JP2003128874A - 液状樹脂組成物、半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents
液状樹脂組成物、半導体装置の製造方法及び半導体装置Info
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- JP2003128874A JP2003128874A JP2001330178A JP2001330178A JP2003128874A JP 2003128874 A JP2003128874 A JP 2003128874A JP 2001330178 A JP2001330178 A JP 2001330178A JP 2001330178 A JP2001330178 A JP 2001330178A JP 2003128874 A JP2003128874 A JP 2003128874A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液状樹脂組成物を用いて半導体チップ、特に
回路面に突起電極を有する半導体チップを封止するエリ
ア実装法において、従来と同様に電気絶縁性に優れ、封
止時間が短い液状樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）２個以上のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂、（Ｂ）フラックス作用を有し、１分子あた
り少なくとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当
たり少なくとも１個以上のカルボン酸基を有する化合
物、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カルボキシル基末端ブタ
ジエンアクリロニトリルゴムからなる液状樹脂組成物で
ある。
回路面に突起電極を有する半導体チップを封止するエリ
ア実装法において、従来と同様に電気絶縁性に優れ、封
止時間が短い液状樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）２個以上のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂、（Ｂ）フラックス作用を有し、１分子あた
り少なくとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当
たり少なくとも１個以上のカルボン酸基を有する化合
物、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カルボキシル基末端ブタ
ジエンアクリロニトリルゴムからなる液状樹脂組成物で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信頼性に優れ、か
つ組み立て工程を簡略できる半導体封止用の液状樹脂組
成物であり、液状樹脂組成物で封止された半導体装置及
び半導体装置の製造方法に関するものである。
つ組み立て工程を簡略できる半導体封止用の液状樹脂組
成物であり、液状樹脂組成物で封止された半導体装置及
び半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体パッケージの軽薄短小化の技
術革新は目覚しいものがあり、さまざまなパッケージ構
造が提唱され、製品化されている。従来のリードフレー
ム接合に代わり、半田のような突起電極により、回路基
板(マザーボード)に接合するエリア実装方式は特に重要
である。
術革新は目覚しいものがあり、さまざまなパッケージ構
造が提唱され、製品化されている。従来のリードフレー
ム接合に代わり、半田のような突起電極により、回路基
板(マザーボード)に接合するエリア実装方式は特に重要
である。
【０００３】その中で半導体チップの回路面に直接突起
電極が具備されたフリップチップはパッケージを最小化
できる方法のひとつである。フリップチップ実装は、半
田電極の場合、半田電極の表面の酸化膜を除去するため
にフラックスで処理した後リフロー等の方法で接合す
る。その為半田電極、回路基板等の周囲にフラックスが
残存し、不純物として問題となるためフラックスを除去
する洗浄を行った後液状封止を行う。その理由として
は、フラックスが残存していると直接回路基板(マザー
ボード)に突起電極で接合するため、温度サイクル試験
のような信頼性試験を行うと、チップと回路板の線膨張
係数の差により電極接合部の電気的不良が発生するため
である。
電極が具備されたフリップチップはパッケージを最小化
できる方法のひとつである。フリップチップ実装は、半
田電極の場合、半田電極の表面の酸化膜を除去するため
にフラックスで処理した後リフロー等の方法で接合す
る。その為半田電極、回路基板等の周囲にフラックスが
残存し、不純物として問題となるためフラックスを除去
する洗浄を行った後液状封止を行う。その理由として
は、フラックスが残存していると直接回路基板(マザー
ボード)に突起電極で接合するため、温度サイクル試験
のような信頼性試験を行うと、チップと回路板の線膨張
係数の差により電極接合部の電気的不良が発生するため
である。
【０００４】液状樹脂による封止は、チップの一辺また
は複数面に液状封止樹脂を塗布し毛細管現象を利用して
