TWI542628B - 一液型環氧樹脂組成物 - Google Patents

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Description

一液型環氧樹脂組成物
本發明係關於一種作為對於覆晶安裝體之底部填充材用之一液型環氧樹脂組成物，尤其關於適合作為預先供給型之底部填充材使用之環氧樹脂組成物。
覆晶安裝體具有透過凸塊電極連接基板上之電極部、作為半導體元件之晶片或封裝之構造，於二者之連接部位以底部填充材予以補強。至於底部填充材之供給方法有在晶片或封裝與基板上之電極部連接後，沿著晶片或封裝之外圍塗佈(佈膠)後供給型之底部填充材，利用毛細管現象，於二者之間隙填充底部填充材之毛細管流程；與使用覆晶接合機裝置，於基板上之以底部填充材補強之部位(具體為基板上之電極部及其周邊)預先塗佈(佈膠)先供給型底部填充材，接著自其上壓接晶片或封裝，而使晶片或封裝連接於基板上之壓接流程。任一情況，均藉由使底部填充材加熱硬化而補強二者之連接部位。
基於縮短步驟時間且減少孔洞等之目的，由於任一種方法均係將底部填充材佈膠於預加熱(例如60℃~120℃)之基板上，故對於底部填充材要求在60℃~120℃之中溫區域之安定性。
先供給型及後供給型之任一種情況，作為底部填充材，基於可容易地保管及作業，通常使用一液型環氧樹脂 組成物。
然而，一液型環氧樹脂組成物在中溫區域之安定性低，故而將底部填充材佈膠於基板上時有進行硬化反應之虞，而於覆晶安裝時之作業性時造成問題。
為了一方面維持一液型環氧樹脂組成物之速硬化性，一方面改善常溫區域之儲存安定性，而嘗試使該環氧樹脂組成物所含有之硬化促進劑潛在化。至於其手段，提案有硬化促進劑之微膠囊化(參照專利文獻1)、硬化促進劑之包接化合物化(參照專利文獻2、3)等。然而，提高在60℃~120℃之中溫區域之安定性時會損及速硬化性。例如，為控制該環氧樹脂組成物之硬化性，提高在60℃~120℃之中溫區域之安定性，而減少硬化促進劑含量時，硬化所需之時間變長，而損及速硬化性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2005-344046號公報
[專利文獻2]特開2007-39499號公報
[專利文獻3]特開2010-180337號公報
為解決上述過去技術上之問題點，本發明之目的係提供一種維持在150℃以上之速硬化性，同時在60℃~120℃之 中溫區域具有高的安定性之一液型環氧樹脂組成物。
為達成上述目的，本發明提供一種一液型環氧樹脂組成物，其含有(a)液狀環氧樹脂、(b)酸酐系硬化劑或酚系硬化劑、(c)潛在性硬化促進劑、(d)5-羥基間苯二甲酸、5-硝基間苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸或該等之混合物。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，前述(c)潛在性硬化促進劑較好為在常溫下為固體。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，前述(c)潛在性硬化促進劑較好為微膠囊型潛在性硬化促進劑或胺加成型潛在性硬化劑。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，前述(c)及前述(d)之質量比((d)/(c))較好為0.01~5。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，亦可進而含有無機填充材。
又，本發明提供一種底部填充材，其係由本發明之一液型環氧樹脂組成物所成。
另外，本發明提供一種半導體裝置之製造方法，其係以覆晶接合方式將半導體晶片安裝於配線基板上之半導體裝置之製造方法，其包含下列步驟：加熱配線基板並維持在60℃~120℃之步驟， 於前述配線基板上塗佈本發明之底部填充材之步驟， 於前述配線基板之塗佈有前述底部填充材之部位，將半導體晶片進行位置對準並壓接之步驟，及在150~200℃使前述底部填充材硬化之步驟。
又，本發明提供一種半導體裝置之製造方法，其係以覆晶接合方式將半導體晶片安裝於配線基板上之半導體裝置之製造方法，其包含下列步驟：於配線基板上連接半導體晶片之步驟，加熱前述配線基板並維持在60℃~120℃之步驟，於前述配線基板與前述半導體晶片之間隙填充本發明之底部填充材之步驟，及在150~200℃使前述底部填充材硬化之步驟。
