JP5416653B2

JP5416653B2 - 電子部品

Info

Publication number: JP5416653B2
Application number: JP2010112051A
Authority: JP
Inventors: 功治渡部
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: JP2010180417A

Description

本発明は、例えば半導体素子を接合する用途などに用いられるエポキシ系硬化性組成物に関し、より詳細には、エポキシ化合物と相溶性を有しない硬化剤を含み、かつ接合の信頼性を高めることを可能とするエポキシ系硬化性組成物及び該エポキシ系硬化性組成物を用いた電子部品に関する。

半導体チップでは、各種信頼性を高めるために、半導体チップがパッケージに収納されたり、パッケージ材に実装された構造などが用いられている。近年、小型化及び薄型化を果たすために、半導体チップをパッケージ化するに際し、フリップチップ実装法が広く用いられてきている。フリップチップ実装法では、半導体チップの回路形成面を下面とし、かつ該下面上にパッケージ側の電極ランドと電気的に接続するための金属バンプを下方に突出するように設けている。そして、下面側から半導体チップが基板上に実装され、かつ上記金属バンプが基板上の電極ランドに電気的に接続されている。

フリップチップ実装法では、半導体チップの下面である回路形成面が十分に保護されないおそれがある。そのため、水分やイオン性不純物が侵入し易く、信頼性が低下するおそれがあった。そこで、従来、半導体チップの下面である回路形成面と基板との間の隙間に、アンダーフィル材として、エポキシ樹脂組成物を充填し、接合部の補強及び半導体チップの保護が図られている。この種の樹脂組成物を介在させる方法としては、種々の方法が存在する。一般には、液状のエポキシ樹脂組成物を、半導体チップ周辺に滴下し、毛細管現象により半導体チップの下面と基板との間の隙間に含浸させる方法が採用されている。

しかしながら、この方法では生産性が非常に悪く、歩留まりが悪かった。そこで、下記の特許文献１には、上記アンダーフィル材を基板上に先に塗布し、しかる後、半導体チップを上方から圧接し、金属バンプによりアンダーフィル材を押し退けるとともに、金属バンプを基板上の電極に接合する方法が採用されている。この方法は、ＮＣＰ工法（Ｎｏｎ−ＣｏｎｄａｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ工法）と称されている。この方法では、圧接時に金属バンプと、基板上の電極とが接触されて、導通が図られる。そして、圧接に際して熱プレスを利用することにより、熱硬化性のエポキシ樹脂組成物が硬化されている。

近年、半導体チップなどの電子部品素子では、高集積化及び多機能化に伴って、電子部品素子を外部と接続するための端子電極部分の数が増大している。そのため、フリップチップ実装法に用いられるように端子電極として多数の金属バンプが設けられている電子部品素子では、バンプの小径化及びバンプ間ピッチの狭ピッチ化が進行している。よって、上記アンダーフィル材として用いられる硬化物では、接合の信頼性を十分に高め得ることとともに、バンプや配線電極等の汚染もしくは腐食を引き起こし難いことが強く望まれている。

他方、この種の用途に用いられるアンダーフィル材では、電極の汚染を抑制するために、シリカなどの無機充填剤を体積比で５０％より多く含有する方法が試みられている。すなわち、無機充填剤の含有により、樹脂部分の量を相対的に低くし、樹脂部分による電極等の汚染を抑制することが試みられている。しかしながら、このように無機充填剤を多量に含有させたアンダーフィル材では、上記狭ピッチ化が進んだ場合、特に配線電極間のピッチが５０μｍ以下の狭ピッチとなった場合には、配線電極間に無機充填剤が付着し、基板上の配線電極と、半導体チップの金属バンプとの間に入り込むおそれがあった。そのため、配線電極と金属バンプとの導通不良が生じたり、接着部分の信頼性が損なわれたりすることがあった。

