JP5857598B2 - 樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂組成物の製造方法に関するものである。
近年の電子機器の高機能化および軽薄短小化の要求に伴い、これらの電子機器に使用される半導体パッケージも、従来にも増して、小型化かつ多ピン化が進んできている。
このような要求に対応する半導体パッケージとして、回路基板と、回路基板上に金属バンプを介して電気的に接続された半導体チップ（半導体素子）とを有し、金属バンプで接合された回路基板と半導体チップ（半導体素子）との隙間（ギャップ）にアンダーフィル材が形成され、さらに、樹脂組成物で構成されるモールド材により封止（被覆）されている所謂フリップチップ型パッケージを備える半導体装置が広く使用されている。さらに、前記アンダーフィル材とモールド材とを別部材とせずに、モールド材により半導体チップ（半導体素子）を封止（被覆）する際に、樹脂組成物が、回路基板と半導体チップ（半導体素子）との間の隙間（ギャップ）にも充填され、一括封止による補強がなされるフリップチップ型パッケージを備える半導体装置が検討されている（例えば、特許文献１参照）。本発明では前記のようにアンダーフィル材とモールド材とを別部材とせずに、モールド材により半導体チップ（半導体素子）を封止（被覆）する際に、樹脂組成物が、回路基板と半導体チップ（半導体素子）との間の隙間（ギャップ）にも充填されることを「一括封止」と呼ぶ。このような一括封止材（モールドアンダーフィル材）を適用することにより、経済的に信頼性の高いフリップチップ型パッケージを備える半導体装置が得られる。
また、樹脂組成物は、硬化性樹脂および無機充填材等を有しており、前記一括封止材（モールドアンダーフィル材）は、その樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形して得られる。樹脂組成物が無機充填材を含むことにより、その樹脂組成物と半導体チップとの熱膨張係数差を小さくすることができ、より信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる。
ところで、樹脂組成物の製造工程には、硬化性樹脂の粉末材料および無機充填材の粉末材料を含む原材料を混練する混練工程があり、その原材料の混練は、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機や、ミキシングロール等のロール式混練機等の混練機で行われている。
また、半導体パッケージの小型化、多ピン化により、回路基板側と半導体チップ側とを接続する金属バンプのピッチが小さくなり、これにより、基板と半導体チップとの間の間隙距離が小さくなる。このため、基板と半導体チップとの間に樹脂組成物を充填できるように、微細な無機充填材を用いる必要がある。
しかしながら、従来の樹脂組成物の製造方法では、原材料に粗粒をカットした微細な無機充填材が含まれていると、混練工程で十分に混練することができず、そのため、樹脂組成物により半導体チップを封止する際の樹脂組成物の流動性および硬化性が悪化してしまう。これにより、樹脂組成物により半導体チップを封止する際の樹脂組成物の成形性が低下し、また、半導体チップと回路基板との間に樹脂組成物が充填されない部位が生じ、強度が不十分となり、信頼性が低下してしまう。
特開２００４−３０７６４５号公報
本発明の目的は、半導体素子を封止する際の流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を得ることができる樹脂組成物の製造方法を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（７）の本発明により達成される。
（１） 基板上に設置された半導体素子を封止する樹脂組成物であって、その封止の際に、前記基板と前記半導体素子との間の隙間にも充填される樹脂組成物を製造する製造方法であって、
筒状をなす部位を有するチャンバを備える気流式の粉砕装置を用い、前記チャンバ内において、気体の旋回流により、硬化性樹脂の粉末材料および第１の無機充填材の粉末材料を含む原材料を旋回させ、前記原材料を粉砕する粉砕工程と、
第２の無機充填材の粉末材料に対し、表面処理を行う表面処理工程と、
粉砕後の前記原材料と、表面処理された前記第２の無機充填材とを混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を混練する混練工程とを有し、
前記粉砕装置は、前記チャンバの側部に周方向に沿って配置され、前記チャンバ内に前記気体を噴出する複数の第１のノズルおよび第２のノズルを有し、
前記粉砕工程において、前記第２のノズルを介して、前記チャンバ内に前記原材料を供給し、前記複数の第１のノズルから前記気体を前記チャンバ内に噴出することにより、前記チャンバ内に前記気体の前記旋回流を生じさせることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
（２） 前記表面処理工程においては、前記第２の無機充填材の粉末材料の表面に、カップリング剤を付着させる上記（１）に記載の樹脂組成物の製造方法。
（３） 前記混合物の平均粒径は、１〜１００μｍである上記（１）または（２）に記載の樹脂組成物の製造方法。
（４） 前記混合物の粒度分布は、粒径２５０μｍ以上が２質量％以下、粒径１５０μｍ以上、２５０μｍ未満が１５質量％以下、粒径１５０μｍ未満が８０質量％以上である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
（５） 前記原材料は、硬化促進剤を含み、
前記硬化性樹脂は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂系硬化剤を含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
（６） 前記粉砕工程において、
前記チャンバ内に噴出する前記気体の量を１Ｎｍ ３ ／分以上、
前記チャンバ内に噴出する前記気体の圧力を０．３ＭＰａ以上、
前記チャンバ内に噴出する前記気体の温度を２０℃以下、
前記チャンバ内に噴出する前記気体の湿度を４０％ＲＨ以下、
とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
（７） 前記混練工程では、２軸型混練押出機を用いる上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
本発明によれば、粗粒をカットした微細な無機充填材を含む場合でも、半導体素子を封止する際の流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を提供することができる。これにより、樹脂組成物により半導体素子を封止する際の樹脂組成物の成形性が向上し、また、半導体素子と基板との間に樹脂組成物を確実に充填することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
また、粉砕工程において、原材料に第１の無機充填材の粉末材料を含めることにより、粉砕装置の壁面へ原材料が付着するのを抑えることができ、また、容易かつ確実に、原材料を微細に粉砕することができる。
また、第２の無機充填材に表面処理を行うことにより、その第２の無機充填材と硬化性樹脂との濡れ性が向上することを起点として樹脂組成物の流動性が向上することで充填性などの成形性が向上する。
本発明の樹脂組成物の製造方法の実施形態における樹脂組成物の製造工程の一例を示す図である。 本発明の樹脂組成物の製造方法の実施形態において用いる粉砕装置の構成例を摸式的に示す側面図である。 図２に示す粉砕装置の粉砕部の内部を摸式的に示す平面図である。 図２に示す粉砕装置の粉砕部のチャンバを示す断面図である。 本発明の半導体装置の実施形態を摸式的に示す断面図である。
以下、本発明の樹脂組成物の製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の樹脂組成物の製造方法の実施形態における樹脂組成物の製造工程の一例を示す図、図２は、本発明の樹脂組成物の製造方法の実施形態において用いる粉砕装置の構成例を摸式的に示す側面図、図３は、図２に示す粉砕装置の粉砕部の内部を摸式的に示す平面図、図４は、図２に示す粉砕装置の粉砕部のチャンバを示す断面図、図５は、本発明の半導体装置の実施形態を摸式的に示す断面図である。
以下では、図２および図４中の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」として説明を行う。なお、図２では、ノズル７１等の記載は省略され、また、図３では、供給部７３等の記載は省略され、また、図４では、ノズル７１、７２、供給部７３等の記載は省略されている。
