JP4474113B2 - Solid epoxy resin molding material for sealing and semiconductor device - Google Patents

Description

（ここで、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ²は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ³はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
７． （Ｅ）リン化合物をさらに含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
８． （Ｅ）リン化合物がリン酸エステルを含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
９． リン酸エステルが下記一般式（II）で示される化合物を含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
【化２】

（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
１０． （Ｅ）リン化合物がホスフィンオキサイドを含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
１１． ホスフィンオキサイドが下記一般式（III）で示される化合物を含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
【化３】

（ここで、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は炭素数１〜１０の置換又は非置換のアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子を示し、すべて同一でも異なってもよい。ただしすべてが水素原子である場合を除く。）
１２． （Ａ）エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
１３． （Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の少なくとも１種を含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
１４． （Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
１５． （Ｂ）硬化剤がビフェニル型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂の少なくとも１種を含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
１６． （Ｆ）硬化促進剤をさらに含有する封止用固形エポキシ樹脂成形材料。
１７． 上述の封止用固形エポキシ樹脂成形材料により封止された半導体装置であって、前記半導体装置は、
（ａ１）フリップチップのバンプ高さが１５０μｍ以下、
（ｂ１）フリップチップのバンプピッチが５００μｍ以下、
（ｃ１）半導体チップの面積が２５ｍｍ ² 以上、
（ｄ１）封止材の総厚さが２ｍｍ以下、
（ｅ１）フリップチップのバンプ数が１００個以上、
(ｆ１)成型時のエアベント厚みが４０μｍ以下
の構成を１以上を備える半導体装置。
１８． 前記半導体装置は、
（ａ２）フリップチップのバンプ高さが１００μｍ以下、
（ｂ２）フリップチップのバンプピッチが４００μｍ以下、
（ｃ２）半導体チップの面積が５０ｍｍ²以上、
（ｄ２）封止材の総厚さが１.５ｍｍ以下、
（ｅ２）フリップチップのバンプ数が１５０個以上、
(ｆ２)成型時のエアベント厚みが３０μｍ以下
の構成を１以上を備える半導体装置。
【０００９】
さらに、本発明の第３の側面によれば、ファインピッチなバンプを有し、入出力数（バンプ数）の多いフリップチップ実装型半導体装置の製造方法及びその製造方法により製造された半導体装置が提供される。
また本発明の第４の側面によれば、ファインピッチなバンプを有し、入出力数（バンプ数）の多いフリップチップ実装型半導体装置への封止用エポキシ樹脂成形材料の使用（方法）が提供される。すなわち、本発明は以下の記載事項にも関する。
２２． 配線板上に２以上のはんだバンプを所定のバンプピッチで配置する工程と、前記はんだバンプを介して所定のバンプ高さで半導体チップを前記配線板上に設ける工程と、前記配線板と前記半導体チップ間に形成されるアンダーフィル部を含む部分を封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて封止する工程とを少なくとも有する半導体装置の製造方法であって、
前記アンダーフィル部を封止する封止材として、前記第１又は第２の封止用エポキシ樹脂成形材料が用いられ、
前記製造方法により得られる半導体装置は、以下の（ａ１）〜(ｆ１)：
（ａ１）フリップチップ実装時のバンプ高さが３００μｍ以下である；
（ｂ１）フリップチップのバンプピッチが５００μｍ以下である；
（ｃ１）半導体チップの面積が２５ｍｍ²以上である；
（ｄ１）封止材の総厚さが２ｍｍ以下である；
（ｅ１）フリップチップのバンプ数が１００個以上である
(ｆ１)成型時のエアベント厚みが４０μｍ以下である
の構成を１以上備える半導体装置である半導体装置の製造方法。
２３． 以下の（ａ１）〜(ｆ１)：
（ａ１）フリップチップ実装時のバンプ高さが３００μｍ以下である；
（ｂ１）フリップチップのバンプピッチが５００μｍ以下である；
（ｃ１）半導体チップの面積が２５ｍｍ²以上である；
（ｄ１）封止材の総厚さが２ｍｍ以下である；
（ｅ１）フリップチップのバンプ数が１００個以上である；
(ｆ１) 成型時のエアベント厚みが４０μｍ以下である；
の構成を１以上備える半導体装置の封止材としての前記１又は２の封止用エポキシ樹脂成形材料の使用（方法）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（エポキシ樹脂）
本発明において用いられる（Ａ）エポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のフェノール類及び／又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換又は非置換のビフェノール等のジグリシジルエーテル、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンとフェノ−ル類の共縮合樹脂のエポキシ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、フェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、充填性及び耐リフロー性の観点からはビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が好ましく、これらのエポキシ樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。
【００１１】
ビフェニル型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（IV）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（V）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、スチルベン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（VI）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、硫黄原子含有エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（VII）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化７】

（ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化８】

（ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数６〜１０のアリール基、及び炭素数６〜１０のアラルキル基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化９】

（ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子及び炭素数１〜５の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜１０の整数を示す。）
【化１０】

（ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
上記一般式（IV）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、たとえば、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル又は４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂、エピクロルヒドリンと４，４’−ビフェノール又は４，４’−（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールとを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂が好ましい。
上記一般式（V）で示されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂はとしては、例えば、Ｒ¹、Ｒ³、Ｒ⁶及びＲ⁸がメチル基で、Ｒ²、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁷が水素原子であり、ｎ＝０を主成分とするＹＳＬＶ−８０ＸＹ（新日鉄化学株式会社製商品名）が市販品として入手可能である。
上記一般式（VI）で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、たとえば３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５，５′−トリメチルスチルベン、３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５′，６−トリメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−５，５’−ジメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−６，６’−ジメチルスチルベン等が挙げられ、なかでも３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５，５′−トリメチルスチルベン、及び４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記一般式（VII）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁶及びＲ⁷が水素原子で、Ｒ¹、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁸がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁶及びＲ⁷が水素原子で、Ｒ¹及びＲ⁸がｔ−ブチル基で、Ｒ⁴及びＲ⁵がメチル基であるエポキシ樹脂がより好ましい。このような化合物としては、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。
これらのエポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【００１２】
ノボラック型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（VIII）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１１】

（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示す。）
上記一般式（VIII）で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。なかでも、一般式（VIII）中のＲとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。ｎは０〜３の整数が好ましい。上記一般式（VIII）で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
ノボラック型エポキシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましい。
【００１３】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（IX）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１２】

（ここで、Ｒ¹及びＲ²は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基からそれぞれ独立して選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、ｍは０〜６の整数を示す。）
上記式（IX）中のＲ¹としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜５の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。Ｒ²としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜５の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでも水素原子が好ましい。
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましい。
【００１４】
ナフタレン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（X）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(XI)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１３】

（ここで、Ｒ¹〜Ｒ³は水素原子及び置換又は非置換の炭素数１〜１２の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれ全てが同一でも異なっていてもよい。ｐは１又は０で、ｌ、ｍはそれぞれ０〜１１の整数であって、（ｌ＋ｍ）が１〜１１の整数でかつ（ｌ＋ｐ）が１〜１２の整数となるよう選ばれる。ｉは０〜３の整数、ｊは０〜２の整数、ｋは０〜４の整数を示す。）
上記一般式（X）で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、ｌ個の構成単位及びｍ個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか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。
【化１４】

（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは１〜１０の整数を示す。）
これらのエポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても両者を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【００１５】
上記のビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量はエポキシ樹脂全量に対して合わせて５０重量％以上とすることが好ましく、６０重量％以上がより好ましく、８０重量％以上がさらに好ましい。
【００１６】
本発明において用いられる（Ａ）エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度は、充填性の観点から２ポイズ以下が好ましく、１ポイズ以下がより好ましく、０.５ポイズ以下がさらに好ましい。ここで、溶融粘度とはＩＣＩコーンプレート粘度計で測定した粘度を示す。
【００１７】
（硬化剤）
本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び／又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のジクロペンタジエン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、難燃性の観点からはビフェニル型フェノール樹脂が好ましく、耐リフロー性及び硬化性の観点からはアラルキル型フェノール樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型フェノール樹脂が好ましく、耐熱性、低膨張率及び低そり性の観点からはトリフェニルメタン型フェノール樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型フェノール樹脂が好ましく、これらのフェノール樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。
【００１８】
ビフェニル型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(XII)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化１５】

上記式(XII)中のＲ¹〜Ｒ⁹は全てが同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数６〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数６〜１０のアラルキル基から選ばれ、なかでも水素原子とメチル基が好ましい。ｎは０〜１０の整数を示す。
上記一般式(XII)で示されるビフェニル型フェノール樹脂としては、たとえばＲ¹〜Ｒ⁹が全て水素原子である化合物等が挙げられ、なかでも溶融粘度の観点から、ｎが１以上の縮合体を５０重量％以上含む縮合体の混合物が好ましい。このような化合物としては、ＭＥＨ−７８５１（明和化成株式会社製商品名）が市販品として入手可能である。
ビフェニル型フェノール樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましく、６０重量％以上がさらに好ましい。
【００１９】
アラルキル型フェノール樹脂としては、たとえばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等が挙げられ、下記一般式(XIII)で示されるフェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式(XIII)中のＲが水素原子で、ｎの平均値が０〜８であるフェノール・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、ｐ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、ｍ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。これらのアラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【化１６】

（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示す。）
【００２０】
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(XIV)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化１７】

（ここで、Ｒ¹及びＲ²は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基からそれぞれ独立して選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、ｍは０〜６の整数を示す。）
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００２１】
トリフェニルメタン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(XV)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化１８】

（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは１〜１０の整数を示す。）
トリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００２２】
ノボラック型フェノール樹脂としては、たとえばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、なかでもフェノールノボラック樹脂が好ましい。ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００２３】
上記のビフェニル型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は硬化剤全量に対して合わせて６０重量％以上とすることが好ましく、８０重量％以上がより好ましい。
【００２４】
本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度は、充填性の観点から２ポイズ以下が好ましく、１ポイズ以下がより好ましい。ここで、溶融粘度とはＩＣＩ粘度を示す。
【００２５】
（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対する硬化剤中の水酸基数の比（硬化剤中の水酸基数／エポキシ樹脂中のエポキシ基数）は、特に制限はないが、それぞれの未反応分を少なく抑えるために０．５〜２の範囲に設定されることが好ましく、０．６〜１．３がより好ましい。成形性及び耐リフロー性に優れる封止用エポキシ樹脂成形材料を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定されることがさらに好ましい。
【００２６】
（無機充填剤）
本発明において用いられる（Ｃ）無機充填剤は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向上のために封止用エポキシ樹脂成形材料に配合されるものであり、たとえば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、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、チタニア等の粉体又はこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。さらに、難燃効果のあ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、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛などが挙げられる。
これらの無機充填剤は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、充填性、線膨張係数の低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、無機充填剤の形状は充填性及び金型摩耗性の点から球形が好ましい。
【００２７】
本発明において用いられる（Ｃ）無機充填剤はその平均粒径が１５μｍ以下、比表面積が３.０〜６.０ｍ²/ｇであることがファインピッチなバンプを有するフリップチップ実装のアンダーフィル用途の充填性を満足させる観点から必要である。平均粒径はより好ましくは１０μm以下、さらに好ましくは８μｍ以下である。１５μｍを超えた場合はバンプで接合されたチップ/配線板の隙間にエポキシ樹脂成形材料が注入され難くなり、充填性が低下する。また比表面積はより好ましくは３.５〜５.５ｍ²/ｇ、さらに好ましくは４.０〜５.０ｍ²/ｇである。３.０ｍ²/ｇ未満及び６.０ｍ²/ｇを超えた場合はバンプで接合されたチップ/配線板の隙間中にボイドが発生し易くなり、充填性が低下する。
また充填性の観点からは（Ｃ）無機充填剤の粗粒子分を篩にてカットしてもよい。この時５３μｍ以上の（Ｃ）成分が０.５重量％以下であることが好ましく、３０μｍ以上の（Ｃ）成分が０.５重量％以下であることがより好ましく、２０μｍ以上の（Ｃ）成分が０.５重量％以下であることがさらに好ましい。
（Ｃ）無機充填剤の配合量は、充填性、信頼性の観点から封止用エポキシ樹脂成形材料に対して６０〜９５重量％が好ましい。７０〜９０重量％がより好ましく、７５〜８５重量％がさらに好ましい。６０重量％未満であると耐リフロー性が低下する傾向にあり、９５重量％を超えると充填性が低下する傾向にある。
【００２８】
（２級アミノ基を有するシランカップリング剤）
本発明において用いられる（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤は分子内に２級アミノ基を有するシラン化合物であれば特に制限はないが、たとえば、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（β−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００２９】
なかでも充填性の観点からは、下記一般式（I）で示されるアミノシランカップリング剤が好ましい。
【化１９】

