JP7038575B2 - 封止用シート - Google Patents

Description

本発明は、封止用シートに関する。

従来、封止樹脂シートにより、複数の半導体チップを埋め込んで封止することが知られている。

例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エラストマー、無機充填剤、および、硬化促進剤を含む封止樹脂シートが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４－１５４９０号公報

しかるに、封止樹脂シートは、複数の半導体チップを埋設して、加熱により硬化して硬化体シートを形成する。その後、硬化体シートが、吸引孔を有する吸着ステージに設置されて、吸引孔に接続される吸引装置の駆動によって、硬化体シートが吸着ステージに固定される（密着する）。続いて、硬化体シートをダイシングして、複数の半導体チップを個片化する。その際、硬化体シートは、吸引孔により吸引されながら、ダイシングソーとの接触により加熱されても破断しない、加熱時の柔軟性が求められる。

一方、硬化体シートが過度に柔軟であれば、半導体チップに対する封止性の低下、ひいては、半導体チップおよび硬化体シートを備える半導体装置の信頼性の低下を生じるという不具合がある。

さらに、硬化体シートには、優れた靱性も求められる。

本発明は、加熱時の柔軟性、および、半導体チップの封止性、および、靱性に優れる封止用シートを提供する。

本発明（１）は、熱硬化性成分と、無機フィラーとを含有する封止用シートであり、前記無機フィラーの前記封止用シートにおける割合が、５０％以上、９５％以下であり、前記封止用シートの硬化物である硬化体シートの８０℃におけるショアＤ硬度の、前記硬化体シートの２５℃におけるショアＤ硬度に対する比が、０．５以上、１．０未満である、封止用シートを含む。

本発明（２）は、前記無機フィラーの前記封止用シートにおける割合が、７０％未満である、（１）に記載の封止用シートを含む。

本発明（３）は、前記硬化体シートの２５℃における前記ショアＤ硬度が、５０以上、８０以下である、（１）または（２）に記載の封止用シートを含む。

本発明（４）は、前記硬化体シートのガラス転移温度Ｔｇが、１００℃以下である、（１）～（３）のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明（５）は、前記硬化体シートの２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’の、前記硬化体シートの２６０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’に対する比が、１０以上、５００以下である、（１）～（４）のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明の封止用シートでは、無機フィラーの封止用シートにおける割合が、５０％以上、９５％以下と高いので、靱性に優れる。

また、封止用シートの硬化物である硬化体シートの８０℃におけるショアＤ硬度の、硬化体シートの２５℃におけるショアＤ硬度に対する比が１．０未満であるので、硬化体シートは、加熱時の柔軟性に優れる。

一方、上記した比が、０．５以上であるので、硬化体シートは、封止性に優れる。

図１は、本発明の封止用シートの一実施形態である半導体素子封止用シートの断面図を示す。 図２Ａ～図２Ｂは、図１に示す半導体素子封止用シートを用いて、半導体素子を封止して、半導体素子パッケージ集合体を製造する方法の工程図を示し、図２Ａが、半導体素子封止用シートを、複数の半導体素子に対して対向配置する工程、図２Ｂが、半導体素子封止用シートによって、複数の半導体素子を封止して、半導体素子パッケージ集合体を得る工程を示す。 図３は、図２Ｂに示す半導体素子パッケージ集合体を個片化して、半導体素子パッケージを得る工程を示す。 図４は、図３に示す工程の変形例を示す。

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

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

また、半導体素子封止用シート１は、後述する半導体素子パッケージ集合体３５（図２Ｂ参照）および半導体素子パッケージ５（図３参照）を製造するための部品であって、半導体素子パッケージ集合体３５および半導体素子パッケージ５そのものではなく、半導体素子封止用シート１は、半導体素子３、および、半導体素子３を実装する基板２を含まず、具体的には、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。

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

図１に示すように、半導体素子封止用シート１は、厚み方向に直交する方向（面方向）に延びる略板形状（フィルム形状）を有する。また、半導体素子封止用シート１は、厚み方向一方側に位置する第１面６と、第１面６と厚み方向に対向する第２面７とを備える。第１面６および第２面７は、ともに平坦面を有しており、互いに平行する。

第２面７は、半導体素子封止用シート１における厚み方向他方側に位置する面（下面）であって、図２Ｂに示すように、半導体素子封止用シート１が半導体素子３を封止するときに、半導体素子３および基板２に接触する接触面（厚み方向他方面）である。

