JP2005206665A

JP2005206665A - シート状半導体封止用樹脂組成物

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Publication number: JP2005206665A
Application number: JP2004013405A
Authority: JP
Inventors: Koji Noro; 弘司野呂
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: JP4417122B2

Abstract

【課題】フリップチップ実装に好適に使用される、パターン認識可能な透過率を保持し、優れた作業性が得られ、樹脂封止後の優れた電気接続信頼性をもたらすシート状半導体封止用樹脂組成物、ならびに該組成物を用いて樹脂封止された半導体装置を提供すること
【解決手段】８０℃で測定される粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下であり、（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、ならびに（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子を含有してなるシート状半導体封止用樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体装置において配線回路基板と半導体素子との間の空隙を封止するためのシート状半導体封止用樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物という場合がある）およびそのシート状半導体封止用樹脂組成物で封止されてなる半導体装置に関するものである。

最近の半導体デバイスの高機能化、軽薄短小化に伴う要求として、半導体素子をフェイスダウン構造で配線回路基板に搭載するフリップチップ実装がある。一般にフリップチップ実装においては、半導体素子を保護するために半導体素子と配線回路基板の空隙を熱硬化性樹脂組成物で封止している。

従来のフリップチップ実装の製造方式はウエハ上にパターンを作製し、バンプを形成した後、個々の半導体素子に切断し、半導体素子の配線回路基板への搭載と樹脂封止を行っていた。これに対し、半導体装置の生産性の向上を図るためウエハ上にパターンを作製し、バンプを形成後、接着剤（樹脂組成物）をパターン面に供給した後に個々の半導体素子に切断し半導体素子をフェイスダウン構造で、配線回路基板に搭載する方式（以下、ウエハレベルフリップチップ実装方式と称す）が求められている（例えば、特許文献１参照）。このようなウエハレベルフリップチップ実装方式では熱硬化性樹脂組成物をパターン面に供給した後に個々の半導体素子に切断し半導体素子を回路基板に搭載することから、熱硬化性樹脂組成物はパターン認識可能な透過率を保持する必要がある。一方、フリップチップパッケージの接続部分を封止する熱硬化性樹脂組成物において、一般に有機樹脂組成物に対し無機充填剤を含有させることにより熱膨張係数あるいは吸水率を下げ、半導体装置の耐冷熱サイクル特性や耐ハンダ性を満足させている（例えば、特許文献２参照）。

特開平２００１−１４４１２０号公報特開平２００３−１３８１００号公報

しかしながら、従来から用いられている無機充填剤では、粒子サイズが可視領域における光の波長よりも大きいので、無機充填剤を含有する樹脂組成物において、パターン認識可能な透過率を保持するのは困難である。また、パターン認識可能な透過率を保持するために、単に粒子サイズの小さな無機充填剤を樹脂組成物に含有させただけでは、無機充填剤の嵩密度が高すぎるため、樹脂組成物との相溶性がわるく、粘度が高くなり、ウエハ上に供給できないという問題が発生する。あるいは、パターン認識可能な透過率を保持するために、樹脂組成物中の無機充填剤の含有量を低下させると、樹脂組成物の熱膨張係数あるいは吸水率が上昇し、半導体装置において充分な耐冷熱サイクル特性や耐ハンダ性が得られないという問題が発生する。

従って、本発明は、フリップチップ実装に好適に使用される、パターン認識可能な透過率を保持し、優れた作業性が得られ、樹脂封止後の優れた電気接続信頼性をもたらすシート状半導体封止用樹脂組成物、ならびに該組成物を用いて樹脂封止された半導体装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、
（１）８０℃で測定される粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下であり、
（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、ならびに
（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子
を含有してなるシート状半導体封止用樹脂組成物、
（２）前記シリカ粒子が前記エポキシ樹脂に分散されていることを特徴とする前記（１）記載の半導体封止用樹脂組成物、
（３）波長６５０ｎｍにおいて３０％以上の透過率を有する前記（１）または（２）記載の半導体封止用樹脂組成物、
（４）半導体封止用樹脂組成物の硬化物のＴｇの温度で測定される熱膨張係数が７０×１０^−６／Ｋ以下である前記（１）〜（３）いずれか記載の半導体封止用樹脂組成物、ならびに
（５）前記（１）〜（４）いずれか記載の半導体封止用樹脂組成物により封止されてなる半導体装置
に関する。