本發明之一液型環氧樹脂組成物由於在150℃以上具有速硬化性，且在60℃~120℃之中溫區域具有高的安定性，故適合作為覆晶安裝時之底部填充材。藉由使用本發明之一液型環氧樹脂組成物作為底部填充材，而提高覆晶安裝時之作業性。
以下，針對本發明加以詳細說明。
本發明之一液型環氧樹脂組成物含有以下所示之(a)~(d)成分作為必要成分。
(a)成分：液狀環氧樹脂
(a)成分之液狀環氧樹脂為作為本發明之一液型環氧樹脂組成物之主劑之成分。
本發明中，所謂液狀環氧樹脂意指在常溫為液狀之環氧樹脂。
本發明中之液狀環氧樹脂例示為雙酚A型環氧樹脂之平均分子量約400以下者；如對-縮水甘油氧基苯基二甲基叁雙酚A二縮水甘油醚之分支狀多官能雙酚A型環氧樹脂；雙酚F型環氧樹脂；酚酚醛清漆型環氧樹脂之平均分子量約570以下者；如乙烯基(3,4-環己烯)二氧化物、3,4-環氧基環己基羧酸(3,4-環氧基環己基)甲酯、己二酸雙(3,4-環氧基-6-甲基環己基甲酯)、2-(3,4-環氧基環己基)5,1-螺(3,4-環氧基環已基)-間-二噁烷之脂環式環氧樹脂；如3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二縮水甘油氧基聯苯之聯苯型環氧樹脂；如六氫苯二甲酸二縮水甘油酯、3-甲基六氫苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫對苯二甲酸二縮水甘油酯之縮水甘油酯型環氧樹脂；如二縮水甘油基苯胺、二縮水甘油基甲苯胺、三縮水甘油基-對-胺基苯酚、四縮水甘油基-間-二甲苯二胺、四縮水甘油基雙(胺基甲基)環己烷之縮水甘油基胺型環氧樹脂；以及如1,3-二縮水甘油基-5-甲基-5-乙基乙內醯脲之乙內醯脲型環氧樹脂；含有萘環之環氧樹脂。且，亦可使用1,3-雙(3-縮水甘油氧基丙基)-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷之具有矽氧骨架之環氧樹脂。進而，例示為如(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚) 丙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、環己烷二甲醇二縮水甘油醚之二環氧化合物；如三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚之三環氧化合物等。
其中較好為液狀雙酚型環氧樹脂、液狀胺基酚型環氧樹脂、聚矽氧改質之環氧樹脂、萘型環氧樹脂。更好為液狀雙酚A型環氧樹脂、液狀雙酚F型環氧樹脂、對-胺基苯酚型液狀環氧樹脂、1,3-雙(3-縮水甘油氧基丙基)四甲基二矽氧烷。
作為(a)成分之液狀環氧樹脂可單獨使用，亦可併用兩種以上。
又，即使在常溫為固體之環氧樹脂，亦可藉由與液狀環氧樹脂併用，以混合物呈現液狀之情況使用。
(b)成分：酸酐系硬化劑或酚系硬化劑
(b)成分為(a)成分之環氧樹脂之硬化劑。
本發明中，為使常溫之儲存安定性、作為底部填充材使用時之流動性、硬化性、及硬化物性之均衡優異，而使用酸酐系硬化劑或酚系硬化劑作為環氧樹脂之硬化劑。
酸酐系硬化劑之具體例列舉為苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、馬來酸酐、十二烷烯基琥珀酸酐、均苯三酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐、3,4-二甲基-6-(2-甲基-1-丙烯基)-4-環己烯-1,2-二羧酸酐、1-異丙基-4-甲基雙環 [2.2.2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酐。
該等中，以甲基六氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、3,4-二甲基-6-(2-甲基-1-丙烯基)-4-環己烯-1,2-二羧酸酐、1-異丙基-4-甲基雙環[2.2.2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酐、及該等之混合物較佳。
酚系硬化劑之具體例係指具有酚性羥基之單體、寡聚物、聚合物全部，列舉為例如酚酚醛清漆樹脂及其烷基化物或烯丙基化物、甲酚酚醛清漆樹脂、酚芳烷基(包含伸苯基、聯苯基骨架)樹脂、萘芳芳烷基樹脂、三酚甲烷樹脂、二環戊二烯型酚樹脂等。
該等中，就可使組成物低黏度化而言以烯丙基酚酚醛清漆樹脂較佳。
又，上述硬化劑中，可使用任一種，亦可併用兩種以上。