第１面６は、半導体素子封止用シート１が半導体素子３を封止するときに、基板２の対向面８（後述）と厚み方向に間隔を隔てて対向配置される対向面（厚み方向一方面）（上面）である。また、図３に示すように、第１面６は、半導体素子パッケージ５が吸着ステージ３０に配置されるときに、吸着ステージ３０の吸引面（吸着）３１に接触する面である。

半導体素子封止用シート１の材料は、熱硬化性成分と、無機フィラーとを含む封止組成物である。

熱硬化性成分は、半導体素子封止用シート１（封止組成物）において、無機フィラーを互いに結合させるバインダー成分であって、熱によって硬化して、封止組成物の硬度を向上させる。

熱硬化性成分は、例えば、封止樹脂（主剤）、硬化剤および硬化促進剤を含む。

封止樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ビニルエステル樹脂、シアノエステル樹脂、マレイミド樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。封止樹脂としては、耐熱性などの観点から、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、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、変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの２官能エポキシ樹脂、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などの３官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。これらエポキシ樹脂は、単独で使用または２種以上を併用することができる。

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

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

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

エポキシ樹脂の割合は、封止組成物において、例えば、１質量％以上、好ましくは、２質量％以上であり、また、例えば、３０質量％以下、好ましくは、１０質量％以下である。また、エポキシ樹脂の割合は、熱硬化性成分において、例えば、５０質量％以上、好ましくは、６０質量％以上であり、また、例えば、９０質量％以下、好ましくは、１０質量％以下である。

硬化剤は、加熱によって、上記した封止樹脂（主剤）を硬化させる成分（好ましくは、エポキシ樹脂硬化剤）である。硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂などのフェノール樹脂が挙げられる。

硬化剤の割合は、封止樹脂がエポキシ樹脂であり、硬化剤がフェノール樹脂であれば、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計が、例えば、０．７当量以上、好ましくは、０．９当量以上、例えば、１．５当量以下、好ましくは、１．２当量以下となるように、調整される。具体的には、硬化剤の配合部数は、封止樹脂１００質量部に対して、例えば、３０質量部以上、好ましくは、５０質量部以上であり、また、例えば、７５質量部以下、好ましくは、６０質量部以下である。

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

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

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

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

また、無機フィラーは、第１フィラーと、第１フィラーの最大長さの平均値Ｍ１より小さい最大長さの平均値Ｍ２を有する第２フィラーとを含むことができる。

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

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

第１フィラーの最大長さの平均値の、第２フィラーの最大長さの平均値に対する比（Ｍ１／Ｍ２）は、例えば、２以上、好ましくは、５以上であり、また、例えば、５０以下、好ましくは、２０以下である。

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

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

無機フィラー（第１フィラーおよび第２フィラーの併用であれば、それらの総量）の割合は、半導体素子封止用シート１（封止組成物）中、５０質量％以上、好ましくは、５０質量％超過、より好ましくは、５５質量％以上、さらに好ましくは、６０質量％以上であり、また、９５質量％以下、例えば、９０質量％以下、好ましくは、８５質量％以下、より好ましくは、７５質量％以下、さらに好ましくは、７０質量％以下、とりわけ好ましくは、７０質量％未満である。

無機フィラーの割合が上記した下限を下回ると、半導体素子封止用シート１の靱性を確保できない。

一方、無機フィラーの割合が上記した上限を上回ると、半導体素子封止用シート１が脆性を有し、半導体素子３を確実に封止できない。

無機フィラーが上記した第１無機フィラーと第２無機フィラーとを含む場合には、第１無機フィラーの割合は、封止組成物中、例えば、４０質量％以上、好ましくは、５０質量％超過であり、また、例えば、８０質量％以下、好ましくは、７０質量％以下である。

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

なお、封止組成物に、熱可塑性樹脂、顔料、シランカップリング剤などの添加剤を適宜の割合で添加することもできる。

熱可塑性樹脂は、加熱時の硬化体シート２０における柔軟性を向上させる成分である。

熱可塑性樹脂としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂（６－ナイロンや６，６－ナイロンなど）、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、飽和ポリエステル樹脂（ＰＥＴなど）、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体などが挙げられる。これら熱可塑性樹脂は、単独使用または２種以上併用することができる。

