JP7165865B2 - 封止用材料、積層シート、硬化物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

封止用材料、積層シート、硬化物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、封止用材料、積層シート、硬化物、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、詳しくは基材と半導体チップとの間の隙間を封止するために好適な封止用材料、この封止用材料を備える積層シート、この封止用材料の硬化物、この硬化物からなる封止材を備える半導体装置、並びにこの封止材を備える半導体装置の製造方法に関する。
例えば、特許文献１には、半導体チップを基板上に実装して半導体装置を作製するにあたって、バンプ電極におけるはんだが溶融することで、バンプ電極が基板の導体配線に接続され、かつ樹脂組成物が硬化することで封止材を作製できることが開示されている。具体的には、半導体チップにシート状の樹脂組成物を重ねてから、半導体チップをボンディングヘッドでピックアップし、この状態で半導体チップを基板上に配置してからボンディングヘッドを加熱することで、樹脂組成物及びバンプ電極を加熱することが記載されている。
特開２０１１－１４０６１７号公報
しかしながら、特許文献１に開示されているような方法では、バンプ電極におけるはんだを溶融させるため、封止用材料及びバンプ電極が約１８０～２６０℃程度の比較的高温に加熱される。このため、封止用材料を加熱することで成形し、封止用材料を硬化させて封止材を形成する際に、封止用材料から揮発成分を要因とするボイドが封止材中に残存しやすいという問題があった。
本発明の目的は、基材と半導体チップとの間の隙間に配置された状態で、比較的低温かつ短時間で加熱成形してから封止材を形成しても、ボイドが生じにくい封止用材料を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の封止用材料から作製される積層シート、上記の封止用材料の硬化物、この硬化物からなる封止材を備える半導体装置及びこの半導体の製造方法を提供することにある。
本発明の一態様に係る封止用材料は、基材と前記基材に実装される半導体チップとの間の隙間を封止するための材料である。前記封止用材料の反応開始温度は、１６０℃以下である。前記封止用材料は、１００℃以上１７０℃以下の少なくとも一つの温度で加熱した場合に、前記封止用材料全量に対して、前記封止用材料から揮発する成分の合計量が０．５質量％以下である。
本発明の一態様に係る積層シートは、前記封止用材料と、前記封止用材料を支持する支持シートとを備える。
本発明の一態様に係る硬化物は、前記封止用材料を、熱硬化させて得られる。
本発明の一態様に係る半導体装置は、基材と、前記基材にフェイスダウンで実装されている半導体チップと、前記基材と前記半導体チップとの間の隙間を封止する封止材とを備える。前記封止材が前記封止用材料からなる。
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、導体配線を備える基材の前記導体配線がある面に、前記封止用材料を介在させて、バンプ電極を備える半導体チップを前記導体配線と前記バンプ電極が対向するように配置し、前記封止用材料を加熱しながら、超音波振動を与えることで、前記封止用材料を硬化させるとともに、前記導体配線と前記バンプ電極とを電気的に接続することを含む。
本発明の一態様の封止用材料では、基材と半導体チップとの間の隙間に配置された状態で、比較的低温かつ短時間で加熱成形してから封止材を形成しても、ボイドが生じにくくすることができるという利点がある。
また、本発明の一態様によれば、上記の封止用材料から作製される積層シート、この封止用材料の硬化物、並びにこの硬化物からなる封止材を備える半導体装置が得られる、という利点がある。
図１Ａは、本発明の一実施形態における半導体装置を示す概略の断面図であり、図１Ｂは、本発明の他の実施形態における半導体装置を示す概略の断面図である。 図２は、本発明の一実施形態における積層シートを示す概略の断面図である。 図３Ａから図３Ｄは、本発明の一実施形態における、半導体チップを基材に実装する工程を示す概略の断面図である。
１．概要
まず、本発明を完成するに至った経緯について説明する。
基材と半導体チップとの間の隙間を、樹脂組成物を含有する封止用材料で封止する場合に、導体配線を備える基材の導体配線と、はんだ電極を備える半導体チップのはんだ電極とを、電気的に接続する方法として、はんだ電極に、加熱しながら超音波振動を加える方法が知られている。この場合、加熱のみで導体配線とはんだ電極とを電気的に接続する場合と比べて、比較的低い温度で、かつ短時間で接続することができる。この場合、半導体チップを基材に実装した後に封止用材料を硬化させることで、基材と半導体チップとの間の隙間を封止する封止材を作製できる。
しかしながら、比較的低い温度で、かつ短時間での処理であると、封止用材料中の気泡等を成形時に排出しにくくなるという問題があった。その結果、封止材中にボイドが残存していると、このような封止用材料から形成した封止材を備える半導体装置を作製した場合、半導体装置に導通不良が起こりやすくなるという問題もあった。
本発明者らは、例えば１３０℃以上１５０℃以下程度の低温かつ０．５ｓ以上２．０ｓ以下程度の短時間での加熱処理によって成形しても、封止用材料中にボイドが生じにくく、封止材にボイドが残存しにくい封止用材料を提供すべく、鋭意研究の結果、本発明の完成に至った。なお、上記の加熱処理の温度及び時間は、一例として示すものであり、これに限られるものではない。
以下、本実施形態に係る封止用材料４について説明する。封止用材料４は、基材２と基材２に実装される半導体チップ３との間の隙間を封止するために用いられる。封止用材料４の反応開始温度は、１６０℃以下である。封止用材料４を１００℃以上１７０℃以下の少なくとも一つの温度で加熱した場合に、封止用材料４の全量に対して、封止用材料４から揮発する成分の合計量は、０．５質量％以下である。このため、本実施形態では、封止用材料４の反応開始温度は、１６０℃以下であることにより、封止用材料４から封止材を形成するにあたり、比較的低い温度であっても容易に成形が可能である。さらに、封止用材料４は、１００℃以上１７０℃以下の少なくとも一つの温度において、封止用材料４全量に対する、封止用材料４から揮発する成分の合計量が０．５質量％以下であることで、封止用材料４を加熱して成形する際に、気泡を生じにくくできる。これにより、本実施形態の封止用材料４を比較的低温かつ短時間で成形してから、封止材を形成しても、封止材中にボイドを残存しにくくすることができる。反応開始温度については、後述の「２．詳細」で説明する。
封止用材料４の加熱による揮発成分、及びボイドの発生は、以下で詳細に説明する封止用材料４を組成する成分を調整することによって制御可能である。
２．詳細
次に、本実施形態の封止用材料４について、詳細に説明する。なお、本明細書において、「（メタ）アクリ－」とは「アクリ－」と「メタクリ－」の総称である。例えば（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタクリロイル基の総称である。
既に述べたとおり、封止用材料４の反応開始温度が１６０℃以下である。反応開始温度が１６０℃以下であれば、封止用材料４は、比較的低温であっても容易に成形することができる。このため、封止用材料４から、基材２と半導体チップ３との間を封止する封止材４１を作製するにあたって、例えば１８０℃以上の高温に加熱をしなくても成形できうる。
本実施形態において、反応開始温度とは、封止用材料４を昇温しながら溶融粘度を測定する場合の、温度と溶融粘度との関係を示す溶融粘度曲線から得られ、溶融粘度曲線において溶融粘度が立ち上がり始める温度のことをいう。例えば、封止用材料４は、昇温によって一定の温度範囲で溶融し粘度が低下するが、溶融粘度が立ち上がり始める温度で、封止用材料４中の成分が反応し始めることによって溶融粘度が上がり始める。反応開始温度は、封止用材料４中の組成によって変動しうる温度であり、封止用材料４中の成分を適宜調整することによって制御可能である。本実施形態では、反応開始温度とは、封止用材料４の溶融粘度曲線において、例えば最低溶融粘度での温度よりも高い温度であり、かつ最低溶融粘度より５０Ｐａ・ｓ高い粘度での温度である。なお、最低溶融粘度とは、溶融粘度曲線において、最も値が低い粘度のことをいう。溶融粘度、最低溶融粘度及び反応開始温度は、具体的には、以下の方法により、得られる。
まず、レオメータを用いて、温度範囲１００～３００℃、昇温速度６０℃／ｍｉｎ、角速度０．２０９ｒａｄ／ｓの条件で、封止用材料４の溶融粘度の温度依存性を測定する。これにより、封止用材料４の溶融粘度曲線が得られる。この測定に用いられるレオメータの例として、ＴＡインスツルメンツ株式会社製の型番ＡＲ２０００ｅｘが挙げられる。得られた溶融粘度曲線から、最低溶融粘度を読み取るとともに、最低溶融粘度から５０Ｐａ・ｓ上昇した粘度における温度を読み取ることで、封止用材料４の反応開始温度を得ることができる。
封止用材料４の反応開始温度は、１３０℃以上１６０℃以下であればより好ましく、１４０℃以上１５０℃以下であれば更に好ましい。
さらに、既に述べたとおり、封止用材料４を１００℃以上１７０℃以下の少なくとも一つの温度で加熱した場合、封止用材料４全量に対する、封止用材料４から揮発する成分の合計量が０．５質量％以下である。このため、封止用材料４を加熱して成形する際に、封止用材料４中に、揮発成分に由来する気泡を生じにくくできうる。
ここで、上述の「封止用材料４全量に対する、封止用材料４から揮発する成分の合計量」とは、加熱によって生じる「封止用材料４の重量減少率」であるともいえる。以下、「封止用材料４全量に対する、封止用材料４から揮発する成分の合計量」のことを、「封止用材料４の重量減少率」ということがある。
封止用材料４の重量減少率は、例えば実施例の「２．評価試験」における「（１）封止用材料４の重量減少率評価（揮発成分（ボラタイル）の割合）」に記載の方法で算出することができる。