本発明によれば、パターン認識可能な透過率を保持し、作業性に優れるシート状半導体封止用樹脂組成物が提供される。さらに、かかる半導体封止性樹脂組成物を用いて封止することにより、電気接続信頼性に優れた半導体装置が提供される。

本発明のシート状半導体封止用樹脂組成物は、８０℃で測定される粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下であり、
（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、ならびに
（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子
を含有することに１つの大きな特徴を有する。

ウエハレベルフリップチップ実装方式においては、封止用樹脂をウエハのパターン面に供給した後に個々の半導体素子に切断して、半導体素子を回路基板に搭載する。本発明のシート状半導体封止用樹脂組成物は、該樹脂組成物中に含まれるシリカ粒子の粒子サイズが可視領域における光の波長よりも小さいので、パターン認識可能な透過率を保持する。そのため、この樹脂組成物をパターン面に提供することにより、ウエハを容易に個別チップに切断でき、樹脂封止後には、優れた電気接続性を有する半導体装置を製造することができる。

本明細書において、「半導体回路面」および「パターン面」；「切断」および「ダイシング」；ならびに「チップ」、「半導体チップ」および「半導体素子」は、それぞれ互いに同意義で使用される。また、本明細書において、本発明の樹脂組成物を熱硬化させたものを硬化体という。

本発明の樹脂組成物に含有される１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、好ましくは、少なくとも５０℃以下において液状であれば特に限定されず、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは単独で使用されてもよく、あるいは、２種以上併用されてもよい。

上記エポキシ樹脂は、樹脂組成物の硬化体の機械的強度およびガラス転移温度（Ｔｇ）の制御の容易性の観点から、一般にエポキシ当量が９０〜１０００ｇ／ｅｑ、より好ましくは１００〜５００ｇ／ｅｑのものが好ましい。樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、耐熱性および耐湿性の向上の観点から、５〜９０重量％が好ましく、１０〜８０重量％がより好ましい。

本発明の樹脂組成物に含有される硬化剤としては、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであれば特に限定されず、各種の硬化剤が用いられる。耐湿信頼性に優れる点で、フェノール系硬化剤が一般に用いられるが、各種酸無水物系硬化剤、芳香族アミン類、ジシアンジアミド、ヒドラジド、ベンゾオキサジン環化合物などを使用することもできる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。

フェノール系硬化剤としては、例えば、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン環型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール、シリコン変性フェノールノボラック樹脂などが挙げられる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。

上記エポキシ樹脂と硬化剤との配合割合は、硬化剤としてフェノール系硬化剤を用いる場合、硬化性、耐熱性、耐湿信頼性の確保の観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ当量１ｇ／ｅｑに対して、通常、フェノール系硬化剤における反応性の水酸基当量が好ましくは０．５〜１．５ｇ／ｅｑ、より好ましくは０．７〜１．２ｇ／ｅｑとなるような割合であるのが好ましい。なお、フェノール系硬化剤以外の硬化剤を使用する場合においても、その配合割合は、フェノール系硬化剤を用いる場合の配合割合（当量比）に準じればよい。

本発明の樹脂組成物に含有されるシリカ粒子の平均粒径ｄｍａｘは、３〜５０ｎｍであり、ハンダ接合性や透明性の確保の観点から、好ましくは８〜３０ｎｍである。さらに、半値幅は平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下である。さらに、シリカ粒子は真球度の高いものが好ましい。

なお、本明細書において透過率とは、パターン認識可能な程度であれば、特に限定されるものではないが、例えば、分光光度計（島津製作所社製：ＵＶ３１０１）を用いた波長６５０ｎｍでの透過率をいい、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上である。

ここで、平均粒径ｄｍａｘとは、中性子小角散乱法により測定される場合の、粒子直径に対してその粒子の容量割合がプロットされる粒度分布曲線において、最大容量を有する粒子の直径をいう。また、半値幅とは、粒度分布曲線のピークｄｍａｘの半分の高さに位置する分布曲線の幅をいう。この半値幅が小さいことは、粒度分布がシャープであることを意味する。かかる特徴を有するシリカ粒子を本発明の樹脂組成物に用いることで、比較的高い添加量においても低粘度の樹脂組成物を得ることができる。

