JP2000053844A - 液状封止用樹脂組成物 - Google Patents

液状封止用樹脂組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性を損なうことなく、フリップチップの
ギャップへの充填性(アンダーフィル性)を向上し、し
かも広いチップ面範囲にわたって均一に硬化すること
で、信頼性の高いフリップチップパッケージを与える一
液性エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 本発明は、(A)エポキシ樹脂、(B)
硬化剤および(C)平均粒径0.5 〜3 μm、かつ最大粒
径10μm以下の球状シリカ粉末を必須成分とし、樹脂
[(A)+(B)]に対して(C)の球状シリカ粉末を
150 〜400 重量%含有し、フリップチップの樹脂封止に
使用することを特徴とする液状封止用樹脂組成物であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ接
続部の封止に使用されるアンダーフィル材で、作業性、
保存安定性、製品の信頼性に優れた好適な一液性エポキ
シ樹脂の液状封止用樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のチップオンボードは、フェイスア
ップに置いたチップを基板に接着し、チップの電極と基
板上の電極とをボンディングワイヤーで導通させ、しか
る後に樹脂で封止する実装方式である。
【0003】これに対してフリップチップは、フェイス
ダウンに置いたチップの電極と基板上の電極とをバンプ
で導通させ、チップと基板の間に樹脂を充填させること
で封止する実装方式である。
【0004】封止用樹脂には、基板と樹脂の熱線膨係数
の差から生じる応力ひずみを低下させるために、シリカ
粉末を代表とする無機質充填剤が配合されているが、従
来のチップオンボード用樹脂は、封止する場所がチップ
上であるため、シリカ粒径について特に限定しなくても
問題はなかった。
【0005】ところが、フリップチップを封止する場
合、そのチップ−基板間の間隔(以下、ギャップとす
る)が100 μm以下と狭いため、従来のチップオンボー
ド用樹脂は、フリップチップのギャップへの樹脂充填性
が悪く、その封止には使用できない。
【0006】また、最近では、ギャップは約20μmまで
狭まっており、チップサイズも大型化傾向にあるため、
より充填性に優れ、均一に硬化する封止樹脂が必要とさ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、作業性を損なうことなく、フ
リップチップのギャップへの充填性(アンダーフィル
性)を向上し、しかも広いチップ面範囲にわたって均一
に硬化することで、信頼性の高いフリップチップパッケ
ージを与える一液性エポキシ樹脂組成物を提供しようと
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を進めた結果、無機充填材の粒
径を制御した、後述する組成の一液性エポキシ樹脂組成
物をフリップチップのアンダーフィル材として用いるこ
とによって上記の目的を達成できることを見いだし、本
発明を完成したもである。
【0009】即ち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)硬化剤および(C)平均粒径0.5 〜3 μm、かつ
最大粒径10μm以下の球状シリカ粉末を必須成分とし、
樹脂[(A)+(B)]に対して(C)の球状シリカ粉
末を150 〜400 重量%含有し、フリップチップの樹脂封
止に使用することを特徴とする液状封止用樹脂組成物で
ある。また、必要に応じて難燃剤、着色剤などが添加さ
れることのある液状封止用樹脂組成物である。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明に用いるエポキシ樹脂としては、1
分子中に2 個以上のエポキシ基を有する、硬化可能な液
状エポキシ樹脂であればよく、例えば、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、
ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ノボラック型エポ
キシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂等が挙げられ、これらはクロルイオンやナ
トリウムイオンの少ないものが好ましい。これらの液状
エポキシ樹脂は、単独又は2 種以上混合して使用するこ
とができる。また、これらのエポキシ樹脂の他にフェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、含複素環エポキシ樹脂、水添型ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、芳香
族、脂肪族もしくは脂環式のカルボン酸とエピクロルヒ
ドリンとの反応によって得られるエポキシ樹脂、スピロ
環含有エポキシ樹脂等を適宜併用することができる。
