JP7259219B2 - Resin composition, cured product thereof, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Resin composition, cured product thereof, and method for manufacturing semiconductor device Download PDF

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Description

本発明は、樹脂組成物及びその硬化物、並びに半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a resin composition, a cured product thereof, and a method for manufacturing a semiconductor device.

従来、半導体チップと基板との接続には、金ワイヤ等の金属細線を用いるワイヤーボンディング接続方式が広く適用されている。一方、半導体装置に対する高機能化、高集積化、高速化等の要求に対応するため、半導体チップ又は基板にバンプと呼ばれる導電性突起を形成して、半導体チップと基板とを直接接続するフリップチップ接続方式(FC接続方式)が広まりつつある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wire bonding connection method using thin metal wires such as gold wires has been widely applied to connect semiconductor chips and substrates. On the other hand, in order to meet the demands for higher functionality, higher integration, and higher speed for semiconductor devices, a flip chip is a semiconductor chip or substrate that is directly connected to a substrate by forming conductive projections called bumps on the semiconductor chip or substrate. A connection method (FC connection method) is spreading.

フリップチップ接続方式としては、例えば、ハンダバンプを用いる方式、金バンプと導電性接着剤とを用いる方式、熱圧着方式、超音波方式等が知られている。これらの方式では、チップと基板との熱膨張係数差に由来する熱ストレスが接続部に集中して接続信頼性が低下するという問題がある。このような問題を防ぐために、一般に、チップと基板との間隙を充填するアンダーフィルが樹脂組成物によって形成される。アンダーフィルへの分散によって熱ストレスが緩和されるため、接続信頼性を向上させることが可能である。 Known flip-chip connection methods include, for example, a method using solder bumps, a method using gold bumps and a conductive adhesive, a thermocompression bonding method, an ultrasonic method, and the like. These methods have the problem that thermal stress resulting from the difference in coefficient of thermal expansion between the chip and the substrate concentrates on the connecting portion, resulting in reduced connection reliability. In order to prevent such problems, an underfill that fills the gap between the chip and the substrate is generally formed with a resin composition. Since thermal stress is relieved by dispersing in the underfill, it is possible to improve connection reliability.

アンダーフィルを形成する方法としては、一般に、チップと基板とを接続した後に液状樹脂をチップと基板との間隙に注入する方法が知られている(特許文献1参照)。また、チップと基板とを接続する工程において、フィルム状樹脂を用いてアンダーフィルを形成する方法も知られている(特許文献2参照)。 As a method of forming an underfill, a method of injecting a liquid resin into the gap between the chip and the substrate after connecting the chip and the substrate is generally known (see Patent Document 1). Also known is a method of forming an underfill using a film-like resin in the step of connecting a chip and a substrate (see Patent Document 2).

ところで、上記接続部(バンプ又は配線)に用いられる主な金属としては、例えば、はんだ、スズ、金、銀、銅、ニッケル等が挙げられ、これらの複数種を含む導電材料も用いられている。接続部に用いられる金属は、表面が酸化して酸化膜が生成してしまうこと、表面に酸化物等の不純物が付着してしまうこと等によって、接続部の接続面に不純物が生じる場合がある。このような不純物が残存すると、半導体チップ及び基板間又は2つの半導体チップ間における接続性及び絶縁信頼性が低下し、上述した接続方式を採用するメリットが損なわれてしまうことが懸念される。 By the way, the main metals used for the connection portion (bump or wiring) include, for example, solder, tin, gold, silver, copper, nickel, etc., and conductive materials containing multiple types of these are also used. . The metal used for the connection part may have impurities on the connection surface of the connection part because the surface is oxidized to form an oxide film, or impurities such as oxides adhere to the surface. . If such impurities remain, the connectivity and insulation reliability between the semiconductor chip and the substrate or between the two semiconductor chips will deteriorate, and there is concern that the advantage of adopting the above-described connection method will be lost.

これらの不純物の発生を抑制するために、例えば、接続部を酸化防止膜でコーティングするOSP(Organic Solderbility Preservatives)処理が知られている。この酸化防止膜は、接続プロセス時のはんだ濡れ性の低下、接続性の低下等の原因となる場合がある。そのため、上述の酸化防止膜及び不純物を除去する方法として、アンダーフィル材料にフラックス剤を含有させる方法が提案されている(例えば、特許文献3~5参照)。 In order to suppress the generation of these impurities, for example, an OSP (Organic Solderability Preservatives) process is known, in which the connecting portion is coated with an antioxidant film. This anti-oxidation film may cause deterioration of solder wettability and connectivity during the connection process. Therefore, as a method of removing the anti-oxidation film and impurities, a method of incorporating a fluxing agent into the underfill material has been proposed (see, for example, Patent Documents 3 to 5).

特開2000-100862号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-100862 特開2003-142529号公報JP-A-2003-142529 特開2002-283098号公報JP-A-2002-283098 特開2005-272547号公報JP-A-2005-272547 特開2006-169407号公報JP 2006-169407 A

フリップチップ接続方式を用いたフリップチップパッケージでは、高機能化、高集積化、立体化等が検討されている。このようなフリップチップパッケージで使用されるアンダーフィル材料には、信頼性の観点から、耐マイグレーション性、接続性等に優れることが求められる。 Flip-chip packages using the flip-chip connection method are being studied for higher functionality, higher integration, three-dimensional design, and the like. From the viewpoint of reliability, the underfill material used in such a flip chip package is required to have excellent migration resistance, connectivity, and the like.

そこで、本発明は、マイグレーションを抑制することができ、接続性に優れる樹脂組成物及びその硬化物を提供することを主な目的とする。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a resin composition that can suppress migration and has excellent connectivity, and a cured product thereof.

上記課題を達成するために本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、樹脂組成物の硬化物を高温で煮沸して得られる抽出水において、塩素イオン(塩化物イオン)濃度及びpH(水素イオン指数)が特定の範囲にあることによって、樹脂組成物がマイグレーションを抑制することができ、接続性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to achieve the above objects, in the extracted water obtained by boiling the cured product of the resin composition at a high temperature, the chloride ion (chloride ion) concentration and pH (hydrogen ion index) is within a specific range, the resin composition can suppress migration and has excellent connectivity, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の[1]~[6]に示す樹脂組成物、[7]に示す樹脂組成物の硬化物、及び[8]に示す半導体装置の製造方法を提供する。 That is, the present invention provides a resin composition shown in [1] to [6], a cured product of the resin composition shown in [7], and a method for manufacturing a semiconductor device shown in [8] below.

