JP2019129275A - アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低熱膨張化と低粘度化を両立しうるアンダーフィル材、並びにこのアンダーフィル材を用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法の提供。【解決手段】エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤とを含み、前記エポキシ樹脂が下記一般式（１）で表されるエポキシ化合物を含む、アンダーフィル材。一般式（１）において、ｎは１又は２であり、ｍは２〜４の整数である。Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、同じ炭素原子に結合するＲ１及びＲ２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。【選択図】なし

Description

本発明は、アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法に関する。

半導体装置の実装技術においては、基板と半導体素子との間の空隙を充填するためにアンダーフィル材と呼ばれる液状の封止材が広く用いられている。
例えば、特許文献１にはビスフェノール型エポキシ樹脂にアミノフェノールエポキシ樹脂を特定量配合することで良好な注入性と封止後のフィレットクラックの抑制を達成したアンダーフィル材が記載されている。

国際公開第２０１６／０９３１４８号

半導体パッケージ等を封止するためのアンダーフィル材には、絶縁性及び熱信頼性に加え、低い線膨張率が求められる。これは、熱膨張率が高いアンダーフィル材を封止材として用いた場合、アンダーフィル材と半導体素子との熱膨張差に起因した熱応力によって封止部が膨張したり割れたりすることで、半導体素子を破壊することを防ぐためである。

アンダーフィル材を低熱膨張化するには、フィラーの高充填化（フィラーの充填率を高めること）が有効であるが、フィラーの充填率の上昇に伴って粘度が増加し、基板と半導体素子との間の隙間へのアンダーフィル材の注入性が低下する。このため、フィラーを高充填したアンダーフィル材の粘度を下げるために、反応性希釈剤と呼ばれる低粘度のエポキシ樹脂を配合することが一般的に行われている。しかしながら、反応性希釈剤を配合すると熱膨張率が上昇し、フィラーの高充填化による効果が損なわれるという問題があった。

本発明はかかる状況を鑑みなされたもので、低熱膨張化と低粘度化を両立しうるアンダーフィル材、並びにこのアンダーフィル材を用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤とを含み、前記エポキシ樹脂が下記一般式（１）で表されるエポキシ化合物を含む、アンダーフィル材。

〔一般式（１）において、ｎは１又は２であり、ｍは２〜４の整数である。Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、同じ炭素原子に結合するＲ^１及びＲ^２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。〕

＜２＞前記エポキシ化合物は、下記一般式（２）で表される構造を有するエポキシ化合物である、＜１＞に記載のアンダーフィル材。

〔一般式（２）において、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。ｐ及びｑはそれぞれ独立に１又は２である。〕

＜３＞前記一般式（２）においてＲ^１及びＲ^２がそれぞれメチル基であり、ｐ及びｑがそれぞれ１である、＜２＞に記載のアンダーフィル材。

＜４＞前記無機充填剤の含有率が前記アンダーフィル材全体の５０質量％以上である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。

＜５＞前記硬化剤はアミン硬化剤を含む、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。

＜６＞基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材の硬化物と、を備える、半導体パッケージ。

＜７＞基板と、前記基板上に配置された半導体素子との間の空隙を＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する、半導体パッケージの製造方法。

本発明によれば、低熱膨張化と低粘度化を両立しうるアンダーフィル材、並びにこれを用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法が提供される。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。

本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。

＜アンダーフィル材＞
本開示のアンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤とを含み、前記エポキシ樹脂が下記一般式（１）で表されるエポキシ化合物（以下、特定エポキシ化合物ともいう）を含む。

一般式（１）において、ｎは１又は２であり、ｍは２〜４の整数である。Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、同じ炭素原子に結合するＲ^１及びＲ^２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。

本発明者らの検討の結果、特定エポキシ化合物を含むアンダーフィル材は、特定エポキシ化合物を含まないアンダーフィル材に比べ、硬化物の熱膨張率の上昇を抑制しつつ、充填時の粘度を低減できることがわかった。これは、特定エポキシ化合物がアンダーフィル材の粘度を低減するという反応性希釈剤としての性質を有することに加え、他の反応性希釈剤として用いられるエポキシ樹脂に比べて硬化物の熱膨張率が上昇しにくい性質も有しているためと考えられる。