樹脂を回路板とチップの間隙に流れ込ませる。しかしこ
の方法はフラクッス処理、洗浄を行うため工程が長くな
りかつ洗浄廃液の処理問題等環境管理を厳しくしなけれ
ばならない。更に液状封止を毛細管現象で行うため封止
時間が長くなり、生産性に問題があった。
は複数面に液状封止樹脂を塗布し毛細管現象を利用して
樹脂を回路板とチップの間隙に流れ込ませる。しかしこ
の方法はフラクッス処理、洗浄を行うため工程が長くな
りかつ洗浄廃液の処理問題等環境管理を厳しくしなけれ
ばならない。更に液状封止を毛細管現象で行うため封止
時間が長くなり、生産性に問題があった。
【０００５】そこで直接回路基板に樹脂を塗布し、はん
だ電極を持ったチップをその上から搭載し半田接合と樹
脂封止を同時に行う方法が考案された（米国特許US 5,
128,746）。この場合、半田を回路基板に接合させるた
めに、熱硬化製樹脂、硬化剤からなる樹脂組成物にフラ
ックス作用を有する成分を添加することが特徴である。
しかし、フラックス作用を有する物質として、酸性度の
強いカルボン酸が例示されており、封止樹脂に添加する
場合はイオン性不純物または電気伝導性が増加する恐れ
があり、特に吸湿処理したときの封止材料の絶縁性に問
題を起こす可能性があった。
だ電極を持ったチップをその上から搭載し半田接合と樹
脂封止を同時に行う方法が考案された（米国特許US 5,
128,746）。この場合、半田を回路基板に接合させるた
めに、熱硬化製樹脂、硬化剤からなる樹脂組成物にフラ
ックス作用を有する成分を添加することが特徴である。
しかし、フラックス作用を有する物質として、酸性度の
強いカルボン酸が例示されており、封止樹脂に添加する
場合はイオン性不純物または電気伝導性が増加する恐れ
があり、特に吸湿処理したときの封止材料の絶縁性に問
題を起こす可能性があった。
【０００６】上記問題点を解決するために、硬化剤とフ
ラックス活性を同時に有する化合物を用いることにより
フラックス活性物質を最終的に熱硬化マトリックスの中
に取り込み、信頼性の高い半導体素子を得る方法が検討
されている。その中で１分子あたり少なくとも２個以上
のフェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以
上のカルボン酸基を有する化合物はフラックス活性を有
し、且つ硬化剤としての役割を示すことが見出されてい
る。しかし、化合物は一般に高融点の結晶物であるた
め、エポキシ樹脂と該硬化剤の反応は硬化剤の溶融と共
に急激に進行する。従って、硬化物の分散状態、粒度分
布のばらつきにより溶融の開始が不均一になり、その結
果硬化収縮の速度の違いによると考えられるひけが起こ
りやすく、結果としてその引けが空隙になるという問題
があった。
ラックス活性を同時に有する化合物を用いることにより
フラックス活性物質を最終的に熱硬化マトリックスの中
に取り込み、信頼性の高い半導体素子を得る方法が検討
されている。その中で１分子あたり少なくとも２個以上
のフェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以
上のカルボン酸基を有する化合物はフラックス活性を有
し、且つ硬化剤としての役割を示すことが見出されてい
る。しかし、化合物は一般に高融点の結晶物であるた
め、エポキシ樹脂と該硬化剤の反応は硬化剤の溶融と共
に急激に進行する。従って、硬化物の分散状態、粒度分
布のばらつきにより溶融の開始が不均一になり、その結
果硬化収縮の速度の違いによると考えられるひけが起こ
りやすく、結果としてその引けが空隙になるという問題
があった。
【０００７】また結晶性硬化剤は結晶中または結晶が凝
集したものの間に揮発分が含有していることが多く、硬
化中に結晶が融解する際揮発成分が生じ、ボイドの原因
になることがあった。これらの問題は硬化剤粒径を３０
μｍ以下にすることで、エポキシ樹脂との均一性や分散
状態を向上させることで解決することは見いだせたが、
硬化剤の融点が高くなるとそれだけエポキシ樹脂への分
散性や均一性が低下する為、完全に解決できないという
問題があった。
集したものの間に揮発分が含有していることが多く、硬
化中に結晶が融解する際揮発成分が生じ、ボイドの原因
になることがあった。これらの問題は硬化剤粒径を３０
μｍ以下にすることで、エポキシ樹脂との均一性や分散
状態を向上させることで解決することは見いだせたが、
硬化剤の融点が高くなるとそれだけエポキシ樹脂への分
散性や均一性が低下する為、完全に解決できないという
問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液状
樹脂組成物を用いて半導体チップ、特に回路面に突起電
極を有する半導体チップを封止するエリア実装法におい
て、従来と同様に電気絶縁性に優れ、封止時間が短く、
また本液状樹脂材料組成物において、硬化剤の種類によ
らずそのプロセス中に発生しうるボイドや樹脂のひけを
抑えることができる樹脂組成物とその製造方法である。
樹脂組成物を用いて半導体チップ、特に回路面に突起電
極を有する半導体チップを封止するエリア実装法におい
て、従来と同様に電気絶縁性に優れ、封止時間が短く、
また本液状樹脂材料組成物において、硬化剤の種類によ
らずそのプロセス中に発生しうるボイドや樹脂のひけを
抑えることができる樹脂組成物とその製造方法である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの問題