[1]エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤、フラックス剤、及び無機フィラーを含有し、下記条件(A)を満たす、樹脂組成物。
条件(A):樹脂組成物からなる厚さ20μmの樹脂フィルムを空気雰囲気下、240℃、60分間加熱して樹脂フィルムの硬化物を作製し、当該樹脂フィルムの硬化物1gとイオン交換水40gとの混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が1質量ppm以下であり、かつpH値が3.5~7.0である。
[2]エポキシ樹脂が、下記条件(B)を満たす、[1]に記載の樹脂組成物。
条件(B):エポキシ樹脂1gとイオン交換水40gとのエポキシ樹脂混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が0.3質量ppm以下である。
[3]熱可塑性樹脂が、下記条件(C)を満たす、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
条件(C):熱可塑性樹脂1gとイオン交換水40gとの熱可塑性樹脂混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が0.3質量ppm以下である。
[4]無機フィラーの含有量が、樹脂組成物全量を基準として、20~70質量%である、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]フラックス剤が、ジカルボン酸である、[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]フィルム状である、[1]~[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7][1]~[6]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物。
[8]半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置の製造方法であって、[1]~[6]のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて、接続部を封止する工程を備える、半導体装置の製造方法。
[1] A resin composition containing an epoxy resin, a thermoplastic resin, a curing agent, a fluxing agent, and an inorganic filler and satisfying the following condition (A).
Condition (A): A resin film made of a resin composition and having a thickness of 20 μm was heated in an air atmosphere at 240° C. for 60 minutes to prepare a cured resin film, and 1 g of the cured resin film and 40 g of deionized water were added. A mixture of and is boiled in a closed container at 121 ° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and the extracted water obtained by passing through a mesh with a pore size of 0.45 μm has a chloride ion concentration of 1 mass ppm or less, and a pH value is 3.5 to 7.0.
[2] The resin composition according to [1], wherein the epoxy resin satisfies the following condition (B).
Condition (B): Extracted water obtained by boiling an epoxy resin mixture of 1 g of epoxy resin and 40 g of ion-exchanged water in a closed vessel at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours and passing it through a mesh with a pore size of 0.45 μm. has a chloride ion concentration of 0.3 ppm by mass or less.
[3] The resin composition according to [1] or [2], wherein the thermoplastic resin satisfies the following condition (C).
Condition (C): A thermoplastic resin mixture of 1 g of thermoplastic resin and 40 g of ion-exchanged water is boiled in a closed vessel at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and passed through a mesh with a pore size of 0.45 μm. The chloride ion concentration of the extracted water is 0.3 ppm by mass or less.
[4] The resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the content of the inorganic filler is 20 to 70% by mass based on the total amount of the resin composition.
[5] The resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the fluxing agent is a dicarboxylic acid.
[6] The resin composition according to any one of [1] to [5], which is in the form of a film.
[7] A cured product of the resin composition according to any one of [1] to [6].
[8] A method for manufacturing a semiconductor device in which respective connection portions of a semiconductor chip and a wiring circuit board are electrically connected to each other, or a semiconductor device in which respective connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of sealing a connection portion using the resin composition according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、マイグレーションを抑制することができ、接続性に優れる樹脂組成物が提供される。いくつかの形態に係る樹脂組成物は、フラックス活性(充分に金属表面の酸化膜を還元除去して、金属が容易に溶融できるようにし、溶融した金属が濡れ広がるのを阻害せず、金属接合部が形成される状態を達成できる性能)の点においても優れる。また、本発明によれば、樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resin composition which can suppress a migration and is excellent in connectivity is provided. The resin composition according to some forms has a flux activity (sufficiently reduces and removes the oxide film on the metal surface to allow the metal to be easily melted, does not prevent the molten metal from spreading and wets, and is effective for metal bonding. It is also excellent in terms of performance that can achieve a state in which a part is formed. Moreover, according to the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device using the resin composition is provided.

半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor device; FIG. 半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows typically one Embodiment of the manufacturing method of a semiconductor device.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

[樹脂組成物]
一実施形態に係る樹脂組成物は、エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤、フラックス剤、及び無機フィラーを含有する。
[Resin composition]
A resin composition according to one embodiment contains an epoxy resin, a thermoplastic resin, a curing agent, a fluxing agent, and an inorganic filler.

(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を有するものであれば特に制限されないが、分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を好ましく用いることができる。このような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、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;これらの多官能エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、エポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂又はトリフェノールメタン型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
(Epoxy resin)
The epoxy resin is not particularly limited as long as it has an epoxy group in its molecule, but an epoxy resin having two or more epoxy groups in its molecule can be preferably used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, triphenolmethane-type epoxy resin, dicyclopentadiene-type epoxy resin; and polyfunctional epoxy resins thereof. You may use an epoxy resin individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, the epoxy resin preferably contains a bisphenol type epoxy resin or a triphenolmethane type epoxy resin.

エポキシ樹脂は、高温での接続時に分解して揮発成分が発生することを抑制できるものが好ましい。そのため、接続時の加熱条件における質量減少率が5質量%以下であるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。例えば、接続時の加熱温度が250℃の場合は、250℃における質量減少率が5質量%以下のエポキシ樹脂を用いることが好ましく、300℃の場合は、300℃における質量減少率が5質量%以下のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。 The epoxy resin is preferably one that can suppress the generation of volatile components due to decomposition during connection at high temperature. Therefore, it is preferable to use an epoxy resin having a mass reduction rate of 5% by mass or less under heating conditions during connection. For example, when the heating temperature at the time of connection is 250°C, it is preferable to use an epoxy resin having a mass reduction rate of 5% by mass or less at 250°C. It is preferable to use the following epoxy resins.

エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物全量を基準として、好ましくは5~75質量%、より好ましくは10~55質量%、さらに好ましくは20~50質量%である。エポキシ樹脂の含有量がこのような範囲にあると、硬化性により優れ、かつ接着性により優れる傾向にある。 The content of the epoxy resin is preferably 5 to 75% by mass, more preferably 10 to 55% by mass, still more preferably 20 to 50% by mass, based on the total amount of the resin composition. When the content of the epoxy resin is in such a range, there is a tendency for excellent curability and adhesiveness.

エポキシ樹脂は、下記条件(B)を満たすことが好ましい。このような条件(B)を満たすと、マイグレーションをより抑制することができる傾向にある。
条件(B):エポキシ樹脂1gとイオン交換水40gとのエポキシ樹脂混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が0.3質量ppm以下である。抽出水の塩素イオン濃度は、より好ましくは0.2質量ppm以下である。
The epoxy resin preferably satisfies the following condition (B). When such condition (B) is satisfied, there is a tendency that migration can be further suppressed.
Condition (B): Extracted water obtained by boiling an epoxy resin mixture of 1 g of epoxy resin and 40 g of ion-exchanged water in a closed vessel at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours and passing it through a mesh with a pore size of 0.45 μm. has a chloride ion concentration of 0.3 ppm by mass or less. The chloride ion concentration of the extracted water is more preferably 0.2 ppm by mass or less.

(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂は、特に制限されないが、優れた耐熱性、フィルム形成性及び接続信頼性が得られる観点から、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂及びアクリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。耐熱性及びフィルム形成性により一層優れる観点から、熱可塑性樹脂は、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリルゴム、アクリル樹脂、シアネートエステル樹脂及びポリカルボジイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましく、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリルゴム及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがさらに好ましい。
(Thermoplastic resin)
The thermoplastic resin is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining excellent heat resistance, film formability and connection reliability, phenoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polycarbodiimide resin, cyanate ester resin, acrylic resin, polyester resin , polyethylene resin, polyethersulfone resin, polyetherimide resin, polyvinyl acetal resin, urethane resin and acrylic rubber. From the viewpoint of better heat resistance and film formability, the thermoplastic resin preferably contains at least one selected from the group consisting of phenoxy resins, polyimide resins, acrylic rubbers, acrylic resins, cyanate ester resins and polycarbodiimide resins. More preferably, it contains at least one selected from the group consisting of phenoxy resins, polyimide resins, acrylic rubbers and acrylic resins.

熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは10000以上、より好ましくは20000以上、さらに好ましくは30000以上である。熱可塑性樹脂の重量平均分子量が10000以上であると、樹脂組成物の耐熱性及びフィルム形成性を一層向上させることができる傾向にある。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは1000000以下、より好ましくは500000以下である。熱可塑性樹脂の重量平均分子量が1000000以下であると、高耐熱性という効果が得られる傾向にある。 The weight average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more, and still more preferably 30,000 or more. When the weight average molecular weight of the thermoplastic resin is 10,000 or more, the heat resistance and film formability of the resin composition tend to be further improved. The weight average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less. When the weight average molecular weight of the thermoplastic resin is 1,000,000 or less, the effect of high heat resistance tends to be obtained.

なお、重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー、Gel Permeation Chromatography)を用いて測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値を意味する。重量平均分子量の測定条件の一例を以下に示す。 The weight average molecular weight means a value measured using GPC (Gel Permeation Chromatography) and converted using a standard polystyrene calibration curve. An example of measurement conditions for the weight average molecular weight is shown below.