熱可塑性樹脂として、好ましくは、封止樹脂（好ましくは、エポキシ樹脂）との分散性を向上させる観点から、アクリル樹脂が挙げられる。

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

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

アクリル系ポリマーは、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとその他のモノマー（共重合性モノマー）とのコポリマーであってもよい。

その他のモノマー（共重合性モノマー）としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのグリシジル基含有モノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー、例えば、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４－ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６－ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８－ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０－ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２－ヒドロキシラウリルまたは（４－ヒドロキシメチルシクロヘキシル）－メチルアクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー、例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２－（メタ）アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー、例えば、２－ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどリン酸基含有モノマー、例えば、スチレンモノマー、例えば、アクリロニトリルなどが挙げられる。これらモノマーは、単独で使用または２種以上を併用することができる。これらの中でも、好ましくは、カルボキシル基含有モノマーが挙げられる。

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

熱可塑性樹脂の割合（固形分割合）は、封止組成物の熱硬化を阻害しないように調整されており、具体的には、封止組成物に対して、例えば、１質量％以上、好ましくは、２質量％以上、より好ましくは、３．５質量％以上であり、また、例えば、１０質量％以下、好ましくは、５質量％以下、より好ましくは、５質量％以下である。

なお、熱可塑性樹脂は、適宜の溶媒で希釈されて調製されていてもよい。

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

シランカップリング剤は、無機フィラーの表面を処理（表面処理）するために配合される。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ基を含有するシランカップリング剤が挙げられる。エポキシ基を含有するシランカップリング剤としては、例えば、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどの３－グリシドキシジアルキルジアルコキシシラン、例えば、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどの３－グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。好ましくは、３－グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。シランカップリング剤の配合割合は、無機フィラー１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、好ましくは、１質量部以上であり、また、例えば、１０質量部以下、好ましくは、５質量部以下である。

封止組成物を調製するには、熱硬化性成分と、無機フィラーと、必要により、添加剤とを配合して、それらを混合する。

次に、半導体素子封止用シート１の製造方法を説明する。

半導体素子封止用シート１を製造するには、例えば、封止組成物を溶媒（例えば、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチルなど）に溶解および／または分散させて、ワニスを調製し、これを、図１に示すように、第１剥離シート１５に塗布し、乾燥させる。これによって、半導体素子封止用シート１を、第１剥離シート１５に支持された状態で、製造する。その後、第２剥離シート１６を、半導体素子封止用シート１に対して第１剥離シート１５の反対側に配置する。つまり、半導体素子封止用シート１を、第１剥離シート１５および第２剥離シート１６で厚み方向に挟み込んだ状態で、製造する。半導体素子封止用シート１の第１面６および第２面７のそれぞれは、第２剥離シート１６および第１剥離シート１５のそれぞれに接触している。

第１剥離シート１５および第２剥離シート１６のそれぞれは、可撓性を有し、面方向に延びるシート形状を有する。第１剥離シート１５および第２剥離シート１６の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどの樹脂、例えば、ステンレスなどの金属などが挙げられ、好ましくは、樹脂が挙げられる。また、第１剥離シート１５および第２剥離シート１６の表面（半導体素子封止用シート１に接触する接触面）は、剥離処理が施されていてもよい。第１剥離シート１５および第２剥離シート１６のそれぞれの厚みは、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下である。

他方、ワニスを調製せず、混練押出によって、封止組成物から半導体素子封止用シート１を製造することもできる。第１剥離シート１５および第２剥離シート１６は、押出後の半導体素子封止用シート１に配置される。

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

これにより、半導体素子封止用シート１を、第１面６および第２面７のそれぞれが、第２剥離シート１６および第１剥離シート１５で支持（保護）された状態で、製造する。

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

次に、この半導体素子封止用シート１を用いて、複数の半導体素子３を封止し、続いて、複数の半導体素子３を個片化するように、硬化体シート２０および基板２を切断して、半導体素子パッケージ５を製造する方法を説明する。

半導体素子パッケージ５を製造する方法は、複数の半導体素子３を準備する工程（図２Ａ参照）、半導体素子封止用シート１を準備する工程（図１参照）、半導体素子封止用シート１によって複数の半導体素子３を封止して、半導体素子封止用シート１から硬化体シート２０を調製するとともに、半導体素子パッケージ集合体３５を得る工程（図２Ｂ参照）、および、半導体素子パッケージ集合体３５を切断加工して、半導体素子パッケージ５を得る工程（図３参照）を備える。