を解決する為鋭意検討した結果、（Ａ）２個以上のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）フラックス作用を
有し、１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール性
水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上のカルボン酸
基を有する化合物、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カルボキ
シル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムからなる液
状樹脂組成物である。更に好ましい形態としては、
（Ｂ）フラックス作用を有し、１分子あたり少なくとも
２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少なくと
も１個以上のカルボン酸基を有する化合物の粒径または
長さが３０μｍ以下である液状樹脂組成物である。ま
た、液状樹脂組成物がエリア実装方式に使用される液状
樹脂組成物であり、上記の液状樹脂組成物を用いて製造
された半導体装置である。
を解決する為鋭意検討した結果、（Ａ）２個以上のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）フラックス作用を
有し、１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール性
水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上のカルボン酸
基を有する化合物、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カルボキ
シル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムからなる液
状樹脂組成物である。更に好ましい形態としては、
（Ｂ）フラックス作用を有し、１分子あたり少なくとも
２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少なくと
も１個以上のカルボン酸基を有する化合物の粒径または
長さが３０μｍ以下である液状樹脂組成物である。ま
た、液状樹脂組成物がエリア実装方式に使用される液状
樹脂組成物であり、上記の液状樹脂組成物を用いて製造
された半導体装置である。
【００１０】また、回路基板に、回路面に突起電極が具
備された半導体チップを接合するエリア実装法におい
て、回路基板または半導体チップの回路面（突起電極形
成面）に、上記の液状樹脂組成物を塗布し、電極が電気
接合されるように回路基板と半導体チップとを位置合わ
せした後、加熱することによって上記突起電極と回路基
板を電気的に接合し、樹脂を硬化させて製造する半導体
装置の製造方法である。
備された半導体チップを接合するエリア実装法におい
て、回路基板または半導体チップの回路面（突起電極形
成面）に、上記の液状樹脂組成物を塗布し、電極が電気
接合されるように回路基板と半導体チップとを位置合わ
せした後、加熱することによって上記突起電極と回路基
板を電気的に接合し、樹脂を硬化させて製造する半導体
装置の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。本発明
で用いられるエポキシ樹脂は、平均エポキシ当量が２以
上であれば、既存のビスフェノール系ジグリシジルエー
テル類、またそれらの水素添加反応により芳香環を飽和
炭化水素化したもの、フェノールノボラックとエピクロ
ールヒドリンとの反応で得られるグリシジルエーテルで
常温で液状のもの等、またはそれらを混合したものが挙
げられる。またこれらの液状樹脂にジヒドロキシナフタ
レンのジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェノー
ルのジグリシジルエーテル等の結晶性のエポキシ樹脂を
混合し、液状にしたものを使用することもできる。ま
た、用途によっては高信頼性を付与する為、絶縁フィラ
ーを添加する場合もある。
で用いられるエポキシ樹脂は、平均エポキシ当量が２以
上であれば、既存のビスフェノール系ジグリシジルエー
テル類、またそれらの水素添加反応により芳香環を飽和
炭化水素化したもの、フェノールノボラックとエピクロ
ールヒドリンとの反応で得られるグリシジルエーテルで
常温で液状のもの等、またはそれらを混合したものが挙
げられる。またこれらの液状樹脂にジヒドロキシナフタ
レンのジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェノー
ルのジグリシジルエーテル等の結晶性のエポキシ樹脂を
混合し、液状にしたものを使用することもできる。ま
た、用途によっては高信頼性を付与する為、絶縁フィラ
ーを添加する場合もある。
【００１２】次に本発明に用いられる１分子あたり少な
くとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少
なくとも１個以上の芳香族カルボン酸を有する化合物の