装置名:HCL-8320GPC、UV-8320(東ソー株式会社製)、又はHPLC-8020(東ソー株式会社製)
カラム:TSKgel superMultiporeHZ-M×2、又は2pieces of GMHXL+1piece of G-2000XL(いずれも東ソー株式会社製)
検出器:RI又はUV検出器
カラム温度:25~40℃
溶離液:測定対象が溶解する溶媒を選択することができる。溶媒としては、例えば、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(N,N-ジメチルホルムアミド)、DMA(N,N-ジメチルアセトアミド)、NMP(N-メチル-2-ピロリドン)、トルエン等が挙げられる。なお、極性を有する溶剤を選択する場合は、リン酸の濃度を0.05~0.1mol/L(通常は0.06mol/L)、LiBrの濃度を0.5~1.0mol/L(通常は0.63mol/L)と調整してもよい。
流速:0.30~1.5mL/分
標準物質:ポリスチレン
Apparatus name: HCL-8320GPC, UV-8320 (manufactured by Tosoh Corporation), or HPLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel superMultiporeHZ-M × 2, or 2 pieces of GMHXL + 1 piece of G-2000XL (both manufactured by Tosoh Corporation)
Detector: RI or UV detector Column temperature: 25-40°C
Eluent: A solvent in which the measurement target dissolves can be selected. Examples of solvents include THF (tetrahydrofuran), DMF (N,N-dimethylformamide), DMA (N,N-dimethylacetamide), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), toluene and the like. When selecting a polar solvent, the concentration of phosphoric acid is 0.05 to 0.1 mol/L (usually 0.06 mol/L), and the concentration of LiBr is 0.5 to 1.0 mol/L ( Normally, it may be adjusted to 0.63 mol/L).
Flow rate: 0.30-1.5 mL/min Standard material: polystyrene

樹脂組成物全量を基準としたときの、熱可塑性樹脂の含有量に対するエポキシ樹脂の含有量の質量比(エポキシ樹脂の含有量/熱可塑性樹脂の含有量)は、好ましくは0.01~20、より好ましくは0.05~15、さらに好ましくは0.1~10である。 The mass ratio of the epoxy resin content to the thermoplastic resin content (epoxy resin content/thermoplastic resin content) based on the total amount of the resin composition is preferably 0.01 to 20, More preferably 0.05 to 15, still more preferably 0.1 to 10.

熱可塑性樹脂は、下記条件(C)を満たすことが好ましい。このような条件(C)を満たすと、マイグレーションをより抑制することができる傾向にある。
条件(C):熱可塑性樹脂1gとイオン交換水40gとの熱可塑性樹脂混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が0.3質量ppm以下である。抽出水の塩素イオン濃度は、より好ましくは0.2質量ppm以下である。
The thermoplastic resin preferably satisfies the following condition (C). When such condition (C) is satisfied, there is a tendency that migration can be further suppressed.
Condition (C): A thermoplastic resin mixture of 1 g of thermoplastic resin and 40 g of ion-exchanged water is boiled in a closed vessel at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and passed through a mesh with a pore size of 0.45 μm. The chloride ion concentration of the extracted water is 0.3 ppm by mass or less. The chloride ion concentration of the extracted water is more preferably 0.2 ppm by mass or less.

(硬化剤)
硬化剤は、特に制限されないが、例えば、イミダゾール系硬化剤、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、ホスフィン系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、良好なフラックス性能を示し、保存安定性及び樹脂組成物の硬化物の耐熱性により優れる観点から、硬化剤は、イミダゾール系硬化剤を含むことが好ましい。
(curing agent)
The curing agent is not particularly limited, and examples thereof include imidazole-based curing agents, phenolic resin-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, amine-based curing agents, and phosphine-based curing agents. Among these, the curing agent preferably contains an imidazole-based curing agent from the viewpoint of exhibiting good flux performance and being more excellent in storage stability and heat resistance of the cured product of the resin composition.

イミダゾール系硬化剤としては、例えば、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノ-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾールトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンのイソシアヌル酸付加体、2-フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加体、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、エポキシ樹脂とイミダゾール類との付加体等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of imidazole curing agents include 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole. , 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl -(1′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2′-undecylimidazolyl-(1′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[ 2′-ethyl-4′-methylimidazolyl-(1′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2′-methylimidazolyl-(1′)]-ethyl-s-triazine Isocyanuric acid adducts, isocyanuric acid adducts of 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, adducts of epoxy resins and imidazoles etc. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

これらの中でも、硬化性、保存安定性及び接続信頼性により優れる観点から、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノ-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾールトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンのイソシアヌル酸付加体、2-フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加体、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール及び2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾールから群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。また、これらをマイクロカプセル化し、潜在性硬化剤として用いてもよい。 Among these, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole trimellitate are used from the viewpoint of better curability, storage stability and connection reliability. , 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6-[2′-methylimidazolyl-(1′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[ 2′-ethyl-4′-methylimidazolyl-(1′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2′-methylimidazolyl-(1′)]-ethyl-s-triazine At least one selected from the group consisting of isocyanuric acid adducts, isocyanuric acid adducts of 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole is preferred. Alternatively, these may be microencapsulated and used as a latent curing agent.

硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1~20質量部、より好ましくは0.1~10質量部である。硬化剤の含有量がエポキシ樹脂100質量部に対して0.1質量部以上であると、硬化性をより向上させることができる傾向にあり、20質量部以下であると、金属結合が形成される前に樹脂組成物が硬化することなく、接続不良が発生し難くなる傾向にある。 The content of the curing agent is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. When the content of the curing agent is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin, the curability tends to be further improved. Since the resin composition does not harden before it is applied, connection failure tends to be less likely to occur.

(フラックス剤)
フラックス剤は、カルボキシル基を有する化合物であれば特に制限なく使用することができるが、ジカルボン酸(カルボキシル基を2つ有する化合物)であることが好ましい。ジカルボン酸は、モノカルボン酸(カルボキシル基を1つ有する化合物)と比較して、接続時の高温によっても揮発し難く、ボイドの発生を一層抑制することができる傾向にある。また、ジカルボン酸を用いると、カルボキシル基を3つ以上有する化合物を用いた場合と比較して、保管時、接続作業時等における樹脂組成物の粘度上昇をより一層抑制することができ、半導体装置の接続性をより一層向上させることができる傾向にある。
(flux agent)
As the fluxing agent, any compound having a carboxyl group can be used without particular limitation, but a dicarboxylic acid (a compound having two carboxyl groups) is preferred. Compared to monocarboxylic acids (compounds having one carboxyl group), dicarboxylic acids are less likely to volatilize even at high temperatures during connection, and tend to be able to further suppress the formation of voids. Moreover, the use of a dicarboxylic acid can further suppress the increase in the viscosity of the resin composition during storage, connection work, etc., as compared with the case of using a compound having three or more carboxyl groups. connectivity can be further improved.

フラックス剤は、例えば、直鎖状又は分岐状のアルキレン基を有するジカルボン酸であってよい。このようなジカルボン酸としては、例えば、コハク酸(融点:184℃)、グルタル酸(融点:95~98℃)、アジピン酸(融点:152℃)、ピメリン酸(融点:103~105℃)、スベリン酸(融点:141~144℃)、アゼライン酸(融点:109℃)、セバシン酸(融点:133~137℃)、ウンデカン二酸(融点:28~31℃)、ドデカン二酸(融点:127~129℃)等の直鎖状のアルキレン基を有するジカルボン酸;これらの直鎖状のアルキレン基を有するジカルボン酸の2位又は3位の水素原子が1以上アルキル基に置換された分岐状のアルキレン基を有するジカルボン酸等が挙げられる。分岐状のアルキレン基を有するジカルボン酸としては、例えば、2-メチルグルタル酸(融点:80~82℃)等が挙げられる。フラックス剤は、2-メチルグルタル酸又はグルタル酸を含むことが好ましい。 The fluxing agent can be, for example, a dicarboxylic acid with linear or branched alkylene groups. Examples of such dicarboxylic acids include succinic acid (melting point: 184° C.), glutaric acid (melting point: 95-98° C.), adipic acid (melting point: 152° C.), pimelic acid (melting point: 103-105° C.), suberic acid (melting point: 141-144°C), azelaic acid (melting point: 109°C), sebacic acid (melting point: 133-137°C), undecanedioic acid (melting point: 28-31°C), dodecanedioic acid (melting point: 127°C) ~ 129 ° C.) and other dicarboxylic acids having a linear alkylene group; branched dicarboxylic acids in which one or more hydrogen atoms at the 2- or 3-position of these dicarboxylic acids having a linear alkylene group are substituted with alkyl groups A dicarboxylic acid having an alkylene group and the like can be mentioned. Dicarboxylic acids having a branched alkylene group include, for example, 2-methylglutaric acid (melting point: 80 to 82°C). The fluxing agent preferably contains 2-methylglutaric acid or glutaric acid.