上記のように、アンダーフィル材として用いられる硬化物に多量の無機充填剤を含有した場合には、電極の樹脂による汚染を抑制し得るものの、金属バンプと、該金属バンプと接続される配線電極との間への無機充填剤の入り込みによる導通不良が生じたり、接着部分の接合の信頼性が損なわれたりするという問題があった。

また、狭ピッチ化を進めた場合、上記アンダーフィル材を構成する硬化性組成物を硬化させた後に、基板上の電極間において所望でない短絡が生じることがあった。

ＷＯ２００４／０６０９９６Ａ１

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、電極の高密度化に対応でき、無機充填剤を多量に含有させずとも、電極の汚染が生じ難く、しかも異なる電位に接続される電極間の短絡が生じ難く、接合されるべき部材同士を確実に接触させた状態で両者を高い信頼性で接合することを可能とするエポキシ系硬化性組成物、並びに該エポキシ系硬化性組成物の硬化物を用いて構成されている電子部品を提供することにある。

本発明によれば、異なる電位に接続される電極間にまたがるように適用されるエポキシ系硬化性組成物であって、エポキシ化合物と、前記エポキシ化合物の硬化剤であって、該エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３以下である硬化剤とを含むことを特徴とする、エポキシ系硬化組成物が提供される。

本発明に係るエポキシ系硬化性組成物では、好ましくは、上記硬化剤は、結晶水を含むイソシアヌル酸変性イミダゾールを乾燥した後、粉砕することにより得られた硬化剤である。

本発明に係る電子部品は、基板と、前記基板上において、異なる電位に接続される電極間の距離がＸとなるように形成された複数の電極と、前記基板上において前記複数の電極間にまたがるように適用されており、かつ本発明に従って構成されたエポキシ系硬化性組成物を硬化することにより形成された硬化物とを備えることを特徴とする。

本発明に係る電子部品のある特定の局面では、複数の電極に電気的に接続される複数のバンプを有する電子部品素子がさらに備えられており、該電子部品素子が前記硬化物により前記複数の電極に接合されている。

以下、本発明の詳細を説明する。

本発明のエポキシ系硬化性組成物は、異なる電位に接続される電極間にまたがるように適用されるエポキシ系硬化性組成物であり、該エポキシ系硬化性組成物は、エポキシ化合物と、エポキシ化合物の硬化剤であって、上記異なる電位に接続される電極間の電極ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３以下である最大粒径の硬化剤を含むことを特徴とする。本発明では、上記硬化剤が、エポキシ化合物と相溶性を有し、かつ最大粒径がＸ／３以下であるため、後述の実施例で裏付けられるように、狭ピッチ化を進めた場合であっても、電極の汚染を抑制しつつ、短絡不良を確実に抑制することができる。

すなわち、電極の高密度化を進めた場合、異なる電位に接続される電極間の距離は小さくなる。この場合、従来、イオン性不純物や電極間マイグレーションにより所望でない短絡が生じることは知られていた。ところが、本願発明者は、上述したアンダーフィル材を適用された電子部品においては、基板上の電極間の距離が小さくなった場合や、上記金属バンプ間の距離が小さくなった場合、電極や金属バンプが汚染されていない場合であっても、短絡不良が生じていることを見出した。このような短絡不良は、従来のイオン性不純物や電極間マイグレーションによる短絡不良ではない。そこで、本願発明者らは、このような問題点を鋭意検討した結果、アンダーフィル材として用いられている硬化性組成物中の何らかの成分が、電極間にまたがるように付着し、短絡不良が生じていることを見出した。

すなわち、エポキシ系硬化性組成物からなるアンダーフィル材を用いた場合、エポキシ化合物と相溶性を有しない硬化剤が析出し、隣り合っている電極間にまたがるように付着し、所望でない短絡不良を生じていることを見出した。

本発明は、このような本願発明者により初めて見出された問題点を解決するためになされたものであり、上記のように、エポキシ化合物と相溶性を有しない硬化剤の最大粒径をＸ／３以下としたことに特徴を有する。