另外，作為(b)成分之硬化劑可依據要求之特性適當選擇。酸酐係硬化劑由於容易使組成物低黏度化，故作為底部填充材使用時之注入性優異。酚系硬化材可獲得應力低之硬化物。
(b)成分之硬化劑之含量係以相對於(a)成分之液狀環氧樹脂中所含環氧基之當量比決定。
酸酐硬化劑之情況，硬化劑相對於(a)成分之液狀環氧樹脂之環氧基1當量較好為0.6~1.2當量，更好為0.7~1.0當量。
酚系硬化劑之情況，硬化劑相對於(a)成分之液狀 環氧樹脂之環氧基1當量較好為0.6~1.2當量，更好為0.7~1.1當量。
其中，併用酸酐系硬化劑及酚系硬化劑時，各硬化劑之當量合計相對於液狀環氧樹脂之環氧基1當量較好為0.6~1.2當量，更好為0.7~1.1當量。
(c)成分：潛在性硬化促進劑
本發明中，為了成為具有速硬化性、且在60℃~120℃之中溫區域具有高安定性之一液型環氧樹脂組成物，而使用潛在性硬化劑作為環氧樹脂之硬化促進劑。
作為(c)成分之潛在性硬化促進劑在常溫雖為固態，但在常溫下之儲存安定性優異故較佳。
(c)成分只要是環氧樹脂之潛在性硬化促進劑即無特別限制，可使用習知者，但微膠囊型潛在性硬化促進劑或胺加成型潛在性硬化劑藉由與(d)成分組合可獲得在60℃~120℃之中溫區域之安定性優異之組成物故較佳。
本發明中，所謂微膠囊型潛在性硬化促進劑為具有藉由使具有一級、二級或三級胺基之胺化合物、或該等胺化合物與環氧樹脂之反應獲得之胺加成化合物作為核，且以由合成樹脂或無機氧化物所成之殼被覆之構造之硬化促進劑，就顯示較佳之潛在性而言，胺化合物較好為咪唑衍生物。咪唑衍生物之例可列舉為2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑。成為殼之合成樹脂可列舉為酚 酚樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、脲樹脂，亦可複合該等樹脂而使用。成為殼之無機氧化物可列舉為氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂。具體而言，可例示為使以環氧樹脂等反應物被覆咪唑衍生物之潛在性硬化促進劑分散於液狀環氧樹脂中之Asahi Kaisei E Materials股份有限公司製之NOVACURE，型號為HX-3721、HX-3742、HX-3088、HX-3921、HX-3941(均為商品名)等。
本發明中，所謂胺加成型潛在性硬化促進劑係指具有一級、二級或三級胺基之胺化合物與環氧樹脂之反應產物(胺-環氧加成物系)，或胺化合物與異氰酸酯化合物或脲化合物之反應產物(脲型加成物系)，再者，指該等硬化劑之表面以異氰酸酯化合物或酸性化合物處理而成者。胺化合物較好為咪唑衍生物，具體例示為胺-環氧加成型的味之素精密科技公司製之Amicure PN-23、Amicure PN-40，胺-脲加成型之富士化成工業公司製之Fujicure FX-1000、FXR-1121(均為商品名)等。
作為(c)成分之潛在性硬化促進劑相對於作為(a)成分之液狀環氧樹脂100質量份，較好為0.5~60質量份，更好為5~50質量份。
(d)成分：5-羥基間苯二甲酸(HIPA)、5-硝基間苯二甲酸(NIPA)、1,3,5-苯三羧酸(BTCA)或該等之混合物
本發明中，作為(d)成分之5-羥基間苯二甲酸、5-硝 基間苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸或該等之混合物係提高一液型環氧樹脂組成物之60℃~120℃之中溫區域之安定性之成分。
專利文獻2所記載之發明，藉由使用使預先溶解於甲醇等溶劑中之咪唑，與溶解於相同溶劑中之間苯二甲酸化合物加熱.反應，作成包接化合物者作為硬化觸媒(硬化促進劑)，而抑制低溫之硬化反應，實現一液安定性之提高，同時藉由施以加熱處理，使環氧樹脂有效地硬化。
專利文獻3中記載之發明，係使用5-羥基間苯二甲酸與2-乙基-4-甲基咪唑之包接錯合物作為環氧樹脂之硬化劑或硬化促進劑，而提高封裝材之儲存安定性，同時保持封裝時之封裝材流動性，且可實現有效利用熱之封裝材之硬化速度。
專利文獻2、3中記載之發明，均係意圖藉由作為硬化促進劑之咪唑與間苯二甲酸化合物形成包接化合物(或包接錯合物)，提高硬化促進劑之安定性，同時在加熱時使包接迅速解離而引起硬化反應者，但包接化合物(或包接錯合物)安定形成時，包接在加熱時難以解離，故使凝膠化時間變長而損及速硬化性。
因此，無法同時達到150℃以上之速硬化性與於60℃~120℃之中溫區域之安定性。
