JP5449860B2 - Method for producing surface-treated silica particles, surface-treated silica particles, epoxy resin composition, and semiconductor device - Google Patents
Method for producing surface-treated silica particles, surface-treated silica particles, epoxy resin composition, and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5449860B2 JP5449860B2 JP2009125938A JP2009125938A JP5449860B2 JP 5449860 B2 JP5449860 B2 JP 5449860B2 JP 2009125938 A JP2009125938 A JP 2009125938A JP 2009125938 A JP2009125938 A JP 2009125938A JP 5449860 B2 JP5449860 B2 JP 5449860B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- silica particles
- resin composition
- curing agent
- treated silica
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、表面処理シリカ粒子の製造方法、前記製造方法によって得られる表面処理シリカ粒子、前記表面処理シリカ粒子を含有するエポキシ樹脂組成物、及び前記エポキシ樹脂組成物を用いる半導体装置に関する。 The present invention relates to a method for producing surface-treated silica particles, a surface-treated silica particle obtained by the production method, an epoxy resin composition containing the surface-treated silica particles, and a semiconductor device using the epoxy resin composition.
半導体装置は、シリコンチップ等の半導体素子や基板等の部材を、封止材で封止して半導体パッケージを形成することにより得られる。また、半導体装置は、高密度化、高集積化、及び動作の高速化等が求められる傾向にあり、それに伴って、小型化及び薄型化等を達成できる半導体パッケージが要求されている。このような要求に対応する半導体装置の製造方法としては、例えば、フリップチップ実装によるもの等が挙げられる。 A semiconductor device is obtained by sealing a semiconductor element such as a silicon chip or a member such as a substrate with a sealing material to form a semiconductor package. In addition, semiconductor devices tend to be required to have higher density, higher integration, higher speed of operation, and the like, and accordingly, semiconductor packages that can achieve miniaturization and thinning are required. As a method for manufacturing a semiconductor device that meets such requirements, for example, a method using flip chip mounting may be used.
フリップチップ実装とは、半導体素子の外部接続用パッドに、はんだ等からなるバンプ電極を直接形成し、このバンプ電極を用いて回路基板にフェイスダウンで接続させることによって、半導体素子を回路基板に搭載する方法である。具体的には、例えば、以下のように、半導体装置が製造される。まず、回路基板の半導体素子搭載領域における回路と、半導体素子の電極上に形成されたバンプ電極とが接触するように、前記回路基板に前記半導体素子を載置する。そして、前記回路基板と前記半導体素子とを熱圧接や超音波接合等の接合によって、前記回路基板と前記半導体素子とを電気的に接続する。その後、前記回路基板と前記半導体素子との間に形成される隙間に、アンダーフィル材として、液状のエポキシ樹脂組成物を注入し、その注入されたエポキシ樹脂組成物を加熱等によって硬化させる。そうすることによって、半導体素子と回路基板との熱膨張率の差異によってバンプ接合部等に発生する応力を緩和させ、耐湿性や気密性等が確保されるので、半導体装置の信頼性が高められる。 Flip-chip mounting means mounting a semiconductor element on a circuit board by directly forming a bump electrode made of solder or the like on an external connection pad of the semiconductor element and connecting the bump electrode to the circuit board face down. It is a method to do. Specifically, for example, a semiconductor device is manufactured as follows. First, the semiconductor element is placed on the circuit board so that the circuit in the semiconductor element mounting region of the circuit board is in contact with the bump electrode formed on the electrode of the semiconductor element. Then, the circuit board and the semiconductor element are electrically connected to each other by bonding such as heat pressure welding or ultrasonic bonding. Thereafter, a liquid epoxy resin composition is injected as an underfill material into a gap formed between the circuit board and the semiconductor element, and the injected epoxy resin composition is cured by heating or the like. By doing so, the stress generated in the bump bonding portion due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor element and the circuit board is relieved, and moisture resistance, air tightness, etc. are secured, so that the reliability of the semiconductor device is improved. .
このようなアンダーフィル材には、一般的に無機充填材が含有されており、上記のような、半導体装置の信頼性を高める機能を充分に発揮させるためには、その含有量が多いことが好ましいことが知られている。一方、アンダーフィル材に含有される無機充填材は、半導体素子と回路基板との隙間への注入を阻害しないようにするために、その粒径が小さいことが好ましいことが知られている。よって、アンダーフィル材に含有される無機充填材としては、粒径が小さく、かつ、アンダーフィル材としての液状のエポキシ樹脂組成物中の含有量が多いことが好ましいことが知られている。 Such an underfill material generally contains an inorganic filler, and its content is often large in order to sufficiently exhibit the function of improving the reliability of the semiconductor device as described above. It is known to be preferred. On the other hand, it is known that the inorganic filler contained in the underfill material preferably has a small particle size so as not to impede injection into the gap between the semiconductor element and the circuit board. Therefore, it is known that the inorganic filler contained in the underfill material preferably has a small particle size and a high content in the liquid epoxy resin composition as the underfill material.
しかしながら、エポキシ樹脂組成物に含有される無機充填材は、粒径が小さいと、例えば、平均粒径０．３μｍ程度のシリカ粒子であると、エポキシ樹脂組成物に含有させる量としては、６０質量％程度で、アンダーフィル材として利用できる限界となる。それ以上含有させると、エポキシ樹脂組成物の粘度が高まって、エポキシ樹脂組成物の流動性が不充分になり、半導体素子と回路基板との隙間に注入させにくくなるという不具合が発生する傾向があった。また、粒径が小さい無機充填材を多量に含有させると、エポキシ樹脂組成物中で、無機充填材同士が凝集して、無機充填材の機能を充分に発揮できなくなる傾向があった。すなわち、半導体装置の信頼性を高める機能と、半導体素子と回路基板との隙間への注入の阻害を抑制することとをともに向上させることは困難であった。 However, when the inorganic filler contained in the epoxy resin composition has a small particle size, for example, silica particles having an average particle size of about 0.3 μm, the amount contained in the epoxy resin composition is 60 mass. % Is the limit that can be used as an underfill material. If it is contained more than that, the viscosity of the epoxy resin composition will increase, the fluidity of the epoxy resin composition will be insufficient, and there will be a problem that it will be difficult to inject into the gap between the semiconductor element and the circuit board. It was. Moreover, when an inorganic filler with a small particle size is contained in a large amount, the inorganic fillers aggregate in the epoxy resin composition, and the function of the inorganic filler tends not to be exhibited sufficiently. That is, it has been difficult to improve both the function of increasing the reliability of the semiconductor device and suppressing the inhibition of the injection into the gap between the semiconductor element and the circuit board.
そこで、無機充填材として、シリカ粒子等をそのまま用いるのではなく、例えば、下記特許文献１に記載されているような、表面処理を施したシリカ粒子を用いることが考えられる。特許文献１には、シリカの表面が、アミン系化合物、１，２−エポキシ−５−へキセン、アリルメルカプタン及びアリルアルコールから選ばれた１種以上を、プラズマ重合法によりコーティングされたシリカが記載されている。このようなシリカを半導体パッケージに使用されるエポキシ成形材料用シリカとして用いると、エポキシ成形材料の中でシリカとエポキシ樹脂との接着力が向上し、各種物性が向上することが開示されている。 Therefore, it is conceivable to use, as an inorganic filler, silica particles subjected to surface treatment as described in Patent Document 1 below, for example, instead of using silica particles or the like as they are. Patent Document 1 describes a silica whose surface is coated with one or more selected from amine compounds, 1,2-epoxy-5-hexene, allyl mercaptan and allyl alcohol by a plasma polymerization method. Has been. It is disclosed that when such a silica is used as a silica for an epoxy molding material used in a semiconductor package, the adhesive strength between the silica and the epoxy resin in the epoxy molding material is improved, and various physical properties are improved.
