JPWO2010117081A1 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

信頼性試験に対する耐性が有ると共に、室温（２５℃）雰囲気および１２０℃雰囲気の浸透性が高い後浸透型のアンダーフィル剤を提供する。硬化物の線膨張率（α１）、ガラス転移点、貯蔵弾性率（２５℃）、硬化前の浸透性（１２０℃）が以下の全ての要件を満たす後浸透型封止用のエポキシ樹脂組成物。線膨張率（α１）：６０ｐｐｍ／℃以下ガラス転移点：１２０℃以上貯蔵弾性率（２５℃）：３．０ＧＰａ以下浸透性（１２０℃）：３０ｍｍ以上

Description

本発明は、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ウェハーレベル（ＷＬ−ＣＳＰ）などのハンダボールと基板電極を接続した後に行う樹脂組成物による封止に適した後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物に関するものである。

基板実装では半田のセルフアライメント効果により半田ボールと基板電極を接続し、洗浄工程を経て硬化型樹脂組成物をクリアランスに流し込んだ後に硬化する封止手法が行われている。この封止剤を一般的にはアンダーフィル剤と呼ばれているが、その組成はエポキシ樹脂で実績がある。一方、特表２００３−５０４８９３号公報に開示されているようなウレタン樹脂のアンダーフィル剤も知られている。ウレタン樹脂の場合、リペアー性を特徴とすることから、信頼性が低い場合がある。

一方、ゴム成分を添加して信頼性を向上させる手法がある。ゴム骨格を有する硬化性樹脂やゴム粉体を添加した硬化性樹脂が使用されている。特開２００１−２７０９７６号公報にはゴム粉と無機充填剤を添加した封止用エポキシ樹脂が、また特開平９−１５３５７０号公報には特殊なブタジエン共重合体の粉体と無機充填剤を添加した封止用エポキシ樹脂が開示されている。従来のアンダーフィル剤ではアルミナやシリカなどの無機充填剤を必須としている。無機充填剤を添加することにより線膨張率を低くし有機材料の欠点である熱時の膨張を下げる試みが行われている。しかしながら、無機充填剤の添加量が多くなるため、粘度が高くなり浸透性が低下する。

特開２００８−２０８１８２号公報にはアクリルゴム粉とシリコーンゴム粉を同時に添加することなどが記載されている。無機充填材を添加することで特性が向上することも記載されており、実質的に上記の２種類のゴム粉と無機充填材とを併用添加することが好ましいことが記載されている。

特開２００７−２４６７１３号公報には多官能のグリシジルアミン型エポキシ樹脂を使用したリレー（継電器）用の封止用エポキシ樹脂開示されている。隙間に流し込むという点ではアンダーフィル剤と用途が近似しているが、接続された電極を保持するという実装用途よりは信頼性が要求されない。

今日まで、信頼性試験に対する耐性を有ると共に、常温（２５℃）雰囲気および１２０℃雰囲気の浸透性が高い後浸透型のアンダーフィル剤は見いだされていず、本発明の目的は、上記した要求特性を満足する後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物を提供することにある。
［発明の要約］

本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意検討した結果、硬化物の線膨張率（α１）：６０ｐｐｍ／℃以下、ガラス転移点：１２０℃以上、貯蔵弾性率（２５℃）：３．０ＧＰａ以下であり、硬化前の浸透性（１２０℃）：３０ｍｍ以上のパラメーターを有するエポキシ樹脂組成物がアンダーフィル剤に適している事を見いだし本発明を完成するに至った。

従って、本発明の第一は、硬化物の線膨張率（α１）、ガラス転移点、貯蔵弾性率（２５℃）、硬化前の浸透性（１２０℃）が以下の全ての要件を満たす後浸透型封止用のエポキシ樹脂組成物である。
線膨張率（α１）：６０ｐｐｍ／℃以下
ガラス転移点：１２０℃以上
貯蔵弾性率（２５℃）：３．０ＧＰａ以下
浸透性（１２０℃）：３０ｍｍ以上