另一方面，本發明之一液型環氧樹脂組成物藉由使用潛在性硬化促進劑作為(c)成分，且使用HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物作為(d)成分，可同時達到在 150℃以上之速硬化性與於60℃~120℃之中溫區域之安定性。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，認為作為(c)成分之潛在性硬化促進劑，與作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物並未形成包接化合物(或包接錯合物)。
作為(c)成分之潛在性硬化促進劑，與作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物未形成包接化合物(或包接錯合物)可由作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物含量即使如後述般為少量，亦可發揮預期之效果而推測。
又，作為(c)成分之潛在性硬化促進劑，與作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物未形成包接化合物(或包接錯合物)，於作為(c)成分之潛在性硬化促進劑為微膠囊型潛在性硬化促進劑時，可認為其理由係由被覆層被覆硬化促進劑成分。另一方面，作為(c)成分之潛在性硬化促進劑為胺加成型潛在性硬化促進劑時，可認為其理由係硬化促進劑成分已經反應。
又，藉由使用作為(c)成分之潛在性硬化促進劑，與作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物，亦可提高一液型環氧樹脂組成物在常溫之儲存安定性。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，作為(c)成分之潛在性硬化促進劑，與作為(d)成分之HIPA、NIPA、 BTCA或該等之混合物之質量比((d)/(c))為0.01~5，就可同時實現在150℃以上之速硬化性與在60℃~120℃之中溫區域之安定性而言，係較佳。
兩者之質量比((d)/(c))小於0.1時，作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物之含量，相對於作為(c)成分之潛在性硬化促進劑之含量變少，故無法充分發揮作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物之添加效果，會有使一液型環氧樹脂組成物於60℃~120℃之中溫區域之安定性下降之虞。又，會有使一液型環氧樹脂組成物在常溫之儲存安定性降低之虞。
另一方面，兩者之質量比((d)/(c))大於5時，作為(d)成分之HIPA、NIPA、BTCA或該等之混合物之含量，相對於作為(c)成分之潛在性硬化促進劑之含量變多，故有損及一液型環氧樹脂組成物於150℃以上之速硬化性之虞。且，由於酸殘留在硬化物中，故預想得到對於使用一液型環氧樹脂組成物作為底部填充材所製作之半導體裝置之耐濕信賴性造成不良影響。
本發明之一液型環氧樹脂組成物中，兩者之質量比((d)/(c))更好為0.012~1.5，又更好為0.015~0.8。
(e)成分：無機填充材
本發明之一液型環氧樹脂組成物使用作為底部填充材時，較好含有無機填充材作為(e)成分。
藉由含有無機填充材作為(e)成分，在使用本發明 之一液型環氧樹脂組成物作為底部填充材時，可提高封裝部位之耐濕性及耐熱循環性，尤其是耐熱循環性。藉由無機填充材之使用而提高耐熱循環性之原因係藉由降低線膨脹係數，而可抑制因熱循環造成之底部填充材之硬化物之膨脹.收縮。
無機填充材只要具有因添加而降低線膨脹係數之效果者即無特別限制，可使用各種無機填充劑。具體列舉為非晶質二氧化矽、結晶性二氧化矽、氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽等。
該等中，二氧化矽，尤其是非晶質球狀二氧化矽，由於在使用本發明之一液型環氧樹脂組成物作為底部填充材時之流動性優異，可降低硬化物之線膨脹係數故較佳。
又，此處所稱之二氧化矽亦可具有源自製造原料之有機基，例如甲基、乙基等烷基者。
非晶質球狀二氧化矽就製造容易性方面而言以膠體二氧化矽較佳。
又，作為無機填充劑使用之二氧化矽亦可使用以特開2007-197655號公報中所記載之製造方法獲得之含二氧化矽之組成物。