しかしながら、特許文献１に記載されているような、エポキシ樹脂組成物の組成とは異なる成分をプラズマ重合によりシリカ表面にコーティングすることによって得られたシリカを、液状のエポキシ樹脂組成物を多量に含有させても、粘度の上昇によるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下や、シリカ同士の凝集を充分に抑制できなかった。 However, the silica obtained by coating the silica surface by plasma polymerization with a component different from the composition of the epoxy resin composition as described in Patent Document 1 contains a large amount of a liquid epoxy resin composition. Even if it made it, the fall of the fluidity | liquidity of the epoxy resin composition by the raise of a viscosity, and aggregation of silica were not fully suppressed.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下を抑制でき、さらに、凝集の発生を抑制できる表面処理シリカ粒子を製造する方法を提供することを目的とする。また、前記表面処理シリカ粒子の製造方法により得られる表面処理シリカ粒子、前記表面処理シリカ粒子を含有するエポキシ樹脂組成物、及び前記エポキシ樹脂組成物を用いる半導体装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, and even if it makes it contain in a liquid epoxy resin composition, the fall of the fluidity | liquidity of the epoxy resin composition obtained can be suppressed, and also generation | occurrence | production of aggregation can be suppressed. An object is to provide a method for producing surface-treated silica particles. Moreover, it aims at providing the semiconductor device using the surface treatment silica particle obtained by the manufacturing method of the said surface treatment silica particle, the epoxy resin composition containing the said surface treatment silica particle, and the said epoxy resin composition.
本発明の表面処理シリカ粒子の製造方法は、シリカ粒子の表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子１００質量部に対して、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物３０〜４０質量部を混合する工程とを備えることを特徴とするものである。 The method for producing surface-treated silica particles of the present invention includes a step of performing plasma treatment on the surface of silica particles, and a compound 30 containing an epoxy resin and a curing agent with respect to 100 parts by mass of the silica particles subjected to the plasma treatment. And a step of mixing 40 parts by mass.
このような構成によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下を抑制でき、さらに、凝集の発生を抑制できる表面処理シリカ粒子を製造することができる。 According to such a structure, even if it is made to contain in a liquid epoxy resin composition, the fall of the fluidity | liquidity of the epoxy resin composition obtained can be suppressed, and also the surface treatment silica particle which can suppress generation | occurrence | production of aggregation is manufactured. be able to.
このことは、以下のことによると考えられる。 This is considered to be due to the following.
まず、シリカ粒子の表面にプラズマ処理を施すことによって、シリカ粒子の損傷を抑制しつつ、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物に対する濡れ性が高まり、よって、前記配合物が吸着されやすくなると考えられる。そして、プラズマ処理が施されたシリカ粒子に、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物を混合することにより、シリカ粒子の表面に、エポキシ樹脂組成物となじみやすい前記配合物が吸着されると考えられる。この配合物をシリカ粒子に吸着させることによって、得られた表面処理シリカ粒子は、エポキシ樹脂組成物に配合しても、未処理のシリカ粒子よりなじみやすく、流動性の低下が抑制できると考えられる。一方、プラズマ処理が施されたシリカ粒子に、多量の前記配合物を混合させると、シリカ粒子同士が凝集しやすくなってしまうと考えられる。よって、プラズマ処理が施されたシリカ粒子に、上記配合量で前記配合物を混合することによって、凝集を抑制しながら、流動性の低下が抑制できると考えられる。 First, it is considered that by performing plasma treatment on the surface of the silica particles, the wettability to the compound containing the epoxy resin and the curing agent is increased while suppressing damage to the silica particles, and thus the compound is easily adsorbed. . And it is thought that the said compound which is easy to become familiar with an epoxy resin composition is adsorb | sucked to the surface of a silica particle by mixing the compound containing an epoxy resin and a hardening | curing agent with the silica particle to which the plasma process was performed. . By adsorbing this compound to silica particles, the obtained surface-treated silica particles are more easily adapted to untreated silica particles even when compounded in an epoxy resin composition, and it is considered that the decrease in fluidity can be suppressed. . On the other hand, it is considered that when a large amount of the compound is mixed with the silica particles that have been subjected to the plasma treatment, the silica particles easily aggregate. Therefore, it is thought that the fluidity | liquidity fall can be suppressed, suppressing aggregation by mixing the said compound with the said compounding quantity to the silica particle to which the plasma process was performed.
また、前記プラズマ処理が、アルゴンプラズマを５００Ｗ以上の条件下で３０秒間以上、未処理のシリカ粒子に照射する処理であることが好ましい。この構成によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下をより抑制でき、さらに、凝集の発生をより抑制できる表面処理シリカ粒子を製造することができる。このことは、シリカ粒子の表面に上記条件でプラズマ処理を施すことによって、シリカ粒子の損傷をより抑制しつつ、配合物をより吸着されやすくできるためであると考えられる。 Moreover, it is preferable that the said plasma processing is a process which irradiates an unprocessed silica particle for 30 second or more on 500 W or more conditions. According to this structure, even if it is made to contain in a liquid epoxy resin composition, the fall of the fluidity | liquidity of the obtained epoxy resin composition can be suppressed more, and also the surface treatment silica particle which can suppress generation | occurrence | production of aggregation more is manufactured. be able to. This is considered to be because the compound can be more easily adsorbed while the damage of the silica particles is further suppressed by performing the plasma treatment on the surface of the silica particles under the above conditions.
また、前記配合物が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤からなることが好ましい。この構成によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下をより抑制でき、さらに、凝集の発生をより抑制できる表面処理シリカ粒子を製造することができる。このことは、前記配合物に硬化促進剤等の、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤以外の成分を含まないので、得られた表面処理シリカ粒子をエポキシ樹脂組成物に配合する前に、前記配合物が硬化すること等を抑制でき、前記配合物を吸着させることによって、エポキシ樹脂組成物となじみやすく、流動性の低下が抑制できるという効果のみを発揮できるためであると考えられる。 Moreover, it is preferable that the said mixture consists of the said epoxy resin and the said hardening | curing agent. According to this structure, even if it is made to contain in a liquid epoxy resin composition, the fall of the fluidity | liquidity of the obtained epoxy resin composition can be suppressed more, and also the surface treatment silica particle which can suppress generation | occurrence | production of aggregation more is manufactured. be able to. This is because the composition does not contain components other than the epoxy resin and the curing agent, such as a curing accelerator, and therefore, before blending the obtained surface-treated silica particles into the epoxy resin composition, the composition It is thought that this is because it is possible to suppress the curing of the resin, and by adsorbing the compound, it is easy to become familiar with the epoxy resin composition, and it is possible to exhibit only the effect of suppressing the decrease in fluidity.