フラックス剤の融点は、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下、さらに好ましくは130℃以下である。このようなフラックス剤は、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応が生じる前にフラックス性能が充分に発現し易い傾向にある。そのため、このようなフラックス剤を含有する樹脂組成物を用いることがよって、接続信頼性に一層優れる半導体装置を作製することができる。また、フラックス剤は室温(25℃)で固形であるものが好ましく、フラックス剤の融点は、好ましくは25℃以上、より好ましくは50℃以上である。 The melting point of the fluxing agent is preferably 150° C. or lower, more preferably 140° C. or lower, and even more preferably 130° C. or lower. Such a flux agent tends to exhibit sufficient flux performance before the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent occurs. Therefore, by using a resin composition containing such a fluxing agent, a semiconductor device with even better connection reliability can be produced. Moreover, the fluxing agent is preferably solid at room temperature (25° C.), and the melting point of the fluxing agent is preferably 25° C. or higher, more preferably 50° C. or higher.

フラックス剤の含有量は、例えば、樹脂組成物全量を基準として、0.5~10質量%であってよい。 The content of the fluxing agent may be, for example, 0.5 to 10% by mass based on the total amount of the resin composition.

(無機フィラー)
樹脂組成物は、無機フィラーを含有することによって、接続時にボイドの発生をより抑制し、樹脂組成物の硬化物の吸湿性をより低減できる傾向にある。
(Inorganic filler)
By containing an inorganic filler, the resin composition tends to further suppress the generation of voids at the time of connection and further reduce the hygroscopicity of the cured product of the resin composition.

無機フィラーは、絶縁信頼性(特にHAST耐性)に優れる観点から、絶縁性物質であることが好ましい。このような無機フィラーとしては、例えば、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、無機フィラーは、好ましくはシリカ、アルミナ、酸化チタン、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種、より好ましくはシリカ、アルミナ、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの形状及び粒径は特に制限されない。また、無機フィラーは、表面処理が施されていてもよい。 The inorganic filler is preferably an insulating substance from the viewpoint of excellent insulation reliability (especially HAST resistance). Examples of such inorganic fillers include glass, silica, alumina, titanium oxide, carbon black, mica, and boron nitride. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, the inorganic filler is preferably at least one selected from the group consisting of silica, alumina, titanium oxide, and boron nitride, more preferably at least one selected from the group consisting of silica, alumina, and boron nitride. be. Their shape and particle size are not particularly limited. Moreover, the inorganic filler may be surface-treated.

無機フィラーの含有量は、樹脂組成物全量を基準として、好ましくは20~70質量%、より好ましくは25~65質量%、さらに好ましくは30~60質量%である。無機フィラーの含有量がこのような範囲にあると、樹脂組成物をフィルム状に成形したときの外観が滑らかになり、各成分の分散が容易となる傾向にある。 The content of the inorganic filler is preferably 20 to 70% by mass, more preferably 25 to 65% by mass, still more preferably 30 to 60% by mass, based on the total amount of the resin composition. When the content of the inorganic filler is within this range, the resin composition tends to have a smooth appearance when formed into a film, and the components tend to be easily dispersed.

(樹脂フィラー)
樹脂組成物は、樹脂フィラーをさらに含有していてもよい。樹脂フィラーとしては、例えば、ポリウレタン、ポリイミド等の樹脂からなるフィラーが挙げられる。樹脂フィラーの含有量は、樹脂組成物全量を基準として、好ましくは1~30質量%、より好ましくは2~30質量%、さらに好ましくは3~15質量%である。
(resin filler)
The resin composition may further contain a resin filler. Examples of resin fillers include fillers made of resins such as polyurethane and polyimide. The content of the resin filler is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, still more preferably 3 to 15% by mass, based on the total amount of the resin composition.

(その他の成分)
樹脂組成物は、その他の成分として、硬化促進剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、酸化防止剤、レベリング剤、イオントラップ剤等をさらに含有していてもよい。その他の成分の含有量は、各成分が効果を発現するように適宜調整することができ、例えば、樹脂組成物全量を基準として、0.1~20質量%であってよい。
(other ingredients)
The resin composition may further contain, as other components, a curing accelerator, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an antioxidant, a leveling agent, an ion trapping agent, and the like. The content of other components can be appropriately adjusted so that each component exhibits its effect, and may be, for example, 0.1 to 20% by mass based on the total amount of the resin composition.

樹脂組成物は、下記条件(A)を満たす。
条件(A):樹脂組成物からなる厚さ20μmの樹脂フィルムを空気雰囲気下、240℃、60分間加熱して樹脂フィルムの硬化物を作製し、当該樹脂フィルムの硬化物1gとイオン交換水40gとの混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が1質量ppm以下であり、かつpH値が3.5~7.0である。
The resin composition satisfies the following condition (A).
Condition (A): A resin film made of a resin composition and having a thickness of 20 μm was heated in an air atmosphere at 240° C. for 60 minutes to prepare a cured resin film, and 1 g of the cured resin film and 40 g of deionized water were added. A mixture of and is boiled in a closed container at 121 ° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and the extracted water obtained by passing through a mesh with a pore size of 0.45 μm has a chloride ion concentration of 1 mass ppm or less, and a pH value is 3.5 to 7.0.

抽出水の塩素イオン濃度は、マイグレーションを抑制する観点から、好ましくは0.8質量ppm以下、より好ましくは0.7質量ppmである。なお、抽出水の塩素イオンは、主にエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂に含まれ得る塩素イオンである。そのため、抽出水の塩素イオン濃度は、これら成分の種類、含有量等を変動させることによって調整することができる。なお、本明細書において、抽出水の塩素イオン濃度は、抽出水をイオンクロマトグラフィー法で測定して得られる濃度を意味する。 From the viewpoint of suppressing migration, the chlorine ion concentration of the extraction water is preferably 0.8 mass ppm or less, more preferably 0.7 mass ppm. Chlorine ions in the extracted water are mainly chlorine ions that can be contained in epoxy resins and thermoplastic resins. Therefore, the chloride ion concentration of the extracted water can be adjusted by varying the types and contents of these components. In addition, in this specification, the chloride ion concentration of extraction water means the concentration obtained by measuring extraction water by the ion chromatography method.

抽出水のpH値(水素イオン指数)は、マイグレーションを抑制する観点から、好ましくは3.5~6.0、より好ましくは3.6~5.5、さらに好ましくは3.8~5.0である。なお、抽出水のpH値は、主にフラックス剤に含まれ得る水素イオンである。そのため、抽出水のpH値(水素イオン指数)は、フラックス剤の種類、含有量等を変動させることによって調整することができる。なお、本明細書において、抽出水のpH値(水素イオン指数)は、抽出水をガラス電極法で測定して得られるpH値(水素イオン指数)を意味する。 The pH value (hydrogen ion index) of the extraction water is preferably 3.5 to 6.0, more preferably 3.6 to 5.5, and still more preferably 3.8 to 5.0, from the viewpoint of suppressing migration. is. The pH value of the extracted water is mainly hydrogen ions that can be contained in the fluxing agent. Therefore, the pH value (hydrogen ion index) of the extracted water can be adjusted by varying the type and content of the fluxing agent. In this specification, the pH value (hydrogen ion index) of the extraction water means the pH value (hydrogen ion index) obtained by measuring the extraction water by the glass electrode method.

樹脂組成物は、フィルム状であってよい。本明細書において、フィルム状の樹脂組成物を「樹脂フィルム」という場合がある。 The resin composition may be film-like. In this specification, a film-like resin composition may be referred to as a "resin film".

樹脂フィルムは、例えば、樹脂組成物に必要に応じて有機溶剤を加え、撹拌混合、混錬等によって得られた樹脂組成物ワニスを、離型処理を施した基材フィルム上に、ナイフコーター、ロールコーター、アプリケーター等を用いて塗布する。その後、塗布された樹脂組成物ワニスを加熱によって有機溶剤を除去することによって、基材フィルム上に樹脂フィルムを形成することができる。 The resin film is prepared, for example, by adding an organic solvent to the resin composition as necessary, stirring, mixing, kneading, etc., and applying a resin composition varnish on a base film that has been subjected to mold release treatment, using a knife coater, Apply using a roll coater, applicator, or the like. After that, by heating the applied resin composition varnish to remove the organic solvent, a resin film can be formed on the substrate film.

樹脂組成物ワニスの調製に用いる有機溶剤としては、各成分を均一に溶解又は分散し得る特性を有するものであれば特に制限されないが、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル等が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、有機溶剤は、メチルエチルケトンを含むことが好ましい。 The organic solvent used in the preparation of the resin composition varnish is not particularly limited as long as it has the property of uniformly dissolving or dispersing each component. Examples include dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone. , dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, toluene, benzene, xylene, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve, dioxane, cyclohexanone, ethyl acetate and the like. These organic solvents can be used singly or in combination of two or more. Among these, the organic solvent preferably contains methyl ethyl ketone.