例としては、例えば、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、
２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，５−ジヒドロキシ
安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジ
ヒドロキシ安息香酸、没食子酸、１，４−ジヒドロキシ
−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフト
エ酸、フェノールフタリン、ジフェノール酸等がある。
この硬化剤としての１分子あたり少なくとも２個以上の
フェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上
の芳香族カルボン酸を有する化合物はフラックス作用が
あり、エリア実装方式の樹脂封止用のエポキシ樹脂の硬
化剤として好ましい。これらの化合物は単独または複数
添加して用いることができる。
くとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少
なくとも１個以上の芳香族カルボン酸を有する化合物の
例としては、例えば、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、
２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，５−ジヒドロキシ
安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジ
ヒドロキシ安息香酸、没食子酸、１，４−ジヒドロキシ
−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフト
エ酸、フェノールフタリン、ジフェノール酸等がある。
この硬化剤としての１分子あたり少なくとも２個以上の
フェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上
の芳香族カルボン酸を有する化合物はフラックス作用が
あり、エリア実装方式の樹脂封止用のエポキシ樹脂の硬
化剤として好ましい。これらの化合物は単独または複数
添加して用いることができる。
【００１３】ここで、フラックス作用とは通常用いられ
ているようなフラックス剤と同様に、金属酸化膜を還元
し、その酸化膜を除去しうる性質を示す。またこれらの
硬化剤はいずれも結晶性であり、その最大粒径または最
大長さは３０μｍ以下であることが好ましい。３０μｍ
より大きいと結晶中に取り込まれた揮発分または結晶凝
集物内に取り込まれた揮発分の量が多くなり、硬化中の
急激な温度上昇により揮発分がボイドとなってしまった
り、分散度が低下し、硬化物のむらが生成し、そこから
ひけを生じてしまう可能性があるからである。
ているようなフラックス剤と同様に、金属酸化膜を還元
し、その酸化膜を除去しうる性質を示す。またこれらの
硬化剤はいずれも結晶性であり、その最大粒径または最
大長さは３０μｍ以下であることが好ましい。３０μｍ
より大きいと結晶中に取り込まれた揮発分または結晶凝
集物内に取り込まれた揮発分の量が多くなり、硬化中の
急激な温度上昇により揮発分がボイドとなってしまった
り、分散度が低下し、硬化物のむらが生成し、そこから
ひけを生じてしまう可能性があるからである。
【００１４】１分子あたり少なくとも２個以上のフェノ
ール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香
族カルボン酸を有する化合物の添加量は、エポキシ樹脂
に対し５〜６０重量％、好ましくは５〜５０重量％であ
る。この範囲より少ない場合は、架橋密度が減少し、特
に接着強度が低下するという問題が起こる。またこの範
囲より多い場合はカルボン酸が遊離するおそれがあるの
で好ましくない。
ール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香
族カルボン酸を有する化合物の添加量は、エポキシ樹脂
に対し５〜６０重量％、好ましくは５〜５０重量％であ
る。この範囲より少ない場合は、架橋密度が減少し、特
に接着強度が低下するという問題が起こる。またこの範
囲より多い場合はカルボン酸が遊離するおそれがあるの
で好ましくない。
【００１５】本発明の効果を損なわない範囲で本発明の
１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール性水酸基
と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香族カルボン酸
を有する化合物以外の硬化剤を添加することも可能であ
る。その例としては、フェノールノボラック樹脂、オル
ソクレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂、各種
２官能以上のフェノール化合物、及びイミダゾール、ジ
アザ化合物、ヒドラジッド化合物、ジシアンジアミド等
のアミン系化合物等が挙げられる。その添加量は全硬化
剤中５０重量％以下であることが好ましい。これを上回
るとフラックス作用の効果が減少する。
１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール性水酸基
と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香族カルボン酸