また、前記シリカ粒子の平均粒子径が、０．１〜０．５μｍであることが好ましい。このような小粒径のシリカ粒子をエポキシ樹脂組成物に配合すると、一般的に、粘度が上昇し、さらに、シリカ粒子同士の凝集が発生しやすくなるが、上記の製造方法によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に比較的多量に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下をより抑制でき、さらに、凝集の発生をより抑制できる表面処理シリカ粒子を製造することができる。 Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the said silica particle is 0.1-0.5 micrometer. When such a small particle size silica particle is blended in an epoxy resin composition, the viscosity generally increases, and further, the silica particles are likely to be aggregated. Even if it is contained in a relatively large amount of the epoxy resin composition of the present invention, it is possible to produce surface-treated silica particles that can further suppress the decrease in fluidity of the resulting epoxy resin composition and can further suppress the occurrence of aggregation. .
また、前記シリカ粒子が、球状であることが好ましい。このような構成によれば、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下や凝集の発生を抑制できる。そして、さらに、得られた表面処理シリカ粒子を液状のエポキシ樹脂組成物に含有させることによって、バンプ接合部等に発生する応力を緩和させる機能、耐湿性や気密性等をより高め、半導体装置の信頼性をより高めることができるエポキシ樹脂組成物が得られる。 The silica particles are preferably spherical. According to such a structure, the fall of the fluidity | liquidity of the epoxy resin composition obtained and generation | occurrence | production of aggregation can be suppressed. Further, by incorporating the obtained surface-treated silica particles in a liquid epoxy resin composition, the function of relaxing the stress generated in the bump joints, moisture resistance, air tightness, etc. is further improved, and the semiconductor device An epoxy resin composition that can further increase the reliability is obtained.
また、本発明の表面処理シリカ粒子は、前記表面処理シリカ粒子の製造方法によって得られることを特徴とするものである。このような構成によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下を抑制でき、さらに、凝集の発生を抑制できる表面処理シリカ粒子が得られる。そして、さらに、得られた表面処理シリカ粒子を液状のエポキシ樹脂組成物に含有させることによって、バンプ接合部等に発生する応力を緩和させる機能、耐湿性や気密性等を高め、半導体装置の信頼性を高めることができるエポキシ樹脂組成物が得られる。 The surface-treated silica particles of the present invention are obtained by the method for producing surface-treated silica particles. According to such a structure, even if it makes it contain in a liquid epoxy resin composition, the fall of the fluidity | liquidity of the epoxy resin composition obtained can be suppressed, and also the surface treatment silica particle which can suppress generation | occurrence | production of aggregation is obtained. . Further, by incorporating the obtained surface-treated silica particles in a liquid epoxy resin composition, the function of relaxing the stress generated in the bump joints, the moisture resistance, the air tightness, etc. are improved, and the reliability of the semiconductor device is improved. The epoxy resin composition which can improve property is obtained.
また、本発明のエポキシ樹脂組成物エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する室温で液状のエポキシ樹脂組成物であって、前記無機充填材が、請求項７に記載の表面処理シリカ粒子であることを特徴とするものである。このような構成によれば、粘度が低く、流動性が高いので、半導体素子と回路基板との間の隙間に注入しやすい。さらに、無機充填材の凝集が抑制されるので、無機充填材の機能を充分に発揮できる。よって、アンダーフィル材として好適に用いることができる。そして、得られたエポキシ樹脂組成物は、アンダーフィル材として用いることによって、バンプ接合部等に発生する応力を緩和させる機能、耐湿性や気密性等を高め、半導体装置の信頼性を高めることができる。 The epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition that is liquid at room temperature containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, and the inorganic filler according to claim 7. It is a surface-treated silica particle. According to such a configuration, since the viscosity is low and the fluidity is high, it is easy to inject into the gap between the semiconductor element and the circuit board. Furthermore, since the aggregation of the inorganic filler is suppressed, the function of the inorganic filler can be sufficiently exhibited. Therefore, it can be suitably used as an underfill material. The obtained epoxy resin composition can be used as an underfill material to improve the function of relieving the stress generated in the bump joint, the moisture resistance, the air tightness, etc., and improve the reliability of the semiconductor device. it can.
また、前記無機充填材の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物に対して、６０質量％以上であることが好ましい。このように、無機充填材を多量にエポキシ樹脂組成物に配合すると、一般的に、粘度が上昇し、さらに、シリカ粒子同士の凝集が発生しやすくなるが、上記のような表面処理シリカ粒子を無機充填剤として含有したエポキシ樹脂組成物によれば、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下や凝集の発生を抑制できる。そして、このように無機充填材を多量にエポキシ樹脂組成物に配合するので、バンプ接合部等に発生する応力を緩和させる機能、耐湿性や気密性等をより高め、半導体装置の信頼性をより高めることができる。 Moreover, it is preferable that content of the said inorganic filler is 60 mass% or more with respect to the said epoxy resin composition. As described above, when a large amount of the inorganic filler is blended in the epoxy resin composition, generally, the viscosity increases, and further, aggregation of silica particles tends to occur. According to the epoxy resin composition contained as the inorganic filler, it is possible to suppress the decrease in fluidity and the occurrence of aggregation of the obtained epoxy resin composition. And, since the inorganic filler is blended in a large amount in the epoxy resin composition in this way, the function to relieve the stress generated in the bump joint portion, the moisture resistance, the air tightness, etc. are further improved, and the reliability of the semiconductor device is further increased. Can be increased.
また、本発明の半導体装置は、前記エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止して得られることを特徴とするものである。このような構成によれば、バンプ接合部等に発生する応力が好適に緩和され、さらに、耐湿性や気密性等の高い、半導体装置の信頼性の優れた半導体装置が得られる。 The semiconductor device of the present invention is obtained by sealing a semiconductor element with the epoxy resin composition. According to such a configuration, a stress generated in the bump bonding portion or the like is preferably alleviated, and further, a semiconductor device having high reliability of the semiconductor device, such as high moisture resistance and airtightness, can be obtained.
本発明によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下を抑制でき、さらに、凝集の発生を抑制できる表面処理シリカ粒子を製造する方法を提供することができる。また、前記表面処理シリカ粒子の製造方法により得られる表面処理シリカ粒子、前記表面処理シリカ粒子を含有するエポキシ樹脂組成物、及び前記エポキシ樹脂組成物を用いる半導体装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for producing surface-treated silica particles that can suppress a decrease in fluidity of the resulting epoxy resin composition even when contained in a liquid epoxy resin composition, and can further suppress the occurrence of aggregation. Can be provided. Moreover, the surface-treated silica particle obtained by the manufacturing method of the said surface-treated silica particle, the epoxy resin composition containing the said surface-treated silica particle, and the semiconductor device using the said epoxy resin composition are provided.
本発明の表面処理シリカ粒子の製造方法は、シリカ粒子の表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子１００質量部に対して、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物３０〜４０質量部を混合する工程とを備えることを特徴とするものである。 The method for producing surface-treated silica particles of the present invention includes a step of performing plasma treatment on the surface of silica particles, and a compound 30 containing an epoxy resin and a curing agent with respect to 100 parts by mass of the silica particles subjected to the plasma treatment. And a step of mixing 40 parts by mass.