本発明の第二は、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分からなる上記第一に記載の後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物である。
（Ａ）成分：エポキシ樹脂
（Ｂ）成分：１分子内に３個以上のエポキシ基と芳香環とを有する化合物
（Ｃ）成分：ブタジエンゴム粉またはアクリルゴム粉
（Ｄ）成分：潜在性硬化剤

本発明の第三は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して（Ｃ）成分が３〜１０質量部添加されると共に、（Ｃ）成分以外の充填剤を実質的に含まない上記第二に記載の後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物である。
本発明の第四は、室温で液状の硬化剤を実質的に含まない上記第一〜第三に記載の後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物である。

本発明によれば、信頼性試験に対する耐性を有ると共に、常温（２５℃）雰囲気および１２０℃雰囲気の浸透性が高い後浸透型のアンダーフィル剤を提供することが可能となる。

図１は本発明のアンダーフィル剤を用いたＴＥＧをヒートサイクル試験にかけた時の導通試験結果を示すグラフである。

本発明の詳細を次に説明する。実装用のアンダーフィル剤の主な硬化物特性は、ガラス転移点（Ｔｇ）、線膨張率（ガラス転移点より低温側のα１、高温側のα２）を確認する熱機械分析装置（ＴＭＡ）や貯蔵弾性率（Ｅ’）、損失弾性率（Ｅ”）、ガラス転移点、ｔａｎδを確認する動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ）により測定する。本発明では、ガラス転移点（ＴＭＡによる）、線膨張率（α１）および２５℃の貯蔵弾性率（Ｅ’）において特定の硬化物特性を有する樹脂組成物が後浸透型アンダーフィル剤に適していることを見いだした。（以下、ガラス転移点とはＴＭＡによるものとし、α１とはＴＭＡによるガラス転移点より低温側の線膨張率とし、Ｅ’（２５℃）とはＤＭＡによる２５℃における貯蔵弾性率とする。）本発明に適しているパラメーターとしては、Ｔｇが１２０℃以上、α１が６０ｐｐｍ／℃以下、Ｅ’が３．０ＧＰａ以下であることが好ましい。Ｅ’において特に好ましいのは、Ｅ’（２５℃）が２．５ＧＰａ以下である。最も好ましい要件は、Ｔｇが１２０〜２００℃、α１が１０〜６０ｐｐｍ／℃、Ｅ’が０．１〜３．０ＧＰａである。アンダーフィル剤はガラス転移点を高く、線膨張率を低くする手法がとられる傾向がある。これは高温放置試験、ヒートショック試験、高温高湿試験などの信頼性試験に於ける温度領域で、電子回路が寸断しないようにするためである。また、熱履歴によりアンダーフィル剤の硬化物が膨張しない様に線膨張率を低くしていると考えられる。しかしながら、高ガラス転移点、低線膨張率にすると硬化物が脆くなるため、信頼性試験における被着体の膨張収縮の変化に追従することができない。この点を克服するため本発明では、Ｅ’（２５℃）を低くし弾力があり追従性がある硬化物を得ることに一つの特徴がある。さらに、Ｅ’（２５℃）を１．０ＧＰａ以下にすることは軟質エポキシ樹脂やウレタン樹脂で可能となるが、必然的にＴｇが低くなり、α１が高くなる傾向がでるため、Ｔｇ、α１、Ｅ’（２５℃）の３種類のパラメーターを満たすことが必要である。さらには、ＣＳＰやＢＧＡと基板に挟まれた１００〜３００μｍのクリアランスに樹脂組成物を浸透させる時に、フィレット形成に有効なパラメーターとして１２０℃雰囲気における浸透性が挙げられる。フィレット形成により信頼性試験の結果が変化するため、本発明においては１２０℃雰囲気の浸透性を満たす必要がある。アンダーフィル剤の硬化性が高い場合、クリアランスに十分浸透しない段階で流動性が無くなる。一方、硬化性が低い場合、硬化時間が長くなり過ぎてしまい作業性に支障が出る。そのため、特に好ましい浸透性としては３０〜６０ｍｍである。上記は例示的説明であり、それによって本発明が制限されるものではない。

