WO2020111244A1 - 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 - Google Patents

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WO2020111244A1
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epoxy resin
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皓平 関
浩士 堀
友貴 平井
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日立化成株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an underfill material, a semiconductor package, and a semiconductor package manufacturing method.
  • an underfill material In the mounting technology of semiconductor devices, a liquid curable resin composition called an underfill material is widely used to fill the space between the substrate and the semiconductor element.
  • the underfill material may cause residual stress inside the cured product of the underfill material due to shrinkage during curing, heating during reflow, and the like, which may cause peeling, cracks, and the like.
  • a method of relaxing the stress generated in the cured product a method of adding a rubber component to the underfill material to reduce the elastic modulus of the cured product is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the underfill material containing a rubber component reduces the elastic modulus of the cured product, but also causes a large difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the semiconductor element, which causes peeling of the sealing portion, cracks, and the like. There is a risk. Therefore, it is important from the viewpoint of ensuring the reliability of the sealing portion that the thermal expansion coefficient of the cured product of the underfill material is close to the thermal expansion coefficient of the substrate or the semiconductor element.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a low elastic modulus after curing, and an underfill material that can reduce the thermal expansion coefficient after curing while maintaining the fluidity before curing, and this underfill material.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor package obtained by using the same and a method for manufacturing the same.
  • Means for solving the above problems include the following embodiments.
  • Epoxy containing an epoxy resin and a rubber component the epoxy resin having two epoxy groups in one molecule, having a molecular weight of 650 or less, and containing no ring structure other than the epoxy group.
  • R is a divalent group containing no ring structure.
  • R is a divalent group containing no ring structure.
  • ⁇ 3> The underfill material according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the rubber component is particulate.
  • ⁇ 4> The underfill material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the rubber component contains core-shell type rubber particles having a core portion and a shell portion.
  • ⁇ 5> The underfill material according to ⁇ 4>, wherein the core-shell type rubber particles are core-shell type rubber particles having a core portion containing polysiloxane and a shell portion containing a polymer.
  • ⁇ 6> The underfill material according to ⁇ 5>, wherein the polymer of the shell portion contains a (meth)acrylic resin.
  • ⁇ 7> The underfill material according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 6>, wherein the volume average particle diameter of the core-shell type rubber particles measured by a laser scattering diffraction method is 0.05 ⁇ m to 1.0 ⁇ m. .. ⁇ 8>
  • the content of the rubber component is 0.1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent.
  • the underfill material according to any one of items. ⁇ 9> The underfill material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, further including a filler, and the content rate of the filler is 50% by mass or more of the entire underfill material.
  • the viscosity at 110° C. measured with a rheometer under the conditions of 40 mm parallel plate and shear rate 32.5 (1/s) is 1.0 Pa ⁇ s or less.
  • the underfill material according to any one of items. ⁇ 11> A substrate, a semiconductor element arranged on the substrate, and a cured product of the underfill material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>, which seals the semiconductor element. Provide a semiconductor package.
  • ⁇ 12> A step of filling a gap between the substrate and the semiconductor element arranged on the substrate with the underfill material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>, and the underfill material.
  • an underfill material having a low elastic modulus after curing and capable of reducing a thermal expansion coefficient after curing while maintaining fluidity before curing, a semiconductor package obtained by using the underfill material, and manufacturing thereof A method is provided.
  • the term “process” includes not only a process independent of other processes but also the process even if the process is not clearly distinguishable from the other processes as long as the purpose of the process is achieved. ..
  • the numerical range indicated by using “to” includes the numerical values before and after "to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another stepwise described numerical range. ..
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
  • each component may include a plurality of types of applicable substances.
  • the content rate or content of each component is the total content rate or content of the multiple types of substances present in the composition unless otherwise specified.
  • a plurality of types of particles corresponding to each component may be included.
  • the particle size of each component means a value for a mixture of the plurality of types of particles present in the composition unless otherwise specified.