重量減少率を測定するに当たっては、例えば、まず常温下で封止用材料４の重量を測定する。続いて、封止用材料４を、常圧の空気雰囲気中で１５分間加熱する。続いて、封止用材料４を乾燥雰囲気中に３０分間配置して放冷してから、封止用材料４の重量を測定する。これにより得られた封止用材料４の加熱前の重量と加熱後の重量から、重量減少率を次のように算出する。
重量減少率（％）＝［（加熱前の重量）－（加熱後の重量）］／（加熱前の重量）×１００。
封止用材料４の重量減少率は、０．５質量％以下であればより好ましく、０．３質量％以下であれば更に好ましい。特に、少なくとも、封止用材料４の加熱温度が１７０℃である場合に、封止用材料４の重量減少率が０．５質量％以下であることが好ましく、０．４質量％以下であればより好ましく、０．３質量％以下であればさらに好ましい。
封止用材料４の、反応開始温度での溶融粘度は、３５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。反応開始温度での溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であると、封止材４１を形成するに当たり、封止用材料４の加熱温度が比較的低温（例えば１３０℃以上１６０℃以下）であっても、成形時の封止用材料４の流動性を高めやすい。そのため、封止用材料４中に、仮に気泡等のボイドが含まれていたとしても、このボイドを封止用材料４の外に容易に排出できうる。なお、封止用材料４の反応開始温度とは、上記で説明したとおり、一定条件下での溶融粘度測定から得られる測定値であり、封止用材料４の反応が実際に開始する温度とは異なる。反応開始温度よりも低い温度下でも封止用材料４の硬化反応は進行しうる。そのため、封止材４１を形成するにあたって、加熱温度を反応開始温度付近に設定すれば、加熱温度が反応開始温度より低くても、封止用材料４の硬化反応を進行させることができうる。
封止用材料４の最低溶融粘度は、３００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。この場合、封止用材料４から封止材４１を形成する際に、封止用材料４を加熱して成形するときの流動性をより高くすることができ、このため、封止用材料４中に気泡等を生じたとしても、より排出されやすくできる。そのため、封止材４１にボイドを更に生じにくくすることができる。
封止用材料４から封止材４１を形成するには、例えば封止用材料４が基材２と半導体チップ３との間の隙間に配置された状態で加熱されかつ超音波振動が与えられる（図３Ａ及びＢ参照）。封止用材料は、加熱によって溶融して流動し、かつ超音波振動によって基材２の導体配線２１と半導体チップ３のバンプ電極３１とが接合される（図３Ｃ及び３Ｄ参照）。そして、封止用材料４は、更に加熱されることによって硬化することで、封止材４１が作製される（図１参照）。この場合、上述のとおり、封止用材料４では、封止材４１中のボイドを生じにくくすることができる。そのため、半導体チップ３を基材２上にフリップチップ実装する場合、封止用材料４を加熱し、かつ超音波振動によって半導体チップ３のバンプ電極３１と基材２の導体配線２１とを接合しても、封止材４１中のボイドを生じにくくできる。
このように、封止用材料４は、特に、導体配線２１を備える基材２とバンプ電極３１を備える半導体チップ３との間を封止する封止材４１を形成する場合に、封止用材料４を加熱しながら超音波振動を与えて、封止用材料４を溶融させ、かつ導体配線２１とバンプ電極３１とを電気的に接続する際の封止材４１を作製するための封止用の材料として好適に用いることができる。
封止用材料４の、上記の溶融粘度の挙動、及び重量減少率は、封止用材料４に含まれうる成分を適宜選択し、かつ封止用材料４に含まれうる成分の量を適宜調整することで、達成できる。この溶融粘度の挙動、及び重量減少率を達成するための、封止用材料４の組成の好ましい形態について説明する。
封止用材料４は、アクリル化合物（Ａ）と、ラジカル重合性を有する置換基（ｂ１）を有するポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）と、熱ラジカル重合開始剤（Ｃ）と、無機充填材（Ｄ）とを含有することが好ましい。封止用材料４がこれらの成分を含有すると、封止用材料４の硬化物中のボイドの残存をより良好に抑制することができる。また、封止用材料４の硬化物から形成される封止材４１の基材２からの剥離をより抑制することができる。このため、この封止用材料４の硬化物で基材２と半導体チップ３との間の隙間を封止すると、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。また、特に封止用材料４がポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）を含有すると、封止用材料４が低い溶融粘度を有するように容易に調整することができる。さらに、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）はラジカル重合反応性の置換基（ｂ１）を有するため、封止用材料４を熱硬化させる際には、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）とアクリル化合物（Ａ）とが重合することで、巨大分子が形成される。すなわち、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）は巨大分子の骨格に組み込まれる。その結果、封止用材料４の硬化物は高い耐熱性及び耐湿性を有することができる。
本実施形態において、アクリル化合物（Ａ）とは、（メタ）アクリロイル基を有する化合物である。すなわち、アクリル化合物（Ａ）とは、アクリロイル基とメタクリロイル基とのうち少なくとも一方を有する化合物である。アクリル化合物（Ａ）は、例えばモノマーとオリゴマーのうち少なくとも一方を含有できる。
アクリル化合物（Ａ）の、１３０℃以上１７０℃以下の温度における重量減少率は、０．５％以下であることが好ましい。アクリル化合物（Ａ）の重量減少率が０．５％以下であると、封止用材料４の重量減少率が０．５％以下となるように、封止用材料４を調整しやすい。アクリル化合物（Ａ）の重量減少率は、例えば次の方法で算出することができる。熱重量分析装置、例えばセイコーインスツルメンツ株式会社製の型番ＴＧ／ＤＴＡ７３００により、空気雰囲気の条件下、昇温速度５℃／ｍｉｎで、２５℃から３００℃まで加熱し、温度に対する重量の変化を測定する。これにより得られる温度と重量変化量との関係を示すグラフから、加熱前の温度（２５℃）での重量と、１７０℃での重量を読み取り、変化の前後での重量差から算出できる。
アクリル化合物（Ａ）の２５℃における粘度は、２００ｍＰａ・ｓ以上２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。アクリル化合物（Ａ）の粘度がこの範囲内であると、封止用材料４の乾燥物を形成しやすく、そのため、封止用材料４から封止材４１を作製するための材料として好適に用いることができる。アクリル化合物（Ａ）の粘度は、適宜の粘度計、例えば東機産業株式会社製のＢ型粘度計（型番ＴＶＢ－１０）を使用し、温度２５度の条件で測定した結果から得ることができる。
アクリル化合物（Ａ）が含有しうる好ましい成分について、より具体的に説明する。
アクリル化合物（Ａ）は、例えば１分子あたり２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物を含む。この場合、アクリル化合物（Ａ）は、封止材４１に耐熱性を付与しうる。アクリル化合物（Ａ）は、１分子あたり２～６個の（メタ）アクリロイル基を有する化合物を含むことがより好ましく、１分子あたり２個の（メタ）アクリロイル基を有する化合物を含むことが更に好ましい。
アクリル化合物（Ａ）は、ビスフェノール骨格にアルキレンオキサイドが付加された構造を有するジ（メタ）アクリレートを含むことが好ましい。すなわち、アクリル化合物（Ａ）は、下式（Ｉ）で示される構造を有する化合物（以下、アクリル化合物（Ａ１）ともいう）を含有することが好ましい。
Figure 0007165865000001
式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は、各々独立に水素又はメチル基である。Ｒ3は、水素、メチル基、又はエチル基である。Ｒ4は、２つのアリール基を連結する２価の有機基である。また、ｍ及びｎの各々は、０以上２０以下の値であり、かつｍ＋ｎの平均値は、２以上３０以下の値であることが好ましい。Ｒ4としては、例えばジメチルメチレン等のジアルキルメチレン基が挙げられる。ｍ＋ｎの上限及び下限は、特に制限されないが、ｍ＋ｎの上限は、例えば２であり、ｍ＋ｎの下限は、例えば３０である。
アクリル化合物（Ａ）がアクリル化合物（Ａ１）を含有する場合、封止用材料４の重量減少率を、より低く抑えることができる。また、アクリル化合物（Ａ１）は、式（Ｉ）に示されるようにベンゼン環を２つ有しているため、封止用材料４に高い耐熱性を付与することができる。
アクリル化合物（Ａ１）は、例えば下記式（ＩＩ）に示す化合物（以下、アクリル化合物（Ａ１１）ともいう）と、下記式（ＩＩＩ）に示す化合物（以下、アクリル化合物（Ａ１２）ともいう）とのうち、少なくとも一方を含む。
Figure 0007165865000002
式（ＩＩ）中、Ｒ3は、水素、メチル基、又はエチル基である。Ｒ4は、２つのアリール基を連結する２価の有機基である。この場合、ｍ及びｎの各々は、０以上２０以下の値であり、かつｍ＋ｎの平均値は、２以上３０以下の値であることが好ましい。Ｒ4としては、例えばジメチルメチレン等のジアルキルメチレン基が挙げられる。ｍ＋ｎの上限及び下限は、特に制限されないが、ｍ＋ｎの上限は、例えば２であり、ｍ＋ｎの下限は、例えば３０である。なお、アクリル化合物（Ａ１１）は、式（Ｉ）において、Ｒ1及びＲ2がともに水素原子である場合に相当する。
Figure 0007165865000003