この方法では、図２Ａに示すように、まず、半導体素子３を準備する。

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

半導体素子３は、基板２の対向面８（上面）（後述）に実装されている。具体的には、半導体素子３は、例えば、基板２に対してフリップチップ実装されている。

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

基板２は、面方向に延びる略平坦形状を有する。また、基板２は、複数の半導体素子３に対向する対向面８（上面）と、対向面８と厚み方向に間隔を隔てて配置される第２対向面９とを有する。

対向面８は、面方向に沿う平面を有する。また、対向面８は、平面視において、複数の半導体素子３全部を囲む大きさを有する。つまり、基板２の対向面８は、平面視において、複数の半導体素子３と重複する重複領域１１と、複数の半導体素子３と重複せず、基板２から露出する露出領域１２とを有する。対向面８は、重複領域１１において、半導体素子３の端子（図示せず）に対応する基板端子（図示せず）を備える。

第２対向面９は、対向面８に平行しており、面方向に沿う平面を有する。

この方法では、別途、図１に示すように、半導体素子封止用シート１を準備する。具体的には、図１の矢印で示すように、第１剥離シート１５を、半導体素子封止用シート１の第２面７から剥離する。

図２Ａの矢印で示すように、その後、半導体素子封止用シート１を、その第２面７が、半導体素子３の厚み方向一方面（上面）に接触するように、複数の半導体素子３に配置する。

図２Ｂに示すように、次いで、半導体素子封止用シート１によって複数の半導体素子３を封止する。

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

また、上記した加熱によって、半導体素子封止用シート１は、熱硬化する。具体的には、一旦、軟化後、半導体素子封止用シート１の封止組成物が完全硬化する（Ｃステージ化する）。

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

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

続いて、半導体素子封止用シート１は、半導体素子３の周側面を被覆するとともに、対向面８における露出領域１２に接触する。

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

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

図２Ｂの矢印および仮想線で示すように、その後、第２剥離シート１６を硬化体シート２０の第１面６から剥離する。

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

硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度は、例えば、５０以上、好ましくは、５５以上であり、また、例えば、８０以下、好ましくは、７０以下、より好ましくは、６５以下である。

硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度が上記した下限以上であれば、硬化体シート２０の半導体素子３に対する封止性の低下を抑制でき、ひいては、半導体素子パッケージ集合体３５および半導体素子パッケージ５の信頼性の低下を抑制できる。硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度が上記した上限以下であれば、硬化体シート２０の損傷を抑制することができる。

硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度は、例えば、２５以上、好ましくは、３０以上であり、また、例えば、７５以下、好ましくは、７０以下、より好ましくは、５５以下である。硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度が上記した下限以上、上限以下であれば、半導体素子パッケージ集合体３５および半導体素子パッケージ５の信頼性の低下を抑制しつつ、硬化体シート２０の損傷を抑制することができる。

なお、硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度は、次に説明する半導体素子パッケージ集合体３５を切断する工程において、ダイシングソー２５との接触により硬化体シート２０が加熱される際の想定温度（８０℃前後）におけるショアＤ硬度を意味する。

硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度の、硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度に対する比（硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度／硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度）は、０．５以上であり、好ましくは、０．５５以上であり、また、１．０未満、好ましくは、０．９９以下、より好ましくは、０．９７以下、さらに好ましくは、０．９５以下、さらに好ましくは、０．９以下であり、好ましくは、０．８以下、より好ましくは、０．７以下である。

また、ショアＤ硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３－３（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－硬さの求め方－第３部：デュロメータ硬さ、２０１２年）に従って測定される、タイプＤデュロメータ硬さである。

上記した比が上記した上限を上回れば、半導体素子パッケージ集合体３５を切断する工程において、ダイシングソー２５との接触により加熱されるときに、硬化体シート２０が硬すぎるため、吸着ステージ３０における吸引孔３２内の低圧（負圧、あるいは、真空圧）に起因して、硬化体シート２０に損傷（折れあるいはひび割れ）を生じる。

一方、上記した比が上記した下限を下回れば、硬化体シート２０の半導体素子３に対する封止性が低下し、ひいては、半導体素子パッケージ集合体３５および半導体素子パッケージ５の信頼性が低下する。