樹脂組成物中のシリカ粒子の含有量は、流動性の確保および接続信頼性の向上の観点から、好ましくは１０〜６５重量％、より好ましくは２０〜６０重量％である。

また、本発明の樹脂組成物には、所望により、以下のようなその他の成分を含んでいても良い。

例えば、本発明の樹脂組成物には、所望により熱可塑性樹脂を加えることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル酸アルキルエステル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、水添アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、エポキシ変性スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂組成物のシート化が可能であれば特に限定されないが、ウエハ貼り合わせ性、切断加工性、チップ実装性の確保の観点から、好ましくは１〜５０重量％、より好ましくは３〜３０重量％である。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。

さらに、本発明の樹脂組成物には、所望により硬化促進剤を加えることができる。硬化促進剤としては、アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、ホウ素系効果促進剤、リン−ホウ素系硬化促進剤などが挙げられる。また、該潜在性硬化促進剤をマイクロカプセルに封入したものからなるマイクロカプセル型硬化促進剤（例えば、特開２０００−３０９６８２号公報を参照のこと）はより好適に用いられる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。硬化促進剤の含有量は、所望の硬化速度が得られ、かつハンダ付け性および密着性を低下させないような割合で、適宜設定すればよい。設定方法としては、例えば、種々の量の硬化促進剤を含有する樹脂組成物の熱板上でのゲル化時間（硬化速度の指標）を測定し、所望のゲル化時間が得られた量をその含有量とする方法が挙げられる。一般に、硬化剤１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜２０重量部、より好ましくは０．０５〜１０重量部である。

さらに、本発明の樹脂組成物には、所望によりハンダ接合助剤を加えることができる。ハンダ接合助剤としては、従来から用いられているものであれば特に限定されず、酢酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アクリル酸、イソシアヌル酸、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴムなどの有機カルボン酸類などが挙げられる。ハンダ接合助剤としてはまた、ハンダ接続性およびエポキシ樹脂との相溶性の向上の観点から、該有機カルボン酸類とビニルエーテル化合物とのエステル結合体が用いられる。該ビニルエーテル化合物としては、ブチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などを有するビニルエーテル類が挙げられる。このようなエステル結合体をハンダ接合助剤として用いることにより、半導体実装プロセス中においてハンダ付け機能を発揮した後、エポキシ樹脂と反応しうるため、ハンダ接合助剤および硬化剤の特性を兼ね備えた材料として好適に使用される。

樹脂組成物中のハンダ接合助剤の含有量は、ハンダ接合性や硬化体強度の確保の観点から、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．３〜１０重量％、さらに好ましくは０．５〜５重量％である。

また、樹脂組成物には、低応力化の観点から、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、表面調整剤、酸化防止剤、粘着付与剤、シリコンオイルおよびシリコンゴム、合成ゴム反応性希釈剤など、または、耐湿信頼性の向上の観点から、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマスのイオントラップ剤などを加えてもよい。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。これらの添加剤の含有量は、各添加剤の所望の効果が得られる範囲で適宜調整すればよい。

本発明の樹脂組成物は、例えば以下のようにして製造することができる。該組成物は、通常、使用の利便性を考慮し、剥離シート（例えば、ポリエステルフィルム）の上にシート状組成物として形成される。すなわち、まず、分散の均一性および粘度上昇の抑制の観点から、所定量のエポキシ樹脂に所定量のシリカ粒子を分散させた後、減圧乾燥してエポキシ樹脂とシリカ粒子の混合物（本明細書において、シリカ分散エポキシ樹脂という場合がある）を得る。このとき、完全に脱水するために水と共沸化合物を形成する溶剤を混合してもよい。このような溶剤の例としては、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどが挙げられる。なお、分散とは、媒質中に固形分粒子の凝集に由来するゲル状物が実質的に存在しない状態をいう。

このようなシリカ分散エポキシ樹脂としては、例えばＨａｎｓｅ社製のＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４３、ＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４０などが挙げられる。