まず、シリカ粒子の表面にプラズマ処理を施す工程（プラズマ処理工程）としては、シリカ粒子の表面にプラズマを照射することができる処理であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、対向する電極間で放電させることにより、電極間を流通するガスを順次プラズマ状態とし、得られたプラズマをシリカ粒子に照射する処理等が挙げられる。より具体的には、例えば、一般的なプラズマ洗浄装置等を用いて、シリカ粒子の表面にプラズマを照射する処理等が挙げられる。また、前記プラズマ洗浄装置としては、具体的には、例えば、パナソニック電工株式会社製の大気圧プラズマクリーニング装置「Ａｉｐｌａｓｍａ」等が挙げられる。このように、シリカ粒子にプラズマ処理を施すことによって、シリカ粒子の、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物に対する濡れ性が高まると考えられる。そして、プラズマ処理が施されたシリカ粒子は、未処理のシリカ粒子より、前記配合物が吸着されやすくなっていると考えられる。 First, the step of performing plasma treatment on the surface of the silica particles (plasma treatment step) is not particularly limited as long as the treatment can irradiate the surface of the silica particles with plasma. Specifically, for example, by discharging between electrodes facing each other under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, the gas flowing between the electrodes is sequentially changed to a plasma state, and the obtained plasma is irradiated to the silica particles. Processing and the like. More specifically, for example, a treatment of irradiating the surface of silica particles with plasma using a general plasma cleaning apparatus or the like. Specific examples of the plasma cleaning apparatus include an atmospheric pressure plasma cleaning apparatus “Aiplasma” manufactured by Panasonic Electric Works Co., Ltd. Thus, it is thought that the wettability with respect to the compound containing an epoxy resin and a hardening | curing agent of a silica particle increases by performing a plasma process to a silica particle. And it is thought that the said compound is easy to adsorb | suck to the silica particle to which the plasma processing was performed rather than the untreated silica particle.
また、前記プラズマ処理としては、後述するように、エポキシ樹脂組成物の流動性を高めることが抑制できるようになっていれば、特に限定されないが、使用するガスとしては、アルゴンを用いたプラズマ処理が好ましく、アルゴンプラズマを５００Ｗ以上の条件下で３０秒間以上、未処理のシリカ粒子に照射する処理であることがより好ましい。より具体的には、例えば、プラズマを発生させる際の電極間を放電する電流が５００Ｗ以上であることが好ましく、５００Ｗ以上７００Ｗ以下であることがより好ましい。また、処理温度としては、２０〜５０℃であることが好ましい。また、処理時間としては、３０秒間以上であることが好ましく、３０秒間以上１８０秒間以下であることがより好ましい。 The plasma treatment is not particularly limited as long as the fluidity of the epoxy resin composition can be suppressed as described later, but the gas used is a plasma treatment using argon. It is more preferable that the treatment is performed by irradiating untreated silica particles with argon plasma under a condition of 500 W or more for 30 seconds or more. More specifically, for example, the current for discharging between the electrodes when generating plasma is preferably 500 W or more, and more preferably 500 W or more and 700 W or less. Moreover, as processing temperature, it is preferable that it is 20-50 degreeC. Moreover, as processing time, it is preferable that it is 30 second or more, and it is more preferable that it is 30 second or more and 180 second or less.
前記シリカ粒子は、封止材としてのエポキシ樹脂組成物に用いられるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、溶融シリカ粒子、結晶シリカ粒子、及び微粉シリカ粒子等が挙げられる。また、前記シリカ粒子は、特に形状が限定されないが、球状であることが好ましい。また、前記シリカ粒子としては、球状の溶融シリカ粒子がより好ましい。 If the said silica particle is used for the epoxy resin composition as a sealing material, it will not specifically limit. Specific examples include fused silica particles, crystalline silica particles, and finely divided silica particles. The silica particles are not particularly limited in shape, but are preferably spherical. The silica particles are more preferably spherical fused silica particles.
前記シリカ粒子の平均粒子径は、０．１〜０．５μｍであることが好ましい。そして、前記シリカ粒子の最大粒径が１μｍでカットされていることがより好ましい。また、前記シリカ粒子の比表面積は、１０〜１８ｍ２／ｇであることが好ましい。このような小粒径のシリカ粒子をエポキシ樹脂組成物に配合すると、一般的に、粘度が上昇し、さらに、シリカ粒子同士の凝集が発生しやすくなるが、上記の製造方法によれば、液状のエポキシ樹脂組成物に比較的多量に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下をより抑制でき、さらに、凝集の発生をより抑制できる表面処理シリカ粒子を製造することができる。なお、ここでの平均粒子径は、個数平均径であり、例えば、レーザ回折散乱法等による測定や、一般的な粒度計等を用いた測定によって、計測することができる。また、比表面積は、例えば、透過法や気体吸着法等によって測定することができる。 The average particle diameter of the silica particles is preferably 0.1 to 0.5 μm. The silica particles are more preferably cut at a maximum particle size of 1 μm. Moreover, it is preferable that the specific surface area of the said silica particle is 10-18 m < 2 > / g. When such a small particle size silica particle is blended in an epoxy resin composition, the viscosity generally increases, and further, the silica particles are likely to be aggregated. Even if it is contained in a relatively large amount of the epoxy resin composition of the present invention, it is possible to produce surface-treated silica particles that can further suppress the decrease in fluidity of the resulting epoxy resin composition and can further suppress the occurrence of aggregation. . Here, the average particle diameter is a number average diameter, and can be measured, for example, by measurement using a laser diffraction scattering method or a measurement using a general particle size meter. The specific surface area can be measured by, for example, a permeation method or a gas adsorption method.
そして、前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子に前記配合物を混合する工程（混合工程）としては、前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子１００質量部に対して、前記配合物３０〜４０質量部を混合すればよく、特に限定されない。前記配合物が少なすぎると、前記配合物を吸着させて、エポキシ樹脂組成物の流動性を低下やシリカ粒子同士の凝集発生等を抑制する効果を充分に発揮できない傾向がある。また、前記配合物が多すぎると、前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子をエポキシ樹脂組成物に配合する前に、前記配合物を混合して、表面に被覆させることによって、エポキシ樹脂組成物の流動性を低下やシリカ粒子同士の凝集発生等を抑制するという効果を充分に発揮できない傾向がある。また、混合方法としては、特に限定されず、ミキサ等を用いて混合すればよい。 And as a process (mixing process) which mixes the said compound with the silica particle to which the said plasma process was performed, the said compound 30-30 mass parts with respect to 100 mass parts of the silica particles to which the plasma process was performed. Is not particularly limited. When the amount of the blend is too small, the blend is adsorbed, and there is a tendency that the effects of reducing the fluidity of the epoxy resin composition and suppressing the occurrence of aggregation between silica particles and the like cannot be exhibited sufficiently. Moreover, when there are too many said formulations, before mix | blending the silica particle by which the said plasma processing was given to an epoxy resin composition, the said formulation is mixed and it is made to coat | cover on the surface of an epoxy resin composition. There is a tendency that the effect of reducing fluidity and suppressing the occurrence of aggregation between silica particles cannot be sufficiently exhibited. Moreover, it does not specifically limit as a mixing method, What is necessary is just to mix using a mixer etc.
前記配合物としては、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤を含有していれば、特に限定されない。また、前記配合物としては、具体的には、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤からなることが好ましい。前記配合物に硬化促進剤等の、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤以外の成分を含まないので、得られた表面処理シリカ粒子をエポキシ樹脂組成物に配合する前に、前記配合物が硬化すること等を抑制できる。 The blend is not particularly limited as long as it contains the epoxy resin and the curing agent. Moreover, as said compound, specifically, it is preferable to consist of the said epoxy resin and the said hardening | curing agent. Since the compound does not contain components other than the epoxy resin and the curing agent, such as a curing accelerator, the compound is cured before the obtained surface-treated silica particles are compounded in the epoxy resin composition. Etc. can be suppressed.