本発明に使用することができる（Ａ）成分は、１分子内に２個以上のエポキシ基を有する化合物であり、一般的にエポキシ樹脂と呼ばれている化合物である。１種類だけ使用しても２種類以上を混合して使用してもよい。エポキシ樹脂の具体例としては、エピクロルヒドリンとビスフェノール類などの多価フェノール類や多価アルコールとの縮合によって得られるもので、例えばビスフェノールＡ型、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、ビスフェノールＡＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオレン型、ノボラック型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型、テトラフェニロールエタン型などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を例示することができる。その他エピクロルヒドリンとフタル酸誘導体や脂肪酸などのカルボン酸との縮合によって得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリンとアミン類、シアヌル酸類、ヒダントイン類との反応によって得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、さらには様々な方法で変性したエポキシ樹脂を挙げられるが、これらに限定されるものではない。価格面や安定供給を考慮すると、（Ａ）成分としては分子内に平均約２個のエポキシ基を有する化合物が好ましい。

市販されている（Ａ）成分としては、ジャパンエポキシレジンレジン株式会社製８２７、８２８ＥＬ等、大日本インキ工業株式会社製のＥＰＩＣＬＯＮ８３０、ＥＸＡ−８３５ＬＶ等が挙げられる。東都化成株式会社製エポトートＹＤ−１２８、ＹＤＦ−１７０等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。価格面を考慮すると、分子内に平均２個のエポキシ基を有するビスフェノールＡ骨格またはビスフェノールＦ骨格を有するエポキシ樹脂が好ましい。

本発明に使用することができる（Ｂ）成分は、１分子中にエポキシ基を３個以上と芳香環とを有する化合物である。芳香環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アニリン環などが挙げられる。具体的な３官能の（Ｂ）成分としては、Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−４−（２，３−エポキシプロポキシ）アニリンやＮ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）−４−（２，３−エポキシプロポキシ）−２−メチルアニリンなどが挙げられる。また、具体的な４官能の（Ｂ）成分としては、ジアミノジフェニルメタンテトラグリシジルエーテルが挙げられる。市販されている該化合物としてはジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ６３０、ｊＥＲ６０４、荒川化学工業株式会社製のコンポセランＥ２０１、Ｅ２０２などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。（Ｂ）成分は常温にて液状であること好ましいが、粘度および浸透性に支障が出ない範囲でエポキシ樹脂に固形の化合物を溶かして使用することもできる。（Ｂ）成分は、エポキシ樹脂全体の２０〜９０重量％含まれることが好ましく、（Ｂ）成分を添加することでＴｇを高くする傾向がある。一方、芳香環を有しない３官能以上のエポキシ樹脂はＴｇを高くすることができず、本発明には適さない。

本発明で使用することができる（Ｃ）成分は、ブタジエンゴム粉またはアクリルゴム粉である。モノマーとして（メタ）アクリル酸エステルから重合されるゴム、またはモノマーとしてブタジエンから重合されるゴムの粉体である。重合または共重合に際して、（メタ）アクリル酸エステルまたはブタジエン以外のモノマーであるスチレン、イソプレンなどが含まれてもよい。（メタ）アクリル酸エステルの具体例としてはＭＭＡなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。上記において（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルまたは／およびアクリル酸エステルをいう。粉体の平均粒径としては０．０５〜０．５μｍが好ましく、膨潤による粘度変化を考慮するとコアシェル型の（Ｃ）成分が好ましい。（Ｃ）成分を添加することによりＥ’が低くなり、Ｅ’を下げる効果として（Ｃ）成分はブタジエンから重合されるゴム粉であることが最も好ましい。

事前にエポキシ樹脂内に分散された（Ｃ）成分を使用してもよい。具体的には、エポキシ樹脂内にハイパーやホモジナイザーなどの混合撹拌装置により分散されたゴム粒子や、エポキシ樹脂内で乳化重合により合成されたゴム粒子がこれに相当する。乳化重合による手法で最終的に形成されたゴム粒子の平均粒径は、０．０５〜０．５μｍのものが好ましい。エポキシ樹脂に事前に分散されたゴム粒子を使用することにより、樹脂組成物の製造時に成分の取扱いが簡単になるという利点がある。また、エポキシ樹脂が充分にゴム粒子になじむため、時間が経過した時の粘度変化がすくなる傾向がある。