式（ＩＩＩ）中、Ｒ3は、水素、メチル基、又はエチル基であり、Ｒ4は、２つのアリール基を連結する２価の有機基である。この場合、ｍ及びｎの各々は、０以上２０以下の値であり、かつｍ＋ｎの平均値は、２以上３０以下の値であることが好ましい。Ｒ4としては、例えばジメチルメチレン等のジアルキルメチレン基が挙げられる。ｍ＋ｎの上限及び下限は特に制限されないが、ｍ＋ｎの上限は例えば、２であり、ｍ＋ｎの下限は、例えば３０である。なお、アクリル化合物（Ａ１２）は、式（Ｉ）において、Ｒ1及びＲ2がともにメチル基である場合に相当する。
アクリル化合物（Ａ）は、アクリル化合物（Ａ１２）を含有することがより好ましい。この場合、封止用材料４の重量減少率を特に低く抑えることができる。このため、封止用材料４から形成される封止材４１に、ボイドを更に生じにくくすることができる。
アクリル化合物（Ａ１）の、より具体的な例は、アロニックスＭ－２１０、Ｍ－２１１Ｂ（東亞合成製）、ＡＢＥ－３００、Ａ－ＢＰＥ－４、Ａ－ＢＰＥ－６、Ａ－ＢＰＥ－１０、Ａ－ＢＰＥ－２０、Ａ－ＢＰＥ－３０、ＢＰＥ－１００、ＢＰＥ－２００、ＢＰＥ－５００、ＢＰＥ－９００、ＢＰＥ－１３００Ｎ（新中村化学製）といった、ＥＯ変性ビスフェノールＡ型ジ(メタ)アクリレート（ｍ＋ｎ＝２．３～３０）；アロニックスＭ－２０８（東亞合成製）などのＥＯ変性ビスフェノールＦ型ジ(メタ)アクリレートを含む。
アクリル化合物（Ａ）がアクリル化合物（Ａ１）を含有する場合、アクリル化合物（Ａ）全量に対するアクリル化合物（Ａ１）の含有量は、６０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。この場合、封止用材料４の反応開始温度をより低くさせやすい。また、この場合、封止用材料４の、１００℃以上１７０℃以下のいかなる温度においても重量減少率を０．５％以下としやすい。特に、アクリル化合物（Ａ）がアクリル化合物（Ａ１２）を含有する場合、アクリル化合物（Ａ）全量に対するアクリル化合物（Ａ１２）の含有量は、６０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。この場合、封止用材料４から形成される封止材４１にボイドを特に生じさせにくい。なお、「アクリル化合物（Ａ）全量」とは、封止用材料４中にアクリル化合物（Ａ）として含有されている成分の合計量を意味する。
アクリル化合物（Ａ）は、上述のアクリル化合物（Ａ１）とは異なる、１分子あたり２個の（メタ）アクリロイル基を有する化合物（以下、アクリル化合物（Ａ２）ともいう）を含有してもよい。
アクリル化合物（Ａ２）は、架橋多環構造を有する（メタ）アクリレート（以下、アクリル化合物（Ａ２１）という）を含みうる。具体的には、アクリル化合物（Ａ２１）の例は、下記式（ＩＶ）で示される化合物（以下、アクリル化合物（Ａ２１１）ともいう）及び下記式（Ｖ）で示される化合物（以下、アクリル化合物（Ａ２１２）という）を含む。封止用材料４がアクリル化合物（Ａ２１１）及びアクリル化合物（Ａ２１２）のうち少なくとも一方を含有すると、封止用材料４の粘度をより低めることに寄与することができる。また、この場合、封止材４１の耐熱性をより向上させうる。
Figure 0007165865000004
式（ＩＶ）中、Ｒ5及びＲ6は各々独立に水素原子又はメチル基であり、ａは１又は２であり、ｂは０又は１である。
Figure 0007165865000005
式(Ｖ)中、Ｒ7及びＲ8は各々独立に水素原子又はメチル基であり、Ｘは水素原子、メチル基、メチロール基、アミノ基、又は（メタ）アクリロイルオキシメチル基であり、ｃは０又は１である。
アクリル化合物（Ａ２１）の、具体的な例は、式（ＩＶ）におけるａが１、ｂが０であるジシクロペンタジエン骨格を有する（メタ）アクリレート、式（Ｖ）におけるｃが１であるパーヒドロ－１，４：５，８－ジメタノナフタレン骨格を有する（メタ）アクリレート、式（Ｖ）におけるｃが０であるノルボルナン骨格を有する（メタ）アクリレート、式（ＩＶ）におけるＲ5及びＲ6が水素原子、ａ＝１、ｂ＝０であるジシクロペンタジエニルジアクリレート（トリシクロデカンジメタノールジアクリレート）、式（Ｖ）におけるＸがアクリロイルオキシメチル基、Ｒ7及びＲ8が水素原子、ｃが１であるパーヒドロ－１，４：５，８－ジメタノナフタレン－２，３，７－トリメチロールトリアクリレート、式（Ｖ）におけるＸ、Ｒ7及びＲ8が水素原子、ｃが０であるノルボルナンジメチロールジアクリレート、並びに式（Ｖ）におけるＸ、Ｒ7及びＲ8が水素原子、ｃが１であるパーヒドロ－１，４：５，８－ジメタノナフタレン－２，３－ジメチロールジアクリレートを含む。特にアクリル化合物（Ａ２１）が、ジシクロペンタジエニルジアクリレートとノルボルナンジメチロールジアクリレートとのうち少なくとも一方を含むことが好ましい。
アクリル化合物（Ａ２）の、更に具体的な例は、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ダイマージオールジ（メタ）アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ジンクジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジエタノールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジアルキルアルコールジ（メタ）アクリレート、及びジメタノールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレートを含む。
アクリル化合物（Ａ）全量に対するアクリル化合物（Ａ２）の含有量は、０質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。この場合、封止用材料４の重量減少率と溶融粘度とを調製しやすく、また封止用材料４から封止材４１を形成した場合の、封止材４１中にボイドを更に生じにくくできる。アクリル化合物（Ａ）全量に対するアクリル化合物（Ａ２）の含有量は、１０質量％以上３０質量％以下であればより好ましく、１５質量％以上２５質量％以下であれば更に好ましい。
アクリル化合物（Ａ）は、例えばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤ１モルとグリシジルアクリレート２モルとの反応物、並びにビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤ１モルとグリシジルメタクリレート２モルとの反応物を含んでもよい。具体的には、アクリル化合物（Ａ）は、例えばデナコールアクリレートＤＡ－２５０（ナガセ化成製）、ビスコート５４０（大阪有機化学工業製）といった、ＰＯ変性ビスフェノールＡ型ジ(メタ)アクリレート（ｎ＝２～２０）；並びにデナコールアクリレートＤＡ－７２１（ナガセ化成製）といった、ＰＯ変性フタル酸ジアクリレートを含んでもよい。
アクリル化合物（Ａ）は、更にエポキシ（メタ）アクリレートを含有することも好ましい。すなわち、アクリル化合物（Ａ）は、エポキシ（メタ）アクリレートを含有することが好ましい。この場合、特にアクリル化合物（Ａ）がエポキシ基を含有すれば、封止用材料４の反応性が向上するとともに、封止材４１の耐熱性及び密着性が向上しうる。なお、本明細書において、「エポキシ（メタ）アクリレート」とは、１分子中に、少なくとも一つのエポキシ基と、少なくとも二つの（メタ）アクリロイル基とを有する化合物である。また、エポキシ（メタ）アクリレートは、上述のアクリル化合物（Ａ１）及びアクリル化合物（Ａ２）のいずれにも含まれない化合物である。
エポキシ（メタ）アクリレートは、例えばエポキシ樹脂と、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和一塩基酸との付加反応物であるオリゴマーである。
エポキシ（メタ）アクリレートの原料であるエポキシ樹脂は、例えばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦといったビスフェノールに代表されるビスフェノール類とエピハロヒドリンとの縮合によって得られるジグリシジル化合物（ビスフェノール型エポキシ樹脂）を含む。エポキシ樹脂は、フェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含んでもよい。フェノール骨格を有するエポキシ樹脂としては、フェノール又はクレゾールとホルマリンに代表されるアルデヒドとの縮合物であるフェノールノボラック類とエピハロヒドリンとの縮合によって得られる多価グリシジルエーテル（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）が挙げられる。エポキシ樹脂は、シクロヘキシル環を有するエポキシ樹脂を含んでもよい。
エポキシ（メタ）アクリレートは、例えば、２５℃で固体又は粘度１０Ｐａ・ｓ以上の液体であるビスフェノールＡ型エポキシアクリレートを含むことが好ましい。ビスフェノールＡ型エポキシアクリレートは、例えば下記式（ＶＩ）で示される。
Figure 0007165865000006
式（ＶＩ）中、ｎは正の整数を示す。
ビスフェノールＡ型エポキシアクリレートの市販品の例は、デナコールアクリレートＤＡ－２５０（ナガセ化成、２５℃で６０Ｐａ・ｓ）、デナコールアクリレートＤＡ－７２１（ナガセ化成、２５℃で１００Ｐａ・ｓ）、リポキシＶＲ－６０（昭和高分子、常温固体）、及びリポキシＶＲ－７７（昭和高分子、２５℃で１００Ｐａ・ｓ）を含む。
アクリル化合物（Ａ）全量に対するエポキシ（メタ）アクリレートの含有量は、例えば５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。この場合、基材２と封止材４１との密着性をより向上させうる。アクリル化合物（Ａ）全量に対するエポキシ（メタ）アクリレートの含有量は、７質量％以上１０質量％以下であればより好ましい。
