JP2019160870A - 封止用シート - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の部材を汚染することを抑制しつつ、半導体素子を確実に封止して、半導体素子装置を効率よく製造できる封止用シートを提供する。【解決手段】半導体素子封止用シート１は、エポキシ樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂と、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂とを含有する。以下の方法で測定されるはみ出し長さＬ１が、３ｍｍ以下である。厚み２６０μｍ、縦５ｃｍ、横５ｃｍの寸法を有する半導体素子封止用シート１を、半導体素子封止用シート１と同一の縦横寸法を有する第２剥離シート２５に支持される状態で、縦６ｃｍ、横６ｃｍのアルミナ板７の対向面８に、アルミナ板７、半導体素子封止用シート１および第２剥離シート２５が厚み方向一方側に順に並ぶように、配置し、７０℃で、６０秒間、３６０Ｎの力で、それらを厚み方向に熱プレスし、その後、半導体素子封止用シート１の第２剥離シート２５から外側へのはみ出し長さＬ１を測定する。【選択図】図２

Description

本発明は、封止用シートに関する。

従来、半導体素子封止用シートは、基板に実装されている半導体チップを封止して、半導体パッケージの製造に用いられることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、基板と半導体チップとの間に空隙を設けながら、ゲル状エポキシ系硬化性樹脂シートを熱プレスすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−１９７１４号公報

しかるに、特許文献１に記載の方法では、基板に実装されている半導体チップと、同一サイズを有する剥離シートに支持されたゲル状エポキシ系硬化性樹脂シートとを積層した状態で、それらを、プレスの下板に配置し、続いて、それらを上板を下板に対して熱プレスするが、ゲル状エポキシ系硬化性樹脂シートが、基板の周端縁を超えて、下板の表面に落ち込んで付着する場合がある。また、ゲル状エポキシ系硬化性樹脂シートが、剥離シートの周端縁を大きく超えて飛び超えて、上板に付着する場合もある。

この場合には、都度、プレスの下板や上板を洗浄する必要があり、半導体パッケージの製造における歩留まりが低下するという不具合がある。

本発明は、周囲の部材を汚染することを抑制しつつ、半導体素子を確実に封止して、半導体素子装置を効率よく製造することのできる封止用シートを提供する。

本発明（１）は、エポキシ樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂と、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂とを含有し、以下の方法で測定されるはみ出し長さＬ１が、３ｍｍ以下である、封止用シートを含む。

厚み２６０μｍ、縦５ｃｍ、横５ｃｍの寸法を有する前記封止用シートを、前記封止用シートと同一の縦横寸法を有する剥離シートに支持される状態で、縦６ｃｍ、横６ｃｍのアルミナ板７の前記厚み方向一方面に、前記アルミナ板、前記封止用シートおよび前記剥離シートが厚み方向一方側に順に並ぶように、配置し、７０℃で、６０秒間、３６０Ｎの力で、それらを前記厚み方向に熱プレスし、その後、前記封止用シートの前記剥離シートから前記厚み方向に直交する方向外側へのはみ出し長さＬ１を測定する。

本発明（２）は、前記熱可塑性樹脂の酸価が、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、（１）に記載の封止用シートを含む。

本発明（３）は、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が、−２０℃以上、１０℃以下である、（１）または（２）に記載の封止用シートを含む。

本発明（４）は、前記熱可塑性樹脂の前記エポキシ樹脂および前記ノボラック型フェノール樹脂の総量１００質量部に対する配合部数が、１０質量部以上、９０質量部以下である、（１）〜（３）のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明（５）は、さらに、第１無機粒子と、前記第１無機粒子の平均粒子径より小さい平均粒子径を有する第２無機粒子とを含有し、前記第２無機粒子の前記第１無機粒子１００質量部に対する配合部数が、５０質量部以上、１００質量部未満である、（１）〜（４）のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明（６）は、以下の方法で求められる反応率Ｒが、５０％以上である、（１）〜（５）のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

封止用シート１を、以下の条件で示差走査熱量を測定して、第１発熱量Ｈ１を得る。

測定温度範囲：０〜３００℃
昇温速度：１０℃／分
測定質量：１５ｍｇ
別途、前記封止用シートを、１５０℃で、１０分加熱し、当該封止用シートを、前記の条件で示差走査熱量を測定して、第２発熱量Ｈ２を得る。

その後、前記第１発熱量Ｈ１から前記第２発熱量Ｈ２を差し引いた熱量［Ｈ１−Ｈ２］の、前記第１発熱量Ｈ１に対する百分率（［Ｈ１−Ｈ２］／Ｈ１×１００％）を前記反応率Ｒとして求める。

本発明の封止用シートは、上記の方法で測定されるはみ出し長さＬ１が３ｍｍ以下であるので、周囲の部材を封止用シートによって汚染することを抑制しつつ、半導体素子を確実に封止して、半導体素子装置を効率よく製造することができる。