硬化体シート２０のガラス転移温度Ｔｇは、例えば、１５０℃以下、より好ましくは、１１０℃以下、さらに好ましくは、１００℃以下、とりわけ好ましくは、９０℃以下、最も好ましくは、８５℃以下であり、また、例えば、７０℃以上、好ましくは、７５℃以上である。

硬化体シート２０のガラス転移温度Ｔｇは、モード：引張、走査温度：０～２６０℃、周波数：１Ｈｚ、昇温速度：１０℃／分で動的粘弾性測定を実施して、引張貯蔵弾性率Ｅ’および引張損失弾性率Ｅ’’を得、これらからｔａｎδ（＝Ｅ’’／Ｅ’）の曲線を求め、ｔａｎδのピーク値として、ガラス転移温度Ｔｇが求められる。

硬化体シート２０のガラス転移温度Ｔｇが上記した上限以下であれば、半導体素子パッケージ集合体３５を切断する工程において、硬化体シート２０がダイシングソー２５などの切断装置との接触によって加熱されても、硬化体シート２０が損傷（折れあるいはひび割れ）することを抑制できる。

一方、硬化体シート２０のガラス転移温度Ｔｇが上記した下限以上であれば、硬化体シート２０の半導体素子３に対する封止性の低下を抑制でき、ひいては、半導体素子パッケージ集合体３５および半導体素子パッケージ５の信頼性の低下を抑制できる。

硬化体シート２０の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’は、例えば、０．１ＧＰａ以上、好ましくは、０．５ＧＰａ以上であり、また、例えば、２０ＧＰａ以下、好ましくは、１０ＧＰａ以下、より好ましくは、２０ＧＰａ以下、さらに好ましくは、１０ＧＰａ以下、とりわけ好ましくは、５ＧＰａ以下、最も好ましくは、２．５ＧＰａ以下である。

硬化体シート２０の２６０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’は、例えば、０．００１ＧＰａ以上、好ましくは、０．００３ＧＰａ以上であり、また、例えば、５ＧＰａ以下、好ましくは、３ＧＰａ以下、より好ましくは、１ＧＰａ以下、さらに好ましくは、０．１ＧＰａ以下、とりわけ好ましくは、０．０１ＧＰａ以下である。

硬化体シート２０の２５℃および２６０℃のそれぞれの引張貯蔵弾性率Ｅ’は、モード：引張、走査温度：０～２６０℃、周波数：１Ｈｚ、昇温速度：１０℃／分で動的粘弾性測定を実施して求められる。

硬化体シート２０の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’の、硬化体シート２０の２６０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’に対する比（硬化体シート２０の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’／硬化体シート２０の２６０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’）は、例えば、５以上、好ましくは、１０以上、より好ましくは、５０以上、さらに好ましくは、１５０以上、とりわけ好ましくは、２００以上、最も好ましくは、２５０以上であり、また、例えば、５００以下、好ましくは、４００以下である。

硬化体シート２０の引張貯蔵弾性率Ｅ’の比が上記した下限以上であれば、硬化体シート２０の損傷を抑制することができる。硬化体シート２０の引張貯蔵弾性率Ｅ’の比が上記した上限以下であれば、硬化体シート２０の半導体素子３に対する封止性の低下を抑制でき、ひいては、半導体素子パッケージ５の信頼性の低下を抑制できる。

これにより、図２に示すように、基板２、複数の半導体素子３および硬化体シート２０を備える半導体素子パッケージ集合体３５を得ることができる。

なお、図２Ｂに示す半導体素子パッケージ集合体３５は、図３に示し、次に説明する切断後の半導体素子パッケージ５ではなく、具体的には、基板２および硬化体シート２０を切断する前であり、複数の半導体素子３が個片化される前であり、つまり、複数の半導体素子３を有する。

その後、半導体素子パッケージ集合体３５を、複数の半導体素子３のそれぞれに対応して、個片化する。

具体的には、まず、図２Ｂの矢印で示すように、第２剥離シート１６を、硬化体シート２０の第１面６から剥離する。続いて、図３に示すように、半導体素子パッケージ集合体３５を上下反転して、吸着ステージ３０に対して対向配置する。

吸着ステージ３０は、面方向に板形状を有しており、平坦な吸着面３１を有する。また、吸着ステージ３０は、厚み方向に貫通する吸引孔３２を有する。吸引孔３２の吸引方向上流側端部（図３における上端部）は、吸着面３１に面している。吸引孔３２は、面方向に間隔を隔てて複数配置されている。複数の吸引孔３２の吸引方向下流側端部（図３における下端部）は、吸引装置（図示せず）に接続されている。また、吸着面３１は、上記した硬化体シート２０より大きい寸法を有する。