前記エポキシ樹脂としては、特に限定なく使用でき、例えば、半導体封止用エポキシ樹脂に使用される公知のエポキシ樹脂を使用することができる。具体的には、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、及びビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の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型エポキシ樹脂、及びブロム含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、さらに、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がより好ましい。また、前記エポキシ樹脂としては、上記各エポキシ樹脂を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、前記エポキシ樹脂としては、得られた表面処理シリカ粒子を配合するエポキシ樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂と同じエポキシ樹脂を用いることが好ましい。そうすることによって、得られた表面処理シリカ粒子がエポキシ樹脂組成物によりなじみやすくなり、分散性が高まる。 As said epoxy resin, it can use without limitation, For example, the well-known epoxy resin used for the epoxy resin for semiconductor sealing can be used. Specifically, for example, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin having a biphenyl skeleton, naphthalene ring-containing epoxy resin, alicyclic type Epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins such as O-cresol novolak type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, and bromine-containing epoxy resins, etc. Is mentioned. Among these, bisphenol type epoxy resins are preferable, and bisphenol A type epoxy resins are more preferable. Moreover, as said epoxy resin, said each epoxy resin may be used independently, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, it is preferable to use the same epoxy resin as the epoxy resin used for the epoxy resin composition which mix | blends the obtained surface treatment silica particle as said epoxy resin. By doing so, the obtained surface-treated silica particles are more easily adapted to the epoxy resin composition, and dispersibility is improved.
また、前記硬化剤としては、特に限定なく使用でき、例えば、半導体封止用エポキシ樹脂に使用される公知の硬化剤を使用することができる。具体的には、例えば、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物系硬化剤、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン等のアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの中では、酸無水物系硬化剤が好ましい。また、前記硬化剤としては、上記各硬化剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、前記硬化剤としては、得られた表面処理シリカ粒子を配合するエポキシ樹脂組成物に用いられる硬化剤と同じ硬化剤を用いることが好ましい。そうすることによって、得られた表面処理シリカ粒子がエポキシ樹脂組成物によりなじみやすくなり、分散性が高まる。 Moreover, as said hardening | curing agent, it can use without limitation, For example, the well-known hardening | curing agent used for the epoxy resin for semiconductor sealing can be used. Specifically, for example, acid anhydride curing agents such as hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, amine curing agents such as diaminodiphenylmethane and metaphenylenediamine, and phenols such as phenol novolac resin. System curing agent. In these, an acid anhydride type hardening | curing agent is preferable. Moreover, as said hardening | curing agent, said each hardening | curing agent may be used independently, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, as said hardening | curing agent, it is preferable to use the same hardening | curing agent as the hardening | curing agent used for the epoxy resin composition which mix | blends the obtained surface treatment silica particle. By doing so, the obtained surface-treated silica particles are more easily adapted to the epoxy resin composition, and dispersibility is improved.
また、前記配合物における、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との配合比は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂に対する前記硬化剤の割合（硬化剤／エポキシ樹脂）が、当量比で、０．６〜１．４であることが好ましく、０．７５〜１であることがより好ましい。また、前記配合物における、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との配合比は、質量比で、６５：３５〜４５：５５であることが好ましい。また、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との配合比は、得られた表面処理シリカ粒子を配合するエポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂と硬化剤との配合比と同じであることが好ましい。そうすることによって、得られた表面処理シリカ粒子がエポキシ樹脂組成物によりなじみやすくなり、分散性が高まる。 Moreover, the blending ratio of the epoxy resin and the curing agent in the blend is not particularly limited, but the ratio of the curing agent to the epoxy resin (curing agent / epoxy resin) is 0.6 equivalent. It is preferable that it is -1.4, and it is more preferable that it is 0.75-1. Moreover, it is preferable that the compounding ratio of the said epoxy resin and the said hardening | curing agent in the said compound is 65: 35-45: 55 by mass ratio. Moreover, it is preferable that the compounding ratio of the said epoxy resin and the said hardening | curing agent is the same as the compounding ratio of the epoxy resin and hardening | curing agent in the epoxy resin composition which mix | blends the obtained surface treatment silica particle. By doing so, the obtained surface-treated silica particles are more easily adapted to the epoxy resin composition, and dispersibility is improved.
得られた表面処理シリカ粒子を配合するエポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する液状のエポキシ樹脂組成物であって、前記無機充填材が、前記表面処理シリカ粒子であることを特徴とするものである。 The epoxy resin composition containing the obtained surface-treated silica particles is a liquid epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, and the inorganic filler is It is the said surface treatment silica particle, It is characterized by the above-mentioned.
前記エポキシ樹脂としては、常温におけるエポキシ樹脂組成物が液状となるものであれば、特に限定なく使用でき、半導体封止用エポキシ樹脂に使用される公知のエポキシ樹脂を使用することができる。具体的には、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、及びビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の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型エポキシ樹脂、及びブロム含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、さらに、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がより好ましい。また、上述したように、ここでのエポキシ樹脂は、表面処理シリカ粒子において用いられたエポキシ樹脂と同じものであることが好ましい。また、前記エポキシ樹脂としては、液体のエポキシ樹脂であっても、固体のエポキシ樹脂であっても、限定なく使用できるが、常温におけるエポキシ樹脂組成物が液状でなければならないので、通常、液体のエポキシ樹脂が用いられる。また、前記エポキシ樹脂としては、上記各エポキシ樹脂を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。 As said epoxy resin, if the epoxy resin composition in normal temperature turns into a liquid form, it can use without limitation, The well-known epoxy resin used for the epoxy resin for semiconductor sealing can be used. Specifically, for example, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin having a biphenyl skeleton, naphthalene ring-containing epoxy resin, alicyclic type Epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins such as O-cresol novolak type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, and bromine-containing epoxy resins, etc. Is mentioned. Among these, bisphenol type epoxy resins are preferable, and bisphenol A type epoxy resins are more preferable. Moreover, as above-mentioned, it is preferable that the epoxy resin here is the same as the epoxy resin used in the surface treatment silica particle. The epoxy resin may be a liquid epoxy resin or a solid epoxy resin, and can be used without limitation. However, since the epoxy resin composition at room temperature must be liquid, Epoxy resin is used. Moreover, as said epoxy resin, said each epoxy resin may be used independently, and may be used in combination of 2 or more type.
また、前記硬化剤としては、特に限定なく使用でき、例えば、半導体封止用エポキシ樹脂に使用される公知の硬化剤を使用することができる。具体的には、例えば、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物系硬化剤、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン等のアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの中では、酸無水物系硬化剤が好ましい。また、上述したように、ここでの硬化剤は、表面処理シリカ粒子において用いられた硬化剤と同じものであることが好ましい。また、前記硬化剤としては、上記各硬化剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。 Moreover, as said hardening | curing agent, it can use without limitation, For example, the well-known hardening | curing agent used for the epoxy resin for semiconductor sealing can be used. Specifically, for example, acid anhydride curing agents such as hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, amine curing agents such as diaminodiphenylmethane and metaphenylenediamine, and phenols such as phenol novolac resin. System curing agent. In these, an acid anhydride type hardening | curing agent is preferable. Moreover, as above-mentioned, it is preferable that the hardening | curing agent here is the same as the hardening | curing agent used in the surface treatment silica particle. Moreover, as said hardening | curing agent, said each hardening | curing agent may be used independently, and may be used in combination of 2 or more type.