特定エポキシ化合物を含むアンダーフィル材が他の反応性希釈剤を含むアンダーフィル材に比べて硬化物の熱膨張率が上昇しにくい理由は必ずしも明らかではないが、特定エポキシ化合物の分子に含まれる３級炭素原子（炭素原子に結合するＲ^１とＲ^２のいずれかが炭化水素基である）又は４級炭素原子（炭素原子に結合するＲ^１とＲ^２の両方が炭化水素基である）が分子運動の自由度を制限し、硬化物の熱膨張率の上昇を抑制するように作用していることが考えられる。

特定エポキシ化合物を含むアンダーフィル材を用いることで、信頼性に優れる半導体パッケージを製造することができる。
さらに、特定エポキシ化合物を含むアンダーフィル材は他の反応性希釈剤を用いる場合に比べて硬化物の熱膨張率の上昇を抑えつつ粘度を低減できるため、無機充填剤の増量に対応しやすいという利点もある

アンダーフィル材は、基板と半導体素子との間の空隙を充填する際の粘度が充分に低いことが好ましい。具体的には、１１０℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、０．７５Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、０．５０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。本開示においてアンダーフィル材の１１０℃における粘度は、レオメーター（例えば、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製の「ＡＲ２０００」）により、４０ｍｍのパラレルプレートにて、せん断速度：３２．５／ｓｅｃの条件で測定される値である。

（Ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は、一般式（１）で表される特定エポキシ化合物を含むものであれば、特に制限されない。エポキシ樹脂に含まれる特定エポキシ化合物は、１種のみでも２種以上であってもよい。

一般式（１）において、ｎ個の構造単位は、同じ炭素原子に結合するＲ^１及びＲ^２の一方が炭素数６以下の炭化水素基である状態（すなわち、３級炭素原子）であっても、両方が炭素数６以下の炭化水素基である状態（すなわち、４級炭素原子）であってもよい。硬化物の熱膨張率の上昇抑制の観点からは、同じ炭素原子に結合するＲ^１及びＲ^２の両方が炭素数６以下の炭化水素基であることが好ましい。

一般式（１）において、Ｒ^１及びＲ^２で表される炭素数６以下の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられる。アンダーフィル材の低粘度化の観点からは、炭素数６以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数３以下のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。

一般式（１）において、アンダーフィル材の低粘度化の観点からは、ｎは１であることが好ましい。熱膨張率の上昇抑制の観点からは、ｍは２又は３であることが好ましく、２であることがより好ましい。

一般式（１）においてｎ個の構造単位（３級炭素原子又は４級炭素原子）とｍ個の構造単位（メチレン基）の位置関係は特に制限されず、交互に配置されても交互に配置されていなくてもよい。

特定エポキシ化合物は、下記一般式（２）で表される構造を有するエポキシ化合物であってもよい。

一般式（２）において、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。ｐ及びｑはそれぞれ独立に１又は２である。

一般式（２）において、Ｒ^１及びＲ^２で表される炭素数１〜６の炭化水素基の定義及び好ましい態様は、一般式（１）と同様である。

特定エポキシ化合物は、一般式（２）においてＲ^１及びＲ^２がそれぞれメチル基であり、ｐ及びｑがそれぞれ１であるエポキシ化合物（ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル）であってもよい。このエポキシ化合物は市販品としても入手可能である。市販品としては、共栄社化学株式会社の商品名「エポライト１５００ＮＰ」、阪本薬品工業株式会社の商品名「ＳＲ−ＮＰＧ」、株式会社ＡＤＥＫＡの商品名「ＥＤ−５２３Ｌ」等が挙げられる。

硬化物の熱膨張率の上昇抑制と充填時の粘度低減を両立させる観点からは、エポキシ樹脂は特定エポキシ化合物と、特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂とを含むことが好ましい。この場合、特定エポキシ化合物の含有率は、エポキシ樹脂全体の１．０質量％〜５０．０質量％であることが好ましく、１．０質量％〜３０．０質量％であることがより好ましい。

エポキシ樹脂が特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂を含む場合、その種類は特に制限されない。例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アルコールエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、及びシロキサン系エポキシ樹脂が挙げられる。特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂は、１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。

上記エポキシ樹脂の中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及び３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及び３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂をそれぞれ含むことがより好ましい。

ビスフェノール型エポキシ樹脂の種類は特に制限されず、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型エポキシ樹脂等が挙げられる。アンダーフィル材として使用するためには、ビスフェノール型エポキシ樹脂は常温（２５℃、以下も同様）で液状のものであることが好ましく、常温で液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることがより好ましい。常温で液状のビスフェノール型エポキシ樹脂は、市販品としても入手可能である。例えば、常温で液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の市販品としては、新日鉄住金化学株式会社の商品名「エポトート ＹＤＦ−８１７０Ｃ」が挙げられる。

ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂全体に占める割合は特に制限されず、アンダーフィル材の所望の特性に応じて選択できる。例えば、１０質量％〜９０質量％の範囲から選択できる。

ナフタレン型エポキシ樹脂の種類は特に制限されない。アンダーフィル材に使用するナフタレン型エポキシ樹脂は、常温で液状のものであることが好ましい。常温で液状のナフタレン型エポキシ樹脂としては、１，６−ビス（グリシジルオキシ）ナフタレンが挙げられる。１，６−ビス（グリシジルオキシ）ナフタレンは市販品としても入手可能である。市販品としては、例えば、ＤＩＣ株式会社の商品名「エピクロン ＨＰ−４０３２Ｄ」が挙げられる。

アンダーフィル材がエポキシ樹脂としてナフタレン型エポキシ樹脂を含む場合、その割合は特に制限されない。例えば、硬化物の熱膨張率の上昇抑制の観点からはエポキシ樹脂全体に占める割合が１０質量％以上であることが好ましく、アンダーフィル材としての特性のバランスの観点からは５０質量％以下であることが好ましい。

３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂の種類は特に制限されない。アンダーフィル材として使用する３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂は、常温で液状のものであることが好ましい。

常温で液状である３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノールが挙げられる。トリグリシジル−ｐ−アミノフェノールは市販品としても入手可能である。市販品としては、例えば、三菱ケミカル株式会社の商品名「ｊＥＲ−６３０」及び「ｊＥＲ−６３０ＬＳＤ」、並びに株式会社ＡＤＥＫＡの商品名「ＥＰ−３９５０Ｓ」が挙げられる。

アンダーフィル材がエポキシ樹脂として３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂を含む場合、その割合は特に制限されない。例えば、耐熱性向上の観点からはエポキシ樹脂全体に占める割合が１０質量％以上であることが好ましい。一方、アンダーフィル材としての特性のバランスの観点からは５０質量％以下であることが好ましい。

アンダーフィル材に含まれるエポキシ樹脂は、常温で液状のエポキシ樹脂と、常温で固体のエポキシ樹脂とを含んでもよい。この場合、充分に低い粘度を維持する観点から、常温で固体のエポキシ樹脂の割合はエポキシ樹脂全体の２０質量％以下であることが好ましい。

（Ｂ）硬化剤
硬化剤の種類は特に制限されず、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。例えば、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、酸無水物硬化剤、ポリメルカプタン硬化剤、ポリアミノアミド硬化剤、イソシアネート硬化剤、ブロックイソシアネート硬化剤等が挙げられる。硬化剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アンダーフィル材に使用する硬化剤は、常温で液状のものが好ましく、被着体への接着性の観点からは、アミン硬化剤であることが好ましい。アミン硬化剤としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ｎ−プロピルアミン、２−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン等の脂肪族アミン化合物、ジエチルトルエンジアミン、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２−メチルアニリン等の芳香族アミン化合物、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール等のイミダゾール化合物、イミダゾリン、２−メチルイミダゾリン、２−エチルイミダゾリン等のイミダゾリン化合物などが挙げられる。これらの中でも、芳香族アミン化合物が好ましい。

エポキシ樹脂と硬化剤の配合比は、それぞれの未反応分を少なく抑える観点からは、エポキシ樹脂のエポキシ基の数に対する硬化剤の官能基（アミン硬化剤の場合は活性水素）の数の比（硬化剤の官能基数／エポキシ樹脂のエポキシ基数）が０．５〜２．０の範囲内となるように設定されることが好ましく、０．６〜１．３の範囲内となるように設定されることがより好ましい。成形性と耐リフロー性の観点からは、０．８〜１．２の範囲内となるように設定されることがさらに好ましい。

（Ｃ）無機充填剤
無機充填剤の種類は、特に制限されない。具体的には、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレー、マイカ等の無機材料が挙げられる。また、難燃効果を有する無機充填剤を用いてもよい。難燃効果を有する無機充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムと亜鉛の複合水酸化物等の複合金属水酸化物、硼酸亜鉛などが挙げられる。