上記アクリルゴム粒子の具体例としては、綜研化学株式会社製 ＭＸシリーズ、三菱レイヨン株式会社製 メタブレンＷシリーズ、ゼオン化成株式会社製 ゼフィアックシリーズなどが挙げられる。事前にゴム粒子を分散したエポキシ樹脂の具体例としては、レジナス化成株式会社製 ＲＫＢシリーズなどが挙げられる。乳化重合を用いたエポキシ樹脂の具体例としては、株式会社日本触媒製 アクリセットＢＰシリーズなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。上記ブタジエンゴム粒子の具体例としては、三菱レイヨン株式会社製 メタブレンＥシリーズとメタブレンＣシリーズなどが挙げられる。また、ブタジエンゴムをコアにしたコアシェル粉を分散したものとしては、株式会社カネカ製 カネエースＭＸ１３６が挙げられるが、これに限定されるものではない。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して、（Ｃ）成分の添加量は１０質量部以下が好ましい。さらに好ましくは（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して、（Ｃ）成分の添加量が３〜１０質量部である。（Ｃ）成分の添加量が、１０質量部より多いとα１が大きくなる傾向があり、３質量部より少ないとＥ’（２５℃）が高くなる傾向がある。

アルミナ、シリカ、炭酸カルシウムなどの無機充填剤を添加することを当業者は汎用するが、本発明では無機充填剤を添加するとＥ’を高くするため実質的に含まないことが最も好ましい。前記の「実質的に含まない」とは、原料の製造工程中に残留している不純物を含む場合や、Ｅ’（２５℃）が３．０ＧＰａ以下に入る範囲で無機充填剤を意図的に極微量添加している場合などはその要件外であることを意味する。

本発明で使用することができる（Ｄ）成分としては、エポキシ樹脂に対して硬化剤として使用できると共に、粉末状に粉砕された化合物が挙げられる。つまり、室温で液状のエポキシ樹脂に室温で固体の前記硬化剤が分散された一液型エポキシ樹脂において、経時による粘度変化や物性変化が少ないなどの保存安定性が確保できる硬化剤を潜在性硬化剤と言う。具体的には、室温で粉体のイミダゾール誘導体、粉体のジシアンジアミド、エポキシ樹脂に三級アミンを付加させて反応を途中で止めているエポキシアダクト化合物を粉砕した粉末などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に好ましくは、前記エポキシアダクト化合物で、市販されているものとしては味の素ファインテクノ株式会社製のアミキュアシリーズや、富士化成工業株式会社製のフジキュアシリーズや旭化成ケミカルズ株式会社製のノバキュアシリーズなどが挙げられる。１２０℃以下で反応を開始することが好ましい。

酸無水物、フェノール化合物、チオール化合物などの室温で液状の硬化剤も、エポキシ樹脂の硬化剤として知られている。通常、前記液状硬化剤を単独で使用しても硬化が遅いため、（Ｄ）成分を硬化促進剤として前記液状硬化剤と合わせて使用することが知られている。しかしながら、本発明においては、前記液状硬化剤と（Ｄ）成分を組み合わせると１２０℃雰囲気における浸透性が低下することから、は粉体の硬化剤以外を実質的に含まないことが好ましい。前記の「室温で液状の硬化剤を実質的に含まない」とは、原料の製造工程中に残留している不純物を含む場合や、液状の硬化剤を意図的に極微量添加しても実質的に反応性を決定しているのが粉体の硬化剤である場合などはその要件外であることを意味する。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して、（Ｄ）成分の添加量は１０〜４０質量部が好ましい。１０質量部より少ない場合では硬化性が低下し、４０質量部より多い場合では浸透性が低下するおそれがある。

本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の所期の効果を損なわない範囲において、顔料、染料などの着色剤、可塑剤、酸化防止剤、消泡剤、シラン系カップリング剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤等の添加剤を適量配合しても良い。これらの添加により、樹脂強度・接着強さ・作業性・保存性等に優れた組成物およびその硬化物が得られる。

次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
［実施例１〜１２］
実施例１〜１２を調製するために下記成分を準備した。

（Ａ）成分：エポキシ樹脂組成物
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８０６ ジャパンエポキシレジン株式会社製）
（Ｂ）成分：１分子内に３以上のエポキシ基と芳香環を有する化合物
・１分子内に３以上のエポキシ基と芳香環を有する化合物（ｊＥＲ６３０ ジャパンエポキシレジン株式会社製）
・１分子内に３以上のエポキシ基と芳香環を有する化合物（ＥＬＭ−１００ 住友化学株式会社製）
（Ｃ）成分：ブタジエンゴム粉またはアクリルゴム粉
・エポキシ樹脂に分散されたブタジエンゴム粉（ゴム含有率：２５質量％）（カネエースＭＸ１３６ カネカ株式会社製）
・アクリルゴム粉（ゼフィアック Ｆ３５１ 日本ゼオン株式会社製）
・アクリルゴム粉（ＧＥＮＩＯＰＥＲＬ Ｐ−５２ ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅ製）
（Ｄ）成分：潜在性硬化剤
・アミンアダクト型硬化剤（フジキュアＦＸＲ−１０３０ 富士化成工業株式会社製）
・アミンアダクト型硬化剤（フジキュアＦＸＲ−１０８１ 富士化成工業株式会社製）
・アミンアダクト型硬化剤を分散したエポキシ樹脂（ノバキュアＨＸ−３９２１ＨＰ 旭化成エポキシ株式会社製）
その他の成分
・シラン系カップリング剤（ＫＢＭ−４０３ 信越化学工業株式会社製）
・分散剤（ＢＹＫ−３５２ ビックケミー・ジャパン株式会社製）

（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分およびその他成分を撹拌機にて真空脱泡３０分撹拌した。ただし、実施例８および９では、該混合物を事前に三本ロールミルに２回通した後に撹拌機に投入する。その後、（Ｄ）成分を添加してさらに３０分真空脱泡撹拌した。詳細な調製量は表１に従い、数値は全て質量部で表記する。

［比較例１〜８］
比較例１〜８を調整するため、実施例１〜１２で使用する成分に加えて下記成分を準備した。
（Ｂ’）：芳香環を有せず１分子内に３のエポキシ基を有する化合物
・１分子内に３のエポキシ基を有する脂肪族化合物（デナコールＥＸ−３２１ ナガセケムテックス株式会社製）
その他の成分
・４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸／ヘキサヒドロ無水フタル酸＝７０／３０（リカシッド ＭＨ−７００ 新日本理化株式会社）
・シリカ粉（ＱＳ−６ ＭＲＣユニテック株式会社製）

（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分およびその他成分を撹拌機にて３０分撹拌した。ただし、比較例１では、該混合物を事前に三本ロールミルに２回通した後に撹拌機に投入する。その後、（Ｄ）成分を添加してさらに３０分真空脱泡撹拌した。詳細な調製量は表１に従い、数値は全て質量部で表記する。

実施例１〜１２、比較例１〜８について、粘度測定、浸透性測定、ＴＭＡ測定、ＤＭＡ測定、引張せん断接着力測定を実施した。
＜粘度測定＞
各エポキシ樹脂組成物の温度が室温になってから粘度計により「粘度（Ｐａ・ｓ）」を測定した。詳細な測定方法は以下の通り。その結果を表２にまとめた。本発明では４．０Ｐａ・ｓ以下が適している。
メーカー：東機産業株式会社 ＴＶ−３３型粘度計（ＥＨＤ型）
測定条件
コーンローター：３°×Ｒ１４
回転速度：５．０ｒｐｍ
測定温度：２５℃（温調装置使用）

＜浸透性測定＞
厚さ１００μｍの短冊状シックネスゲージを１００ｍｍ×５０ｍｍのガラス板の短辺に平行して配置して、もう一枚のガラス板を若干ずらしてシックネスゲージを挟み込み、クリップでシックネスゲージがずれない様に固定する。ガラス板がずれた位置にエポキシ樹脂組成物を塗布した後、１２０℃雰囲気で１５分放置してガラス板の端部から浸透した距離を確認して「浸透性（ｍｍ）」とした。その結果を表２にまとめた。浸透性が悪いと、フィレット（浸透後の組成物の形状）の形成が悪く、信頼性試験において応力が偏り封止剤に対する破壊や被着体との界面におけるはく離をもたらす恐れがある。本発明では、浸透性が３０ｍｍ以上が適している。

＜ＴＭＡ測定（Ｔｇ、α１測定）＞
１２０℃雰囲気で１５分の硬化により直径５ｍｍの円筒形硬化物を作成し、長さ１０ｍｍに切断する。ＴＭＡにより昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温して測定を行った。「線膨張率（α１）（ｐｐｍ／℃）」を測定し、α１とα２の接線の交点により「ガラス転移点（℃）」を測定した。本発明では、Ｔｇが１２０℃以上、α１が６０ｐｐｍ／℃以下が適している。

＜ＤＭＡ測定（Ｅ’（２５℃）測定）＞
１２０℃雰囲気で１５分の硬化により直径５ｍｍの円筒形硬化物を作成し、長さ３０ｍｍに切断する。曲げモードで測定を行い、昇温速度３℃／ｍｉｎで昇温する。周波数１Ｈｚで２５℃に於ける「貯蔵弾性率（ＧＰａ）」を確認した。本発明では、Ｅ’（２５℃）は３．０ＧＰａ以下が適している。

＜引張せん断接着力測定＞
ガラス繊維強化エポキシ樹脂製（ＦＲ−４）で１０ｍｍ×２５ｍｍ×１００ｍｍのテストピースを用いて、一枚目のテストピースに樹脂組成物を均一に広げて、二枚目のテストピースと２５ｍｍ×１０ｍｍの「接着面積」で貼り合わせる。テストピースが動かない様に固定した状態で、熱風乾燥炉により１２０℃にて１５分で硬化させる。テストピースの温度が室温に戻った後、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて二枚のテストピースを逆方向に引っ張って「最大荷重」を測定する。「最大荷重」を「接着面積」で割ることで「引張せん断接着力（ＭＰａ）」を計算する。試験の詳細はＪＩＳＫ８６８１に従う。本発明では、目安として接着力が１５ＭＰａ以上有れば使用することができる。

表２から比較例１および比較例３〜５では粘度が高く、それに伴って１２０℃雰囲気における浸透性が悪くなっているが、実施例では浸透性が全て３０ｍｍ以上に含まれる。実施例４と比較例８を比較すると、酸無水物を使用している比較例８の方が粘度が低いにもかかわらず、１２０℃雰囲気での浸透性が低下していることがわかる。また、表３から比較例１〜７ではＴｇ、α１、Ｅ’（２５℃）のいずれかが本発明には適さないが、実施例では全てのパラメーターが本発明に適している。（Ｃ）成分が多く含まれる比較例３〜５はＥ’（２５℃）が３．０ＧＰａ以下ではあるが、α１が高くなる傾向が見られる。また、比較例６と７から１分子中に３以上のエポキシ基を有する脂肪族化合物はＴｇを下げるために本発明には適さない。

＜ＴＥＧ導通試験＞
半導体と基板が電気的接続をされた状態を擬似的に形成しているＴｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ（以下、ＴＥＧと言う。）により、アンダーフィル剤としての性能を確認することができる。疑似半導体のバンプと疑似基板のパットは電気的に接続されており、ＴＥＧ内部の配線がすべてデイジーチェーン状に連結している。疑似基板に有る外部電極にテスターの電極を当てて導通性確認をする。ＴＥＧの端部にアンダーフィル剤を塗布して、所定方法でアンダーフィル剤を疑似半導体と疑似基板のクリアランスに浸透させて硬化させる。アンダーフィル剤により封止されたＴＥＧをヒートショック試験、ヒートサイクル試験、高温放置試験、低温放置試験、恒温恒湿試験などの信頼性試験に投入した後、電気的接続が確保されていない場合は抵抗値がオーバーロードになる。これにより、アンダーフィル剤の信頼性を擬似的に試験することができる。ＴＥＧの仕様、アンダーフィル剤の硬化条件、信頼性試験として行ったヒートサイクル試験の条件は以下の通りである。
ＴＥＧ仕様
チップ仕様
チップサイズ：９．６ｍｍ×９．６ｍｍ
チップ厚：７２５μｍ
バンプ材質：Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ
バンプ高さ：２４５μｍ
バンプ形成方法：ボール搭載
パターン仕様
メタルパットピッチ：５００μｍ
メタルパットサイズ：３００μｍ×３００μｍ
パット数：３２４
アンダーフィル剤硬化条件（浸透工程を含む）
１２０℃×１５分
ヒートサイクル試験
１サイクル：−４０×３０分＋８５℃×３０分として全２０００サイクル実施
テストピース数：５（以下、テストピースをＴＥＧと呼ぶ。）

ＴＥＧ導通試験に用いたアンダーフィル剤は表４に示す特性を有するものである。本発明としては実施例１を用いた。また、商品Ａ〜Ｃは本発明では比較例に相当するアンダーフィル剤である。

前記の条件でヒートサイクル試験を行った結果を図１に示す。２５、１００、２００、５００、７５０、１０００、１５００、２０００サイクルでヒートサイクル試験器から取り出し、テストピースが室温に戻ってからテスターにより導通性を確認した。導通性が確保されていないテストピースは「不良」と判断した。

図１の通り、実施例１においては２０００サイクル終了時も導通性を確保しており、商品Ａ〜Ｃでは急激にまたは徐々に導通性が確保されていないＴＥＧが発生している。ＴＥＧを用いて擬似的な試験を行っているものの、アンダーフィル剤によりＴＥＧに対する信頼性に大きな影響を与えていることがわかる。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、封止剤を塗布した後に室温にて放置する必要が無く、１２０℃雰囲気にすぐに投入できると共に、最適なフィレットが形成されるアンダーフィル剤である。これによりラインタクトの短縮が計られ生産効率の向上に寄与するものと考えられる。さらに、硬化物の特性を一定の範囲内にすることで、信頼性試験の耐性が向上することが可能である。将来、パッケージの小型化が進んでアンダーフィル剤に対する信頼性向上の要求がさらに強くなる。無機充填剤を高充填する様な従来の手法だけでは信頼性を向上させることが困難であり、エポキシ樹脂のパラメーターを制御することで小型化に対応できる。

Claims (4)

1. 硬化物の線膨張率（α１）、ガラス転移点、貯蔵弾性率（２５℃）、硬化前の浸透性（１２０℃）が以下の全ての要件を満たす後浸透型封止用のエポキシ樹脂組成物。
   線膨張率（α１）：６０ｐｐｍ／℃以下
   ガラス転移点：１２０℃以上
   貯蔵弾性率（２５℃）：３．０ＧＰａ以下
   浸透性（１２０℃）：３０ｍｍ以上
2. 以下の（Ａ）〜（Ｄ）成分からなる請求項１に記載の後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物。
   （Ａ）成分：エポキシ樹脂
   （Ｂ）成分：１分子内に３以上のエポキシ基と芳香環を有する化合物
   （Ｃ）成分：ブタジエンゴム粉またはアクリルゴム粉
   （Ｄ）成分：潜在性硬化剤
3. （Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して（Ｃ）成分が３〜１０質量部添加されると共に、（Ｃ）成分以外の充填剤を実質的に含まない請求項２に記載の後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物。
4. 室温で液状の硬化剤を実質的に含まない請求項１〜３のいずれか１項に記載の後浸透封止用のエポキシ樹脂組成物。

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