（硬化剤）
本発明において用いられる上記硬化剤としては、使用されるエポキシ化合物と相溶性を有しない限り、従来からエポキシ化合物の硬化剤として知られている適宜の硬化剤を用いることができる。すなわち、硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどの潜在性硬化剤、ジアミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、三級アミン系硬化剤、ホスフィン系硬化剤などが挙げられる。本発明においては、上記硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

エポキシ化合物の硬化剤は、一般に、エポキシ樹脂と当量反応する硬化剤にある付加反応タイプの硬化剤、例えばフェノール、酸無水物、ジシアンジアミドまたはジアミンなどの硬化剤と、重合反応、すなわちエポキシ樹脂とイオン反応を起こす硬化剤（例えばイミダゾール、三級アミンまたはホスフィンなど）とに大別することができる。後者の硬化剤は、エポキシと当量反応する硬化剤の硬化促進効果をも併せ持つ。すなわち、本発明における硬化剤は、狭い意味での硬化促進剤をも含むものとする。

上記付加反応タイプの硬化剤のみを用いた場合には、エポキシ化合物の硬化速度は非常に遅いが、硬化物には、エステルやアミンなどの官能基が残存することとなり、また架橋点間距離も適度な長さとなる。従って、硬化系のバランスがとれ、接着力に優れた硬化物を与える。

他方、上記重合反応タイプの硬化剤のみを用いた場合には、硬化速度は速いものの、硬化物の主鎖はエーテル結合となり、この距離が非常に短くなる。従って、硬化物の応力緩和性が低く、接着信頼性は十分でないという問題がある。

従って、好ましくは、上記付加反応型の硬化剤と、重合反応タイプの硬化剤とを組み合わせることが望ましい。

上記付加反応タイプの硬化剤と、重合反応タイプの硬化剤とを組み合わせるに際しては、硬化物のｐＨを調整するためには、フェノールや酸無水物などの酸性の付加反応タイプの硬化剤と、イミダゾールや三級アミンなどのような塩基性の重合反応タイプの硬化剤とを組み合わせることが好ましい。中で、作業性に優れ、かつ材料選択性の幅が広いため、酸無水物からなる硬化剤と、イミダゾールからなる硬化剤とを併用することが最も好ましい。

また、本発明では、上記硬化剤は、使用されるエポキシ化合物と相溶性を有しないことが必要である。もっとも、本発明では、使用されるエポキシ化合物と相溶性を有する硬化剤を、上記相溶性を有しない硬化剤と併用してもよい。エポキシ化合物と相溶性を有する硬化剤のみを用いた場合には、硬化剤による短絡不良の問題は生じ難いが、貯蔵時に安定性が低いという問題点が生じる。上記非相溶性を有する硬化剤としては、潜在性を引き出すために一般的に用いられている硬化剤を挙げることができる。より具体的には、ジシアンジアミド、ヒドラジド系硬化剤、アミンアダクト型硬化剤、マイクロカプセル型硬化剤またはイミダゾール系硬化剤などが上記潜在性の硬化剤として挙げられる。中でも、多くの種類の硬化剤が知られているため、イミダゾール系硬化剤が好適に用いられる。

上記イミダゾール系硬化剤は、下記の一般式（１）で示される構造を有するが、本発明においては、使用するエポキシ化合物に対して非相溶のイミダゾール硬化剤を使用することが必要である。

（式中、Ｒ¹及びＲ²は水素原子、またはメチル基、エチル基、ヒドロキシメチル、フェニル基等のアルキル基、置換アルキル基、アリール基などの炭素数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ³はメチル基、エチル基、フェニル基、アリル基等のアルキル基、アルケニル基、アリール基などの炭素数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、Ｒ⁴は水素原子、メチル基、エチル基、シアノエチル基、ベンジル基等のアルキル基、置換アルキル基、アラルキル基などの炭素数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素基、または下記式（２）で示される基である。なお、置換一価炭化水素基としては、ヒドロキシ置換、シアノ置換などのものを挙げることができる。）

本発明においては、上記エポキシ化合物と非相溶性を有する硬化剤の最大粒径は、異なる電位に接続される電極間の電極ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３であることが必要である。最大粒径が、Ｘ／３を超えると、異なる電位に接続される電極間にまたがるように上記エポキシ系硬化性組成物を適用し、硬化させた後に、異なる電位に接続される電極にまたがるように硬化剤が存在するおそれがあり、短絡不良が生じるおそれがある。好ましくは、硬化剤の最大粒径は、Ｘ／５以下とされることが望ましい。

本発明においては、様々な硬化剤、すなわち狭い意味での硬化剤である上記付加反応タイプの硬化剤と、狭い意味では硬化促進剤と称されている重合反応タイプの硬化剤を併用することが望ましいが、その場合には、これらの硬化剤は、エポキシ化合物と非相溶である限り、その最大粒径はＸ／３以下であることが必要である。

本発明においては、上記付加反応タイプの硬化剤の配合割合は、好ましくは、エポキシ化合物１００重量部に対し、０．１〜２０重量部、より好ましくは１〜１０重量部の範囲とされる。０．１重量部未満では、十分な接着強度を有する硬化物を得ることが困難となることがあり、２０重量部を超えると、可使時間が長くなるとともに、硬化物の物性が低下するおそれがある。

また、上記重合タイプの硬化剤、すなわち狭い意味での硬化促進剤の配合割合は、エポキシ樹脂及び上記付加反応タイプの硬化剤の合計１００重量部に対し、０．１〜２０重量部が好ましく、より好ましくは１．０〜１５重量部である。０．１重量部未満では、硬化速度は極めて遅くなり、良好な硬化物が得られないことがあり、２０重量部を超えると、可使時間が短くなりすぎ、かつ上記重合タイプの硬化剤の残存による電気的特性の劣化を引き起こすおそれがある。

なお、硬化剤の粒径を制御する方法については特に限定されず、例えば、硬化剤を乾燥し、しかる後粉砕し、メッシュ等により分級する方法を挙げることができる。より好ましくは、結晶水を含むイソシアヌル酸変性イミダゾールを乾燥した後、粉砕し、粒径を選択することにより得られた硬化剤が好適に用いられる。結晶水を含むイソシアヌル酸変性イミダゾールを乾燥した後、粉砕することにより得られた硬化剤では、後述の実施例から明らかなように、貯蔵安定性を高めることができ、望ましい。

なお、上記粉砕方法は特に限定されないが、湿式粉砕方法では、媒体を後で除去するのが煩雑である。従って、乾式粉砕方法が望ましい。また、一般に硬化剤は極性が高いため、圧力で再凝集するおそれがある。従って、ロールやボールミルを用いた粉砕方法に比べて、ジェットミルを用いた気相中での粉砕方法が望ましい。

（エポキシ化合物）
本発明のエポキシ系硬化性組成物において硬化成分として用いられるエポキシ系化合物とは、少なくとも１個のオキシラン環を有する有機化合物をいうものとする。上記エポキシ化合物としては、特に限定される訳ではないが、例えば、下記の様々なエポキシ樹脂及びエポキシ含有化合物が挙げられる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、並びにこれらの水添化物や臭素化物；３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキシルメチル３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサノン−メタ−ジオキサン、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、商品名「ＥＨＰＥ−３１５０」（軟化温度７１℃、ダイセル化学工業社製）等のような脂環族エポキシ樹脂；１，４−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、炭素数が２〜９個（好ましくは２〜４個）のアルキレン基を含むポリオキシアルキレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコール等を含む長鎖ポリオールのポリグリシジルエーテル等のような脂肪族エポキシ樹脂；フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル−ｐ−オキシ安息香酸、サリチル酸のグリシジルエーテル−グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のようなグリシジルエステル型エポキシ樹脂並びにこれらの水添化物；トリグリシジルイソシアヌレート、環状アルキレン尿素のＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体、ｐ−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体、ｍ−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体等のようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂並びにこれらの水添化物；グリシジル（メタ）アクリレートと、エチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸エステル等のラジカル重合性モノマーとの共重合体；エポキシ化ポリブタジエン等のような、共役ジエン化合物を主体とする重合体またはその部分水添物の重合体の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの；エポキシ化ＳＢＳ等のような、「ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロック」と「共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックまたはその部分水添物の重合体ブロック」とを同一分子内にもつブロック共重合体の、共役ジエン化合物の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの；上記各種エポキシ基含有化合物にＮＢＲ、ＣＴＢＮ、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を含有させたゴム変成エポキシ樹脂；等、従来公知の各種エポキシ基含有化合物が挙げられる。