  • (meth)acrylic means at least one of acrylic or methacrylic
  • (meth)acrylate means at least one of acrylate or methacrylate
  • (meth)acryloyl means at least one of acryloyl or methacryloyl
  • (meth)acryloxy means at least one of acryloxy or methacryloxy.
  • the underfill material of the present disclosure includes an epoxy resin and a rubber component, and the epoxy resin has two epoxy groups in one molecule, has a molecular weight of 650 or less, and does not include a ring structure.
  • An underfill material containing a compound hereinafter, also referred to as a specific epoxy compound).
  • the above underfill material contains a rubber component. As a result, the elastic modulus after curing is reduced, and the stress relaxation ability generated in the cured product is excellent.
  • the underfill material further contains a specific epoxy compound as an epoxy resin. As a result, the viscosity of the underfill material is reduced and good fluidity is secured. Furthermore, since the viscosity of the underfill material is reduced, the increase in viscosity is suppressed even if the content of the filler is increased, and excellent fluidity is maintained. That is, compared to an underfill material containing no specific epoxy compound, the thermal expansion coefficient after curing can be adjusted to a desired value by changing the amount of the filler without impairing the fluidity before curing.
  • the rubber component contained in the underfill material is not particularly limited.
  • Specific examples of the rubber component include thermoplastic elastomer, NR (natural rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), acrylic rubber, urethane rubber, and silicone rubber.
  • the rubber component may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber component may be in the form of particles or liquid. From the viewpoint of suppressing an increase in the viscosity of the underfill material, it is preferably in the form of particles (rubber particles).
  • the rubber particles may be amorphous or spherical. From the viewpoint of suppressing the viscosity of the underfill material to a low level, it is preferably spherical.
  • the size of rubber particles is not particularly limited.
  • the volume average particle diameter measured by a laser scattering diffraction method is preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 1.0 ⁇ m, more preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 0.5 ⁇ m, and more preferably 0.05 ⁇ m to More preferably, it is in the range of 0.2 ⁇ m.
  • the volume average particle diameter of the rubber particles may be measured as a particle diameter (D50) when the cumulative volume from the small diameter side is 50% in the volume-based particle size distribution obtained by a laser scattering diffraction particle size distribution measuring device. it can.
  • the rubber particles may have a core portion and a shell portion made of different materials (hereinafter, also referred to as core-shell type rubber particles).
  • the shell part of the core-shell type rubber particles may cover at least a part of the core part, or may cover the entire core part.
  • the ratio of the shell portion in the core-shell type rubber particles is preferably such that the core portion can be covered with the shell portion and the proportion is smaller. From this point of view, the mass ratio of the core part to the shell part in the core-shell type rubber particles (core part:shell part) is preferably in the range of 1:1 to 5:1.
  • the core-shell type rubber particles a core-shell type rubber particle having a core portion containing polysiloxane and a shell portion containing a polymer will be described.
  • the polysiloxane contained in the core part is not particularly limited. Examples thereof include polyalkyl hydrogen siloxanes, polydialkyl siloxanes, polyaryl hydrogen siloxanes, polydiaryl siloxanes, polyalkylaryl siloxanes, and copolymers thereof.
  • the linear polysiloxane preferably contains a polydialkylsiloxane, more preferably contains a polydiC 1-5 alkylsiloxane, and further preferably contains a polydimethylsiloxane.
  • the polysiloxane in the core portion preferably has a crosslinked structure. It is considered that the polysiloxane having a cross-linked structure forms a low-elasticity core portion, which facilitates relaxation of stress during thermal cycling.
  • the crosslinked polysiloxane is formed from a siloxane component forming a linear polysiloxane, that is, a bifunctional siloxane component having a [RR′SiO 2/2 ] unit, and a crosslinkable component.