（ここで、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ²は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ³はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
上記一般式（I）で示されるアミノシランカップリング剤としては、たとえばγ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン等が挙げられる。特に好ましくは、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランである。
【００３０】
（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３７〜４．７５重量％であることが好ましく、０．０８８〜２．３重量％であることがさらに好ましい。０．０３７重量％未満では流動性が低下し、ボイド等充填性に関する成形不良が発生しやすくなる傾向や、配線板との接着性が低下する傾向がある。４．７５重量％を超えると揮発分が多くなり、ボイド等充填性に関する成形不良が発生しやすくなる傾向があるとともにパッケージの成形性が低下する傾向がある。
【００３１】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、樹脂成分と充項剤との接着性を高めるために、カップリング剤を配合することが好ましい。カップリング剤としては、（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましいが、本発明の効果を達成できる範囲内で必要に応じてその他のカップリング剤を併用することができる。
（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤と併用できるその他のカップリング剤としては、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、１級アミノ基及び／又は３級アミノ基を有するシラン化合物、エポキシシラン、メルカプトシラン、アルキルシラン、フェニルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物等が挙げられる。これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート等のチタネート系カップリング剤などが挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３２】
これらその他のカップリング剤を用いる場合、（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、その性能を発揮するためにカップリング剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
上記（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を含むカップリング剤の全配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３７〜４．７５重量％であることが好ましく、０．０８８〜２．３重量％であることがより好ましい。０．０３７質量％未満では配線板との接着性が低下する傾向があり、４．７５質量％を超えると揮発分が多くなり、ボイド等充填性に関する成形不良が発生しやすくなる傾向があるとともにパッケージの成形性が低下する傾向がある。尚、上記カップリング剤の配合量は、（Ｃ）無機充填剤に対して０．０５〜５重量％であることが好ましく、０．１〜２．５重量％がより好ましい。配合量を規定した理由は前記と同様である。
（カップリング剤被覆率）
本発明においてカップリング剤を用いる場合、無機充填剤へのカップリング剤の被覆率は０．３〜１．０とすることが好ましく、さらに好ましくは０．４〜０．９、より好ましくは０．５〜０．８の範囲とすることが都合がよい。カップリング剤の被覆率が１．０より大きい場合、成形時に発生する揮発分による気泡が増加して、薄肉部のボイドが発生しやすくなる傾向がある。また、カップリング剤の被覆率が０．３より小さい場合、樹脂と充填材との接着力が低下するため、成型品強度が低下する傾向がある。
エポキシ樹脂成形材料のカップリング剤被覆率Ｘは(ｘｘｘ)式のように定義される。
Ｘ（％）=Ｓ_ｃ／Ｓ_ｆ (xxx)
Ｓ_ｃ及びＳ_ｆは、それぞれエポキシ樹脂成形材料における全カップリング剤の総最小被覆面積と全充填材の総表面積を表し、(yyy)式、(zzz)式で定義される。
Ｓ_ｃ=Ａ₁×Ｗ₁＋Ａ₂×Ｗ₂+…＋Ａ_n×Ｍ_n(nは使用カップリング剤種数)(yyy)
Ｓ_ｆ=Ｂ₁×Ｗ₁ +Ｂ₂×Ｗ₂+… ＋Ｂ_l×Ｗ_l(lは使用充填材種数) (zzz)
ここで、ＡとＭはそれぞれ各カップリング剤の最小被覆面積およびその使用量、ＢとＷはそれぞれ各充填材の比表面積およびその使用量を表す。
（カップリング剤被覆率の制御方法）
エポキシ樹脂成形材料に使用する各カップリング剤および無機充填剤それぞれの最小被覆面積および比表面積が既知であれば、(xxx)式、(yyy)式および(zzz)式より、目的のカップリング剤被覆率となるカップリング剤および充填材の使用量を算出することが可能である。
【００３３】
（リン化合物）
充填性、難燃性の観点からは、本発明において、さらに（Ｅ）リン化合物を配合することが好ましい。本発明において用いられる（Ｅ）リン化合物としては特に制限はないが、耐湿信頼性の観点からリン酸エステル、ホスフィンオキサイドが好ましい。
リン酸エステルはリン酸とアルコール化合物又はフェノール化合物のエステル化合物であれば特に制限はないが、例えばトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリス（２，６−ジメチルフェニル）ホスフェート及び芳香族縮合リン酸エステル等が挙げられる。なかでも耐加水分解性の観点からは、下記一般式（II）で示される芳香族縮合リン酸エステルが好ましい。
【化２０】

（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
上記式（II）のリン酸エステルを例示すると、下記構造式（XVI）〜 （XX）で示されるリン酸エステル等が挙げられる。
【化２１】

【００３４】
これらリン酸エステルの添加量は、充填剤を除く他の全配合成分に対して、燐原子の量で０．２〜３．０質量％の範囲内であることが好ましい。０．２質量％より少ない場合は充填性が低下し、ボイド等の成形不良が発生しやすくなる。また難燃効果が低くなる傾向がある。３．０質量％を超えた場合は成形性、耐湿性の低下や、成形時にこれらのリン酸エステルがしみ出し、外観を阻害する場合がある。
【００３５】
ホスフィンオキサイドとしては下記一般式（III）で示される化合物が好ましい。
【化２２】

（ここで、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は炭素数１〜１０の置換又は非置換のアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子を示し、すべて同一でも異なってもよい。ただしすべてが水素原子である場合を除く。）
上記一般式（Ｉ）で示されるリン化合物の中でも、耐加水分解性の観点からはＲ^１〜Ｒ^３が置換又は非置換のアリール基であることが好ましく、特に好ましくはフェニル基である。
【００３６】
ホスフィンオキサイドの配合量は封止用エポキシ樹脂成形材料に対してリン原子の量が０.０１〜０.２重量％であることが必要である。好ましくは０.０２〜０.１重量％であり、さらに好ましくは０.０３〜０.０８重量％である。０.０１重量％未満であると難燃性が低下し、０.２重量％を超えると成形性、耐湿性が低下する。
【００３７】
（硬化促進剤）
硬化性の観点からは、本発明において、さらに（Ｆ）硬化促進剤を配合することが好ましい。本発明において用いられる（Ｆ）硬化促進剤としては封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているものであれば特に制限はないが、たとえば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジアザ−ビシクロ（４，３，０）ノネン、５、６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のシクロアミジン化合物及びこれらの化合物に無水マレイン酸、１，４−ベンゾキノン、２，５−トルキノン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルベンゾキノン、２，６−ジメチルベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−５−メチル−１，４−ベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂などのπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の３級アミン類及びこれらの誘導体、２−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等のイミダゾール類及びこれらの誘導体、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類及びこれらのホスフィン類に無水マレイン酸、上記キノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有するリン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩及びこれらの誘導体などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも充填性及び耐リフロー性の観点からは有機ホスフィンとキノン化合物との付加物が好ましい。
【００３８】
硬化促進剤の配合量は、硬化促進効果が達成される量であれば特に制限されるものではないが、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．００５〜２重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜０．５重量％である。０．００５重量％未満では短時間での硬化性に劣る傾向があり、２重量％を超えると硬化速度が速すぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向がある。
【００３９】
（難燃剤）
本発明には難燃性の観点から、さらに各種難燃剤を添加してもよい。難燃剤は封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、テトラブロモビスフェノールＡのジグリシジルエーテル化物やブロム化フェノールノボラックエポキシ樹脂等のブロム化エポキシ樹脂。酸化アンチモン、赤リン及び前述のリン酸エステル等の燐化合物、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミン変性フェノール樹脂及びグアナミン変性フェノール樹脂等の含窒素化合物、シクロホスファゼン等の燐／窒素含有化合物、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化モリブデン、フェロセン、上記水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び複合金属水酸化物等の金属化合物などが挙げられる。
近年の環境問題や高温放置特性の観点からは非ハロゲン、非アンチモン系の難燃剤が好ましい。なかでも充填性の観点からはリン酸エステルが好ましく、安全性、耐湿性の観点からは複合金属水酸化物が好ましい。
【００４０】
複合金属水酸化物は下記組成式（XXI）で示される化合物が好ましい。
ｐ(Ｍ¹aＯb)・ｑ(Ｍ²cＯd)・ｒ(Ｍ³cＯd)・ｍＨ₂Ｏ （XXI）
（ここで、Ｍ¹、Ｍ²及びＭ³は互いに異なる金属元素を示し、a、b、c、d、ｐ、ｑ及びｍは正の数、ｒは０又は正の数を示す。）
なかでも、上記組成式（XXI）中のｒが０である化合物、すなわち、下記組成式（XXIａ）で示される化合物がさらに好ましい。
ｍ(Ｍ¹aＯb)・ｎ(Ｍ²cＯd)・ｌ(Ｈ₂Ｏ) （XXIａ）
（ここで、Ｍ¹及びＭ²は互いに異なる金属元素を示し、a、b、c、d、ｍ、ｎ及びｌは正の数を示す。）
上記組成式（XXI）及び（XXIａ）中のＭ¹及びＭ²は互いに異なる金属元素であれば特に制限はないが、難燃性の観点からは、Ｍ¹とＭ²が同一とならないようにＭ¹が第３周期の金属元素、IIＡ族のアルカリ土類金属元素、IVＢ族、IIＢ族、VIII族、ＩＢ族、IIIＡ族及びIVＡ族に属する金属元素から選ばれ、Ｍ²がIIIＢ〜IIＢ族の遷移金属元素から選ばれることが好ましく、Ｍ¹がマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、スズ、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛から選ばれ、Ｍ²が鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛から選ばれることがより好ましい。流動性の観点からは、Ｍ¹がマグネシウム、Ｍ²が亜鉛又はニッケルであることが好ましく、Ｍ¹がマグネシウムでＭ²が亜鉛であることがより好ましい。 上記組成式（XXI）中のｐ、ｑ、ｒのモル比は本発明の効果が得られれば特に制限はないが、ｒ＝０で、ｐ及びｑのモル比ｐ／ｑが９９／１〜５０／５０であることが好ましい。すなわち、上記組成式（XXIａ）中のｍ及びｎのモル比ｍ／ｎが９９／１〜５０／５０であることが好ましい。
なお、金属元素の分類は、典型元素をＡ亜族、遷移元素をＢ亜族とする長周期型の周期率表（出典：共立出版株式会社発行「化学大辞典４」１９８７年２月１５日縮刷版第３０刷）に基づいて行った。
複合金属水酸化物の形状は特に制限はないが、流動性、充填性の観点からは、平板状より、適度の厚みを有する多面体形状が好ましい。複合金属水酸化物は、金属水酸化物と比較して多面体状の結晶が得られやすい。
複合金属水酸化物の配合量は特に制限はないが、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．５〜２０重量％が好ましく、０．７〜１５重量％がより好ましく、１．４〜１２重量％がさらに好ましい。０．５重量％未満では難燃性が不十分となる傾向があり、２０重量％を超えると充填性及び耐リフロー性が低下する傾向がある。
【００４１】
（加熱減量率）
エポキシ樹脂成形材料の加熱減量率は０．２５質量%以下が必須であるが、好ましくは０．２２質量%以下、より好ましくは０．２０質量%以下である。加熱減量率が０．２５質量%を超えると、成形時に発生する揮発分による気泡が増加して、薄肉部のボイドが発生しやすくなる。
（加熱減量率の定義）
重量Ａの耐熱性容器に樹脂組成物を加えた重量Ｗ₀を測定する。これを２００℃雰囲気下にて1時間放置した後、容器と樹脂組成物の合計重量Ｗを測定する。このとき加熱減量率Ｙは次式により求まる。
Ｙ=１００×（Ｗ_０−Ｗ）/(Ｗ_０−Ａ)
（加熱減量率の制御方法）
加熱減量率測定時に発生する揮発成分は、主に水分とアルコール類である。従って、成形前エポキシ樹脂成形材料の含水率低減、カップリング剤の最小必要量への最適化、揮発成分を生成し難いカップリング剤の使用等が有効である。
【００４２】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料について好ましい態様をいくつか挙げてさらに説明する。
（第１の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第１の好ましい態様としては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、所望によりその他の添加剤を加えてもよい。各成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、フリップチップ実装型のアンダーフィル用封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。なかでも、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤の選定とその配合量が特に重要である。
（第２の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第２の好ましい態様としては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤、さらに（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、所望によりその他の添加剤を加えてもよい。各成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、フリップチップ実装型のアンダーフィル用封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。なかでも、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤及び、（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の選定と配合量が特に重要である。
（第３の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第３の好ましい態様としては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤、さらに（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、所望によりその他の添加剤を加えてもよい。各成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、フリップチップ実装型のアンダーフィル用封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。なかでも、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤及び、（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）硬化促進剤の選定と配合量が特に重要である。
【００４３】
（第４の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第４の好ましい態様として、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤及び（Ｃ）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上が５ｗｔ．％以上の無機充填剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、所望により他の添加剤を加えてもよい。各成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、フリップチップ実装型のアンダーフィル用封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。なかでも、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上が５ｗｔ．％以上の無機充填剤の選定とその配合量が特に重要である。
【００４４】
（第５の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第５の好ましい態様としては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上が５ｗｔ．％以上の無機充填剤、さらに（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、所望によりその他の添加剤を加えてもよい。各成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、フリップチップ実装型のアンダーフィル用封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。なかでも、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上が５ｗｔ．％以上の無機充填剤及び、（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の選定と配合量が特に重要である。
【００４５】
（第６の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第６の好ましい態様としては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上が５ｗｔ．％以上の無機充填剤、さらに（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、所望により他の添加剤を加えてもよい。各成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、フリップチップ実装型のアンダーフィル用封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。なかでも、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上が５ｗｔ．％以上の無機充填剤及び、（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）硬化促進剤の選定と配合量が特に重要である。
【００４６】
（第７の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第７の好ましい態様としては、前第１から第６の態様において、前記（Ｃ）無機充填剤は、粒子径１２μｍ以下が５０ｗｔ．％以上、粒子径２４μｍ以下が７０ｗｔ．％以上、粒子径３２μｍ以下が８０ｗｔ．％以上、粒子径４８μｍ以下が９０ｗｔ．％以上の条件のうち少なくとも１つの条件を満たす封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。この場合、前記（Ｃ）無機充填剤は、粒子径１２μｍ以下が５０ｗｔ．％以上、粒子径２４μｍ以下が７０ｗｔ．％以上、粒子径３２μｍ以下が８０ｗｔ．％以上、粒子径４８μｍ以下が９０ｗｔ．％以上の条件の総ての条件を満たすことが好ましい。
なかでも、粒子径１２μｍ以下が５０ｗｔ．％以上、粒子径４８μｍ以下が９０ｗｔ．％以上の組合せが好ましく、前記のすべての条件を満たすことがさらに好ましい。
【００４７】
（第８の態様）
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第７の好ましい態様としては、前記第１から第７の態様において、前記（Ｃ）無機充填剤が以下の（１）及び（２）の条件を同時に満たす封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。
（１）平均粒径が１２μｍ以下で、且つ比表面積が３．０ｍ^２／ｇ以上である；
（２）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上の無機充填剤を５ｗｔ．％以上含有する；
【００４８】
ファインピッチのはんだバンプ等を備える次世代フリップチップ型半導体装置の製造において、従来の固形タイプの封止用エポキシ樹脂を用いて封止する場合、直径０．１ｍｍ程度のやや大きめのボイドの発生に起因してアンダーフィル部の充填は満足できるものではなかった。ところが前記第１から第８の態様に代表される本発明の封止用エポキシ樹脂を封止材として用いることにより、前記問題は解消されるに至った。
【００４９】
ここで、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤及び（Ｃ）無機充填剤の選定は以下の観点から行われることが好ましい。
（Ａ）エポキシ樹脂の選定においては１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下であるものを選択することが好ましく、１ポイズ以下であるものを選択することがより好ましい。（Ｃ）無機充填剤の配合割合が高い場合にこの選択は特に有効である。中でもビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂を選択することが信頼性の観点から好ましい。
（Ｂ）硬化剤の選定においては１５０℃における溶融粘度は２ポイズ以下であるものを選択することが好ましく、１ポイズ以下であるものを選択することがより好ましい。（Ｃ）無機充填剤の配合割合が高い場合にこの選択は特に有効である。また成形性の観点から（Ａ）エポキシ樹脂としてノボラック型エポキシ樹脂を選択した場合、低吸湿性の観点からジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を選択した場合、耐熱性及び低反り性の観点からナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂を選択した場合も上記選択は特に有効である。
（Ｃ）平均粒径が１２μｍ以下、比表面積が３.０ｍ²/ｇ以上である無機充填剤の選定においては、平均粒径は１２μｍ以下の範囲で、適用するフリップチップ実装型半導体装置におけるバンプ高さ及びバンプピッチを考慮して注入可能な大きさのものを選択することが必要であるが、必要以上に小さいものを選択することは流動性低下を起こすため避けるべきである。また比表面積は３.０ｍ²/ｇ以上の範囲内で、注入可能な平均粒径のものの中でできるだけ小さいものを選択することが有効である。平均粒径、比表面積両者を上記範囲で満たすためには市販の無機充填剤２種以上を組み合せることが有効である。
さらに必要により（Ｃ）無機充填剤の粗粒子分を篩にてカットしてもよい。５３μｍ以上の（Ｃ）成分が０.５重量％以下であることが好ましく、３０μｍ以上の（Ｃ）成分が０.５重量％以下であることがより好ましく、２０μｍ以上の（Ｃ）成分が０.５重量％以下であることがさらに好ましい。
【００５０】
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から陰イオン交換体を添加することもできる。陰イオン交換体としては特に制限はなく、従来公知のものを用いることができるが、たとえば、ハイドロタルサイト類や、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ビスマス等から選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、下記組成式（XXI）で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
Ｍｇ_1-XＡｌ_X（ＯＨ）₂（ＣＯ₃）_X/2・ｍＨ₂Ｏ・・・（XXI）
（０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の数）
【００５１】
さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、その他の添加剤として、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイルやシリコーンゴム粉末等の応力緩和剤などを必要に応じて配合することができる。
【００５２】
（調製・使用方法）
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、各種原材料を均一に分散混合できるのであれば、いかなる手法を用いても調製できるが、一般的な手法として、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出機、らいかい機、プラネタリミキサ等によって混合又は溶融混練した後、冷却し、必要に応じて脱泡、粉砕する方法等を挙げることができる。また、必要に応じて成形条件に合うような寸法及び重量でタブレット化してもよい。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を封止材として用いて、半導体装置を封止する方法としては、低圧トランスファ成形法が最も一般的であるが、インジェクション成形法、圧縮成形法等も挙げられる。ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等を用いてもよい。充填性の観点からは減圧状態にて成形できる成形法が好ましい。
【００５３】
（半導体装置）
続いて本発明の半導体装置について説明する。また、かかる半導体装置の説明を介して本発明のエポキシ樹脂成形材料の好適な用途及び使用方法について説明する。
本発明の半導体装置としては、配線済みのテープキャリア、配線板、ガラス等の支持部材や実装基板に、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の素子を搭載し、封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したフリップチップ実装型の半導体装置などが挙げられる。
ここで、封止用エポキシ樹脂成形材料としては、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用いることができる。即ち、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、及び（Ｃ）無機充填剤として以下の（１）及び（２）のうちの少なくともいずれか一方の条件を満たすものを含有し、
（１）平均粒径が１２μｍ以下で、且つ比表面積が３．０ｍ^２／ｇ以上である；
（２）最大粒径が６３μｍ以下で、且つ粒子径２０μｍ以上の無機充填剤を５ｗｔ．％以上含有する；
所望により（Ｄ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が用いられる。
前記（Ｃ）無機充填剤としては、充填性向上の観点からは前記（１）の条件を満たす無機充填剤が好ましく、バリ性の向上の観点からは前記（２）の条件を満たす無機重点剤を用いることが好ましく、両者の観点からは前記（１）及び（２）の条件を満たす充填剤が好ましい。
前記実装基板としては特に制限するものではなく、たとえば、有機基板、有機フィルム、セラミック基板、ガラス基板等のインターポーザ基板、液晶用ガラス基板、ＭＣＭ（Multi Chip Module）用基板、ハイブリットＩＣ用基板等が挙げられる。
【００５４】
本発明の半導体装置としては、それぞれ所定の値に規定された（ａ）フリップチップのバンプ高さ、（ｂ）フリップチップのバンプピッチ、（ｃ）半導体チップの面積、（ｄ）封止材の総厚さ、（ｅ）フリップチップのバンプ数、（ｆ）成型時のエアベント厚みの構成を１以上備えるものが好ましい。
具体的には、以下の（ａ１）〜(ｆ１)の構成を１以上備えるものが好ましい。（ａ１）フリップチップ実装時のバンプ高さが３００μｍ以下である
（ｂ１）フリップチップのバンプピッチが５００μｍ以下である
（ｃ１）半導体チップの面積が２５ｍｍ²以上である
（ｄ１）封止材の総厚さが２ｍｍ以下である
（ｅ１）フリップチップのバンプ数が１００個以上である
(ｆ１)成型時のエアベント厚みが４０μｍ以下である
以下の（ａ２）〜(ｆ２)の構成を１以上を備える半導体装置がより好ましい。
（ａ２）フリップチップ実装時のバンプ高さが２００μｍ以下である
（ｂ２）フリップチップのバンプピッチが４００μｍ以下である
（ｃ２）半導体チップの面積が５０ｍｍ²以上である
（ｄ２）封止材の総厚さが１.５ｍｍ以下である
（ｅ２）フリップチップのバンプ数が１５０個以上である
(ｆ２)成型時のエアベント厚みが３０μｍ以下である
以下の（ａ３）〜(ｆ３)の構成を１以上を備える半導体装置がさらに好ましい。
（ａ３）フリップチップ実装時のバンプ高さが１５０μｍ以下である
（ｂ３）フリップチップのバンプピッチが３００μｍ以下である
（ｃ３）半導体チップの面積が８０ｍｍ²以上である
（ｄ３）封止材の総厚さが１.０ｍｍ以下である
（ｅ３）フリップチップのバンプ数が２００個以上である
(ｆ３)成型時のエアベント厚みが２０μｍ以下である
好ましい態様を挙げて半導体装置について説明したが、なかでも前記（ａ）〜（ｆ）の構成を以下の組み合わせで備える半導体装置が特に好ましい。
充填性の観点からは、構成（ａ）及び構成（ｂ）の少なくとも一方を備える半導体装置が好ましい。より具体的には構成(ａ１)及び(ｂ１)を備える半導体装置、構成(ａ１)及び(ｄ１)を備える半導体装置、構成(ａ１)及び(ｃ１)を備える半導体装置、構成(ｂ)及び(ｄ)を備える半導体装置、並びに構成(ｂ１)及び(ｃ１)を備える半導体装置が好ましい。さらに構成(ａ２)及び(ｂ２)を備える半導体装置、構成(ａ２)及び(ｄ２)を備える半導体装置、構成(ａ２)及び(ｃ２)を備える半導体装置、構成(ｂ２)及び(ｄ２)を備える半導体装置、並びに構成(ｂ２)及び(ｃ２)を備える半導体装置が好ましい。さらにまた構成(ａ３)及び(ｂ３)を備える半導体装置、構成(ａ３)及び(ｄ３)を備える半導体装置、構成(ａ３)及び(ｃ３)を備える半導体装置、構成(ｂ３)及び(ｄ３)を備える半導体装置、並びに構成(ｂ３)及び(ｃ３)を備える半導体装置が好ましい。
【００５５】
このような半導体装置としては、たとえば、配線板やガラス上に形成した配線に、フリップチップボンディングで接続した半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＣＯＢ（Chip On Board）、ＣＯＧ（Chip On Glass）等のベアチップ実装した半導体装置、配線板やガラス上に形成した配線に、フリップチップボンディングで接続した半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子及び／又はコンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したハイブリッドＩＣ、ＭＣＭ（Multi Chip Module）マザーボード接続用の端子を形成したインターポーザ基板に半導体チップを搭載し、バンプにより半導体チップとインターポーザ基板に形成された配線を接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で半導体チップ搭載側を封止したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＭＣＰ（Multi Chip Package）などが挙げられる。また、これらの半導体装置は、実装基板上に素子が２個以上重なった形で搭載されたスタックド（積層）型パッケージであっても、２個以上の素子を一度に封止用エポキシ樹脂成形材料で封止した一括モールド型パッケージであってもよい。
【００５６】
本発明の半導体装置の好ましい態様を図１〜図３を参照しながら説明する。
尚、本発明の半導体装置はこれらに限られるものではない。
図１には、アンダーフィルタイプのフリップチップ型ＢＧＡの断面図が示されており、図２には、オーバーモールドタイプのフリップチップ型ＢＧＡの断面図が示されている。また図３にはフリップチップ型ＢＧＡの配線板１上にはんだバンプ２を介して半導体チップ３を配置した際の上面図（一部透視図）が示されている。
図１に示されるアンダーフィルタイプのフリップチップ型ＢＧＡの半導体装置１０は、図３に示されるように配線板１上にはんだバンプ２を所定のバンプピッチｂで配置し；そのはんだバンプ２を介してバンプ高さａで半導体チップ３を配線板１上に接続・固定し；そして配線板１と半導体チップ３間に形成されるアンダーフィル部５を封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）４を用いて封止することにより得られるものである。図２に示されるオーバーモールドタイプのフリップチップ型ＢＧＡの半導体装置２０は、前記封止工程においてアンダーフィル部５を封止すると共に半導体チップ３全体を覆うように封止することを除いて、前記と同様にして製造されるものである。
ここで、本発明の半導体装置の製造に際しては、半導体装置のバンプ高さａ、バンプピッチｂ、半導体チップの面積ｄ及び封止材の総厚さｅを以下のように設定することが好ましい。
はんだバンプ２の高さａは３００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましく、１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
はんだバンプ２のピッチｂすなわちはんだバンプの中心間隔は５００μｍ以下であることが好ましく、４００μｍ以下であることがより好ましく、３００μｍ以下であることがさらに好ましい。
はんだバンプ２の数は１００個以上であることが好ましく、１５０個以上であることがより好ましく、２００個以上であることがさらに好ましい。
半導体チップ３の面積ｄは２５ｍｍ²以上であることが好ましく、５０ｍｍ²以上であることがより好ましく、８０ｍｍ²以上でることがさらに好ましい。
封止材４の総厚さｅは２ｍｍ以下であることが好ましく、１.５ｍｍ以下であることがより好ましく、１.０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
尚、アンダーフィルタイプにあっては総厚さとバンプ高さａは同一の値となる。
【００５７】
【実施例】
次に本発明の実施例を示すが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各封止用エポキシ樹脂成形材料及び半導体装置の評価は特記しない限り後に説明する評価方法に基づいて行った。
（実施例１〜７、比較例１〜６）
表１〜表３に示す配合組成で、各素材を予備混合（ドライブレンド）した後、ロール表面温度約８０℃の二軸ロールで１０分間混練し、次いで冷却粉砕して実施例１〜７及び比較例１〜６の各封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１３を製造した。なお、表中の組成は重量部で示す。
（Ａ）エポキシ樹脂
ビフェニル型エポキシ樹脂としてジャパンエポキシレジン社製品名エピコートＹＨ−４０００Ｈ（エポキシ当量１９６、融点１０６℃）、臭素化エポキシ樹脂として住友化学社製品名ＥＳＢ−４００（エポキシ当量４００、臭素含有率４９％のエピビス型エポキシ樹脂、２，２´−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパンのエピクロルヒドリンによるジグリシジルエーテル化変性物）を使用した。
（Ｂ）硬化剤
また、（Ｂ）硬化剤としては、水酸基当量１５６、軟化点７３℃の下記構造式（XXII）で示されるフェノール・ベンズアルデヒド・キシリレンジメトキサイド重縮合物（住金ケミカル社製品名ＨＥ５１０−０５）、水酸基当量１００、軟化点８３℃の下記構造式（XXIII）で示されるフェノール・ヒドロキシベンズアルデヒド樹脂（明和化成社製品名ＭＥＨ−７５００−３Ｓ）を使用した。
【化２３】