を有する化合物以外の硬化剤を添加することも可能であ
る。その例としては、フェノールノボラック樹脂、オル
ソクレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂、各種
２官能以上のフェノール化合物、及びイミダゾール、ジ
アザ化合物、ヒドラジッド化合物、ジシアンジアミド等
のアミン系化合物等が挙げられる。その添加量は全硬化
剤中５０重量％以下であることが好ましい。これを上回
るとフラックス作用の効果が減少する。
【００１６】本発明で用いる硬化促進剤としては、一般
的にエポキシ樹脂の硬化促進剤として用いられるもので
あり、例えば、イミダゾール類、リン化合物、ジアザ化
合物、第三級アミン等をあげることができる。
的にエポキシ樹脂の硬化促進剤として用いられるもので
あり、例えば、イミダゾール類、リン化合物、ジアザ化
合物、第三級アミン等をあげることができる。
【００１７】本発明の効果を損なわない範囲で絶縁フィ
ラーを用いることができる。その絶縁フィラーの例とし
ては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、窒化アルミ
等がが挙げられる。用途によりこれらを複数混合しても
よいが、信頼性、コストの点でシリカが好ましい。その
添加量は特に制限がないが、 封止樹脂としての特性
（耐湿性、作業性等）を保つため液状封止樹脂組成物の
８０重量％以下であることが好ましい。より好ましくは
５０重量％以下である。８０重量％を超えると、接合の
際、絶縁性のフィラーが半導体素子の突起電極と回路板
電極との接合を妨げる可能性がある。またフィラーの形
状は球状であることが好ましい。いわゆる破砕型フィラ
ーの場合はその鋭利な面により半導体素子表面の回路を
破壊する恐れがあるからである。
ラーを用いることができる。その絶縁フィラーの例とし
ては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、窒化アルミ
等がが挙げられる。用途によりこれらを複数混合しても
よいが、信頼性、コストの点でシリカが好ましい。その
添加量は特に制限がないが、 封止樹脂としての特性
（耐湿性、作業性等）を保つため液状封止樹脂組成物の
８０重量％以下であることが好ましい。より好ましくは
５０重量％以下である。８０重量％を超えると、接合の
際、絶縁性のフィラーが半導体素子の突起電極と回路板
電極との接合を妨げる可能性がある。またフィラーの形
状は球状であることが好ましい。いわゆる破砕型フィラ
ーの場合はその鋭利な面により半導体素子表面の回路を
破壊する恐れがあるからである。
【００１８】本発明で用いられるカルボキシル基末端ア
クリルニトリルゴムは、エポキシ樹脂に対して添加量と
して１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％であ
る。１重量％より少ないと、硬化剤の溶解性向上の効果
が期待できない。また、２０重量％より多いと架橋密度
を下げ熱的性質の低下を導くなどの懸念点があるからで
ある。
クリルニトリルゴムは、エポキシ樹脂に対して添加量と
して１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％であ
る。１重量％より少ないと、硬化剤の溶解性向上の効果
が期待できない。また、２０重量％より多いと架橋密度
を下げ熱的性質の低下を導くなどの懸念点があるからで
ある。
【００１９】本発明の液状封止樹脂組成物は、前記液状
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー以外
に、必要に応じて反応性希釈材、顔料、染料、レベリン
グ剤、消泡剤、カップリング材等の添加剤を混合し、真
空脱泡することにより製造することができる。
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー以外
に、必要に応じて反応性希釈材、顔料、染料、レベリン
グ剤、消泡剤、カップリング材等の添加剤を混合し、真
空脱泡することにより製造することができる。
【００２０】本発明の液状封止樹脂組成物を用いて、フ
リップチップ、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）
等の半導体素子を封止することが出来る。本発明の液状
封止樹脂組成物ではフラックスを添加せず、例えば、直
接回路基板に本発明の樹脂を塗布し、はんだ電極を持っ
たチップをその上から搭載して加熱硬化することにより
半田接合と樹脂封止を同時に行うことが可能である。ま
た、チップの上に本発明による樹脂を塗布し、回路基板
の上に搭載して半田接合と樹脂封止を同時に行うことも
可能である。
リップチップ、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）
等の半導体素子を封止することが出来る。本発明の液状
封止樹脂組成物ではフラックスを添加せず、例えば、直
接回路基板に本発明の樹脂を塗布し、はんだ電極を持っ
たチップをその上から搭載して加熱硬化することにより
半田接合と樹脂封止を同時に行うことが可能である。ま
た、チップの上に本発明による樹脂を塗布し、回路基板
の上に搭載して半田接合と樹脂封止を同時に行うことも
可能である。