  • the crosslinking component is selected from the group consisting of a trifunctional siloxane component having a trifunctional siloxane unit ([RSiO 3/2 ]) and a tetrafunctional siloxane component having a tetrafunctional siloxane unit ([SiO 4/2 ]). It is preferable to use at least one of R and R'in [RR'SiO 2/2 ] and [RSiO 3/2 ] each independently represent a monovalent organic group, which is preferably hydrogen, an alkyl group or an aryl group, and has 1 carbon atom. More preferably, it is an alkyl group of 5 to 5, more preferably a methyl group.
  • the siloxane component refers to a siloxane unit that forms a polysiloxane.
  • the ratio of the cross-linking component in all the siloxane components constituting the polysiloxane is not particularly limited. By adjusting the ratio, the hardness of the core can be adjusted.
  • the ratio is preferably 0.5 mol% to 20 mol%, more preferably 2 mol% to 10 mol%. When the ratio is 0.5 mol% or more, the unreacted siloxane component tends to be suppressed. When the ratio is 20 mol% or less, the elastic modulus tends to be low, and the stress during heat cycle of the cured product tends to be efficiently reduced.
  • the proportion of the trifunctional siloxane component in all the siloxane components constituting the polysiloxane is preferably 2 mol% to 10 mol%, and the proportion of the tetrafunctional siloxane component is 2 mol% to 10 mol%. Preferably.
  • the polysiloxane partially has a substituent having an ethylenic double bond.
  • the substituent having an ethylenic double bond include a vinyl group, an allyl group, a (meth)acryloyl group, a (meth)acryloxy group, and an alkyl group having such a substituent at the terminal.
  • the ratio of the siloxane component having a substituent having an ethylenic double bond is 1 mol% to 10 mol% in all siloxane components.
  • the ratio is 1 mol% or more, the effect of grafting tends to be sufficiently obtained, and if it is 10 mol% or less, the physical properties such as heat resistance and elastic modulus of the core portion are deteriorated due to the effect of grafting. Tend to be suppressed.
  • the proportion of polysiloxane contained in the core part is preferably 50% by mass to 70% by mass with respect to the total mass of the core part and the shell part.
  • the polymer contained in the shell part is not particularly limited as long as it is a polymer capable of forming a shell part by coating the core part, and examples thereof include organic polymers such as silicone resin and (meth)acrylic resin. .. Above all, the polymer of the shell portion preferably contains a (meth)acrylic resin.
  • the (meth)acrylic resin examples include a (meth)acrylic acid resin and a (meth)acrylic acid ester resin, and it is preferable that the (meth)acrylic acid ester resin is contained.
  • the (meth)acrylic acid ester resin preferably contains an alkyl(meth)acrylate resin, more preferably contains a C 1-5 alkyl(meth)acrylate resin, and further preferably contains a methyl(meth)acrylate resin. ..
  • the (meth)acrylic resin may be a polymer of one type of (meth)acrylic monomer or a copolymer of two or more types of (meth)acrylic monomer.
  • the polymer contained in the shell part may have an epoxy group in a part of the side chain.
  • the material of the shell portion is preferably the above-mentioned (meth)acrylic resin having an epoxy group in a part of its side chain.
  • the compatibility with the epoxy resin in the composition is improved, and the fracture toughness and adhesiveness after curing, and the pot life tend to be excellent. is there.
  • the proportion of the constituent unit having an epoxy group in all constituent units of the polymer is not particularly limited and may be 10% by mass or more. It is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more. From the viewpoint of reduction in elastic modulus and fluidity, the above ratio is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and further preferably 35% by mass or less.
  • Examples of the (meth)acrylic resin having an epoxy group in a part of its side chain include glycidyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate glycidyl ether, glycidylmethyl (meth)acrylate and the like as structural units ( (Meth) acrylic resin is mentioned.
  • the core-shell type rubber particles are preferably core-shell type rubber particles having a core portion containing polysiloxane and a shell portion containing a (meth)acrylic resin.