（ここで、ｎは０〜８の正の数を示す。）
【化２４】

（ここで、ｎは０〜８の正の数を示す。）
【００５８】
作製した合計１３種類の成形材料を、トランスファ成形機を用い、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件でそれぞれ成形し、スパイラルフロー、ゲルタイム試験により評価した。
【００５９】
〔半導体装置１（フリップチップＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１３を用いて、実施例１〜７及び比較例１〜６の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
実施例１〜７（表）：絶縁ベース基材（ガラス布ーエポキシ樹脂積層板、日立化成製、商品名 Ｅ−６７９）上に微細配線パターンを形成し、半導体素子搭載側の金メッキ端子及び反対側の外部接続端子を除いた面に絶縁保護レジスト（太陽インキ製、商品名 ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布した外形が縦２２ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの半導体素子搭載用基板を１２０℃、２時間乾燥後、縦９ｍｍ×横８ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ（面積７２ｍｍ²）、バンプ径１４５μｍ、バンプピッチ２００μｍ、バンプ数１６０個の半導体素子をＩＲリフローにて２６０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行って実装した。実装後のバンプ高さは１００μｍであった。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜７を用いて、半導体素子搭載面を縦２２ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの寸法に上記条件で真空トランスファ成形し、実施例１〜７のフリップチップＢＧＡ装置を作製した。
比較例１〜６（表）：封止用エポキシ樹脂成形材料８〜１３を用いたことを除いて、実施例１〜７と同様にして、比較例１〜６の半導体装置を作製した。
【００６０】
〔半導体装置２（フリップチップＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１３を用いて、実施例１〜７及び比較例１〜６の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
実施例１〜７（表）：絶縁ベース基材（ガラス布ーエポキシ樹脂積層板、日立化成製、商品名 Ｅ−６７９）上に微細配線パターンを形成し、半導体素子搭載側の金メッキ端子及び反対側の外部接続端子を除いた面に絶縁保護レジスト（太陽インキ製、商品名 ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布した外形が縦２２ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの半導体素子搭載用基板を１２０℃、２時間乾燥後、縦６ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ（面積３０ｍｍ²）、バンプ径３００μｍ、バンプピッチ４９０μｍ、バンプ数１２０個の半導体素子をＩＲリフローにて２６０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行って実装した。実装後のバンプ高さは２６０μｍであった。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜７を用いて、半導体素子搭載面を縦２２ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ１.２ｍｍの寸法に上記条件で真空トランスファ成形し、実施例〜のフリップチップＢＧＡ装置を作製した。
比較例１〜６（表）：封止用エポキシ樹脂成形材料８〜１３を用いたことを除いて、実施例１〜７と同様にして、比較例１〜６の半導体装置を作製した。
【００６１】
〔半導体装置３（フリップチップＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１３を用いて、実施例１〜７、及び比較例１〜６の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
実施例１〜７（表）：絶縁ベース基材（ガラス布ーエポキシ樹脂積層板、日立化成製、商品名 Ｅ−６７９）上に微細配線パターンを形成し、半導体素子搭載側の金メッキ端子及び反対側の外部接続端子を除いた面に絶縁保護レジスト（太陽インキ製、商品名 ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布した外形が縦２２ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの半導体素子搭載用基板を１２０℃、２時間乾燥後、縦５ｍｍ×横４ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ（面積２０ｍｍ²）、バンプ径３９０μｍ、バンプピッチ７００μｍ、バンプ数４０個の半導体素子をＩＲリフローにて２６０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行って実装した。実装後のバンプ高さは３５０μｍであった。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜７を用いて、半導体素子搭載面を縦２２ｍｍ×横１４ｍｍ×厚さ２.５ｍｍの寸法に上記条件で真空トランスファ成形し、実施例１〜７のフリップチップＢＧＡ装置を作製した。
比較例１〜６（表）：封止用エポキシ樹脂成形材料８〜１３を用いたことを除いて、実施例１〜７と同様にして、比較例１〜６の半導体装置を作製した。
【００６２】
作製した実施例１〜７及び比較例１〜６の半導体装置を次の試験により評価した。評価結果を表１〜表３に示す。
【００６３】
【表１】

【００６４】
【表２】

【００６５】
【表３】

【００６６】
〔評価方法〕
（１）スパイラルフロー（流動性の指標）
ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて成形し、流動距離を求めた。
（２）ゲルタイム
ＪＳＲ製キュラストメータを用い、試料３ｇ、温度１８０℃で、トルク曲線の立ち上がりまでの時間（ｓ）を測定した。
（３）ボイド発生量
超音波探査映像装置（日立建機社製ＨＹＥ−ＨＯＣＵＳ型）を用いて、半導体装置の透視観察を行って、直径０．１ｍｍ以上のボイドの発生の有無を観察し、ボイド発生半導体装置数／試験半導体装置数で評価した。
（４）バリ
ポットより厚さ１０μｍのスリットを設けた金型を用いて成形し、スリット内を流れたバリの長さをノギスで求めた。なお、スリット内のバリ長さが１０μｍ未満を良好とし、１０μｍ以上をＮＧとした。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のフリップチップ実装用の封止用エポキシ樹脂成形材料は、アンダーフィル材として要求される高い充填性を有し、ボイド等の成形不良が少ないため、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１には、封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）を用いて封止したフリップチップ型ＢＧＡ（アンダーフィルタイプ）の断面図が示されている。
【図２】図２には、封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）を用いて封止したフリップチップ型ＢＧＡ（オーバーモールドタイプ）の断面図が示されている。
【図３】図３には、配線板１上にはんだバンプ２を介して半導体チップ３を配置した際の上面図（一部透視図）が示されている。
【符号の説明】
１：配線板
２：はんだバンプ
３：半導体チップ
４：封止材
５：アンダーフィル部
ａ：バンプ高さ
ｂ：バンプピッチ
ｄ：半導体チップの面積
ｅ：封止材の総厚さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing epoxy resin molding material and a semiconductor device.
More specifically, the present invention is an epoxy resin molding material for sealing excellent in filling properties suitable as an underfill material for flip chip mounting, and molding defects such as voids sealed thereby, reflow resistance, moisture resistance, etc. The present invention relates to a flip chip mounting type semiconductor device with high reliability.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of element sealing of electronic component devices such as transistors and ICs, resin sealing has been the mainstream in terms of productivity and cost, and epoxy resin molding materials have been widely used. This is because epoxy resins are balanced in various properties such as electrical properties, moisture resistance, heat resistance, mechanical properties, and adhesiveness with inserts. In recent years, high-density mounting of electronic components on printed wiring boards has been progressing. As a result, semiconductor devices are mainly used in surface mount packages rather than conventional pin insertion packages. Surface-mount ICs, LSIs, etc. are thin and small packages in order to increase the mounting density and reduce the mounting height, and the volume occupied by the device package increases, resulting in a very thick package. It has become thinner. In addition, due to the increased functionality and capacity of the elements, the chip area is increased and the number of pins is increased, and further, the pad pitch is reduced and the pad size is reduced by increasing the number of pads (electrodes), so-called narrow pad pitch. Progress is also being made.
In addition, in order to cope with further reduction in size and weight, CSP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package), and other CSPs that can easily accommodate higher pins and can be mounted at higher density are available. (Chip Size Package) and BGA (Ball Grid Array). In recent years, these packages have been developed with new structures such as a face-down type, a stacked (stacked) type, a flip chip type, and a wafer level type in order to realize high speed and multiple functions.
Flip chip mounting is a connection technique that replaces the conventional wire bonding, and solder bumps are deposited on the pads of a semiconductor chip and are connected to lands on a wiring board using the bumps. The chip to which the solder bumps are attached is aligned on the wiring board, and then the solder is melted by reflow, and an electrical and mechanical connection is formed through a self-alignment process. In the device mounted in this manner, an underfill material is injected into the gap between the chip / wiring board joined by solder bumps for the purpose of improving various reliability. In order to completely fill the narrow gaps in which the solder bumps are arranged without generating voids or the like, a high filling property is required for the underfill material.
[0003]
In order to solve this problem, conventionally, a solvent or solvent-free liquid type epoxy resin molding material for sealing, which is mainly composed of a bisphenol type epoxy resin, is used, and a chip / wiring board is utilized by utilizing a capillary phenomenon. A method of infiltrating and curing the gap has been taken (see, for example, Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-260820 A
[Patent Document 2]
JP 2000-273287 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-380483
[Non-Patent Document 1]
Supervised by the Surface Mount Council "Practical Flip Chip and Related Chip Scale Technology" Published by Industrial Science Systems Co., Ltd., September 30, 1998, p87
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, from the viewpoint of cost reduction, a novel vacuum type molding technique using a solid type epoxy resin molding material for sealing has been developed for flip chip underfill. However, conventional solid-type molding materials have low filling properties, and it is difficult to seal them without causing defects such as voids.
For example, in the production of next-generation flip chip type semiconductor devices having fine pitch solder bumps, etc., when sealing using a conventional solid type sealing epoxy resin, a slightly larger void having a diameter of about 0.1 mm is used. Due to the occurrence, the filling of the underfill part was not satisfactory.
Furthermore, with the trend toward finer flip-chip mounting semiconductor devices, that is, bump height and bump pitch reduction, and bump count and chip area increase with the increase in the number of inputs and outputs, higher fillability will be required in the future. Is done.
[0006]
Therefore, an epoxy resin molding material for sealing excellent in filling properties suitable as an underfill material for flip chip mounting has been demanded. Further, there has been a demand for a flip chip type semiconductor device having fine pitch solder bumps and the like, which have no molding defects and have good reliability such as reflow resistance and moisture resistance.
According to the first aspect of the present invention, there is provided an epoxy resin molding material for sealing suitable for sealing a flip chip mounting type semiconductor device having fine pitch bumps and a large number of input / outputs (number of bumps). The
According to the second aspect of the present invention, the flip-chip mounting type has fine pitch bumps sealed with the sealing epoxy resin molding material according to the present invention and has a large number of inputs / outputs (number of bumps). A semiconductor device is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the inventors have obtained an epoxy resin molding material for sealing for a specific semiconductor device, which contains a specific inorganic filler as an essential component, and has been sealed by this. It has been found that the above object can be achieved by a semiconductor device, and the present invention has been completed.
[0008]
  That is, the present invention relates to the following description items.
1. (A) an epoxy resin, (B) a curing agent and (C) an epoxy resin molding material for sealing containing at least an inorganic filler,
  The inorganic filler (C) has an average particle size of 12 μm or less and a specific surface area of 3.0 m.²/ G or moreThe
The inorganic filler (C) has a particle size of 12 μm or less and 50 wt. % Or more and a particle size of 24 μm or less is 70 wt. % And a particle diameter of 32 μm or less are 80 wt. % And a particle diameter of 48 μm or less are 90 wt. % Fused spherical silica satisfying all of the above conditions,
The sealing epoxy resin molding material is
(A1) Bump height of flip chip is 150 μm or less,
(B1) The bump pitch of the flip chip is 500 μm or less,
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm ² more than,
(D1) The total thickness of the sealing material is 2 mm or less,
(E1) The flip chip has 100 or more bumps,
(f1) Air vent thickness during molding is 40μm or less
An underfill material for flip chip mounting used in a semiconductor device having one or more ofFor sealingsolidEpoxy resin molding material.
2. (C) For sealing whose average particle size of the inorganic filler is 10 μm or lesssolidEpoxy resin molding material.
3. (C) The specific surface area of the inorganic filler is 3.5 to 5.5 m.²/ G for sealingsolidEpoxy resin molding material.
4.The sealing epoxy resin molding material is
(A2) Bump height of flip chip is 100 μm or less,
(B2) Bump pitch of flip chip is 400 μm or less,
(C2) The area of the semiconductor chip is 50 mm²more than,
(D2) The total thickness of the sealing material is 1.5 mm or less,
(E2) 150 or more flip chip bumps,
(f2) Air vent thickness during molding is 30μm or less
Solid epoxy resin molding material for sealing used in a semiconductor device comprising one or more of
5. (D) For sealing further containing a silane coupling agent having a secondary amino groupsolidEpoxy resin molding material.
6. (D) A solid epoxy resin molding material for sealing, wherein the silane coupling agent having a secondary amino group contains a compound represented by the following general formula (I).
[Chemical 1]

(Where R¹Is selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms;²Is selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group;^ThreeRepresents a methyl group or an ethyl group, n represents an integer of 1 to 6, and m represents an integer of 1 to 3. )
7. (E) For sealing further containing a phosphorus compoundsolidEpoxy resin molding material.
8. (E) For sealing, in which the phosphorus compound contains a phosphate estersolidEpoxy resin molding material.
9. For sealing, wherein the phosphate ester contains a compound represented by the following general formula (II)solidEpoxy resin molding material.
[Chemical 2]

(Here, 8 R in the formula represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and they may all be the same or different. Ar represents an aromatic ring.)
10. (E) For sealing, in which the phosphorus compound contains phosphine oxidesolidEpoxy resin molding material.
11. For sealing, wherein the phosphine oxide contains a compound represented by the following general formula (III)solidEpoxy resin molding material.
[Chemical Formula 3]

(Where R¹, R²And R³Represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group and a hydrogen atom, and they may all be the same or different. However, the case where all are hydrogen atoms is excluded. )
12. (A) For sealing, the melt viscosity of epoxy resin at 150 ° C. is 2 poises or lesssolidEpoxy resin molding material.
13. (A) Epoxy resin is biphenyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, sulfur atom-containing epoxy resin, novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane type epoxy resin For sealing containing at least one kind of resinsolidEpoxy resin molding material.
14. (B) For sealing, the melt viscosity at 150 ° C. of the curing agent is 2 poises or lesssolidEpoxy resin molding material.
15. (B) For sealing, the curing agent contains at least one of biphenyl type phenol resin, aralkyl type phenol resin, dicyclopentadiene type phenol resin, triphenylmethane type phenol resin and novolac type phenol resin.solidEpoxy resin molding material.
16. (F) For sealing further containing a curing acceleratorsolidEpoxy resin molding material.
17.AboveFor sealingsolidSealed with epoxy resin molding materialA semiconductor device, wherein the semiconductor device is
(A1) Bump height of flip chip is 150 μm or less,
(B1) The bump pitch of the flip chip is 500 μm or less,
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm ² more than,
(D1) The total thickness of the sealing material is 2 mm or less,
(E1) The flip chip has 100 or more bumps,
(f1) Air vent thickness during molding is 40μm or less
With one or more configurationsSemiconductor device.
18.The semiconductor device includes:
(A2) Bump height of flip chip is 100 μm or less,
(B2) Bump pitch of flip chip is 400 μm or less,
(C2) The area of the semiconductor chip is 50 mm²more than,
(D2) The total thickness of the sealing material is 1.5 mm or less,
(E2) 150 or more flip chip bumps,
(f2) Air vent thickness during molding is 30μm or less
A semiconductor device comprising one or more of the configurations.
[0009]
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flip-chip mounting type semiconductor device having fine pitch bumps and a large number of inputs / outputs (number of bumps), and a semiconductor device manufactured by the manufacturing method. Provided.
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided the use (method) of the epoxy resin molding material for sealing to a flip chip mounting type semiconductor device having fine pitch bumps and a large number of inputs / outputs (number of bumps). Provided. That is, the present invention also relates to the following description items.
22. A step of arranging two or more solder bumps on the wiring board at a predetermined bump pitch, a step of providing a semiconductor chip on the wiring board at a predetermined bump height via the solder bumps, the wiring board and the semiconductor A method of manufacturing a semiconductor device having at least a step of sealing a portion including an underfill portion formed between chips using an epoxy resin molding material for sealing,
As the sealing material for sealing the underfill part, the first or second epoxy resin molding material for sealing is used,
The semiconductor device obtained by the manufacturing method includes the following (a1) to (f1):
(A1) Bump height at the time of flip chip mounting is 300 μm or less;
(B1) The bump pitch of the flip chip is 500 μm or less;
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm²Or more;
(D1) the total thickness of the sealing material is 2 mm or less;
(E1) The flip chip has 100 or more bumps
(f1) The air vent thickness at the time of molding is 40 μm or less
A method for manufacturing a semiconductor device, which is a semiconductor device having one or more of the above configuration.
23. The following (a1) to (f1):
(A1) Bump height at the time of flip chip mounting is 300 μm or less;
(B1) The bump pitch of the flip chip is 500 μm or less;
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm²Or more;
(D1) the total thickness of the sealing material is 2 mm or less;
(E1) The flip chip has 100 or more bumps;
(f1) The air vent thickness at the time of molding is 40 μm or less;
(1) Use of the epoxy resin molding material for sealing 1 or 2 as a sealing material for a semiconductor device having one or more of the above-described configuration.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Epoxy resin)
The epoxy resin (A) used in the present invention is generally used for an epoxy resin molding material for sealing and is not particularly limited. For example, phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolac type epoxy resin, triphenyl Phenols such as epoxy resins having a methane skeleton, phenols such as phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F and / or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene and formaldehyde, acetaldehyde Epoxidized novolak resin obtained by condensation or cocondensation with a compound having an aldehyde group such as propionaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde, etc. under an acidic catalyst, Glycidyl obtained by reaction of polychlorobasic acid such as diol A, bisphenol F, bisphenol S, diglycidyl ether such as alkyl-substituted or unsubstituted biphenol, stilbene type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, phthalic acid, dimer acid and epichlorohydrin Ester-type epoxy resin, diaminodiphenylmethane, isocyanuric acid and other polyamines obtained by reaction of epichlorohydrin, glycidylamine-type epoxy resin, epoxidized product of dicyclopentadiene and phenol co-condensation resin, epoxy resin having naphthalene ring, phenol -Epoxidized aralkyl type phenolic resin such as aralkyl resin, naphthol / aralkyl resin, trimethylolpropane type epoxy resin, terpene modified epoxy resin, olefin Examples include linear aliphatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and sulfur atom-containing epoxy resins obtained by oxidizing a combination with a peracid such as peracetic acid. These may be used alone or in combination of two or more. It may be used.
Among them, biphenyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilbene type epoxy resin and sulfur atom-containing epoxy resin are preferable from the viewpoint of filling property and reflow resistance, and novolak type epoxy resin is preferable from the viewpoint of curability, From the viewpoint of low hygroscopicity, dicyclopentadiene type epoxy resin is preferable, and from the viewpoint of heat resistance and low warpage, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane type epoxy resin are preferable, and contains at least one of these epoxy resins It is preferable.
[0011]
Examples of the biphenyl type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (IV). Examples of the bisphenol F type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (V), and a stilbene type epoxy resin. Examples of the resin include an epoxy resin represented by the following general formula (VI), and examples of the sulfur atom-containing epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (VII).
[Chemical 7]

