent Document 1 (see paragraph 0065 of the same document).

特開2011−006618号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-006618

電子機器の小型化、軽量化、高性能化への要求から、たとえば基板に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、半導体素子のさらなる高集積化および高密度化が求められている。その要求を満たすために、上記従来の樹脂組成物を封止材として用いることが考えられる。しかしながら、上記従来の樹脂組成物は、ブリードを抑制するために、シリコーン系共重合体が特定の上記成分(D)に限定されるという課題がある。 Due to the demand for miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic devices, for example, in a semiconductor package in which a semiconductor element is mounted on a substrate, further high integration and high density of the semiconductor element are required. In order to satisfy the requirement, it is conceivable to use the above-mentioned conventional resin composition as a sealing material. However, the conventional resin composition has a problem that the silicone-based copolymer is limited to the specific component (D) in order to suppress bleeding.

本開示は、封止材に含まれる無機充填材の作用によってブリード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。 The present disclosure provides a semiconductor package capable of suppressing bleeding by the action of an inorganic filler contained in the encapsulant, and a method for producing the same.

本開示の一態様は、基板と、該基板に実装された半導体素子と、該半導体素子と前記基板との間を封止する封止部と、を備えた半導体パッケージであって、前記封止部は、粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラーを含み、前記封止部の外縁部に、前記ナノフィラーを集結させたナノフィラー集結部を有することを特徴とする半導体パッケージである。 One aspect of the present disclosure is a semiconductor package including a substrate, a semiconductor element mounted on the substrate, and a sealing portion for sealing between the semiconductor element and the substrate, and the sealing. The portion is a semiconductor package containing a nanofiller which is an inorganic material particle having a particle size of 100 nm or less, and having a nanofiller collecting portion in which the nanofiller is gathered at an outer edge portion of the sealing portion. ..

また、本開示の一態様は、基板に半導体素子を実装する実装工程と、前記基板と前記半導体素子との間を封止部によって封止する封止工程と、を備えた半導体パッケージの製造方法であって、前記封止工程は、前記封止部によって封止される領域の周縁部に粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラーを集結させるナノフィラー集結工程を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法である。 Further, one aspect of the present disclosure is a method for manufacturing a semiconductor package, comprising a mounting step of mounting a semiconductor element on a substrate and a sealing step of sealing between the substrate and the semiconductor element by a sealing portion. The sealing step is characterized by including a nanofiller collecting step of collecting nanofillers which are inorganic material particles having a particle size of 100 nm or less on the peripheral edge of a region sealed by the sealing portion. This is a method for manufacturing a semiconductor package.

本開示の上記態様によれば、封止部に含まれる無機充填材の作用によってブリード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。 According to the above aspect of the present disclosure, it is possible to provide a semiconductor package capable of suppressing bleeding by the action of an inorganic filler contained in the sealing portion and a method for producing the same.

実施形態1に係る半導体パッケージの模式的な断面図。A schematic cross-sectional view of the semiconductor package according to the first embodiment. 図1に示す半導体パッケージの封止部の外縁部の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an outer edge portion of a sealing portion of the semiconductor package shown in FIG. 図1に示す半導体パッケージの製造方法の各工程を示すフロー図。The flow chart which shows each process of the manufacturing method of the semiconductor package shown in FIG. 図3に示す封止工程の各工程の一例を示すフロー図。The flow chart which shows an example of each process of the sealing process shown in FIG. 図4に示すナノフィラー集結工程の一例を説明する模式的な断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the nanofiller collecting step shown in FIG. 図4に示す充填工程の一例を説明する模式的な断面図Schematic cross-sectional view illustrating an example of the filling process shown in FIG. 実施形態2に係る半導体パッケージの封止部の周縁部の拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a peripheral edge of a sealing portion of the semiconductor package according to the second embodiment. 従来の半導体パッケージの封止部の外縁部の拡大断面図。An enlarged cross-sectional view of the outer edge of the sealing portion of a conventional semiconductor package.

以下、図面を参照して、本開示の半導体パッケージおよびその製造方法の実施形態を説明する。なお、各図に示す各部の寸法の比率は、図面ごとに異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the semiconductor package and its manufacturing method of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The ratio of the dimensions of each part shown in each drawing may differ from drawing to drawing.

[実施形態1]
図1は、本開示の実施形態1に係る半導体パッケージ100の模式的な断面図である。図2は、図1に示す半導体パッケージ100の封止部30の外縁部31の拡大断面図である。以下では、まず、本実施形態の半導体パッケージ100の構成について説明し、次に半導体パッケージ100の製造方法について説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor package 100 according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the outer edge portion 31 of the sealing portion 30 of the semiconductor package 100 shown in FIG. Hereinafter, the configuration of the semiconductor package 100 of the present embodiment will be described first, and then the method of manufacturing the semiconductor package 100 will be described.

本実施形態の半導体パッケージ100は、たとえば、高度情報化社会において不可欠な電子機器を構成するための電子部品であり、次の構成を備えることを主な特徴としている。半導体パッケージ100は、基板10と、その基板10に実装された半導体素子20と、その半導体素子20と基板10との間を封止する封止部30と、を備えている。封止部30は、粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラー40を含み、外縁部31にナノフィラー40を集結させたナノフィラー集結部32を有している。 The semiconductor package 100 of the present embodiment is, for example, an electronic component for constituting an electronic device indispensable in an advanced information society, and is mainly characterized by having the following configuration. The semiconductor package 100 includes a substrate 10, a semiconductor element 20 mounted on the substrate 10, and a sealing portion 30 that seals between the semiconductor element 20 and the substrate 10. The sealing portion 30 includes a nanofiller 40 which is an inorganic material particle having a particle size of 100 nm or less, and has a nanofiller collecting portion 32 in which the nanofiller 40 is gathered on the outer edge portion 31.

基板10は、たとえば、プリント基板などの配線基板である。また、基板10は、たとえば、銅、アルミナ、タングステン、モリブデンなどによって構成された複数の内層導体を備える多層回路基板である。基板10の半導体素子20に対向する表面11は、たとえば、ガラス系材料、シリコン窒化膜などの保護層、またはポリイミド系樹脂などの樹脂層によって構成されている。また、基板10の表面11の一部に電極12が露出している。 The board 10 is a wiring board such as a printed circuit board. Further, the substrate 10 is a multilayer circuit board including a plurality of inner layer conductors made of, for example, copper, alumina, tungsten, molybdenum, or the like. The surface 11 of the substrate 10 facing the semiconductor element 20 is composed of, for example, a glass-based material, a protective layer such as a silicon nitride film, or a resin layer such as a polyimide-based resin. Further, the electrode 12 is exposed on a part of the surface 11 of the substrate 10.

半導体素子20は、たとえば半導体チップであり、複数の端子21と、その端子21に接合されたバンプ22と、を備えている。半導体素子20の基板10に対向する面は、たとえばシリコン窒化膜、酸化膜などの保護層やポリイミド系樹脂などからなる樹脂層によって被覆されている。半導体素子20は、端子21がバンプ22を介して基板10の電極12に接合されることで、基板10に実装されている。すなわち、半導体素子20は、たとえば、フリップチップボンディングによって基板10に実装されている。 The semiconductor element 20 is, for example, a semiconductor chip, and includes a plurality of terminals 21 and bumps 22 bonded to the terminals 21. The surface of the semiconductor element 20 facing the substrate 10 is covered with a protective layer such as a silicon nitride film or an oxide film, or a resin layer made of a polyimide resin or the like. The semiconductor element 20 is mounted on the substrate 10 by joining the terminal 21 to the electrode 12 of the substrate 10 via the bump 22. That is, the semiconductor element 20 is mounted on the substrate 10 by, for example, flip chip bonding.

封止部30は、たとえば、流動性を有する封止材30P(図6参照)であるアンダーフィルを毛細管現象によって基板10と半導体素子20との間に充填するCUF(capillary underfill)工法によって形成され、基板10と半導体素子20との間の隙間を封止している。封止部30は、図2に示すように、粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラー40を含んでいる。また、封止部30は、たとえば、粒径が0.3μm以上かつ10μm以下の無機材料粒子であるマイクロフィラー50を含んでいてもよい。ナノフィラー40およびマイクロフィラー50は、たとえば酸化ケイ素の球状粒子である。 The sealing portion 30 is formed by, for example, a CUF (capillary underfill) method in which an underfill, which is a fluid sealing material 30P (see FIG. 6), is filled between the substrate 10 and the semiconductor element 20 by a capillary phenomenon. , The gap between the substrate 10 and the semiconductor element 20 is sealed. As shown in FIG. 2, the sealing portion 30 contains a nanofiller 40 which is an inorganic material particle having a particle size of 100 nm or less. Further, the sealing portion 30 may contain, for example, a microfiller 50 which is an inorganic material particle having a particle size of 0.3 μm or more and 10 μm or less. The nanofiller 40 and the microfiller 50 are, for example, spherical particles of silicon oxide.