次に、シリカ分散エポキシ樹脂、硬化剤、および所望によりその他の成分を所定量配合し、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどの有機溶剤に混合溶解し、この混合溶液を、所定の剥離シート（例えば、ポリエステルフィルム）の上に塗布する。つぎに、該シートを８０〜１６０℃程度での乾燥工程に供し、有機溶剤を除去することにより、剥離シート上にシート状の樹脂組成物を製造する。また、シリカ分散エポキシ樹脂、硬化剤、および所望によりその他の成分を所定量配合し、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどの有機溶剤に混合溶解し、この混合溶液を離型処理（例えば、シリコン処理）したポリエステルフィルムなどの基材フィルム上に塗布する。つぎに、該基材フィルムを８０〜１６０℃程度での乾燥工程に供し、該基材フィルム上にシート状の樹脂組成物を製造した後に、ロールラミネーターを用いて所定の剥離シートと貼り合わせ、かかるシートから基材フィルムのみを除去することにより剥離シートの上にシート状の樹脂組成物を製造しても良い。なお、前記溶液の剥離シートまたは基材シート上への塗布は、得られるフィルムの厚さが１０〜２００μｍとなるように行うのが好ましい。

以上のようにして調製された本発明の樹脂組成物は、８０℃における粘度が、１００００Ｐａ・ｓ以下であり、ハンダ接合性および溶融時の流動性の確保の観点から、より好ましくは０．１〜５０００Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは１〜３０００Ｐａ・ｓである。

なお、上記樹脂組成物の粘度は、樹脂組成物１ｇについて、Ｅ型粘度計（ＨＡＡＫＥ社製：ＲＳ１）を用いて、プレートの直径を３５ｍｍ、ギャップを１００μｍ、および回転速度を１０（１／ｓ）に設定して８０℃にて測定する。

さらに、以上のようにして調製された本発明の樹脂組成物の硬化体のガラス転移温度（Ｔｇ）の温度で測定される熱膨張係数は、接合信頼性の確保の観点から、好ましくは７０×１０^−６／Ｋ以下であり、より好ましくは６０×１０^−６／Ｋ以下である。

なお、上記樹脂組成物の熱膨張係数は、樹脂組成物を、金型注形により１７０℃で２時間硬化を行い、５ｍｍφ×２０ｍｍの試験片を作製し、リガク社製ＭＪ８００ＧＭを用いて５℃／ｍｉｎの昇温速度で、Ｔｇの温度におけるその熱膨張係数を測定する。

本発明の樹脂組成物および剥離シートからなる樹脂シートの一例を図１に示す。かかる図では、剥離シート２の上に樹脂組成物１が積層されている。

次に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。本発明の半導体装置の製造方法は、その半導体回路面に本発明の樹脂組成物を含む樹脂シートを貼り合わせる工程、任意に、樹脂シートが貼られたバンプ付ウエハの裏面を研削する工程、樹脂組成物のみをウエハに残して剥離シートを除去（剥離）する工程、および個別チップに切断する工程を含む。図２〜６に、本発明の半導体装置の製造方法における各工程の一例を示す。以下においては、当該図を参照して説明する。

バンプ付ウエハの一例を図２に示す。かかる図では、ウエハ３上にバンプ４が形成されている。

本発明に用いられるウエハ３の材質としては、特に限定するものではないが、例えば、シリコンやガリウム−ヒ素などが挙げられる。

バンプ４としては、特に限定はされないが、例えば、ハンダによる低融点および高融点バンプ、錫バンプ、銀−錫バンプ、銀−錫−銅バンプ、金バンプ、銅バンプなどが挙げられる。

上記ウエハ３の半導体回路面に樹脂シート（図１に例示のもの）を貼り合わせた一例を図３に示す。かかる図では、ウエハ３の回路面と樹脂組成物１が接しており、バンプ４は、樹脂組成物１に埋め込まれている。

上記ウエハ３および樹脂シートの貼り合わせには、ロール式貼り合わせ装置や真空式貼り合わせ装置が用いられる。貼り合わせ温度は、ボイドの減少、ウエハ密着性の向上およびウエハ研削後の反り防止の観点から、好ましくは２５℃〜１００℃、より好ましくは４０℃〜８０℃である。また、貼り合わせ圧力は、貼り合わせ方式および貼り合わせ時間などにより適宜設定される。

上記樹脂シートを貼り合わせたウエハを所定の厚さが得られるように研削しても良い。ウエハの研削には、研削ステージを有する研削装置が特に限定なく、使用される。当該装置としては、ディスコ（株）製、「ＤＦＧ−８４０」などの公知の装置が挙げられる。また、研削条件も、特に限定はない。

ウエハの裏面（または研削面）にダイシングテープを貼り合わせたものの一例を図４に示す。かかる図では、樹脂シートから剥離シート２のみが除去され、ウエハ３の裏面にダイシングテープ５が貼り合わせられている。