そして、半導体素子パッケージ集合体３５における硬化体シート２０の第１面６を、吸着ステージ３０の吸着面３１に接触させる。具体的には、硬化体シート２０の第１面６を、吸引孔３２の吸引方向上流側端部を閉塞するように、吸着ステージ３０の吸着面３１に密着（吸着）させる。

続いて、吸引装置を駆動させて、吸引孔３２内を減圧して（低圧、負圧、あるいは、真空圧とし）、これにより、半導体素子パッケージ集合体３５が吸着ステージ３０に固定される。

続いて、複数の半導体素子３のそれぞれの周囲の硬化体シート２０および基板２を、例えば、ダイシングソー２５などによって、切断（ダイシング）する。ダイシングソー２５は、例えば、基板２の第２面７から硬化体シート２０の第１面６に向かって、基板２および硬化体シート２０に進入する。

その後、個片化された半導体素子パッケージ５を、ピックアップ装置（図示せず）などを用いて、別の箇所に搬送する。具体的には、ピックアップ装置によって、半導体素子パッケージ５を、吸着ステージ３０から引き上げる。

そして、この半導体素子封止用シート１では、無機フィラーの半導体素子封止用シート１における割合が、５０％以上、９５％以下と高いので、硬化体シート２０は、靱性に優れる。

また、硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度の、硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度に対する比が１．０未満であるので、硬化体シート２０は、加熱時の柔軟性に優れる。

すると、図３に示すように、半導体素子パッケージ集合体３５における硬化体シート２０は、吸着ステージ３０の吸着面３１に固定されながら、ダイシングソー２５との接触により加熱されても、上記したように、硬化体シート２０が加熱時の柔軟性に優れるので、折れ、ひび割れなどの損傷を抑制することができる。

一方、硬化体シート２０の８０℃におけるショアＤ硬度の、硬化体シート２０の２５℃におけるショアＤ硬度に対する比が、０．５以上であるので、硬化体シート２０は、封止性に優れる。つまり、硬化体シート２０は、加熱時においても、ショア硬度Ｄの低下が少ないので、半導体素子３を確実に封止して、半導体素子３を保護することができる。そのため、信頼性に優れる半導体素子パッケージ５を得ることができる。

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

図３では、複数の半導体素子３を個片化する工程において、硬化体シート２０を、吸着ステージ３０に接触させている。

しかし、図４に示すように、例えば、基板２を吸着ステージ３０に接触させることもできる。複数の半導体素子３を個片化する工程では、基板２の第２対向面９を、吸着ステージ３０の吸着面３１に密着させて、半導体素子パッケージ集合体３５を吸着ステージ３０に固定する。そして、半導体素子パッケージ集合体３５を個片化する。

また、図示しないが、半導体素子封止用シート１により、単数の半導体素子３を封止することもできる。この場合には、単数の半導体素子３を封止した硬化体シート２０を、吸着ステージ３０で固定（密着）しながら、半導体素子３に対応するように、硬化体シート２０および基板２を、ダイシングソー２５などで、外形加工する。

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

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

実施例および比較例で使用した各成分を以下に示す。

エポキシ樹脂：新日鐵化学社製のＹＳＬＶ－８０ＸＹ（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（２官能エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ．軟化点８０℃）
硬化剤：群栄化学社製のＬＶＲ－８２１０ＤＬ（ノボラック型フェノール樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、水酸基当量：１０４ｇ／ｅｑ．、軟化点：６０℃）
硬化促進剤：四国化成工業社製の２ＰＨＺ－ＰＷ（２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール）、エポキシ樹脂硬化促進剤
第１フィラー：デンカ社製のＦＢ－８ＳＭ（球状溶融シリカ粉末（無機フィラー）、平均粒子径１５μｍ）
第２フィラー：アドマテックス社製のＳＣ２２０Ｇ－ＳＭＪ（平均粒径０．５μｍ）を３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製の製品名：ＫＢＭ－５０３）で表面処理した無機フィラー。ＳＣ２２０Ｇ－ＳＭＪ １００質量部に対して１質量部のシランカップリング剤で表面処理した無機フィラー。