ナノフィラー40およびマイクロフィラー50は、封止部30の熱膨張および熱収縮の抑制、封止部30を形成するための封止材30P(図6参照)の粘性の調整、流動性の向上、およびボイドの抑制などを目的として、適切な割合で封止部30に含まれる。ナノフィラー40およびマイクロフィラー50の粒径の測定方法は、特に限定されない。たとえば、電子顕微鏡の画像に基づいて平均粒径を求めたり、動的光散乱法やレーザー回折法などの光学的な方法によって粒度分布を測定したりすることができる。 The nanofiller 40 and the microfiller 50 suppress thermal expansion and contraction of the sealing portion 30, adjust the viscosity of the sealing material 30P (see FIG. 6) for forming the sealing portion 30, and improve the fluidity. And, for the purpose of suppressing voids and the like, it is contained in the sealing portion 30 in an appropriate ratio. The method for measuring the particle size of the nanofiller 40 and the microfiller 50 is not particularly limited. For example, the average particle size can be determined based on an electron microscope image, or the particle size distribution can be measured by an optical method such as a dynamic light scattering method or a laser diffraction method.

半導体パッケージ100は、前述のように、封止部30の外縁部31に、ナノフィラー40を集結させたナノフィラー集結部32を有することを特徴としている。すなわち、ナノフィラー集結部32におけるナノフィラー40の数密度は、ナノフィラー集結部32を除く封止部30におけるナノフィラー40の数密度よりも高い。換言すると、ナノフィラー集結部32の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の数は、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の数よりも多い。 As described above, the semiconductor package 100 is characterized in that the outer edge portion 31 of the sealing portion 30 has a nanofiller collecting portion 32 in which the nanofiller 40 is gathered. That is, the number density of the nanofiller 40 in the nanofiller collecting portion 32 is higher than the number density of the nanofiller 40 in the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. In other words, the number of nanofillers 40 contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion 32 is larger than the number of nanofillers 40 contained in the unit volume of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32.

また、ナノフィラー集結部32の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和は、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和よりも大きいことが好ましい。なお、単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和は、たとえば次の手順によって求めることができる。 Further, the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion 32 is larger than the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. Larger is preferred. The total surface area of the nanofiller 40 contained in a unit volume can be obtained by, for example, the following procedure.

まず、ナノフィラー40の粒子形状を球形と仮定し、ナノフィラー40の平均粒径から一つの粒子の表面積と体積を求める。次に、単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の質量と、ナノフィラー40を構成する材料の密度と、ナノフィラー40の一つの粒子の体積に基づいて、単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の粒子の個数を求める。そして、求めたナノフィラー40の粒子の個数と、一つの粒子の表面積とに基づいて、単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和を求める。 First, assuming that the particle shape of the nanofiller 40 is spherical, the surface area and volume of one particle are obtained from the average particle size of the nanofiller 40. Next, based on the mass of the nanofiller 40 contained per unit volume, the density of the materials constituting the nanofiller 40, and the volume of one particle of the nanofiller 40, the nanofiller 40 contained per unit volume Find the number of particles. Then, based on the obtained number of particles of the nanofiller 40 and the surface area of one particle, the total surface area of the nanofiller 40 contained per unit volume is obtained.

また、ナノフィラー集結部32の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の体積の総和は、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の体積の総和よりも大きいことが好ましい。なお、単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の体積の総和は、前述のように、ナノフィラー40の一つの粒子の体積と、単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の粒子の個数とに基づいて求めることができる。 Further, the total volume of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion 32 is larger than the total volume of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. Larger is preferred. As described above, the total volume of the nanofiller 40 contained per unit volume is based on the volume of one particle of the nanofiller 40 and the number of particles of the nanofiller 40 contained per unit volume. Can be sought.

なお、ナノフィラー集結部32に含まれるナノフィラー40と、ナノフィラー集結部32を除く封止部30に含まれるナノフィラー40は、同一の材質、粒径分布、および平均粒径であってもよく、異なる材質、粒径分布、および平均粒径であってもよい。 Even if the nanofiller 40 contained in the nanofiller collecting portion 32 and the nanofiller 40 contained in the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32 have the same material, particle size distribution, and average particle size. It may have different materials, particle size distributions, and average particle sizes.

図2に示す例において、ナノフィラー集結部32に含まれるナノフィラー40と、ナノフィラー集結部32を除く封止部30に含まれるナノフィラー40は、同一の材質、粒径分布、および平均粒径であるとする。この場合、ナノフィラー集結部32の単位重量あたりに含まれるナノフィラー40の重量百分率は、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位重量あたりに含まれるナノフィラー40の重量百分率よりも大きいことが好ましい。 In the example shown in FIG. 2, the nanofiller 40 contained in the nanofiller collecting portion 32 and the nanofiller 40 contained in the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32 have the same material, particle size distribution, and average grain. It is assumed to be a diameter. In this case, the weight percentage of the nanofiller 40 contained in the unit weight of the nanofiller collecting portion 32 is larger than the weight percentage of the nanofiller 40 contained in the unit weight of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. Is preferable.

より具体的には、ナノフィラー集結部32の単位重量あたりに含まれるナノフィラー40の重量百分率は、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位重量あたりに含まれるナノフィラー40の重量百分率よりも、0.5%以上大きいことが望ましい。たとえば、平均粒径が50nm程度の比較的に粒径の大きいナノフィラー40を用いる場合には、粒径がより小さい場合と比較してナノフィラー40の量を多くすることができ、重量百分率の差を容易に生じさせることができる。この重量百分率の差は、たとえば5%以上であることがより望ましい。 More specifically, the weight percentage of the nanofiller 40 contained in the unit weight of the nanofiller collecting portion 32 is the weight percentage of the nanofiller 40 contained in the unit weight of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. It is desirable that it is 0.5% or more larger than that. For example, when a nanofiller 40 having a relatively large particle size having an average particle size of about 50 nm is used, the amount of the nanofiller 40 can be increased as compared with the case where the particle size is small, and the weight percentage can be increased. Differences can be easily made. This difference in weight percentage is more preferably, for example, 5% or more.

なお、粒径の大きいナノフィラー40を用いる場合と比較して、粒径の小さいナノフィラー40を用いる場合では、単位質量あたりの表面積である表面積の総和の増加量が大きい。したがって、たとえば、平均粒径が50nmよりも小さい比較的に粒径の小さいナノフィラー40を用いることが好ましい。 Compared with the case of using the nanofiller 40 having a large particle size, the increase in the total surface area, which is the surface area per unit mass, is large when the nanofiller 40 having a small particle size is used. Therefore, for example, it is preferable to use a nanofiller 40 having a relatively small particle size having an average particle size of less than 50 nm.

また、本実施形態の半導体パッケージ100において、ナノフィラー集結部32は、半導体素子20の外縁23よりも外側に設けられている。より詳細には、ナノフィラー集結部32の内縁32aすなわち半導体素子20側の端縁は、半導体素子20の外縁23よりも外側に位置している。換言すると、基板10の表面11に平行で半導体素子20の外縁23に垂直な方向において、半導体素子20とナノフィラー集結部32との間に、間隙が設けられている。 Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, the nanofiller collecting portion 32 is provided outside the outer edge 23 of the semiconductor element 20. More specifically, the inner edge 32a of the nanofiller gathering portion 32, that is, the edge on the semiconductor element 20 side is located outside the outer edge 23 of the semiconductor element 20. In other words, a gap is provided between the semiconductor element 20 and the nanofiller collecting portion 32 in a direction parallel to the surface 11 of the substrate 10 and perpendicular to the outer edge 23 of the semiconductor element 20.

なお、半導体パッケージ100は、図1および図2に示す構成に限定されない。たとえば、ナノフィラー集結部32の内縁32aは、基板10の表面11に垂直な方向において、半導体素子20の外縁23と重なる位置に配置されていてもよい。また、ナノフィラー集結部32の一部が、基板10と半導体素子20との間に入り込んでいてもよい。 The semiconductor package 100 is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 and 2. For example, the inner edge 32a of the nanofiller collecting portion 32 may be arranged at a position overlapping the outer edge 23 of the semiconductor element 20 in a direction perpendicular to the surface 11 of the substrate 10. Further, a part of the nanofiller collecting portion 32 may be inserted between the substrate 10 and the semiconductor element 20.

また、本実施形態の半導体パッケージ100において、ナノフィラー集結部32は、基板10の表面11に設けられている。さらに、本実施形態の半導体パッケージ100において、ナノフィラー集結部32は、図1および図2に示すように、半導体素子20の外縁23および基板10の表面11に直交する断面において、基板10の表面11に垂直な方向に高さを有する凸形状に設けられている。 Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, the nanofiller collecting portion 32 is provided on the surface 11 of the substrate 10. Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the nanofiller collecting portion 32 is a surface of the substrate 10 in a cross section orthogonal to the outer edge 23 of the semiconductor element 20 and the surface 11 of the substrate 10. It is provided in a convex shape having a height in a direction perpendicular to 11.