樹脂組成物ワニスの調製における撹拌混合、混錬等は、例えば、撹拌機、らいかい機、3本ロール、ボールミル、ビーズミル、ホモディスパー等を用いて行うことができる。 Stirring and mixing, kneading, and the like in the preparation of the resin composition varnish can be performed using, for example, a stirrer, a kneader, a three-roll mill, a ball mill, a bead mill, a homodisper, and the like.

基材フィルムは、有機溶剤を乾燥させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限されない。基材フィルムとしては、例えば、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルムなどが挙げられる。基材フィルムは、1種単独の単層フィルムであっても、2種以上を組み合わせた多層フィルムであってもよい。 The base film is not particularly limited as long as it has heat resistance that can withstand the heating conditions when drying the organic solvent. Examples of the base film include polyolefin films such as polypropylene films and polymethylpentene films, polyester films such as polyethylene terephthalate films and polyethylene naphthalate films, polyimide films, and polyetherimide films. The substrate film may be a monolayer film of one kind alone, or a multilayer film in which two or more kinds are combined.

得られる樹脂フィルムの厚さは、例えば、接続前のバンプの高さを基準として調整することができ、接続前のバンプの高さを基準として、好ましくは0.5~1.5倍、より好ましくは0.6~1.3倍、さらに好ましくは0.7~1.2倍である。樹脂フィルムの厚さがバンプの高さの0.5倍以上であると、樹脂フィルムの未充填によるボイドの発生を充分に抑制することができ、接続信頼性をより一層向上させることができる。また、樹脂フィルムの厚さが1.5倍以下であると、接続時にチップ接続領域から押し出される樹脂フィルムの量を充分に抑制することができ、さらに不要な部分への樹脂フィルムの付着を充分に防止することができる。そのため、樹脂フィルムをバンプから排除する必要がなくなり、導通不良を防ぐとともに、狭ピッチ化及び多ピン化によるバンプの弱化(バンプ径の微小化)に対してダメージを低減することができる。一般にバンプの高さが5~100μmであることから、樹脂フィルムの厚さは、好ましくは2.5~150μm、より好ましくは3.5~120μmである。 The thickness of the resulting resin film can be adjusted, for example, based on the height of the bumps before connection. It is preferably 0.6 to 1.3 times, more preferably 0.7 to 1.2 times. When the thickness of the resin film is 0.5 times or more the height of the bump, the occurrence of voids due to the unfilled resin film can be sufficiently suppressed, and the connection reliability can be further improved. Further, when the thickness of the resin film is 1.5 times or less, the amount of the resin film extruded from the chip connection region during connection can be sufficiently suppressed, and the adhesion of the resin film to unnecessary portions can be sufficiently prevented. can be prevented. Therefore, it is not necessary to remove the resin film from the bumps, so that it is possible to prevent defective conduction and reduce damage caused by weakening of the bumps (reduction of the diameter of the bumps) due to narrowing of the pitch and increase in the number of pins. Since the height of bumps is generally 5 to 100 μm, the thickness of the resin film is preferably 2.5 to 150 μm, more preferably 3.5 to 120 μm.

基材フィルムへ塗布した樹脂組成物ワニスから有機溶剤を揮発させる際の乾燥条件は、有機溶剤が充分に揮発させる条件であれば特に制限されないが、50~200℃、0.1~90分間の加熱であることが好ましい。有機溶剤は、樹脂フィルム全量に対して1.5質量%以下まで除去されることが好ましい。 The drying conditions for volatilizing the organic solvent from the resin composition varnish applied to the base film are not particularly limited as long as the organic solvent is sufficiently volatilized, but the drying conditions are 50 to 200° C. for 0.1 to 90 minutes. Heating is preferred. The organic solvent is preferably removed to 1.5% by mass or less with respect to the total amount of the resin film.

樹脂フィルムは、ウエハ上に直接形成してもよい。具体的には、例えば、樹脂組成物ワニスをウエハ上に直接スピンコートした後、有機溶剤を除去することによって、ウエハ上に直接樹脂フィルムを形成してもよい。 The resin film may be formed directly on the wafer. Specifically, for example, a resin film may be formed directly on the wafer by directly spin-coating the resin composition varnish onto the wafer and then removing the organic solvent.

<半導体装置>
本実施形態に係る樹脂組成物は、半導体装置に好適に用いられ(半導体用接着剤として好適であり)、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置において接続部の封止に特に好適に用いられる。
<Semiconductor device>
The resin composition according to the present embodiment is suitably used for semiconductor devices (suitable as an adhesive for semiconductors), and semiconductor devices in which respective connection portions of a semiconductor chip and a wiring circuit board are electrically connected to each other, Alternatively, it is particularly suitably used for sealing the connecting portions in a semiconductor device in which the connecting portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other.

本実施形態に係る樹脂組成物を用いた半導体装置について説明する。半導体装置における接続部は、バンプと配線との金属接合、及び、バンプとバンプとの金属接合のいずれでもよい。半導体装置では、例えば、接着剤を介して電気的な接続を得るフリップチップ接続が用いられてよい。 A semiconductor device using the resin composition according to this embodiment will be described. The connection part in the semiconductor device may be either metal bonding between the bump and the wiring or metal bonding between the bump and the bump. In a semiconductor device, for example, flip-chip bonding that obtains electrical connection via an adhesive may be used.

図1は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すように、半導体装置100は、互いに対向する半導体チップ10及び基板(回路配線基板)20と、半導体チップ10及び基板20の互いに対向する面にそれぞれ配置された配線15と、半導体チップ10及び基板20の配線15を互いに接続する接続バンプ30と、半導体チップ10及び基板20間の空隙に隙間なく充填された樹脂フィルム40とを有している。半導体チップ10及び基板20は、配線15及び接続バンプ30によりフリップチップ接続されている。配線15及び接続バンプ30は、樹脂フィルム40により封止されており外部環境から遮断されている。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device. As shown in FIG. 1, a semiconductor device 100 includes a semiconductor chip 10 and a substrate (circuit wiring substrate) 20 facing each other, wirings 15 arranged on surfaces of the semiconductor chip 10 and the substrate 20 facing each other, and a semiconductor chip. 10 and the wiring 15 of the substrate 20 to each other, and a resin film 40 filling the gap between the semiconductor chip 10 and the substrate 20 without gaps. The semiconductor chip 10 and substrate 20 are flip-chip connected by wiring 15 and connection bumps 30 . The wiring 15 and the connection bumps 30 are sealed with a resin film 40 and isolated from the external environment.

<半導体装置の製造方法>
一実施形態の半導体装置の製造方法は、例えば、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置の製造方法であって、上記樹脂組成物を用いて、接続部の少なくとも一部を封止する工程を備える。本実施形態の半導体装置の製造方法について、図2を用いて以下説明する。図2は、半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に示す工程断面図である。
<Method for manufacturing a semiconductor device>
The method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment includes, for example, a semiconductor device in which connection portions of a semiconductor chip and a wiring circuit board are electrically connected to each other, or a semiconductor device in which connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other. A method for manufacturing a semiconductor device connected to a semiconductor device, comprising a step of sealing at least a portion of a connection portion using the resin composition. A method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a process cross-sectional view schematically showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.

まず、図2(a)に示すように、配線(例えば、金バンプ)15を有する基板20上に、接続バンプ30を形成する位置に開口を有するソルダーレジスト60を形成する。このソルダーレジスト60は必ずしも設ける必要はない。しかしながら、基板20上にソルダーレジストを設けることによって、配線15間のブリッジの発生を抑制し、接続信頼性・絶縁信頼性を向上させることができる。ソルダーレジスト60は、例えば、市販のパッケージ用ソルダーレジスト用インキを用いて形成することができる。市販のパッケージ用ソルダーレジスト用インキとしては、具体的には、SRシリーズ(日立化成株式会社製、商品名)、PSR4000-AUSシリーズ(太陽インキ製造株式会社製、商品名)等が挙げられる。 First, as shown in FIG. 2A, a solder resist 60 having openings at positions where connection bumps 30 are to be formed is formed on a substrate 20 having wiring (for example, gold bumps) 15 . This solder resist 60 does not necessarily have to be provided. However, by providing a solder resist on the substrate 20, it is possible to suppress the occurrence of bridges between the wirings 15 and improve connection reliability and insulation reliability. The solder resist 60 can be formed using, for example, a commercially available package solder resist ink. Specific examples of commercially available solder resist inks for packages include SR series (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name), PSR4000-AUS series (manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd., trade name), and the like.