図１は、本発明の封止用シートの一実施形態である半導体素子封止用シートの断面図を示す。 図２Ａおよび図２Ｂは、図１に示す半導体素子封止用シートのはみ出し長さを測定する方法を説明する図であり、図２Ａは、半導体素子封止用シートをアルミナ板に配置する工程、図２Ｂは、半導体素子封止用シートを熱プレスして、はみ出し長さを測定する工程を示す。 図３Ａ〜図３Ｂは、図１に示す半導体素子封止用シートを用いて、半導体素子を封止して、半導体素子パッケージを製造する方法の工程図を示し、図２Ａが、半導体素子封止用シートを、半導体素子および基板に対して対向配置する工程、図２Ｂが、半導体素子封止用シートによって、半導体素子を封止する工程を示す。

本発明の封止用シートの一実施形態である半導体素子封止用シートを、図１〜図３Ｂを参照して説明する。

この半導体素子封止用シート１は、基板２に実装されている半導体素子３を封止するための封止用シートである。

また、半導体素子封止用シート１は、後述する半導体素子パッケージ５（半導体素子装置の一例）を製造するための部品であって、半導体素子パッケージ５そのものではなく、半導体素子封止用シート１は、半導体素子３、および、半導体素子３を実装する基板２を含まず、具体的には、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。

なお、半導体素子封止用シート１は、半導体素子３を封止した後の硬化体シート２０（図３Ｂおよび図３Ｃ）ではなく、つまり、半導体素子３を封止する前のシートである。

半導体素子封止用シート１は、厚み方向に直交する方向（面方向）に延びる略板形状（フィルム形状）を有する。また、半導体素子封止用シート１は、平坦な厚み方向一方面（上面）１６と、平坦な厚み方向他方面（下面）１７と、それらの周端縁を連結する第１周面（連結面あるいは周側面）６とを備える。なお、第１周面６は、半導体素子封止用シート１の周端縁を含む周面である。

半導体素子封止用シート１の材料は、加熱によって、一旦流動して軟化した後、硬化するエポキシ系封止組成物（エポキシ系熱硬化性組成物）である。エポキシ系封止組成物は、エポキシ樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂と、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂とを含む。

エポキシ樹脂は、エポキシ系封止組成物における主剤であって、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、変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの２官能エポキシ樹脂、例えば、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、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などの３官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。これらエポキシ樹脂は、単独で使用または２種以上を併用することができる。

好ましくは、２官能エポキシ樹脂の単独使用が挙げられ、具体的には、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の単独使用が挙げられる。

エポキシ樹脂のエポキシ当量は、例えば、１０ｇ／ｅｑ．以上、好ましくは、１００ｇ／ｅｑ．以上であり、また、例えば、３００ｇ／ｅｑ．以下、好ましくは、２５０ｇ／ｅｑ．以下である。

エポキシ樹脂の軟化点は、例えば、５０℃以上、好ましくは、７０℃以上であり、また、例えば、１１０℃以下、好ましくは、９０℃以下である。

エポキシ樹脂の割合は、エポキシ系封止組成物において、例えば、１質量％以上、好ましくは、２質量％以上であり、また、例えば、３０質量％以下、好ましくは、１０質量％以下である。

ノボラック型フェノール樹脂は、水酸基を有しており、エポキシ樹脂の硬化剤（エポキシ樹脂硬化剤）である。

ノボラック型フェノール樹脂の軟化点は、例えば、４０℃以上、好ましくは、５０℃以上であり、また、例えば、９０℃以下、好ましくは、７０℃以下である。また、ノボラック型フェノール樹脂の軟化点と、エポキシ樹脂の軟化点との差は、比較的小さく、具体的には、例えば、４０℃以下、好ましくは、３０℃以下、より好ましくは、２０℃以下である。

ノボラック型フェノール樹脂の水酸基当量は、例えば、１０ｇ／ｅｑ．以上、好ましくは、５０ｇ／ｅｑ．以上であり、また、例えば、３００ｇ／ｅｑ．以下、好ましくは、１５０ｇ／ｅｑ．以下である。

ノボラック型フェノール樹脂の配合部数は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、ノボラック型フェノール樹脂中の水酸基の合計が、例えば、０．７当量以上、好ましくは、０．９当量以上、例えば、１．５当量以下、好ましくは、１．２当量以下となるように、調整される。具体的には、ノボラック型フェノール樹脂の配合部数は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば、４０質量部以上、好ましくは、５０質量部以上であり、また、例えば、７５質量部以下、好ましくは、６０質量部以下である。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂およびノボラック型フェノール樹脂と反応することができる反応性樹脂であり、具体的には、熱可塑性樹脂が含有するカルボキシル基が、エポキシ樹脂のエポキシ基、および、ノボラック型フェノール樹脂の水酸基と反応する。
カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂としては、カルボキシル基を含有するアクリル樹脂などが挙げられる。