  • the amount of rubber component contained in the underfill material is not particularly limited. From the viewpoint of lowering the elasticity of the cured product and balancing other properties, the amount of the rubber component is 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component (if epoxy resin and curing agent are included, the total amount). To 30 parts by mass, preferably 1 part to 15 parts by mass, more preferably 3 parts to 15 parts by mass, and particularly preferably 3 parts to 10 parts by mass. preferable.
  • the core-shell type rubber particles described above among the rubber components can improve the high temperature resistance of the underfill material.
  • underfill materials that can be applied to in-vehicle semiconductor devices.
  • a fillet is formed on a side surface of the semiconductor element for protecting the semiconductor element.
  • thermal stress resulting from the difference in thermal expansion between the wiring board and the semiconductor element may cause cracks in the fillet or damage to the semiconductor element.
  • the underfill material when the thermal shock is repeatedly applied in a temperature cycle or the like, the protection of the connection part may be insufficient, and the joint part may be fatigue fractured even in a low cycle. Further, if the voids are present in the underfill material, the bumps are insufficiently protected, so that the joint portion may also be fatigue-broken in a low cycle. Therefore, it is desired that the underfill material for automobiles has particularly excellent high temperature resistance, and applying the core-shell type rubber particles to the underfill material of the present disclosure is particularly effective in improving high temperature resistance. It is useful.
  • the high temperature resistance of the underfill material can be improved by using the core-shell type rubber particles. It is considered that the presence of the core-shell type rubber particles in the resin in the underfill material suppresses the development of cracks even if small cracks occur at high temperature. Further, generally, in the cured resin, where the crosslink density of the resin is low, the mechanical strength is relatively weak, and the effect of suppressing the cracks due to the presence of the core-shell type rubber particles even in the location where the crosslink density is low. It is considered that the high temperature resistance can be efficiently improved as a result. Further, it is considered that the presence of the core-shell type rubber particles in the underfill material is also excellent in the stress relaxation ability generated in the cured product. Further, the underfill material of the present disclosure contains a specific epoxy resin having a relatively low molecular weight, but when core-shell type rubber particles are present, it is possible to exhibit particularly good high temperature resistance by suppressing the development of cracks. it is conceivable that.
  • the preferred core-shell type rubber particles have the same structure as the core-shell type rubber particles described above from the viewpoint of the high temperature resistance of the underfill material.
  • the core-shell type rubber particles are preferably core-shell type rubber particles having a core portion containing polysiloxane and a shell portion containing a (meth)acrylic resin.
  • the underfill material has the core-shell type rubber particles (preferably a core portion containing polysiloxane and a shell portion containing a (meth)acrylic resin) measured by a laser scattering diffraction method.
  • the volume average particle diameter of the core-shell type rubber particles is preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 1.0 ⁇ m, more preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 0.5 ⁇ m, and more preferably 0.05 ⁇ m to 0.2 ⁇ m. It is particularly preferable that the range is.
  • the core-shell type rubber particles are likely to be dispersed throughout the resin component because of the relatively small particle size, and as a result, the occurrence of cracks at high temperature can be improved. It is thought to be suppressed.
  • core-shell type rubber particles contained in the underfill material preferably core-shell type rubber particles having a core portion containing polysiloxane and a shell portion containing a (meth)acrylic resin.
  • the amount is preferably 0.1 part by mass to 30 parts by mass, and more preferably 1 part by mass to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the resin component (when the epoxy resin and the curing agent are contained, the total amount thereof). It is more preferable that the amount is 3 to 15 parts by mass, further preferably 3 to 10 parts by mass.
  • the core-shell type rubber particles have core-shell rubber particles (preferably a core part containing polysiloxane and a shell part containing a (meth)acrylic resin) with respect to the total mass of the rubber component.
  • the content of is not particularly limited, and from the viewpoint of high temperature resistance of the underfill material, it is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and 90% by mass or more. More preferable.