次に、図2(a)に示すように、ソルダーレジスト60の開口に接続バンプ(例えば、ハンダバンプ)30を形成する。そして、図2(b)に示すように、接続バンプ30及びソルダーレジスト60が形成された基板20上に、樹脂フィルム40を貼付する。樹脂フィルム40の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。樹脂フィルム40の供給面積及び厚さは、半導体チップ10及び基板20のサイズ、接続バンプ30の高さ等によって適宜設定される。 Next, as shown in FIG. 2A, connection bumps (for example, solder bumps) 30 are formed in the openings of the solder resist 60. Next, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 2B, the resin film 40 is attached onto the substrate 20 on which the connection bumps 30 and the solder resist 60 are formed. The adhesion of the resin film 40 can be performed by hot pressing, roll lamination, vacuum lamination, or the like. The supply area and thickness of the resin film 40 are appropriately set according to the sizes of the semiconductor chip 10 and the substrate 20, the height of the connection bumps 30, and the like.

上記のとおり、樹脂フィルム40を基板20に貼り付けた後、半導体チップ10の配線15と接続バンプ30とをフリップチップボンダー等の接続装置を用いて、位置合わせする。続いて、半導体チップ10と基板20とを接続バンプ30の融点以上の温度で加熱しながら圧着し、図2(c)に示すように、半導体チップ10と基板20とを接続すると共に、樹脂フィルム40によって半導体チップ10及び基板20間の空隙を封止充填する。以上により、半導体装置600が得られる。 After the resin film 40 is attached to the substrate 20 as described above, the wiring 15 of the semiconductor chip 10 and the connection bumps 30 are aligned using a connection device such as a flip chip bonder. Subsequently, the semiconductor chip 10 and the substrate 20 are pressure-bonded while being heated at a temperature equal to or higher than the melting point of the connection bumps 30 to connect the semiconductor chip 10 and the substrate 20 as shown in FIG. 40 seal-fills the gap between the semiconductor chip 10 and the substrate 20 . As described above, the semiconductor device 600 is obtained.

本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、位置合わせをした後に仮固定し、リフロー炉で加熱処理することによって、接続バンプ30を溶融させて半導体チップ10と基板20とを接続してもよい。仮固定の段階では、金属接合を形成することが必ずしも必要ではないため、上記の加熱しながら圧着する方法に比べて低荷重、短時間、低温度による圧着でよく、生産性が向上すると共に接続部の劣化を抑制することができる。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the semiconductor chip 10 and the substrate 20 may be connected to each other by temporarily fixing them after alignment and heat-treating them in a reflow furnace to melt the connection bumps 30 . . At the stage of temporary fixation, it is not always necessary to form a metal joint. Therefore, compared to the above-mentioned method of crimping while heating, crimping with a lower load, a shorter time, and a lower temperature is sufficient, which improves productivity and connection. It is possible to suppress the deterioration of the part.

また、半導体チップ10と基板20とを接続した後、オーブン等で加熱処理を行って、さらに接続信頼性・絶縁信頼性を高めてもよい。加熱温度は、樹脂フィルムの硬化が進行する温度が好ましく、完全に硬化する温度がより好ましい。加熱温度、加熱時間は適宜設定される。 Further, after connecting the semiconductor chip 10 and the substrate 20, heat treatment may be performed in an oven or the like to further improve connection reliability and insulation reliability. The heating temperature is preferably a temperature at which curing of the resin film proceeds, more preferably a temperature at which the resin film is completely cured. The heating temperature and heating time are appropriately set.

本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、樹脂フィルム40を半導体チップ10に貼付した後に基板20を接続してもよい。また、半導体チップ10及び基板20を配線15及び接続バンプ30によって接続した後、半導体チップ10及び基板20間の空隙にペースト状の半導体封止用接着剤を充填してもよい。 In the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment, the substrate 20 may be connected after the resin film 40 is attached to the semiconductor chip 10 . Alternatively, after the semiconductor chip 10 and the substrate 20 are connected by the wiring 15 and the connection bumps 30, the space between the semiconductor chip 10 and the substrate 20 may be filled with a paste-like semiconductor sealing adhesive.

接続荷重は、接続バンプ30の数及び高さのばらつき、加圧による接続バンプ30、又は接続部のバンプを受ける配線の変形量を考慮して設定される。接続温度は、接続部の温度が接続バンプ30の融点以上であることが好ましいが、それぞれの接続部(バンプ及び配線)の金属接合が形成される温度であればよい。接続バンプ30がハンダバンプである場合は、約240℃以上であればよい。 The connection load is set in consideration of the variation in the number and height of the connection bumps 30, the deformation amount of the connection bumps 30 due to pressure, or the wiring receiving the bumps of the connection portion. As for the connection temperature, it is preferable that the temperature of the connection portion is equal to or higher than the melting point of the connection bump 30, but the temperature may be any temperature at which metal bonding of each connection portion (bump and wiring) is formed. If the connection bumps 30 are solder bumps, the temperature should be approximately 240° C. or higher.

接続時の接続時間は、接続部の構成金属によって異なるが、生産性が向上する観点から短時間であるほど好ましい。接続バンプ30がハンダバンプである場合、接続時間は、好ましくは20秒以下、より好ましくは10秒以下、さらに好ましくは5秒以下である。銅-銅、銅-金等の金属接続の場合は、接続時間は60秒以下が好ましい。 The connection time at the time of connection varies depending on the constituent metal of the connection portion, but from the viewpoint of improving productivity, the shorter the connection time, the better. When the connection bumps 30 are solder bumps, the connection time is preferably 20 seconds or less, more preferably 10 seconds or less, and even more preferably 5 seconds or less. In the case of metal connection such as copper-copper or copper-gold, the connection time is preferably 60 seconds or less.

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to these.

<実施例1~3及び比較例1~5>
表1に示す種類及び含有量のエポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、無機フィラー、樹脂フィラー、及びカップリング剤をボールミル容器に加え、さらに固形分量が50質量%となるようにメチルエチルケトンを加えた。このボールミル容器に、直径0.8mmのビーズ及び直径2.0mmのビーズを固形分と同質量分加えて、ボールミル装置(株式会社レッチェ製、商品名「遊星ボールミルPM400」)を用いて30分間撹拌した。その後、ボールミル容器に表1に示す種類及び含有量の熱可塑性樹脂を加え、再度ボールミルで30分間撹拌した。撹拌に用いたビーズをろ過によって除去することによって樹脂組成物ワニスを得た。
<Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5>
Epoxy resins, curing agents, fluxing agents, inorganic fillers, resin fillers, and coupling agents of the types and contents shown in Table 1 were added to a ball mill container, and methyl ethyl ketone was added so that the solid content was 50% by mass. Beads with a diameter of 0.8 mm and beads with a diameter of 2.0 mm were added to the ball mill container in the same mass as the solid content, and stirred for 30 minutes using a ball mill device (manufactured by RETSCH Co., Ltd., trade name "planetary ball mill PM400"). bottom. Thereafter, a thermoplastic resin having the type and content shown in Table 1 was added to the ball mill container, and stirred again for 30 minutes with the ball mill. A resin composition varnish was obtained by removing the beads used for stirring by filtration.

得られた樹脂組成物ワニスを、基材フィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製、商品名「ピューレックスA70」)上に、小型精密塗工装置(株式会社廉井精機)で塗工し、クリーンオーブン(エスペック株式会社製)で乾燥(70℃/10min)して、実施例1~3及び比較例1~5の樹脂フィルム(厚さ:20μm)を得た。 The resulting resin composition varnish is coated on a substrate film (manufactured by Teijin Film Solution Co., Ltd., trade name "Purex A70") with a small precision coating device (Radoi Seiki Co., Ltd.), and then in a clean oven. (manufactured by Espec Co., Ltd.) and dried (70° C./10 min) to obtain resin films (thickness: 20 μm) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5.