前記硬化剤の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂に対する割合（硬化剤／エポキシ樹脂）が、当量比で、０．６〜１．４であることが好ましく、０．７５〜１であることがより好ましい。また、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との配合比は、上述したように、表面処理シリカ粒子における、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との配合比と同じであることが好ましい。硬化剤の含有量が少なすぎる場合、硬化不足になり、硬化物の耐熱性が不充分になったり、硬化物の強度が不充分となったりする傾向がある。また、硬化剤の含有量が多すぎる場合、硬化物の耐熱性が不充分になったり、硬化物の吸湿量が増加したりする。 Although content of the said hardening | curing agent is not specifically limited, It is preferable that the ratio (hardening agent / epoxy resin) with respect to the said epoxy resin is 0.6-1.4 by an equivalent ratio, and is 0.75-1 More preferably. Moreover, it is preferable that the compounding ratio of the said epoxy resin and the said hardening | curing agent is the same as the compounding ratio of the said epoxy resin and the said hardening | curing agent in the surface treatment silica particle as mentioned above. When there is too little content of a hardening | curing agent, there exists a tendency for hardening to become insufficient, the heat resistance of hardened | cured material becomes inadequate, or the intensity | strength of hardened | cured material becomes inadequate. Moreover, when there is too much content of a hardening | curing agent, the heat resistance of hardened | cured material will become inadequate, or the moisture absorption amount of hardened | cured material will increase.
前記硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との硬化反応を促進することができるものであれば、特に制限することなく使用することができる。具体的には、例えば、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール（１Ｂ２ＭＺ）等のイミダゾール系化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−７−ウンデセン（ＤＢＵ）等の第三級アミン、マイクロカプセル型硬化促進剤等が挙げられる。この中でも、イミダゾール系化合物が好ましく、１Ｂ２ＭＺがより好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。 As the curing accelerator, any curing accelerator can be used without particular limitation as long as it can accelerate the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent. Specifically, for example, imidazole compounds such as 2-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole (1B2MZ), 1,8-diazabicyclo (5 , 4, 0) -7-undecene (DBU) and the like, and microcapsule type curing accelerators. Among these, imidazole compounds are preferable, and 1B2MZ is more preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
前記硬化促進剤の含有量は、組成物全量に対して、０．３〜５質量％であることが好ましい。硬化促進剤の含有量が少なすぎると、ゲル化時間の遅延をもたらす傾向にある。また、多すぎると、硬化の進行が早くなりすぎる場合がある。 It is preferable that content of the said hardening accelerator is 0.3-5 mass% with respect to the composition whole quantity. When the content of the curing accelerator is too small, the gelation time tends to be delayed. On the other hand, if too much, the progress of curing may become too fast.
また、前記表面処理シリカ粒子の含有量は、前記エポキシ樹脂組成物に対して、６０質量％以上であることが好ましい。このように、無機充填材を多量にエポキシ樹脂組成物に配合すると、一般的に、粘度が上昇し、さらに、シリカ粒子同士の凝集が発生しやすくなるが、上記のような表面処理シリカ粒子を無機充填剤として含有したエポキシ樹脂組成物によれば、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下や凝集の発生を抑制できる。そして、このように無機充填材を多量にエポキシ樹脂組成物に配合するので、バンプ接合部等に発生する応力を緩和させる機能、耐湿性や気密性等をより高め、半導体装置の信頼性をより高めることができる。一方、前記表面処理シリカ粒子の含有量は、前記エポキシ樹脂組成物に対して、６０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。多すぎる場合、エポキシ樹脂組成物の粘度の上昇を充分に抑制できなくなり、半導体素子と回路基板との間への充填性が低下する傾向がある。 Moreover, it is preferable that content of the said surface treatment silica particle is 60 mass% or more with respect to the said epoxy resin composition. As described above, when a large amount of the inorganic filler is blended in the epoxy resin composition, generally, the viscosity increases, and further, aggregation of silica particles tends to occur. According to the epoxy resin composition contained as the inorganic filler, it is possible to suppress the decrease in fluidity and the occurrence of aggregation of the obtained epoxy resin composition. And, since the inorganic filler is blended in a large amount in the epoxy resin composition in this way, the function to relieve the stress generated in the bump joint portion, the moisture resistance, the air tightness, etc. are further improved, and the reliability of the semiconductor device is further increased. Can be increased. On the other hand, the content of the surface-treated silica particles is more preferably 60% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the epoxy resin composition. When the amount is too large, an increase in the viscosity of the epoxy resin composition cannot be sufficiently suppressed, and the filling property between the semiconductor element and the circuit board tends to be lowered.
前記エポキシ樹脂組成物は、無機充填材としてのシリカ粒子を高充填させても、流動性が高いので、アンダーフィル材として好適に用いることができる。 The epoxy resin composition can be suitably used as an underfill material because it has high fluidity even when highly filled with silica particles as an inorganic filler.
前記アンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物には、上記以外の組成として、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば、難燃剤、着色剤、溶剤、反応性希釈剤、レベリング剤、消泡剤等を必要に応じて添加してもよい。 In the liquid epoxy resin composition for underfill, as a composition other than the above, conventionally known additives, for example, flame retardants, colorants, solvents, reactivity, in a range that does not impair the desired properties of the present invention. Diluents, leveling agents, antifoaming agents and the like may be added as necessary.
前記アンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂、前記硬化剤、前記硬化促進剤、前記無機充填材及び必要に応じて前記各添加剤等を所定の含有量となるように、同時又は別々に配合し、必要に応じて加熱処理や冷却処理を行いながら、攪拌、溶解、混合、及び分散を行うことにより調製することができる。 The underfill liquid epoxy resin composition is used simultaneously or in such a manner that the epoxy resin, the curing agent, the curing accelerator, the inorganic filler, and, if necessary, the respective additives and the like have a predetermined content. It can mix | blend separately and can prepare by performing stirring, melt | dissolution, mixing, and dispersion | distribution, performing a heat processing and a cooling process as needed.
前記攪拌、溶解、混合、及び分散には、ディスパー、プラネタリーミキサー、ボールミル、３本ロール等を組み合わせて用いて実施できる。 The stirring, dissolution, mixing, and dispersion can be performed using a combination of a disper, a planetary mixer, a ball mill, three rolls, and the like.
本発明の半導体装置は、上記のようにして得られたアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物により、ＩＣチップ、ＬＳＩチップなどの半導体チップと回路基板（インターポーザ）との間を封止することにより製造することができる。例えば、セラミック基板やＦＲグレードなどの回路基板の回路パターン面に多数のバンプを介して半導体チップが搭載されたもののバンプ間の間隙に本発明のアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物をディスペンサーなどを用いて塗布、充填した後、加熱硬化し、次いで半導体チップ全体の封止を行うなどの後工程を経て、フリップチップ実装による半導体装置を製造することができる。 The semiconductor device of the present invention is manufactured by sealing between a semiconductor chip such as an IC chip and an LSI chip and a circuit board (interposer) with the liquid epoxy resin composition for underfill obtained as described above. can do. For example, a semiconductor chip is mounted on a circuit pattern surface of a circuit board such as a ceramic substrate or an FR grade through a large number of bumps, and the underfill liquid epoxy resin composition of the present invention is used in a gap between the bumps using a dispenser or the like. After applying and filling, the semiconductor device can be manufactured by flip-chip mounting through subsequent processes such as heat curing and then sealing the entire semiconductor chip.