  • the underfill material contains an epoxy resin, and the epoxy resin has two epoxy groups in one molecule, has a molecular weight of 650 or less, and does not contain a ring structure other than the epoxy group (specific epoxy compound). including.
  • the specific epoxy compound As the epoxy resin in the underfill material, the viscosity before curing can be lowered. As a result, the amount of the filler can be increased without impairing the fluidity of the underfill material. Furthermore, the specific epoxy compound has two epoxy groups in one molecule, and has a viscosity-reducing effect before curing as compared with an epoxy group having one or three or more epoxy groups in one molecule. Excellent balance of various properties after curing.
  • the molecular weight of the specific epoxy compound may be 650 or less, preferably 500 or less, and more preferably 400 or less.
  • the lower limit of the molecular weight of the specific epoxy compound is not particularly limited, but from the viewpoint of the properties of the cured product, it is preferably 50 or more, more preferably 100 or more.
  • the molecular weight of the specific epoxy compound is obtained by multiplying the epoxy equivalent (g/eq) measured by the method according to JIS K 7236:2001 (or ISO 3001:1999) by 2.
  • a ring structure that does not include a specific epoxy compound includes aromatic rings such as benzene ring, naphthalene ring, and heterocyclic ring, and cyclic saturated hydrocarbons such as cycloalkane.
  • the specific epoxy compound may be a compound represented by the following general formula (1).
  • R is a divalent group containing no ring structure.
  • R include an alkylene group, an alkyleneoxy group, and combinations thereof.
  • R is preferably an alkylene group, and more preferably a chain (without branch) alkylene group.
  • the carbon number of the divalent group represented by R is not particularly limited, but is preferably 1 to 8, and more preferably 1 to 6.
  • the epoxy resin preferably contains a specific epoxy compound and an epoxy resin other than the specific epoxy compound.
  • the content of the specific epoxy compound is preferably 1.0% by mass to 50.0% by mass, and more preferably 1.0% by mass to 30.0% by mass based on the whole epoxy resin.
  • the epoxy resin contains an epoxy resin other than the specific epoxy compound
  • the type is not particularly limited.
  • bisphenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, hydrogenated bisphenol type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, alcohol ether type epoxy resin, cyclic aliphatic type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, and Examples thereof include siloxane-based epoxy resins.
  • Epoxy resins other than the specific epoxy compound may be used alone or in combination of two or more.
  • epoxy resins it is preferable to include at least one selected from the group consisting of a bisphenol type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin and a trifunctional or higher functional glycidyl amine type epoxy resin, and a bisphenol type epoxy resin or a naphthalene type epoxy resin. It is also preferable to include a trifunctional or higher functional glycidylamine type epoxy resin.
  • the type of bisphenol type epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and bisphenol AD type epoxy resin.
  • the bisphenol type epoxy resin is preferably liquid at room temperature (25° C., the same below), and more preferably bisphenol F type epoxy resin which is liquid at room temperature.
  • the bisphenol type epoxy resin which is liquid at room temperature is also available as a commercial product.
  • the ratio of the bisphenol type epoxy resin to the total epoxy resin is not particularly limited, and can be selected according to the desired characteristics of the underfill material. For example, it can be selected from the range of 10% by mass to 90% by mass, and may be 30% by mass to 80% by mass or 40% by mass to 70% by mass. Further, in one embodiment, the proportion of the bisphenol type epoxy resin in the whole epoxy resin may be 70% by mass to 98% by mass, or 80% by mass to 97% by mass.
  • the type of naphthalene type epoxy resin is not particularly limited.
  • the naphthalene type epoxy resin used for the underfill material is preferably liquid at room temperature.
  • Examples of the naphthalene-type epoxy resin which is liquid at room temperature include 1,6-bis(glycidyloxy)naphthalene. 1,6-bis(glycidyloxy)naphthalene is also available as a commercial product.