剥離シートの除去は、例えば日東電工社製：ＨＲ−８５００−ＩＩを用いて行なわれる。

本発明に用いられるダイシングテープとしては、当該分野で通常使用されるものであれば特に限定されない。

ダイシングテープの貼り合わせ装置および条件としては、特に限定されず、公知の装置および条件が用いられる。

ウエハの切断（ダイシング）後のものの一例を図５に示す。かかる図では、樹脂組成物１が貼り合わされたウエハ３が、ダイシングテープ５に貼り合わされたまま個別チップ６に切断されている。

ウエハの切断は、特に限定されず、通常のダイシング装置を用いて行われる。

チップ搭載の一例を図６に示す。かかる図では、個別チップ６がダイシングテープから取り外され配線回路基板７上に搭載されている。ウエハ３と配線回路基板７との間は、樹脂組成物により樹脂封止されている。

配線回路基板７としては、特に限定されないが、大別してセラミック基板、プラスチック基板が挙げられる。プラスチック基板としては、例えば、エポキシ基板、ビスマレイミドトリアジン基板、ポリイミド基板などが挙げられる。

個別チップ６の配線回路基板７への搭載方法としては、まず個別チップ６は、ダイシングテープ５からピックアップして取り外され、チップトレイに収納されるか、またはフリップチップボンダーのチップ搭載ノズルへと搬送された後、バンプ接合形態により、個別チップ６を加熱と共に加圧して配線回路基板７へ搭載すると同時に電気接続を得る方法、加熱と加圧と超音波を用いて配線回路基板へ搭載すると同時に電気接続を得る方法、個別チップ６を配線回路基板７に搭載した後、ハンダリフローにより電気接続を得る方法などが挙げられる。

上記加熱温度は、個別チップ６および配線回路基板７の劣化の防止の観点から、５００℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましい。下限としては、１００℃程度である。上記加圧条件は、接続用電極部の個数などにも依存するが、９．８×１０^−３〜１．９６Ｎ／個が好ましく、１．９６×１０^−２〜９．８×１０^−１Ｎ／個がより好ましい。

以上の方法により、電気接続信頼性に優れた半導体装置が効率的に得られる。得られた半導体装置は、本発明に包含される。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はかかる実施例によりなんら限定されるものではない。

以下に実施例および比較例で用いた原料および部品をまとめて示す。

（１）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂として、
（ａ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１８５ｇ／ｅｑ）、または
（ｂ）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１５８ｇ／ｅｑ）
を用いた。

（２）硬化剤
硬化剤として、
（ａ）キシリレン型フェノール樹脂（水酸基当量：１７４ｇ／ｅｑ）、または
（ｂ）シリコン変性フェノールノボラック樹脂（水酸基当量：１３７ｇ／ｅｑ）
を用いた。

（３）硬化促進剤
硬化促進剤として、
（ａ）マイクロカプセル化トリフェニルホスフィン（シェル：ポリウレア、コア／シェル比＝５０／５０重量％）、または
（ｂ）マイクロカプセル化トリフェニルホスフィン（シェル：ポリウレア、コア／シェル比＝２０／８０重量％）
を用いた。

（４）熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂として、アクリロニトリルブタジエンゴム（ムーニー粘度：５０ＭＬ（１＋４）、結合アクリロニトリル量＝３０重量％）を用いた。

（５）ハンダ接合助剤
ハンダ接合助剤として、アジピン酸−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル重合体（酸当量：２６９ｇ／ｍｏｌ、分子量（Ｍｎ）＝１１００）を用いた。

（６）シリカ分散エポキシ樹脂
シリカ分散エポキシ樹脂として、
（ａ）シリカ分散エポキシ樹脂（エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；シリカ粒子径：平均粒径ｄｍａｘ＝１５ｎｍ、最大粒径＝４０ｎｍ、半値幅＝１０ｎｍ；シリカ濃度＝５０重量％；エポキシ当量＝３８０ｇ／ｅｑ；Ｈａｎｓｅ社製：ＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４３）、または
（ｂ）シリカ分散エポキシ樹脂（エポキシ樹脂：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂；シリカ粒子径：平均粒径ｄｍａｘ＝１５ｎｍ、最大粒径＝４０ｎｍ、半値幅＝１０ｎｍ；シリカ濃度＝６０重量％；エポキシ当量＝４２５ｇ／ｅｑ；Ｈａｎｓｅ社製：ＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４０）
を用いた。