又，無機填充劑亦可為以矽烷偶合劑等施以表面處理者。使用施以表面處理之無機填充劑時，可期待防止無機填充劑凝聚之效果。因此，可期待本發明之一液型環氧樹脂組成物儲存安定性之提高。
作為(e)成分之無機填充材之平均粒徑較好為0.01~ 20 μm，更好為0.1~5μm。
此處，無機填充材之形狀並無特別限制，可為球狀、無定型、鱗片狀等任一形態。又，無機填充材之形狀為球狀以外時，所謂無機填充材之平均粒徑意指該無機填充材之平均最大直徑。
含有無機填充材作為(e)成分時，本發明之一液型環氧樹脂組成物中之無機填充劑之含量較好為30~80質量%。
此處所稱之無機填充劑之含量係相對於除(a)~(d)成分以外亦包含至後述之任意成分之本發明之一液型環氧樹脂組成物含有之成分總量之質量%。
無機填充劑之含量未達30質量%時，藉由添加無機填充劑使線膨脹係數下降之效果不充分，在使用本發明之一液型環氧樹脂組成物作為底部填充材時，有提高耐熱循環性之效果不充分之虞。
另一方面，無機填充劑之含量超過80質量%時，會有本發明之一液型環氧樹脂組成物作為預先供給型之底部填充材使用時之塗佈性、或作為後供給型底部填充材使用時之對間隙之填充性或電連接性降低之虞。
(其他調配劑)
本發明之一液型環氧樹脂組成物亦可進一步含有上述(a)~(e)成分以外之成分。
作為該等成分之具體例，可調配平流劑、著色劑、離 子捕捉劑、消泡劑、難燃劑等。各調配劑之種類、調配量係依常用方法。又，亦可調配氧雜環丁烷、丙烯酸酯、雙馬來醯亞胺等熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、彈性體等。
(一液型環氧樹脂組成物之調製)
本發明之一液型環氧樹脂組成物係混合上述(a)~(e)成分，及進而視需要調配之其他調配劑，經攪拌而調製。混合攪拌可使用輥研磨機進行，當然並不限於此。
可同時混合各成分，亦可先混合一部份成分，隨後混合剩餘成分等，亦可適當變更。
本發明之一液型環氧樹脂組成物由於具有以下所述之特性，故於先供給型之底部填充材及後供給型之底部填充材均適用。
(初期黏度、流變計黏度2倍增黏時間)
本發明之一液型環氧樹脂組成物之初期黏度，具體而言於25℃之黏度為0.5~200Pa‧s。
本發明之一液型環氧樹脂組成物除了初期黏度在上述範圍以外，由於以後述實施例中所記載之順序測定之流變計黏度2倍增黏時間為20min以上，故於60℃~120℃之中溫區域之安定性良好，作為先供給型及後供給型之底部填充材使用時之作業性良好。
又，本發明之一液型環氧樹脂組成物在常溫之儲存安定性良好，可使用時間(pot life)優異。具體而言，在 25℃、濕度50%之環境下放置24Hr後之黏度上升率為1.5倍以下。
本發明之一液型環氧樹脂組成物之速硬化性優異，在150~200℃之溫度下加熱3秒~2小時即可硬化。
本發明之一液型環氧樹脂組成物較好以後述實施例中所記載之順序測定之膠凝時間為5分鐘以下。
本發明之底部填充材係由本發明之一液型環氧樹脂組成物所成。
接著，針對本發明之底部填充材之使用方法加以說明。
本發明之底部填充材係在以覆晶接合方式將半導體晶片安裝於配線基板上而製造半導體裝置時，作為先供給型底部填充材或後供給型底部填充材而使用。
作為先供給型底部填充材使用時，依據壓製流程之順序製造半導體裝置。
壓製流程係首先開使加熱配線基板並維持在60℃~120℃。其理由係為了以底部填充材塗佈以底部填充材補強之部位(具體為基板上之電極部及其周邊)，而將配線基板加熱至適於底部填充材塗佈之溫度。
接著，將底部填充材塗佈於配線基板上。具體而言，係使用覆晶接合裝置，將底部填充材塗佈(佈膠)於基板上之以底部填充材補強之部位(具體為基板上之電極部及其周邊)。
接著，將半導體晶片進行位置對準並壓接於塗佈有底 部填充材之部位。半導體壓接時，將配線基板加熱至200℃~300℃。據此，使底部填充材呈半硬化狀態。
接著，為使底部填充材完全硬化，而施以後硬化步驟。具體係將配線基板加熱至150~200℃使底部填充材硬化。
作為後供給型之底部填充材使用時，係依據毛細管流程之順序進行，製造半導體裝置。
毛細管流程係首先開始將半導體晶片連接於配線基板上。具體係連接設置於配線基板上之電極部與半導體晶片之凸塊電極。列舉一例時，係在焊接連接兩者時，將助焊劑塗佈於設置於配線基板上之電極部上，或半導體晶片之凸塊電極上、或兩者上之後，以使該凸塊電極位於該電極部上之方式將半導體元件暫置於基板上，隨後，藉由加熱該基板使焊料熔融，使該電極部與該凸塊電極連接。
接著，加熱配線基板並維持在60℃~120℃。
該狀態下，沿著半導體晶片外周塗佈(佈膠)底部填充材，且利用毛細管現象，將底部填充材充填於兩者之間。