まずは、原材料から半導体チップ（半導体素子）の封止（被覆）用の樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、硬化性樹脂と、第１の無機充填材（第１の無機粒子）と、第２の無機充填材（第２の無機粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤と、カップリング剤等とを有している。硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられ、硬化剤としてフェノール樹脂系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂；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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂、ジヒドロアントラキノン構造を有するエポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。これらのエポキシ樹脂は、得られる樹脂組成物の耐湿信頼性の観点から、イオン性不純物であるＮａ＋イオンやＣｌ−イオンを極力含まないことが好ましい。また、樹脂組成物の硬化性の観点から、エポキシ樹脂（Ｂ）のエポキシ当量は、１００ｇ／ｅｑ以上、５００ｇ／ｅｑ以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物中のエポキシ樹脂の配合割合の下限値は、樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上であり、さらに好ましくは７質量％以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な流動性を有する。また、樹脂組成物中のエポキシ樹脂（Ｂ）の上限値は、樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは３０質量％以下であり、より好ましくは２０質量％以下である。上限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な耐半田性等の信頼性が得ることができる。
フェノール樹脂系硬化剤としては、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂などの変性フェノール樹脂；フェニレン骨格又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのビスフェノール化合物、さらには前記ビスフェノール化合物をノボラック化したものなどが挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。これらのうち、硬化性の点から水酸基当量は９０ｇ／ｅｑ以上、２５０ｇ／ｅｑ以下のものが好ましい。
本発明の樹脂組成物中のフェノール樹脂の配合割合の下限値については、特に限定されないが、樹脂組成物の全質量に対して、２質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、５質量％以上であることがさらに好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、充分な流動性を得ることができる。また、フェノール樹脂（Ａ）全体の配合割合の上限値についても、特に限定されないが、全樹脂組成物中に、２５質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、６質量％以下であることがさらに好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、良好な耐半田性等の信頼性を得ることができる。
なお、フェノール樹脂（Ａ）とエポキシ樹脂（Ｂ）とは、全エポキシ樹脂（Ｂ）のエポキシ基数（ＥＰ）と、全フェノール樹脂（Ａ）のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との当量比（ＥＰ）／（ＯＨ）が、０．８以上、１．３以下となるように配合することが好ましい。当量比が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物を成形する際、十分な硬化特性を得ることができる。
第１の無機充填材および第２の無機充填材としては、それぞれ、例えば、半導体封止材料に係る当業者に公知の無機充填材を使用することができ、具体的には、融シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミなどが挙げられる。
硬化促進剤としては、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、硬化剤としてフェノール樹脂系硬化剤を使用する場合、エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール性水酸基を２個以上含む化合物のフェノール性水酸基との反応を促進するものであればよく、一般の半導体封止用のエポキシ樹脂組成物に使用されているものを利用することができる。具体例としては、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物などのリン原子含有硬化促進剤；ベンジルジメチルアミンなどの３級アミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、２−メチルイミダゾールなどのアミジン類、さらには前記３級アミンやアミジンの４級塩などの窒素原子含有硬化促進剤が挙げられ、これらのうち、リン原子含有硬化促進剤が好ましい硬化性を得ることができる。流動性と硬化性とのバランスの観点から、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物よりなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物がより好ましい。流動性という点を重視する場合にはテトラ置換ホスホニウム化合物が特に好ましく、また樹脂組成物の硬化物熱時低弾性率という点を重視する場合にはホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が特に好ましく、また潜伏的硬化性という点を重視する場合にはホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が特に好ましい。
本発明の樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィンなどの１級ホスフィン、ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィンなどの２級ホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの３級ホスフィンが挙げられる。
本発明の樹脂組成物で用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式（１）で表される化合物などが挙げられる。
Figure 0005857598
ただし、上記一般式（１）において、Ｐはリン原子を表す。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は芳香族基又はアルキル基を表す。Ａはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸のアニオンを表す。ＡＨはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸を表す。ｘ、ｙは１〜３の整数、ｚは０〜３の整数であり、かつｘ＝ｙである。
一般式（１）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式（１）で表される化合物を沈殿させることができる。一般式（１）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６がフェニル基であり、かつＡＨはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつＡは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。本発明における前記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどの単環式フェノール類、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、アントラキノールなどの縮合多環式フェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなどのビスフェノール類、フェニルフェノール、ビフェノールなどの多環式フェノール類などが例示される。
本発明の樹脂組成物で用いることができるホスホベタイン化合物としては、例えば下記一般式（２）で表される化合物などが挙げられる。
Figure 0005857598
ただし、上記一般式（２）において、Ｘ１は炭素数１〜３のアルキル基、Ｙ１はヒドロキシル基を表す。ｉは０〜５の整数であり、ｊは０〜４の整数である。
一般式（２）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、３級ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。