なお、加熱硬化の条件は、特に限定されるものではなくアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物の配合組成などに応じて適宜に変更すればよいが、例えば１２０〜１７０℃、０．５〜５時間である。 The conditions for heat curing are not particularly limited, and may be appropriately changed according to the composition of the liquid epoxy resin composition for underfill. For example, 120 to 170 ° C., 0.5 to 5 hours It is.
本発明の半導体装置におけるパッケージ形態の具体例としては、各種のエリアアレイ型パッケージ、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）などが挙げられる。 Specific examples of the package form in the semiconductor device of the present invention include various area array type packages such as BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package).
以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。
Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
［表面処理シリカ粒子の調製］
本実施例において、表面処理シリカ粒子を調製する際に用いる各成分について説明する。
[Preparation of surface-treated silica particles]
In this example, each component used when preparing the surface-treated silica particles will be described.
（シリカ粒子）
ＳＯ−Ｃ１：株式会社アドマテックス製のＳＯ−Ｃ１（平均粒子径：０．２５μｍ、比表面積：１７．４ｍ２／ｇ）
（エポキシ樹脂）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン株式会社製のエピコート８２８（エポキシ当量：１８９）
（硬化剤）
酸無水物系硬化剤：新日本理化株式会社製のリカシッドＭＨ−７００（４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸／ヘキサヒドロ無水フタル酸＝７０／３０）
［調製方法］
まず、上記シリカ粒子に対して、パナソニック電工株式会社製の大気圧プラズマクリーニング装置「Ａｉｐｌａｓｍａ」を用い、原料ガスとしてアルゴンガスを用い、出力５００Ｗ、温度２５℃の条件下で、３０秒間、アルゴンプラズマを照射した。その後、表１に記載の配合割合となるように、プラズマ処理を施したシリカ粒子に、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤とを質量比で１８：１６で混合した配合物を、混合させることによって、表面処理シリカ粒子Ａを調製した。
(Silica particles)
SO-C1: SO-C1 manufactured by Admatechs Co., Ltd. (average particle size: 0.25 μm, specific surface area: 17.4 m 2 / g)
(Epoxy resin)
Bisphenol A type epoxy resin: Epicoat 828 (epoxy equivalent: 189) manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
(Curing agent)
Acid anhydride curing agent: Rikacid MH-700 (4-methylhexahydrophthalic anhydride / hexahydrophthalic anhydride = 70/30) manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.
[Preparation method]
First, an atmospheric pressure plasma cleaning apparatus “Aiplasma” manufactured by Panasonic Electric Works Co., Ltd. is used for the silica particles, argon gas is used as a raw material gas, an output of 500 W, a temperature of 25 ° C., and an argon plasma for 30 seconds. Was irradiated. After that, by mixing the compound obtained by mixing the epoxy resin and the curing agent at a mass ratio of 18:16 to the silica particles subjected to plasma treatment so as to have the mixing ratio shown in Table 1, Surface-treated silica particles A were prepared.
その他の表面処理シリカ粒子Ｂ〜Ｅは、前記配合物の量を表１に記載の量に変更した以外、上記表面処理シリカ粒子Ａと同様に調製した。 Other surface-treated silica particles B to E were prepared in the same manner as the surface-treated silica particles A except that the amount of the blend was changed to the amount shown in Table 1.
また、表面処理シリカ粒子Ｆは、前記プラズマ処理を施さないこと以外、上記表面処理シリカ粒子Ａと同様に調製した。 The surface-treated silica particles F were prepared in the same manner as the surface-treated silica particles A except that the plasma treatment was not performed.
［エポキシ樹脂組成物の調製］
本実施例において、エポキシ樹脂組成物を調製する際に用いる各成分について説明する。
[Preparation of epoxy resin composition]
In this example, each component used when preparing an epoxy resin composition will be described.
（エポキシ樹脂）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン株式会社製のエピコート８２８（エポキシ当量：１８９）
（硬化剤）
酸無水物系硬化剤：新日本理化株式会社製のリカシッドＭＨ−７００（４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸／ヘキサヒドロ無水フタル酸＝７０／３０）
（硬化促進剤）
イミダゾール系硬化促進剤：１−ベンジル−２−メチルイミダゾール（１Ｂ２ＭＺ）
（無機充填材）
上記表面処理シリカ粒子Ａ〜Ｆ、未処理のシリカ粒子
［調製方法］
表２に記載の配合割合となるように、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材の各成分を、ホモディスパ（プライミクス株式会社製）を用いて、混合して、液状のエポキシ樹脂組成物（実施例１〜３、及び比較例１〜４）を作製した。なお、表２の配合割合は、表面処理シリカ粒子に含有されているエポキシ樹脂及び硬化剤を含んだ量である。
(Epoxy resin)
Bisphenol A type epoxy resin: Epicoat 828 (epoxy equivalent: 189) manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
(Curing agent)
Acid anhydride curing agent: Rikacid MH-700 (4-methylhexahydrophthalic anhydride / hexahydrophthalic anhydride = 70/30) manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.
(Curing accelerator)
Imidazole-based accelerator: 1-benzyl-2-methylimidazole (1B2MZ)
(Inorganic filler)
Surface treated silica particles A to F, untreated silica particles [Preparation method]
Each component of the epoxy resin, the curing agent, the curing accelerator, and the inorganic filler is mixed using a homodispa (manufactured by Primix Co., Ltd.) so that the blending ratio shown in Table 2 is obtained. Compositions (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4) were prepared. In addition, the mixture ratio of Table 2 is the quantity containing the epoxy resin and hardening | curing agent which are contained in the surface treatment silica particle.
実施例１〜４、及び比較例１，２で得られたエポキシ樹脂組成物を、下記の方法で評価した。 The epoxy resin compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by the following methods.
（流動性試験）
有機基板に１０ｍｍ□のＩＣチップを、それらの間隔（ギャップ）が５０μｍとなるように、およそ２０００ピンのはんだバンプで接合した評価用ツールを用いて、流動性試験を行った。具体的には、まず、予め１００℃に加温した評価用ツールのＩＣチップのいずれか１辺にエポキシ樹脂組成物を約５ｍＬ滴下した。そして、毛細管現象により、エポキシ樹脂組成物を滴下した辺に対向する辺までエポキシ樹脂組成物が到達するまでの時間を測定した。その測定した時間によって、下記基準により評価した。
(Fluidity test)
A fluidity test was performed using an evaluation tool in which IC chips of 10 mm □ were bonded to an organic substrate with solder bumps of approximately 2000 pins so that the distance (gap) between them was 50 μm. Specifically, first, about 5 mL of the epoxy resin composition was dropped on one side of the IC chip of the evaluation tool preheated to 100 ° C. And the time until an epoxy resin composition arrives at the edge | side which opposes the edge which dripped the epoxy resin composition by capillary phenomenon was measured. The following criteria were evaluated according to the measured time.