アクリル化合物（Ａ）が３個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物を含む場合、３個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物の例は、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシ化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化（９）トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化（３）グリセリルトリアクリレート、高プロポキシ化（５５）グリセリルトリアクリレート、エトキシ化（１５）トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタアクリレートエステル、１，３－アダマンタンジオールジメタクリレート、１，３－アダマンタンジオールジアクリレート、１，３－アダマンタンジメタノールジメタクリレート、及び１，３－アダマンタンジメタノールジアクリレートを含む。
アクリル化合物（Ａ）は、フルオレン骨格を有する（メタ）アクリレートを更に含有することも好ましい。この場合、封止用材料４の耐熱性を更に向上させることに寄与できる。フルオレン骨格を有する（メタ）アクリレートの例は、ビスフェノキシエタノールフルオレン、４，４’－（９－フルオレニリデン）ジフェノール、ビスクレゾールフルオレン、及びビスアニリンフルオレンからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含む。
アクリル化合物（Ａ）は、上記の成分以外の各種のビニルモノマー、例えば、単官能ビニルモノマーを含有してもよい。
封止用材料４の固形分量全量に対する、アクリル化合物（Ａ）の量は、例えば１０質量％以上３０質量％以下である。なお、封止用材料４の固形分量全量に対する、アクリル化合物（Ａ）の量は、これに限らない。
ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）について説明する。上述の通り、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）は、ラジカル重合性を有する置換基（ｂ１）を末端に有する。ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）は、例えばポリフェニレンエーテル鎖（ｂ２）と、ポリフェニレンエーテル鎖（ｂ２）の末端に結合している置換基（ｂ１）とを、有する。
置換基（ｂ１）の構造は、ラジカル重合性を有すれば、特に制限されない。置換基（ｂ１）の例は、炭素－炭素二重結合を有する基を含む。
置換基（ｂ１）は、炭素－炭素二重結合を有する基であることが好ましい。この場合、置換基（ｂ１）がアクリル化合物（Ａ）と反応することで、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）が巨大分子の骨格に組み込まれ、その結果、封止用材料４の硬化物は高い耐熱性及び耐湿性を有することができる。
ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）の重量減少率は、例えば０．５％以下である。そのため、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）は、耐熱性に優れる。このため、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）は、封止用材料４が加熱された場合に封止材４１にボイドが生じにくくするのに寄与できる。なお、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）の重量減少率は、アクリル化合物（Ａ）と同じ方法で測定可能である。
置換基（ｂ１）は、例えば下記式（１）に示す構造又は下記式（２）に示す構造を有する。
Figure 0007165865000007
式（１）において、Ｒは水素又はアルキル基である。Ｒがアルキル基である場合、このアルキル基は、メチル基であることが好ましい。
Figure 0007165865000008
式（２）において、ｎは０～１０の整数であり、例えばｎ＝１である。式（２）において、Ｚはアリーレン基であり、Ｒ1～Ｒ3は各々独立に水素又はアルキル基である。なお、式（２）におけるｎが０である場合は、Ｚはポリフェニレンエーテル樹脂（Ｃ）におけるポリフェニレンエーテル鎖（ｃ１）の末端に直接結合している。
置換基（ｂ１）は、特に式（１）に示す構造を有することが好ましい。
ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）は、例えば下記式（３）に示す構造を有する化合物を含有する。
Figure 0007165865000009
式（３）において、Ｙは炭素数１～３のアルキレン基又は直接結合である。Ｙは、例えばジメチルメチレン基である。式（３）において、Ｘは置換基（ｂ１）であり、例えば式（１）に示す構造を有する基又は式（２）に示す構造を有する基である。Ｘが式（１）に示す構造を有する基であれば特に好ましい。また、式（３）において、ｓは０以上の数、ｔは０以上の数であり、ｓとｔの合計は１以上の数である。ｓは好ましくは０以上２０以下の数であり、ｔは好ましくは０以上２０以下の数であり、ｓとｔの合計値は好ましくは１以上、３０以下の数である。
ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）の量は、アクリル化合物（Ａ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）、及び後述の熱可塑性樹脂の合計量１００質量部に対して、好ましくは２０質量％以上８０質量％以下である。この量が２０質量％以上であると、封止用材料４の硬化物がより高い耐熱性を有しうる。また、この量が８０質量％以下であると、硬化物がより高い柔軟性を有しうる。この量は、より好ましくは２５質量％以上５０質量％以下である。
封止用材料４は、アクリル化合物（Ａ）及びポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）以外の熱硬化性化合物を更に含有してもよい。このような熱硬化性化合物としては、アクリル化合物（Ａ）と熱硬化反応を起こす化合物が挙げられる。このような熱硬化性化合物の具体例として、ビスマレイミド樹脂が挙げられる。
封止用材料４は、エラストマーを含有してもよい。エラストマーとしては、例えばイソプレン重合物の無水マレイン酸付加物が挙げられる。
封止用材料４は、熱可塑性樹脂を含有してもよい。熱可塑性樹脂は、温度１００℃以上１７０℃の範囲において揮発しにくい成分であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては例えばメチルメタクリレートとｎ－ブチルメタクリレートとの共重合体が挙げられる。封止用材料４が熱可塑性樹脂を含有する場合、封止用材料４をシート状に成形する場合の成形性を向上させることができる。熱可塑性樹脂の量は、アクリル化合物（Ａ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）、及び熱可塑性樹脂の合計量１００質量部に対して、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。
熱ラジカル重合開始剤（Ｃ）は、例えば有機過酸化物を含有する。有機過酸化物の１分間半減期温度は１００℃以上１９５℃以下であることが好ましく、１２０℃以上１８０℃以下であれば更に好ましい。この場合、封止用材料４を加熱硬化させる工程における初期段階でバンプ電極３１と導体配線２１との濡れ性を阻害しない程度に速やかに封止用材料４が増粘することで、ボイドの生成が抑制される。また、封止用材料４の硬化反応が十分に速く進行することで、半導体チップ３と封止材４１との間の剥離を抑制できる。
有機過酸化物の具体例は、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキシルモノカーボネート（１分間半減期温度１６１．４℃）、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエート（１分間半減期温度１６６．８℃）、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド（１分間半減期温度１７３．３℃）、ジクミルパーオキサイド（１分間半減期温度１７５．２℃）、α，α’－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン（１分間半減期温度１７５．４℃）、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン（１分間半減期温度１７９．８℃）、ジ－ｔ－ブチルパーオキサイド（１分間半減期温度１８５．９℃）、及び２，５－ジメチル－２，５－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキシン（１分間半減期温度１９４．３℃）を含む。
熱ラジカル重合開始剤（Ｃ）の量は、アクリル化合物（Ａ）、及びポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）の合計量１００質量部に対して、０．２５質量部以上２．０質量部以下であることが好ましい。この場合、硬化物は良好な物性を得ることができる。この熱ラジカル重合開始剤（Ｃ）の量は、０．５質量部以上１．５質量部以下であれば更に好ましい。
本実施形態では、封止用材料４は、無機充填材（Ｄ）を更に含有することが好ましい。封止用材料４が、無機充填材（Ｄ）を含有すると、封止用材料４を加熱しながら、超音波振動を与えて、基材２と半導体チップ３との隙間を封止する場合の封止材４１中のボイドの発生を更に抑制することができ、また封止材４１の基材２あるいは半導体チップ３からの剥離を更に抑制することができる。また、無機充填材（Ｄ）は、封止用材料４の硬化物から形成される封止材４１の熱膨張係数を調整することができる。また、無機充填材（Ｄ）が封止材４１の熱伝導性を向上させることができ、これにより半導体チップ３から発せられた熱を、封止材４１を通じて効率良く放熱することができる。