熱可塑性樹脂：根上工業社製のＨＭＥ－２００６Ｍ、カルボキシル基含有のアクリル酸エステルコポリマー、重量平均分子量：６０万、固形分濃度２０質量％のメチルエチルケトン溶液
顔料：三菱化学社製の＃２０（カーボンブラック）
シランカップリング剤：信越化学社製のＫＢＭ－４０３（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
実施例１～２および比較例１～２
表１に記載の配合処方に従い、各成分をメチルエチルケトンに溶解および分散させ、ワニスを得た。ワニスの固形分濃度は、８０質量％であった。

ワニスを第１剥離シート１５の表面に塗布した後、１１０℃で、５分間乾燥させた。これにより、厚み２６０μｍの半導体素子封止用シート１を製造した。その後、半導体素子封止用シート１の第１面６に、第２剥離シート１６を配置した。

その後、半導体素子封止用シート１を、１５０℃で、１時間加熱して、硬化体シート２０を調製した。

［物性］
硬化体シート２０について、下記の物性を評価した。その結果を表１に記載する。

（ショアＤ硬度）
硬化体シート２０を、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍに外形加工して、２５℃、および、８０℃のそれぞれにおいて、ＪＩＳ Ｋ ６２５３－３（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－硬さの求め方－第３部：デュロメータ硬さ、２０１２年）に従って、タイプＤデュロメータ硬さを、ショアＤ硬度として算出した。

測定装置および測定方法の詳細は、以下の通りである。

測定装置：デュロメータ（モデル：ＨＤ－１１２０（スプリング式硬度計）、上島製作所社製）
測定方法：１０個のサンプルで１０回測定した値の平均値を、ショアＤ硬度として得る。

（引張貯蔵弾性率Ｅ’およびガラス転移温度Ｔｇ）
硬化体シート２０を、縦０．１ｃｍ、横５ｃｍに外形加工して、２５℃および２６０℃のそれぞれにおける引張貯蔵弾性率Ｅ’を求めた。

併せて、引張損失弾性率Ｅ’’を得、これらからｔａｎδ（＝Ｅ’’／Ｅ’）の曲線を求め、ｔａｎδのピーク値として、ガラス転移温度Ｔｇを求めた。

測定装置および測定条件の詳細は、以下の通りである。

測定装置：固体粘弾性測定装置（形式：ＲＳＡ－Ｇ２、ティー・エイ・インスツルメンツ社製）
モード：引張
走査温度：０～２６０℃
周波数：１Ｈｚ
歪み：０．０５％
昇温速度：１０℃／分
［硬化体シートの評価］
硬化体シート２０について、下記の試験をして、評価した。

（加熱時損傷試験）
硬化体シート２０を、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍに外形加工して、これを１００個用意した。

次いで、大きな吸着ステージ３０に、１００個の硬化体シート２０を整列配置して、これらを８０℃に加熱して、続いて、吸引装置（図示せず）を駆動した。その後、以下の基準で、加熱時の柔軟性を評価した。

◎：１００個全ての硬化体シート２０について、割れ、折れなどの損傷が確認されなかった。
○：１個以上、２個以下の硬化体シート２０について、割れ、折れなどの損傷が確認された。
△：３個以上、５個以下の硬化体シート２０について、割れ、折れなどの損傷が確認された。
×：６個以上の硬化体シート２０について、割れ、折れなどの損傷が確認された。

表１中、特記しない場合には、数値は、配合部数である。

１ 半導体素子封止用シート（封止用シートの一例）
２０ 硬化体シート

Claims (4)

1. 熱硬化性成分と、無機フィラーとを含有する封止用シートであり、
   前記無機フィラーの前記封止用シートにおける割合が、５０％以上、９５％以下であり、
   前記封止用シートの硬化物である硬化体シートの８０℃におけるショアＤ硬度の、前記硬化体シートの２５℃におけるショアＤ硬度に対する比が、０．５以上、１．０未満であり、
   前記硬化体シートの２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’の、前記硬化体シートの２６０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’に対する比が、１０以上、５００以下であることを特徴とする、封止用シート。
2. 前記無機フィラーの前記封止用シートにおける割合が、７０％未満であることを特徴とする、請求項１に記載の封止用シート。
3. 前記硬化体シートの２５℃における前記ショアＤ硬度が、５０以上、８０以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の封止用シート。
4. 前記硬化体シートのガラス転移温度Ｔｇが、１００℃以下であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の封止用シート。
   

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