より具体的には、半導体素子20の外縁23および基板10の表面11に直交する断面において、ナノフィラー集結部32は、周縁部よりも中央部の高さが高い半円形、半楕円形、山型、台形、または三角形の断面形状を有している。なお、ナノフィラー集結部32は、半導体素子20の外縁23の全周にわたって連続する枠状に設けられていてもよく、複数のナノフィラー集結部32が半導体素子20の外縁23に沿う周方向に間隔をあけて設けられていてもよい。いずれの場合も、ナノフィラー集結部32は、半導体素子20の外縁23を取り囲むように形成することができる。 More specifically, in the cross section orthogonal to the outer edge 23 of the semiconductor element 20 and the surface 11 of the substrate 10, the nanofiller collecting portion 32 has a semicircular, semi-elliptical, and mountain shape in which the height of the central portion is higher than that of the peripheral portion. It has a mold, trapezoidal, or triangular cross-sectional shape. The nanofiller collecting portion 32 may be provided in a continuous frame shape over the entire circumference of the outer edge 23 of the semiconductor element 20, and the plurality of nanofiller collecting portions 32 may be provided in the circumferential direction along the outer edge 23 of the semiconductor element 20. It may be provided at intervals. In either case, the nanofiller collecting portion 32 can be formed so as to surround the outer edge 23 of the semiconductor element 20.

なお、基板10の表面11に垂直な方向において、ナノフィラー集結部32の高さは、たとえば、半導体素子20の上面すなわち基板10と反対側の端面の高さ以下であることが望ましい。また、同方向において、ナノフィラー集結部32の高さは、たとえば、半導体素子20の下面すなわち基板10に対向する端面の高さよりも低くされている。また、半導体素子20とナノフィラー集結部32との間には、たとえば、封止部30の形成時に流動性を有する封止材30P(図6参照)を通過させるための間隙が形成されている。 In the direction perpendicular to the surface 11 of the substrate 10, the height of the nanofiller collecting portion 32 is preferably, for example, equal to or less than the height of the upper surface of the semiconductor element 20, that is, the height of the end surface opposite to the substrate 10. Further, in the same direction, the height of the nanofiller gathering portion 32 is lower than, for example, the height of the lower surface of the semiconductor element 20, that is, the end surface facing the substrate 10. Further, a gap is formed between the semiconductor element 20 and the nanofiller collecting portion 32, for example, for passing the sealing material 30P (see FIG. 6) having fluidity when forming the sealing portion 30. ..

以下、本実施形態の半導体パッケージの製造方法を説明しつつ、本実施形態の半導体パッケージ100の各部の作用について説明する。図3は、本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100の各工程を示すフロー図である。図4は、図3に示す封止工程S20の各工程の一例を示すフロー図である。 Hereinafter, the operation of each part of the semiconductor package 100 of the present embodiment will be described while explaining the method of manufacturing the semiconductor package of the present embodiment. FIG. 3 is a flow chart showing each process of the semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment. FIG. 4 is a flow chart showing an example of each step of the sealing step S20 shown in FIG.

本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100は、基板10に半導体素子20を実装する実装工程S10と、基板10と半導体素子20との間を封止部30によって封止する封止工程S20とを備え、封止工程S20がナノフィラー集結工程S21を含むことを特徴とする。このナノフィラー集結工程S21は、封止部30によって封止される領域の周縁部に粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラー40を集結させる工程である。以下、半導体パッケージの製造方法M100の各工程を詳細に説明する。 The semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment includes a mounting step S10 for mounting the semiconductor element 20 on the substrate 10 and a sealing step S20 for sealing between the substrate 10 and the semiconductor element 20 by a sealing portion 30. The sealing step S20 includes a nanofiller collecting step S21. The nanofiller collecting step S21 is a step of collecting nanofillers 40, which are inorganic material particles having a particle size of 100 nm or less, on the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30. Hereinafter, each step of the semiconductor package manufacturing method M100 will be described in detail.

実装工程S10は、基板10に半導体素子20を実装する工程である。より具体的には、基板10の電極12に半導体素子20の端子21を電気的に接続する。たとえば、前述のように、半導体素子20の端子21に接続されたバンプ22を基板10の電極12上に配置し、加熱して溶融させた後に冷却して凝固させることで、基板10の電極12と半導体素子20の端子21とがバンプ22を介して電気的に接続される。なお、基板10の電極12にバンプを設けてもよい。 The mounting step S10 is a step of mounting the semiconductor element 20 on the substrate 10. More specifically, the terminal 21 of the semiconductor element 20 is electrically connected to the electrode 12 of the substrate 10. For example, as described above, the bumps 22 connected to the terminals 21 of the semiconductor element 20 are placed on the electrodes 12 of the substrate 10, heated and melted, and then cooled and solidified to solidify the electrodes 12 of the substrate 10. And the terminal 21 of the semiconductor element 20 are electrically connected via the bump 22. A bump may be provided on the electrode 12 of the substrate 10.

実装工程S10は、基板10に半導体素子20を接合する接合工程の後に、基板10の表面11および半導体素子20の基板10に対向する端面の洗浄を行う洗浄工程を有してもよい。洗浄工程は、たとえば、接合工程の後に、基板10の表面11および半導体素子20の基板10に対向する端面に残存するフラックスの残渣を除去することを目的として行われる。洗浄工程は、たとえば、プラズマ洗浄によって行うことができる。なお、フラックスの残渣の洗浄が不要である場合や、フラックスの残渣が発生しない場合には、洗浄工程を省略することが可能である。なお、実装工程S10と封止工程S20は、並行して行うことも可能である。 The mounting step S10 may include a cleaning step of cleaning the surface 11 of the substrate 10 and the end face of the semiconductor element 20 facing the substrate 10 after the joining step of joining the semiconductor element 20 to the substrate 10. The cleaning step is performed, for example, for the purpose of removing the flux residue remaining on the surface 11 of the substrate 10 and the end face of the semiconductor element 20 facing the substrate 10 after the joining step. The cleaning step can be performed, for example, by plasma cleaning. If it is not necessary to clean the flux residue or if the flux residue is not generated, the cleaning step can be omitted. The mounting step S10 and the sealing step S20 can be performed in parallel.

封止工程S20は、前述のナノフィラー集結工程S21に加えて、たとえば、充填工程S22と、硬化工程S23とを有している。以下、封止工程S20の各工程を説明する。 The sealing step S20 includes, for example, a filling step S22 and a curing step S23 in addition to the nanofiller collecting step S21 described above. Hereinafter, each step of the sealing step S20 will be described.

図5は、図4に示すナノフィラー集結工程S21の一例を説明する模式的な断面図である。ナノフィラー集結工程S21は、前述のように、封止部30によって封止される領域の周縁部に粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラー40を集結させる工程である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the nanofiller collecting step S21 shown in FIG. As described above, the nanofiller collecting step S21 is a step of collecting the nanofiller 40, which is an inorganic material particle having a particle size of 100 nm or less, on the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30.

ナノフィラー集結工程S21は、たとえば、半導体素子20の外縁23よりも外側で基板10の表面11にナノフィラー40を含む媒体32Pを配置する工程を含む。この工程では、たとえば、媒体32Pの単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和が、後述する封止材30P(図6参照)の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和よりも大きくなるように、媒体32Pを調製する。 The nanofiller collecting step S21 includes, for example, a step of arranging the medium 32P containing the nanofiller 40 on the surface 11 of the substrate 10 outside the outer edge 23 of the semiconductor element 20. In this step, for example, the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the medium 32P is calculated from the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the encapsulant 30P (see FIG. 6) described later. The medium 32P is prepared so as to be large.

媒体32Pは、たとえば、封止部30を形成するための封止材30Pと同様のマトリックス樹脂、ナノフィラー40および硬化剤を含む熱硬化性樹脂である。また、媒体32Pは、無機材料のフィラーとして、たとえば、前述のマイクロフィラー50を含んでもよく、ナノフィラー40のみを含んでもよい。媒体32Pに含まれるナノフィラー40とマイクロフィラー50の割合は、たとえば、ナノフィラー集結部32の熱膨張および熱収縮、媒体32Pの粘性、流動性、およびブリードの抑制効果が好適な範囲となるように調製される。 The medium 32P is, for example, a thermosetting resin containing a matrix resin similar to the sealing material 30P for forming the sealing portion 30, a nanofiller 40, and a curing agent. Further, the medium 32P may contain, for example, the above-mentioned microfiller 50 or only the nanofiller 40 as a filler of the inorganic material. The ratio of the nanofiller 40 to the microfiller 50 contained in the medium 32P is such that, for example, the thermal expansion and contraction of the nanofiller collecting portion 32, the viscosity and fluidity of the medium 32P, and the effect of suppressing bleeding are in a preferable range. Prepared for.