  • the ratio is not particularly limited.
  • the proportion of the total epoxy resin is preferably 5% by mass or more, and may be 10% by mass or more. From the viewpoint of the balance of properties of the underfill material, it is preferably 50% by mass or less, 40% by mass or less, or 30% by mass or less.
  • the type of trifunctional or higher functional glycidyl amine type epoxy resin is not particularly limited.
  • the trifunctional or higher functional glycidyl amine type epoxy resin used as the underfill material is preferably liquid at room temperature.
  • Triglycidyl-p-aminophenol is an example of a trifunctional or higher functional glycidylamine type epoxy resin that is liquid at room temperature. Triglycidyl-p-aminophenol is also available as a commercial product.
  • the ratio is not particularly limited.
  • the proportion of the whole epoxy resin is preferably 10% by mass or more, 15% by mass or more, or 20% by mass or more.
  • it is preferably 50% by mass or less, and may be 40% by mass or less, from the viewpoint of the balance of properties as the underfill material.
  • the epoxy resin contained in the underfill material may include an epoxy resin that is liquid at room temperature and an epoxy resin that is solid at room temperature.
  • the proportion of the epoxy resin which is solid at room temperature is preferably 20% by mass or less of the whole epoxy resin.
  • the underfill material may include an epoxy resin curing agent.
  • the type of curing agent is not particularly limited and can be selected according to the desired characteristics of the underfill material. Examples thereof include amine curing agents, phenol curing agents, acid anhydride curing agents, polymercaptan curing agents, polyaminoamide curing agents, isocyanate curing agents, blocked isocyanate curing agents, and the like.
  • the curing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the curing agent used in the underfill material is preferably liquid at room temperature, and is preferably an amine curing agent from the viewpoint of adhesion to the adherend.
  • the amine curing agent include diethylenetriamine, triethylenetetramine, n-propylamine, 2-hydroxyethylaminopropylamine, cyclohexylamine, aliphatic amine compounds such as 4,4′-diamino-dicyclohexylmethane, diethyltoluenediamine, 3, Aromatic amine compounds such as 3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane and 2-methylaniline, imidazole compounds such as imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole and 2-isopropylimidazole, imidazoline and 2-methyl Examples thereof include imidazoline compounds such as imidazoline and 2-ethylimidazoline. Among these, aromatic amine compounds are preferable.
  • the compounding ratio of the epoxy resin and the curing agent is the ratio of the number of functional groups of the curing agent (active hydrogen in the case of an amine curing agent) to the number of epoxy groups of the epoxy resin (from the viewpoint of suppressing the unreacted content of each)
  • the number of functional groups of the curing agent/the number of epoxy groups of the epoxy resin is preferably set within the range of 0.5 to 2.0, and set within the range of 0.6 to 1.3. More preferably. From the viewpoint of moldability and reflow resistance, it is more preferable to set it within the range of 0.8 to 1.2.
  • the underfill material may include a filler.
  • the underfill material contains the filler, it becomes easy to adjust the thermal expansion coefficient after curing to a desired value. Further, various characteristics such as thermal conductivity can be improved.
  • the type of filling material is not particularly limited. Specifically, silica, alumina, calcium carbonate, zirconium silicate, calcium silicate, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, zircon, fosterite, steatite, spinel, mullite, titania, talc, clay. And inorganic materials such as mica. Moreover, you may use the filler which has a flame retardant effect. Examples of the filler having a flame retardant effect include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, complex metal hydroxides such as complex hydroxide of magnesium and zinc, and zinc borate.
  • silica is preferable from the viewpoint of reducing the coefficient of thermal expansion
  • alumina is preferable from the viewpoint of improving thermal conductivity.
  • the fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of filler contained in the underfill material is not particularly limited. From the viewpoint of reducing the coefficient of thermal expansion after curing, the larger the amount of the filler, the better.