アクリル樹脂としては、例えば、直鎖または分岐のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルの１種または２種以上と、カルボキシル基を含有するモノマーとをモノマー成分とし、それらのモノマー成分を重合することにより得られる、カルボキシル基を含有するアクリル系ポリマー（カルボキシル基含有（メタ）アクリル酸エステル系モノマー）などが挙げられる。なお、「（メタ）アクリル」は、「アクリルおよび／またはメタクリル」を表す。

アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、ヘキシル、へプチル、シクロヘキシル、２−エチルヘキシル、オクチル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ラウリル、トリデシル、テトラデシル、ステアリル、オクタデシル、ドデシルなどの炭素数１〜２０のアルキル基が挙げられる。好ましくは、炭素数１〜６のアルキル基が挙げられる。

カルボキシル基を含有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有ビニルモノマーが挙げられる。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の酸価は、例えば、１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、好ましくは、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、さらに好ましくは、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、とりわけ好ましくは、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ超過であり、また、例えば、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価は、ＪＩＳ Ｋ ００７０−１９９２に規定される中和滴定法により求められる。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の酸価が上記した下限以上であれば、後述する低温における反応率Ｒを高めることができる。一方、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の酸価が上記した上限以下であれば、樹脂の低温における高い流動性を持ちつつ、はみ出し長さＬ１を低減するのに必要な反応率Ｒを維持（確保）することができる。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、例えば、１０万以上、好ましくは、３０万以上であり、また、例えば、１００万以下、好ましくは、９０万以下、より好ましくは、８０万以下、さらに好ましくは、７０万以下である。なお、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトフラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値に基づいて測定される。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、例えば、２０℃以下、好ましくは、１０℃以下、より好ましくは、５℃以下であり、また、例えば、−７０℃以上、好ましくは、−５０℃以上、より好ましくは、−２５℃以上、さらに好ましくは、−２０℃以上、とりわけ好ましくは、−１０℃以上、最も好ましくは、−５℃以上である。カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、例えば、Ｆｏｘ式により求められる理論値であって、その具体的な算出手法は、例えば、特開２０１６−１７５９７６号公報などに記載される。

ガラス転移温度Ｔｇが上記した下限以上であれば、半導体素子封止用シート１で半導体素子３を封止するときに、半導体素子封止用シート１が半導体素子３を実装する基板２からはみ出すことを有効に抑制することができる。ガラス転移温度Ｔｇが上記した上限以下であれば、半導体素子封止用シート１が半導体素子３を確実に封止（埋設）することができる。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の、エポキシ樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の総量１００質量部に対する配合部数は、例えば、１０質量部以上、好ましくは、２５質量部以上、より好ましくは、４０質量部以上であり、また、例えば、９０質量部以下、好ましくは、７５質量部以下、より好ましくは、５０質量部以下、さらに好ましくは、５０質量部未満である。

また、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂のエポキシ系封止組成物（半導体素子封止用シート１）における割合は、例えば、０．１質量％以上、好ましくは、０．５質量％以上、より好ましくは、１質量％超過であり、また、例えば、１０質量％以下、好ましくは、５質量％以下、より好ましくは、３質量％以下、さらに好ましくは、１．５質量％以下である。

カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の割合および／または配合部数が上記した下限以上であれば、後述する低温における反応率Ｒを高めて、半導体素子封止用シート１を熱プレスするときに、周囲の部材を半導体素子封止用シート１によって汚染することを抑制することができる。

一方、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂の割合および／または配合部数が上記した上限以下であれば、カルボキシル基が不足無く反応し、未反応のカルボキシル基が残留しない状態（あるいは可及的に少ない状態）にすることができる。

なお、エポキシ系封止組成物は、例えば、硬化促進剤、無機粒子、顔料、シランカップリング剤なの添加剤を含有することもできる。

硬化促進剤は、加熱によって、エポキシ樹脂の硬化を促進する触媒（熱硬化触媒）（エポキシ樹脂硬化促進剤）であって、例えば、有機リン系化合物、例えば、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（２ＰＨＺ−ＰＷ）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＨＺ）などのイミダゾール化合物などが挙げられる。好ましくは、イミダゾール化合物が挙げられる。硬化促進剤の配合部数は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば、０．０５質量部以上であり、また、例えば、５質量部以下である。

無機粒子は、半導体素子封止用シート１の強度を向上させるためのフィラーである。無機粒子の材料としては、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素などの無機化合物が挙げられる。これらは、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、シリカが挙げられる。

無機粒子の形状は、特に限定されず、例えば、略球形状、略板形状、略針形状、不定形状などが挙げられる。好ましくは、略球形状が挙げられる。

無機粒子の最大長さの平均値（略球形状であれば、平均粒子径）Ｍは、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下であり、また、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．５μｍ以上である。なお、平均粒子径Ｍは、例えば、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって求められた粒度分布に基づいて、Ｄ５０値（累積５０％メジアン径）として求められる。

また、無機粒子は、第１無機粒子と、第１無機粒子の最大長さの平均値Ｍ１より小さい最大長さの平均値Ｍ２を有する第２無機粒子とを含むことができる。

第１無機粒子の最大長さの平均値（略球形状であれば、平均粒子径）Ｍ１は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、３μｍ以上であり、また、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、３０μｍ以下である。