接著，將配線基板加熱至150~200℃，使底部填充材硬化。
[實施例]
以下，以實施例詳細說明本發明，但本發明不限於該等。
(實施例1~11，比較例1~10)
以下表中所示之量(質量份)量取表中所示之成分，以三輥混練機混練混合各成分而成之混合物，獲得均勻之一液型環氧樹脂組成物。
又，表中之記號分別表示如下。
液狀環氧樹脂(a1)：萘型環氧樹脂(環氧當量140g/Eq)
液狀環氧樹脂(a2)：雙酚F型環氧樹脂(環氧當量160g/Eq)
硬化劑(b1)：酸酐系硬化劑(3,4-二甲基-6-(2-甲基-1-丙烯基)-4-環己烯-1,2-二羧酸酐)
硬化劑(b2)：酚系硬化劑(烯丙基酚酚醛清漆樹脂)(羥基當量135g/Eq)
潛在性硬化促進劑(c1)：微膠囊型潛在性硬化促進劑(NOVACURE HX3088，係於雙酚A型液狀環氧樹脂2質量份中，分散以環氧樹脂等反應物被覆咪唑衍生物而成之潛在性硬化促進劑1質量份之混合物(環氧當量170g/Eq)(旭化成材料股份有限公司製))
潛在性硬化促進劑(c2)：胺加成型潛在性硬化促進劑(AMICURE PN-40J(味之素精密科技股份有公司製))
潛在性硬化促進劑(c3)：胺加成型潛在性硬化促進劑(Fujicure FXR-1121(富士化成工業股份有限公司 製))
(d1)：HIPA
(d2)：NIPA
(d3)：BTCA
(d’1)：HIPA-2MZ(HIPA與咪唑之包接化合物)(日本曹達股份有限公司製)
(d’2)NIPA-2MZ(NIPA與咪唑之包接化合物)(日本曹達股份有限公司製)
(d’3)：5-胺基間苯二甲酸
(d’4)：間苯二甲酸二甲酯
(d’5)：5-羥基間苯二甲酸二甲酯
(d’6)：對-甲苯酸
無機填充材(e1)：球狀二氧化矽(平均粒徑0.6μm)
以下述方法評價由上述順序獲得之一液型環氧樹脂組成物之硬化性、注入性、該液狀封裝材之硬化物外觀、及耐熱循環性。
(可使用時間、增黏倍率)
使用HAAKE公司製造之流變計(型號：MARS2)，在25℃測定取樣作為評價用試料之1g一液型環氧樹脂組成物之初期黏度後，以同樣順序測定將該評價用試料放入密閉容器中，且在25℃、濕度50%之環境下存放24小時之時點之黏度，算出相對剛調製後之黏度之倍率。
(流變計黏度2倍增黏時間)
使用HAAKE公司製造之流變計(型號：MARS2)，測定評價用試料之初期黏度後，測定使該評價用試料維持在80℃時，該評價用試料之黏度變成初期黏度之2倍所需之時間。關於實施例4、11、比較例1，使評價用試料維持在90℃、100℃時亦實施同樣測定。
(膠凝時間)
將評價用試料以約5mm 之大小滴加於150±2℃之加熱板上，且以碼表測定直到不拉絲之時間。
實施例1~11之一液型環氧樹脂組成物之初期黏度、可使用時間、膠凝時間、及流變計黏度2倍之增黏時間之評價結果均為良好。
由實施例1~5之比較可了解，藉由調節作為(d)成分之HIPA之含量可調節一液型環氧樹脂組成物之速硬化性、中溫區域之安定性之均衡。
又，如實施例6、7所示，即使改變潛在性硬化促進劑之種類時仍可發揮所欲效果。
又，如實施例8所示，即使使用NIPA作為(d)成分時仍可發揮所欲效果。
另外，如實施例9所示，即使使用酚系硬化劑作為(b)成分時仍可發揮所欲效果。
又，如實施例10、11所示，即使使用BTCA作為(d)成分時仍可發揮所欲效果。
不含(d)成分之比較例1~3、6之流變計黏度2倍增黏 時間之評價結果均差。且，由實施例4、11與比較例1之比較可明瞭，藉由含有HIPA或BTCA作為(d)成分，可改善於60~100℃之中溫區域之安定性，尤其是改善於80~90℃之中溫區域之安定性。
又，使用HIPA或NIPA與咪唑之包接化合物代替(c)、(d)成分之比較例4、5與不含(d)成分之比較例1比較時，中溫區域之安定性雖獲得提高，但伴隨速硬化性降低。
使用與HIPA、NIPA類似之構造化合物(5-胺基間苯二甲酸、間苯二甲酸二甲酯、5-羥基間苯二甲酸二甲酯、對-甲苯酸)代替(d)成分之比較例7~10之流變計黏度2倍增黏時間之評價結果均不良。

Claims (8)