【００２１】半導体素子の製造及び半導体装置のその他
の製造工程は従来の公知の方法を用いることが出来る。
の製造工程は従来の公知の方法を用いることが出来る。
【００２２】
【実施例】＜実施例１−５、比較例１−６＞表１の処方
に従って秤量し、ミキサーにて混練し、真空脱泡後、液
状樹脂組成物を作製した。次に特性を把握するため以下
の代用特性を評価した。
に従って秤量し、ミキサーにて混練し、真空脱泡後、液
状樹脂組成物を作製した。次に特性を把握するため以下
の代用特性を評価した。
【００２３】（１）常態粘度：２５℃において東機産業
（株）製Ｅ型粘度計で初期粘度（コーン回転数２．５ｒ
ｐｍ）及び２５℃における０．５ｒｐｍ/２．５ｒｐｍ
という比をチキソ比とした。 （２）ボイド評価：通常で使用されているプロセスを模
倣する為に、ガラススライド上に適当量（約０．３ｍ
ｇ）の上記によって得られた液状樹脂組成物をディスペ
ンスし、１０Ｘ１０ｍｍ□のバンプ（バンプ数９００）
付きチップを澁谷工業製フリップチップボンダーにてバ
ンプ側を下向きにマウントした。その後、リフロー（ピ
ーク温度２１５℃）を用いて通常ＰＫＧ実装の接合状態
と同じように熱履歴をかけた後、１５０℃/２ｈｒの条
件で後硬化した後、ボイドの発生具合を顕微鏡にて観察
した。
（株）製Ｅ型粘度計で初期粘度（コーン回転数２．５ｒ
ｐｍ）及び２５℃における０．５ｒｐｍ/２．５ｒｐｍ
という比をチキソ比とした。 （２）ボイド評価：通常で使用されているプロセスを模
倣する為に、ガラススライド上に適当量（約０．３ｍ
ｇ）の上記によって得られた液状樹脂組成物をディスペ
ンスし、１０Ｘ１０ｍｍ□のバンプ（バンプ数９００）
付きチップを澁谷工業製フリップチップボンダーにてバ
ンプ側を下向きにマウントした。その後、リフロー（ピ
ーク温度２１５℃）を用いて通常ＰＫＧ実装の接合状態
と同じように熱履歴をかけた後、１５０℃/２ｈｒの条
件で後硬化した後、ボイドの発生具合を顕微鏡にて観察
した。
【００２４】上記の測定結果を表１に示す。
実施例に用いた原材料の内容は下記のとおりである。
・ビスＦ型エポキシ樹脂：粘度；２，０００ｍＰａ・ｓ
（２５℃） ・アクリロニトリルゴム： 宇部興産製カルボキシル基末端アクリロニトリルゴム
（ＣＴＢＮ） 宇部興産製ビニル基末端アクリロニトリルゴム（ＶＴＢ
Ｎ） ・硬化促進剤：ジアザビシクロウンデセン（DBU）
（２５℃） ・アクリロニトリルゴム： 宇部興産製カルボキシル基末端アクリロニトリルゴム
（ＣＴＢＮ） 宇部興産製ビニル基末端アクリロニトリルゴム（ＶＴＢ
Ｎ） ・硬化促進剤：ジアザビシクロウンデセン（DBU）
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示したように、実施例１−５では、
使用する１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール
性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香族カ
ルボン酸を有する化合物の種類や、フィラーの有無に関
係なく、ボイド性に関して良好であることが確認でき
る。これは樹脂組成物のなじみ性と同様に均一性が増
し、本樹脂系特有の樹脂ひけのような現象が抑えられた
からだと考えられる。ＣＴＢＮは一方の末端がカルボキ
シル基で、これが１分子あたり少なくとも２個以上のフ
ェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の
芳香族カルボン酸を有する化合物との分散性を向上さ
せ、またＣＴＢＮ自体が液状であることからエポキシ樹
脂とも良好に相溶するため、樹脂組成物全体としてのな
じみ性が向上したためと推測される。一方、比較例１−
４及び６では、本樹脂材料組成物系特有の樹脂ひけが発
生した為か、リフローや後硬化を施した後、バンプ周り
にボイドのような空隙が見られた。これはＣＴＢＮが添
加されていないこと、又はその添加量が少ないことで相
溶性の効果が発現しなかったことによると考えられる。
比較例５ではＣＴＢＮと構造が類似したＶＴＢＮを同量
添加しているが、カルボキシル基末端の場合のように、
ボイド性が向上しなかった。これはビニル基自体がエポ
キシと同様、本樹脂系で用いている１分子あたり少なく
とも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少な
くとも１個以上の芳香族カルボン酸を有する化合物と相
溶性が劣る為、熱履歴後に樹脂ひけが発生し、空隙が生
じたのではないかと推測される。以上の結果から、本樹
脂系における熱履歴後のボイドを抑える為には、カルボ
キシル基末端のアクリロニトリルゴムを用いることで有
意義に改善されることが見いだされた。
使用する１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール
性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香族カ
ルボン酸を有する化合物の種類や、フィラーの有無に関
係なく、ボイド性に関して良好であることが確認でき
る。これは樹脂組成物のなじみ性と同様に均一性が増
し、本樹脂系特有の樹脂ひけのような現象が抑えられた
からだと考えられる。ＣＴＢＮは一方の末端がカルボキ
シル基で、これが１分子あたり少なくとも２個以上のフ
ェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の
芳香族カルボン酸を有する化合物との分散性を向上さ
せ、またＣＴＢＮ自体が液状であることからエポキシ樹
脂とも良好に相溶するため、樹脂組成物全体としてのな
じみ性が向上したためと推測される。一方、比較例１−
４及び６では、本樹脂材料組成物系特有の樹脂ひけが発
生した為か、リフローや後硬化を施した後、バンプ周り
にボイドのような空隙が見られた。これはＣＴＢＮが添
加されていないこと、又はその添加量が少ないことで相
溶性の効果が発現しなかったことによると考えられる。
比較例５ではＣＴＢＮと構造が類似したＶＴＢＮを同量
添加しているが、カルボキシル基末端の場合のように、
ボイド性が向上しなかった。これはビニル基自体がエポ
キシと同様、本樹脂系で用いている１分子あたり少なく
とも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少な
くとも１個以上の芳香族カルボン酸を有する化合物と相
溶性が劣る為、熱履歴後に樹脂ひけが発生し、空隙が生
じたのではないかと推測される。以上の結果から、本樹
脂系における熱履歴後のボイドを抑える為には、カルボ
キシル基末端のアクリロニトリルゴムを用いることで有
意義に改善されることが見いだされた。
【００２７】
【発明の効果】本発明に従うとエリア実装素子を回路基
板に直接実装することができ、封止プロセスの短縮化と
ともに、ボイド性が良好な封止樹脂を提供でき、パッケ
ージとしての信頼性も向上する。
板に直接実装することができ、封止プロセスの短縮化と
ともに、ボイド性が良好な封止樹脂を提供でき、パッケ
ージとしての信頼性も向上する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 23/31
Ｆターム(参考） 4J002 AC072 AC112 CD041 CD051
CD061 EJ026 EN007 EU117
EW137 FD146 FD157 GQ01
GQ05
4J036 AA01 AA02 AC01 AD01 AF06
DB06 DB11 DC01 DC41 DC46
DD07 FB03 FB05 JA07 KA01
4M109 AA01 BA04 CA05 EA03 EB03
EB04 EB09 EC07 EC20
5F061 AA01 BA03 CA05 DE03
Claims (6)
- 【請求項１】 （Ａ）２個以上のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂、（Ｂ）フラックス作用を有し、１分子あた
り少なくとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当
たり少なくとも１個以上のカルボン酸基を有する化合
物、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カルボキシル基末端ブタ
ジエンアクリロニトリルゴムからなることを特徴とする
液状樹脂組成物。 - 【請求項２】 （Ｂ）フラックス作用を有し、１分子あ
たり少なくとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子
当たり少なくとも１個以上のカルボン酸基を有する化合
物の粒径または長さが３０μｍ以下である請求項１記載
の液状樹脂組成物。 - 【請求項３】 液状樹脂組成物がエリア実装方式に使用
される請求項１記載の液状樹脂組成物。 - 【請求項４】 回路基板に、回路面に突起電極が具備さ
れた半導体チップを接合するエリア実装法において、回
路基板または半導体チップの回路面（突起電極形成面）
に、請求項１または２記載の液状樹脂組成物を塗布し、
電極が電気接合されるように回路基板と半導体チップと
を位置合わせした後、加熱することによって上記突起電
極と回路基板を電気的に接合し、樹脂を硬化させて製造
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載の液状樹脂組成物を
用いて製造された半導体装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の半導体装置の製造方法を
用いて製造された半導体装置。
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| WO2009117476A3 (en) * | 2008-03-19 | 2009-11-19 | Henkel Corporation | Method of fabricating a semiconductor package or circuit assembly using a fluxing underfill composition applied to solder contact points in a dip process |
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2001
- 2001-10-29 JP JP2001330178A patent/JP3891550B2/ja not_active Expired - Fee Related
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