（７）シリカ粒子
シリカ粒子として、
（ａ）シリカ分散溶液（平均粒径ｄｍａｘ＝１２ｎｍ、最大粒径＝４０ｎｍ、半値幅＝２０ｎｍ、溶媒：メチルエチルケトン、シリカ含量：１２重量％、扶桑化学工業社製：ＰＬ−１）、または
（ｂ）シリカ分散溶液（平均粒径ｄｍａｘ＝３００ｎｍ、最大粒径＝３５０ｎｍ、半値幅＝５０ｎｍ、溶媒：メチルエチルケトン、シリカ含量：５０重量％、日本触媒社製：ＫＥ−Ｓ３０）
を用いた。

（８）ウエハ
ウエハとして、
（ａ）金スタッドバンプ付ウエハ（材質：シリコン、８インチ、チップサイズ：１０ｍｍ²、バンプ数：２５０ピン／チップ）、または
（ｂ）共晶ハンダバンプ付ウエハ（材質：シリコン、８インチ、チップサイズ：１０ｍｍ²、バンプ数：２０００ピン／チップ）
を用いた。

以下に実施例および比較例における評価方法をまとめて示す。

（１）透過率
樹脂組成物の透過性を、分光光度計（島津製作所社製：ＵＶ３１０１）を用いて、波長６５０ｎｍで測定した。なお、透過率が３０％以上の場合は、パターン認識可能であると評価した。

（２）粘度
樹脂組成物１ｇを、プレートの直径を３５ｍｍ、ギャップを１００μｍ、回転速度速度を１０（１／ｓ）に設定したＥ型粘度計（ＨＡＡＫＥ社製：ＲＳ−１）を用いて、８０℃にて測定した。なお、Ｅ型粘度計の測定限界は、１００００Ｐａ・ｓであるため、測定限界以上の粘度のものは測定できない。

（３）熱膨張係数
樹脂組成物を、金型注形により１７０℃で２時間硬化を行い、５ｍｍφ×２０ｍｍの試験片を作製し、リガク社製ＭＪ８００ＧＭを用いて５℃／分の昇温速度で、Ｔｇ以下におけるその熱膨張係数を測定した。

（４）ウエハ加工性
樹脂組成物が積層された個片チップを作製できたか否かを評価した。
評価基準
作製できた：○
作製できなかった：×

（５）初期通電試験
デイジーチェーン（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製：デジタルマルチメーターＴＲ６８４７）で半導体装置の電気抵抗値を測定し、抵抗値表示なしのものを不良品としてカウントした。

（６）サーマルショック試験
半導体装置を−５５℃で１０分間維持後、１２５℃で１０分間維持する操作を行った。この操作を５００回（ＴＳＴ５００）または１０００回（ＴＳＴ１０００）行った後に、デイジーチェーン（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製：デジタルマルチメーターＴＲ６８４７）にて半導体装置の電気抵抗値を測定し、その電気抵抗値を初期値（前記操作を行う前の半導体装置の電気抵抗値）と比較した。この電気抵抗値が初期値の２倍以上となった半導体を不良品としてカウントした。

実施例１〜５および比較例１〜６
以下のようにして実施例１〜５および比較例１〜６の樹脂組成物を製造した。

表１および表２に示す各原料を同表に示す割合で、メチルエチルケトンに混合溶解し、この混合溶液を離型処理したポリエステルフィルム上に塗布した。次に、ポリエステルフィルム上の該溶液を１２０℃で５分間乾燥させ、メチルエチルケトンを除去することにより、上記ポリエステルフィルム上に目的とする厚さ５０μｍの樹脂組成物を製造し、その物性を測定した。

上記で製造した樹脂組成物とエチルビニルアセテート（剥離シート、１３５μｍ）を８０℃にて貼り合わせることにより樹脂シートを形成した。この樹脂シートを、ロール貼り合わせ機（日東電工社製：ＤＲ−８５００−ＩＩ）を用いて、バンプ付ウエハの回路面上に７０℃にて貼り合わせた。得られたウエハにダイシングテープ（日東電工社製：ＤＵ−３００）を貼り合わせた。次いで、剥離シートを除去した後、ダイシング装置（ＤＩＳＣＯ社製：ＤＦＤ−６５１）を使用して該ウエハを個別チップに切断し、樹脂組成物付チップを製造した。

その後、下記（１）または（２）に記載の方法により、目的とする半導体装置を製造し、得られた半導体装置について、上記の評価を行い、その結果を表３または表４に示す。

（１）フリップチップボンダー（九州松下製：ＦＢ３０Ｔ−Ｍ）を使用して樹脂組成物付チップを配線回路基板（ガラスエポキシ基板厚さ：１ｍｍ）へ熱圧着実装方式（チップ搭載時：温度１２０℃、圧力＝９．８×１０^−２Ｎ／個、時間＝３秒、本圧着時：温度２４０℃、圧力＝４．９×１０^−１Ｎ／個、時間＝１０秒）により搭載および樹脂封止して半導体装置を製造した。得られた半導体装置に対して、乾燥炉（タバイエスペック社製：ＰＨＨ−１００）を使用して、１５０℃にて６０分間樹脂組成物のポストキュアを行い、目的とする半導体装置を得た。

（２）フリップチップボンダー（九州松下製：ＦＢ３０Ｔ−Ｍ）を使用して樹脂組成物付チップを配線回路基板（ガラスエポキシ基板厚さ：１ｍｍ）へ仮搭載（チップ搭載時：温度１２０℃、圧力＝９．８×１０^−３Ｎ／個、時間＝３秒）すると同時に樹脂封止した。その後、２２０℃にて１０秒間ハンダ溶融を行って半導体装置を製造した。得られた半導体装置に対して、乾燥炉（タバイエスペック社製：ＰＨＨ−１００）を使用して、１７０℃にて１２０分間樹脂組成物のポストキュアを行い、目的とする半導体装置を得た。

表１および３の結果より、実施例１〜５で製造した樹脂組成物は、パターン認識可能な透過率を保持し、粘度も低く、目的の樹脂組成物付チップを製造することができた。また、実施例１〜５で製造した半導体装置には、初期通電性、ＴＳＴ５００、およびＴＳＴ１０００において、不良が発生していないことがわかる。

これに対して、比較例１で製造した樹脂組成物は、透過率は高く、粘度は低いため、樹脂組成物付チップを得ることができる。しかし、熱膨張係数が高いため、製造した半導体装置には、ＴＳＴ５００およびＴＳＴ１０００において、不良が発生した。また、比較例２、４および５で製造した樹脂組成物は、粘度が高く流動性がなく、所定の温度でウエハへの貼り合わせができなかったため、樹脂組成物付チップを得ることができなかった。また、比較例３および５で製造した樹脂組成物は、透過率が低いため、パターン認識ができず、樹脂組成物付チップを得ることができなかった。

従って、実施例で製造した半導体装置は比較例で製造した半導体装置と比較して、パターン認識可能な透過率を保持し、かつウエハ貼り合わせ可能な流動性を維持し、サーマルショック試験に対しても安定した電気抵抗値を確保している、すなわち電気接続信頼性に優れることがわかる。

本発明により、パターン認識可能な透過率を保持し、かつウエハ貼り合わせ可能な流動性を維持している半導体封止用樹脂組成物が提供される。また、該組成物で樹脂封止してなる電気接続信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。

図１は、本発明の樹脂組成物を含有する樹脂シートの一例を示す。図２は、バンプ付ウエハの断面図の一例を示す。図３は、本発明の半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示す。図４は、本発明の半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示す。図５は、本発明の半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示す。図６は、本発明の半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示す。

符号の説明

１半導体封止用樹脂組成物
２剥離シート
３ウエハ
４バンプ
５ダイシングテープ
６個別チップ
７配線回路基板

Claims

８０℃で測定される粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下であり、
（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、ならびに
（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子
を含有してなるシート状半導体封止用樹脂組成物。
前記シリカ粒子が前記エポキシ樹脂に分散されていることを特徴とする請求項１記載の半導体封止用樹脂組成物。
波長６５０ｎｍにおいて３０％以上の透過率を有する請求項１または２記載の半導体封止用樹脂組成物。
半導体封止用樹脂組成物の硬化物のＴｇの温度で測定される熱膨張係数が７０×１０^−６／Ｋ以下である請求項１〜３いずれか記載の半導体封止用樹脂組成物。
請求項１〜４いずれか記載の半導体封止用樹脂組成物により封止されてなる半導体装置。