【0012】本発明に用いる(B)エポキシ樹脂の硬化
剤としては、前記した(A)エポキシ樹脂と反応し硬化
可能なものであれば、いかなるものでも使用することが
でき、例えば、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ノ
ボラックフェノール樹脂、クレゾールノボラックフェノ
ール樹脂、無水フタル酸誘導体、ジシアンジアミド、イ
ミダゾール、アルミニウムキレート、BF3 のようなル
イス酸のアミン錯体等が挙げられる。これらの硬化剤
は、単独であるいは硬化を阻害しない範囲において2 種
以上混合して使用することができる。
【0013】本発明に用いる(C)のシリカ粉末として
は、その形状として球状のシリカを用いる。球状シリカ
は一般に使用されている球状シリカ粉末が広く使用でき
るが、それらのなかでも不純物濃度が低いものが望まし
い。(C)球状シリカ粉末の平均粒径は、0.5 〜3 μm
であって、最大粒径10μm以下としなければならない。
平均粒径が3 μmを超え、あるいは最大粒径が10μmを
超えると、充填、硬化が不均一になり、また平均粒径が
0.5 μm未満であると、アンダーフィル性が悪くなるの
で好ましくない。球状シリカの具体的なものとしては、
例えば、SP−3B(扶桑シルテックス社製、商品
名)、A. FSO−E5,A. FSO−E2(龍森社
製、商品名)等が挙げられる。
【0014】また(C)の球状シリカ粉末の配合量は、
樹脂分、すなわち(A)成分と(B)成分の合計量に対
して、150 〜400 重量%となる量とすることができる。
150重量%未満であると所期の応力低下に効果なく、ま
た400 重量%を超えると充填性を極端に低下させる。
【0015】本発明の液状封止用樹脂組成物には、本発
明の目的に反しない範囲において、その他無機充填剤、
カップリング剤、消泡剤、顔料、染料、硬化促進剤その
他の成分を適宜添加配合することができる。無機充填剤
としては、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウ
ム等が挙げられ、これらは単独又は2 種以上混合して使
用することができる。
【0016】本発明の液状封止用樹脂組成物は、常法に
従い、上述した各成分を十分混合した後、更に三本ロー
ルにより混練処理を行い、その後、万能混合器により真
空混合処理して、容易に製造することができる。
【0017】
【作用】本発明の液状封止用樹脂組成物は、特に使用す
るシリカ粉末の形状、粒径を調整することによって、ギ
ャップへの樹脂の充填性を向上し、信頼性の高いフリッ
プチップパッケージを与えるものである。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によって具
体的に説明する。本発明は、これらの実施例によって限
定されるものではない。以下の実施例および比較例にお
いて「部」とは「重量部」を意味する。
【0019】実施例1 ビスフェノールF型エポキシ樹脂のエピコートYL98
3U(油化シェルエポキシ社製、商品名)100 部、メチ
ルテトラヒドロ無水フタル酸のQH200(日本ゼオン
社製、商品名)100 部、球状シリカとして、平均粒径3
μm、最大粒径10μmのSP−3B(扶桑シルテックス
社製、商品名)210 部と平均粒径0.5 μm、最大粒径3
μmのA.FSO−E2(龍森社製、商品名)90部、カ
ップリング剤A−187(日本ユニカー社製、商品名)
2.0 部、および硬化促進剤ノバキュアーHX3941
(旭化成工業社製、商品名)10部を加えて液状封止用樹
脂組成物を製造した。
【0020】実施例2 ビスフェノールF型エポキシ樹脂のRE−303S(日
本化薬社製、商品名)100 部、メチルヘキサヒドロ無水
フタル酸のMH700(新日本理化社製、商品名) 100
部、球状シリカとして、平均粒径1.5 μm、最大粒径5
μmのA.FSO−E5(龍森社製、商品名)240 部と
平均粒径0.5 μm、最大粒径3 μmのA.FSO−E2
(龍森社製、商品名)90部、カップリング剤A−187
(日本ユニカー社製、商品名)2.0 部、および硬化促進
剤ノバキュアーHX3941(旭化成工業社製、商品
名)10部を加えて液状封止用樹脂組成物を製造した。
【0021】比較例1 ビスフェノールF型エポキシ樹脂のエピコートYL98
3U(油化シェルエポキシ社製、商品名)100 部、メチ
ルテトラヒドロ無水フタル酸のQH200(日本ゼオン
社製、商品名)100 部、球状シリカとして、平均粒径6
μm、最大粒径20μmのSP−6B(扶桑シルテックス
社製、商品名)210 部と平均粒径1.5 μm、最大粒径5
μmのA.FSO−E5(龍森社製、商品名)90部、カ
ップリング剤A−187(日本ユニカー社製、商品名)
2.0 部、および硬化促進剤ノバキュアーHX3941
(旭化成工業社製、商品名)10部を加えて液状封止用樹
脂組成物を製造した。
【0022】比較例2 ビスフェノールF型エポキシ樹脂のエピコートYL98
3U(油化シェルエポキシ社製、商品名)100 部、メチ
ルテトラヒドロ無水フタル酸のQH200(日本ゼオン
社製、商品名)100 部、球状シリカとして平均粒径16μ