また、媒体32Pは、たとえば、基板10の表面11に配置されたときに基板10の表面11に垂直な方向に高さを有する凸形状を維持可能なナノフィラー40の含有量および粘度に調整される。媒体32Pが熱硬化性樹脂である場合、基板10の表面11に配置された媒体32Pは、充填工程S22の前に未硬化であってもよく、完全に硬化させてもよく、不完全に半硬化させてもよい。たとえば、媒体32Pを完全に硬化させることで、基板10の表面11にナノフィラー集結部32が形成される。 Further, the medium 32P is adjusted to, for example, the content and viscosity of the nanofiller 40 capable of maintaining a convex shape having a height in the direction perpendicular to the surface 11 of the substrate 10 when arranged on the surface 11 of the substrate 10. To. When the medium 32P is a thermosetting resin, the medium 32P arranged on the surface 11 of the substrate 10 may be uncured or completely cured before the filling step S22, or may be incompletely half-cured. It may be cured. For example, by completely curing the medium 32P, the nanofiller collecting portion 32 is formed on the surface 11 of the substrate 10.

なお、媒体32Pは、熱硬化性樹脂に限定されず、たとえば、エポキシ樹脂よりも低粘度の溶媒や、加熱により蒸発する溶媒や、常温で蒸発する揮発性溶媒によって構成されていてもよい。この場合、媒体32Pを構成する溶媒は、たとえば、ナノフィラー40との相溶性を向上させ、粒子の分散性を高める観点から、有機系の極性を有することが好ましい。 The medium 32P is not limited to the thermosetting resin, and may be composed of, for example, a solvent having a lower viscosity than the epoxy resin, a solvent that evaporates by heating, or a volatile solvent that evaporates at room temperature. In this case, the solvent constituting the medium 32P preferably has an organic polarity, for example, from the viewpoint of improving the compatibility with the nanofiller 40 and enhancing the dispersibility of the particles.

ナノフィラー集結工程S21において、媒体32Pは、たとえば、半導体素子20の外縁23の外側に滴下することによって、基板10の表面11に配置することができる。媒体32Pは、たとえば、ディスペンサD1によって、半導体素子20の外縁23の外側で基板10の表面11に滴下することができる。ディスペンサD1としては、たとえば、滴下の精度が高いジェットディスペンサが好適である。 In the nanofiller collecting step S21, the medium 32P can be arranged on the surface 11 of the substrate 10 by dropping it on the outside of the outer edge 23 of the semiconductor element 20, for example. The medium 32P can be dropped onto the surface 11 of the substrate 10 on the outside of the outer edge 23 of the semiconductor element 20 by, for example, the dispenser D1. As the dispenser D1, for example, a jet dispenser having high dropping accuracy is suitable.

なお、媒体32Pは、半導体素子20の外縁23の全周にわたって連続する枠状に配置されてもよく、半導体素子20の外縁23に沿う周方向に間隔をあけて配置されてもよい。いずれの場合も、媒体32Pは、半導体素子20の外縁23を取り囲むように配置することができる。ナノフィラー集結工程S21において基板10の表面11に配置するナノフィラー40の量は、後述する充填工程S22においてブリードを効果的に抑制することができる範囲で、可及的に少量であることが好ましい。 The medium 32P may be arranged in a continuous frame shape over the entire circumference of the outer edge 23 of the semiconductor element 20, or may be arranged at intervals in the circumferential direction along the outer edge 23 of the semiconductor element 20. In either case, the medium 32P can be arranged so as to surround the outer edge 23 of the semiconductor element 20. The amount of the nanofiller 40 arranged on the surface 11 of the substrate 10 in the nanofiller collecting step S21 is preferably as small as possible within the range in which bleeding can be effectively suppressed in the filling step S22 described later. ..

図6は、図4に示す充填工程S22の一例を説明する模式的な断面図である。前述のように、本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100において、封止工程S20は、ナノフィラー集結工程S21の後に、充填工程S22を含んでいる。充填工程S22は、基板10と半導体素子20との間に封止材30Pを充填する工程である。封止材30Pは、ナノフィラー40を含み、硬化されることで封止部30を形成する。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the filling step S22 shown in FIG. As described above, in the semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment, the sealing step S20 includes a filling step S22 after the nanofiller collecting step S21. The filling step S22 is a step of filling the sealing material 30P between the substrate 10 and the semiconductor element 20. The sealing material 30P contains the nanofiller 40 and is cured to form the sealing portion 30.

前述のように、封止材30Pは、たとえば、マトリックス樹脂であるエポキシ樹脂と、シリカなどの無機材料の粒子であるナノフィラー40と、硬化剤と、を含む熱硬化性樹脂である。また、封止材30Pは、たとえば、粒径が0.3μm以上かつ10μm以下の無機材料粒子であるマイクロフィラー50を含んでいてもよい。封止材30Pを構成するエポキシ樹脂としては、たとえば、ビスフェノール系エポキシ樹脂を用いることができ、硬化剤としては、たとえば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤などを用いることができる。また、封止材30Pは、たとえば、シリコン化合物や硬化促進剤を含んでもよい。 As described above, the sealing material 30P is a thermosetting resin containing, for example, an epoxy resin which is a matrix resin, nanofillers 40 which are particles of an inorganic material such as silica, and a curing agent. Further, the sealing material 30P may contain, for example, a microfiller 50 which is an inorganic material particle having a particle size of 0.3 μm or more and 10 μm or less. As the epoxy resin constituting the sealing material 30P, for example, a bisphenol-based epoxy resin can be used, and as the curing agent, for example, an imidazole-based curing agent, an amine-based curing agent, or the like can be used. Further, the sealing material 30P may contain, for example, a silicon compound or a curing accelerator.

充填工程S22において、封止材30Pは、たとえば、半導体素子20の外縁23の外側で、未硬化もしくは半硬化の状態の熱硬化樹脂である媒体32P、または硬化された熱硬化樹脂であるナノフィラー集結部32の内側に滴下される。滴下された封止材30Pは、毛細管現象によって基板10と半導体素子20との間に浸入して充填される。なお、封止材30Pは、たとえば、平面視が矩形の半導体素子20の隣接する二辺など、半導体素子20の外縁23の複数の方向から充填してもよい。 In the filling step S22, the encapsulant 30P is, for example, a medium 32P which is a thermosetting resin in an uncured or semi-cured state outside the outer edge 23 of the semiconductor element 20, or a nanofiller which is a cured thermosetting resin. It is dropped inside the gathering portion 32. The dropped sealing material 30P penetrates between the substrate 10 and the semiconductor element 20 due to the capillary phenomenon and is filled. The sealing material 30P may be filled from a plurality of directions of the outer edge 23 of the semiconductor element 20, for example, two adjacent sides of the semiconductor element 20 having a rectangular plan view.

封止材30Pは、たとえば、ディスペンサD2によって滴下することができる。ディスペンサD2としては、たとえば、滴下の精度が高いジェットディスペンサが好適である。なお、ナノフィラー集結工程S21で媒体32Pを吐出するディスペンサD1と、充填工程S22で封止材30Pを吐出するディスペンサD2は、同一のディスペンサであってもよい。 The sealing material 30P can be dropped by, for example, the dispenser D2. As the dispenser D2, for example, a jet dispenser having high dropping accuracy is suitable. The dispenser D1 that discharges the medium 32P in the nanofiller collecting step S21 and the dispenser D2 that discharges the sealing material 30P in the filling step S22 may be the same dispenser.

図8は、従来の半導体パッケージ900の封止部930の外縁部931の拡大断面図である。従来の半導体パッケージ900の封止部930は、本実施形態の半導体パッケージ100の封止部30と同様にCUF工法によって形成され、基板910と半導体素子920との間の隙間を封止している。また、従来の半導体パッケージ900の封止部930は、本実施形態の半導体パッケージ100の封止部30と同様に、ナノフィラー940とマイクロフィラー950とを含んでいる。 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the outer edge portion 931 of the sealing portion 930 of the conventional semiconductor package 900. The sealing portion 930 of the conventional semiconductor package 900 is formed by the CUF method like the sealing portion 30 of the semiconductor package 100 of the present embodiment, and seals the gap between the substrate 910 and the semiconductor element 920. .. Further, the sealing portion 930 of the conventional semiconductor package 900 contains a nanofiller 940 and a microfiller 950, similarly to the sealing portion 30 of the semiconductor package 100 of the present embodiment.

しかし、従来の半導体パッケージ900の封止部930は、本実施形態の半導体パッケージ100と異なり、封止部930の外縁部931にナノフィラー集結部32を有しない。すなわち、従来の半導体パッケージ900においては、封止部930の単位体積あたりに含まれるナノフィラー940の表面積の総和は、封止部930の外縁部931とその他の部分との間でほとんど差がなく、封止部930の全体でおおむね等しくなっている。つまり、ナノフィラー940は、封止部930の外縁部931に集結しておらず、おおむね均一に分散している。 However, unlike the semiconductor package 100 of the present embodiment, the sealing portion 930 of the conventional semiconductor package 900 does not have the nanofiller collecting portion 32 at the outer edge portion 931 of the sealing portion 930. That is, in the conventional semiconductor package 900, the total surface area of the nanofiller 940 contained in the unit volume of the sealing portion 930 is almost the same between the outer edge portion 931 of the sealing portion 930 and the other portions. , The entire sealing portion 930 is approximately equal. That is, the nanofiller 940 is not concentrated on the outer edge portion 931 of the sealing portion 930, but is dispersed substantially uniformly.