無機充填材（Ｄ）は、例えば、溶融シリカ、合成シリカ、結晶シリカといったシリカ粉末；アルミナ、酸化チタンといった酸化物；タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスといったケイ酸塩；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトといった炭酸塩；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムといった水酸化物；硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムといった硫酸塩又は亜硫酸塩；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウムといったホウ酸塩；並びに窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素といった窒化物からなる群から選択される一種以上の材料を含有できる。溶融シリカは、溶融球状シリカと溶融破砕シリカとのうちいずれでもよい。特に、無機充填材（Ｄ）がシリカとアルミナのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。
無機充填材（Ｄ）の形状は、破砕状、針状、鱗片状、球状などでよく、特に限定されない。封止用材料４中での無機充填材（Ｄ）の分散性向上、並びに封止用材料４の粘度制御のためには、無機充填材（Ｄ）は球状であることが好ましい。
無機充填材（Ｄ）は、基材２とこれに実装されている半導体チップ３との間の寸法よりも小さい平均粒径を有することが好ましい。
封止用材料４及び封止材４１における無機充填材（Ｄ）の充填密度の向上、並びに封止用材料４の粘度調整のためには、無機充填材（Ｄ）の平均粒径は、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上０．４μｍ以下であればより好ましい。なお、本実施形態における平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定の結果から算出されるメジアン径である。
封止用材料４の粘度調整又は封止材４１の物性の調整のためには、無機充填材（Ｄ）が互いに異なる平均粒径を有する２種以上の成分を含有してもよい。
無機充填材（Ｄ）の量は、封止用材料４の固形分量に対して、例えば１０質量％以上９０質量％以下である。
封止用材料４は、フラックスを含有してもよい。フラックスの例は有機酸を含む。封止用材料４が有機酸を含有する場合、有機酸の作用によって、リフロー時にバンプ電極３１の表面の酸化膜が除去され、半導体チップ３と基材２との間の良好な接続信頼性が確保される。有機酸は、例えば、セバシン酸、アビエチン酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸、シュウ酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ジグリコール酸、チオジグリコール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、プロパントリカルボン酸、クエン酸、安息香酸及び酒石酸からなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。有機酸の量は、封止用材料４の固形分量に対して０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上１０質量％以下であればより好ましい。
封止用材料４は、マレイン酸変性ポリブタジエンを含有してもよい。封止用材料４がマレイン酸変性ポリブタジエンを含有すると、封止材４１と基材２との密着性を特に向上できる。マレイン酸変性ポリブタジエンの量は、アクリル化合物（Ａ）に対して１０質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。
封止用材料４は、エポキシ化合物、フェノール化合物などといった適宜の樹脂を構成する成分を、更に含有してもよい。エポキシ化合物は、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等のアルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂；ナフトールノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂；フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂；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型エポキシ樹脂；トリフェニルメタン型エポキシ樹脂；テトラキスフェノ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；スチルベン型エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ型ブロム含有エポキシ樹脂等のブロム含有エポキシ樹脂；ジアミノジフェニルメタンやイソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂；並びにフタル酸やダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上の成分が挙げられる。フェノール化合物は、例えばフェノール樹脂、より具体的にはフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂；ジシクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトールノボラック樹脂等のジシクロペンタジエン型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール型樹脂；並びにトリアジン変性ノボラック樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の成分が挙げられる。封止用材料４がエポキシ化合物を含有する場合、エポキシ化合物の硬化を促進させる硬化促進剤を更に含有してもよい。
封止用材料４は、本実施形態の効果を損なわない範囲において、ラジカル捕捉剤を含有してもよい。すなわち、封止用材料４は、ラジカル捕捉剤を含有していてもよく、含有していなくてもよい。封止用材料４がラジカル捕捉剤を含有する場合には、封止用材料４が加熱されることにより、封止用材料４中でラジカルが発生しても、ラジカル捕捉剤がラジカルを捕捉することができる。これにより、封止用材料４中の熱ラジカル反応の進行を抑制できるため、封止用材料４が加熱されて溶融された場合に、熱ラジカル反応が抑制される。このため、封止用材料４の加熱による反応性の制御をすることができるため、封止用材料４の粘度を調整することができる。
ラジカル捕捉剤の例は、ニトロキシド化合物及びカルボニルチオ化合物を含む。封止用材料４がニトロキシド化合物を含有する場合、封止用材料４を加熱することで溶融させた場合に、初期の熱ラジカル反応の進行が適度に抑制される。
ニトロキシド化合物は、例えば、２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジンオキシフリーラジカル（ＴＥＭＰＯ）、４－アセトアミド－２，２，６，６－テトラエチルピペリジン－１－オキシフリーラジカル、４－アミノ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシフリーラジカル、４－カルボキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシフリーラジカル、４－オキソ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシフリーラジカル、４－メタクリロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシフリーラジカル、及び［［Ｎ，Ｎ’－［アダマンタン－２－イリデンビス（１，４－フェニレン）］ビス（ｔｅｒｔ－ブチルアミン）］－Ｎ，Ｎ’－ジイルビスオキシ］ラジカルからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。ニトロキシド化合物の量は、熱ラジカル重合開始剤（Ｃ）に対して、２．５質量％以上、２０質量％以下であることが好ましい。
封止用材料４は、本実施形態の効果を損なわない範囲内において、上記成分以外の添加剤を含有してもよい。添加剤の例は、シランカップリング剤、消泡剤、レベリング剤、低応力剤、及び顔料を含む。
封止用材料４は、例えば上記成分を配合し、必要に応じて成形することで、得られる。封止用材料４は、例えば次の方法により調製できる。
まず、上記で説明した封止用材料４に含まれうる成分の、無機充填材（Ｄ）以外の成分を同時に又は順次配合することで、混合物を得る。この混合物を、必要に応じて加熱処理や冷却処理を行いながら撹拌して混合する。次に、必要に応じて、この混合物に無機充填材（Ｄ）を加える。次に、この混合物を、必要に応じて加熱処理や冷却処理を行いながら、再度撹拌して混合する。これにより、封止用材料４を得ることができる。混合物の攪拌のためには、例えばディスパー、プラネタリーミキサー、ボールミル、３本ロール、ビーズミルなどを必要により組み合わせて用いることができる。
封止用材料４は、例えばシート状又はペースト状に成形されていてもよい。封止用材料４は、シート状に成形されることが好ましい。換言すれば、封止用材料４が、シート状の形状を有することも好ましい。封止用材料４は、半導体装置１における封止材４１を形成するために適している（図１参照）。ただし、封止用材料４の形状は、これらに制限されない。
シート状の形状を有する封止用材料４（以下、シート材４０ともいう）及びこれを備える積層シート６について、図２を参照して詳しく説明する。
シート材４０を作製する場合、例えば、まず上記成分を含有する混合物に、必要に応じて溶剤を加えることで、液状組成物を調製する。溶剤は、例えばメタノール、エタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルエチルケトン、アセトン、イソプロピルアセトン、トルエン、及びキシレンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を挙げることができる。この場合、溶剤の量は、適宜設定することができるが、例えば封止用材料４の固形分全量に対して、２０質量％以上８０質量％以下とすることができる。なお、溶剤は、液状組成物をシート状に形成してシート材を作製する際には揮発しうる。