第２無機粒子の最大長さの平均値（略球形状であれば、平均粒子径）Ｍ２は、例えば、１μｍ未満、好ましくは、０．８μｍ以下であり、また、例えば、０．０１μｍ以上、好ましくは、０．１μｍ以上である。

第１無機粒子の最大長さの平均値の、第２無機粒子の最大長さの平均値に対する比（Ｍ１／Ｍ２）は、例えば、２以上、好ましくは、５以上であり、また、例えば、５０以下、好ましくは、４０以下である。

第１無機粒子および第２無機粒子の材料は、ともに同一あるいは相異っていてもよい。好ましくは、第１無機粒子および第２無機粒子の材料は、ともに同一、具体的には、シリカである。

さらに、無機粒子は、その表面が、部分的あるは全体的に、シランカップリング剤などで表面処理されていてもよい。好ましくは、表面処理されていない第１無機粒子と、表面処理されている第２無機粒子との併用が挙げられる。

無機粒子が、上記した第１無機粒子と第２無機粒子とを含めば、第１無機粒子と第２無機粒子とが、半導体素子封止用シート１において、エポキシ系封止組成物に対して効率的に分散して、半導体素子封止用シート１の靱性を向上させることができる。

無機粒子（第１無機粒子および第２無機粒子の併用であれば、それらの総量）の含有割合は、半導体素子封止用シート１（エポキシ系封止組成物）中、例えば、５０質量％超過、好ましくは、７０質量％以上、より好ましくは、８０質量％以上であり、また、例えば、９０質量％以下、好ましくは、８７質量％以下である。

無機粒子が上記した第１無機粒子と第２無機粒子とを含む場合には、第１無機粒子の含有割合は、エポキシ系封止組成物中、例えば、４０質量％以上、好ましくは、５０質量％超過であり、また、例えば、８０質量％以下、好ましくは、７０質量％以下である。

無機粒子が上記した第１無機粒子と第２無機粒子とを含む場合には、第２無機粒子の配合部数は、第１無機粒子１００質量部に対して、例えば、３０質量部以上、好ましくは、５０質量部以上、より好ましくは、５０質量部超過であり、また、例えば、１００質量部未満、好ましくは、８０質量部以下、より好ましくは、７０質量部以下である。

第２無機粒子の配合部数が上記した下限以上であれば、比較的大きな第１無機粒子間の隙間を、第２無機粒子によって効率的に充填して、半導体素子封止用シート１を熱プレスするときの流動性を低減させることができ、ひいては、周囲の部材を半導体素子封止用シート１によって汚染することを抑制することができる。

一方、第２無機粒子の配合部数が上記した上限以下であれば、無機粒子の影響による過度な樹脂粘度上昇を抑えることができる。

顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの黒色顔料が挙げられる。顔料の平均粒子径は、例えば、０．００１μｍ以上、例えば、１μｍ以下である。顔料の割合は、エポキシ系封止組成物に対して、例えば、０．１質量％以上、また、例えば、２質量％以下である。

シランカップリング剤は、無機粒子の表面を処理（表面処理）するために配合される。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ基を含有するシランカップリング剤が挙げられる。エポキシ基を含有するシランカップリング剤としては、例えば、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などの３−グリシドキシジアルキルジアルコキシシラン、例えば、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などの３−グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。好ましくは、３−グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。シランカップリング剤の配合部数は、無機粒子１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、好ましくは、１質量部以上であり、また、例えば、１０質量部以下、好ましくは、５質量部以下である。

エポキシ系封止組成物は、エポキシ樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂と、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂と、さらには、必要により、添加剤とを配合して、それらを混合する。

次に、半導体素子封止用シート１の製造方法を説明する。

半導体素子封止用シート１を製造するには、例えば、エポキシ系封止組成物を溶媒（例えば、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチルなど）に溶解および／または分散させて、ワニスを調製し、これを、第１剥離シート１５に塗布し、乾燥させる。これによって、半導体素子封止用シート１を、第１剥離シート１５に支持された状態で、製造する。

第１剥離シート１５は、例えば、面方向に延びるシート形状を有しており、周面を有する。周面は、第１剥離シート１５の周端縁を含む周側面である。第１剥離シート１５の材料は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、それらの共重合体などのポリオレフィン、例えば、ポリイミドなどのポリマー、さらには、例えば、金属、例えば、セラミックなどが挙げられる。好ましくは、ポリマー、より好ましくは、ポリオレフィンが挙げられる。また、第１剥離シート１５は、その表面が、離型処理されていてもよい。第１剥離シート１５の厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下である。

その後、剥離シートの一例としての第２剥離シート２５によって、半導体素子封止用シート１の厚み方向一方面１６を被覆する。具体的には、第２剥離シート２５を、半導体素子封止用シート１に対して第１剥離シート１５の反対側に配置する。つまり、半導体素子封止用シート１を、第１剥離シート１５および第２剥離シート２５で厚み方向に挟み込んだ状態で、製造する。