本発明の樹脂組成物で用いることができるホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば下記一般式（３）で表される化合物などが挙げられる。
Figure 0005857598
ただし、上記一般式（３）において、Ｐはリン原子を表す。Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜１２のアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２は水素原子又は炭素数１〜１２の炭化水素基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒ１０とＲ１１が結合して環状構造となっていてもよい。
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス（アルキルフェニル）ホスフィン、トリス（アルコキシフェニル）ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス（ベンジル）ホスフィンなどの芳香環に無置換又はアルキル基、アルコキシル基などの置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基などの置換基としては１〜６の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。
またホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ｏ−ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもｐ−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機３級ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトンなどのケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。
一般式（３）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ７、Ｒ８及びＲ９がフェニル基であり、かつＲ１０、Ｒ１１及びＲ１２が水素原子である化合物、すなわち１，４−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低く維持できる点で好ましい。
本発明の樹脂組成物で用いることができるホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式（４）で表される化合物などが挙げられる。
Figure 0005857598
ただし、上記一般式（４）において、Ｐはリン原子を表し、Ｓｉは珪素原子を表す。Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ、芳香環又は複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。式中Ｘ２は、基Ｙ２及びＹ３と結合する有機基である。式中Ｘ３は、基Ｙ４及びＹ５と結合する有機基である。Ｙ２及びＹ３は、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ２及びＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｙ４及びＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ４及びＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｘ２、及びＸ３は互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、及びＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｚ１は芳香環又は複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。
一般式（４）において、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基及びシクロヘキシル基などが挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基などの置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。
また、一般式（４）において、Ｘ２は、Ｙ２及びＹ３と結合する有機基である。同様に、Ｘ３は、基Ｙ４及びＹ５と結合する有機基である。Ｙ２及びＹ３はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Ｙ２及びＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にＹ４及びＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Ｙ４及びＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基Ｘ２及びＸ３は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、及びＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式（４）中の−Ｙ２−Ｘ２−Ｙ３−、及び−Ｙ４−Ｘ３−Ｙ５−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを２個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、好ましくはカルボキシシル基および／または水酸基を２個以上有する有機酸が例示されるが、より好ましくは芳香環を構成する２個以上の炭素に各々カルボキシル基または水酸基を有する芳香族化合物、さらに好ましくは芳香環を構成する隣接する少なくとも２個の炭素に水酸基を有する芳香族化合物が例示される。
プロトン供与体の具体例としては、例えば、カテコール、ピロガロール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，２’−ビフェノール、１，１’−ビ−２−ナフトール、サリチル酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、２−ヒドロキシベンジルアルコール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，２−プロパンジオール及びグリセリンなどが挙げられるが、これらの中でも、カテコール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。
また、一般式（４）中のＺ１は、芳香環又は複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基などの脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基及びビフェニル基などの芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基及びビニル基などの反応性置換基などが挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基が一般式（４）の熱安定性が向上するという点で、より好ましい。
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシランなどのシラン化合物、２，３−ジヒドロキシナフタレンなどのプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイドなどのテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。
本発明の樹脂組成物に用いることができる硬化促進剤（Ｄ）の配合割合は、全樹脂組成物中０．１質量％以上、１質量％以下であることが好ましい。硬化促進剤（Ｄ）の配合量が上記範囲内であると、充分な硬化性、流動性を得ることができる。
カップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシランなどのシラン化合物等が挙げられ、エポキシ樹脂等と無機充填材との間で反応又は作用し、エポキシ樹脂等と無機充填材の界面の濡れ性や界面の強度を向上させるものが好ましい。
エポキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、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などが挙げられる。