また、支持シート６０を用意する。支持シート６０は、例えばポリエチレンテレフタレートといった適宜のプラスチックシート６１を備えることができる。支持シート６０は、プラスチックシート６１と、このプラスチックシート６１に重なっている粘着層６２とを備えてもよい。粘着層６２は、適度な粘着力を有する層であり、支持シート６０を適宜の台に固定するために利用できる。粘着層６２は、反応硬化性を有してもよい。その場合、支持シート６０を適宜の台上に配置してから粘着層６２を硬化させることで、支持シート６０を台に強固に固定できる。粘着層６２は、例えばアクリル系樹脂、合成ゴム、天然ゴム、及びポリイミド樹脂等からなる群から選択される少なくとも一種の成分から作製できる。
支持シート６０の一面上に、液状組成物を塗布する。支持シート６０がプラスチックシート６１と粘着層６２とを備える場合は、プラスチックシート６１の粘着層６２とは反対側の面上に、液状組成物を塗布する。続いて、支持シート６０上で液状組成物を加熱することで乾燥させ、あるいは半硬化させる。このときの液状組成物の加熱条件は、例えば加熱温度６０℃以上１２０℃以下、加熱時間５分以上３０分以下であることが好ましい。これにより、支持シート６０上でシート材４０を作製できるとともに、シート材４０とこれを支持する支持シート６０とを備える積層シート６が得られる。封止用材料４がポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）を含有する場合、封止用材料４をシート状に成形しやすく、そのため、シート材４０を特に容易に作製できる。
シート材４０の厚みは、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下であるが、これに制限されず、半導体装置１における封止材４１の厚みに応じた適宜の値であればよい。
積層シート６は、図２に示すように、シート材４０を被覆する保護フィルム６４を更に備えてもよい。保護フィルム６４の材質は特に制限されない。また、支持シート６０が粘着層６２を備える場合、図２に示すように、積層シート６は、粘着層６２を被覆する被覆シート６３を更に備えてもよい。被覆シート６３の材質も特に制限されない。
封止用材料４の硬化物は、封止用材料４を熱硬化させることで得られる。封止用材料４の硬化物は、基材２と基材２に実装されている半導体チップ３との間の隙間を封止する封止材４１として好適に用いることができる。封止用材料４は、基材２と半導体チップ３との間の隙間に配置された状態で加熱されるとともに超音波振動が与えられることで、封止用材料４を成形し、封止用材料４を硬化させることで封止材４１が形成されても、封止材４１中のボイドを生じにくくできる。
硬化物のガラス転移温度は、１３０℃以上であることが好ましい。この場合、硬化物は、高い耐熱性を有することができ、そのため、硬化物からなる封止材４１を備える半導体装置１は高い耐熱信頼性を有することができる。このようなガラス転移温度は、封止用材料４にポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）を含有させるならば、封止用材料４の組成を適宜調整することで容易に達成可能である。
封止用材料４は、アンダーフィルとして好適であり、先供給方式のアンダーフィリングによって基材２と半導体チップ３との間の隙間を、この封止用材料４で封止することで、半導体装置１を作製できる。
図１Ａに、半導体装置１の例を示す。この半導体装置１は、基材２と、基材２にフェイスダウンで実装されている半導体チップ３と、基材２と半導体チップ３との間の隙間を封止する封止材４１とを備える。封止材４１は、封止用材料４の硬化物からなる。半導体チップ３は基材２と対向する面にバンプ電極３１を備えるとともに、基材２は半導体チップ３と対向する面に導体配線２１を備える。バンプ電極３１と導体配線２１とは位置合わせされて、はんだバンプ３２を介して接続されている。このバンプ電極３１と導体配線２１は、封止材４１内に埋められている。
本実施形態に係る半導体装置１の製造方法は、導体配線２１を備える基材２と、封止用材料４と、バンプ電極３１を備える半導体チップ３とを準備する。導体配線２１を備える基材２の導体配線２１がある面に、封止用材料４を介在させて、バンプ電極３１を備える半導体チップ３を導体配線２１とバンプ電極３１とが対向するように配置する。この状態で、封止用材料４を加熱しながら、超音波振動を与えることで、基材２と半導体チップ３との間の隙間を封止するとともにバンプ電極３１と導体配線２１とを電気的に接続することを含む。続いて、更に加熱して、封止用材料４を完全に硬化させることで封止用材料４の硬化物からなる封止材４１が形成される。これにより、基材２と半導体チップ３との間の隙間をボイドの発生が抑制された封止材４１で封止された半導体装置１を作製できる。
半導体装置１の製造方法の例を、図３Ａから図３Ｄを参照して、より詳細に説明する。
まず、基材２、半導体チップ３、及び封止用材料４（シート材４０）を備える積層シート６を用意する。
基材２は、例えばマザー基板、パッケージ基板又はインターポーザー基板である。本実施形態では、基材２は、ガラスエポキシ製、ポリイミド製、ポリエステル製、セラミック製などの絶縁基板と、その表面上に形成された銅などの導体製の導体配線２１とを備える。
半導体チップ３は、例えばフォトリソグラフィ法といった適宜の方法で形成された回路を備えるシリコンウエハの一つの面上に、上記の回路に接続されたバンプ電極３１を有する。本実施形態では、半導体チップ３におけるバンプ電極３１が、はんだバンプ３２を備
える。なお、バンプ電極３１ではなく基材２における導体配線２１がはんだバンプ３２を備えてもよく、バンプ電極３１と導体配線２１の各々がはんだバンプ３２を備えてもよい。すなわち、半導体ウエハにおけるバンプ電極３１と基材２における導体配線２１とのうち、少なくとも一方が、はんだバンプ３２を備えればよい。はんだバンプ３２は、好ましくはＳｎ－３．５Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ－２．５Ａｇ－０．５Ｃｕ－１Ｂｉ（融
点２１４℃）、Ｓｎ－０．７Ｃｕ（融点２２７℃）、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕ（融点２１７℃）などの、融点２１０℃以上の鉛フリーはんだ製である。
半導体チップ３は、積層シート６と半導体ウエハから作製され積層されたものを適宜の寸法に切り出した個片シートから形成されてもよい。個片シートは、具体的には、例えば半導体ウエハにおけるバンプ電極３１がある面に、積層シート６におけるシート材４０を重ねる。このとき、積層シート６におけるシート材４０から保護フィルム６４を剥がしてから、支持シート６０に重なった状態のシート材４０を、半導体ウエハにおけるバンプ電極３１がある面に重ねる。次に、半導体ウエハをシート材４０ごと切断することで、ダイシングする。このとき、例えば支持シート６０における粘着層６２から被覆シート６３を剥がしてから、粘着層６２を台の上に配置し、更に必要に応じて粘着層６２を硬化させる。これにより、シート材４０が支持シート６０に重なった状態で支持シート６０を台に固定する。この状態で、半導体ウエハをシート材４０ごと切断する。これにより、半導体ウエハから切り出された半導体チップ３と、シート材４０から切り出された個片シートとを備える部材（チップ部材ともいう）を作製する。このチップ部材を、支持シート６０から取り外す。チップ部材における半導体チップ３はバンプ電極３１を備え、半導体チップ３におけるバンプ電極３１がある面に個片シートが重なっている。
次に、基材２に半導体チップ３を、基材２と半導体チップ３との間にシート材４０を介在させて、フェイスダウンで実装する。本実施形態では、図３Ａに示すように、ボンディングヘッド７１とステージ７２とを備え、超音波振動を与える機能を有するフリップチップボンダー７０を用いて、次のようにして実装を行う。なお、本実施形態では、フリップチップボンダー７０において、ボンディングヘッド７１が超音波振動を与えることが可能に構成されているが、これに制限されず、導体配線２１とバンプ電極３１とに超音波振動を与えることができるものであればよく、例えばステージ７２が超音波振動を与えることが可能な機能を有していてもよい。フリップチップボンダー７０の具体的な装置の例は、パナソニック株式会社製のＦＣＢ３といった装置が挙げられる。また、図３Ａ～図３Ｄ、及び上記の説明においては、半導体チップ３に予め封止用材料４が重ねられているが、これに限られない。例えば、基材２をステージ７２に配置し、半導体チップ３をボンディングヘッド７１に保持させた状態で、シート材４０を基材２と半導体チップ３との間に介在させてもよく、封止用材料４を基材２上に塗布するなどして基材２と半導体チップ３との間に介在させてもよい。なお、上記の説明では、封止用材料は、シート状（すなわち、上述のシート材４０）である場合について説明したが、封止用材料はペースト状であってもよい。
図３Ａに示すように、導体配線２１を備える基材２をステージ７２に支持させるとともに、半導体チップ３のバンプ電極３１がステージ７２上に支持されている基材２に対向するようにボンディングヘッド７１に保持させる。また、封止用材料４は、基材２と半導体チップ３との間に封止用材料４が介在している。この状態で、図３Ｂに示すようにボンディングヘッド７１をステージ７２へ向けて移動させる。これにより、基材２上に、シート材４０を介在させて半導体チップ３を配置する。このとき、半導体チップ３におけるバンプ電極３１と基材２における導体配線２１とが重なるように、半導体チップ３と基材２とを位置合わせする。