この場合、従来の半導体パッケージ900の封止部930を形成するための封止材を基板910と半導体素子920との間に充填すると、半導体素子920の外縁923の外側に傾斜したフィレット状の部分が形成される。さらに、その封止材のフィレット状の部分の外側に、封止材由来の液状成分が漏れ出すブリードBが発生する。ブリードBは、外観不良、周辺の表面実装部品との接触による不具合、半導体素子920の周辺の電極との接触による導電性不良などの要因になるだけでなく、半導体素子920のさらなる高集積化および高密度化を妨げる要因となる。このブリードBを抑制するために、前記特許文献1に記載された従来の樹脂組成物は、シリコーン系共重合体を特定の成分に限定している。 In this case, when a sealing material for forming the sealing portion 930 of the conventional semiconductor package 900 is filled between the substrate 910 and the semiconductor element 920, a fillet-shaped portion inclined to the outside of the outer edge 923 of the semiconductor element 920. Is formed. Further, bleed B is generated on the outside of the fillet-like portion of the encapsulant, from which the liquid component derived from the encapsulant leaks out. Bleed B not only causes poor appearance, defects due to contact with peripheral surface mount components, poor conductivity due to contact with electrodes around the semiconductor element 920, and further increases the integration of the semiconductor element 920. It becomes a factor that hinders high density. In order to suppress this bleed B, the conventional resin composition described in Patent Document 1 limits the silicone-based copolymer to a specific component.

これに対し、本実施形態の半導体パッケージ100は、基板10と、その基板10に実装された半導体素子20と、その半導体素子20と基板10との間を封止する封止部30と、を備えている。そして、封止部30は、粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラー40を含み、封止部30の外縁部31に、ナノフィラー40を集結させたナノフィラー集結部32を有している。 On the other hand, the semiconductor package 100 of the present embodiment includes a substrate 10, a semiconductor element 20 mounted on the substrate 10, and a sealing portion 30 for sealing between the semiconductor element 20 and the substrate 10. I have. The sealing portion 30 includes a nanofiller 40 which is an inorganic material particle having a particle size of 100 nm or less, and has a nanofiller collecting portion 32 in which the nanofiller 40 is gathered at the outer edge portion 31 of the sealing portion 30. ing.

また、本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100は、基板10に半導体素子20を実装する実装工程S10と、基板10と半導体素子20との間を封止部30によって封止する封止工程S20と、を備えている。そして、封止工程S20は、封止部30によって封止される領域の周縁部に粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラー40を集結させるナノフィラー集結工程S21を含んでいる。 Further, in the semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment, the mounting step S10 for mounting the semiconductor element 20 on the substrate 10 and the sealing step S20 for sealing between the substrate 10 and the semiconductor element 20 by the sealing portion 30. And have. The sealing step S20 includes a nanofiller collecting step S21 for collecting the nanofiller 40, which is an inorganic material particle having a particle size of 100 nm or less, on the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30.

このような構成により、ナノフィラー集結部32に含まれるナノフィラー40、すなわち、封止工程S20において封止部30によって封止される領域の周縁部に集結させたナノフィラー40によって、封止材30Pの液状成分を保持することができる。これにより、封止材30Pに由来する液状成分がフィレット状の部分の外側に漏れ出すブリードBを抑制することができる。 With such a configuration, the nanofiller 40 contained in the nanofiller collecting portion 32, that is, the nanofiller 40 gathered at the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30 in the sealing step S20, provides a sealing material. It can retain 30P of liquid component. As a result, bleed B in which the liquid component derived from the sealing material 30P leaks to the outside of the fillet-like portion can be suppressed.

また、ナノフィラー集結部32に限定してナノフィラー40を集結させることで、封止部30の全体においてナノフィラー集結部32の含有量を増加させるよりも、ナノフィラー40の使用量を低減することができる。したがって、本実施形態の半導体パッケージ100および半導体パッケージの製造方法M100によれば、少量のナノフィラー40によってブリードBを抑制することができ、比較的に高価なナノフィラー40の使用量の増加を抑制し、コストの上昇を抑制することができる。 Further, by concentrating the nanofiller 40 only on the nanofiller collecting portion 32, the amount of the nanofiller 40 used is reduced rather than increasing the content of the nanofiller collecting portion 32 in the entire sealing portion 30. be able to. Therefore, according to the semiconductor package 100 of the present embodiment and the semiconductor package manufacturing method M100, the bleed B can be suppressed by a small amount of the nanofiller 40, and the increase in the amount of the relatively expensive nanofiller 40 used can be suppressed. However, the increase in cost can be suppressed.

また、ナノフィラー集結部32にブリードBの抑制効果を担わせることで、ブリードBの抑制を目的として封止材30Pのナノフィラー40の含有量を増加させる必要がなくなる。これにより、封止部30の熱膨張、熱伝導、および密着性、ならびに封止材30Pの粘性および流動性などの性能を、より容易に最適な状態に調整することができ、封止部30および封止材30Pの性能を向上させることが可能になる。 Further, by causing the nanofiller collecting portion 32 to bear the effect of suppressing the bleed B, it is not necessary to increase the content of the nanofiller 40 in the sealing material 30P for the purpose of suppressing the bleed B. Thereby, the performance such as thermal expansion, heat conduction, and adhesion of the sealing portion 30 and the viscosity and fluidity of the sealing material 30P can be more easily adjusted to the optimum state, and the sealing portion 30 can be adjusted to the optimum state. And it becomes possible to improve the performance of the sealing material 30P.

また、本願発明者らは、鋭意検討の結果、封止材30Pの単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和が大きくなるほど、ブリードBを抑制する効果が増大することを見出した。ナノフィラー40によってブリードBが抑制されるメカニズムとして、以下のものが挙げられる。まず、ナノフィラー40と、封止材30Pの樹脂成分を含む液状成分との接触面積が増大することで、ナノフィラー40の表面に液状成分をより多く保持することができるようになる。また、ナノフィラー40同士、または、ナノフィラー40とマイクロフィラー50が形成する微小な隙間に、毛細管効果によって樹脂が保持される。さらに、ナノフィラー40は、樹脂が外側に流れることに対する障壁としても機能する。以下に、その詳細を説明する。 Further, as a result of diligent studies, the inventors of the present application have found that the larger the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the encapsulant 30P, the greater the effect of suppressing bleed B. The mechanism by which bleed B is suppressed by the nanofiller 40 includes the following. First, by increasing the contact area between the nanofiller 40 and the liquid component containing the resin component of the encapsulant 30P, more liquid component can be retained on the surface of the nanofiller 40. Further, the resin is held by the capillary effect between the nanofillers 40 or in the minute gaps formed by the nanofillers 40 and the microfillers 50. Further, the nanofiller 40 also functions as a barrier against the outflow of the resin. The details will be described below.

本実施形態の半導体パッケージ100は、前述のように、ナノフィラー集結部32の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和が、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和よりも大きい。換言すると、本実施形態の半導体パッケージ100は、前述のように、ナノフィラー集結部32の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の体積の総和が、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の体積の総和よりも大きい。すなわち、本実施形態の半導体パッケージ100は、ナノフィラー集結部32におけるナノフィラー40の数密度が、ナノフィラー集結部32を除く封止部30におけるナノフィラー40の数密度よりも高い。 In the semiconductor package 100 of the present embodiment, as described above, the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion 32 is per unit volume of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. It is larger than the total surface area of the nanofiller 40 contained in. In other words, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, as described above, the total volume of the nanofillers 40 contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion 32 is the total volume of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. It is larger than the total volume of the nanofillers 40 contained per unit volume. That is, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, the number density of the nanofillers 40 in the nanofiller collecting portion 32 is higher than the number density of the nanofillers 40 in the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32.

このような構成により、ナノフィラー集結部32に集結したナノフィラー40によって封止材30Pの液状成分を保持し、ブリードBを抑制することが可能になる。また、ナノフィラー40の粒子間の微小な隙間に毛細管現象によって封止材30Pの樹脂成分を含む液状成分が保持されることによって、ブリードBが抑制される。 With such a configuration, the nanofiller 40 collected in the nanofiller collecting portion 32 can retain the liquid component of the sealing material 30P and suppress the bleed B. Further, the bleed B is suppressed by holding the liquid component including the resin component of the sealing material 30P in the minute gaps between the particles of the nanofiller 40 by the capillary phenomenon.