また、アミノシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−（トリメトキシシリルプロピル）−１，３−ベンゼンジメタナンなどが挙げられる。アミノシランの１級アミノ部位をケトン又はアルデヒドを反応させて保護した潜在性アミノシランカップリング剤として用いてもよい。また、ウレイドシランとしては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどが挙げられる。また、メルカプトシランとしては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランのほか、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドのような熱分解することによってメルカプトシランカップリング剤と同様の機能を発現するシランカップリング剤など、が挙げられる。またこれらのシランカップリング剤は予め加水分解反応させたものを配合してもよい。これらのシランカップリング剤は１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
本発明の樹脂組成物に用いることができるカップリング剤の配合割合の下限値としては、樹脂組成物中０．０１質量％以上が好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上、特に好ましくは０．１質量％以上である。カップリング剤の配合割合の下限値が上記範囲内であれば、無機充填材と硬化性樹脂との濡れ性が向上し樹脂組成物の流動性が向上することで充填性などの成形性が向上する。また、カップリング剤の上限値としては、全樹脂組成物中１．０質量％以下が好ましく、より好ましくは０．８質量％以下、特に好ましくは０．６質量％以下である。カップリング剤の配合割合の上限値が上記範囲内であれば、バリなどの成形性が低下するおそれが少なく好ましい。
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、低応力剤、難燃剤等が挙げられる。
難燃剤としては、例えば、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、ノンハロ・ノンアンチモン系等が挙げられる。ノンハロ・ノンアンチモン系の難燃剤としては、例えば、有機燐、金属水和物、窒素含有樹脂等が挙げられる。
（粉砕（第１の粉砕））
図１に示すように、粉砕装置により、硬化性樹脂および必要に応じて本発明で使用するその他の成分の粉末材料および第１の無機充填材の粉末材料を含む原材料を所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕工程では、主に、第１の無機充填材以外の原材料が粉砕される。なお、原材料に第１の無機充填材が含まれることにより、粉砕装置の壁面へ原材料が付着するのを抑えることができ、また、相対的に比重の大きい無機充填材とその他の有機成分が衝突することで容易かつ確実に、原材料を微細に粉砕することができる。このようにして、硬化性樹脂、第１の無機充填材、さらには硬化促進剤等の複数種の粉末材料を含む第１の組成物が得られる。
粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル、気流式粉砕機（気流式の粉砕装置）等を用いることができるが、気流式粉砕機を用いることが好ましい。本実施形態では、好ましい態様の一例として後述する気流式の粉砕装置１を用いる。なお、この粉砕工程および粉砕装置１については、後に詳述する。
なお、本工程で使用する第１の無機充填材を予めカップリング剤などで表面処理することや、第１の無機充填材と硬化性樹脂等の粉末材料とカップリング剤などの表面処理剤を併存させて粉砕処理することもできる。
（表面処理）
第２の無機充填材の粉末材料に対し、表面処理を行う。この表面処理としては、例えば、第２の無機充填材の粉末材料の表面にカップリング剤等を付着させる。第２の無機充填材の表面にカップリング剤を付着させることにより、硬化性樹脂を含む第２の無期充填材以外の成分と第２の無機充填材とがなじみ易くなり、第２の無機充填材と硬化性樹脂との濡れ性が向上することを起点として樹脂組成物の流動性や均一性が向上することで充填性などの成形性が向上する。このようにして、第２の無機充填材の粉末材料を含む第２の組成物が得られる。この表面処理工程については、後に詳述する。
（混合）
次に、混合装置により、前記粉砕工程で得られた第１の組成物および前記表面処理工程で得られた第２の組成物を混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合装置等を用いることができる。
（混練）
次に、混練装置により、前記混合された混合物を混練する。この混練装置としては、例えば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機や、ミキシングロール等のロール式混練機を用いることができるが、２軸型混練押出機を用いることが好ましい。本実施形態では、好ましい態様の一例として１軸型混練押出機、２軸型混練押出機を用いる事例にて説明する。なお、この混練工程については、後に詳述する。
（脱気）
次に、必要に応じて脱気装置により、前記混練された樹脂組成物に対し脱気を行う。
（シート化）
次に、シート化装置により、前記脱気した塊状の樹脂組成物をシート状に成形し、シート状の樹脂組成物を得る。このシート化装置としては、例えば、シーティングロール等を用いることができる。
（冷却）
次に、冷却装置により、前記シート状の樹脂組成物を冷却する。これにより、樹脂組成物の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。
（粉砕（第２の粉砕））
次に、粉砕装置により、シート状の樹脂組成物を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の樹脂組成物を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャー等を用いることができる。
なお、顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得る方法としては、上記のシート化工程、冷却工程、粉砕工程を経ずに、例えば、混練装置の出口に小径を有するダイスを設置して、ダイスから吐出される溶融状態の樹脂組成物を、カッター等で所定の長さに切断することにより顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得るホットカット法に代表される造粒法を用いることもできる。この場合、ホットカット法等の造粒法により顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得た後、樹脂組成物の温度があまり下がらないうちに脱気を行うことが好ましい。
（タブレット化）
次に、タブレット状の成形体を製造する場合には、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の樹脂組成物を圧縮成形し、成形体（圧縮体）である樹脂組成物を得ることができる。
なお、樹脂組成物の製造方法においては、前記タブレット化工程を省略し、粉末状の樹脂組成物を完成体としてもよい。
図５に示すように、この樹脂組成物は、例えば、半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）（半導体装置）１００における半導体チップ（ＩＣチップ）（半導体素子）１２０の封止に用いられる。樹脂組成物で半導体チップ１２０を封止するには、樹脂組成物を、例えばトランスファー成形等により成形し、封止材（封止部）１４０として半導体チップ１２０を封止する方法が挙げられる。
すなわち、半導体パッケージ１００は、回路基板（基板）１１０（図５では後述する封止材１４０と同じ寸法で記載しているが、寸法は適宜調整可能である）と、回路基板１１０上に金属バンプ（接続部）１３０を介して電気的に接続された半導体チップ１２０とを有しており、樹脂組成物で構成される封止材１４０により、半導体チップ１２０が封止されている。また、半導体チップ１２０を封止する際は、樹脂組成物が、回路基板１１０と半導体チップ１２０との間の隙間（ギャップ）にも充填され、その樹脂組成物で構成される封止材１４０により補強がなされる。
ここで、樹脂組成物をトランスファー成形により成形して半導体チップ１２０を封止する際は、複数の半導体チップ１２０をまとめて封止するモールドアレイパッケージ（ＭＡＰ）と呼ばれる方法を用いることが好ましい。この場合は、半導体チップ１２０を例えば行列状に並べて樹脂組成物で封止した後、個々に切り分ける。このような方法で複数の半導体チップ１２０をまとめて封止する場合は、半導体チップ１２０を１個ずつ封止する場合に比べて、樹脂組成物の流動性がさらに良好である必要がある。なお、半導体チップ１２０を１個ずつ封止してもよいことは、言うまでもない。
また、トランスファー成形の際の金型温度は、１６０〜１９０℃程度であることが好ましく、樹脂組成物の注入圧力は、３〜１２ＭＰａ程度であることが好ましい。また、トランスファー成形の際は、金型内を減圧することが好ましい。
なお、樹脂組成物は、半導体チップ１２０と回路基板１１０との間の間隙距離（ギャップ長）Ｇが１５〜１００μｍ程度の場合に好適に用いることができ、２０〜７０
μｍ程度の場合により好適に用いることができる。