上記無機充填剤の中でも、熱膨張率低減の観点からはシリカが好ましく、熱伝導性向上の観点からはアルミナが好ましい。無機充填剤は１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アンダーフィル材に含まれる無機充填剤の量は、特に制限されない。硬化後の熱膨張率を低減する観点からは、無機充填剤の量は多いほど好ましい。例えば、無機充填剤の含有率がアンダーフィル材全体の５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。一方、粘度上昇を抑制する観点からは、無機充填剤の量は少ないほど好ましい。例えば、無機充填剤の含有率がアンダーフィル材全体の８０質量％以下であることが好ましい。

無機充填剤が粒子状である場合、その平均粒子径は、特に制限されない。例えば、体積平均粒子径が０．０５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、０．１μｍ〜１５μｍであることがより好ましい。無機充填剤の体積平均粒子径が０．０５μｍ以上であると、アンダーフィル材の粘度の上昇がより抑制される傾向にある。体積平均粒子径が２０μｍ以下であると、狭い隙間への充填性がより向上する傾向にある。無機充填剤の体積平均粒子径は、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置により得られる体積基準の粒度分布において小径側からの体積の累積が５０％となるときの粒子径（Ｄ５０）として測定することができる。

（Ｄ）添加剤
アンダーフィル材は、上述の成分に加えて、硬化促進剤、応力緩和剤、カップリング剤、着色剤等の各種添加剤を含んでもよい。アンダーフィル材は、以下に例示する添加剤以外にも必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を含んでもよい。

（硬化促進剤）
アンダーフィル材は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の種類は特に制限されず、エポキシ樹脂及び硬化剤の種類、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。

アンダーフィル材が硬化促進剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部であることが好ましく、１質量部〜１５質量部であることがより好ましい。

（応力緩和剤）
アンダーフィル材は、応力緩和剤を含んでもよい。応力緩和剤としては、熱可塑性エラストマー、ＮＲ（天然ゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の粒子などが挙げられる。応力緩和材剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アンダーフィル材が応力緩和剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部であることが好ましく、１質量部〜１５質量部であることがより好ましい。

（カップリング剤）
アンダーフィル材は、カップリング剤を含んでもよい。カップリング剤としては、エポキシシラン、フェニルシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、フェニルアミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシラン化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウム／ジルコニウム化合物などが挙げられる。これらの中でもシラン化合物（シランカップリング剤）が好ましい。カップリング剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アンダーフィル材がカップリング剤を含む場合、カップリング剤の量は、無機充填剤１００質量部に対して０．０５質量部〜５質量部であることが好ましく、０．１質量部〜２．５質量部であることがより好ましい。

（着色剤）
アンダーフィル材は、着色剤を含んでもよい。着色剤としては、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、鉛丹、ベンガラ等が挙げられる。着色剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アンダーフィル材が着色剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．０１質量部〜１０質量部であることが好ましく、０．１質量部〜５質量部であることがより好ましい。

（アンダーフィル材の用途）
アンダーフィル材は、種々の実装技術に用いることができる。特に、フリップチップ型実装技術に用いるアンダーフィル材として好適に用いることができる。例えば、バンプ等で接合された半導体素子と基板の間の隙間を充填する用途に好適に用いることができる。

アンダーフィル材を用いて半導体素子と基板の間の隙間を充填する方法は、特に制限されない。例えば、ディスペンサー等を用いて公知の方法により行うことができる。

＜半導体パッケージ＞
本開示の半導体パッケージは、基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している上述したアンダーフィル材の硬化物と、を備える。

上記半導体パッケージにおいて、半導体素子と基板の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。上記半導体パッケージは、アンダーフィル材の硬化物の熱膨張率が低減されているため、例えば、アンダーフィル材の硬化物と半導体素子の間に応力が生じた場合、これを抑制する効果に優れている。

＜半導体パッケージの製造方法＞
本開示の半導体パッケージの製造方法は、基板と、前記基板上に配置された半導体素子との間の空隙を上述したアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する。

上記方法において、半導体素子と基板の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。アンダーフィル材を用いて半導体素子と基板の間の隙間を充填する方法、及び充填後にアンダーフィル材を硬化する方法は特に制限されず、公知の手法で行うことができる。

以下、本開示のアンダーフィル材を実施例により具体的に説明するが、本開示の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

（アンダーフィル材の調製）
表１に示す成分を表１に示す量（質量部）にて混合し、アンダーフィル材を調製した。各成分の詳細は下記のとおりである。

エポキシ樹脂１…液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量：１６０ｇ／ｅｑ、商品名「エポトート ＹＤＦ−８１７０Ｃ」、新日鉄住金化学株式会社
エポキシ樹脂２…トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、エポキシ当量：９５ｇ／ｅｑ、商品名「ｊＥＲ ６３０」、三菱ケミカル株式会社
エポキシ樹脂３…１，６−ビス（グリシジルオキシ）ナフタレン、エポキシ当量：１４３ｇ／ｅｑ、商品名「エピクロン ＨＰ−４０２３Ｄ」、ＤＩＣ株式会社

特定エポキシ化合物…ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量：１０８ｇ／ｅｑ、商品名「アデカレジン ＥＤ−５２３Ｌ」、株式会社ＡＤＥＫＡ
比較例エポキシ化合物１…１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量：１０２ｇ／ｅｑ、商品名「ＳＲ−１４ＢＪ」、阪本薬品工業株式会社
比較例エポキシ化合物２…トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、エポキシ当量：１２０、商品名「エポトート ＺＸ−１５４２」、新日鉄住金化学株式会社

硬化剤１…ジエチルトルエンジアミン、商品名「ｊＥＲキュア Ｗ」、活性水素当量：４５ｇ／ｅｑ、三菱ケミカル株式会社
硬化剤２…３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、商品名「カヤハード Ａ−Ａ」、活性水素当量：６３ｇ／ｅｑ、日本化薬株式会社

無機充填剤…体積平均粒子径が０．５μｍの球状シリカ、商品名「ＳＥ２２００」、株式会社アドマテックス

カップリング剤…３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、商品名「サイラエース Ｓ５１０」、ＪＮＣ株式会社

着色剤…カーボンブラック、商品名「ＭＡ−１００」、三菱ケミカル株式会社

（１１０℃での粘度の測定）
アンダーフィル材をレオメーター（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製の「ＡＲ２０００」）を用い、４０ｍｍのパラレルプレートにて、せん断速度：３２．５／ｓｅｃの条件で測定した値を１１０℃での粘度とした。

（熱膨張係数の測定）
アンダーフィル材を直径８ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に１５０℃で２時間加熱成形して得られた硬化物の寸法の変化を、ＴＭＡ（熱機械分析装置）としてティーエーインスツルメント社の「ＴＡ４０００ＳＡ」を用い、昇温速度３℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０〜２５０℃で測定し、１０℃〜３０℃の直線の勾配を熱膨張係数（ｐｐｍ／℃）とした。

表１に示すように、特定エポキシ化合物を配合したアンダーフィル材は、無機充填剤の含有率が同じで特定エポキシ化合物を配合していないアンダーフィル材と比べると（実施例１及び２と比較例１、実施例３〜６と比較例６、実施例７と比較例７）、１１０℃での粘度の値が小さかった。また、特定エポキシ化合物を配合したアンダーフィル材は、無機充填剤の含有率が同じで反応性希釈剤として一般に用いられる比較用エポキシ化合物１又は２を配合したアンダーフィル材と比べると(実施例１及び２と比較例２〜５)、硬化物の熱膨張係数の値が小さかった。
以上より、エポキシ樹脂として特定エポキシ化合物を配合することで、アンダーフィル材の硬化物の熱膨張率の上昇を抑えつつ充填時の粘度を低減できることがわかった。

Claims (7)

1. エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤とを含み、前記エポキシ樹脂が下記一般式（１）で表されるエポキシ化合物を含む、アンダーフィル材。
   
   〔一般式（１）において、ｎは１又は２であり、ｍは２〜４の整数である。Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、同じ炭素原子に結合するＲ^１及びＲ^２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。〕
2. 前記エポキシ化合物は、下記一般式（２）で表される構造を有するエポキシ化合物である、請求項１に記載のアンダーフィル材。
   
   〔一般式（２）において、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数６以下の炭化水素基であり、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は炭素数６以下の炭化水素基である。ｐ及びｑはそれぞれ独立に１又は２である。〕
3. 前記一般式（２）においてＲ^１及びＲ^２がそれぞれメチル基であり、ｐ及びｑがそれぞれ１である、請求項２に記載のアンダーフィル材。
4. 前記無機充填剤の含有率が前記アンダーフィル材全体の５０質量％以上である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
5. 前記硬化剤はアミン硬化剤を含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
6. 基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のアンダーフィル材の硬化物と、を備える、半導体パッケージ。
7. 基板と、前記基板上に配置された半導体素子との間の空隙を請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する、半導体パッケージの製造方法。