また、ブリードBを発生させる液状成分は薄膜状に広がるため、封止材30Pの外縁部のフィレット状の部分と比較して、表面積は大きいが体積は小さい場合が多い。したがって、ナノフィラー集結部32の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和と、ナノフィラー集結部32を除く封止部30の単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和との差が、たとえば0.5%程度の小差であったとしても、十分なブリードBの抑制効果を得ることが可能である。 Further, since the liquid component that generates the bleed B spreads in the form of a thin film, the surface area is large but the volume is often small as compared with the fillet-like portion of the outer edge portion of the sealing material 30P. Therefore, the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion 32 and the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the sealing portion 30 excluding the nanofiller collecting portion 32. Even if the difference is as small as about 0.5%, it is possible to obtain a sufficient bleed B suppressing effect.

このようなブリードBの抑制効果は、特に媒体32Pと空気との界面において顕著である。換言すると、ナノフィラー40が局所的に集結した部分であり、かつナノフィラー40が媒体32Pの周囲の雰囲気に露出している部分において、ブリードBの抑制効果が顕著である。 Such an effect of suppressing bleed B is particularly remarkable at the interface between the medium 32P and air. In other words, the effect of suppressing bleed B is remarkable in the portion where the nanofiller 40 is locally concentrated and the portion where the nanofiller 40 is exposed to the surrounding atmosphere of the medium 32P.

ここで、図5に示すナノフィラー集結工程S21において、基板10の表面11に配置された熱硬化性樹脂の媒体32Pを完全に硬化させて基板10の表面11にナノフィラー集結部32を形成したとする。この場合、図6に示す充填工程S22において、封止材30Pと媒体32Pとは、ほとんど混ざり合わないが、ナノフィラー集結部32と空気との界面に露出したナノフィラー40によって封止材30Pの液状成分が保持され、ブリードBが抑制される。 Here, in the nanofiller collecting step S21 shown in FIG. 5, the thermosetting resin medium 32P arranged on the surface 11 of the substrate 10 was completely cured to form the nanofiller collecting portion 32 on the surface 11 of the substrate 10. And. In this case, in the filling step S22 shown in FIG. 6, the encapsulant 30P and the medium 32P are hardly mixed, but the encapsulant 30P is formed by the nanofiller 40 exposed at the interface between the nanofiller collecting portion 32 and the air. The liquid component is retained and bleed B is suppressed.

また、図5に示すナノフィラー集結工程S21において、基板10の表面11に配置された熱硬化性樹脂の媒体32Pが未硬化または半硬化の状態で、図6に示す充填工程S22を行うと、封止材30Pと媒体32Pとが混ざり合う領域が存在する。この場合、媒体32Pと空気との界面に露出したナノフィラー40だけでなく、媒体32Pを配置して集結させたナノフィラー40によって封止材30Pの液状成分が保持され、ブリードBが抑制される。 Further, in the nanofiller collecting step S21 shown in FIG. 5, when the filling step S22 shown in FIG. 6 is performed while the thermosetting resin medium 32P arranged on the surface 11 of the substrate 10 is uncured or semi-cured. There is a region where the sealing material 30P and the medium 32P are mixed. In this case, not only the nanofiller 40 exposed at the interface between the medium 32P and the air, but also the nanofiller 40 in which the medium 32P is arranged and gathered retains the liquid component of the sealing material 30P, and the bleed B is suppressed. ..

さらに、図5に示すナノフィラー集結工程S21において、基板10の表面11に配置された媒体32Pが、熱硬化性樹脂ではなく、エポキシ樹脂よりも低粘度で加熱により蒸発する溶媒または揮発性の溶媒にナノフィラー40を含むものであるとする。この場合、ナノフィラー集結工程S21において、媒体32Pの溶媒を蒸発させ、基板10の表面11の封止部30によって封止される領域の周縁部にナノフィラー40を集結させた状態で配置する。媒体32Pの溶媒は、完全に蒸発させてもよく、部分的に蒸発させてもよい。 Further, in the nanofiller collecting step S21 shown in FIG. 5, the medium 32P arranged on the surface 11 of the substrate 10 is not a thermosetting resin but a solvent that evaporates by heating with a lower viscosity than the epoxy resin or a volatile solvent. It is assumed that the nanofiller 40 is contained in the solvent. In this case, in the nanofiller collecting step S21, the solvent of the medium 32P is evaporated, and the nanofiller 40 is arranged in a state of being collected on the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30 on the surface 11 of the substrate 10. The solvent of the medium 32P may be completely evaporated or partially evaporated.

その後、充填工程S22を行うことで、ナノフィラー集結部32のナノフィラー40の粒子の間に、封止材30Pの熱硬化性樹脂が入り込んだ状態になる。これにより、基板10の表面11の封止部30によって封止される領域の周縁部に集結させたナノフィラー40によって封止材30Pの液状成分を保持し、ブリードBを抑制することができる。なお、媒体32Pの溶媒として有機系の極性を有する溶媒を用いた場合、ナノフィラー40の分散性を向上させることができるため、粒子の表面積の総和を増加させ、封止材30Pの液状成分をより効果的に保持し、ブリードBの抑制効果をより向上させることができる。 After that, by performing the filling step S22, the thermosetting resin of the sealing material 30P is in a state of being inserted between the particles of the nanofiller 40 of the nanofiller collecting portion 32. As a result, the liquid component of the sealing material 30P can be retained by the nanofiller 40 gathered at the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30 on the surface 11 of the substrate 10, and the bleed B can be suppressed. When a solvent having an organic polarity is used as the solvent for the medium 32P, the dispersibility of the nanofiller 40 can be improved, so that the total surface area of the particles is increased and the liquid component of the encapsulant 30P is used. It can be held more effectively and the effect of suppressing bleed B can be further improved.

さらに、本実施形態の半導体パッケージ100および半導体パッケージの製造方法M100は、封止部30が、たとえば粒径が0.3μm以上かつ10μm以下の無機材料粒子であるマイクロフィラー50を含んでいる。基板10の表面11の封止部30によって封止される領域の周縁部に集結したナノフィラー40の粒子は、マイクロフィラー50の粒子の間に充填されるため、封止材30Pの液状成分が外側に流れることに対する障壁として機能し、ブリードBが抑制される。さらに、媒体32Pがマイクロフィラー50を含んだ場合でも、同様の効果が得られる。 Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment and the method M100 for manufacturing the semiconductor package, the sealing portion 30 contains, for example, a microfiller 50 which is an inorganic material particle having a particle size of 0.3 μm or more and 10 μm or less. Since the particles of the nanofiller 40 gathered at the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30 on the surface 11 of the substrate 10 are filled between the particles of the microfiller 50, the liquid component of the sealing material 30P is contained. It functions as a barrier against flowing outward, and bleed B is suppressed. Further, the same effect can be obtained even when the medium 32P contains the microfiller 50.

また、本実施形態の半導体パッケージ100において、ナノフィラー集結部32は、半導体素子20の外縁よりも外側に設けられている。また、ナノフィラー集結部32は、基板10の表面に設けられている。すなわち、本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100において、ナノフィラー集結工程S21は、半導体素子20の外縁23よりも外側で基板10の表面11にナノフィラー40を含む媒体32Pを配置する工程を含む。この媒体32Pの単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和は、封止材30Pの単位体積あたりに含まれるナノフィラー40の表面積の総和よりも大きい。 Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, the nanofiller collecting portion 32 is provided outside the outer edge of the semiconductor element 20. Further, the nanofiller collecting portion 32 is provided on the surface of the substrate 10. That is, in the semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment, the nanofiller collecting step S21 includes a step of arranging the medium 32P containing the nanofiller 40 on the surface 11 of the substrate 10 outside the outer edge 23 of the semiconductor element 20. .. The total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the medium 32P is larger than the total surface area of the nanofiller 40 contained in the unit volume of the encapsulant 30P.

このような構成により、封止部30によって封止される領域の周縁部にナノフィラー40を集結させることができる。そして、封止部30によって封止される領域に充填された封止材30Pの液状成分をその領域の周縁部に集結させたナノフィラー40によって保持し、ブリードBの発生を抑制することができる。 With such a configuration, the nanofiller 40 can be concentrated on the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30. Then, the liquid component of the sealing material 30P filled in the region sealed by the sealing portion 30 is held by the nanofiller 40 gathered at the peripheral edge of the region, and the generation of bleed B can be suppressed. ..

また、本実施形態の半導体パッケージ100において、ナノフィラー集結部32は、半導体素子20の外縁23および基板10の表面11に直交する断面において、基板10の表面11に垂直な方向に高さを有する凸形状に設けられている。この構成により、充填工程S22において、ナノフィラー集結部32または媒体32Pに含まれるナノフィラー40が封止部30または封止材30Pの液状成分の流出を阻止する障壁として機能し、ブリードBをより効果的に抑制することが可能になる。 Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, the nanofiller collecting portion 32 has a height in a direction perpendicular to the surface 11 of the substrate 10 in a cross section orthogonal to the outer edge 23 of the semiconductor element 20 and the surface 11 of the substrate 10. It is provided in a convex shape. With this configuration, in the filling step S22, the nanofiller 40 contained in the nanofiller collecting portion 32 or the medium 32P functions as a barrier to prevent the outflow of the liquid component of the sealing portion 30 or the sealing material 30P, and the bleed B is further formed. It becomes possible to suppress it effectively.