m、最大粒径60μmのFB−48(デンカ社製、商品
名)300 部、カップリング剤A−187(日本ユニカー
社製、商品名)2.0 部、および硬化促進剤ノバキュアー
HX3941(旭化成工業社製、商品名)10部を加えて
液状封止用樹脂組成物を製造した。実施例1〜2および
比較例1〜2によって製造した一液性エポキシ樹脂の液
状封止用樹脂組成物を用いて、これらの液状特性(粘
度、ギャップに対する充填性)および硬化物特性(樹脂
とシリカの不均一の有無)を試験したのでその結果を表
1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】*1 :70℃に維持したチップサイズ15×25
mm、ギャップ間30μmに、完全に充填し終える時間を
調査した。
【0025】*2 :チップサイズ15×25mm、ギャップ
間30μmに充填し、硬化後に不均一部分の面積%を調査
した。
【0026】表1から、実施例で得られた液状封止用樹
脂組成物では、比較例の液状封止用樹脂組成物に比べ、
樹脂粘度や充填時間といった作業性に関する特性は同等
であるにもかかわらず、硬化後は樹脂とシリカの不均一
部分が少なく、ギャップにおいて非常に均一な硬化物が
得られることがわかった。
【0027】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の液状封止用樹脂組成物は、従来の充填性を
満足し、かつ、大型のチップに対しても非常に均一な状
態での封止を可能とした。従って、この液状封止用樹脂
組成物を使用することによって、信頼性の高いフリップ
チップパッケージを得ることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年7月22日(1999.7.2
2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】即ち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)酸無水物硬化剤および(C)平均粒径0.5 〜3 μ
m、かつ最大粒径10μm以下の球状シリカ粉末を必須成
分とし、樹脂[(A)+(B)]に対して(C)の球状
シリカ粉末を150 〜400 重量%含有し、フリップチップ
の樹脂封止に使用することを特徴とする液状封止用樹脂
組成物である。また、必要に応じて難燃剤、着色剤など
が添加されることのある液状封止用樹脂組成物である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】本発明に用いる(B)エポキシ樹脂の硬化
剤としては、前記した(A)エポキシ樹脂と反応し硬化
可能な酸無水物硬化剤であれば、いかなるものでも使用
することができ、例えば、メチルヘキサヒドロフタル酸
無水物無水フタル酸誘導体が挙げられる。これらの
硬化剤は、単独であるいは硬化を阻害しない範囲におい
て2 種以上混合して使用することができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】
【作用】本発明の液状封止用樹脂組成物は、 低粘度
である酸無水物硬化剤の採用、特定の平均粒径の、
特定の最大粒径の、球状のシリカ粉末、その特定の
配合量というの5要件の結合によって、ギャップへの樹
脂の充填性を向上し、信頼性の高いフリップチップパッ
ケージを与えるものである。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CC03X CD00W CD01W CD02W CD05W CD06W CD11W DJ017 DK006 EL136 ER026 EU116 EZ006 FD017 FD14X FD146 GJ00 GQ05 4M109 AA01 BA04 CA05 DB14 EA02 EB02 EB13 EB16 EC20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤およ
    び(C)平均粒径0.5 〜3 μm、かつ最大粒径10μm以
    下の球状シリカ粉末を必須成分とし、樹脂[(A)+
    (B)]に対して(C)の球状シリカ粉末を 150〜400
    重量%含有し、フリップチップの樹脂封止に使用するこ
    とを特徴とする液状封止用樹脂組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270719A (ja) * 2001-03-07 2002-09-20 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2003012895A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
WO2004090033A1 (ja) * 2003-04-07 2004-10-21 Hitachi Chemical Co., Ltd. 封止用エポキシ樹脂成形材料及び半導体装置

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