この状態で、ボンディングヘッド７１とステージ７２を通じて、封止用材料４、半導体チップ３及び基材２を加熱しながら、超音波振動を与えることにより、はんだバンプ３２及び封止用材料４を加熱する。加熱温度は、はんだバンプ３２の組成及び封止用材料４の組成に応じて、あるいは封止用材料４の反応開始温度に応じて適宜設定されるが、封止用材料４を加熱する場合の加熱温度は、反応開始温度より３０℃低い温度以上であることが好ましい。この場合、本実施形態の効果が特に顕著に得られる。加熱温度は、反応開始温度より３０℃低い温度以上反応開始温度より１０℃高い温度以下であることがより好ましく、１００℃以上１５０℃以下であれば更に好ましい。
また、超音波振動を与える時間及び振動の周波数などの条件は適宜設定されるが、例えば振動を与える時間は、０．１秒以上５．０秒以下であり、振動の周波数は１０ｋＨｚ以上８０ｋＨｚ以下である。
また、ボンディングヘッド７１とステージ７２を通じて、封止用材料４、半導体チップ３及び基材２を加熱しながら、超音波振動を与える際に、ボンディングヘッド７１でステージ７２上の基材２、半導体チップ３、及び封止用材料４に荷重を与えてもよい。例えば、ボンディングヘッド７１がステージ７２の方向に加圧できるように構成され、これにより、基材２と半導体チップ３との間に封止用材料４を介在させた状態でボンディングヘッド７１を押しつけることで荷重を加えることができる。この場合の、荷重の条件は適宜設定されるが、例えば荷重は、１０Ｎ以上２００Ｎ以下とすることができる。
また、封止用材料４及び半導体チップ３を、加熱しながら超音波振動を与えて、基材２上に実装するまでの時間は、加熱開始から０．５秒以上５秒以下であることが好ましく、０．５秒以上２．０秒以下であることがより好ましい。この範囲内であると、従来の、例えば熱圧着による実装方式と比べ、チップ１つあたりの生産時間が短いため、生産効率を向上させることができる。
このように、基材２と半導体チップ３との間に封止用材料４を介在させた状態で、はんだバンプ３２及び封止用材料４を加熱するとともに超音波振動を与えると、はんだバンプ３２が融解してバンプ電極３１と導体配線２１とが電気的に接続される。また、封止用材料４が溶融してから熱硬化することで図３Ｃに示すように封止材４１が形成され、これにより、半導体チップ３と基材２との間が封止材４１で封止される。
続いて、図３Ｄに示すようにボンディングヘッド７１を上方に移動させて半導体チップ３から離す。
以上のように、基材２に半導体チップ３が実装されることで、図１Ａに示す半導体装置１が得られる。このように、本実施形態では、ボンディングヘッド７１の温度を比較的低温にしても、基材２と半導体チップ３との間を封止材４１によって封止することが可能である。また、このようにして封止用材料４から形成された封止材４１では、上記の通り、封止材４１中のボイドが残存しにくくされている。
さらに、上記のように半導体装置１を製造した後、同じフリップチップボンダー７０を用いて、続けて別の半導体装置１を製造することも可能である。本実施形態では、封止用材料４は、上記の通り、反応開始温度は１６０℃以下であり、また特有の粘度挙動を有し、かつ一定の温度領域で低粘度にできうるため、実装時の加熱温度を比較的低温に設定しやすく、それによりボンディングヘッド７１の温度を比較的低温とすることができる。そのため、続けて繰り返し半導体装置１を製造する場合でも、ボンディングヘッド７１の冷却のための時間を必要としないか、大幅に削減することができる。これにより、半導体装置１の製造効率を向上させることができる。
本実施の他の形態では、半導体装置１は、図１Ｂに示すように、基材２上に封止材４１と半導体チップ３とが交互に積層された、多段積層型の半導体装置１とすることも可能である。多段積層型の半導体装置１の製造にあたっては、上記形態において、基材２と半導体チップ３とを、封止用材料４から形成される封止材４１を介在させて積層してから、更に別の半導体チップ３と封止用材料４を、同じフリップチップボンダー７０を用いて、加熱するとともに超音波振動を与えることによって、先に積層した半導体チップ３上に新たな半導体チップ３を新たに形成される封止材４１を介在させて積層することができる。この処理を繰り返すことにより、基材２上に封止材４１及び半導体チップ３を順に複数積層した多段積層型の半導体装置１を作製することができる。なお、図１Ｂでは、半導体装置１は、半導体チップが４段積層されているが、積層数はこれに限られず、目的、用途等に応じて適宜設定することができる。
本実施形態においても、加熱温度を比較的低くすることができるとともに、フリップチップボンダー７０のボンディングヘッド７１を冷却するための時間を必要としないか、大幅に削減することができる。そのため、多段積層型の半導体装置を製造する場合にも、製造効率を向上させることができる。
１．実施例１～８及び比較例１の調製
封止用材料を作製するための液状組成物を、次のように調製した。
まず、表１の組成の欄に示す成分を用意した。これらの成分のうち、まずアクリル化合物を秤量してからこれらをディスパーで撹拌混合し、続いて、このアクリル化合物の混合物に、ポリフェニレンエーテル樹脂及び無機充填材以外の成分を加えて混合することで、第一混合液を調製した。また、ポリフェニレンエーテル樹脂をメチルエチルケトン：トルエン＝１：１の混合溶媒に溶解させることで、第二混合液を調製した。第二混合液に第一混合液と無機充填材とを加えてから、これらをディスパーで撹拌し、続いてビーズミルで混合することで無機充填材を分散させた。これにより、液状組成物を調製した。液状組成物中の混合溶媒の濃度は、３０質量％以上５０質量％以下になるようにした。
なお、表中の組成の欄に示す成分の詳細は、次の通りである。下記のアクリル化合物、及びポリフェニレンエーテル樹脂の重量減少率は、セイコーインスツルメンツ株式会社製の型番ＴＧ／ＤＴＡ７３００により、空気雰囲気の条件下、昇温速度５℃／ｍｉｎで、２５℃から３００℃まで加熱し、温度に対する重量の変化を測定し、これにより得られる温度と重量変化量との関係を示すグラフから、加熱前の温度（２５℃）での重量と、１６３℃での重量を読み取り、変化の前後での重量差から算出した。
・アクリル化合物１：エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、新中村化学工業社製、品番ＢＰＥ－８０Ｎ（式（ＩＩＩ）において、Ｒ3は水素原子、Ｒ4はジメチルメチレン基、ｍ＋ｎ＝２．３である）、重量減少率０．４４％。
・アクリル化合物２：エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、新中村化学工業社製、品番ＢＰＥ－１００Ｎ（式（ＩＩＩ）において、Ｒ3は水素原子、Ｒ4はジメチルメチレン基、ｍ＋ｎ＝２．６である）、重量減少率０．２２％。
・アクリル化合物３：エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、新中村化学工業社製、品番ＢＰＥ－２００Ｎ（式（ＩＩＩ）において、Ｒ3は水素原子、Ｒ4はジメチルメチレン基、ｍ＋ｎ＝４である）、重量減少率０．１４％。
・アクリル化合物４：エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、新中村化学工業社製、品番ＢＰＥ－５００Ｎ（式（ＩＩＩ）において、Ｒ3は水素原子、Ｒ4はジメチルメチレン基、ｍ＋ｎ＝１０である）、重量減少率０．２５％。
・アクリル化合物５：エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、新中村化学工業社製、品番ＢＰＥ－１３００Ｎ（式（ＩＩＩ）において、Ｒ3は水素原子、Ｒ4はジメチルメチレン基、ｍ＋ｎ＝３０である）、重量減少率０．３０％。
・アクリル化合物６：ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、昭和高分子社製、品番ＶＲ－７７、重量減少率０．５１％。
・アクリル化合物７：トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業社製、品番Ａ－ＤＣＰ、重量減少率１．５９％。
・アクリル化合物８：トリメチロールプロパントリアクリレート、新中村化学工業社製、品番Ａ－ＴＭＰＴ、重量減少率２．００％。
・ポリフェニレンエーテル樹脂：上記式（３）に示す構造を有し、式（３）中のＸが上記式（１）に示す構造を有する基（Ｒはメチル基）である、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ＳＡＢＩＣ社製、品番ＳＡ９０００、重量減少率０．３６％。
・熱ラジカル重合開始剤：ジクミルパーオキサイド、日油株式会社製、品名パークミルＤ。
・無機充填材１（フィラー）：シリカ粉、株式会社トクヤマ製、品番ＮＨＭ－２４Ｄ、平均粒径０．２４μｍ。
・無機充填材２（フィラー）：シリカ粒子、株式会社アドマテックス製、品番ＳＯ－Ｃ２、平均粒径０．５μｍ。
・変性ポリブタジエン：マレイン酸変性ポリブタジエン、クレイバレー社製、品名Ｒｉｃｏｂｏｎｄ１７５６。
・熱可塑性樹脂：メチルメタクリレート，ｎ－ブチルメタクリレート共重合体、エボニック社製、品名ＤＹＮＡＣＯＬＬ ＡＣ２７４０。
・シランカップリング剤：３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製、品番ＫＢＭ－４０３。
・フラックス：セバシン酸。
２．評価試験
封止用材料に対し、次の評価試験を行った。これらの評価試験の結果は、表１に示す。
（１）組成物の重量減少率評価（揮発成分（ボラタイル）の割合）
（１－１）サンプル（シート材の積層物）の作製
支持シートとしてポリエチレンテレフタレート製フィルムを用意した。この支持シートに、上記１．で調整した液状組成物を、バーコーターを用いて湿潤膜厚１００μｍになるように成膜し、１３０℃、１５分間の条件で加熱した。これにより、支持シート上に厚み５０μｍの封止用材料（シート材）を作製した。複数枚のシート材を厚さ２００μｍとなるように積層して積層物を作製し、支持シートから積層物を剥離した。剥離した積層をカットすることで、平面視５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み２００ｍｍの寸法のサンプルを作製した。
（１－２）測定方法