なお、第２剥離シート２５は、第１剥離シート１５と同一の形状、材料、厚みを有する。第２剥離シート２５は、第２剥離シート２５の周端縁を含む周側面である第２周面９を有する。第２周面９は、半導体素子封止用シート１の第１周面６と面一である。

他方、ワニスを調製せず、混練押出によって、エポキシ系封止組成物から一度に半導体素子封止用シート１を製造することもできる。なお、混練押出における加熱条件は、エポキシ系封止組成物が完全硬化しない条件である。

半導体素子封止用シート１におけるエポキシ系封止組成物は、例えば、Ｂステージ（完全硬化ではない半硬化）である。Ｂステージは、エポキシ系封止組成物が、液状であるＡステージと、完全硬化したＣステージとの間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、圧縮弾性率がＣステージの弾性率よりも小さい状態である。

これにより、半導体素子封止用シート１を製造する。

半導体素子封止用シート１の厚みは、特に限定されず、例えば、１００μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下である。

そして、半導体素子封止用シート１は、以下の方法で測定されるはみ出し長さＬ１が、３ｍｍ以下である。また、はみ出し長さＬ１は、好ましくは、２．５ｍｍ以下以下、より好ましくは、２ｍｍ以下、さらに好ましくは、１．５ｍｍ以下であり、最も好ましくは、０ｍｍである。

はみ出し長さＬ１が上記した上限を上回れば、半導体素子３を封止するときに、周囲の部材が半導体素子封止用シート１によって汚染されることを抑制することができる。

厚み２６０μｍ、縦５ｃｍ、横５ｃｍの寸法を有する半導体素子封止用シート１を、半導体素子封止用シート１と同一の縦横寸法を有する第２剥離シート２５に支持される状態で、縦６ｃｍ、横６ｃｍのアルミナ板７の厚み方向一方面の一例である対向面８に、アルミナ板７、半導体素子封止用シート１および第２剥離シート２５が厚み方向一方側に順に並ぶように、配置し、７０℃で、６０秒間、３６０Ｎの力で、それらを厚み方向に熱プレスし、その後、半導体素子封止用シート１の第２剥離シート２５から外側へのはみ出し長さＬ１を測定する。

具体的には、上記した第２剥離シート２５および半導体素子封止用シート１を、それらがともに同一の縦横寸法を有するように、外形加工（例えば、切断）する。これにより、半導体素子封止用シート１の第１周面６と、第２剥離シート２５の第２周面９とが、面一となる。

次いで、第２剥離シート２５が上側を向き、半導体素子封止用シート１が熱プレス２３の下板２１に向くように、下板２１に配置し、続いて、上板２２と下板２１とによって、アルミナ板７、半導体素子封止用シート１および第２剥離シート２５を挟み込みながら、それらをプレスする。

なお、上板２２の縦横寸法は、第２剥離シート２５のそれよりも大きい。下板２１の縦横寸法は、アルミナ板７のそれよりも大きい。

また、熱プレス時の温度７０℃は、半導体素子封止用シート１の軟化が許容されるが、半導体素子封止用シート１の完全硬化には至らない温度である。

また、この半導体素子封止用シート１は、以下の方法で求められる反応率Ｒが、例えば、５０％以上、好ましくは、６０％以上、より好ましくは、７０％以上、さらに好ましくは、８０％以上、とりわけ好ましくは、８０％超過、最も好ましくは、８２％以上であり、また、例えば、９５％以下である。

半導体素子封止用シート１（次に説明する加熱前、つまり、未加熱の半導体素子封止用シート１）を、以下の条件で示差走査熱量を測定（ＤＳＣ測定）して、第１発熱量Ｈ１を得る。

測定温度範囲：０〜３００℃
昇温速度：１０℃／分
測定質量：１５ｍｇ
別途、半導体素子封止用シート１を、１５０℃で、１０分加熱し、上記の当該半導体素子封止用シート（つまり、加熱後の半導体素子封止用シート１）を、上記の条件で示差走査熱量を測定（ＤＳＣ測定）して、第２発熱量Ｈ２を得る。

その後、第１発熱量Ｈ１から第２発熱量Ｈ２を差し引いた熱量［Ｈ１−Ｈ２］の、第１発熱量Ｈ１に対する百分率（［Ｈ１−Ｈ２］／Ｈ１×１００％）を反応率Ｒとして求める。

この反応率Ｒは、所定温度（比較的低温）で加熱するときに発生する熱量［Ｈ１−Ｈ２］の割合を意味する。そのため、反応率Ｒが高い場合には、エポキシ系封止組成物の多くが所定温度（比較的低温）で反応したことを意味する一方、反応率Ｒが、低い場合には、エポキシ系封止組成物が所定温度（比較的低温）で少ししか反応していないことを意味する。