次に、粉砕装置１について説明する。
なお、当該粉砕装置１は、一例であり、これに限定されるものではない。例えば、各寸法は、一例であり、他の寸法にしてもよい。
図２に示す粉砕装置１は、樹脂組成物を製造する際の粉砕工程で使用される粉砕装置である。図２〜図４に示すように、粉砕装置１は、気流により、複数種の粉末材料を含む原材料を粉砕する気流式の粉砕装置であり、原材料を粉砕する粉砕部２と、冷却装置３と、高圧空気発生装置４と、粉砕された原材料を貯留する貯留部５とを備えている。
粉砕部２は、円筒状（筒状）をなす部位を有するチャンバ６を備えており、このチャンバ６内において、原材料を粉砕するように構成されている。なお、粉砕の際は、チャンバ６において、空気（気体）の旋回流が生じている。
チャンバ６の寸法は、特に限定されないが、チャンバ６の内径の平均値は、１０〜５０ｃｍ程度であることが好ましく、１５〜３０ｃｍ程度であることがより好ましい。なお、チャンバ６の内径は、図示の構成では上下方向に沿って一定であるが、これに限らず、上下方向に沿って変化していてもよい。
チャンバ６の底部６１には、粉砕された原材料を排出する出口６２が形成されている。この出口６２は、底部６１の中央部に位置している。また、出口６２の形状は、特に限定されないが、図示の構成では、円形をなしている。また、出口６２の寸法は、特に限定されないが、その直径が３〜３０ｃｍ程度であることが好ましく、７〜１５ｃｍ程度であることがより好ましい。
また、チャンバ６の底部６１には、一端が出口６２に連通し、他端が貯留部５に連通する管路（管体）６４が設けられている。
また、底部６１の出口６２の近傍には、その出口６２の周囲を囲う壁部６３が形成されている。この壁部６３により、粉砕の際、原材料が不本意に出口６２から排出してしまうことを防止することができる。
壁部６３は、筒状をなしており、図示の構成では、壁部６３の内径は、上下方向に沿って一定であり、外径は、上側から下側に向かって漸増している。すなわち、壁部６３の高さ（上下方向の長さ）は、外周側から内周側に向かって漸増している。また、壁部６３は、側面視で、凹状に湾曲している。これにより、粉砕された原材料は、出口６２に円滑に向かって移動することができる。
また、チャンバ６の上部の出口６２（管路６４）に対応する位置には、突起部６５が形成されている。この突起部６５の先端（下端）は、図示の構成では、壁部６３の上端（出口６２）よりも上側に位置しているが、これに限らず、突起部６５の先端が壁部６３の上端よりも下側に位置していてもよく、また、突起部６５の先端と壁部６３の上端との上下方向の位置が一致していてもよい。
なお、壁部６３および突起部６５の寸法は、それぞれ、特に限定されないが、壁部６３の上端（出口６２）から突起部６５の先端（下端）までの長さＬは、−１０〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、−５〜１ｍｍ程度であることがより好ましい。
前記長さＬの符号の「−」は、突起部６５の先端が壁部６３の上端よりも下側に位置することを意味し、「＋」は、突起部６５の先端が壁部６３の上端よりも上側に位置することを意味する。
また、チャンバ６の側部（側面）には、後述する高圧空気発生装置４から送出された空気（気体）をそのチャンバ６内に噴出する複数のノズル（第１のノズル）７１が設置されている。各ノズル７１は、チャンバ６の周方向に沿って配置されている。隣り合う２つのノズル７１の間の間隔（角度間隔）は、等しくてもよく、また、異なっていてもよいが、等しく設定されていることが好ましい。また、ノズル７１は、平面視で、チャンバ６の半径（ノズル７１の先端を通る半径）の方向に対して傾斜するように設置されている。なお、ノズル７１の数は、特に限定されないが、５〜８程度であることが好ましい。
前記各ノズル７１および高圧空気発生装置４により、チャンバ６内に空気（気体）の旋回流を生じさせる旋回流生成手段の主要部が構成される。
また、チャンバ６の側部には、高圧空気発生装置４から送出された空気により、原材料をそのチャンバ６内に噴出（導入）するノズル（第２のノズル）７２が設置されている。ノズル７２がチャンバ６の側部に設置されていることにより、そのノズル７２からチャンバ６内に噴出した原材料は、瞬時に、空気の旋回流に乗り、旋回を開始することができる。
チャンバ６の側部におけるノズル７２の位置は、特に限定されないが、図示の構成では、隣り合う２つのノズル７１の間に配置されている。また、ノズル７２の上下方向の位置は、ノズル７１と同じでもよく、また、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。また、ノズル７２は、平面視で、チャンバ６の半径（ノズル７２の先端を通る半径）の方向に対して傾斜するように設置されている。
例えば、各ノズル７１とノズル７２とを含めたすべてのノズルは、等間隔（等角度間隔）に配置されている構成とすることができる。この場合は、ノズル７２の隣に位置する２つのノズル７１の間の間隔は、その他の隣り合う２つのノズル７１の間の間隔の２倍になる。また、各ノズル７１が等間隔（等角度間隔）に設置され、ノズル７２が隣り合う２つのノズル７１の中間位置に配置されている構成とすることもできる。粉砕効率という観点では、各ノズル７１が等間隔（等角度間隔）に設置され、ノズル７２が隣り合う２つのノズル７１の中間位置に配置されている構成とすることが好ましい。
また、ノズル７２の上部には、ノズル７２内に連通し、原材料を供給する筒状の供給部（供給手段）７３が設置されている。供給部７３の上側の端部（上端部）は、その内径が下側から上側に向かって漸増するテーパ状をなしている。また、供給部７３の上端の開口（上端開口）は、供給口を構成しており、チャンバ６内の空気の旋回流の中心からずれた位置に配置されている。この供給部７３から供給された原材料は、ノズル７２からチャンバ６内に供給される。
貯留部５は、貯留部５内の空気（気体）を排出する空気抜き部５１を有している。この空気抜き部５１は、図示の構成では、貯留部５の上部に設けられている。また、空気抜き部５１には、空気（気体）を通過させ、原材料を通過させないフィルタが設けられている。そのフィルタとしては、例えば、濾布等を用いることができる。
高圧空気発生装置４は、管路８１を介して冷却装置３に接続され、冷却装置３は、途中で複数に分岐する管路８２を介して前記粉砕部２の各ノズル７１およびノズル７２に接続されている。
高圧空気発生装置４は、空気（気体）を圧縮して高圧の空気（圧縮空気）を送出する）装置であり、送出する空気の流量や圧力を調整し得るよう構成されている。また、高圧空気発生装置４は、送出する空気を乾燥させ、その湿度を低下させる機能を有し、送出する空気の湿度を調整し得るよう構成されている。この高圧空気発生装置４により、前記空気は、ノズル７１および７２から噴出される前（チャンバ６内に供給される前）に乾燥する。したがって、高圧空気発生装置４は、圧力調整手段および湿度調整手段の機能を有している。
冷却装置３は、高圧空気発生装置４から送出された空気をノズル７１および７２から噴出される前（チャンバ６内に供給される前）に冷却する装置であり、その空気の温度を調整し得るよう構成されている。したがって、冷却装置３は、温度調整手段の機能を有している。この冷却装置３としては、例えば、水冷液体冷媒式の装置、気体冷媒式の装置等を用いることができる。
次に、粉砕工程を説明する。
（粉砕工程（第１の粉砕工程））
この粉砕工程では、粉砕装置１により、硬化性樹脂（硬化剤、カップリング剤等の本発明で使用する成分を含んでもよい）の粉末材料および第１の無機充填材の粉末材料を含む原材料を所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。すなわち、粉砕装置１により、硬化性樹脂および第１の無機充填材等の複数種の粉末材料を含む原材料をさらに微細に粉砕し、所定の粒度分布の原材料（第１の組成物）を得る。これにより、粗粒をカットした微細な無機充填材を含む本発明の原材料の混練工程において、硬化性樹脂が溶解し易くなり、原材料を容易かつ確実に混練することができ、半導体チップを封止する際の流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を製造することができる。
ここで、第１の無機充填材は、本工程において粉砕する必要はないが、原材料が第１の無機充填材を含むことにより、粉砕装置１によりその原材料を粉砕する際、チャンバ６の内面に原材料が付着することを抑制することができ、また、比重が重く、容易には溶融しない無機充填材とその他の成分が衝突することで容易かつ確実に、原材料を微細に粉砕することができる。
第１の粉砕工程における原材料中の第１の無機充填材の含有率は、前記粉砕効率を考慮すると５〜７０質量％程度であることが好ましく、２０〜６０質量％程度であることがより好ましい。
なお、最終的な製品中の無機充填材の含有率は、樹脂組成物と半導体チップとの熱膨張係数差を小さくすることができ、より信頼性の高い半導体パッケージを得るために５０〜９０質量％程度であることが好ましく、７５〜８８質量％程度であることがより好ましい。
また、チャンバ６内に供給する空気の圧力は、０．３ＭＰａ以上に設定することが好ましく、０．５〜０．８ＭＰａ程度に設定することがより好ましい。