上記エポキシ化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記エポキシ化合物の中でも、少なくとも、エポキシ基を多量に含むポリマーを用いることにより、本発明の硬化性組成物を硬化させることにより得られた硬化物における耐熱性を飛躍的に高めることができ、望ましい。このようなエポキシ基を多量に含むポリマーとしては特に限定されないが、エポキシ基含有アクリル系ポリマーが好適に用いられる。

エポキシ基含有ポリマーの重量平均分子量は、５０００〜２０００００の範囲が好ましく、より好ましくは１００００〜１０００００の範囲である。重量平均分子量が５０００未満では、耐熱性を向上させる効果が得られないことがあり、２０００００を超えると貯蔵安定性が低下することがある。

上記エポキシ基含有ポリマーを用いる場合、上記エポキシ化合物全体を１００重量部とした場合、１００重量部中、１重量部〜１０重量部の範囲で用いることが望ましい。１重量部よりも少ない場合には、耐熱性向上効果がさほど得られないことがあり、１０重量部を超えると、硬化性組成物からなるペーストを作製した際の粘度が高くなりすぎ、また糸引などの不具合が生じ易くなるおそれがある。上記エポキシ基含有ポリマーのエポキシ当量としては２００〜１０００の範囲が好ましい。２００〜１０００の範囲のエポキシ当量のエポキシ基含有ポリマーは、他のエポキシ系モノマーと相溶性に優れ、従って得られる硬化物の耐熱性を高めることができ、望ましい。

（添加剤）
本発明に係るエポキシ系硬化性組成物には、本発明の課題を達成する上で阻害しない範囲で、必要に応じて他の添加剤を添加してもよい。このような添加剤としては、脂肪族水酸基含有化合物、熱可塑性樹脂、密着性向上剤、充填材、補強材、軟化剤、可塑剤、粘度調整剤、揺変剤、安定剤、酸化防止剤、着色剤、脱水剤、難燃剤、帯電防止剤、発泡剤、防黴剤などが挙げられる。これらの添加剤は１種のみがもちいられてもよく、２種以上が添加されてもよい。

また、本発明に係るエポキシ系硬化性組成物には、他の樹脂成分として各種熱可塑性樹脂の１種または２種以上が配合されてもよい。

（製造方法）
本発明に係るエポキシ系硬化性組成物の製造方法は特に限定されず、上記各種成分を均一に分散・混合することにより得ることができる。この分散・混合方法は特に限定されないが、例えば、三本ロール、らいかい機、プラネタリーミキサーなどによる分散・混練方法を挙げることができる。混合に際し、必要に応じて減圧してもよい。また、遊星式の攪拌機を用いることにより、各成分を混合することが望ましく、それによって金属物の混入を避けつつ、各成分を均一にかつ容易に混合することができる。

（電子部品）
本発明に係る電子部品では、基板上において、複数の電極が形成されており、該異なる電位に接続される電極間の距離がＸである場合に、該電極間にまたがるように本発明のエポキシ系硬化性組成物を硬化することにより形成された硬化物が配置されており、該硬化物中の硬化剤の最大粒径が、Ｘ／３以下とされているため、硬化剤が上記異なる電位に接続される電極間にまたがるようには位置され得ない。