反応率Ｒが上記した下限以上であれば、エポキシ系封止組成物が低温で反応する。そのため、上記したはみ出し長さＬ１を短くして、半導体素子封止用シート１を熱プレスするときに、周囲の部材を半導体素子封止用シート１によって汚染することを抑制することができる。

次に、この半導体素子封止用シート１を用いて、半導体素子３を封止して、半導体素子パッケージ５を製造する方法を説明する。

半導体素子パッケージ５を製造する方法は、半導体素子３を準備する工程、半導体素子封止用シート１を準備する工程、半導体素子封止用シート１によって半導体素子３を封止して、半導体素子封止用シート１から硬化体シート２０を調製するとともに、半導体素子パッケージ５を得る工程を備える。

この方法では、図３Ａに示すように、まず、半導体素子３および基板２を準備する。

半導体素子３は、半導体チップであって、面方向に延びる略平板形状を有する。半導体素子３としては、特に限定されない。半導体素子３の厚み方向他方面（下面）には、端子が設けられている。

半導体素子３は、基板２の厚み方向一方面（上面）に実装されている。具体的には、半導体素子３は、例えば、基板２に対してフリップチップ実装されている。

また、半導体素子３は、基板２において、面方向に互いに間隔を隔てて複数配置されている。

基板２は、面方向に延びる略平坦形状を有する。基板２は、平面視において、複数の半導体素子３を囲む大きさを有する。つまり、基板２は、厚み方向に投影したときに、複数の半導体素子３と重複する重複領域１１と、複数の半導体素子３と重複せず、基板２から露出する露出領域１２とを有する。また、基板２は、重複領域１１に配置され、半導体素子３の端子と接触する基板端子（図示せず）と、露出領域１２に配置され、基板端子に連続する基板配線と（図示せず）を有する。

この方法では、次いで、半導体素子封止用シート１を準備する。第１剥離シート１５を半導体素子封止用シート１から剥離する。

その後、半導体素子封止用シート１が、半導体素子３の厚み方向一方面（上面）に接触するように、半導体素子３に配置する。

図３Ｂに示すように、次いで、半導体素子封止用シート１によって半導体素子３を封止する。

例えば、下板および上板を備える平板プレス（図示せず）を用いて、半導体素子封止用シート１を加熱および加圧して、半導体素子封止用シート１で複数の半導体素子３を封止する。つまり、半導体素子封止用シート１を第２剥離シート２５を介して熱プレスする。

また、上記した加熱によって、半導体素子封止用シート１は、熱硬化する。具体的には、一旦、軟化後、半導体素子封止用シート１のエポキシ系封止組成物が完全硬化する。

加熱条件は、エポキシ系封止組成物が完全硬化する条件である。具体的には、加熱温度が、例えば、８５℃以上、好ましくは、１００℃以上であり、また、例えば、１２５℃以下、好ましくは、１１０℃以下である。加熱時間が、例えば、１０分間以上、好ましくは、３０分間以上であり、また、例えば、３００分間以下、好ましくは、１８０分間以下である。圧力は、特に限定されず、例えば、０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．５ＭＰａ以上であり、また、例えば、１０ＭＰａ以下、好ましくは、５ＭＰａ以下である。

半導体素子封止用シート１は、一旦流動して軟化して、半導体素子３を埋設する。換言すれば、半導体素子３が半導体素子封止用シート１に埋め込まれる。

これとともに、半導体素子封止用シート１の第１周面６は、面方向外側に張り出す。第１周面６の張り出し長さＬ２は、上記したはみ出し長さＬ１Ｌより大きいことが許容され、具体的には、例えば、以下の式（１）、好ましくは、以下の式（２）、より好ましくは、以下の式（３）を満足する。

１≦（張り出し長さＬ２）／（はみ出し長さＬ１）＜２ （１）
１≦（張り出し長さＬ２）／（はみ出し長さＬ１）＜１．５ （２）
１≦（張り出し長さＬ２）／（はみ出し長さＬ１）＜１．２５ （３）
なお、張り出し長さＬ２は、図３Ａに示す、封止前の半導体素子封止用シート１の第１周面６の位置を基準として、この基準から、図３Ｂにおいて半導体素子封止用シート１において外側にはみ出した周端縁までの距離である。上記した基準は、通常、第２剥離シート２５の第２周面９と同一位置にある。

続いて、半導体素子封止用シート１は、半導体素子３の周側面を被覆するとともに、対向面における露出領域１２に接触する。

これによって、半導体素子３が半導体素子封止用シート１によって封止される。また、基板２における露出領域１２は、半導体素子封止用シート１によって接触（密着）されている。

その後、第２剥離シート２５を半導体素子封止用シート１から剥離する。

なお、半導体素子３を封止し、基板２の露出領域１２に接触する半導体素子封止用シート１は、すでに加熱により熱硬化（完全硬化）（Ｃステージ）状態となっている。そのため、半導体素子封止用シート１が硬化体シート２０となる。

その後、半導体素子封止用シート１（あるいは硬化体シート２０）は、熱硬化をより一層進行させたい場合には、平板プレスから下ろし、別の加熱炉に投入する。

これにより、基板２、複数の半導体素子３および硬化体シート２０を備える半導体素子パッケージ５を得ることができる。

その後、必要により、半導体素子パッケージ５を、半導体素子３に対応して、例えば、ダイシングソーによる切断によって、個片化する。

そして、この半導体素子封止用シート１は、上記の方法で測定されるはみ出し長さＬ１が３ｍｍ以下であるので、周囲の部材、具体的には、熱プレスが半導体素子封止用シート１（の第１周面６）によって汚染されることを抑制しつつ、半導体素子３を確実に封止して、半導体素子パッケージ５を効率よく製造することができる。

また、はみ出し長さが上記した上限以下であるので、基板２の基板配線（図示せず）を検査（パターン検査）でき、さらに、基板２の厚み方向一方面（上面）における異物の有無を検査できる。

＜変形例＞
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態および各変形例を適宜組み合わせることもできる。

図１では、半導体素子封止用シート１を単層から形成しているが、例えば、図示しないが、複数層の積層体であってもよい。

また、半導体素子封止用シート１により、単数の半導体素子３を封止することもできる。

また、一実施形態では、封止用シートの一例として半導体素子封止用シート１を挙げて、半導体素子３を封止しているが、これに限定されず、例えば、図示しないが、他の電子素子を封止する電子素子封止用シートであってもよい。この場合には、電子素子封止用シートを用いて、電子素子を封止して、電子素子パッケージを製造することができる。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。

実施例および比較例で使用した各成分を以下に示す。

エポキシ樹脂：新日鐵化学社製のＹＳＬＶ−８０ＸＹ（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ．軟化点８０℃）
ノボラック型フェノール樹脂：群栄化学社製のＬＶＲ−８２１０ＤＬ（エポキシ樹脂硬化剤、水酸基当量：１０４ｇ／ｅｑ．、軟化点：６０℃）
カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂：根上工業社製のＨＭＥ−２００６Ｍ、カルボキシル基含有のアクリル酸エステル系ポリマー、重量平均分子量：約８５万、固形分濃度２０％（メチルエチルケトン溶液）、ガラス転移温度Ｔｇ＝−３０℃、酸価：３０ｍｇＫＯＨ／ｇ
カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂：ナガセケムテックス社製のＳＧ−７０ＬＮ、カルボキシル基含有のアクリル酸エステル系ポリマー、重量平均分子量：約９０万、固形分濃度１２．５％（メチルエチルケトン溶液）、ガラス転移温度Ｔｇ＝−１３℃、酸価：５ｍｇＫＯＨ／ｇ
カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂：ナガセケムテックス社製のＳＧ−Ｎ５０、カルボキシル基含有のアクリル酸エステル系ポリマー、重量平均分子量：約４０万、固形分濃度２５％（メチルエチルケトン溶液）、ガラス転移温度Ｔｇ＝０℃、酸価：３５ｍｇＫＯＨ／ｇ
カルボキシル基を含有しない熱可塑性樹脂：根上工業社製のＡＣ−０１９、カルボキシル基を含有しないアクリル酸エステル系ポリマー、重量平均分子量：約１１０万、固形分濃度２０％（メチルエチルケトン溶液）、ガラス転移温度Ｔｇ＝−１５℃、酸価：０ｍｇＫＯＨ／ｇ
エポキシ樹脂硬化促進剤：四国化成工業社製の２ＰＨＺ−ＰＷ（２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール）
第１無機粒子：デンカ社製のＦＢ−８ＳＭ（球状溶融シリカ粉末（無機粒子）、平均粒子径１５μｍ）
第２無機粒子：アドマテックス社製のＳＣ２２０Ｇ−ＳＭＪ（平均粒径０．５μｍ）を３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製の製品名：ＫＢＭ−５０３）で表面処理した無機粒子。ＳＣ２２０Ｇ−ＳＭＪ １００質量部に対して１質量部のシランカップリング剤で表面処理した無機粒子。

顔料：三菱化学社製の＃２０（カーボンブラック）
シランカップリング剤：信越化学社製のＫＢＭ−４０３（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
実施例１〜４および比較例１
表１に記載の配合処方に従い、各成分をメチルエチルケトンに溶解および分散させ、ワニスを得た。ワニスの固形分濃度は、８０質量％であった。

ワニスを第１剥離シート１５の表面に塗布した後、９０℃で、５分間乾燥させた。これにより、厚み２６０μｍのＢステージの半導体素子封止用シート１を製造した。その後、半導体素子封止用シート１の上面を、第２剥離シート２５で被覆した。

（評価）
半導体素子封止用シート１について、下記の項目を評価した。その結果を表１に記載する。

（はみ出し長さＬ１の測定）
図２Ａに示すように、第１剥離シート１５および第２剥離シート２５に支持され、厚み２６０μｍの半導体素子封止用シート１を準備し、これを、縦５ｃｍ、横５ｃｍの大きさに切断加工した。これにより、半導体素子封止用シート１の第１周面６と、第２剥離シート２５の第２周面９とが、面一となった。