まず、室温（約２５℃）におけるサンプルの重量（乾燥前のシート重量という）を測定した。続いて、１６３℃に設定した乾燥機の中にサンプルを入れて、１５分間乾燥させた。１５分経過後、サンプルを乾燥機から取り出し、デシケータの中に入れて、３０分間放冷した。３０分経過後、デシケータからサンプルを取り出し、サンプルの重量（乾燥後のサンプル重量という）を測定した。
測定した重量から、次式（１）により、１６３℃での組成物の重量減少率（揮発成分の割合）を算出した。
組成物の重量減少率（％）＝［（乾燥前の重量）－（乾燥後の重量）］／（乾燥前の重量）×１００ ・・・（１）
また、同様に１３０℃における重量減少率を測定した。表１に、各実施例及び比較例の１６３℃及び１３０℃における組成物の重量減少率の結果を示した。
（２）溶融粘度測定及び反応開始温度評価
各実施例及び比較例の封止用材料を、ＴＡインスツルメンツ株式会社製のレオメータ（型番 ＡＲ２０００ｅｘ）を用いて、温度範囲１００～３００℃、昇温速度６０℃／ｍｉｎ、角速度０．２０９ｒａｄ／ｓの条件で、溶融粘度の温度依存性を測定した。これにより、封止用材料の温度と溶融粘度との関係を示す溶融粘度曲線を得た。この溶融粘度曲線から、最低溶融粘度を読み取るとともに、最低溶融粘度から５０Ｐａ・ｓ上昇した溶融粘度における温度を読み取ることで、封止用材料の反応開始温度を得た。最低溶融粘度、反応開始温度、及び反応開始温度での溶融粘度の値を、表１の所定の欄に示した。
（３）ガラス転移温度評価
支持シートとしてポリエチレンテレフタレート製フィルムを用意した。この支持シートに上記１．で調整した液状樹脂組成物を、バーコーターを用いて湿潤膜厚１００μｍになるように成膜し、８０℃、３０分間の条件で加熱した。これにより、支持シート上に厚み５０μｍのシート材を作製した。複数枚のシート材を積層し、真空ラミネーターで圧縮成形し、オーブンで１５０℃、２時間の条件で加熱することで硬化させ、続いてカットすることで、平面視４ｍｍ×４０ｍｍ、厚み８００ｍｍの寸法のサンプルを作製した。このサンプルのガラス転移温度を、セイコーインスツルメンツ株式会社製のＴＭＡ（熱機械分析）装置（型番ＳＳ７１００）を用いて、引っ張り力４９ｍＮ、温度プログラム３０℃～３００℃で５℃／ｍｉｎの条件で、測定した。
（４）ボイド評価
封止用材料を用い、次のようにして半導体装置を作製した。
基材としてＷＡＬＴＳ社製のＷａｌｔｓ ＴＥＧ ＩＰ８０（１０ｍｍ×１０ｍｍ×３００μｍ）を用意した。
半導体ウエハとしてＷＡＬＴＳ社製のＷａｌｔｓ ＴＥＧ ＣＣ８０（７．３ｍｍ×７．３ｍｍ×１００μｍ）を用意した。なお、半導体ウエハは、高さ３０μｍのＣｕピラーとその上の高さ１５μｍのはんだバンプとを各々有する１０４８個のバンプ電極を備え、隣り合うはんだバンプ間のピッチは８０μｍである。
また、支持シートとしてポリエチレンテレフタレート製フィルムを用意した。この支持シートに上記１．で調整した液状組成物を、バーコーターを用いて湿潤膜厚１００μｍになるように成膜し、８０℃、３０分間の条件で加熱した。これにより、支持シート上に厚み４５～５５μｍのシート材を作製した。
半導体ウエハにシート材を重ねてから、ダイシングフレームに固定し、ディスコ社製ダイシングソー（製品名：ＤＦＤ６３４１）を用いてシート材をシリコンウエハごとダイシングすることで、半導体チップと、封止用材料を有する個片シートとを備える７．３ｍｍ×７．３ｍｍ×１００μｍの寸法のチップ部材を切り出した。
超音波振動を与える機能を有するフリップチップボンダーとして、パナソニック株式会社製の型番ＦＣＢ３を用いた。このフリップチップボンダーのステージを加熱した状態で、ステージ上に基材を固定した。上記のチップ部材をフリップチップボンダーのボンディングヘッドに保持させ、ボンディングヘッドを加熱した状態で、ボンディングヘッドをステージに近づけて、半導体チップのバンプ電極と基材の導体配線とを位置合わせしながら、基材上にチップ部材における個片シートを重ねた。ステージの温度は１４５℃、ボンディングヘッドの温度は１１５℃に設定することで、封止用材料の加熱温度が１３０℃になるようにした。この状態で、フリップチップボンダーで半導体チップを加圧し、半導体チップに基材へ向けて荷重をかけながら超音波振動を印加した。加圧の条件は、加圧開始時から０．１秒間の間は１０Ｎとし、加圧開始から０．２秒の時点で５０Ｎとなるようにし、加圧開始から０．２秒の時点から１．０秒経過するまでの間５０Ｎを維持した。超音波振動の条件は、加圧開始時から０．５秒の時点で印加を開始し、０．６秒の時点で出力が３Ｗとなるように超音波振動を印加し、加圧開始から０．６秒の時点から１．０秒の時点まで超音波振動の出力を３Ｗで維持した。加圧開始から１．０秒経過したら、加圧を解除し、ボンディングヘッドをステージから離した。
続いて、基材と半導体チップとの間にある封止用材料を、温度１５０℃で、１時間加熱することにより完全に硬化させた。これにより、試験用の半導体装置を得た。この半導体装置における封止材中のボイドを、超音波探傷装置（ＳＡＴ）を用いて調査し、７．３ｍｍ×７．３ｍｍの範囲内において、ボイドの個数を確認した。その結果、ボイドが認められないものを「Ａ」、１個以上５個以内のボイドが認められたものを「Ｂ」、５個より多くボイドが認められた場合を「Ｃ」と、評価した。
（５）接続性評価
封止用材料を用い、上記（３）ボイド評価の場合と同じ方法で試験用の半導体装置を作製した。この半導体装置の接続性を、次のように評価した。半導体装置を切断し、それにより生じた断面を研磨した。この断面に現れる、はんだバンプを介した、半導体チップにおけるＣｕピラーと基材の導体配線との間の寸法を測定した。その結果、この寸法が５μｍ未満であれば「Ａ」、５μｍ以上１０μｍ未満であれば「Ｂ」、１０μｍ以上であれば「Ｃ」と評価した。
（６）剥離性（密着性）評価
封止用材料を用い、上記（３）ボイド評価の場合と同じ方法で試験用の半導体装置を作製した。半導体装置における硬化物と半導体チップ及び基材との界面の剥離の有無を、超音波探傷装置（ＳＡＴ）を用いて調査した。その結果、剥離が認められない場合を「Ａ」、剥離が認められる場合を「Ｃ」と、評価した。
Figure 0007165865000010
１ 半導体装置
２ 基材
２１ 導体配線
３ 半導体チップ
３１ バンプ電極
４ 封止用材料
４０ シート材
４１ 封止材
６ 積層シート

Claims (12)

  1. 基材と前記基材に実装される半導体チップとの間の隙間を封止するための封止用材料であって、
    前記封止用材料の反応開始温度は、１６０℃以下であり、
    １６３℃の温度で加熱した場合に、前記封止用材料全量に対して、前記封止用材料から揮発する成分の合計量の割合が０．５質量％以下であり、
    前記割合は、２５℃における前記封止用材料の重量である乾燥前の重量と、１６３℃に設定した乾燥機の中に前記封止用材料を入れて、１５分間乾燥させた後、前記封止用材料を前記乾燥機から取り出し、デシケータの中に入れて、３０分間放冷した後、前記デシケータから取り出してから測定された前記封止用材料の乾燥後の重量とから、次式（１）により算出される、重量減少率である、
    重量減少率（％）＝［（乾燥前の重量）－（乾燥後の重量）］／（乾燥前の重量）×１００ ・・・（１）
    封止用材料。
  2. アクリル化合物（Ａ）と、
    ラジカル重合性を有する置換基（ｂ１）を有するポリフェニレンエーテル樹脂（Ｂ）と、
    熱ラジカル重合開始剤（Ｃ）と、
    無機充填材（Ｄ）と、を含有する、
    請求項１に記載の封止用材料。
  3. 前記アクリル化合物（Ａ）は、式（Ｉ）で示される化合物を含有し、
    Figure 0007165865000011
     式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は、各々独立に水素又はメチル基であり、Ｒ3は、水素、メチル基、又はエチル基を示し、Ｒ4は、２価の有機基を示し、
    ｍ及びｎの各々は、０以上２０以下の値であり、かつｍ＋ｎの平均値は、２以上３０以下である、
    請求項２に記載の封止用材料。
  4. 最低溶融粘度は、３００Ｐａ・ｓ以下である、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の封止用材料。
  5. 前記反応開始温度における溶融粘度は、３５０Ｐａ・ｓ以下である、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の封止用材料。
  6. シート状の形状を有する、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の封止用材料。
  7. 導体配線を備える基材の前記導体配線とバンプ電極を備える半導体チップの前記バンプ電極とを接触させ、前記導体配線と前記バンプ電極とを加熱しながら超音波振動を与えることで電気的に接続するにあたり、前記基材と前記半導体チップとの間の隙間を封止するために用いられる、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の封止用材料。
  8. 請求項６又は７に記載の封止用材料と、
    前記封止用材料を支持する支持シートと、を備える、
    積層シート。
  9. 請求項１から７のいずれか一項に記載の封止用材料を、熱硬化させて得られる、
    硬化物。
  10. ガラス転移温度は、１３０℃以上である、
    請求項９に記載の硬化物。
  11. 基材と、
    前記基材にフェイスダウンで実装されている半導体チップと、
    前記基材と前記半導体チップとの間の隙間を封止する封止材とを備え、
    前記封止材が請求項９又は１０に記載の硬化物からなる、
    半導体装置。
  12. 導体配線を備える基材の前記導体配線がある面に、請求項１から７のいずれか一項に記載の封止用材料を介在させて、バンプ電極を備える半導体チップを前記導体配線と前記バンプ電極が対向するように配置し、
    前記封止用材料を加熱しながら、超音波振動を与えることで、前記封止用材料を硬化させるとともに、前記導体配線と前記バンプ電極とを電気的に接続することを含む、
    半導体装置の製造方法。
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