○：３０秒未満であり、
△：３０秒以上６０秒未満であり、
×：６０秒以上である。
○: Less than 30 seconds
Δ: 30 seconds or more and less than 60 seconds,
X: It is 60 seconds or more.
（脱凝集性試験）
エポキシ樹脂組成物を、５００メッシュ（約３０μｍ）の金網で篩い、投入前後のエポキシ樹脂組成物の重量を測定し、その差分から、金網を通過できなかった無機充填材の重量を算出した。そして、その金網を通過できなかった無機充填材の重量と仕込み量とから、エポキシ樹脂組成物中の無機充填材の篩通過率を算出した。その篩通過率によって、下記基準により評価した。
(Deagglomeration test)
The epoxy resin composition was sieved with a 500 mesh (about 30 μm) wire mesh, the weight of the epoxy resin composition before and after charging was measured, and the weight of the inorganic filler that could not pass through the wire mesh was calculated from the difference. And the sieve passage rate of the inorganic filler in an epoxy resin composition was computed from the weight and preparation amount of the inorganic filler which were not able to pass the metal-mesh. The following criteria evaluated by the sieve passage rate.
○：８０％以上であり、
△：５０％以上８０％未満であり、
×：５０％未満である。
○: 80% or more,
Δ: 50% or more and less than 80%,
X: Less than 50%.
表２からわかるように、シリカ粒子の表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子１００質量部に対して、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物３０〜４０質量部を混合する工程とを施して得られた表面処理シリカ粒子を用いた場合（実施例１〜３）は、それ以外の場合、具体的には、シリカ粒子１００質量部に対する配合物の含有量が４０質量部を越える場合（比較例１）、シリカ粒子１００質量部に対する配合物の含有量が３０質量部未満の場合（比較例２）、プラズマ処理を施さない場合（比較例３）、及び未処理のシリカ粒子を用いた場合（比較例４）と比較して、液状のエポキシ樹脂組成物に含有させても、得られるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下を抑制でき、さらに、凝集の発生を抑制できた。 As can be seen from Table 2, the step of subjecting the surface of the silica particles to plasma treatment, and 30 to 40 parts by mass of a compound containing an epoxy resin and a curing agent with respect to 100 parts by mass of the silica particles subjected to the plasma treatment. When the surface-treated silica particles obtained by performing the mixing step are used (Examples 1 to 3), in other cases, specifically, the content of the compound with respect to 100 parts by mass of the silica particles is 40. When the amount exceeds 10 parts by mass (Comparative Example 1), when the content of the compound with respect to 100 parts by mass of silica particles is less than 30 parts by mass (Comparative Example 2), when the plasma treatment is not performed (Comparative Example 3), and untreated Compared with the case of using the silica particles (Comparative Example 4), even if it is contained in the liquid epoxy resin composition, it is possible to suppress a decrease in fluidity of the obtained epoxy resin composition, and further, the occurrence of aggregation I was able to suppress
Claims (9)
前記プラズマ処理が施されたシリカ粒子１００質量部に対して、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む配合物３０〜４０質量部を混合する工程とを備えることを特徴とする表面処理シリカ粒子の製造方法。 Irradiating untreated silica particles with argon plasma to subject the surface of the silica particles to plasma treatment;
And a step of mixing 30 to 40 parts by mass of a composition containing an epoxy resin and a curing agent with 100 parts by mass of the silica particles to which the plasma treatment has been applied.
前記無機充填材が、請求項６に記載の表面処理シリカ粒子であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 An epoxy resin composition that is liquid at room temperature containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler,
The said inorganic filler is the surface treatment silica particle of Claim 6, The epoxy resin composition characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009125938A JP5449860B2 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Method for producing surface-treated silica particles, surface-treated silica particles, epoxy resin composition, and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009125938A JP5449860B2 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Method for producing surface-treated silica particles, surface-treated silica particles, epoxy resin composition, and semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010275334A JP2010275334A (en) | 2010-12-09 |
| JP5449860B2 true JP5449860B2 (en) | 2014-03-19 |
Family
ID=43422608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009125938A Active JP5449860B2 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Method for producing surface-treated silica particles, surface-treated silica particles, epoxy resin composition, and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5449860B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5621663B2 (en) * | 2011-03-02 | 2014-11-12 | 住友ベークライト株式会社 | Semiconductor encapsulating resin composition, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN104053721B (en) * | 2012-01-23 | 2016-12-21 | 味之素株式会社 | Resin combination |
| WO2014106768A1 (en) | 2013-01-03 | 2014-07-10 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Hydrophilized silicone particles and making method |
| JP6269401B2 (en) * | 2014-09-09 | 2018-01-31 | 味の素株式会社 | Surface-treated inorganic filler, method for producing the inorganic filler, and resin composition containing the inorganic filler |
| JP6923812B2 (en) | 2018-11-30 | 2021-08-25 | 日亜化学工業株式会社 | Manufacturing method of wavelength conversion member and manufacturing method of light emitting device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04370159A (en) * | 1991-03-19 | 1992-12-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Combination filler and epoxy resin composition compounded with the combination filler |
| JP2000336247A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-05 | C I Kasei Co Ltd | Liquid epoxy resin sealing material |
| JP4506107B2 (en) * | 2003-06-13 | 2010-07-21 | 三菱化学株式会社 | Carbon black for semiconductor encapsulant |
-
2009
- 2009-05-26 JP JP2009125938A patent/JP5449860B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010275334A (en) | 2010-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5354753B2 (en) | Underfill material and semiconductor device | |
| JP6196138B2 (en) | Semiconductor encapsulant and semiconductor device | |
| JP5449860B2 (en) | Method for producing surface-treated silica particles, surface-treated silica particles, epoxy resin composition, and semiconductor device | |
| JP2004210901A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic component device | |
| JP4931079B2 (en) | Liquid thermosetting resin composition for underfill and semiconductor device using the same | |
| JP5101860B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP3925803B2 (en) | Flip chip mounting side fill material and semiconductor device | |
| JPH1129624A (en) | Semiconductor sealing liquid epoxy resin composition | |
| JP2006169407A (en) | Resin composition for semiconductor sealing | |
| JP2006206827A (en) | Liquid sealing epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2012082281A (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP5557158B2 (en) | Flip chip connecting underfill agent and method of manufacturing semiconductor device using the same | |
| JP2012012431A (en) | Fluid resin composition and semiconductor apparatus | |
| JP2000269387A (en) | Semiconductor sealing resin and semiconductor device using the same | |
| JP2010144144A (en) | Liquid epoxy resin composition for underfill, and semiconductor device | |
| JP6388228B2 (en) | Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same | |
| JPWO2005080502A1 (en) | Liquid epoxy resin composition for underfill and semiconductor device sealed using the composition | |
| JP4858431B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| WO2021079677A1 (en) | Resin composition for sealing and semiconductor device | |
| JP2013107993A (en) | Liquid resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device using the same | |
| JP2013253183A (en) | Prior supply type liquid semiconductor-encapsulating resin composition | |
| JP3915545B2 (en) | Epoxy resin composition for sealing and single-side sealed semiconductor device | |
| JP5275297B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device sealed with cured product obtained by curing liquid epoxy resin composition | |
| JP5723665B2 (en) | Pre-feed type liquid semiconductor encapsulating resin composition | |
| JP5226957B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110323 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120111 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130219 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130416 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131218 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5449860 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |