JPWO2018181603A1 - 液状エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
液状エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018181603A1 JPWO2018181603A1 JP2019510062A JP2019510062A JPWO2018181603A1 JP WO2018181603 A1 JPWO2018181603 A1 JP WO2018181603A1 JP 2019510062 A JP2019510062 A JP 2019510062A JP 2019510062 A JP2019510062 A JP 2019510062A JP WO2018181603 A1 JPWO2018181603 A1 JP WO2018181603A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- epoxy
- liquid
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 99
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 99
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 60
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- -1 aromatic amine compound Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 7
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 9
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 7
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N o-toluidine Chemical compound CC1=CC=CC=C1N RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 3
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 3
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CXXSQMDHHYTRKY-UHFFFAOYSA-N 4-amino-2,3,5-tris(oxiran-2-ylmethyl)phenol Chemical compound C1=C(O)C(CC2OC2)=C(CC2OC2)C(N)=C1CC1CO1 CXXSQMDHHYTRKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTQBNYCMVZQRSD-UHFFFAOYSA-N (4-ethenylphenyl)-trimethoxysilane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=C(C=C)C=C1 LTQBNYCMVZQRSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHKSKVKCKMGRDU-UHFFFAOYSA-N 2-(3-aminopropylamino)ethanol Chemical compound NCCCNCCO GHKSKVKCKMGRDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEVBAGCIOOTPLF-UHFFFAOYSA-N 2-[[5-(oxiran-2-ylmethoxy)naphthalen-2-yl]oxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C=C1C=CC=2)=CC=C1C=2OCC1CO1 MEVBAGCIOOTPLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 2-aminophenol Chemical compound NC1=CC=CC=C1O CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-1h-imidazole Chemical compound CCC1=NC=CN1 PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUPKCFBHJFNUEW-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-4,5-dihydro-1h-imidazole Chemical compound CCC1=NCCN1 QUPKCFBHJFNUEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWSLLSXLURJCDF-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-4,5-dihydro-1h-imidazole Chemical compound CC1=NCCN1 VWSLLSXLURJCDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUOZJYASZOSONT-UHFFFAOYSA-N 2-propan-2-yl-1h-imidazole Chemical compound CC(C)C1=NC=CN1 FUOZJYASZOSONT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropylurea Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(N)=O LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DZIHTWJGPDVSGE-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-aminocyclohexyl)methyl]cyclohexan-1-amine Chemical compound C1CC(N)CCC1CC1CCC(N)CC1 DZIHTWJGPDVSGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRPJWBIHQOHLND-UHFFFAOYSA-N 4-[dimethoxy(methyl)silyl]oxybutyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](C)(OC)OCCCCOC(=O)C(C)=C DRPJWBIHQOHLND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(3-triethoxysilylpropyl)pentan-2-imine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C(C)CC(C)C PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHZMKQOTAXPZDC-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-propylpentan-2-imine Chemical compound CCCN=C(C)CC(C)C AHZMKQOTAXPZDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 5-(2,4-dioxooxolan-3-yl)-7-methyl-3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C(OC2=O)=O)C2C(C)=CC1C1C(=O)COC1=O FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYZXDMHVOOGXAY-UHFFFAOYSA-N C(C1OC1)N(CC1OC1)C(C1OCC2OC2)c2ccc1cc2 Chemical compound C(C1OC1)N(CC1OC1)C(C1OCC2OC2)c2ccc1cc2 XYZXDMHVOOGXAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004844 aliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/50—Amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
エポキシ樹脂と、硬化剤と、フィラーと、を含有し、前記エポキシ樹脂は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物を含み、前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物の含有率が前記エポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である、液状エポキシ樹脂組成物。
Description
本発明は、液状エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置のさらなる配線等の高密度化、高出力化が進み、それに対応可能な半導体素子の実装方式として、フリップチップボンディング方式が利用されている。一般的に、フリップチップボンディングでは、半導体素子と基板をバンプで接合し、半導体素子と基板の間隙を、アンダーフィル材と呼ばれる液状のエポキシ樹脂組成物で封止する。
近年、半導体装置等の高密度化、高出力化等の要求に応えるため、半導体装置の配線パターンのファインピッチ化と狭ギャップ化が進んでいる。その結果、アンダーフィル材が注入できない箇所が発生することが問題となっている。
エポキシ樹脂組成物を用いて狭ギャップの半導体装置を封止する場合、粘度が高いとギャップへの注入が困難になって封止されない箇所が発生するおそれがある。一方、粘度を下げるためにエポキシ樹脂組成物に含まれているフィラーの量を低減すると、封止後の信頼性が低下するおそれがある。そこで、エポキシ樹脂100質量部に対して10.0質量部〜70質量部のアミノフェノールエポキシ樹脂を用いることで、良好な注入性と信頼性(耐フィレットクラック性)とが維持される液状エポキシ樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
近年、半導体装置の薄型化及び大型化の進展に伴い、半導体装置の封止に用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物にかかる応力が増大する傾向にある。このため、封止時の注入性に優れることに加えて硬化後に優れた破壊靭性を示すエポキシ樹脂組成物の開発が望まれている。
本発明は上記事情に鑑み、注入性と硬化後の破壊靭性に優れる液状エポキシ樹脂組成物、これを用いて得られる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
本発明は上記事情に鑑み、注入性と硬化後の破壊靭性に優れる液状エポキシ樹脂組成物、これを用いて得られる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
<1> エポキシ樹脂と、硬化剤と、フィラーと、を含有し、前記エポキシ樹脂は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物を含み、前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物の含有率が前記エポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である、液状エポキシ樹脂組成物。
<2>前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物が、窒素原子を含むエポキシ化合物を含む、<1>に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<3>前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物が下記式(1)で表されるエポキシ化合物を含む、<1>又は<2>に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<2>前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物が、窒素原子を含むエポキシ化合物を含む、<1>に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<3>前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物が下記式(1)で表されるエポキシ化合物を含む、<1>又は<2>に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<4>前記式(1)で表されるエポキシ化合物が下記式(2)で表されるエポキシ化合物を含む、<3>に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<5>前記硬化剤が、下記式(3)で表される化合物及び下記式(4)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の芳香族アミン化合物を含む、<1>〜<4>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<6>前記液状エポキシ樹脂組成物100質量部に対する前記フィラーの量が40質量部〜75質量部である、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<7>半導体装置の封止材として使用される、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<8>支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子と、前記半導体素子を封止している<1>〜<7>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物の硬化物と、を有する半導体装置。
<9>支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子との間の空隙を<1>〜<7>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物で充填する工程と、前記液状エポキシ樹脂組成物を硬化する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
<7>半導体装置の封止材として使用される、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
<8>支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子と、前記半導体素子を封止している<1>〜<7>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物の硬化物と、を有する半導体装置。
<9>支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子との間の空隙を<1>〜<7>のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物で充填する工程と、前記液状エポキシ樹脂組成物を硬化する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
本発明によれば、注入性と硬化後の破壊靭性に優れる液状エポキシ樹脂組成物、これを用いて得られる半導体装置及び半導体装置の製造方法が提供される。
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。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
〔液状エポキシ樹脂組成物〕
本実施形態の液状エポキシ樹脂組成物(以下、エポキシ樹脂組成物ともいう)は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、フィラーと、を含有し、前記エポキシ樹脂は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物(以下、特定エポキシ化合物ともいう)を含み、その含有率がエポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である。
本実施形態の液状エポキシ樹脂組成物(以下、エポキシ樹脂組成物ともいう)は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、フィラーと、を含有し、前記エポキシ樹脂は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物(以下、特定エポキシ化合物ともいう)を含み、その含有率がエポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である。
上記構成を有するエポキシ樹脂組成物は、注入性(特に、ファインピッチの配線パターンを有するフリップチップ型半導体装置への注入性)に優れている。
さらに、本発明者らの検討の結果、特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%未満であると、特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%以上である場合に比べて硬化後の破壊靱性が良好であることがわかった。その理由は必ずしも明らかではないが、エポキシ樹脂組成物の架橋密度が高くなりすぎない程度に特定エポキシ樹脂の量が抑えられているためと考えられる。
さらに、本発明者らの検討の結果、特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%未満であると、特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%以上である場合に比べて硬化後の破壊靱性が良好であることがわかった。その理由は必ずしも明らかではないが、エポキシ樹脂組成物の架橋密度が高くなりすぎない程度に特定エポキシ樹脂の量が抑えられているためと考えられる。
本開示において「破壊靱性」とは、エポキシ樹脂組成物の硬化物に対して行う三点曲げ試験において測定される曲げ強度と伸びの積分値を意味し、この値が大きいほど破壊靱性に優れているといえる。
破壊靱性の値は、例えば、450N/mm以上であることが好ましい。破壊靱性の値が450N/mm以上であると、硬化後のフィレットクラックが有効に抑制される傾向にある。
本開示において「液状」とは、25℃における粘度が30Pa・s以下であることを意味する。粘度は、E型粘度計(例えば、東京計器株式会社、商品名「VISCONIC EHD型」)を用いて、コーン角度:3°、回転数:10回転/分の条件で測定される値である。
注入性の観点からは、エポキシ樹脂組成物の25℃における粘度は28Pa・s以下であることが好ましく、25Pa・s以下であることがより好ましく、20Pa・s以下であることがさらに好ましい。
(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は、特定エポキシ化合物を含有し、その含有率がエポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である。特定エポキシ化合物は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば特に制限されない。特定エポキシ化合物は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂は、特定エポキシ化合物を含有し、その含有率がエポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である。特定エポキシ化合物は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば特に制限されない。特定エポキシ化合物は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の1質量%以上であると、充分な注入性の向上効果が得られる傾向にある。また、特定エポキシ化合物を含まない状態に比べて架橋密度が高まり、硬化物の強度が増す傾向にある。 特定エポキシ化合物の含有率はエポキシ樹脂全体の2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましい。
特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%未満であると、硬化物の破壊靭性が良好に維持される傾向にある。その結果、半導体素子の実装後の応力に対する耐性が向上したり、フィレットクラックの発生が抑制されたりする効果が期待できる。特定エポキシ化合物の含有率は、エポキシ樹脂全体の9質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。
エポキシ樹脂組成物の注入性を良好に維持する観点からは、特定エポキシ化合物の分子量は小さいほど好ましい。例えば、特定エポキシ化合物の分子量は110以下であることが好ましく、100以下であることがより好ましく、90以下であることがより好ましい。
ある実施態様では、特定エポキシ化合物は窒素原子を有するエポキシ化合物を含む。またある実施態様では、特定エポキシ化合物はグリシジル基が結合した窒素原子を有するエポキシ化合物を含む。またある実施態様では、特定エポキシ化合物はグリシジル基が結合した窒素原子が芳香環に結合した構造を有するエポキシ化合物を含む。またある実施態様では、特定エポキシ化合物はグリシジル基が2つ結合した窒素原子が芳香環に結合した構造を有するエポキシ化合物を含む。
エポキシ樹脂組成物の注入性、硬化性、耐熱性、接着性、耐久性(フィレットクラック抑制等)及び耐マイグレーション性の観点からは、特定エポキシ化合物は、下記式(1)で表されるエポキシ化合物を含むことが好ましい。
特定エポキシ化合物が上記式で表されるエポキシ化合物である場合、芳香環と結合する窒素原子と酸素原子がオルト位又はパラ位の関係にあるエポキシ化合物が好ましく、パラ位の関係にあるエポキシ化合物(すなわち、下記式(2)で表されるトリグリシジル−p−アミノフェノール)がより好ましい。
上記式(2)で表される特定エポキシ化合物は、例えば、三菱ケミカル株式会社製のアミノフェノール型エポキシ樹脂(グレード:jER630、jER630LSD)として入手可能である。
エポキシ樹脂に含まれる特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂は、特に制限されない。例えば、液状のエポキシ樹脂組成物に一般的に用いられる液状エポキシ樹脂を用いることができる。液状エポキシ樹脂としては、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、液状ナフタレン型エポキシ樹脂、液状水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、液状脂環式エポキシ樹脂、液状アルコールエーテル型エポキシ樹脂、液状環状脂肪族型エポキシ樹脂、液状フルオレン型エポキシ樹脂、及び液状シロキサン系エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記エポキシ樹脂の中でも、硬化性、耐熱性、接着性及び耐久性の観点からは、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、及び液状ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、粘度調整の観点から、80g/eq〜250g/eqであることが好ましい。エポキシ当量がこの範囲であるエポキシ樹脂の市販品としては、三井化学株式会社製のビスフェノールA型エポキシ樹脂(品名:R−140P)、新日鉄住金株式会社製のビスフェノールF型エポキシ樹脂(品名:YDF8170)、DIC株式会社製のナフタレン型エポキシ樹脂(品名:HP4032D)等が挙げられる。
(B)硬化剤
エポキシ樹脂組成物に含まれる硬化剤は、エポキシ樹脂組成物に良好な反応性(硬化速度)と適度な粘性を付与する。硬化剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる硬化剤は、エポキシ樹脂組成物に良好な反応性(硬化速度)と適度な粘性を付与する。硬化剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
液状のエポキシ樹脂組成物との適合性の観点からは、硬化剤はアミン系硬化剤(少なくとも2つのアミノ基を有する化合物)であることが好ましい。アミン系硬化剤として具体的には、脂肪族アミン化合物、芳香族アミン化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物等が挙げられる。
脂肪族アミン化合物としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、n−プロピルアミン、2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン等が挙げられる。芳香族アミン化合物としては、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2−メチルアニリン、下記式(3)で表されるアミン化合物、下記式(4)で表されるアミン化合物等が挙げられる。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール等が挙げられる。イミダゾリン化合物としては、イミダゾリン、2−メチルイミダゾリン、2−エチルイミダゾリン等が挙げられる。
液状のエポキシ樹脂組成物との適合性及び保存安定性の観点から、硬化剤は芳香族アミン化合物を含むことが好ましい。
芳香族アミン化合物の芳香環はアミノ基以外の置換基を有していてもよい。例えば、炭素数1〜5のアルキル基を有していてもよく、炭素数1又は3のアルキル基を有していてもよい。芳香族アミン化合物が有する芳香環の数は、1つでも2つ以上であってもよい。芳香環の数が2以上である場合、芳香環同士は単結合で結合していても、アルキレン基等の連結基を介して結合していてもよい。
硬化剤は、下記式(3)で表される化合物及び下記式(4)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の芳香族アミン化合物を含むことがより好ましい。
芳香族アミン化合物の市販品としては、三菱ケミカル株式会社製の芳香族アミン化合物(グレード:JERキュア)、日本化薬株式会社製の芳香族アミン化合物(カヤハードAA)等が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物における硬化剤の量は特に制限されず、エポキシ樹脂との当量比を考慮して設定できる。例えば、エポキシ樹脂Aと硬化剤Bの当量比(B/A)が0.7〜1.2の範囲となる量であることが好ましく、0.7〜1.1の範囲となる量であることがより好ましい。
(C)フィラー
フィラーの種類は、特に制限されない。具体的には、シリカ、ガラス、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレー、マイカ等の無機材料が挙げられる。難燃効果を有するフィラーを用いてもよい。難燃効果を有するフィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムと亜鉛の複合水酸化物等の複合金属水酸化物、硼酸亜鉛などが挙げられる。フィラーは1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記フィラーの中でも、エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱膨張率を低減して基板との熱膨張率差を小さくし、反り等の発生を抑制する観点からは、シリカが好ましい。シリカとしては、コロイダルシリカ、疎水性シリカ、微細シリカ、ナノシリカ等が挙げられる。
フィラーの種類は、特に制限されない。具体的には、シリカ、ガラス、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレー、マイカ等の無機材料が挙げられる。難燃効果を有するフィラーを用いてもよい。難燃効果を有するフィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムと亜鉛の複合水酸化物等の複合金属水酸化物、硼酸亜鉛などが挙げられる。フィラーは1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記フィラーの中でも、エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱膨張率を低減して基板との熱膨張率差を小さくし、反り等の発生を抑制する観点からは、シリカが好ましい。シリカとしては、コロイダルシリカ、疎水性シリカ、微細シリカ、ナノシリカ等が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物に含まれるフィラーの含有率は、エポキシ樹脂組成物100質量部に対して、40質量部〜75質量部であることが好ましい。
フィラーが粒子状である場合、その平均粒子径は、特に制限されない。例えば、体積平均粒子径が0.2μm〜20μmであることが好ましく、0.5μm〜15μmであることがより好ましい。体積平均粒子径が0.2μm以上であると、エポキシ樹脂組成物の粘度の上昇がより抑制される傾向にある。体積平均粒子径が20μm以下であると、狭い隙間への充填性がより向上する傾向にある。フィラーの体積平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により得られる体積基準の粒度分布において小径側からの体積の累積が50%となるときの粒子径(D50)として測定することができる。
フィラーの市販品としては、株式会社アドマテックス製の高純度合成球状シリカ(品名:SE2200SEJ、体積平均粒子径:0.5μm、品名:SE1053SEO、体積平均粒子:0.3μm;品名:SE5200SEE、体積平均粒子径:2.0μm;品名:SO−E5、体積平均粒子径:2μm;品名:SE−2300、体積平均粒子径:0.6μm)等が挙げられる。
(D)カップリング剤
エポキシ樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤を含有することで、エポキシ樹脂組成物の密着性が向上する傾向にある。
エポキシ樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤を含有することで、エポキシ樹脂組成物の密着性が向上する傾向にある。
カップリング剤としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミンが好ましい。カップリング剤は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
カップリング剤の市販品としては、信越化学工業株式会社製の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(品名:KBM403)、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(品名:KBE903)、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン(品名:KBE9103)等が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物がカップリング剤を含む場合、その量は特に制限されない。例えば、エポキシ樹脂100質量部に対して0.05質量部〜5.0質量部であることが好ましく、0.1質量部〜3.0質量部であることがより好ましい。カップリング剤の量が0.05質量部以上であると、エポキシ樹脂組成物の密着性が向上し、硬化後のエポキシ樹脂組成物の耐湿信頼性により優れる傾向にある。カップリング剤の量が5.0質量部以下であると、エポキシ樹脂組成物の発泡が抑制される傾向にある。
(E)その他の成分
エポキシ樹脂組成物は、必要に応じ、硬化促進剤、包接化合物、レベリング剤、イオントラップ剤、消泡剤、搖変剤、酸化防止剤、顔料、染料等の、上記した成分以外の添加剤を含有してもよい。
エポキシ樹脂組成物は、必要に応じ、硬化促進剤、包接化合物、レベリング剤、イオントラップ剤、消泡剤、搖変剤、酸化防止剤、顔料、染料等の、上記した成分以外の添加剤を含有してもよい。
(エポキシ樹脂組成物の用途)
エポキシ樹脂組成物は、種々の実装技術に用いることができる。特に、フリップチップ型実装技術に用いるアンダーフィル材として好適に用いることができる。例えば、バンプ等で接合された半導体素子と支持体の間の隙間を充填する用途に好適に用いることができる。本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、注入性に優れていることから、チップと基板の間隙が狭い(例えば、5μm〜25μm)配線パターンを有するフリップチップボンディングにも好適に用いることができる。
エポキシ樹脂組成物は、種々の実装技術に用いることができる。特に、フリップチップ型実装技術に用いるアンダーフィル材として好適に用いることができる。例えば、バンプ等で接合された半導体素子と支持体の間の隙間を充填する用途に好適に用いることができる。本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、注入性に優れていることから、チップと基板の間隙が狭い(例えば、5μm〜25μm)配線パターンを有するフリップチップボンディングにも好適に用いることができる。
半導体素子と支持体の種類は特に制限されず、半導体装置の分野で一般的に使用されるものから選択できる。エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子と支持体の間の隙間を充填する方法は、特に制限されない。例えば、ディスペンサー等を用いて公知の方法により行うことができる。
<半導体装置>
本実施形態の半導体装置は、支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している上述したエポキシ樹脂組成物の硬化物と、を有する。
本実施形態の半導体装置は、支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している上述したエポキシ樹脂組成物の硬化物と、を有する。
上記半導体装置において、半導体素子と支持体の種類は特に制限されず、半導体装置の分野で一般的に使用されるものから選択できる。上記半導体装置は、エポキシ樹脂組成物の硬化物の破壊靱性に優れている。このため、エポキシ樹脂組成物の硬化物と支持体の間に応力が生じた場合、これを抑制する効果に優れている。
<半導体装置の製造方法>
本実施形態の半導体装置の製造方法は、支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子との間の空隙を上述したエポキシ樹脂組成物で充填する工程と、前記エポキシ樹脂組成物を硬化する工程と、を有する。
本実施形態の半導体装置の製造方法は、支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子との間の空隙を上述したエポキシ樹脂組成物で充填する工程と、前記エポキシ樹脂組成物を硬化する工程と、を有する。
上記方法において、半導体素子と支持体の種類は特に制限されず、半導体装置の分野で一般的に使用されるものから選択できる。エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子と支持体の間の隙間を充填する方法、及び充填後にエポキシ樹脂組成物を硬化する方法は特に制限されず、公知の手法で行うことができる。
以下、上記実施形態を実施例により具体的に説明するが、上記実施形態の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔エポキシ樹脂組成物の調製〕
表1に示す配合で原料を混合した後、室温で3本ロールミルを用いて分散し、エポキシ樹脂組成物を作製した。原料の詳細は下記のとおりである。表1中の「eq」は硬化物の当量数基準の割合(硬化物1と硬化物2の合計は1である)を示す。フィラーの「質量%」はエポキシ樹脂組成物全体に対する割合を示す。
表1に示す配合で原料を混合した後、室温で3本ロールミルを用いて分散し、エポキシ樹脂組成物を作製した。原料の詳細は下記のとおりである。表1中の「eq」は硬化物の当量数基準の割合(硬化物1と硬化物2の合計は1である)を示す。フィラーの「質量%」はエポキシ樹脂組成物全体に対する割合を示す。
エポキシ樹脂1…液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、商品名「YDF−8170C」、新日鉄住金化学株式会社
エポキシ樹脂2…1,6−ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、商品名「エピクロン HP−4023D」、DIC株式会社
エポキシ樹脂3…トリグリシジル−p−アミノフェノール、商品名「jER 630」、三菱ケミカル株式会社
硬化剤1…2−メチルアニリン、商品名「jERキュアW」、三菱ケミカル株式会社
硬化剤2…4,4’−ジアミノジフェニルメタン、商品名「カヤハードAA」、日本化薬株式会社
フィラー…高純度合成球状シリカ、商品名:SE2200−SEJ、平均粒子径:0.5μm、株式会社アドマテックス
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、商品名「KBM−403」、信越化学工業株式会社
エポキシ樹脂2…1,6−ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、商品名「エピクロン HP−4023D」、DIC株式会社
エポキシ樹脂3…トリグリシジル−p−アミノフェノール、商品名「jER 630」、三菱ケミカル株式会社
硬化剤1…2−メチルアニリン、商品名「jERキュアW」、三菱ケミカル株式会社
硬化剤2…4,4’−ジアミノジフェニルメタン、商品名「カヤハードAA」、日本化薬株式会社
フィラー…高純度合成球状シリカ、商品名:SE2200−SEJ、平均粒子径:0.5μm、株式会社アドマテックス
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、商品名「KBM−403」、信越化学工業株式会社
〔粘度〕
調製したエポキシ樹脂組成物の粘度(初期粘度、単位:Pa・s)を、E型粘度計(東京計器株式会社、商品名「VISCONIC EHD型」)を用いて25℃、コーン角度:3°、回転数:10回転/分の条件で測定した。結果を表1に示す。
調製したエポキシ樹脂組成物の粘度(初期粘度、単位:Pa・s)を、E型粘度計(東京計器株式会社、商品名「VISCONIC EHD型」)を用いて25℃、コーン角度:3°、回転数:10回転/分の条件で測定した。結果を表1に示す。
〔注入性の評価〕
フレキシブル基板の代わりにガラス基板上に、25μmの間隙を設けて、半導体素子の代わりにガラス板(20mm×20mm)を固定した試験片を作製した。次に、この試験片を110℃に設定したホットプレート上に置き、ガラス板の一端側に、エポキシ樹脂組成物を塗布し、間隙が樹脂組成物で満たされるまでの時間(秒)を測定した。測定された時間が300秒以下であると、注入性が良好であると評価できる。結果を表1に示す。
フレキシブル基板の代わりにガラス基板上に、25μmの間隙を設けて、半導体素子の代わりにガラス板(20mm×20mm)を固定した試験片を作製した。次に、この試験片を110℃に設定したホットプレート上に置き、ガラス板の一端側に、エポキシ樹脂組成物を塗布し、間隙が樹脂組成物で満たされるまでの時間(秒)を測定した。測定された時間が300秒以下であると、注入性が良好であると評価できる。結果を表1に示す。
〔破壊靱性の評価〕
エポキシ樹脂組成物を、長辺60mm、短辺10mm、厚さ3mmの直方体に成形硬化させて試験片を得た。この試験片について、オートグラフ(オリックス・レンテック株式会社、商品名「RTC−1350A」)を用いて三点曲げ試験を行った。三点曲げ試験は、チャートスピードは2.0mm/secで、スパンは48mmで行い、S−Sカーブ(強度−伸び曲線)を得た。得られた曲線を解析し、下記算出式により、曲げ強度、伸び及び破壊靱性値を算出した。
エポキシ樹脂組成物を、長辺60mm、短辺10mm、厚さ3mmの直方体に成形硬化させて試験片を得た。この試験片について、オートグラフ(オリックス・レンテック株式会社、商品名「RTC−1350A」)を用いて三点曲げ試験を行った。三点曲げ試験は、チャートスピードは2.0mm/secで、スパンは48mmで行い、S−Sカーブ(強度−伸び曲線)を得た。得られた曲線を解析し、下記算出式により、曲げ強度、伸び及び破壊靱性値を算出した。
〔曲げ強度及び伸びの算出式〕
〔破壊靱性値の算出式〕
破壊靱性値が450N/mm以上であると、ファインピッチの配線パターンを有するフリップチップ型半導体装置での湿リフロー、サーマルサイクル等の信頼性試験において、フィレットクラックが有効に抑制されると判断できる。得られた破壊靱性の値(N/mm)を、最大曲げ強度(MPa)と最大伸び(%)の測定値とともに表1に示す。
表1に示すように、特定エポキシ化合物(エポキシ樹脂3)を含有し、その含有率がエポキシ樹脂全体の1質量%〜10質量%未満である実施例1〜3では、注入性と破壊靱性のいずれも評価結果が良好であった。
特定エポキシ化合物を含有しない比較例1では、注入性は良好であったが最大曲げ強度(MPa)の値が実施例よりも低く、結果として破壊靱性の値も実施例より低かった。
特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%以上である比較例2〜5では、注入性は良好であったが最大伸び(%)の値が実施例よりも低く、結果として破壊靱性の値も実施例より低かった。
特定エポキシ化合物を含有しない比較例1では、注入性は良好であったが最大曲げ強度(MPa)の値が実施例よりも低く、結果として破壊靱性の値も実施例より低かった。
特定エポキシ化合物の含有率がエポキシ樹脂全体の10質量%以上である比較例2〜5では、注入性は良好であったが最大伸び(%)の値が実施例よりも低く、結果として破壊靱性の値も実施例より低かった。
以上の結果から、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、注入性と硬化後の破壊靱性に優れていることがわかった。
日本国特許出願第2017−071914号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に援用されて取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に援用されて取り込まれる。
Claims (9)
- エポキシ樹脂と、硬化剤と、フィラーと、を含有し、前記エポキシ樹脂は、少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物を含み、前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物の含有率が前記エポキシ樹脂全体の1質量%以上かつ10質量%未満である、液状エポキシ樹脂組成物。
- 前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物が、窒素原子を含むエポキシ化合物を含む、請求項1に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 前記少なくとも3つのエポキシ基を有するエポキシ化合物が下記式(1)で表されるエポキシ化合物を含む、請求項1又は請求項2に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 前記式(1)で表されるエポキシ化合物が下記式(2)で表されるエポキシ化合物を含む、請求項3に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化剤が、下記式(3)で表される化合物及び下記式(4)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の芳香族アミン化合物を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 前記液状エポキシ樹脂組成物100質量部に対する前記フィラーの量が40質量部〜75質量部である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 半導体装置の封止材として使用される、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子と、前記半導体素子を封止している請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物の硬化物と、を有する半導体装置。
- 支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子との間の空隙を請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の液状エポキシ樹脂組成物で充填する工程と、前記液状エポキシ樹脂組成物を硬化する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017071914 | 2017-03-31 | ||
JP2017071914 | 2017-03-31 | ||
PCT/JP2018/013020 WO2018181603A1 (ja) | 2017-03-31 | 2018-03-28 | 液状エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018181603A1 true JPWO2018181603A1 (ja) | 2020-02-06 |
Family
ID=63677960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019510062A Pending JPWO2018181603A1 (ja) | 2017-03-31 | 2018-03-28 | 液状エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2018181603A1 (ja) |
TW (1) | TW201837074A (ja) |
WO (1) | WO2018181603A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7327247B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2023-08-16 | 株式会社デンソー | 蒸発燃料漏れ検査装置の圧力センサ |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5468853B2 (ja) * | 2009-09-07 | 2014-04-09 | 東邦テナックス株式会社 | 複合材料 |
JP2012089750A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体封止充てん用熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
JP5593259B2 (ja) * | 2011-03-16 | 2014-09-17 | ナミックス株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物 |
JP6057423B2 (ja) * | 2013-03-04 | 2017-01-11 | 田岡化学工業株式会社 | 一液型液状エポキシ樹脂組成物 |
JP6969729B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2021-11-24 | ナミックス株式会社 | 液状エポキシ樹脂組成物、半導体封止剤、半導体装置、および液状エポキシ樹脂組成物の製造方法 |
KR102455429B1 (ko) * | 2015-03-19 | 2022-10-14 | 나믹스 가부시끼가이샤 | 플립칩 실장체의 제조 방법, 플립칩 실장체, 및 선공급형 언더필용 수지 조성물 |
-
2018
- 2018-03-28 WO PCT/JP2018/013020 patent/WO2018181603A1/ja active Application Filing
- 2018-03-28 JP JP2019510062A patent/JPWO2018181603A1/ja active Pending
- 2018-03-30 TW TW107111080A patent/TW201837074A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018181603A1 (ja) | 2018-10-04 |
TW201837074A (zh) | 2018-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6415104B2 (ja) | 液状封止材、それを用いた電子部品 | |
JP6969729B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物、半導体封止剤、半導体装置、および液状エポキシ樹脂組成物の製造方法 | |
TWI711132B (zh) | 環氧樹脂組成物 | |
JP6512699B2 (ja) | 半導体封止用一液性エポキシ樹脂組成物、硬化物、半導体部品の製造方法及び半導体部品 | |
JP7013790B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP2019083225A (ja) | アンダーフィル用液状樹脂組成物、電子部品装置、及び電子部品装置の製造方法 | |
JP2012224799A (ja) | 液状封止樹脂組成物および液状封止樹脂組成物を用いた半導体装置 | |
JPWO2018181603A1 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
WO2012111652A1 (ja) | 液状封止樹脂組成物および液状封止樹脂組成物を用いた半導体装置 | |
JP2022103215A (ja) | アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
JP2021119239A (ja) | アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
JP7000698B2 (ja) | アンダーフィル用樹脂組成物、半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
JPWO2019146617A1 (ja) | 封止用樹脂組成物 | |
WO2018155165A1 (ja) | 液状エポキシ樹脂封止材および半導体装置 | |
JP7400714B2 (ja) | アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
JP2019077771A (ja) | アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
JP7231833B2 (ja) | 封止用樹脂組成物、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
KR102289139B1 (ko) | 구리 범프용 액상 봉지재 및 그것에 사용하는 수지 조성물 | |
KR102283055B1 (ko) | 에폭시 복합 조성물 및 이를 포함하는 반도체 패키지 | |
TWI839971B (zh) | 密封用樹脂組成物、半導體封裝及半導體封裝的製造方法 | |
JP7003575B2 (ja) | アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 | |
TW202340366A (zh) | 底部填充材料、半導體封裝和半導體封裝的製造方法 | |
WO2024075342A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 | |
JP2019085536A (ja) | 液状封止樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 |