次に、図4に示す硬化工程S23を行う。本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100の封止工程S20に含まれる硬化工程S23は、たとえば、エポキシ樹脂と硬化剤とを含む封止材30Pを硬化させる工程である。より具体的には、図6に示す充填工程S22において、半導体素子20の一方の外縁23の外側に滴下された封止材30Pは、毛細管現象によって基板10と半導体素子20との間に浸入し、半導体素子20の他方の外縁23に達する。そのときに、硬化工程S23を開始し、たとえば熱硬化または光硬化などによって封止材30Pを硬化させ、封止部30を形成する。 Next, the curing step S23 shown in FIG. 4 is performed. The curing step S23 included in the sealing step S20 of the semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment is, for example, a step of curing the sealing material 30P containing an epoxy resin and a curing agent. More specifically, in the filling step S22 shown in FIG. 6, the sealing material 30P dropped on the outside of one outer edge 23 of the semiconductor element 20 penetrates between the substrate 10 and the semiconductor element 20 due to the capillary phenomenon. , Reach the other outer edge 23 of the semiconductor element 20. At that time, the curing step S23 is started, and the sealing material 30P is cured by, for example, thermosetting or photocuring to form the sealing portion 30.

熱硬化は、たとえば、ヒータによって封止材30Pを加熱することで、熱硬化樹脂である封止材30Pを硬化させる工程である。光硬化は、たとえば、スポット光源から封止材30Pに光を照射して光硬化樹脂である封止材30Pを硬化させる工程である。封止材30Pに照射する光は、封止材30Pに使用する光重合開始剤の種類や量に応じて選択する。一例として、波長が240nm以上、700nm以下、強度が1000mW/cm以上、6000mW/cm以下の可視光または紫外光を封止材30Pに照射して硬化させることができる。 Thermosetting is, for example, a step of curing the sealing material 30P, which is a thermosetting resin, by heating the sealing material 30P with a heater. The photocuring is, for example, a step of irradiating the sealing material 30P with light from a spot light source to cure the sealing material 30P which is a photocurable resin. The light to be applied to the sealing material 30P is selected according to the type and amount of the photopolymerization initiator used in the sealing material 30P. As an example, the sealing material 30P can be cured by irradiating the sealing material 30P with visible light or ultraviolet light having a wavelength of 240 nm or more and 700 nm or less and an intensity of 1000 mW / cm 2 or more and 6000 mW / cm 2 or less.

以上説明したように、本実施形態によれば、封止材30Pに含まれる無機充填材であるナノフィラー40の作用によってブリードBを抑制することが可能な、半導体パッケージ100と半導体パッケージの製造方法M100を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the semiconductor package 100 and the method for manufacturing the semiconductor package can suppress the bleed B by the action of the nanofiller 40, which is an inorganic filler contained in the sealing material 30P. M100 can be provided.

なお、本実施形態の半導体パッケージの製造方法M100では、ナノフィラー集結工程S21の後に充填工程S22を行う例およびこれらを並行して行う例について説明したが、充填工程S22の後にナノフィラー集結工程S21を行ってもよい。この場合、充填工程S22の完了後、ブリードBが発生する前に、ナノフィラー集結工程S21を行えばよい。また、ナノフィラー集結工程S21、充填工程S22、および硬化工程S23は、これらの工程のうち、少なくとも2つ以上を並行して行うことも可能である。 In the semiconductor package manufacturing method M100 of the present embodiment, an example in which the filling step S22 is performed after the nanofiller collecting step S21 and an example in which these are performed in parallel have been described, but the nanofiller collecting step S21 is described after the filling step S22. May be done. In this case, the nanofiller collecting step S21 may be performed after the filling step S22 is completed and before the bleed B is generated. Further, the nanofiller collecting step S21, the filling step S22, and the curing step S23 can be performed in parallel at least two or more of these steps.

また、ナノフィラー集結工程S21において、媒体32Pを使用しなくてもよい。たとえば、基板10の表面11の封止部30によって封止される領域の周縁部に、ナノフィラー40を蒸着させ、または吹き付けることによって、直接的に集結させてもよい。また、本実施形態の半導体パッケージ100では、ナノフィラー集結部32が封止部30のフィレット状の部分に形成されているが、ナノフィラー集結部32は封止部30のフィレット状の部分よりも外側に形成されていてもよい。 Further, the medium 32P may not be used in the nanofiller collecting step S21. For example, the nanofiller 40 may be deposited or sprayed directly on the peripheral edge of the region sealed by the sealing portion 30 on the surface 11 of the substrate 10. Further, in the semiconductor package 100 of the present embodiment, the nanofiller collecting portion 32 is formed in the fillet-shaped portion of the sealing portion 30, but the nanofiller collecting portion 32 is larger than the fillet-shaped portion of the sealing portion 30. It may be formed on the outside.

[実施形態2]
次に、図1および図3から図6までを援用し、図7を用いて本開示の実施形態2に係る半導体パッケージおよびその製造方法を説明する。図7は、実施形態1の図2に相当する本実施形態の半導体パッケージ200の封止部30の外縁部31の拡大断面図である。
[Embodiment 2]
Next, the semiconductor package according to the second embodiment of the present disclosure and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 6. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the outer edge portion 31 of the sealing portion 30 of the semiconductor package 200 of the present embodiment corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.

本実施形態の半導体パッケージ200は、ナノフィラー集結部32が、封止部30の外周面に沿って層状に設けられている点で、前述の実施形態1の半導体パッケージ100と異なっている。本実施形態の半導体パッケージ200のその他の点は、前述の実施形態1の半導体パッケージ100と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。 The semiconductor package 200 of the present embodiment is different from the semiconductor package 100 of the above-described first embodiment in that the nanofiller collecting portion 32 is provided in a layered manner along the outer peripheral surface of the sealing portion 30. Since the other points of the semiconductor package 200 of the present embodiment are the same as those of the semiconductor package 100 of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof will be omitted.

また、本実施形態の半導体パッケージの製造方法は、図4に示すナノフィラー集結工程S21および充填工程S22を同時に行う。より具体的には、本実施形態において、ナノフィラー集結工程S21は、図5に示すようなナノフィラー40を含む媒体32Pを配置する工程を有しない。 Further, in the method for manufacturing the semiconductor package of the present embodiment, the nanofiller collecting step S21 and the filling step S22 shown in FIG. 4 are simultaneously performed. More specifically, in the present embodiment, the nanofiller collecting step S21 does not have a step of arranging the medium 32P containing the nanofiller 40 as shown in FIG.

その代わりに、本実施形態の半導体パッケージの製造方法は、ナノフィラー集結工程S21を兼ねる充填工程S22において、撥液性の表面処理を施したナノフィラー40を含みかつ硬化させることで封止部30を形成する封止材30Pを、図6に示すように基板10と半導体素子20との間に充填して流動させる。これにより、ナノフィラー40を封止材30Pの外縁部の表層部に集結させる。 Instead, in the method for manufacturing a semiconductor package of the present embodiment, in the filling step S22 that also serves as the nanofiller collecting step S21, the sealing portion 30 is contained and cured by containing and curing the nanofiller 40 that has been subjected to a liquid-repellent surface treatment. As shown in FIG. 6, the sealing material 30P forming the above is filled between the substrate 10 and the semiconductor element 20 and allowed to flow. As a result, the nanofiller 40 is concentrated on the surface layer portion of the outer edge portion of the sealing material 30P.

より具体的には、ナノフィラー40の表面処理は、たとえば、ビニル系カップリング剤を用いた表面処理である。また、封止材30Pがマイクロフィラー50を含む場合には、マイクロフィラー50に対して親液性の表面処理を施すことが好ましい。マイクロフィラー50の表面処理としては、たとえばエポキシ系カップリング剤を用いた表面処理が挙げられる。 More specifically, the surface treatment of the nanofiller 40 is, for example, a surface treatment using a vinyl-based coupling agent. When the sealing material 30P contains the microfiller 50, it is preferable to apply a liquid-friendly surface treatment to the microfiller 50. Examples of the surface treatment of the microfiller 50 include a surface treatment using an epoxy-based coupling agent.

このような表面処理により、封止材30Pの液状成分に対するナノフィラー40の撥液性をマイクロフィラー50の撥液性よりも向上させることができる。なお、ナノフィラー40およびマイクロフィラー50の表面処理による被覆面積を増減することで、表面エネルギーを変化させてもよい。 By such a surface treatment, the liquid repellency of the nanofiller 40 with respect to the liquid component of the sealing material 30P can be improved as compared with the liquid repellency of the microfiller 50. The surface energy may be changed by increasing or decreasing the covering area of the nanofiller 40 and the microfiller 50 by the surface treatment.