前記圧力が前記下限値未満であると、他の条件にもよるが、粉砕能力が不十分となり、原材料を微細に粉砕することができず、目標の粒度分布を得ることができない虞がある。また、前記圧力が大きすぎると、空気抜き部５１の構造にもよるが、貯留部５内の内圧が上がり粉砕能力が低下するなどの不具合が生じる。
また、チャンバ６内に供給する空気量は、１Ｎｍ３／分（０℃、１気圧での空気量）以上に設定することが好ましく、３〜５Ｎｍ３／分程度に設定することがより好ましい。
前記空気量が前記下限値未満であると、チャンバ６の内径の平均値等の諸条件によっては、粉砕能力が不十分となり、原材料を微細に粉砕することができず、目標の粒度分布を得ることができない虞がある。また、前記流量が大きすぎると、空気抜き部５１の構造にもよるが、貯留部５内の内圧が上がり粉砕能力が低下するなどの不具合が生じる。
また、チャンバ６内に供給される空気の温度は、２０℃以下に設定することが好ましく、１５℃以下に設定することがより好ましく、０〜５℃程度に設定することがさらに好ましい。
前記温度が前記上限値を超えると、他の条件にもよるが、粉砕の際に原材料がチャンバ６の内面に付着し、これにより収率が低下してしまう。また、前記温度が低すぎると、結露、吸湿による特性低下が起こる。
また、チャンバ６内に供給される空気の湿度は、４０％ＲＨ以下に設定することが好ましく、０〜１５％ＲＨ程度に設定することがより好ましい。
前記温度が前記上限値を超えると、他の条件にもよるが、粉砕の際に原材料が吸湿し、樹脂組成物の硬化性等の特性が低下し、成形性が悪化してしまう。
なお、前記空気の旋回流の流量および湿度は、それぞれ、高圧空気発生装置４において、目標値に調整（設定）することができ、また、前記空気の温度は、冷却装置３において、目標値に調整（設定）することができる。
原材料を粉砕する際は、高圧空気発生装置４および冷却装置３を作動させ、供給部７３から原材料を供給する。
高圧空気発生装置４からは、圧縮された高圧の空気（圧縮空気）が送出され、その空気は、冷却装置３で冷却され、各ノズル７１およびノズル７２からチャンバ６内に噴出する。これにより、チャンバ６においては、空気の旋回流が生じている。
供給された原材料は、前記高圧空気発生装置４から送出された空気により、ノズル７２からチャンバ６内に噴出（導入）され、そのチャンバ６内において、前記旋回流により旋回し、粒子同士が衝突することで粉砕される。そして、各粒子は、その質量（粒径）が減少するにつれて、チャンバ６の中心部に向かって集まり、壁部６３を乗り越えて、出口６２から排出され、管路６４内を通り、貯留部５へ移送され、貯留される。
一方、貯留部５内に流入した空気は、空気抜き部５１から外部に排出される。このため、この粉砕装置１では、サイクロン方式の分気装置を設ける必要がなく、そのサイクロン方式の分気装置を設けないことにより、収率を向上させることができる。
この粉砕工程を行うことにより、原材料は、微細に粉砕され、分級も行われる。この場合、原材料の粒度分布は、粒径２５０μｍ以上が３質量％以下、粒径１５０μｍ以上、２５０μｍ未満が１５質量％以下、粒径１５０μｍ未満が８０質量％以上とすることが好ましく、粒径２５０μｍ以上が２質量％以下、粒径１５０μｍ以上、２５０μｍ未満が１０質量％以下、粒径１５０μｍ未満が９０質量％以上とすることがより好ましい。これにより、混練工程において、硬化性樹脂が溶融し易くなり、原材料を容易かつ確実に混練することができ、半導体チップを封止する際の流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を製造することができる。
また、粉砕後の原材料の平均粒径は、１〜１００μｍ程度であることが好ましく、５〜５０μｍ程度であることがより好ましい。これにより、混練工程において、硬化性樹脂が溶融し易くなり、原材料を容易かつ確実に混練することができる。
ここで、本発明で使用する粉砕前の第１の無機充填材の平均粒径は、０．１〜３０μｍ程度であることが好ましく、１〜１０μｍ程度であることがより好ましい。また、第１の無機充填材は、２４μｍを超える粒子の含有率が１質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以下であることがより好ましい。なお、第１の無機充填材において、２４μｍを超える粒子の含有率は、０であってもよい。これにより、回路基板と半導体チップとの間の間隙距離が小さい場合でも、その回路基板と半導体チップとの間に第１の樹脂組成物を充填する際、回路基板と半導体チップとの間に第１の無機充填材が引っ掛かってしまうことを防止することができる。
また、第１の無機充填材の平均粒径と第２の無機充填材の平均粒径の大小関係は限定されるものではなく、材料設計によって適宜選択されるものである。
なお、第１の無機充填材や粉砕後の原材料の粒度分布、平均粒径、最大粒径等は、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００等）を用いて測定することができる。
なお、この粉砕工程に先立って、混合装置により、原材料を混合することが好ましい。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合装置やドラムミキサー等を用いることができる。
なお、本発明では第１の無機充填材にカップリング剤などの表面処理剤を使用して表面処理を行うことを妨げるものではなく、第１の無機充填材を予め表面処理した後本工程を実施してもよいし、第１の無機充填材と硬化性樹脂等の成分を粉砕する際に表面処理剤を接触させる等適宜処理方法の選択も可能である。
次に、表面処理工程を説明する。
（表面処理工程）
この表面処理工程では、所定の表面処理装置により、第２の無機充填材の粉末材料の表面にカップリング剤等の処理液を付着させ、処理液が付着した第２の無機充填材、すなわち、処理液が付着した第２の無機充填材を含む粉末材料（第２の組成物）を得る。第２の無機充填材の表面にカップリング剤を付着させることにより、硬化性樹脂を含む第２の無期充填材以外の成分と第２の無機充填材とがなじみ易くなり、第２の無機充填材と硬化性樹脂との濡れ性が向上することを起点として樹脂組成物の流動性や均一性が向上することで充填性などの成形性が向上する。
また、第２の無機充填材の平均粒径は、０．１〜３０μｍ程度であることが好ましく、１〜１０μｍ程度であることがより好ましい。また、第２の無機充填材は、２４μｍを超える粒子の含有率が１質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以下であることがより好ましい。なお、第２の無機充填材において、２４μｍを超える粒子の含有率は、０であってもよい。これにより、回路基板と半導体チップとの間の間隙距離が小さい場合でも、その回路基板と半導体チップとの間に樹脂組成物を充填する際、回路基板と半導体チップとの間に第２の無機充填材が引っ掛かってしまうことを防止することができる。
また、樹脂組成物中の前記第１の無機充填材と第２の無機充填材との質量比は、第１の無機充填材：第２の無機充填材が、１０：９０〜９０：１０であることが好ましく、２０：８０〜８０：２０であることがより好ましく、３０：７０〜７０：３０であることがさらに好ましい。
次に、混合工程を説明する。
（混合工程）
この混合工程では、混合装置により、粉砕工程で得られた第１の組成物および表面処理工程で得られた第２の組成物を混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合装置等を用いることができる。
この混合工程で混合された混合物の粒度分布は、粒径２５０μｍ以上が２質量％以下、粒径１５０μｍ以上、２５０μｍ未満が１５質量％以下、粒径１５０μｍ未満が８０質量％以上とすることが好ましく、粒径２５０μｍ以上が１質量％以下、粒径１５０μｍ以上、２５０μｍ未満が１０質量％以下、粒径１５０μｍ未満が９０質量％以上とすることがより好ましい。また、混合物の平均粒径は、１〜１００μｍ程度であることが好ましく、５〜５０μｍ程度であることがより好ましい。これにより、混練工程において、硬化性樹脂が溶融し易くなり、原材料を容易かつ確実に混練することができ、半導体チップを封止する際の流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を製造することができる。
次に、混練工程を説明する。
（混練工程）
この混練工程では、混練装置により、混合工程で混合された混合物（原材料）を混練する。混練装置としては、当業者に公知のミキシングロール、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等を使用可能であるが、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機が好ましく、２軸型混練押出機がより好ましい。
また、混練装置を用いて、前記混合物１ｋｇあたりに与える混練エネルギーを、０．０１〜０．５ｋＷｈ／ｋｇ程度とすることが好ましく、０．０５〜０．４ｋＷｈ／ｋｇ程度とすることがより好ましい。本発明における混練エネルギーとは、混練装置が材料を定常的に混練している際の電力値を時間あたりの材料の処理量で除した値である。
