JP2014077122A - 電子部品用接着剤及び半導体チップ実装体の製造方法 - Google Patents

電子部品用接着剤及び半導体チップ実装体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】塗布性に優れ、塗布後の形状保持性がよく、かつ、ボイドを抑制することのできる電子部品用接着剤を提供する。また、該電子部品用接着剤を用いた半導体チップ実装体の製造方法を提供する。
【解決手段】硬化性化合物と、硬化剤と、硬化促進剤と、無機充填剤とを含有する電子部品用接着剤であって、２５℃でＥ型粘度計を用いて測定した５ｒｐｍでの粘度をＡ１（Ｐａ・ｓ）、０．５ｒｐｍでの粘度をＡ２（Ｐａ・ｓ）としたとき、Ａ１とＡ２／Ａ１とが図１の実線で囲まれた範囲内であり、前記硬化性化合物１００重量部に対して、前記硬化剤の配合量が５〜１５０重量部、前記無機充填剤の配合量が６０〜４００重量部であり、前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物を含有する電子部品用接着剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、塗布性に優れ、塗布後の形状保持性がよく、かつ、ボイドを抑制することのできる電子部品用接着剤に関する。また、本発明は、該電子部品用接着剤を用いた半導体チップ実装体の製造方法に関する。
近年、ますます進展する半導体装置の小型化、高集積化に対応するために、ハンダ等からなる突起状電極（バンプ）を有する半導体チップを用いたフリップチップ実装が多用されている。例えば、特許文献１には、半導体装置のバンプ電極と基板の端子電極とを電気的に接続した後、封止材を上記半導体装置と基板との間隙に充填する半導体装置の製造方法が記載されている。
特許文献１には、封止材の良好な封止特性を得るために必要な粘度とチクソトロピー特性の限界を究明することを目的としたことが記載されており、粘度が１００Ｐａ・ｓ以下でチクソトロピー指数が１．１以下である組成物からなる封止材であれば、封止材の注入時に間隙に速やかにかつ気泡を生じることなく小さな間隙にも十分浸透することが可能となることが記載されている。
また、特許文献２には、アンダーフィル材料として、実質的に球形の非凝集、非晶質かつ固体である表面処理ナノ粒子を含む硬化性アンダーフィル接着用組成物が記載されている。特許文献２には、表面改質ナノ粒子を使用することにより、望ましい熱膨張率（ＣＴＥ）を有すると共に毛管アンダーフィル方法に使用するために有用な粘度範囲を提供するアンダーフィル接着剤を提供できることが記載されている。
しかしながら、近年、半導体チップの小型化が進行するとともにバンプ間のピッチもますます狭くなっており、また、これらに伴って半導体チップ同士又は半導体チップと基板との間のギャップが狭くなっていることから、封止樹脂（アンダーフィル材料）の充填時に空気が巻き込まれやすく、ボイドが発生しやすくなっている。
この問題を解決するために、例えば、封止樹脂を電極接合後に充填するのではなく、接合領域に予め封止樹脂を設けておく方法が検討されている。例えば、特許文献３には、無機基板または有機基板の回路形成面の半導体素子を搭載する位置に所定の液状封止樹脂組成物を塗布した後、前記半導体素子の電極と前記基板の回路を、バンプを介して接合すると同時に前記液状封止樹脂組成物の硬化を行う半導体装置の製造方法が記載されている。
しかしながら、特許文献３に記載の方法によっても、また、例えば特許文献２に記載のような従来のアンダーフィル材料を特許文献３に記載の方法に適用したとしても、ボイドが生じる可能性を充分には排除できていなかった。
特許第３０９３６２１号公報 特表２００５−５２７１１３号公報 特開２００９−９６８８６号公報
本発明は、塗布性に優れ、塗布後の形状保持性がよく、かつ、ボイドを抑制することのできる電子部品用接着剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該電子部品用接着剤を用いた半導体チップ実装体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、硬化性化合物と、硬化剤と、硬化促進剤と、無機充填剤とを含有する電子部品用接着剤であって、２５℃でＥ型粘度計を用いて測定した５ｒｐｍでの粘度をＡ１（Ｐａ・ｓ）、０．５ｒｐｍでの粘度をＡ２（Ｐａ・ｓ）としたとき、Ａ１とＡ２／Ａ１とが図１の実線で囲まれた範囲内であり、前記硬化性化合物１００重量部に対して、前記硬化剤の配合量が５〜１５０重量部、前記無機充填剤の配合量が６０〜４００重量部であり、前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物を含有する電子部品用接着剤である。
以下、本発明を詳述する。
本発明者らは、突起状電極を有する半導体チップをフリップチップ実装により基板に接合するとともに封止を行う半導体チップ実装体の製造方法において、予め基板上に設ける電子部品用接着剤としては、チクソトロピー特性（チクソ性）が大きい方がボイドを抑制しやすいと考えた。
しかしながら、一般的に、信頼性を高めるためにはある程度以上無機充填剤を配合する必要があるところ、無機充填剤をある程度以上配合した電子部品用接着剤は、高粘度になりがちであった。そして、このような高粘度の電子部品用接着剤に、チクソトロピー特性を大きくする目的で更にチクソトロピー付与剤を配合すると、粘度が更に高くなって塗布性が低下してしまい、また、チクソトロピー特性を調整することも困難であった。
この問題に対し、本発明者らは、硬化性化合物と、硬化剤と、硬化促進剤と、無機充填剤とを所定の比率で配合し、硬化促進剤として、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物を用いることにより、充分な信頼性が得られる程度に無機充填剤を配合する場合であっても、粘度特性及びチクソトロピー特性の両方を所望の範囲に調整できることを見出した。
本発明の電子部品用接着剤は、硬化性化合物と、硬化剤と、硬化促進剤と、無機充填剤とを含有する電子部品用接着剤であって、２５℃でＥ型粘度計を用いて測定した５ｒｐｍでの粘度をＡ１（Ｐａ・ｓ）、０．５ｒｐｍでの粘度をＡ２（Ｐａ・ｓ）としたとき、Ａ１とＡ２／Ａ１とが図１の実線で囲まれた範囲内である。
本明細書中、電子部品用接着剤の粘度の測定は、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶ−２２（ＴＯＫＡＩ ＳＡＮＧＹＯ ＣＯ．ＬＴＤ社製）等のＥ型粘度測定装置を用いて行われる。また、Ａ２／Ａ１は、電子部品用接着剤の２５℃でＥ型粘度計を用いて測定した、０．５ｒｐｍでの粘度Ａ２（Ｐａ・ｓ）を５ｒｐｍでの粘度Ａ１（Ｐａ・ｓ）で除した値を意味し、電子部品用接着剤のチクソトロピー特性を示す指標である。
なお、図１の実線で囲まれた範囲は、実施例及び比較例で測定した電子部品用接着剤の粘度特性及びチクソトロピー特性から導かれた範囲である。図１の実線で囲まれた範囲には、実線上も含まれるものとする。
Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整することにより、電子部品用接着剤の塗布性と塗布後の形状保持性とを確保しつつ、半導体チップの突起状電極と基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程において気泡を噛みこんでしまった場合であっても、ボイドを抑制することができる。このようにボイドを抑制することができるのは、電子部品用接着剤を封止領域に充填する際、上記物性を示す電子部品用接着剤であれば、ぬれ広がりによって封止領域に充填される過程で気泡を押し出す働きをするためと推測される。
Ａ１が上記範囲より小さいと、電子部品用接着剤の流動性が高くなりすぎる。そのため、電子部品用接着剤を基板上に設ける工程において電子部品用接着剤のぬれ広がりが大きくなりすぎて封止領域近傍にあるアライメントマークに重なり、アライメントを行うことが困難となる。また、半導体チップの突起状電極と基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程においてフィレットが長くなってしまい、基板の配線部分が汚染されてしまうことがある。Ａ１が上記範囲より大きいと、電子部品用接着剤の塗布性が低下する。また、電子部品用接着剤を封止領域に充填する際に電子部品用接着剤が充分にぬれ広がらず、ボイドを抑制することが困難となる。Ａ１の好ましい下限は２０Ｐａ・ｓ、好ましい上限は３８Ｐａ・ｓである。
Ａ２／Ａ１が上記範囲より小さいと、ボイドを抑制することが困難となる。また、電子部品用接着剤を基板上に設ける工程と、半導体チップの突起状電極と基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程との間において、電子部品用接着剤の形状を維持することが困難となる。Ａ２／Ａ１が上記範囲より大きいと、半導体チップの突起状電極と基板の電極部とを接触又は接合する際に電子部品用接着剤の半導体チップ上面への這い上がりを充分に抑制することができず、電子部品用接着剤がボンディング装置のアタッチメントに付着しやすくなる。Ａ２／Ａ１の好ましい下限は２．２、好ましい上限は３．１である。
本発明の電子部品用接着剤に含まれる、硬化性化合物、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤等の各成分の種類及び配合量を調整することにより、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整することができる。
本発明の電子部品用接着剤においては、上記硬化性化合物１００重量部に対して、上記硬化剤の配合量が５〜１５０重量部、上記無機充填剤の配合量が６０〜４００重量部であり、上記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物を含有する。
上記硬化性化合物を含有することにより、本発明の電子部品用接着剤は、硬化性及び硬化後の信頼性に優れたものとなる。上記硬化性化合物は、電子部品用接着剤の粘度特性及びチクソトロピー特性の両方を所望の範囲に調整する観点から、ＳＰ値が８〜１４程度であることが好ましい。
上記硬化性化合物は特に限定されないが、エポキシ化合物、ビスマレイミド化合物、エピスルフィド化合物からなる群より選択される少なくとも１つの化合物を含有することが好ましい。
上記エポキシ化合物は特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型等のビスフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型等のノボラック型エポキシ化合物、レゾルシノール型エポキシ化合物、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、ポリエーテル変性エポキシ化合物、ベンゾフェノン型エポキシ化合物、アニリン型エポキシ合物、ＮＢＲ変性エポキシ化合物、ＣＴＢＮ変性エポキシ化合物、及び、これらの水添化物等が挙げられる。なかでも、速硬化性が得られやすいことから、ベンゾフェノン型エポキシ化合物が好ましい。これらのエポキシ化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記ビスフェノールＦ型エポキシ化合物のうち、市販品として、例えば、ＥＸＡ−８３０−ＬＶＰ、ＥＸＡ−８３０−ＣＲＰ（以上、ＤＩＣ社製）等が挙げられる。上記レゾルシノール型エポキシ化合物のうち、市販品として、例えば、ＥＸ−２０１（ナガセケムテックス社製）等が挙げられる。上記ポリエーテル変性エポキシ化合物のうち、市販品として、例えば、ＥＸ−９３１（ナガセケムテックス社製）、ＥＸＡ−４８５０−１５０（ＤＩＣ社製）、ＥＰ−４００５（アデカ社製）等が挙げられる。上記アニリン型エポキシ化合物のうち、市販品として、例えば、ＥＰ−３９００Ｓ、ＥＰ−３９５０Ｓ（以上、アデカ社製）等が挙げられる。上記ナフタレン型エポキシ化合物のうち、市販品として、例えば、ＥＸＡ−４７１０（アデカ社製）等が挙げられる。
本発明の電子部品用接着剤が上記エポキシ化合物を含有する場合、上記エポキシ化合物の配合量は特に限定されないが、電子部品用接着剤１００重量部に占める好ましい下限が１５重量部、好ましい上限が６０重量部であり、より好ましい下限が２５重量部、より好ましい上限が５０重量部である。
上記ビスマレイミド化合物は特に限定されず、例えば、ケイアイ化成社製、大和化成工業社製、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、ナショナル・スターチ・アンド・ケミカル社製等から市販されている熱開始型フリーラジカル硬化性ビスマレイミド化合物等が挙げられる。
本発明の電子部品用接着剤が上記ビスマレイミド化合物を含有する場合、上記ビスマレイミド化合物の配合量は特に限定されないが、電子部品用接着剤１００重量部に占める好ましい下限が１５重量部、好ましい上限が６０重量部であり、より好ましい下限が２５重量部、より好ましい上限が５０重量部である。
上記エピスルフィド化合物は、エピスルフィド基を有していれば特に限定されず、例えば、エポキシ化合物のエポキシ基の酸素原子を硫黄原子に置換した化合物が挙げられる。
上記エピスルフィド化合物として、具体的には例えば、ビスフェノール型エピスルフィド化合物（ビスフェノール型エポキシ化合物のエポキシ基の酸素原子を硫黄原子に置換した化合物）、水添ビスフェノール型エピスルフィド化合物、ジシクロペンタジエン型エピスルフィド化合物、ビフェニル型エピスルフィド化合物、フェノールノボラック型エピスルフィド化合物、フルオレン型エピスルフィド化合物、ポリエーテル変性エピスルフィド化合物、ブタジエン変性エピスルフィド化合物、トリアジンエピスルフィド化合物、ナフタレン型エピスルフィド化合物等が挙げられる。なかでも、ナフタレン型エピスルフィド化合物が好ましい。これらのエピスルフィド化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
なお、酸素原子から硫黄原子への置換は、エポキシ基の少なくとも一部におけるものであってもよく、すべてのエポキシ基の酸素原子が硫黄原子に置換されていてもよい。
上記エピスルフィド化合物のうち、市販品として、例えば、ＹＬ−７００７（水添ビスフェノールＡ型エピスルフィド化合物、三菱化学社製）等が挙げられる。また、上記エピスルフィド化合物は、例えば、チオシアン酸カリウム、チオ尿素等の硫化剤を使用して、エポキシ化合物から容易に合成される。
本発明の電子部品用接着剤が上記エピスルフィド化合物を含有する場合、上記エピスルフィド化合物の配合量は特に限定されないが、電子部品用接着剤１００重量部に占める好ましい下限が３重量部、好ましい上限が１２重量部であり、より好ましい下限が６重量部、より好ましい上限が９重量部である。
本発明の電子部品用接着剤は、上記硬化性化合物と反応可能な官能基を有する高分子化合物（以下、単に、反応可能な官能基を有する高分子化合物ともいう）を含有してもよい。上記反応可能な官能基を有する高分子化合物を含有することにより、電子部品用接着剤は、熱によるひずみが発生する際の接合信頼性が向上する。
上記反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記硬化性化合物としてエポキシ化合物を用いる場合には、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する高分子化合物等が挙げられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。上記エポキシ基を有する高分子化合物を含有することで、電子部品用接着剤の硬化物は、優れた可撓性を発現する。即ち、上記硬化性化合物としてのエポキシ化合物に由来する優れた機械的強度、耐熱性及び耐湿性と、上記エポキシ基を有する高分子化合物に由来する優れた可撓性とを兼備することができ、耐冷熱サイクル性、耐ハンダリフロー性及び寸法安定性等に優れ、高い接着信頼性及び高い導通信頼性を発現する。
上記エポキシ基を有する高分子化合物は特に限定されず、末端及び／又は側鎖（ペンダント位）にエポキシ基を有する高分子化合物であればよく、例えば、エポキシ基含有アクリルゴム、エポキシ基含有ブタジエンゴム、ビスフェノール型高分子量エポキシ化合物、エポキシ基含有フェノキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、エポキシ基含有ウレタン樹脂、エポキシ基含有ポリエステル樹脂等が挙げられる。なかでも、エポキシ基を多く含有することができ、電子部品用接着剤の硬化物の機械的強度及び耐熱性がより優れたものとなることから、エポキシ基含有アクリル樹脂が好ましい。これらのエポキシ基を有する高分子化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記エポキシ基を有する高分子化合物、特にエポキシ基含有アクリル樹脂を用いる場合、上記エポキシ基を有する高分子化合物の重量平均分子量の好ましい下限は１万である。上記エポキシ基を有する高分子化合物の重量平均分子量が１万未満であると、電子部品用接着剤の硬化物の可撓性が充分に向上しないことがある。
上記反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記エポキシ基を有する高分子化合物、特にエポキシ基含有アクリル樹脂を用いる場合、上記エポキシ基を有する高分子化合物のエポキシ当量の好ましい下限は２００、好ましい上限は１０００である。上記エポキシ基を有する高分子化合物のエポキシ当量が２００未満であると、電子部品用接着剤の硬化物の可撓性が充分に向上しないことがある。上記エポキシ基を有する高分子化合物のエポキシ当量が１０００を超えると、電子部品用接着剤の硬化物の機械的強度及び耐熱性が低下することがある。
本発明の電子部品用接着剤が上記反応可能な官能基を有する高分子化合物を含有する場合、上記反応可能な官能基を有する高分子化合物の配合量は特に限定されないが、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限が１重量部、好ましい上限が３０重量部である。上記反応可能な官能基を有する高分子化合物の配合量が１重量部未満であると、電子部品用接着剤は、熱によるひずみが発生する際の接合信頼性が低下することがある。上記反応可能な官能基を有する高分子化合物の配合量が３０重量部を超えると、電子部品用接着剤の硬化物は、機械的強度、耐熱性及び耐湿性が低下することがある。
上記硬化剤は特に限定されず、従来公知の硬化剤を上記硬化性化合物に合わせて適宜選択することができる。上記硬化性化合物としてエポキシ化合物を用いる場合、上記硬化剤として、例えば、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記硬化剤の配合量は、上記硬化性化合物１００重量部に対する下限が５重量部、上限が１５０重量部である。上記硬化剤の配合量が５重量部未満であると、電子部品用接着剤の硬化物が脆弱になったり、上記硬化剤が硬化不足等の不良を起こす原因になったりする。上記硬化剤の配合量が１５０重量部を超えると、電子部品用接着剤の硬化物の耐熱性が低下する。
本発明の電子部品用接着剤においては、上記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物を含有する。このような組成物においては、イミダゾール化合物中のイミダゾール基が亜リン酸化合物中の水酸基によって安定化されているため、このような組成物を用いることにより、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整することが容易となる。
また、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物は均一に分子レベルで分散するため、このような組成物を用いることにより、半導体チップの突起状電極と基板の電極部とを接触又は接合する際に局所的な発熱を避けることができ、ボイドを抑制することができる。
また、亜リン酸化合物を用いることにより、半導体チップの突起状電極等がハンダである場合にはハンダのぬれ性が向上し、電極接合を良好に行うことができる。
上記イミダゾール化合物は、常温で液状であっても固体であってもよいが、亜リン酸化合物と混合されることで、常温で液状の組成物を形成することが好ましい。
本明細書中、常温で液状とは、１０〜３０℃における少なくとも一部の温度領域において液体状態であることを意味する。
上記イミダゾール化合物として、例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−アミノメチル−２−メチルイミダゾール等が挙げられる。これらのイミダゾール化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記亜リン酸化合物として、例えば、亜リン酸、亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル等が挙げられる。
上記亜リン酸モノエステルとして、例えば、亜リン酸モノメチル、亜リン酸モノエチル、亜リン酸モノブチル、亜リン酸モノラウリル、亜リン酸モノオレイル、亜リン酸モノフェニル、亜リン酸モノナフチル等が挙げられる。上記亜リン酸ジエステルとして、例えば、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジラウリル、亜リン酸ジオレイル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジナフチル、亜リン酸ジ−ｏ−トリル、亜リン酸ジ−ｍ−トリル、亜リン酸ジ−ｐ−トリル、亜リン酸ジ−ｐ−クロロフェニル、亜リン酸ジ−ｐ−ブロモフェニル、亜リン酸ジ−ｐ−フルオロフェニル等が挙げられる。
これらの亜リン酸化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記イミダゾール化合物と上記亜リン酸化合物との配合比率は特に限定されないが、上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基に対する上記亜リン酸化合物中の水酸基のモル比は、好ましい下限が０．０５、好ましい上限が３．３である。上記モル比が０．０５未満であると、上記亜リン酸化合物中の水酸基によりイミダゾール基を安定化させることが困難となることがある。上記モル比が３．３を超えると、硬化促進剤としての硬化性が低下することがある。上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基に対する上記亜リン酸化合物中の水酸基のモル比のより好ましい下限は０．０７、より好ましい上限は３．２である。
なお、亜リン酸化合物は、一般に亜リン酸型（トリヒドロキシ型）とホスホン酸型（ジヒドロキシ型）との互変異性を示すことが知られているが、本明細書中、亜リン酸化合物中の水酸基の数は、亜リン酸化合物の全てが亜リン酸型（トリヒドロキシ型）であるものとして計算する。
上記イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物のうち、市販品として、例えば、フジキュアー７０００（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製）等が挙げられる。
上記イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物の配合量は特に限定されず、上記硬化性化合物１００重量部に対して好ましい下限が０．１重量部、好ましい上限が１０重量部である。上記硬化促進剤の配合量が上記範囲を外れると、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整することが困難となることがある。上記イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物の配合量のより好ましい下限は１重量部である。
上記硬化促進剤は、上記イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物に加えて、更に、その他の硬化促進剤を含有していてもよい。
上記その他の硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、硬化速度の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。これらのその他の硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記イミダゾール系硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、イソシアヌル酸で塩基性を保護したイミダゾール系硬化促進剤（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）、２ＭＺ、２ＭＺ−Ｐ、２ＰＺ、２ＰＺ−ＰＷ、２Ｐ４ＭＺ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＰＺ−ＣＮＳ、２ＰＺＣＮＳ−ＰＷ、２ＭＺ−Ａ、２ＭＺＡ−ＰＷ、Ｃ１１Ｚ−Ａ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２ＭＡＯＫ−ＰＷ、２ＰＺ−ＯＫ、２ＭＺ−ＯＫ、２ＰＨＺ、２ＰＨＺ−ＰＷ、２Ｐ４ＭＨＺ、２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、２Ｅ４ＭＺ・ＢＩＳ、ＶＴ、ＶＴ−ＯＫ、ＭＡＶＴ、ＭＡＶＴ−ＯＫ（以上、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記硬化性化合物としてエポキシ化合物を用い、かつ、上記硬化剤と上記硬化促進剤とを併用する場合、用いる硬化剤の配合量は、用いるエポキシ化合物中のエポキシ基に対して理論的に必要な当量以下とすることが好ましい。上記硬化剤の配合量が理論的に必要な当量を超えると、電子部品用接着剤を硬化して得られる硬化物から、水分によって塩素イオンが溶出しやすくなることがある。即ち、硬化剤が過剰であると、例えば、電子部品用接着剤の硬化物から熱水で溶出成分を抽出した際に、抽出水のｐＨが４〜５程度となるため、エポキシ化合物から塩素イオンが多量溶出することがある。従って、電子部品用接着剤の硬化物１ｇを、１００℃の純水１０ｇで２時間浸した後の純水のｐＨが６〜８であることが好ましく、ｐＨが６．５〜７．５であることがより好ましい。
上記無機充填剤は、疎水化度（Ｍ値）が２０以下の無機充填剤、又は、疎水化度（Ｍ値）が４５以上の無機充填剤を含有することが好ましく、疎水化度（Ｍ値）が２０以下の無機充填剤を含有することがより好ましい。このような無機充填剤を用いることにより、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整すること、特にＡ２／Ａ１を上記範囲に調整することが容易となる。
なお、疎水化度（Ｍ値）は、疎水性を表す指標であり、無機充填剤を添加した水にメタノールを滴下し、無機充填剤が完全に膨潤したときのメタノール濃度（重量％）を意味する。
上記Ｍ値が２０以下の無機充填剤は、Ｍ値が１８以下であることがより好ましく、具体的には例えば、Ｍ値が２０以下のシリカ、酸化チタン、ブラックカーボン、アルミナ、グラフェン、マイカ等からなる微粒子が挙げられる。なかでも、Ｍ値が２０以下のシリカ微粒子が好ましい。
上記Ｍ値が２０以下の無機充填剤の市販品として、例えば、ＳＥ−２０５０（Ｍ値が０、炭素含有量が０重量％、アドマテックス社製）、ＳＥ−２０５０−ＳＥＴ（Ｍ値が２０、炭素含有量が０重量％、アドマテックス社製）、ＳＥ−２０５０−ＳＥＪ（Ｍ値が２０、炭素含有量が０重量％、アドマテックス社製）、ＳＥ−１０５０（Ｍ値が０、炭素含有量が０重量％、アドマテックス社製）、ＳＥ−４０５０（Ｍ値が０、炭素含有量が０重量％、アドマテックス社製）、ＵＦＰ−８０（Ｍ値が２０、電気化学社製）、ＱＳ−４０（Ｍ値が０、炭素含有量が０重量％、トクヤマ社製）等が挙げられる。これらの無機充填剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記Ｍ値が４５以上の無機充填剤として、例えば、Ｍ値が４５以上のシリカ、酸化チタン、ブラックカーボン、アルミナ、グラフェン、マイカ等からなる微粒子が挙げられる。なかでも、Ｍ値が４５以上のシリカ微粒子が好ましい。
上記Ｍ値が４５以上の無機充填剤の市販品として、例えば、ＳＥ−２０５０−ＳＴＪ（Ｍ値が６４、アドマテックス社製）、ＳＥ−１０５０−ＳＴＴ（Ｍ値が６４、アドマテックス社製）、ヒュームドシリカ（ＭＴ−１０、Ｍ値が４７、炭素含有量が０．９重量％、トクヤマ社製）、ヒュームドシリカ（ＨＭ−２０Ｌ、Ｍ値が６４、炭素含有量が２．４重量％、トクヤマ社製）、ヒュームドシリカ（ＰＭ−２０Ｌ、Ｍ値が６５、炭素含有量が５．５重量％、トクヤマ社製）等が挙げられる。これらの無機充填剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記無機充填剤は、上記Ｍ値が２０以下の無機充填剤、上記Ｍ値が４５以上の無機充填剤に加えて、更に、その他の無機充填剤を含有していてもよい。上記その他の無機充填剤の配合量は、無機充填剤全体のうち、好ましい下限が１０重量％である。配合量が１０重量％未満であると、チクソトロピー特性を調整する効果が充分に得られないことがある。上記その他の無機充填剤の配合量は、無機充填剤全体のうち、より好ましい下限が１５重量％である。
上記無機充填剤のＭ値を調整する方法としては、例えば、無機充填剤に表面処理を施し、表面に存在する親水性基の数を変化させる方法等が挙げられる。具体的には例えば、シリカ微粒子の表面を−ＣＨ３で修飾して炭素含有量を調整することによりＭ値を調整する方法等が挙げられる。このような方法により炭素含有量を調整したシリカ微粒子は、例えば、トクヤマ社等から市販されている。
上記無機充填剤は、表面処理されていることが好ましく、その結果、表面に表面処理剤に由来する基を有することが好ましい。上記無機充填剤が表面処理されていると、電子部品用接着剤に上記無機充填剤を高充填する場合であっても、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整することが容易となり、ボイドをより良好に抑制することができる。また、電子部品用接着剤に上記無機充填剤を高充填すると、電子部品用接着剤の硬化後の線膨張係数を低く維持することができ、電子部品用接着剤の接合信頼性が向上する。
上記表面処理剤として、例えば、アミノシラン化合物、メチルシラン化合物、ビニルシラン化合物、スチリルシラン化合物、メルカプトシラン化合物、フェニルシラン化合物、（メタ）アクリルシラン化合物、エポキシシラン化合物等が挙げられる。なかでも、トリメチルシラン化合物又はエポキシシラン化合物が好ましい。
上記エポキシシラン化合物として、例えば、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
上記フェニルシラン化合物として、例えば、Ｎ―フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記（メタ）アクリルシラン化合物として、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
上記無機充填剤は、平均粒子径の好ましい下限が０．１μｍ、好ましい上限が３μｍである。上記平均粒子径が上記範囲内であると、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整することが容易となり、ボイドをより良好に抑制することができる。上記平均粒子径が０．１μｍ未満であると、電子部品用接着剤が増粘しやすくなり、電子部品用接着剤を封止領域に充填する際に電子部品用接着剤が充分にぬれ広がらず、ボイドを抑制できないことがある。上記平均粒子径が３μｍを超えると、電極間に上記無機充填剤を噛みこんでしまうことがある。上記無機充填剤の平均粒子径のより好ましい下限は０．３μｍ、より好ましい上限は１μｍ、更に好ましい上限は０．５μｍである。
上記無機充填剤の配合量は、上記硬化性化合物１００重量部に対する下限が６０重量部、上限が４００重量部である。上記無機充填剤の配合量が６０重量部未満であると、電子部品用接着剤が充分な接合信頼性を保持することができない。上記無機充填剤の配合量が４００重量部を超えると、電子部品用接着剤が増粘しやすくなり、電子部品用接着剤を封止領域に充填する際に電子部品用接着剤が充分にぬれ広がらず、ボイドを抑制できない。上記無機充填剤の配合量は、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限が６６重量部、好ましい上限が３００重量部である。
また、上記無機充填剤として表面に上記フェニルシラン化合物又は上記（メタ）アクリルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤のみを用いて高充填を行うと、Ａ１とＡ２／Ａ１とが上記範囲とならないことがある。そのような場合には、表面に上記フェニルシラン化合物又は上記（メタ）アクリルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤と、表面に上記エポキシシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤とを併用することにより、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲とすることが好ましい。表面に上記フェニルシラン化合物又は上記（メタ）アクリルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤と、表面に上記エポキシシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤とを併用する場合には、表面に上記フェニルシラン化合物又は上記（メタ）アクリルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤１００重量部に対する、表面に上記エポキシシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤の配合量の好ましい下限が２０重量部、好ましい上限が１５０重量部である。
また、上記無機充填剤として、チクソトロピー付与剤を用いてもよい。
上記チクソトロピー付与剤を含有することで、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲に調整しやすくなり、ボイドをより良好に抑制することができる。
上記チクソトロピー付与剤は特に限定されず、例えば、金属微粒子、炭酸カルシウム、ヒュームドシリカ、酸化アルミニウム、窒化硼素、窒化アルミニウム、硼酸アルミ等の無機微粒子等が挙げられる。なかでも、ヒュームドシリカが好ましい。
また、上記チクソトロピー付与剤は、必要に応じて、表面処理が施されていてもよい。上記表面処理が施されたチクソトロピー付与剤は特に限定されないが、表面に疎水基を有する粒子が好ましく、具体的には、例えば、表面を疎水化したヒュームドシリカ等が挙げられる。
上記チクソトロピー付与剤が粒子状である場合、該粒子状チクソトロピー付与剤の平均粒子径は特に限定されないが、好ましい上限は１μｍである。上記粒子状チクソトロピー付与剤の平均粒子径が１μｍを超えると、電子部品用接着剤が所望のチクソトロピー特性を発現できないことがある。
本発明の電子部品用接着剤における上記チクソトロピー付与剤の配合量は特に限定されないが、上記チクソトロピー付与剤に表面処理がなされていない場合には、好ましい下限が０．５重量％、好ましい上限が２０重量％である。上記チクソトロピー付与剤の配合量が０．５重量％未満であると、電子部品用接着剤に充分なチクソトロピー特性を付与することができないことがある。上記チクソトロピー付与剤の配合量が２０重量％を超えると、半導体装置を製造する際に電子部品用接着剤の排除性が低下することがある。上記チクソトロピー付与剤の配合量のより好ましい下限は３重量％、より好ましい上限は１０重量％である。
本発明の電子部品用接着剤は、粘度を低減させるために希釈剤を含有してもよい。
上記希釈剤は、エポキシ基を有することが好ましく、１分子中のエポキシ基数の好ましい下限が２、好ましい上限が４である。１分子中のエポキシ基数が２未満であると、電子部品用接着剤の硬化後に充分な耐熱性が発現しないことがある。１分子中のエポキシ基数が４を超えると、硬化によるひずみが発生したり、未硬化のエポキシ基が残存したりすることがあり、これにより、接合強度の低下又は繰り返しの熱応力による接合不良が発生することがある。上記希釈剤の１分子中のエポキシ基数のより好ましい上限は３である。
また、上記希釈剤は、芳香環及び／又はジシクロペンタジエン構造を有することが好ましい。
上記希釈剤は、１２０℃での重量減少量及び１５０℃での重量減少量の好ましい上限が１％である。１２０℃での重量減少量及び１５０℃での重量減少量が１％を超えると、電子部品用接着剤の硬化中又は硬化後に未反応物が揮発してしまい、生産性又は得られる半導体装置の性能に悪影響を与えることがある。
また、上記希釈剤は、上記硬化性化合物よりも硬化開始温度が低く、硬化速度が大きいことが好ましい。
本発明の電子部品用接着剤が上記希釈剤を含有する場合、本発明の電子部品用接着剤における上記希釈剤の配合量の好ましい下限は１重量％、好ましい上限は２０重量％である。上記希釈剤の配合量が上記範囲外であると、電子部品用接着剤の粘度を充分に低減できないことがある。
本発明の電子部品用接着剤は、必要に応じて、溶媒を含有してもよい。
上記溶媒は特に限定されず、例えば、芳香族炭化水素類、塩化芳香族炭化水素類、塩化脂肪族炭化水素類、アルコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類、グリコールエーテル（セロソルブ）類、脂環式炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
本発明の電子部品用接着剤は、必要に応じて、無機イオン交換体を含有してもよい。
上記無機イオン交換体のうち、市販品として、例えば、ＩＸＥシリーズ（東亞合成社製）等が挙げられる。本発明の電子部品用接着剤が上記無機イオン交換体を含有する場合、上記無機イオン交換体の配合量は特に限定されないが、好ましい上限が１０重量％、好ましい下限が１重量％である。
また、本発明の電子部品用接着剤は、必要に応じて、ブリード防止剤、イミダゾールシランカップリング剤等の接着性付与剤等のその他の添加剤を含有してもよい。
本発明の電子部品用接着剤は、硬化後の４０〜８０℃における線膨張係数の好ましい下限が２０ｐｐｍ／℃、好ましい上限が５０ｐｐｍ／℃である。上記線膨張係数が２０ｐｐｍ／℃未満であると、半導体チップの突起状電極及び基板等よりも線膨張係数が低くなることで、突起状電極及び基板等の熱膨張によって接合部に応力が集中し、剥離が生じることがある。即ち、電子部品用接着剤が充分な接合信頼性を保持することができないことがある。上記線膨張係数が５０ｐｐｍ／℃を超えると、熱によるひずみが発生する際、接合された半導体チップへの応力が大きくなり、突起状電極等の導通部分にクラックが発生しやすくなる。即ち、電子部品用接着剤が充分な接合信頼性を保持することができないことがある。本発明の電子部品用接着剤は、硬化後の４０〜８０℃における線膨張係数のより好ましい下限が２５ｐｐｍ／℃、より好ましい上限が４５ｐｐｍ／℃である。
本発明の電子部品用接着剤を製造する方法は特に限定されず、例えば、ホモディスパー等を用いて硬化性化合物、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤等の各成分を攪拌混合する方法等が挙げられる。
本発明の電子部品用接着剤の用途は特に限定されないが、突起状電極を有する半導体チップをフリップチップ実装により基板に接合するとともに封止を行う半導体チップ実装体の製造方法に好適に使用される。
突起状電極を有する半導体チップをフリップチップ実装により基板に接合するとともに封止を行う半導体チップ実装体の製造方法であって、本発明の電子部品用接着剤を基板上に設ける工程と、前記電子部品用接着剤を介して、半導体チップの突起状電極と前記基板の電極部とを接触させるとともに前記電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程と、前記半導体チップの突起状電極と前記基板の電極部とを接合するとともに接合部の前記電子部品用接着剤を硬化させる工程と、前記電子部品用接着剤を完全硬化させる工程とを有する半導体チップ実装体の製造方法もまた、本発明の１つである。
本発明の半導体チップ実装体の製造方法は、突起状電極を有する半導体チップをフリップチップ実装により基板に接合するとともに封止を行う半導体チップ実装体の製造方法である。
本発明の半導体チップ実装体の製造方法では、まず、本発明の電子部品用接着剤を基板上に設ける工程を行う。
電子部品用接着剤を上記基板上に設ける方法は特に限定されず、例えば、精密ノズルを取り付けたシリンジ等とディスペンサ等とを組み合わせて用い、電子部品用接着剤を塗布する方法等が挙げられる。
本発明の半導体チップ実装体の製造方法では、次いで、電子部品用接着剤を介して、半導体チップの突起状電極と上記基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程を行う。
上記工程では、上記半導体チップに対して押圧し、上記半導体チップの突起状電極と上記基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填することが好ましい。上記押圧する際の圧力は特に限定されないが、突起状電極当たり０．１〜１０Ｎであることが好ましい。上記圧力が０．１Ｎ未満であると、上記半導体チップの突起状電極と上記基板の電極とが接触しないことがある。上記圧力が１０Ｎを超えると、上記半導体チップの突起状電極がつぶれすぎて隣の突起状電極と接触し、ショートすることがある。
また、上記半導体チップの突起状電極と上記基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填する際の温度及び時間は、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば特に限定されず、例えば、１２０〜２２０℃、１〜３０Ｎ、０．１〜６０秒等が挙げられる。上記半導体チップの突起状電極等がハンダである場合には、ハンダの溶融温度以下の温度で加熱すればよい。
本発明の半導体チップ実装体の製造方法では、次いで、上記半導体チップの突起状電極と上記基板の電極部とを接合するとともに接合部の電子部品用接着剤を硬化させる工程を行う。
上記半導体チップの突起状電極と上記基板の電極部とを接合するとともに接合部の電子部品用接着剤を硬化させる際の温度及び時間は、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば特に限定されず、例えば、２３０〜３００℃、１〜３０Ｎ、０．１〜６０秒等が挙げられる。上記半導体チップの突起状電極等がハンダである場合には、ハンダの溶融温度以上の温度で加熱すればよい。
本発明の半導体チップ実装体の製造方法では、更に、電子部品用接着剤を完全硬化させる工程を行う。これにより、電子部品用接着剤が完全に硬化し、上記半導体チップの突起状電極と上記基板の電極部とが接合された半導体チップ実装体が得られる。
電子部品用接着剤を完全硬化させる際の硬化条件は特に限定されず、電子部品用接着剤の硬化特性に合わせた硬化条件を適宜選択して用いることができ、例えば、１２０℃で３０分、１７０℃で３０分等が挙げられる。
本発明の半導体チップ実装体の製造方法では、Ａ１とＡ２／Ａ１とを上記範囲とすることにより、電子部品用接着剤の塗布性と塗布後の形状保持性とを確保しつつ、半導体チップの突起状電極と基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程において気泡を噛みこんでしまった場合であっても、ボイドを抑制することができる。
本発明によれば、塗布性に優れ、塗布後の形状保持性がよく、かつ、ボイドを抑制することのできる電子部品用接着剤を提供することができる。また、本発明によれば、該電子部品用接着剤を用いた半導体チップ実装体の製造方法を提供することができる。
電子部品用接着剤の２５℃でＥ型粘度計を用いて測定した５ｒｐｍでの粘度をＡ１（Ｐａ・ｓ）、０．５ｒｐｍでの粘度をＡ２（Ｐａ・ｓ）としたとき、実施例及び比較例で得られたＡ１とＡ２／Ａ１との関係をプロットし、かつ、本発明で規定するＡ１とＡ２／Ａ１との範囲を示したグラフである。
以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
（実施例１〜１７及び比較例１〜１２）
（１）電子部品用接着剤の製造
表１又は２に示す組成に従って、ホモディスパーを用いて下記に示す各材料（重量部）を攪拌混合し、電子部品用接着剤を調製した。得られた電子部品用接着剤について、Ｅ型粘度測定装置（ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶ−２２、ＴＯＫＡＩ ＳＡＮＧＹＯ ＣＯ．ＬＴＤ社製）を用いて２５℃の設定温度にて回転数５ｒｐｍにおける粘度Ａ１及び０．５ｒｐｍにおける粘度Ａ２を測定した。Ａ１、Ａ２、及び、Ａ２／Ａ１を表１に示す。また、横軸をＡ１（Ｐａ・ｓ）、縦軸をＡ２／Ａ１として、実施例（実施例５を除く）及び比較例で得られたＡ１とＡ２／Ａ１との関係をプロットしたグラフを図１に示す。なお、実施例を△（三角形）で、比較例を×でプロットした。
１．エポキシ化合物
アニリン型エポキシ化合物（ＥＰ−３９００Ｓ、アデカ社製）
ナフタレン型エポキシ化合物（ＥＸＡ−４７１０、アデカ社製）
２．硬化剤
酸無水物硬化剤（ＹＨ−３０７、ＪＥＲ社製）
３．硬化促進剤
イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物（フジキュアー７０００、Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製）
その他の硬化促進剤（イミダゾール系硬化促進剤、２ＭＡ−ＯＫ、四国化成工業社製）
４．無機充填剤
４−１．Ｍ値が２０以下である無機充填剤
ＳＥ−２０５０（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．５μｍ、最大粒子径３μｍ、表面処理なし、Ｍ値０）
ＳＥ−２０５０−ＳＥＪ（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．５μｍ、最大粒子径３μｍ、エポキシシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤、Ｍ値２０）
ＳＥ−１０５０（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．３μｍ、最大粒子径１μｍ、表面処理なし、Ｍ値０）
４−２．Ｍ値が４５以上である無機充填剤
ＳＥ−２０５０−ＳＴＪ（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．５μｍ、最大粒子径３μｍ、メチルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤、Ｍ値６４）
ＳＥ−１０５０−ＳＴＴ（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．３μｍ、最大粒子径１μｍ、メチルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤、Ｍ値６４）
４−３．その他の無機充填剤
ＳＥ−２０５０−ＳＰＪ（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．５μｍ、最大粒子径３μｍ、フェニルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤、Ｍ値３０）
ＳＥ−２０５０−ＳＭＪ（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．５μｍ、最大粒子径３μｍ、メタクリルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤、Ｍ値４０）
ＳＥ−１０５０−ＳＭＴ（シリカフィラー、アドマテックス社製、平均粒子径０．３μｍ、最大粒子径１μｍ、メタクリルシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤、Ｍ値４０）
５．界面活性剤
ＢＹＫ−Ｗ９０１０（シリコーン化合物、ビッグケミー・ジャパン社製、ＳＰ値が１３．３６のリン酸基と、ＳＰ値が９．７１のポリエーテル基とを有する）
（２）半導体チップ実装体の製造
得られた電子部品用接着剤を１０ｍＬシリンジ（岩下エンジニアリング社製）に充填し、シリンジ先端に精密ノズル（岩下エンジニアリング社製、ノズル先端径０．３ｍｍ）を取り付け、ディスペンサ装置（ＳＨＯＴ ＭＡＳＴＥＲ３００、武蔵エンジニアリング社製）を用いて、吐出圧０．４ＭＰａ、基板とニードルとのギャップ２００μｍ、塗布量３．３μＬにて基板（ＷＡＬＴＳ−ＫＩＴ ＭＢ５０−０１０１ＪＹ、ウォルツ社製）上に塗布した。
塗布した電子部品用接着剤を介して、フリップチップボンダ（ＦＣ３０００Ｓ、東レエンジニアリング社製）を用いて、１４０℃、２０Ｎで１秒間押圧することにより、ハンダからなる突起状電極を有する半導体チップ（ＷＡＬＴＳ−ＴＥＧ ＭＢ５０−０１０１ＪＹ、ハンダの溶融温度２３５℃、ウォルツ社製）の突起状電極と基板の電極部とを接触させるとともに電子部品用接着剤を封止領域に充填させた。次いで、２６０℃、１Ｎで３秒間加熱することにより接合部の電子部品用接着剤を硬化させた。次いで、１７０℃のオーブンに３０分間養生することで電子部品用接着剤を完全硬化させ、半導体チップ実装体を得た。
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた半導体チップ実装体について、以下の評価を行った。結果を表１又は２に示す。
（１）ボイド発生の有無
超音波探査映像装置（ｍｉ−ｓｃｏｐｅ ｈｙｐｅｒ ＩＩ、日立建機ファインテック社製）を用いて、得られた半導体チップ実装体のボイドを観察し、下記の基準で評価した。
○ ボイドがほとんど観察されなかった。
△ ボイドがわずかに観察された。
× ボイドによる目立った剥離が観察された。
（２）塗布性
上記の半導体チップ実装体の製造時と同じ条件（ただし、ノズル先端径は０．２ｍｍ又は０．３ｍｍ）で電子部品用接着剤を基板上に塗布した。この際、１６個の基板に対して連続で塗布を行った際の描線を観察した。
◎ ノズル先端径０．２ｍｍの場合であっても、長さ１０ｃｍの描線１０本を、基板内及び基板間で途切れることなく作製できた。
○ ノズル先端径０．３ｍｍの場合には、長さ１０ｃｍの描線１０本を、基板内及び基板間で途切れることなく作製できた。
△ ノズル先端径０．３ｍｍの場合には、長さ１０ｃｍの描線１０本を、基板内及び基板間で途切れることなく作製できたが、線幅が５０％以下になってしまった部分又は１００％以上になってしまった部分があった。
× ノズル先端径０．３ｍｍの場合であっても、基板内又は基板間で描線が途中で途切れてしまった（線幅が５０％以下になってしまった部分又は１００％以上になってしまった部分がある場合を含む）。
（３）塗布後の電子部品用接着剤の形状保持性
上記で作製した塗布後の電子部品用接着剤を８０℃のホットプレート上に置き、接着剤形状の崩れを観察した。
○ 形状保持時間が１時間以上であった。
△ 形状保持時間が３０分以上１時間未満であった。
× 形状保持時間が３０分未満であった。
Figure 2014077122
Figure 2014077122
本発明によれば、塗布性に優れ、塗布後の形状保持性がよく、かつ、ボイドを抑制することのできる電子部品用接着剤を提供することができる。また、本発明によれば、該電子部品用接着剤を用いた半導体チップ実装体の製造方法を提供することができる。

Claims (5)

  1. 硬化性化合物と、硬化剤と、硬化促進剤と、無機充填剤とを含有する電子部品用接着剤であって、
    ２５℃でＥ型粘度計を用いて測定した５ｒｐｍでの粘度をＡ１（Ｐａ・ｓ）、０．５ｒｐｍでの粘度をＡ２（Ｐａ・ｓ）としたとき、Ａ１とＡ２／Ａ１とが図１の実線で囲まれた範囲内であり、
    前記硬化性化合物１００重量部に対して、前記硬化剤の配合量が５〜１５０重量部、前記無機充填剤の配合量が６０〜４００重量部であり、
    前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と亜リン酸化合物とを含有する組成物を含有する
    ことを特徴とする電子部品用接着剤。
  2. 無機充填剤は、疎水化度（Ｍ値）が２０以下の無機充填剤、又は、疎水化度（Ｍ値）が４５以上の無機充填剤を含有することを特徴とする請求項１記載の電子部品用接着剤。
  3. 無機充填剤は、平均粒子径が０．１〜３μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品用接着剤。
  4. 無機充填剤は、表面にトリメチルシラン化合物又はエポキシシラン化合物に由来する基を有する無機充填剤を含有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子部品用接着剤。
  5. 突起状電極を有する半導体チップをフリップチップ実装により基板に接合するとともに封止を行う半導体チップ実装体の製造方法であって、
    請求項１、２、３又は４記載の電子部品用接着剤を基板上に設ける工程と、
    前記電子部品用接着剤を介して、半導体チップの突起状電極と前記基板の電極部とを接触させるとともに前記電子部品用接着剤を封止領域に充填する工程と、
    前記半導体チップの突起状電極と前記基板の電極部とを接合するとともに接合部の前記電子部品用接着剤を硬化させる工程と、
    前記電子部品用接着剤を完全硬化させる工程とを有する
    ことを特徴とする半導体チップ実装体の製造方法。
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