  1. 一種一液型環氧樹脂組成物，其含有(a)液狀環氧樹脂、(b)酸酐系硬化劑或酚系硬化劑、(c)潛在性硬化促進劑、(d)5-羥基間苯二甲酸、5-硝基間苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸或該等之混合物，前述(c)潛在性硬化促進劑係以胺加成化合物作為核之微膠囊型潛在性硬化促進劑，或為胺加成型潛在性硬化劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之一液型環氧樹脂組成物，其中前述(c)潛在性硬化促進劑在常溫下為固體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之一液型環氧樹脂組成物，其中前述(c)及前述(d)之質量比((d)/(c))為0.01~5。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之一液型環氧樹脂組成物，其進而含有無機填充材。
  5. 如申請專利範圍第3項之一液型環氧樹脂組成物，其進而含有無機填充材。
  6. 一種底部填充材，其係由如申請專利範圍第1~5項中任一項之一液型環氧樹脂組成物所成。
  7. 一種半導體裝置之製造方法，其係以覆晶接合方式將半導體晶片安裝於配線基板上之半導體裝置之製造方法，其包含下列步驟：加熱配線基板並維持在60℃~120℃之步驟，於前述配線基板上塗佈如申請專利範圍第6項之底部 填充材之步驟，於前述配線基板之塗佈有前述底部填充材之部位，將半導體晶片進行位置對準並壓接之步驟，及在150~200℃使前述底部填充材硬化之步驟。
  8. 一種半導體裝置之製造方法，其係以覆晶接合方式將半導體晶片安裝於配線基板上之半導體裝置之製造方法，其包含下列步驟：於配線基板上連接半導體晶片之步驟，加熱配線基板並維持在60℃~120℃之步驟，於前述配線基板與前述半導體晶片之間隙填充如申請專利範圍第6項之底部填充材之步驟，及在150~200℃使前述底部填充材硬化之步驟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6094958B2 (ja) * 2012-12-12 2017-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 パワーモジュールのパワー半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物とそれを用いたパワーモジュール
WO2016060088A1 (ja) * 2014-10-14 2016-04-21 三菱化学株式会社 半導体デバイス用層間充填剤組成物及び半導体デバイスの製造法
JP6686973B2 (ja) * 2017-06-09 2020-04-22 信越化学工業株式会社 熱硬化性エポキシ樹脂組成物
US20210108025A1 (en) * 2018-02-21 2021-04-15 Namics Corporation Epoxy resin composition
WO2023090317A1 (ja) * 2021-11-19 2023-05-25 ナミックス株式会社 硬化性樹脂組成物

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003160642A (ja) * 2001-11-27 2003-06-03 Matsushita Electric Works Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
US8653160B2 (en) * 2007-09-21 2014-02-18 Nippon Soda Co., Ltd. Inclusion complex containing epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2010171118A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 実装部品の表面実装方法、その方法を用いて得られる実装部品構造体、及びその方法に用いられるアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物
JP2010180337A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Nippon Soda Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JP5445165B2 (ja) * 2010-01-22 2014-03-19 日立化成株式会社 硬化剤、硬化性樹脂組成物及び半導体用接着剤

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