実施例及び比較例で使用した材料は以下のとおりである。
(エポキシ樹脂)
EP1032:トリフェノールメタン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、商品名「EP1032H60」、塩素イオン濃度(実測値):0.17質量ppm)
YL983U:ビスフェノールF型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、商品名「YL983U」、塩素イオン濃度(実測値):0.16質量ppm)
YX-7110:長鎖ビスフェノールF型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、商品名「YX-7110」、塩素イオン濃度(実測値):0.80質量ppm)
(熱可塑性樹脂)
FX-293:フルオレン骨格含有フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製、商品名「FX-293」、塩素イオン濃度(実測値):0.21質量ppm)
LA2250:ポリメチルメタクリレートとポリブチルアクリレートとのトリブロック共重合体(株式会社クラレ製、商品名「クラリティLA2250」、塩素イオン濃度(実測値):0.10質量ppm)
ZX-1356-2:ビスフェノールA/F共重合型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社、商品名「ZX1356」、塩素イオン濃度(実測値):0.82質量ppm)
(硬化剤)
2P4MHZ:2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名「2P4MHZ-PW」)
(フラックス剤)
グルタル酸(東京化成工業株式会社製、融点約98℃)
(無機フィラー)
SE2050:シリカフィラー(株式会社アドマテックス製、商品名「SE2050」、平均粒径0.5μm)
(樹脂フィラー)
EXL-2655:有機フィラー(コアシェルタイプ有機微粒子)(ダウ・ケミカル日本株式会社製、商品名「EXL-2655」)
(カップリング剤)
SH6040:シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社、商品名「SH6040」)
Materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(Epoxy resin)
EP1032: Triphenolmethane skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name "EP1032H60", chloride ion concentration (measured value): 0.17 mass ppm)
YL983U: Bisphenol F type liquid epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name “YL983U”, chloride ion concentration (measured value): 0.16 mass ppm)
YX-7110: long-chain bisphenol F type liquid epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name “YX-7110”, chloride ion concentration (measured value): 0.80 mass ppm)
(Thermoplastic resin)
FX-293: fluorene skeleton-containing phenoxy resin (manufactured by Shin Nikka Epoxy Manufacturing Co., Ltd., trade name “FX-293”, chloride ion concentration (measured value): 0.21 mass ppm)
LA2250: Triblock copolymer of polymethyl methacrylate and polybutyl acrylate (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name “Clarity LA2250”, chloride ion concentration (measured value): 0.10 mass ppm)
ZX-1356-2: Bisphenol A/F copolymerized phenoxy resin (Shin Nikka Epoxy Mfg. Co., Ltd., trade name “ZX1356”, chloride ion concentration (measured value): 0.82 mass ppm)
(curing agent)
2P4MHZ: 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., trade name “2P4MHZ-PW”)
(flux agent)
Glutaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., melting point about 98°C)
(Inorganic filler)
SE2050: Silica filler (manufactured by Admatechs Co., Ltd., trade name “SE2050”, average particle size 0.5 μm)
(resin filler)
EXL-2655: Organic filler (core-shell type organic fine particles) (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., trade name “EXL-2655”)
(coupling agent)
SH6040: Silane coupling agent (Dow Corning Toray Co., Ltd., trade name "SH6040")

なお、エポキシ樹脂及び熱可塑性樹脂の塩素イオン濃度(実測値)は、それぞれの樹脂1gとイオン交換水40gとの混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュ(アドバンテック東洋株式会社製、商品名:メンブレンフィルター)を通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー法によって測定した値である。 The chlorine ion concentration (actual value) of the epoxy resin and the thermoplastic resin was obtained by boiling a mixture of 1 g of each resin and 40 g of ion-exchanged water in a closed container at 121 ° C. under 2 atmospheres for 96 hours. .45 μm mesh (manufactured by Advantec Toyo Co., Ltd., trade name: membrane filter), and the chlorine ion concentration of the extracted water obtained by passing it through is measured by ion chromatography.

<樹脂フィルム(樹脂組成物)の硬化物の抽出水の塩素イオン濃度及びpH値の測定>
実施例1~3及び比較例1~5の樹脂フィルム(厚さ:20μm)をそれぞれ空気雰囲気下、240℃、60分間加熱して樹脂フィルムの硬化物を得た。得られた樹脂フィルムの硬化物を密閉容器内に適宜切断して、樹脂フィルムの硬化物1gとイオン交換水40gとの混合物を調製した。調製した混合物を容器に入れて密栓し、密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュ(アドバンテック東洋株式会社製、商品名:メンブレンフィルター)を通過させた。このようにして得られた抽出水の塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー法によって測定した。また、得られた抽出水のpH値をガラス電極法によって測定した。塩素イオン濃度及びpH値の結果を表1に示す。
<Measurement of chlorine ion concentration and pH value of extracted water of cured product of resin film (resin composition)>
The resin films (thickness: 20 μm) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were each heated at 240° C. for 60 minutes in an air atmosphere to obtain cured resin films. The obtained cured resin film was appropriately cut into a sealed container to prepare a mixture of 1 g of the cured resin film and 40 g of deionized water. The prepared mixture was placed in a container, sealed, boiled in a closed container at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and passed through a mesh with a pore size of 0.45 μm (manufactured by Advantec Toyo Co., Ltd., trade name: membrane filter). . The chloride ion concentration of the extracted water thus obtained was measured by ion chromatography. Moreover, the pH value of the extracted water obtained was measured by the glass electrode method. Table 1 shows the results of chloride ion concentration and pH value.

<耐マイグレーション性評価(絶縁信頼性試験(HAST試験)>
実施例1~3及び比較例1~5の樹脂フィルム(厚さ:20μm)を、くし型電極評価TEG(日立化成株式会社製、配線ピッチ:40μm)に貼付し、クリーンオーブン(エスペック株式会社製)中で、175℃で2時間硬化させた。硬化後の樹脂フィルムを、高加速寿命試験装置(株式会社平山製作所製、商品名「PL-422R8」に設置し、130℃/85%RH/100時間で5V印加することによって、絶縁抵抗を測定した。100時間後の絶縁抵抗が1.0×10Ω以上であった場合を良好として「A」と評価し、1.0×10Ω未満であった場合を「B」と評価した。結果を表1に示す。
<Migration resistance evaluation (insulation reliability test (HAST test)>
The resin films (thickness: 20 μm) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were attached to a comb-shaped electrode evaluation TEG (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., wiring pitch: 40 μm), and a clean oven (manufactured by Espec Co., Ltd. ) at 175° C. for 2 hours. The resin film after curing is installed in a highly accelerated life test device (manufactured by Hirayama Seisakusho Co., Ltd., product name “PL-422R8”, and 5V is applied at 130 ° C. / 85% RH / 100 hours to measure the insulation resistance. When the insulation resistance after 100 hours was 1.0×10 6 Ω or more, it was evaluated as “A”, and when it was less than 1.0×10 6 Ω, it was evaluated as “B”. Table 1 shows the results.

<接続性>
耐マイグレーション性評価で「A」であった実施例又は比較例の樹脂フィルムを、所定のサイズ(縦8mm×横8mm×厚さ0.040mm)に切り抜き、ガラスエポキシ基板(ガラスエポキシ基材:420μm厚、銅配線:9μm厚)上に貼付し、はんだバンプ付き半導体チップ(チップサイズ:縦7.3mm×横7.3mm×厚さ0.15mm、バンプ高さ:銅ピラーとはんだとの合計の高さ約40μm、バンプ数328)をフリップ実装装置(パナソニック株式会社製、商品名「FCB3」)で実装した(実装条件:圧着ヘッド温度350℃、圧着時間5秒、圧着圧力0.5MPa)。これによって、ガラスエポキシ基板とはんだバンプ付き半導体チップとがデイジーチェーン接続された半導体装置(図1を参照)を作製した。
<Connectivity>
The resin film of the example or comparative example that was "A" in the migration resistance evaluation was cut into a predetermined size (length 8 mm × width 8 mm × thickness 0.040 mm), and a glass epoxy substrate (glass epoxy substrate: 420 µm (thickness, copper wiring: 9 μm thick), a semiconductor chip with solder bumps (chip size: length 7.3 mm × width 7.3 mm × thickness 0.15 mm, bump height: total of copper pillars and solder) 40 μm in height, 328 bumps) was mounted by a flip mounting device (manufactured by Panasonic Corporation, product name “FCB3”) (mounting conditions: crimping head temperature of 350° C., crimping time of 5 seconds, crimping pressure of 0.5 MPa). Thus, a semiconductor device (see FIG. 1) in which the glass epoxy substrate and the semiconductor chip with solder bumps are daisy chain connected was produced.

作製した半導体装置の接続抵抗値を、マルチメータ(株式会社エーディーシー製、商品名「R6871E」)を用いて測定することによって、実装後の初期導通を評価した。接続抵抗値が10.0Ω以上13.5Ω以下の場合を接続性良好として「A」と評価し、接続抵抗値が13.5Ωを超え20Ω以下の場合を「B」と評価し、接続抵抗値が20Ωより大きい場合、若しくは接続抵抗値が10Ω未満の場合及び接続不良によるOpenの場合(抵抗値が表示されない場合)を「C」と評価した。結果を表1に示す。 The initial conduction after mounting was evaluated by measuring the connection resistance value of the fabricated semiconductor device using a multimeter (manufactured by ADC Corporation, trade name "R6871E"). If the connection resistance value is 10.0 Ω or more and 13.5 Ω or less, the connection is evaluated as "A", and if the connection resistance value is more than 13.5 Ω and 20 Ω or less, the connection resistance value is evaluated as "B". is greater than 20Ω, or the connection resistance value is less than 10Ω, or the case of Open due to poor connection (when the resistance value is not displayed) was evaluated as "C". Table 1 shows the results.

<フラックス活性評価>
接続性評価で接続性良好であった実施例について、接続部の断面を観察し、Cu配線の上面のはんだ濡れが90%以上である場合を良好として「A」と評価し、はんだ濡れが90%未満である場合を「B」と評価した。結果を表1に示す。
<Flux activity evaluation>
Regarding the examples in which the connectivity was good in the connectivity evaluation, the cross section of the connection portion was observed, and the case where the solder wettability on the upper surface of the Cu wiring was 90% or more was evaluated as good and "A" was evaluated, and the solder wettability was 90%. % was evaluated as "B". Table 1 shows the results.

Figure 0007259219000001
Figure 0007259219000001

実施例1~3の樹脂組成物は、マイグレーションの発生を抑制することができ、接続性に優れていた。さらに、実施例1~3の樹脂組成物は、フラックス活性にも優れていた。比較例1、2の樹脂組成物は、塩素イオン濃度が条件(A)を満たしておらず、耐マイグレーション性が充分でなかった。比較例3の樹脂組成物は、無機フィラーを含んでおらず、相対的にエポキシ樹脂及び熱可塑性樹脂の含有量が増え、塩素イオン濃度が条件(A)を満たしておらず、耐マイグレーション性が充分でなかった。比較例4の樹脂組成物は、pH値が3.5未満であることから条件(A)を満たしておらず、耐マイグレーション性が充分でなかった。比較例5の樹脂組成物は、フラックス剤を含んでおらず、接続性が充分でなかった。 The resin compositions of Examples 1 to 3 were able to suppress the occurrence of migration and were excellent in connectivity. Furthermore, the resin compositions of Examples 1 to 3 were also excellent in flux activity. The resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 did not satisfy the condition (A) in chloride ion concentration, and had insufficient migration resistance. The resin composition of Comparative Example 3 does not contain an inorganic filler, has a relatively increased content of the epoxy resin and the thermoplastic resin, does not satisfy the condition (A) in the chloride ion concentration, and has poor migration resistance. it wasn't enough. Since the resin composition of Comparative Example 4 had a pH value of less than 3.5, it did not satisfy the condition (A) and had insufficient migration resistance. The resin composition of Comparative Example 5 did not contain a fluxing agent and had insufficient connectivity.

10…半導体チップ、15…配線(接続部)、20…基板(回路配線基板)、30…接続バンプ、40…樹脂フィルム、60…ソルダーレジスト、100,600…半導体装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Semiconductor chip, 15... Wiring (connection part), 20... Substrate (circuit wiring board), 30... Connection bump, 40... Resin film, 60... Solder resist, 100, 600... Semiconductor device.

Claims (4)

エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤、フラックス剤、及び無機フィラーを含有し、
下記条件(A)を満たす、樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂が、ビスフェノール型エポキシ樹脂又はトリフェノールメタン型エポキシ樹脂を含み、
前記エポキシ樹脂が、下記条件(B)を満たし、
前記熱可塑性樹脂が、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリルゴム、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、
前記熱可塑性樹脂が、下記条件(C)を満たし、
前記フラックス剤が、ジカルボン酸であり、
前記エポキシ樹脂の含有量が、樹脂組成物全量を基準として、20~50質量%であり、
樹脂組成物全量を基準としたときの、前記熱可塑性樹脂の含有量に対する前記エポキシ樹脂の含有量の質量比が、0.1~10であり、
前記硬化剤の含有量が、前記エポキシ樹脂100質量部に対して、0.1~10質量部であり、
前記フラックス剤の含有量が、樹脂組成物全量を基準として、0.5~10質量%であり、
前記無機フィラーの含有量が、樹脂組成物全量を基準として、30~60質量%である、樹脂組成物。
条件(A):樹脂組成物からなる厚さ20μmの樹脂フィルムを空気雰囲気下、240℃、60分間加熱して樹脂フィルムの硬化物を作製し、当該樹脂フィルムの硬化物1gとイオン交換水40gとの混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が1質量ppm以下であり、かつpH値が3.8~5.0である。
条件(B):エポキシ樹脂1gとイオン交換水40gとのエポキシ樹脂混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が0.3質量ppm以下である。
条件(C):熱可塑性樹脂1gとイオン交換水40gとの熱可塑性樹脂混合物を密閉容器内で121℃、2気圧下で96時間煮沸し、細孔径0.45μmメッシュを通過させることによって得られる抽出水の塩素イオン濃度が0.3質量ppm以下である。
Contains epoxy resin, thermoplastic resin, curing agent, fluxing agent, and inorganic filler,
A resin composition that satisfies the following condition (A),
The epoxy resin comprises a bisphenol type epoxy resin or a triphenolmethane type epoxy resin,
The epoxy resin satisfies the following condition (B),
The thermoplastic resin contains at least one selected from the group consisting of phenoxy resins, polyimide resins, acrylic rubbers, and acrylic resins,
The thermoplastic resin satisfies the following condition (C),
the fluxing agent is a dicarboxylic acid,
The content of the epoxy resin is 20 to 50% by mass based on the total amount of the resin composition,
The mass ratio of the content of the epoxy resin to the content of the thermoplastic resin based on the total amount of the resin composition is 0.1 to 10,
The content of the curing agent is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin,
The content of the flux agent is 0.5 to 10% by mass based on the total amount of the resin composition,
A resin composition in which the content of the inorganic filler is 30 to 60% by mass based on the total amount of the resin composition.
Condition (A): A resin film made of a resin composition and having a thickness of 20 μm was heated in an air atmosphere at 240° C. for 60 minutes to prepare a cured resin film, and 1 g of the cured resin film and 40 g of deionized water were added. A mixture of and is boiled in a closed container at 121 ° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and the extracted water obtained by passing through a mesh with a pore size of 0.45 μm has a chloride ion concentration of 1 mass ppm or less, and a pH value is 3.8 to 5.0.
Condition (B): Extracted water obtained by boiling an epoxy resin mixture of 1 g of epoxy resin and 40 g of ion-exchanged water in a closed vessel at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours and passing it through a mesh with a pore size of 0.45 μm. has a chloride ion concentration of 0.3 ppm by mass or less.
Condition (C): A thermoplastic resin mixture of 1 g of thermoplastic resin and 40 g of ion-exchanged water is boiled in a closed vessel at 121° C. under 2 atmospheres for 96 hours, and passed through a mesh with a pore size of 0.45 μm. The chlorine ion concentration of the extraction water is 0.3 ppm by mass or less.
フィルム状である、請求項1に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 , which is in the form of a film. 請求項1に記載の樹脂組成物の硬化物。 A cured product of the resin composition according to claim 1 . 半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置の製造方法であって、
請求項1に記載の樹脂組成物を用いて、前記接続部を封止する工程を備える、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device in which connection portions of a semiconductor chip and a printed circuit board are electrically connected to each other or a semiconductor device in which connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of sealing the connecting portion using the resin composition according to claim 1 .
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