すなわち、図１（ａ）に略図的平面図で示すように、基板上に複数本の電極指を有するくし形電極１１と、くし形電極１２とが、互いの電極指が間挿し合うようにインターデジタル型の電極が形成されているとする。この場合、複数本の電極指はかなりの狭ピッチで配置されている。図１（ｂ）に該隣り合う電極指部分を部分的に拡大して示すように、くし形電極の１本の電極指１１ａと、くし形電極１２の１本の電極指１２ａとが隣接し合っている。この電極指間のピッチ、すなわち電極指１１ａと、電極指１２ａとの中心間距離をＸとしたとき、エポキシ化合物と非相溶性を有する上記硬化剤Ａの最大粒径はＸ／３以下とされている。

従って、上記エポキシ化合物と非相溶性の硬化剤Ａが硬化物中において析出したとしても、電極指１１ａと電極指１２ａとが上記硬化剤により接続され難い。従って、電極指１１ａ，１２ａ間の短絡不良の発生を抑制することができる。

上記本発明の電子部品では、使用される基板については特に限定されず、合成樹脂、ガラス、セラミックスまたはこれらの複合材料からなる適宜の絶縁性基板を挙げることができる。また、基板上に形成される複数の電極の形状についても特に限定されず、搭載される電子部品素子の端子電極やバンプの形状及び密度に応じて複数の電極が形成されておればよい。

また、本発明に係る電子部品では、好ましくは、複数のバンプを有する電子部品素子が、上記基板上の電極に該バンプを用いて電気的に接続される。このような電子部品素子が基板上に接合された電子部品の一例を図２を参照して説明する。電子部品１では、電子部品素子２は、下面に複数の金属バンプ３を有する。また、基板４の上面には、複数の電極ランド５が形成されている。ここでは、本発明に従って構成されたエポキシ系硬化性組成物を硬化させることにより得られたシート状硬化物６により、金属バンプ３と電極ランド５とが接合され、かつ電気的に接続されている。

なお、接合方法は特に限定されないが、半硬化状態のシート状のエポキシ系硬化性組成物を基板４上に配置し、上方から電子部品素子２の金属バンプ３が形成されている側を下面として圧接させ、該圧接に際し加熱すればよい。圧接に際し、金属バンプ３によりシート状のエポキシ系硬化性組成物が押し退けられ、金属バンプ３が電極ランド５に搭設される。そして、加熱によりシート状の硬化性組成物が硬化し、シート状硬化物６が形成される。もっとも、本発明においては、上記金属バンプ３を有しない電子部品素子を基板上の電極ランドに接合してなる電子部品にも適応することができる。

また、電子部品素子についても、半導体チップの他様々な能動部品もしくは受動部品を用いることができる。さらに、基板についても、様々な電子部品素子が実装される回路基板に限らず、パッケージ材などであってもよい。

また、上記バンプを構成する金属材料についても特に限定されず、金、Ｃｕなどの様々な金属もしくは合金を挙げることができる。

本発明に係るエポキシ系硬化性組成物では、異なる電位に接続される電極間の電極ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３以下の最大粒径を有する硬化剤を含むため、該異なる電位に接続される電極間にまたがるように適用されたとしても、上記硬化剤は、隣り合う電極にまたがるように位置され得ない。従って、金属バンプなどの端子電極と上記異なる電位に接続される電極との接合を補強するために用いた場合、両者の間に硬化剤が存在し難い。よって、短絡不良の発生を確実に抑制することができるとともに、該エポキシ系硬化性組成物の硬化により、電気的接続状態が確実に固定され、信頼性に優れた接合部分を提供することが可能となる。

本発明に係る電子部品では、基板上の異なる電位に接続される電極間にまたがるように本発明の上記エポキシ系硬化性組成物が硬化することにより形成された硬化物が配置され、該硬化物中のエポキシ化合物と相溶性を有しない硬化剤の最大粒径が、上記電極間ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３以下とされているため、該電極に金属バンプなどを当接させた状態で該硬化性組成物を硬化させて硬化物を形成した場合、金属バンプなどと電極との間に上記硬化剤が介在することがない。従って、信頼性に優れた接合部分を有する電子部品を提供することができる。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明のエポキシ系硬化性組成物が適用される電子部品の電極形状を説明するための模式的平面図及びその要部を拡大して示す部分切欠平面図。本発明の電子部品の一実施形態を説明するための模式的正面断面図。

以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明を明らかにする。

本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（使用した材料）
（１）エポキシ化合物
（２）硬化剤
トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（ＪＥＲ社製、品番：ＹＨ−３０７）
液状芳香族ジアミン（日本化学社製、品番：カヤハードＡ−Ａ）
イソシアヌル酸付加トリアジン型イミダゾール（四国化成社製、品番：２ＭＡＯＫ−ＰＷ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成社製、品番：２Ｅ４ＭＺ）
（３）接着性付与剤
イミダゾールシランカップリング剤（日鉱マテリアルズ社製、品番：ＳＰ−１０００）

（実施例１）
下記の表１に示す組成となるように各材料を２００ｍｌのポリ容器に計量し、遊星式攪拌機にて均一に撹拌し、ペーストを得た。得られたペーストを、開口径２０μｍのポリエステルメッシュを加圧濾過し、さらに１０ｍｌのシリンジ中に充填し、実施例１の硬化性組成物ペーストを得た。

２，４−ジアミノ、６−〔２′−メチルイミダゾリル−（１）′〕−エチル−Ｓ−トリアジンイソシアノール酸付加物（２ＭＡＯＫ−ＰＷ）については、再結晶の際に使用した水が二水和物として取り込まれている。すなわち、分子量３８４．４であり、２分子の結晶水の分子量が３６であり、含水率が９．４重量％である。この２ＭＡＯＫ−ＰＷについては、１５０℃のオーブン中で重量減少がなくなるまで乾燥した後、１５０℃での重量減少がなくなったことをセイコーインスツルメンツ社製ＴＧ／ＤＴＡ６０００シリーズで確認した後、アルミ袋の中で保管した。

しかる後、上記保管された乾燥２ＭＡＯＫ−ＰＷは、凝集し、粒径が大きくなることがわかっていたため、ジェットミルを用いて粉砕した。すなわち、アルミ袋から取り出した上記２ＭＡＯＫ−ＰＷの乾燥粉体を、セイシン企業社製、ジェットミルＦＳ−４を用い、圧縮エアーを１．２ｍ³／分の速度で流しつつ、供給速度０．５ｋｇ／時間で粉砕した。
このようにして粉砕された２ＭＡＯＫ−ＰＷを、再度アルミ袋の中に保管した。

下記の表１においては、２ＭＡＯＫ−ＰＷについては、上記乾燥前のもの、上記乾燥品及び上記乾燥後にジェットミルを用いて粉砕した乾燥粉砕品のいずれであるかについても区別して記載した。

（粒径評価）
使用した硬化促進剤、すなわち重合タイプの硬化剤の最大粒径及び平均粒径をＳＫレーザーマイクロサイザーＬＭＳ−３００（セイシン企業社製）を用い、乾式手法により測定した。平均粒径については粒度分布から正規分布５０％における粒径値を、最大粒径については、測定器の検出限界値（約０．０１％）をもって検出される最大の粒径を最大粒径とした。

（硬化性）
上記硬化性組成物ペーストを１７０℃のオーブン中で２分間加熱硬化した。次に、得られた硬化物を、常温の酢酸エチル中に２４時間浸漬した後、不溶解分を濾別し、十分に乾燥した。乾燥後に得られた重量と、酢酸エチル浸漬前の硬化物重量との比（最終的な乾燥物重量／酢酸エチル浸漬前の硬化物重量）を求め、その割合（重量％）、すなわちゲル化率を求めた。

（ＴＨＢ試験）
２５μｍの厚みのポリイミドフィルムに、８μｍの銅箔を積層した構造において、銅箔をパターニングし、図１に示すくし形電極１１，１２を形成した。くし形電極１１の複数本の電極指と、他方のくし形電極１２の複数本の電極指は互いに間挿し合っており、各電極指の幅方向寸法は３０μｍ、電極指間のスペースの寸法は３０μｍとした。すなわち、ラインアンドスペース３０μｍ／３０μｍとなるようにくし形電極１１，１２を形成した。このくし形電極１１，１２上に上記硬化性組成物ペーストを塗布し、１７０℃及び２００℃のオーブン中にそれぞれ１０分投入し、ペーストを硬化させた。くし形電極１１に陽極を、くし形電極１２に陰極を接合し、５Ｖの直流電圧を印加しつつ、１２０℃及び相対湿度８５％の雰囲気において５０時間電圧を印加し続けた。試験終了後、光学顕微鏡を用い、くし形電極１１，１２の腐食の有無を確認し、かつくし形電極１１，１２間の絶縁抵抗値を測定した。

上記にある、非相溶性の硬化剤である乾燥２ＭＡＯＫ−ＰＷの粒径は、２ＭＡＯＫ−ＰＷを一旦水に溶解し再結晶させ、しかる後実施例１と同様にして粉砕し、様々なメッシュを通して分級することにより粒径を調整した。このイミダゾールをもちいて、実施例１と同じ配合量で作成し、ペーストは２００℃のオーブン中で１０分加熱硬化し、ＴＨＢ試験を行った。また、ＴＨＢ試験に用いたくし形電極１１，１２間のピッチを、３０μｍ、５０μｍ及び２００μｍと変化させた３種類のポリイミドフィルムからなる基板を用意した。そして、上記複数種の硬化性組成物ペーストを用い、これら３種の基板のそれぞれに上記と同様にしてＴＨＢ試験を行い、短絡不良が生じているか否かを評価した。結果を下記の表２に示す。

表２において、〇印は短絡不良が生じていないことを示し、×印は短絡不良が生じたことを示す。

後述の表２から明らかなように、硬化剤の最大粒径が、電極間ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３以下とされている場合に、短絡不良の発生を確実に防止し得ることがわかる。

（実施例２、参考例３及び比較例１〜３）参考例１，２は欠番とする
実施例１と同様にして、下記の表１に示すように各材料を秤量し、硬化性組成物ペーストを得た。

表１から明らかなように、比較例３では、くし形電極において配線金属の腐食が見られこれは、塩素イオン不純物量が多いためと考えられる。また、比較例１，２では、塩素イオン不純物量は少なく、ｐＨもほぼ中性であったが、硬化剤の最大粒径が１０μｍを超えているためか、ＴＨＢ信頼試験後に短絡不良が生じていることが多かった。これに対して、実施例１，２では、硬化剤の最大粒径が１０μｍ以下、すなわちＸ／３以下であるため、短絡不良の発生を抑制することができた。また、塩素イオン不純物量も少ないため、かつ電極の腐食も認められなかった。

１…電子部品
２…電子部品素子
３…金属バンプ
４…基板
５…電極ランド
６…シート状硬化物
１１…くし形電極
１２…くし形電極
１１ａ，１２ａ…電極指

Claims

基板と、
前記基板上において、異なる電位に接続される電極間の距離がＸとなるように形成された複数の電極と、
前記基板上において前記複数の電極間にまたがるように適用されており、かつエポキシ系硬化性組成物を硬化することにより形成された硬化物とを備え、
前記エポキシ系硬化性組成物が、エポキシ化合物と、前記エポキシ化合物の硬化剤であって、かつ結晶水を含むイソシアヌル酸変性イミダゾールを乾燥した後、粉砕することにより得られる硬化剤であって、前記エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをＸとしたときに、Ｘ／３以下である硬化剤とを含むことを特徴とする、電子部品。
前記複数の電極に電気的に接続される複数のバンプを有する電子部品素子をさらに備え、前記電子部品素子が前記硬化物により前記複数の電極に接合されている、請求項１に記載の電子部品。