本発明では第１の粉砕工程、表面処理工程を採用することで粗粒をカットした微細な無機充填材を使用する樹脂組成物の混練においても低い混練エネルギーで十分な混練が可能となる。
前記混練エネルギーが前記下限値よりも小さいと、混合物を十分に混練することができず、混合物中の樹脂などの有機成分と無機充填材の濡れ性を向上させたり、成分の均一性を十分に得ることができない場合がある。また、前記混練エネルギーが前記上限値よりも大きいと、混合物の反応が急速に進むため、樹脂組成物の流動性の低下など成形性等が低下する虞がある。
また、加熱温度は、７０〜１４０℃程度であることが好ましく、９０〜１３０℃程度であることがより好ましい。これにより、混合物を確実に混練することができる。
また、混練時間は、２〜２０分程度であることが好ましく、５〜１５分程度であることがより好ましい。これにより、混合物を確実に混練することができる。
以上説明したように、前記樹脂組成物の製造方法によれば、粗粒をカットした微細な無機充填材を含んでいても、半導体チップを封止する際の流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を提供することができる。これにより、樹脂組成物により半導体チップを封止する際の樹脂組成物の成形性が向上し、また、半導体チップと回路基板との間に樹脂組成物を確実に充填するための所謂狭いギャップへの回り込み性を確保することができ、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
そして、特に、粉砕装置１を用いて原材料を粉砕し、前記特定の混練エネルギーにて、好ましくは１軸型または２軸型混練押出機を用いて、混合工程で混合された混合物を混練することにより、微細な無機充填材を含み、流動性および硬化性に優れた樹脂組成物を容易かつ確実に製造することができる。
以上、本発明の樹脂組成物の製造方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本発明に、他の任意の工程が付加されていてもよい。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。なお、表１では最終的にすべて混合した際の組成物の配合を示した。
（実施例１）
＜原材料＞
＜第１の組成物の原材料＞
［第１の無機充填材］
・アドマテックス（株）製ＳＯ−２５Ｈ（平均粒径０．５μｍ、２４μｍを超える粒子０．１％以下）：２２．５０質量部
［硬化性樹脂］
・日本化薬（株）製ＮＣ−３０００（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、エポキシ当量２７６ｇ／ｅｑ、軟化点５７℃）：８．３３質量部
［硬化剤］
・日本化薬（株）製ＧＰＨ−６５（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、水酸基当量１９６ｇ／ｅｑ、軟化点６５℃）：５．５２質量部
［硬化促進剤］
・硬化促進剤１（下記式（５）で表される硬化促進剤）：０．３０質量部
Figure 0005857598
［イオン捕捉剤］
・協和化学工業（株）製ＤＨＴ−４Ｈ（ハイドロタルサイト）：０．１５質量部
［離型剤］
・クラリアントジャパン（株）製ＷＥ−４Ｍ（モンタン酸エステルワックス）：０．３０質量部
［難燃剤］
・住友化学（株）製ＣＬ−３０３（水酸化アルミニウム）：２．５０質量部
［着色剤］
・三菱化学（株）製ＭＡ−６００（カーボンブラック）：０．３０質量部
＜第２の組成物の原材料＞
［第２の無機充填材］
・電気化学工業（株）製溶融球状シリカＦＢ−５ＬＤＸ（平均粒径４．２μｍ、２４μｍを超える粒子０．１質量％以下）：５９．７０質量部
［カップリング剤］
・チッソ（株）製ＧＰＳ−Ｍ（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）：０．２０質量部
・チッソ（株）製Ｓ８１０（γ−メルカプトトリプロピルメトキシシラン）：０．２０質量部
＜樹脂組成物の製造＞
前述した図２に示す粉砕装置１を用い、下記の条件で、前記第１の組成物の原材料を粉砕し、第１の組成物を得た。粉砕後の第１の組成物の粒度分布および平均粒径は、下記表１に示す通りである。
チャンバ内に供給する空気の圧力：０．７ＭＰａ
チャンバ内に供給する空気の温度：３℃
チャンバ内に供給する空気の湿度：９％ＲＨ
また、リボンブレンダーを用い、第２の無機充填材の表面にカップリング剤を付着させ、第２の組成物を得た。
次に、前記第１の組成物および第２の組成物をヘンシェルミキサーにより混合したのち、２軸型混練押出機を用い、下記の条件で前記混合された混合物を混練した。
混合物１ｋｇあたりに与える混練エネルギー：０．１１ｋＷｈ／ｋｇ
加熱温度：１１０℃
混練時間：７分
次に、前記混練された混練物に対し、脱気、冷却後、粉砕機で粉砕して、粉末状の樹脂組成物を得た。そして、成形体製造装置により、前記粉末状の樹脂組成物を圧縮成形し、樹脂組成物を得た。
（実施例２）
原材料を下記のように変更し、下記の条件で、混合物を溶融混練した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
＜原材料＞
＜第１の組成物の原材料＞
［第１の無機充填材］
・龍森製溶融球状シリカＭＵＦ−６：２０質量部
［カップリング剤］
・チッソ（株）製ＧＰＳ−Ｍ：０．１０質量部
［硬化性樹脂］
・日本化薬（株）製ＮＣ−３０００：７．１３質量部
・三菱化学（株）製ＹＬ−６８１０（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、融点４７℃）：１．８１質量部
［硬化剤］
・日本化薬（株）製ＧＰＨ−６５：１．２１質量部
・三井化学（株）製ＸＬＣ−４Ｌ（フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、水酸基当量１６５ｇ／ｅｑ、軟化点６５℃）：３．７７質量部
［硬化促進剤］
・硬化促進剤１（上記式（５）で表される硬化促進剤）：０．３３質量部
［イオン捕捉剤］
・協和化学工業（株）製ＤＨＴ−４Ｈ：０．１５質量部
［離型剤］
・クラリアントジャパン（株）製ＷＥ−４Ｍ：０．３０質量部
［難燃剤］
・住友化学（株）製ＣＬ−３０３：２．５０質量部
［着色剤］
・三菱化学（株）製ＭＡ−６００：０．３０質量部
＜第２の組成物の原材料＞
［第２の無機充填材］
・龍森製溶融球状シリカＭＵＦ−６（平均粒径１０．６μｍ、２４μｍを超える粒子０．１質量％以下）：３９．７０質量部
・アドマテックス（株）製ＳＯ−２５Ｈ：２２．５０質量部
［カップリング剤］
・チッソ（株）製Ｓ８１０：０．２０質量部
実施例１に対して、電力値を低減し、原材料の処理量を増やして混合物１ｋｇあたりに与える混練エネルギーを０．０５ｋＷｈ／ｋｇとした。
（実施例３）
原材料を下記のように変更し、下記の条件で、混合物を溶融混練した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
＜原材料＞
＜第１の組成物の原材料＞
［第１の無機充填材］
・電気化学工業（株）製溶融球状シリカＦＢ−５ＬＤＸ：１０．００質量部
・アドマテックス（株）製ＳＯ−２５Ｈ：１０．００質量部
［硬化性樹脂］
・三菱化学（株）製ＹＬ−６８１０（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、融点４７℃）：３．０８質量部
・三菱化学（株）製ＹＸ−８８００（ジヒドロアントラキノン型結晶性エポキシ樹脂、エポキシ当量１８１ｇ／ｅｑ、軟化点１０９℃）：３．０８質量部
［硬化剤］
・新日鐵化学（株）製ＳＮ−４８５（フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル樹脂、ナフトールの水酸基の位置はα位、水酸基当量２１０ｇ／ｅｑ、軟化点８７℃）：２．７７質量部
・住友ベークライト（株）製ＰＲ−ＨＦ−３（フェノールノボラック樹脂、水酸基当量１０５ｇ／ｅｑ、軟化点８０℃）：１．８５質量部
［硬化促進剤］
・硬化促進剤２（下記式（６）で表される硬化促進剤）：０．４２質量部
Figure 0005857598
［イオン捕捉剤］
・協和化学工業（株）製ＤＨＴ−４Ｈ：０．１５質量部
［離型剤］
・クラリアントジャパン（株）製ＷＥ−４Ｍ：０．１５質量部
［低応力化剤］
・東レ・ダウコーニング（株）製ＦＺ−３７３０（シリコーンオイル）：０．１５質量部
［難燃剤］
・住友化学（株）製ＣＬ−３０３：２．５０質量部
［着色剤］
・三菱化学（株）製ＭＡ−６００：０．３０質量部
＜第２の組成物の原材料＞
［第２の無機充填材］
・電気化学工業（株）製溶融球状シリカＦＢ−５ＬＤＸ：６０．３５質量部
・アドマテックス（株）製ＳＯ−２５Ｈ：５．００質量部
［カップリング剤］
・東レ・ダウコーニング（株）製ＣＦ４０８３（Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）：０．２０質量部
実施例１とほぼ同様な条件で混練を行い混合物１ｋｇあたりに与える混練エネルギーは０．３２ｋＷｈ／ｋｇとなった。なお、実施例１に対して混練エネルギーが増大したのは、原材料の配合が実施例１と異なるためである。
（実施例４）