(Where R¹~ R⁸Are selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, all of which may be the same or different. n represents an integer of 0 to 3. )
[Chemical 8]

(Where R¹~ R⁸Is selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and an aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms, all of which are the same or different. May be. n represents an integer of 0 to 3. )
[Chemical 9]

(Where R¹~ R⁸Are selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, all of which may be the same or different. n represents an integer of 0 to 10. )
[Chemical Formula 10]

(Where R¹~ R⁸Is selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, all of which may be the same or different. n represents an integer of 0 to 3. )
Examples of the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (IV) include 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl or 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) -3. , 3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl as the main component, epichlorohydrin and 4,4′-biphenol or 4,4 ′-(3,3 ′, 5,5′-tetramethyl) biphenol An epoxy resin obtained by reacting is used. Among these, an epoxy resin mainly composed of 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl is preferable.
Examples of the bisphenol F type epoxy resin represented by the general formula (V) include R¹, R^Three, R⁶And R⁸Is a methyl group and R², R^Four, R^FiveAnd R⁷Is a hydrogen atom, and YSLV-80XY (trade name, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having n = 0 as a main component is commercially available.
The stilbene type epoxy resin represented by the general formula (VI) can be obtained by reacting a stilbene phenol as a raw material with epichlorohydrin in the presence of a basic substance. Examples of the raw material stilbene phenols include 3-t-butyl-4,4′-dihydroxy-3 ′, 5,5′-trimethylstilbene, 3-t-butyl-4,4′-dihydroxy-3. ', 5', 6-trimethylstilbene, 4,4'-dihydroxy-3,3 ', 5,5'-tetramethylstilbene, 4,4'-dihydroxy-3,3'-di-t-butyl-5 , 5'-dimethylstilbene, 4,4'-dihydroxy-3,3'-di-t-butyl-6,6'-dimethylstilbene and the like, among others, 3-t-butyl-4,4'- Dihydroxy-3 ', 5,5'-trimethylstilbene and 4,4'-dihydroxy-3,3', 5,5'-tetramethylstilbene are preferred. These stilbene type phenols may be used alone or in combination of two or more.
Among the sulfur atom-containing epoxy resins represented by the general formula (VII), R², R^Three, R⁶And R⁷Is a hydrogen atom and R¹, R^Four, R^FiveAnd R⁸An epoxy resin in which is an alkyl group is preferred, and R², R^Three, R⁶And R⁷Is a hydrogen atom and R¹And R⁸Is a t-butyl group and R^FourAnd R^FiveAn epoxy resin in which is a methyl group is more preferred. As such a compound, YSLV-120TE (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and the like are commercially available.
Any one of these epoxy resins may be used alone or in combination of two or more, but the blending amount thereof is 20% in total with respect to the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance. % Or more, preferably 30% by weight or more, and more preferably 50% by weight or more.
[0012]
Examples of the novolac type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (VIII).
Embedded image

(Here, R is selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 10.)
The novolak type epoxy resin represented by the general formula (VIII) can be easily obtained by reacting a novolak type phenol resin with epichlorohydrin. Among them, as R in the general formula (VIII), an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, and an isobutyl group, a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group C1-C10 alkoxyl groups, such as a butoxy group, are preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is more preferable. n is preferably an integer of 0 to 3. Among the novolak epoxy resins represented by the general formula (VIII), orthocresol novolac epoxy resins are preferable.
In the case of using a novolac type epoxy resin, its blending amount is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, based on the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance.
[0013]
Examples of the dicyclopentadiene type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (IX).
Embedded image

(Where R¹And R²Are independently selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, n represents an integer of 0 to 10, and m represents an integer of 0 to 6. )
R in the above formula (IX)¹As, for example, a hydrogen atom, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group or a t-butyl group, an alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group or a butenyl group, a halogenated alkyl group, Examples thereof include substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 5 carbon atoms such as amino group-substituted alkyl groups and mercapto group-substituted alkyl groups. Among them, alkyl groups such as methyl groups and ethyl groups and hydrogen atoms are preferred. More preferred are a methyl group and a hydrogen atom. R²As, for example, a hydrogen atom, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group or a t-butyl group, an alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group or a butenyl group, a halogenated alkyl group, Examples thereof include a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms such as an amino group-substituted alkyl group and a mercapto group-substituted alkyl group. Among them, a hydrogen atom is preferable.
When a dicyclopentadiene type epoxy resin is used, its blending amount is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more based on the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance.
[0014]
Examples of the naphthalene type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (X), and examples of the triphenylmethane type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (XI).
Embedded image

(Where R¹~ R^ThreeAre selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, all of which may be the same or different. p is 1 or 0, l and m are each an integer of 0 to 11, and (l + m) is an integer of 1 to 11 and (l + p) is an integer of 1 to 12. i represents an integer of 0 to 3, j represents an integer of 0 to 2, and k represents an integer of 0 to 4. )
As the naphthalene type epoxy resin represented by the general formula (X), a random copolymer containing 1 constituent unit and m constituent units at random, an alternating copolymer containing alternately, a copolymer containing regularly Examples thereof include a block copolymer including a coalescence and a block, and any one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
Embedded image

(Here, R is selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 10.)
These epoxy resins may be used alone or in combination of both, but the blending amount is 20% by weight or more in total with respect to the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance. Preferably, it is 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more.
[0015]
The biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, sulfur atom-containing epoxy resin, novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane type epoxy resin are used alone. It may be used or two or more types may be used in combination, but the blending amount is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, and more preferably 80% by weight or more based on the total amount of the epoxy resin. Is more preferable.
[0016]
The melt viscosity at 150 ° C. of the (A) epoxy resin used in the present invention is preferably 2 poise or less, more preferably 1 poise or less, and even more preferably 0.5 poise or less from the viewpoint of filling properties. Here, the melt viscosity is a viscosity measured with an ICI cone plate viscometer.
[0017]
(Curing agent)
The (B) curing agent used in the present invention is generally used for an epoxy resin molding material for sealing and is not particularly limited. For example, phenol, cresol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenyl Phenols such as phenol and aminophenol and / or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol and dihydroxynaphthalene and compounds having an aldehyde group such as formaldehyde, benzaldehyde and salicylaldehyde are condensed or co-condensed in an acidic catalyst. Aralkyls such as phenol / aralkyl resins and naphthol / aralkyl resins synthesized from novolak-type phenolic resins, phenols and / or naphthols and dimethoxyparaxylene or bis (methoxymethyl) biphenyl Kill-type phenol resins, dichloropentadiene-type phenolic resins such as dichloropentadiene-type phenol novolak resins, naphthol novolak resins, terpene-modified phenolic resins, etc. synthesized by copolymerization from phenols and / or naphthols and cyclopentadiene, These may be used alone or in combination of two or more.
Among them, biphenyl type phenol resin is preferable from the viewpoint of flame retardancy, aralkyl type phenol resin is preferable from the viewpoint of reflow resistance and curability, and dicyclopentadiene type phenol resin is preferable from the viewpoint of low hygroscopicity, From the viewpoints of heat resistance, low expansion rate and low warpage, a triphenylmethane type phenol resin is preferable, and from the viewpoint of curability, a novolac type phenol resin is preferable, and contains at least one of these phenol resins. Is preferred.
[0018]
Examples of the biphenyl type phenol resin include a phenol resin represented by the following general formula (XII).
Embedded image

R in the above formula (XII)¹~ R⁹All may be the same or different, alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, isobutyl group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group , An alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms such as butoxy group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as phenyl group, tolyl group and xylyl group, and an aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms such as benzyl group and phenethyl group Among them, a hydrogen atom and a methyl group are preferable. n represents an integer of 0 to 10.
Examples of the biphenyl type phenol resin represented by the general formula (XII) include R¹~ R⁹In particular, from the viewpoint of melt viscosity, a mixture of condensates containing 50% by weight or more of a condensate having n of 1 or more is preferable. As such a compound, MEH-7851 (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) is commercially available.
When a biphenyl type phenol resin is used, its blending amount is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more based on the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance. Further preferred.
[0019]
Examples of the aralkyl-type phenol resin include phenol-aralkyl resins, naphthol-aralkyl resins, etc., and phenol-aralkyl resins represented by the following general formula (XIII) are preferred, and R in the general formula (XIII) is a hydrogen atom. , A phenol / aralkyl resin having an average value of n of 0 to 8 is more preferable. Specific examples include p-xylylene type phenol / aralkyl resins, m-xylylene type phenol / aralkyl resins, and the like. When using these aralkyl type phenol resins, the blending amount is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, based on the total amount of the curing agent in order to exhibit the performance.
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(Here, R is selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 10.)
[0020]
Examples of the dicyclopentadiene type phenol resin include a phenol resin represented by the following general formula (XIV).
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(Where R¹And R²Are independently selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, n represents an integer of 0 to 10, and m represents an integer of 0 to 6. )
When a dicyclopentadiene type phenol resin is used, the blending amount is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, based on the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance.
[0021]
Examples of the triphenylmethane type phenol resin include a phenol resin represented by the following general formula (XV).
Embedded image

(Here, R is selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 10.)
When using a triphenylmethane type phenol resin, the blending amount is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, based on the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance.
[0022]
Examples of the novolak type phenol resin include a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a naphthol novolak resin, and the like. Among these, a phenol novolak resin is preferable. In the case of using a novolac type phenol resin, the blending amount is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more based on the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance.
[0023]
The above biphenyl type phenol resin, aralkyl type phenol resin, dicyclopentadiene type phenol resin, triphenylmethane type phenol resin and novolac type phenol resin may be used alone or in combination of two or more. However, the blending amount is preferably 60% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, based on the total amount of the curing agent.
[0024]
The melt viscosity at 150 ° C. of the (B) curing agent used in the present invention is preferably 2 poises or less, more preferably 1 poise or less from the viewpoint of filling properties. Here, melt viscosity refers to ICI viscosity.
[0025]
The equivalent ratio of (A) epoxy resin and (B) curing agent, that is, the ratio of the number of hydroxyl groups in the curing agent to the number of epoxy groups in the epoxy resin (number of hydroxyl groups in the curing agent / number of epoxy groups in the epoxy resin) is: Although there is no restriction | limiting in particular, In order to suppress each unreacted part small, it is preferable to set to the range of 0.5-2, and 0.6-1.3 are more preferable. In order to obtain a sealing epoxy resin molding material excellent in moldability and reflow resistance, it is more preferably set in the range of 0.8 to 1.2.
[0026]
(Inorganic filler)
The inorganic filler (C) used in the present invention is blended in the sealing epoxy resin molding material for hygroscopicity, linear expansion coefficient reduction, thermal conductivity improvement and strength improvement. For example, fused silica , Crystalline silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, zircon, fosterite, steatite, spinel, mullite, titania, etc. Examples thereof include beads or glass fibers formed by spheroidizing these bodies. Furthermore, examples of the inorganic filler having a flame retardant effect include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, and zinc molybdate.
These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Of these, fused silica is preferable from the viewpoint of filling property and linear expansion coefficient, and alumina is preferable from the viewpoint of high thermal conductivity, and the shape of the inorganic filler is preferably spherical from the viewpoint of filling property and mold wear.
[0027]
The inorganic filler (C) used in the present invention has an average particle size of 15 μm or less and a specific surface area of 3.0 to 6.0 m.²/ g is necessary from the viewpoint of satisfying the filling property for the underfill application of the flip chip mounting having the fine pitch bumps. The average particle size is more preferably 10 μm or less, and still more preferably 8 μm or less. When the thickness exceeds 15 μm, it becomes difficult to inject the epoxy resin molding material into the gap between the chip / wiring board bonded by the bump, and the filling property is lowered. The specific surface area is more preferably 3.5 to 5.5 m.²/ g, more preferably 4.0 to 5.0 m²/ g. 3.0m²less than / g and 6.0m²When it exceeds / g, voids are likely to be generated in the gap between the chip / wiring board bonded by the bump, and the filling property is lowered.
Further, from the viewpoint of filling properties, coarse particles of (C) inorganic filler may be cut with a sieve. At this time, the component (C) of 53 μm or more is preferably 0.5% by weight or less, the component (C) of 30 μm or more is more preferably 0.5% by weight or less, and the component (C) of 20 μm or more. Is more preferably 0.5% by weight or less.
(C) As for the compounding quantity of an inorganic filler, 60 to 95 weight% is preferable with respect to the epoxy resin molding material for sealing from a viewpoint of a filling property and reliability. 70 to 90% by weight is more preferable, and 75 to 85% by weight is more preferable. If it is less than 60% by weight, the reflow resistance tends to be lowered, and if it exceeds 95% by weight, the filling property tends to be lowered.
[0028]
(Silane coupling agent having secondary amino group)
The (D) silane coupling agent having a secondary amino group used in the present invention is not particularly limited as long as it is a silane compound having a secondary amino group in the molecule. For example, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldimethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldiethoxysilane, γ-anilinopropylethyldiethoxysilane, γ-anilinopropylethyldimethoxysilane, γ-aniline Linomethyltrimethoxysilane, γ-anilinomethyltriethoxysilane, γ-anilinomethylmethyldimethoxysilane, γ-anilinomethylmethyldiethoxysilane, γ-anilinomethylethyldiethoxysilane, γ-anilinomethylethyl Dimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl -Γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) ) -Γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylethyldiethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylethyldimethoxysilane, γ- (N -Methyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-ethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-butyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-benzyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-methyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-ethyl) ) Aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-butyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-benzyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-methyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N -Ethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-butyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-benzyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxy Examples include silane, γ- (β-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.
[0029]
Of these, aminosilane coupling agents represented by the following general formula (I) are preferred from the viewpoint of filling properties.
Embedded image

(Where R¹Is selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms;²Is selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group;^ThreeRepresents a methyl group or an ethyl group, n represents an integer of 1 to 6, and m represents an integer of 1 to 3. )
Examples of the aminosilane coupling agent represented by the general formula (I) include γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldimethoxysilane, and γ-anilinopropylmethyl. Diethoxysilane, γ-anilinopropylethyldiethoxysilane, γ-anilinopropylethyldimethoxysilane, γ-anilinomethyltrimethoxysilane, γ-anilinomethyltriethoxysilane, γ-anilinomethylmethyldimethoxysilane, γ-anilinomethylmethyldiethoxysilane, γ-anilinomethylethyldiethoxysilane, γ-anilinomethylethyldimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (p -Methoxyphenyl) -γ-amino Propyltriethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ -Aminopropylethyldiethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylethyldimethoxysilane and the like. Particularly preferred is γ-anilinopropyltrimethoxysilane.
[0030]
(D) It is preferable that the compounding quantity of the silane coupling agent which has a secondary amino group is 0.037 to 4.75 weight% with respect to the epoxy resin molding material for sealing, and 0.088 to 2.3. More preferably, it is% by weight. If it is less than 0.037% by weight, the fluidity is lowered, and molding defects relating to filling properties such as voids tend to occur, and the adhesion to the wiring board tends to be lowered. When the amount exceeds 4.75% by weight, the volatile matter increases, and there is a tendency that molding defects relating to filling properties such as voids tend to occur, and the moldability of the package tends to decrease.
[0031]
In order to improve the adhesiveness between the resin component and the filler, it is preferable to add a coupling agent to the sealing epoxy resin molding material of the present invention. As the coupling agent, (D) a silane coupling agent having a secondary amino group is preferable, but other coupling agents can be used in combination within the range in which the effects of the present invention can be achieved.
(D) Other coupling agents that can be used in combination with a silane coupling agent having a secondary amino group are generally used in epoxy resin molding materials for sealing and are not particularly limited. Various silane compounds such as silane compounds having epoxy groups and / or tertiary amino groups, epoxy silanes, mercapto silanes, alkyl silanes, phenyl silanes, ureido silanes, vinyl silanes, titanium compounds, aluminum chelates, aluminum / zirconium compounds, etc. Is mentioned. Examples of these are vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycol. Sidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyl Triethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ- (N, N-dimethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N, N-diethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N, N Dibutyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-methyl) anilinopropyltrimethoxysilane, γ- (N-ethyl) anilinopropyltrimethoxysilane, γ- (N, N-dimethyl) aminopropyltriethoxysilane , Γ- (N, N-diethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N, N-dibutyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-methyl) anilinopropyltriethoxysilane, γ- (N- Ethyl) anilinopropyltriethoxysilane, γ- (N, N-dimethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N, N-diethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N, N-dibutyl) aminopropyl Methyldimethoxysilane, γ- (N-methyl) anilinopropylmethyldimethoxysilane Γ- (N-ethyl) anilinopropylmethyldimethoxysilane, N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, N- (dimethoxymethylsilylisopropyl) ethylenediamine, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, Silane coupling agents such as γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, vinyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, isopropyltriisostearoyl titanate, isopropyltris (dioctylpyrophosphate) titanate, isopropyltri ( N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxime) Til-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl titanate, isopropyltridodecylbenzene Titanate coupling agents such as sulfonyl titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isopropyl tri (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl tricumyl phenyl titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, and the like. It may be used alone or in combination of two or more.
[0032]
When these other coupling agents are used, the blending amount of the (D) silane coupling agent having a secondary amino group may be 30% by weight or more based on the total amount of the coupling agent in order to exhibit its performance. Preferably, 50 weight% or more is more preferable.
The total amount of the coupling agent including the (D) silane coupling agent having a secondary amino group is preferably 0.037 to 4.75% by weight with respect to the epoxy resin molding material for sealing, It is more preferable that it is 0.088-2.3 weight%. If the amount is less than 0.037% by mass, the adhesion to the wiring board tends to decrease. If the amount exceeds 4.75% by mass, the volatile matter tends to increase, and there is a tendency that molding defects such as voids are likely to occur. The formability of the package tends to decrease. In addition, it is preferable that the compounding quantity of the said coupling agent is 0.05 to 5 weight% with respect to (C) inorganic filler, and 0.1 to 2.5 weight% is more preferable. The reason for defining the amount is the same as described above.
(Coupling agent coverage)
When using a coupling agent in this invention, it is preferable that the coverage of the coupling agent to an inorganic filler shall be 0.3-1.0, More preferably, it is 0.4-0.9, More preferably, it is 0. It is convenient to set it in the range of 0.5 to 0.8. When the coverage of the coupling agent is greater than 1.0, bubbles due to volatile components generated during molding tend to increase, and voids in the thin portion tend to be generated. Moreover, since the adhesive force of resin and a filler falls when the coverage of a coupling agent is smaller than 0.3, there exists a tendency for a molded article strength to fall.
The coupling agent coverage X of the epoxy resin molding material is defined as in the formula (xxx).
X (%) = S_c/ S_f      (xxx)
S_cAnd S_fRepresents the total minimum coating area of all coupling agents and the total surface area of all fillers in the epoxy resin molding material, and is defined by the equations (yyy) and (zzz).
S_c= A₁× W₁+ A₂× W₂+ ... + A_n× M_n(n is the number of coupling agents used) (yyy)
S_f= B₁× W₁ + B₂× W₂+ ... + B_l× W_l(l is the number of fillers used) (zzz)
Here, A and M represent the minimum coating area of each coupling agent and the amount of use thereof, and B and W represent the specific surface area of each filler and the amount of use thereof, respectively.
(Coupling agent coverage control method)
If the minimum coating area and specific surface area of each coupling agent and inorganic filler used in the epoxy resin molding material are known, the desired coupling agent can be obtained from the formula (xxx), (yyy) and (zzz). It is possible to calculate the amount of the coupling agent and the filler used for the coverage.
[0033]
(Phosphorus compound)
From the viewpoint of filling properties and flame retardancy, in the present invention, it is preferable to further blend (E) a phosphorus compound. Although there is no restriction | limiting in particular as (E) phosphorus compound used in this invention, Phosphate ester and a phosphine oxide are preferable from a moisture resistant reliability viewpoint.
The phosphate ester is not particularly limited as long as it is an ester compound of phosphoric acid and an alcohol compound or a phenol compound. For example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, Examples include xylenyl diphenyl phosphate, tris (2,6-dimethylphenyl) phosphate, and aromatic condensed phosphate ester. Of these, an aromatic condensed phosphate represented by the following general formula (II) is preferred from the viewpoint of hydrolysis resistance.
Embedded image

(Here, 8 R in the formula represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and they may all be the same or different. Ar represents an aromatic ring.)
Examples of the phosphate ester of the above formula (II) include phosphate esters represented by the following structural formulas (XVI) to (XX).
Embedded image

[0034]
It is preferable that the addition amount of these phosphate ester exists in the range of 0.2-3.0 mass% in the quantity of a phosphorus atom with respect to all the other compounding components except a filler. When the content is less than 0.2% by mass, the filling property is lowered, and molding defects such as voids are likely to occur. Moreover, there exists a tendency for a flame-retardant effect to become low. If it exceeds 3.0% by mass, the formability and moisture resistance may be deteriorated, and these phosphate esters may ooze out during molding, thereby impairing the appearance.
[0035]
As the phosphine oxide, a compound represented by the following general formula (III) is preferable.
Embedded image

(Where R¹, R²And R³Represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group and a hydrogen atom, and they may all be the same or different. However, the case where all are hydrogen atoms is excluded. )
Among the phosphorus compounds represented by the general formula (I), R is R from the viewpoint of hydrolysis resistance.¹~ R³Is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, particularly preferably a phenyl group.
[0036]
The amount of phosphine oxide is required to be 0.01 to 0.2% by weight of phosphorus atoms with respect to the epoxy resin molding material for sealing. Preferably it is 0.02 to 0.1 weight%, More preferably, it is 0.03 to 0.08 weight%. If it is less than 0.01% by weight, the flame retardancy is lowered, and if it exceeds 0.2% by weight, the moldability and moisture resistance are lowered.
[0037]
(Curing accelerator)
From the viewpoint of curability, in the present invention, it is preferable to further blend (F) a curing accelerator. The (F) curing accelerator used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used in an epoxy resin molding material for sealing. For example, 1,8-diaza-bicyclo (5,4, 0) cycloamidine such as undecene-7, 1,5-diaza-bicyclo (4,3,0) nonene, 5,6-dibutylamino-1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7 Compounds and these compounds include maleic anhydride, 1,4-benzoquinone, 2,5-toluquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dimethylbenzoquinone, 2,6-dimethylbenzoquinone, 2,3-dimethoxy-5 Quinone compounds such as methyl-1,4-benzoquinone, 2,3-dimethoxy-1,4-benzoquinone, phenyl-1,4-benzoquinone, diazophenylmethane, Compounds having intramolecular polarization formed by adding a compound having a π bond such as a vinyl resin, tertiary amines such as benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol, and the like Derivatives, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole and their derivatives, tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, diphenyl Organic phosphines such as phosphine and phenylphosphine, and intramolecular polarization formed by adding π-bonded compounds such as maleic anhydride, quinone compounds, diazophenylmethane, and phenolic resins to these phosphines And tetraphenylboron salts such as phosphorus compounds, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine tetraphenylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole tetraphenylborate, N-methylmorpholine tetraphenylborate, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, an adduct of an organic phosphine and a quinone compound is preferable from the viewpoint of filling property and reflow resistance.
[0038]
The blending amount of the curing accelerator is not particularly limited as long as the curing acceleration effect is achieved, but is preferably 0.005 to 2% by weight, more preferably based on the epoxy resin molding material for sealing. Is 0.01 to 0.5% by weight. If it is less than 0.005% by weight, the curability in a short time tends to be inferior, and if it exceeds 2% by weight, the curing rate tends to be too high and it tends to be difficult to obtain a good molded product.
[0039]
(Flame retardants)
Various flame retardants may be further added to the present invention from the viewpoint of flame retardancy. The flame retardant is generally used for an epoxy resin molding material for sealing and is not particularly limited. For example, a brominated epoxy resin such as a diglycidyl etherified product of tetrabromobisphenol A or a brominated phenol novolac epoxy resin. Phosphorus compounds such as antimony oxide, red phosphorus and the above-mentioned phosphate esters, melamine, melamine cyanurate, nitrogen-containing compounds such as melamine-modified phenol resin and guanamine-modified phenol resin, phosphorus / nitrogen-containing compounds such as cyclophosphazene, zinc oxide, Examples thereof include metal compounds such as iron oxide, molybdenum oxide, ferrocene, the above aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and composite metal hydroxide.
Non-halogen and non-antimony flame retardants are preferred from the viewpoint of environmental problems in recent years and high temperature storage properties. Among these, phosphate esters are preferable from the viewpoint of filling properties, and composite metal hydroxides are preferable from the viewpoints of safety and moisture resistance.
[0040]
The composite metal hydroxide is preferably a compound represented by the following composition formula (XXI).
p (M¹aOb) ・ q (M²cOd) ・ r (M^ThreecOd) ・ mH₂O (XXI)
(Where M¹, M²And M^ThreeRepresents different metal elements, a, b, c, d, p, q and m are positive numbers, and r is 0 or a positive number. )
Especially, the compound whose r in the said composition formula (XXI) is 0, ie, the compound shown by the following composition formula (XXIa), is further more preferable.
m (M¹aOb) ・ n (M²cOd) ・ l (H₂O) (XXIa)
(Where M¹And M²Represents different metal elements, and a, b, c, d, m, n, and l represent positive numbers. )
M in the above composition formulas (XXI) and (XXIa)¹And M²Are not particularly limited as long as they are different metal elements, but from the viewpoint of flame retardancy, M¹And M²So that they are not identical¹Is selected from metal elements belonging to the third period metal element, group IIA alkaline earth metal element, group IVB, group IIB, group VIII, group IB, group IIIA and group IVA, and M²Is preferably selected from group IIIB to IIB transition metal elements,¹Is selected from magnesium, calcium, aluminum, tin, titanium, iron, cobalt, nickel, copper and zinc;²Is more preferably selected from iron, cobalt, nickel, copper and zinc. From the viewpoint of fluidity, M¹Is magnesium, M²Is preferably zinc or nickel;¹Is magnesium and M²Is more preferably zinc. The molar ratio of p, q, and r in the composition formula (XXI) is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained, but r = 0, and the molar ratio p / q of p and q is 99/1 to Preferably it is 50/50. That is, the molar ratio m / n of m and n in the composition formula (XXIa) is preferably 99/1 to 50/50.
In addition, the classification of metal elements is a long-period type periodic rate table in which the typical element is the A subgroup and the transition element is the B subgroup (Source: Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., “Chemical Dictionary 4”, February 15, 1987) (Reduced plate 30th printing).
The shape of the composite metal hydroxide is not particularly limited, but from the viewpoint of fluidity and filling properties, a polyhedral shape having an appropriate thickness is preferable to a flat plate shape. Compared to metal hydroxides, complex metal hydroxides tend to give polyhedral crystals.
Although the compounding quantity of a composite metal hydroxide does not have a restriction | limiting in particular, 0.5-20 weight% is preferable with respect to the epoxy resin molding material for sealing, 0.7-15 weight% is more preferable, 1.4- 12% by weight is more preferred. If it is less than 0.5% by weight, the flame retardancy tends to be insufficient, and if it exceeds 20% by weight, the filling property and reflow resistance tend to be lowered.
[0041]
(Heating loss rate)
The heat loss rate of the epoxy resin molding material is essentially 0.25% by mass or less, preferably 0.22% by mass or less, more preferably 0.20% by mass or less. When the heating weight loss rate exceeds 0.25% by mass, bubbles due to volatile matter generated during molding increase, and voids in the thin portion are likely to occur.
(Definition of heating loss rate)
Weight W of resin composition added to a heat-resistant container of weight A₀Measure. This is left to stand at 200 ° C. for 1 hour, and then the total weight W of the container and the resin composition is measured. At this time, the heating loss rate Y is obtained by the following equation.
Y = 100 × (W₀-W) / (W₀-A)
(Control method of heating loss rate)
Volatile components generated at the time of measuring the heating loss rate are mainly moisture and alcohols. Therefore, it is effective to reduce the moisture content of the epoxy resin molding material before molding, optimize the coupling agent to the minimum required amount, use a coupling agent that hardly generates volatile components, and the like.
[0042]
The sealing epoxy resin molding material according to the present invention will be further described with some preferred embodiments.
(First aspect)
As a 1st preferable aspect of the epoxy resin molding material for sealing which concerns on this invention, (A) epoxy resin, (B) hardening | curing agent, (C) The average particle diameter is 12 micrometers or less, and a specific surface area is 3.0 m.²An epoxy resin molding material for sealing containing an inorganic filler that is at least / g. In this case, other additives may be added as desired. By adjusting the combination and blending amount of each component, a flip chip mounting type epoxy resin molding material for sealing underfill can be obtained. Among them, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an average particle size of 12 μm or less, and a specific surface area of 3.0 m²Selection of an inorganic filler that is at least / g and its blending amount is particularly important.
(Second aspect)
As a second preferred embodiment of the epoxy resin molding material for sealing according to the present invention, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an average particle size of 12 μm or less, and a specific surface area of 3.0 m²Examples include an epoxy resin molding material for sealing containing an inorganic filler that is at least / g, and (D) a silane coupling agent having a secondary amino group. In this case, other additives may be added as desired. By adjusting the combination and blending amount of each component, a flip chip mounting type epoxy resin molding material for sealing underfill can be obtained. Among them, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an average particle size of 12 μm or less, and a specific surface area of 3.0 m²The selection and blending amount of an inorganic filler that is greater than or equal to / g and (D) a silane coupling agent having a secondary amino group are particularly important.
(Third aspect)
As a third preferred embodiment of the sealing epoxy resin molding material according to the present invention, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an average particle diameter of 12 μm or less, and a specific surface area of 3.0 m²An epoxy resin molding material for sealing containing (D) a silane coupling agent having a secondary amino group and (E) a curing accelerator is mentioned. In this case, other additives may be added as desired. By adjusting the combination and blending amount of each component, a flip chip mounting type epoxy resin molding material for sealing underfill can be obtained. Among them, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an average particle size of 12 μm or less, and a specific surface area of 3.0 m²The selection and blending amount of the inorganic filler that is at least / g, (D) a silane coupling agent having a secondary amino group, and (E) a curing accelerator are particularly important.
[0043]
(Fourth aspect)
As a fourth preferred embodiment of the epoxy resin molding material for sealing according to the present invention, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) a maximum particle diameter of 63 μm or less and a particle diameter of 20 μm or more are 5 wt. An epoxy resin molding material for sealing containing at least% inorganic filler can be mentioned. In this case, other additives may be added as desired. By adjusting the combination and blending amount of each component, a flip chip mounting type epoxy resin molding material for sealing underfill can be obtained. Among them, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a maximum particle diameter of 63 μm or less, and a particle diameter of 20 μm or more is 5 wt. It is particularly important to select an inorganic filler of at least% and its blending amount.
[0044]
(5th aspect)
As a fifth preferred embodiment of the epoxy resin molding material for sealing according to the present invention, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a maximum particle size of 63 μm or less, and a particle size of 20 μm or more is 5 wt. . % Or more inorganic fillers, and (D) a sealing epoxy resin molding material containing a silane coupling agent having a secondary amino group. In this case, other additives may be added as desired. By adjusting the combination and blending amount of each component, a flip chip mounting type epoxy resin molding material for sealing underfill can be obtained. Among them, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a maximum particle diameter of 63 μm or less, and a particle diameter of 20 μm or more is 5 wt. The selection and blending amount of the inorganic fillers of not less than% and (D) the silane coupling agent having a secondary amino group are particularly important.
[0045]
(Sixth aspect)
As a sixth preferred embodiment of the sealing epoxy resin molding material according to the present invention, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a maximum particle size of 63 μm or less, and a particle size of 20 μm or more is 5 wt. . % Or more inorganic filler, (D) a silane coupling agent having a secondary amino group, and (E) a sealing epoxy resin molding material containing a curing accelerator. In this case, other additives may be added as desired. By adjusting the combination and blending amount of each component, a flip chip mounting type epoxy resin molding material for sealing underfill can be obtained. Among them, (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a maximum particle diameter of 63 μm or less, and a particle diameter of 20 μm or more is 5 wt. The selection and blending amount of the inorganic filler of not less than%, (D) a silane coupling agent having a secondary amino group, and (E) a curing accelerator are particularly important.
[0046]
(Seventh aspect)
As a seventh preferred embodiment of the epoxy resin molding material for sealing according to the present invention, in the first to sixth embodiments, the (C) inorganic filler has a particle diameter of 12 μm or less and 50 wt. % Or more and a particle size of 24 μm or less is 70 wt. % And a particle diameter of 32 μm or less are 80 wt. % And a particle diameter of 48 μm or less are 90 wt. An epoxy resin molding material for sealing that satisfies at least one of the conditions of% or more is mentioned. In this case, the (C) inorganic filler has a particle diameter of 12 μm or less and 50 wt. % Or more and a particle size of 24 μm or less is 70 wt. % Or more and a particle diameter of 32 μm or less is 80 wt. % And a particle diameter of 48 μm or less are 90 wt. It is preferable to satisfy all the conditions of at least%.
In particular, a particle size of 12 μm or less is 50 wt. % And a particle diameter of 48 μm or less are 90 wt. % Or more is preferable, and it is more preferable that all the above conditions are satisfied.
[0047]
(Eighth aspect)
As a seventh preferable aspect of the epoxy resin molding material for sealing according to the present invention, in the first to seventh aspects, the (C) inorganic filler satisfies the following conditions (1) and (2): An epoxy resin molding material for sealing that can be filled at the same time can be used.
(1) The average particle size is 12 μm or less and the specific surface area is 3.0 m.²/ G or more;
(2) An inorganic filler having a maximum particle size of 63 μm or less and a particle size of 20 μm or more is 5 wt. % Or more;
[0048]
In the production of next-generation flip-chip type semiconductor devices equipped with fine-pitch solder bumps, etc., when sealing with a conventional solid-type sealing epoxy resin, a slightly larger void with a diameter of about 0.1 mm is generated. As a result, the filling of the underfill part was not satisfactory. However, by using the sealing epoxy resin of the present invention represented by the first to eighth aspects as a sealing material, the above problem has been solved.
[0049]
Here, the selection of (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) an inorganic filler is preferably performed from the following viewpoints.
(A) In selecting an epoxy resin, it is preferable to select a resin having a melt viscosity at 150 ° C. of 2 poises or less, and more preferable to select a resin having a melt viscosity of 1 poise or less. (C) This selection is particularly effective when the blending ratio of the inorganic filler is high. Of these, biphenyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilbene type epoxy resin and sulfur atom-containing epoxy resin are preferably selected from the viewpoint of reliability.
(B) In the selection of the curing agent, it is preferable to select a curing viscosity at 150 ° C. of 2 poises or less, and it is more preferable to select a melt viscosity of 1 poises or less. (C) This selection is particularly effective when the blending ratio of the inorganic filler is high. From the viewpoint of moldability, (A) When novolac type epoxy resin is selected as the epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin is selected from the viewpoint of low hygroscopicity, naphthalene type epoxy from the viewpoint of heat resistance and low warpage The above selection is particularly effective when a resin and a triphenylmethane type epoxy resin are selected.
(C) The average particle size is 12 μm or less and the specific surface area is 3.0 m.²In selecting an inorganic filler that is greater than or equal to / g, the average particle size is within a range of 12 μm or less, and the size is such that it can be injected in consideration of the bump height and bump pitch in the applied flip chip mounting type semiconductor device. It is necessary to choose, but choosing a smaller one than necessary should be avoided because it causes a decrease in fluidity. The specific surface area is 3.0m.²It is effective to select the smallest possible particle size within the range of not less than / g. In order to satisfy both the average particle diameter and the specific surface area within the above ranges, it is effective to combine two or more commercially available inorganic fillers.
Further, if necessary, the coarse particles of the inorganic filler (C) may be cut with a sieve. The component (C) of 53 μm or more is preferably 0.5% by weight or less, the component (C) of 30 μm or more is more preferably 0.5% by weight or less, and the component (C) of 20 μm or more is 0%. More preferably, it is not more than 0.5% by weight.
[0050]
In addition, an anion exchanger can be added to the sealing epoxy resin molding material of the present invention from the viewpoint of improving the moisture resistance and high temperature storage characteristics of a semiconductor element such as an IC. The anion exchanger is not particularly limited, and conventionally known anion exchangers can be used. For example, hydrotalcites, hydrous oxides of elements selected from magnesium, aluminum, titanium, zirconium, bismuth, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, hydrotalcite represented by the following composition formula (XXI) is preferable.
Mg_1-XAl_X(OH)₂(CO_Three)_{X / 2}・ MH₂O ... (XXI)
(0 <X ≦ 0.5, m is a positive number)
[0051]
Furthermore, the epoxy resin molding material for sealing of the present invention includes, as other additives, higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, ester waxes, polyolefin waxes, polyethylene, release agents such as polyethylene oxide, carbon black, etc. If necessary, a color relaxation agent such as silicone oil or silicone rubber powder can be added.
[0052]
(Preparation and usage)
The epoxy resin molding material for sealing of the present invention can be prepared by any method as long as various raw materials can be uniformly dispersed and mixed. However, as a general method, a raw material having a predetermined blending amount is mixed with a mixer or the like. Examples thereof include a method of mixing or melt-kneading with a mixing roll, an extruder, a raking machine, a planetary mixer and the like after sufficiently mixing, cooling, and defoaming and pulverizing as necessary. Moreover, you may tablet into the dimension and weight which meet molding conditions as needed.
As a method for sealing a semiconductor device using the sealing epoxy resin molding material of the present invention as a sealing material, a low-pressure transfer molding method is the most common, but an injection molding method, a compression molding method, etc. are also mentioned. It is done. A dispensing method, a casting method, a printing method, or the like may be used. From the viewpoint of filling properties, a molding method capable of molding in a reduced pressure state is preferable.
[0053]
(Semiconductor device)
Next, the semiconductor device of the present invention will be described. Moreover, the suitable use and usage method of the epoxy resin molding material of this invention are demonstrated through description of this semiconductor device.
As a semiconductor device of the present invention, a wired member such as a tape carrier, a wiring board, a supporting member such as glass, or a mounting substrate, an active element such as a semiconductor chip, a transistor, a diode, or a thyristor, or a passive element such as a capacitor, a resistor, or a coil For example, a flip chip mounting type semiconductor device in which an element such as the above is mounted and sealed with an epoxy resin molding material for sealing may be used.
Here, as the epoxy resin molding material for sealing, the epoxy resin molding material for sealing of the present invention can be used. That is, containing (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) an inorganic filler that satisfies at least one of the following conditions (1) and (2):
(1) The average particle size is 12 μm or less and the specific surface area is 3.0 m.²/ G or more;
(2) An inorganic filler having a maximum particle size of 63 μm or less and a particle size of 20 μm or more is 5 wt. % Or more;
If desired, an epoxy resin molding material for sealing containing (D) a silane coupling agent having a secondary amino group and (E) a curing accelerator is used.
As said (C) inorganic filler, the inorganic filler which satisfy | fills the conditions of said (1) from a viewpoint of a filler improvement is preferable, and the inorganic emphasis agent which satisfy | fills the said (2) from a viewpoint of a burr | flash improvement From the viewpoint of both, a filler that satisfies the conditions (1) and (2) is preferable.
The mounting substrate is not particularly limited, and examples thereof include an organic substrate, an organic film, a ceramic substrate, an interposer substrate such as a glass substrate, a liquid crystal glass substrate, an MCM (Multi Chip Module) substrate, and a hybrid IC substrate. Can be mentioned.
[0054]
As the semiconductor device of the present invention, (a) flip chip bump height, (b) flip chip bump pitch, (c) semiconductor chip area, (d) sealing material defined to predetermined values, respectively. It is preferable to include one or more configurations of the total thickness, (e) the number of flip chip bumps, and (f) the air vent thickness during molding.
Specifically, it is preferable to have one or more of the following configurations (a1) to (f1). (A1) Bump height during flip-chip mounting is 300 μm or less
(B1) Bump pitch of flip chip is 500 μm or less
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm²That's it
(D1) The total thickness of the sealing material is 2 mm or less
(E1) The flip chip has 100 or more bumps
(f1) The air vent thickness at the time of molding is 40 μm or less
A semiconductor device having one or more of the following configurations (a2) to (f2) is more preferable.
(A2) Bump height during flip-chip mounting is 200 μm or less
(B2) The bump pitch of the flip chip is 400 μm or less.
(C2) The area of the semiconductor chip is 50 mm²That's it
(D2) The total thickness of the sealing material is 1.5 mm or less
(E2) The number of bumps on the flip chip is 150 or more
(f2) The air vent thickness at the time of molding is 30 μm or less
A semiconductor device including one or more of the following configurations (a3) to (f3) is more preferable.
(A3) Bump height at the time of flip chip mounting is 150 μm or less
(B3) The bump pitch of the flip chip is 300 μm or less.
(C3) The area of the semiconductor chip is 80 mm²That's it
(D3) The total thickness of the sealing material is 1.0 mm or less
(E3) The number of bumps on the flip chip is 200 or more
(f3) Air vent thickness during molding is 20 μm or less
Although the semiconductor device has been described with reference to preferred embodiments, a semiconductor device including the configurations (a) to (f) in the following combinations is particularly preferable.
From the viewpoint of filling properties, a semiconductor device having at least one of the configuration (a) and the configuration (b) is preferable. More specifically, a semiconductor device having configurations (a1) and (b1), a semiconductor device having configurations (a1) and (d1), a semiconductor device having configurations (a1) and (c1), configurations (b) and ( A semiconductor device provided with d) and a semiconductor device provided with configurations (b1) and (c1) are preferred. Further, a semiconductor device having configurations (a2) and (b2), a semiconductor device having configurations (a2) and (d2), a semiconductor device having configurations (a2) and (c2), and configurations (b2) and (d2) A semiconductor device and a semiconductor device having configurations (b2) and (c2) are preferable. Furthermore, a semiconductor device having configurations (a3) and (b3), a semiconductor device having configurations (a3) and (d3), a semiconductor device having configurations (a3) and (c3), and configurations (b3) and (d3) The semiconductor device provided and the semiconductor device provided with configurations (b3) and (c3) are preferable.
[0055]
As such a semiconductor device, for example, a COB (Chip On Board) in which a semiconductor chip connected to a wiring formed on a wiring board or glass by flip chip bonding is sealed with the epoxy resin molding material for sealing of the present invention. ), Semiconductor devices mounted on a bare chip such as COG (Chip On Glass), semiconductor chips connected to a wiring board or wiring formed on glass by flip chip bonding, active elements such as transistors, diodes, thyristors and / or capacitors, A hybrid IC in which passive elements such as resistors and coils are sealed with the sealing epoxy resin molding material of the present invention, a semiconductor chip is mounted on an interposer substrate on which terminals for MCM (Multi Chip Module) motherboard connection are formed, After connecting the semiconductor chip and the wiring formed on the interposer substrate by bumps, the present invention Examples include BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package), and MCP (Multi Chip Package) in which the semiconductor chip mounting side is sealed with an epoxy resin molding material for sealing. In addition, even if these semiconductor devices are a stacked type package in which two or more elements are stacked on a mounting substrate, an epoxy resin molding material for sealing two or more elements at a time It may be a batch mold type package sealed with.
[0056]
A preferred embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS.
The semiconductor device of the present invention is not limited to these.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an underfill type flip-chip type BGA, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of an overmold type flip-chip type BGA. FIG. 3 shows a top view (partially perspective view) when the semiconductor chip 3 is disposed on the wiring board 1 of the flip chip type BGA via the solder bumps 2.
The underfill type flip-chip type BGA semiconductor device 10 shown in FIG. 1 has solder bumps 2 arranged on a wiring board 1 at a predetermined bump pitch b as shown in FIG. The semiconductor chip 3 is connected and fixed on the wiring board 1 at the bump height a; and the underfill portion 5 formed between the wiring board 1 and the semiconductor chip 3 is sealed with an epoxy resin molding material (sealing material). 4 is used for sealing. The overmolded flip-chip type BGA semiconductor device 20 shown in FIG. 2 is the above except that the underfill portion 5 is sealed and the entire semiconductor chip 3 is covered in the sealing step. It is manufactured in the same manner.
Here, in manufacturing the semiconductor device of the present invention, it is preferable to set the bump height a, bump pitch b, semiconductor chip area d, and total thickness e of the sealing material as follows.
The height a of the solder bump 2 is preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less, and even more preferably 150 μm or less.
The pitch b of the solder bumps 2, that is, the center distance between the solder bumps is preferably 500 μm or less, more preferably 400 μm or less, and even more preferably 300 μm or less.
The number of solder bumps 2 is preferably 100 or more, more preferably 150 or more, and even more preferably 200 or more.
The area d of the semiconductor chip 3 is 25 mm.²Preferably, it is 50mm²More preferably, it is 80 mm²More preferably, the above is true.
The total thickness e of the sealing material 4 is preferably 2 mm or less, more preferably 1.5 mm or less, and even more preferably 1.0 mm or less.
In the underfill type, the total thickness and the bump height a have the same value.
[0057]
【Example】
Examples of the present invention are shown below, but the scope of the present invention is not limited to these examples. Each epoxy resin molding material for sealing and the semiconductor device were evaluated based on an evaluation method described later unless otherwise specified.
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-6)
In each of the compositions shown in Tables 1 to 3, each material was premixed (dry blended), then kneaded with a biaxial roll having a roll surface temperature of about 80 ° C. for 10 minutes, then cooled and pulverized, and Examples 1 to 7 and Each sealing epoxy resin molding material 1-13 of Comparative Examples 1-6 was manufactured. In addition, the composition in a table | surface is shown by a weight part.
(A) Epoxy resin
Japan Epoxy Resin product name Epicoat YH-4000H (epoxy equivalent 196, melting point 106 ° C.) as biphenyl type epoxy resin, Sumitomo Chemical product name ESB-400 (epoxy equivalent 400, bromine content 49% epibis as brominated epoxy resin) Type epoxy resin, diglycidyl etherification modified product of 2,2′-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane with epichlorohydrin) was used.
(B) Curing agent
As (B) curing agent, a phenol / benzaldehyde / xylylene dimethoxide polycondensate represented by the following structural formula (XXII) having a hydroxyl group equivalent of 156 and a softening point of 73 ° C. (product name HE510-05, Sumikin Chemical Co., Ltd.), A phenol-hydroxybenzaldehyde resin (Maywa Kasei Co., Ltd., product name MEH-7500-3S) represented by the following structural formula (XXIII) having a hydroxyl group equivalent of 100 and a softening point of 83 ° C. was used.
Embedded image

(Here, n represents a positive number from 0 to 8.)
Embedded image

(Here, n represents a positive number from 0 to 8.)
[0058]
A total of 13 types of molding materials thus prepared were molded using a transfer molding machine under conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds, and evaluated by spiral flow and gel time tests.
[0059]
[Fabrication of Semiconductor Device 1 (Flip Chip BGA)]
Next, the semiconductor device of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-6 was produced using the epoxy resin molding materials 1-13 for sealing. In addition, sealing with an epoxy resin molding material for sealing is performed using a transfer molding machine after molding at a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds, and after curing at 180 ° C. for 5 hours. It was done by doing.
Examples 1 to 7 (Table): A fine wiring pattern is formed on an insulating base substrate (glass cloth-epoxy resin laminate, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name E-679), and a gold-plated terminal on the semiconductor element mounting side and the opposite side A semiconductor element mounting substrate having an outer dimension of 22 mm long × 14 mm wide × 0.3 mm thick coated with an insulating protective resist (product name: PSR4000AUS5, manufactured by Taiyo Ink) on the surface excluding external connection terminals is dried at 120 ° C. for 2 hours. After, 9mm in length X 8mm in width X thickness 0.4mm (area 72mm²), A semiconductor element having a bump diameter of 145 μm, a bump pitch of 200 μm, and a number of bumps of 160 was mounted by performing a reflow process at 260 ° C. for 10 seconds by IR reflow. The bump height after mounting was 100 μm. Next, using the epoxy resin molding materials 1 to 7 for sealing, the semiconductor element mounting surface was vacuum transfer molded to the dimensions of 22 mm long × 14 mm wide × 0.7 mm thick under the above conditions. A flip chip BGA device was fabricated.
Comparative Examples 1 to 6 (Table): Semiconductor devices of Comparative Examples 1 to 6 were produced in the same manner as in Examples 1 to 7, except that the epoxy resin molding materials 8 to 13 for sealing were used.
[0060]
[Fabrication of Semiconductor Device 2 (Flip Chip BGA)]
Next, the semiconductor device of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-6 was produced using the epoxy resin molding materials 1-13 for sealing. In addition, sealing with an epoxy resin molding material for sealing is performed using a transfer molding machine after molding at a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds, and after curing at 180 ° C. for 5 hours. It was done by doing.
Examples 1 to 7 (Table): A fine wiring pattern is formed on an insulating base substrate (glass cloth-epoxy resin laminate, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name E-679), and a gold-plated terminal on the semiconductor element mounting side and the opposite side A semiconductor element mounting substrate having an outer dimension of 22 mm long × 14 mm wide × 0.3 mm thick coated with an insulating protective resist (product name: PSR4000AUS5, manufactured by Taiyo Ink) on the surface excluding external connection terminals is dried at 120 ° C. for 2 hours. After, length 6mm × width 5mm × thickness 0.4mm (area 30mm²), A semiconductor element having a bump diameter of 300 μm, a bump pitch of 490 μm, and a bump number of 120 was mounted by performing a reflow process at 260 ° C. for 10 seconds by IR reflow. The bump height after mounting was 260 μm. Next, using the epoxy resin molding materials 1 to 7 for sealing, the semiconductor element mounting surface was vacuum transfer molded to the dimensions of 22 mm long × 14 mm wide × 1.2 mm thick under the above conditions, and the flip chip of Examples A BGA device was fabricated.
Comparative Examples 1 to 6 (Table): Semiconductor devices of Comparative Examples 1 to 6 were produced in the same manner as in Examples 1 to 7, except that the epoxy resin molding materials 8 to 13 for sealing were used.
[0061]
[Fabrication of Semiconductor Device 3 (Flip Chip BGA)]
Next, semiconductor devices of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 were manufactured using the epoxy resin molding materials 1 to 13 for sealing. In addition, sealing with an epoxy resin molding material for sealing is performed using a transfer molding machine after molding at a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds, and after curing at 180 ° C. for 5 hours. It was done by doing.
Examples 1 to 7 (Table): A fine wiring pattern is formed on an insulating base substrate (glass cloth-epoxy resin laminate, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name E-679), and a gold-plated terminal on the semiconductor element mounting side and the opposite side A semiconductor element mounting substrate having an outer dimension of 22 mm long × 14 mm wide × 0.3 mm thick coated with an insulating protective resist (product name: PSR4000AUS5, manufactured by Taiyo Ink) on the surface excluding external connection terminals is dried at 120 ° C. for 2 hours. After, 5mm in length X 4mm in width X thickness 0.4mm (area 20mm²), A semiconductor element having a bump diameter of 390 μm, a bump pitch of 700 μm, and 40 bumps was mounted by performing a reflow process at 260 ° C. for 10 seconds by IR reflow. The bump height after mounting was 350 μm. Next, using the epoxy resin molding materials 1 to 7 for sealing, the semiconductor element mounting surface was vacuum transfer molded to the dimensions of 22 mm in length, 14 mm in width, and 2.5 mm in thickness under the above conditions. A flip chip BGA device was fabricated.
Comparative Examples 1 to 6 (Table): Semiconductor devices of Comparative Examples 1 to 6 were produced in the same manner as in Examples 1 to 7, except that the epoxy resin molding materials 8 to 13 for sealing were used.
[0062]
The manufactured semiconductor devices of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 were evaluated by the following test. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[0063]
[Table 1]

[0064]
[Table 2]

[0065]
[Table 3]

[0066]
〔Evaluation methods〕
(1) Spiral flow (fluidity index)
Molding was performed using a spiral flow measurement mold according to EMMI-1-66, and the flow distance was determined.
(2) Gel time
Using a JSR curast meter, the time (s) until the rise of the torque curve was measured at a sample of 3 g and a temperature of 180 ° C.
(3) Void generation amount
Using an ultrasonic exploration imaging device (HYE-HOCUS type manufactured by Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.), the semiconductor device is observed through, and the presence or absence of a void having a diameter of 0.1 mm or more is observed. The number of test semiconductor devices was evaluated.
(4) Bali
Molding was performed using a mold provided with a slit having a thickness of 10 μm from the pot, and the length of the burr that flowed through the slit was determined with calipers. The burr length in the slit was good when it was less than 10 μm, and NG was 10 μm or more.
[0067]
【The invention's effect】
The epoxy resin molding material for sealing for flip chip mounting according to the present invention has a high filling property required as an underfill material, and has few industrial defects such as voids. Therefore, its industrial value is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a flip chip type BGA (underfill type) sealed with an epoxy resin molding material (sealing material) for sealing.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a flip chip type BGA (overmold type) sealed with an epoxy resin molding material (sealing material) for sealing.
FIG. 3 shows a top view (partially see through) when the semiconductor chip 3 is arranged on the wiring board 1 with the solder bumps 2 interposed therebetween.
[Explanation of symbols]
1: Wiring board
2: Solder bump
3: Semiconductor chip
4: Sealing material
5: Underfill part
a: Bump height
b: Bump pitch
d: Area of the semiconductor chip
e: Total thickness of the sealing material

Claims (18)

(A) an epoxy resin, (B) a curing agent and (C) an epoxy resin molding material for sealing containing at least an inorganic filler,
The inorganic filler (C) has an average particle size of 12 μm or less and a specific surface area of 3.0 m ² / g or more,
The inorganic filler (C) has a particle size of 12 μm or less and 50 wt. % Or more and a particle size of 24 μm or less is 70 wt. % Or more and a particle diameter of 32 μm or less is 80 wt. % And a particle diameter of 48 μm or less are 90 wt. % Fused spherical silica satisfying all of the above conditions ,
The sealing epoxy resin molding material is
(A1) Bump height of flip chip is 150 μm or less,
(B1) The bump pitch of the flip chip is 500 μm or less,
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm ² or more,
(D1) The total thickness of the sealing material is 2 mm or less,
(E1) The flip chip has 100 or more bumps,
(f1) Air vent thickness during molding is 40μm or less
A solid epoxy resin molding material for sealing, which is a flip-chip mounting underfill material used in a semiconductor device having one or more of the following structure .   (C) The average particle diameter of an inorganic filler is 10 micrometers or less, The solid epoxy resin molding material for sealing of Claim 1 characterized by the above-mentioned. (C) The specific surface area of an inorganic filler is 3.5-5.5 m < ² > / g, The solid epoxy resin molding material for sealing of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. The sealing epoxy resin molding material is
(A2) The bump height of the flip chip is 100 μm or less ,
(B2) Bump pitch of the flip chip is 400 μm or less ,
(C2) The area of the semiconductor chip is 50 mm ² or more ,
(D2) The total thickness of the sealing material is 1.5 mm or less ,
(E2) The number of bumps on the flip chip is 150 or more ,
(f2) Air vent thickness during molding is 30μm or less
The solid epoxy resin molding material for sealing according to claim 1, which is used for a semiconductor device having one or more of the structure. (D) a solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 1-4, characterized by further containing a silane coupling agent having a secondary amino group. (D) The solid epoxy resin molding material for sealing according to claim 5, wherein the silane coupling agent having a secondary amino group contains a compound represented by the following general formula (I).

(Wherein, R ¹ is selected from a hydrogen atom, an alkyl group and alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms of 1 to 6 carbon atoms, R ² is selected from alkyl group and a phenyl group having 1 to 6 carbon atoms, R ³ represents a methyl group or an ethyl group, n represents an integer of 1 to 6, and m represents an integer of 1 to ^3. ) (E) a solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that further contains a phosphorus compound. (E) The solid epoxy resin molding material for sealing according to claim 7, wherein the phosphorus compound contains a phosphate ester. The solid epoxy resin molding material for sealing according to claim 8, wherein the phosphoric ester contains a compound represented by the following general formula (II).

(Here, 8 R in the formula represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and they may all be the same or different. Ar represents an aromatic ring.) (E) a phosphorus compound is a solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 7-9, characterized in that it contains a phosphine oxide. The solid epoxy resin molding material for sealing according to claim 10, wherein the phosphine oxide contains a compound represented by the following general formula (III).

(Here, R ¹ , R ² and R ³ represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group and a hydrogen atom, which may all be the same or different. Except when it is an atom.) (A) a solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 1 to 11, wherein the melt viscosity at 0.99 ° C. of the epoxy resin is 2 poise. (A) Epoxy resin is biphenyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, sulfur atom-containing epoxy resin, novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane type epoxy resin solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it contains at least one resin. (B) a solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the melt viscosity at 0.99 ° C. curing agent is 2 poise. (B) The curing agent contains at least one of biphenyl type phenolic resin, aralkyl type phenolic resin, dicyclopentadiene type phenolic resin, triphenylmethane type phenolic resin and novolac type phenolic resin. solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of 14. (F) The hardening epoxy resin molding material for sealing of any one of Claims 1-15 which further contains a hardening accelerator. A semiconductor device sealed with solid epoxy resin molding material for sealing according to any one of claims 1-16,
The semiconductor device includes:
(A1) Bump height of flip chip is 150 μm or less,
(B1) The bump pitch of the flip chip is 500 μm or less,
(C1) The area of the semiconductor chip is 25 mm ² or more,
(D1) The total thickness of the sealing material is 2 mm or less,
(E1) The flip chip has 100 or more bumps,
(f1) Air vent thickness during molding is 40μm or less
A semiconductor device comprising one or more of the structure . The semiconductor device includes:
(A2) The bump height of the flip chip is 100 μm or less ,
(B2) Bump pitch of the flip chip is 400 μm or less ,
(C2) The area of the semiconductor chip is 50 mm ² or more ,
(D2) The total thickness of the sealing material is 1.5 mm or less ,
(E2) The number of bumps on the flip chip is 150 or more ,
(f2) Air vent thickness during molding is 30μm or less
The semiconductor device according to claim 17, comprising one or more of the following configuration.

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