続いて、第１剥離シート１５を半導体素子封止用シート１から剥離し、半導体素子封止用シート１を、第２剥離シート２５に支持された状態で、縦６ｃｍ、横６ｃｍのアルミナ板７に、アルミナ板７、半導体素子封止用シート１および第２剥離シート２５が上側に順に並ぶように、配置した。

図２Ｂに示すように、その後、それらを熱プレス２３（品番ＶＳ００８−１５１５、真空熱プレス、ミカドテクノス社製）の下板２１に設置に、続いて、熱プレス２３内を、１０秒間減圧にし、続いて、７０℃、６０秒間、３６０Ｎの力で、上板２２と下板２１とによって、アルミナ板７、第１周面６および第２剥離シート２５を挟み込みながら、それらを熱プレスし、その後、半導体素子封止用シート１の第２剥離シート２５から外側へのはみ出し長さＬ１を測定した。具体的には、半導体素子封止用シート１の第１周面６の、第２剥離シート２５の第２周面９から外側へのはみ出し長さＬ１を測定した。

なお、はみ出し長さＬ１は、半導体素子封止用シート１における４つの第１周面６の各値の平均値として算出した。

（反応率Ｒの測定）
加熱前における（未加熱の）半導体素子封止用シート１を、以下の条件で示差走査熱量を測定（ＤＳＣ測定）して、第１発熱量Ｈ１を得た。

測定温度範囲：０〜３００℃
昇温速度：１０℃／分
測定質量：１５ｍｇ
ＤＳＣ装置：ＤＳＣ−Ｑ２０００、ティ・エイ・インスツルメンツ社製
別途、半導体素子封止用シート１を、１５０℃で、１０分加熱し、かかる半導体素子封止用シート１（加熱後の半導体素子封止用シート１）を、上の条件で示差走査熱量を測定（ＤＳＣ測定）して、第２発熱量Ｈ２を得た。

その後、第１発熱量Ｈ１から第２発熱量Ｈ２を差し引いた熱量［Ｈ１−Ｈ２］の、第１発熱量Ｈ１に対する百分率（［Ｈ１−Ｈ２］／Ｈ１×１００％）を反応率Ｒとして求める。

表１中、特記しない場合には、数値は、配合部数（含有部数）である。

１ 半導体素子封止用シート（封止用シートの一例）
２５ 第２剥離シート
Ｌ１ はみ出し長さ
Ｒ 反応率

Claims (6)

1. エポキシ樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂と、カルボキシル基を含有する熱可塑性樹脂とを含有し、
   以下の方法で測定されるはみ出し長さＬ１が、３ｍｍ以下であることを特徴とする、封止用シート。
   厚み２６０μｍ、縦５ｃｍ、横５ｃｍの寸法を有する前記封止用シートを、前記封止用シートと同一の縦横寸法を有する剥離シートに支持される状態で、縦６ｃｍ、横６ｃｍのアルミナ板の前記厚み方向一方面に、前記アルミナ板、前記封止用シートおよび前記剥離シートが厚み方向一方側に順に並ぶように、配置し、７０℃で、６０秒間、３６０Ｎの力で、それらを前記厚み方向に熱プレスし、その後、前記封止用シートの前記剥離シートから前記厚み方向に直交する方向外側へのはみ出し長さＬ１を測定する。
2. 前記熱可塑性樹脂の酸価が、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の封止用シート。
3. 前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が、−２０℃以上、１０℃以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の封止用シート。
4. 前記熱可塑性樹脂の前記エポキシ樹脂および前記ノボラック型フェノール樹脂の総量１００質量部に対する配合部数が、１０質量部以上、９０質量部以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の封止用シート。
5. さらに、第１無機粒子と、
   前記第１無機粒子の平均粒子径より小さい平均粒子径を有する第２無機粒子とを含有し、
   前記第２無機粒子の前記第１無機粒子１００質量部に対する配合部数が、５０質量部以上、１００質量部未満であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の封止用シート。
6. 以下の方法で求められる反応率Ｒが、５０％以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の封止用シート。
   封止用シート１を、以下の条件で示差走査熱量を測定して、第１発熱量Ｈ１を得る。
   測定温度範囲：０〜３００℃
   昇温速度：１０℃／分
   測定質量：１５ｍｇ
   別途、前記封止用シートを、１５０℃で、１０分加熱し、当該封止用シートを、前記の条件で示差走査熱量を測定して、第２発熱量Ｈ２を得る。
   その後、前記第１発熱量Ｈ１から前記第２発熱量Ｈ２を差し引いた熱量［Ｈ１−Ｈ２］の、前記第１発熱量Ｈ１に対する百分率（［Ｈ１−Ｈ２］／Ｈ１×１００％）を前記反応率Ｒとして求める。
   

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