１軸押出機を用い、下記の条件で、混合物を溶融混練した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
実施例１に対し、電力値を増やし、原材料の処理量を低減し、混合物１ｋｇあたりに与える混練エネルギーを０．３９ｋＷｈ／ｋｇとした。
（比較例１）
下記のように製造方法のうちの混練工程までを変更した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
＜樹脂組成物の製造＞
ヘンシェルミキサーを用い、下記の条件で、実施例１にて使用した第１の組成物の原材料および第２の組成物の原材料を粉砕した。粉砕後の原材料の粒度分布および平均粒径は、下記表１に示す通りである。
ヘンシェルミキサーの回転数：１５０ｒｐｍ
次に、１軸型混練押出機を用い、下記の条件で、前記粉砕後の原材料を混練した。
原材料１ｋｇあたりに与える混練エネルギー：０．６３ｋＷｈ／ｋｇ
加熱温度：１００℃
混練時間：９分
以降の製造方法は、実施例１と同様である。
（比較例２）
第２の組成物の原材料のうちの溶融球状シリカＦＢ−５ＬＤＸと混練条件を下記のように変更した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
［無機充填材］
・電気化学工業（株）製球状溶融シリカＦＢ−９５０（平均粒径３８μｍ、２４μｍを超える粒子３７質量％）：５９．７０質量部
原材料１ｋｇあたりに与える混練エネルギー：０．１７ｋＷｈ／ｋｇ
加熱温度：１００℃
混練時間：７分
［評価］
実施例１〜４、比較例１および２に対し、それぞれ、下記のようにして樹脂組成物の各評価を行った。その結果は、下記表１に示す通りである。
（スパイラルフロー）
低圧トランスファー成形機（コータキ精機（株）製ＫＴＳ−１５）を用いて、ＡＮＳＩ／ＡＳＴＭ Ｄ ３１２３−７２に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒の条件にて樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が、流動性が良好である。スパイラルフロー値は、７０ｃｍ以上であれば問題はなく、８０ｃｍ以上であれば、良好な成形性を得ることができる。
（ゲルタイム（硬化性））
１７５℃に制御された熱板上に、樹脂組成物を載せ、スパチュラで約１回／秒のストロークで練る。樹脂組成物が熱により溶解してから硬化するまでの時間を測定し、ゲルタイムとした。ゲルタイムは、数値が小さい方が、硬化が速いことを示す。
（高化式フロー粘度）
島津製作所（株）製のフローテスタＣＦＴ−５００Ｃを用いて、温度１７５℃、荷重４０ｋｇｆ（ピストン面積１ｃｍ２）、ダイ穴直径０．５０ｍｍ、ダイ長さ１．００ｍｍの試験条件で溶解した樹脂組成物のみかけの粘度ηを測定した。このみかけの粘度ηは、次の計算式より算出した。なお、Ｑは単位時間あたりに流れる樹脂組成物の流量である。また、高化式フロー粘度は、数値が小さい方が、低粘度であることを示す。
η＝（４πＤＰ／１２８ＬＱ）×１０−３（Ｐａ・秒）
η：みかけの粘度
Ｄ：ダイ穴直径（ｍｍ）
Ｐ：試験圧力（Ｐａ）
Ｌ：ダイ長さ（ｍｍ）
Ｑ：フローレート（ｃｍ３／秒）
（充填性）
フリップチップＢＧＡ（基板は厚さ０．３６ｍｍのビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板、パッケージサイズは１６×１６ｍｍ、チップサイズは１０×１０ｍｍ、基板とチップとの間隙は７０μｍ）を、低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で、樹脂組成物により封止成形した。基板−チップ間の間隙における樹脂組成物の充填性を、超音波探傷機（日立建機Ｍｙ Scorpe）で観察し、未充填が無いものを「○」、未充填があるものを「×」と判断した。
（矩形圧（粘度））
低圧トランスファー成形機（ＮＥＣ（株）製４０ｔマニュアルプレス）を用いて、金型温度１７５℃、注入速度１７７ｃｍ３／秒の条件にて、幅１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１７５ｍｍの矩形状の流路に、樹脂組成物を注入し、流路の上流先端から２５ｍｍの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、樹脂組成物の流動時における最低圧力を測定した。矩形圧は、溶融粘度のパラメータであり、数値が小さい方が、溶融粘度が低く良好である。矩形圧の値は、６ＭＰａ以下であれば問題はなく、５ＭＰａ以下であれば、良好な粘度を得ることができる。
（硬化トルク比）
キュラストメーター（オリエンテック（株）製、ＪＳＲキュラストメーターＩＶＰＳ型）を用い、金型温度１７５℃にて樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定し、測定開始１２０秒後の硬化トルク値、３００秒後までの最大硬化トルク値を求め、硬化トルク比：（１２０秒後の硬化トルク値）／（３００秒後までの最大硬化トルク値）×１００（％）を計算した。キュラストメーターにおける硬化トルクは熱剛性のパラメータであり、硬化トルク比の大きい方が成形直後の熱剛性は良好である。
Figure 0005857598
上記表１から明らかなように、実施例１〜４では、スパイラルフロー、ゲルタイム、高化式フロー粘度、充填性、矩形圧および硬化トルク比のすべてにおいて良好な結果が得られた。
これに対し、本発明の粉砕工程、表面処理工程を実施しない事例である比較例１では、低い混練エネルギーでは混練ができないため、高い混練エネルギーを適用したが、混練が過剰となり、反応が進み過ぎ、ほぼすべての評価が不可能であった。比較例２では、大きな粒子が含まれる汎用シリカを使用した事例であり、充填性以外は良好であったが、基板とチップとの間隙付近に多数の粗粒シリカがつまり、未充填が多発した。
１ 粉砕装置
２ 粉砕部
３ 冷却装置
４ 高圧空気発生装置
５ 貯留部
５１ 空気抜き部
６ チャンバ
６１ 底部
６２ 出口
６３ 壁部
６４ 管路
６５ 突起部
７１、７２ ノズル
７３ 供給部
８１、８２ 管路
１００ 半導体パッケージ
１１０ 回路基板
１２０ 半導体チップ
１３０ 金属バンプ
１４０ 封止材

Claims (7)

  1. 基板上に設置された半導体素子を封止する樹脂組成物であって、その封止の際に、前記基板と前記半導体素子との間の隙間にも充填される樹脂組成物を製造する製造方法であって、
    筒状をなす部位を有するチャンバを備える気流式の粉砕装置を用い、前記チャンバ内において、気体の旋回流により、硬化性樹脂の粉末材料および第１の無機充填材の粉末材料を含む原材料を旋回させ、前記原材料を粉砕する粉砕工程と、
    第２の無機充填材の粉末材料に対し、表面処理を行う表面処理工程と、
    粉砕後の前記原材料と、表面処理された前記第２の無機充填材とを混合する混合工程と、
    前記混合工程で混合された混合物を混練する混練工程とを有し、
    前記粉砕装置は、前記チャンバの側部に周方向に沿って配置され、前記チャンバ内に前記気体を噴出する複数の第１のノズルおよび第２のノズルを有し、
    前記粉砕工程において、前記第２のノズルを介して、前記チャンバ内に前記原材料を供給し、前記複数の第１のノズルから前記気体を前記チャンバ内に噴出することにより、前記チャンバ内に前記気体の前記旋回流を生じさせることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
  2. 前記表面処理工程においては、前記第２の無機充填材の粉末材料の表面に、カップリング剤を付着させる請求項１に記載の樹脂組成物の製造方法。
  3. 前記混合物の平均粒径は、１〜１００μｍである請求項１または２に記載の樹脂組成物の製造方法。
  4. 前記混合物の粒度分布は、粒径２５０μｍ以上が２質量％以下、粒径１５０μｍ以上、２５０μｍ未満が１５質量％以下、粒径１５０μｍ未満が８０質量％以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
  5. 前記原材料は、硬化促進剤を含み、
    前記硬化性樹脂は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂系硬化剤を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
  6. 前記粉砕工程において、
    前記チャンバ内に噴出する前記気体の量を１Ｎｍ ３ ／分以上、
    前記チャンバ内に噴出する前記気体の圧力を０．３ＭＰａ以上、
    前記チャンバ内に噴出する前記気体の温度を２０℃以下、
    前記チャンバ内に噴出する前記気体の湿度を４０％ＲＨ以下、
    とする請求項１ないし５のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
  7. 前記混練工程では、２軸型混練押出機を用いる請求項１ないし６のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
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