前述の表面処理によって、ナノフィラー40と封止材30Pの液状成分との間の相互作用を弱めることができ、封止材30Pの流動時にナノフィラー40が移動しやすくなる。これにより、よりエネルギー状態が安定する封止材30Pと空気との界面にナノフィラー40が留まるようになり、封止材30Pの外縁部の表層部にナノフィラー40を集結させることができる。 By the above-mentioned surface treatment, the interaction between the nanofiller 40 and the liquid component of the sealing material 30P can be weakened, and the nanofiller 40 can easily move when the sealing material 30P flows. As a result, the nanofiller 40 stays at the interface between the sealing material 30P and the air, which is more stable in energy state, and the nanofiller 40 can be concentrated on the surface layer portion of the outer edge portion of the sealing material 30P.

一方、マイクロフィラー50に封止材30Pの液状成分に対する親液性の表面処理を施すことで、マイクロフィラー50と封止材30Pの液状成分との間の相互作用が強まり、封止材30Pの流動時にマイクロフィラー50が移動しにくくなる。これにより、マイクロフィラー50が封止材30Pの外縁部の表層部に集結することが抑制される。 On the other hand, by applying a liquid-friendly surface treatment to the liquid component of the encapsulant 30P on the microfiller 50, the interaction between the microfiller 50 and the liquid component of the encapsulant 30P is strengthened, and the encapsulant 30P The microfiller 50 becomes difficult to move during flow. As a result, the microfiller 50 is prevented from concentrating on the surface layer portion of the outer edge portion of the sealing material 30P.

このように、本実施形態では、ナノフィラー集結工程S21を兼ねる充填工程S22において、ナノフィラー40を封止材30Pの外縁部の表層部に集結させ、半導体パッケージ200の封止部30の外縁部31に、ナノフィラー集結部32を形成することができる。なお、ナノフィラー40と封止材30Pの液状成分との親和性は、比較的に高く維持しつつも、相対的にはマイクロフィラー50と封止材30Pの液状成分との親和性よりも低くすることで、ナノフィラー40が封止材30Pの外縁部の表層部に集結しやすくすることが好ましい。 As described above, in the present embodiment, in the filling step S22 that also serves as the nanofiller collecting step S21, the nanofiller 40 is gathered on the surface layer portion of the outer edge portion of the sealing material 30P, and the outer edge portion of the sealing portion 30 of the semiconductor package 200 is gathered. The nanofiller gathering portion 32 can be formed at 31. The affinity between the nanofiller 40 and the liquid component of the encapsulant 30P is relatively lower than the affinity between the microfiller 50 and the liquid component of the encapsulant 30P, while maintaining a relatively high affinity. By doing so, it is preferable that the nanofiller 40 can be easily concentrated on the surface layer portion of the outer edge portion of the sealing material 30P.

したがって、本実施形態の半導体パッケージ200およびその製造方法によれば、前述の実施形態1の半導体パッケージ100および半導体パッケージの製造方法M100と同様に、ナノフィラー40によって封止材30Pの液状成分を保持し、ブリードBを抑制することができる。その後、実施形態1と同様に硬化工程S23を行うことで、図7に示すように、ナノフィラー集結部32が封止部30の外周面に沿って層状に設けられた半導体パッケージ200を製造することができる。 Therefore, according to the semiconductor package 200 of the present embodiment and the manufacturing method thereof, the liquid component of the sealing material 30P is retained by the nanofiller 40 in the same manner as the semiconductor package 100 of the above-described first embodiment and the semiconductor package manufacturing method M100. However, bleed B can be suppressed. After that, by performing the curing step S23 in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 7, a semiconductor package 200 in which the nanofiller collecting portion 32 is provided in a layer along the outer peripheral surface of the sealing portion 30 is manufactured. be able to.

以上、図面を用いて本開示の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。たとえば、複数の種類の異なるナノフィラーまたはマイクロフィラーを用いてもよい。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like within a range not deviating from the gist of the present disclosure. , They are included in this disclosure. For example, a plurality of different types of nanofillers or microfillers may be used.

10 基板
11 表面
20 半導体素子
23 外縁
30 封止部
30P 封止材
31 外縁部
32 ナノフィラー集結部
32P 媒体
40 ナノフィラー
50 マイクロフィラー
100 半導体パッケージ
200 半導体パッケージ
M100 半導体パッケージの製造方法
S10 実装工程
S20 封止工程
S21 ナノフィラー集結工程
S22 充填工程
S23 硬化工程
10 Substrate 11 Surface 20 Semiconductor element 23 Outer edge 30 Encapsulating part 30P Encapsulant 31 Outer edge part 32 Nanofiller collecting part 32P Medium 40 Nanofiller 50 Microfiller 100 Semiconductor package 200 Semiconductor package M100 Semiconductor package manufacturing method S10 Mounting process S20 Sealing Stopping step S21 Nanofiller collecting step S22 Filling step S23 Curing step

Claims (8)

基板と、該基板に実装された半導体素子と、該半導体素子と前記基板との間を封止する封止部と、を備えた半導体パッケージであって、
前記封止部は、粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラーを含み、
前記封止部の外縁部に、前記ナノフィラーを集結させたナノフィラー集結部を有し、
前記ナノフィラー集結部は、前記半導体素子の外縁よりも外側に設けられており、前記封止部の外周面に沿って層状に設けられていることを特徴とする半導体パッケージ。
A semiconductor package including a substrate, a semiconductor element mounted on the substrate, and a sealing portion for sealing between the semiconductor element and the substrate.
The sealing portion contains nanofillers which are inorganic material particles having a particle size of 100 nm or less.
The outer edge of the sealing portion, have a nano filler gathered portion massed the nanofiller,
A semiconductor package characterized in that the nanofiller collecting portion is provided outside the outer edge of the semiconductor element, and is provided in a layer along the outer peripheral surface of the sealing portion .
前記ナノフィラー集結部の単位体積あたりに含まれる前記ナノフィラーの表面積の総和は、前記ナノフィラー集結部を除く前記封止部の単位体積あたりに含まれる前記ナノフィラーの表面積の総和よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。 The total surface area of the nanofiller contained in the unit volume of the nanofiller collecting portion is larger than the total surface area of the nanofiller contained in the unit volume of the sealing portion excluding the nanofiller collecting portion. The semiconductor package according to claim 1. 前記ナノフィラー集結部の単位体積あたりに含まれる前記ナノフィラーの体積の総和は、前記ナノフィラー集結部を除く前記封止部の単位体積あたりに含まれる前記ナノフィラーの体積の総和よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。 The total volume of the nanofiller contained per unit volume of the nanofiller collecting portion is larger than the total volume of the nanofiller contained per unit volume of the sealing portion excluding the nanofiller collecting portion. The semiconductor package according to claim 1. 前記ナノフィラー集結部における前記ナノフィラーの数密度は、前記ナノフィラー集結部を除く前記封止部における前記ナノフィラーの数密度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。 The semiconductor package according to claim 1, wherein the number density of the nanofillers in the nanofiller collecting portion is higher than the number density of the nanofillers in the sealing portion excluding the nanofiller collecting portion. 前記封止部は、粒径が0.3μm以上かつ10μm以下の無機材料粒子であるマイクロフィラーを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。 The semiconductor package according to claim 1, wherein the sealing portion contains a microfiller which is an inorganic material particle having a particle size of 0.3 μm or more and 10 μm or less. 基板に半導体素子を実装する実装工程と、前記基板と前記半導体素子との間を封止部によって封止する封止工程と、を備えた半導体パッケージの製造方法であって、
前記封止工程は、前記封止部によって封止される領域の周縁部に粒径が100nm以下の無機材料粒子であるナノフィラーを集結させるナノフィラー集結工程を含み、
前記ナノフィラー集結工程において、前記基板と前記半導体素子との間に撥液性の表面処理を施した前記ナノフィラーを含みかつ硬化させることで前記封止部を形成する封止材を充填して流動させることで、前記ナノフィラーを前記封止材の外縁部の表層部に集結させることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor package, comprising a mounting step of mounting a semiconductor element on a substrate and a sealing step of sealing between the substrate and the semiconductor element by a sealing portion.
The sealing step, viewed contains a nanofiller gathered step is a particle size in the peripheral portion of the area to be sealed will assemble nanofiller or less of an inorganic material particles 100nm by the sealing portion,
In the nanofiller collecting step, the substrate and the semiconductor element are filled with a sealing material that contains the nanofiller that has undergone a liquid-repellent surface treatment and is cured to form the sealing portion. A method for manufacturing a semiconductor package, characterized in that the nanofiller is concentrated on a surface layer portion of an outer edge portion of the encapsulant by flowing .
前記封止材は、粒径が0.3μm以上かつ10μm以下の無機材料粒子であるマイクロフィラーを含むことを特徴とする請求項に記載の半導体パッケージの製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor package according to claim 6 , wherein the encapsulant contains microfillers which are inorganic material particles having a particle size of 0.3 μm or more and 10 μm or less. 前記封止工程は、エポキシ樹脂と硬化剤とを含む前記封止材を硬化させる硬化工程を含むことを特徴とする請求項に記載の半導体パッケージの製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor package according to claim 6 , wherein the sealing step includes a curing step of curing the sealing material containing an epoxy resin and a curing agent.
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