  • the content of the filler is preferably 50% by mass or more and more preferably 60% by mass or more based on the entire underfill material.
  • the content of the filler is preferably 80% by mass or less of the entire underfill material, and may be 70% by mass or less.
  • the average particle size is not particularly limited.
  • the volume average particle diameter is preferably 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m, more preferably 0.1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the volume average particle size of the filler is 0.05 ⁇ m or more, the increase in viscosity of the underfill material tends to be further suppressed.
  • the volume average particle diameter is 20 ⁇ m or less, the filling property into a narrow gap tends to be further improved.
  • the volume average particle size of the filler can be measured as a particle size (D50) when the volume accumulation from the small diameter side is 50% in the volume-based particle size distribution obtained by a laser scattering diffraction particle size distribution measuring device. it can.
  • the underfill material may include a curing accelerator.
  • the type of curing accelerator is not particularly limited, and can be selected according to the types of epoxy resin and curing agent, desired characteristics of the underfill material, and the like.
  • the amount thereof is preferably 0.1 parts by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin component (the total of the epoxy resin and the curing agent), and 1 part by mass. More preferably, it is from 15 parts by mass to 15 parts by mass.
  • the underfill material may include a coupling agent.
  • the coupling agent include silane compounds such as epoxysilane, phenylsilane, mercaptosilane, aminosilane, phenylaminosilane, alkylsilane, ureidosilane, and vinylsilane, titanium compounds, aluminum chelate compounds, and aluminum/zirconium compounds. Among these, a silane compound (silane coupling agent) is preferable.
  • the coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the coupling agent is preferably 0.05 parts by mass to 5 parts by mass, and 0.1 parts by mass to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the filler. More preferably, it is parts by mass.
  • the underfill material may include a colorant.
  • the colorant include carbon black, organic dyes, organic pigments, red lead and red iron oxide.
  • the colorants may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount thereof is preferably 0.01 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin component (the total of the epoxy resin and the curing agent), It is more preferably from 5 parts by mass to 5 parts by mass.
  • the underfill material may include various additives well known in the art, in addition to the components described above.
  • the underfill material can be used for various mounting techniques.
  • it can be suitably used as an underfill material used in flip chip mounting technology.
  • it can be preferably used for the purpose of filling a gap between a semiconductor element and a substrate joined by bumps or the like.
  • the method of filling the gap between the semiconductor element and the substrate with the underfill material is not particularly limited.
  • it can be performed by a known method using a dispenser or the like.
  • the underfill material preferably has a sufficiently low viscosity when filling.
  • the viscosity at 110° C. is preferably 1.0 Pa ⁇ s or less, more preferably 0.75 Pa ⁇ s or less, and further preferably 0.50 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity of the underfill material at 110° C. is measured by a rheometer (for example, “AR2000” manufactured by TA Instruments) using a parallel plate of 40 mm and a shear rate of 32.5 (1/s). Is the value to be set.
  • a semiconductor package of the present disclosure includes a substrate, a semiconductor element arranged on the substrate, and a cured product of the above-described underfill material that seals the semiconductor element.
  • the types of semiconductor elements and substrates are not particularly limited, and those generally used in the field of semiconductor packages can be selected. Since the semiconductor package has a reduced thermal expansion coefficient of the cured product of the underfill material, for example, when stress occurs between the cured product of the underfill material and the semiconductor element, it has an excellent effect of suppressing this. There is.
  • ⁇ Semiconductor package manufacturing method> A method for manufacturing a semiconductor package of the present disclosure, a substrate, a step of filling a gap between the semiconductor element arranged on the substrate with the underfill material described above, and a step of curing the underfill material, Have.
  • types of the semiconductor element and the substrate are not particularly limited, and those generally used in the field of semiconductor packages can be selected.
  • the method of filling the gap between the semiconductor element and the substrate with the underfill material and the method of curing the underfill material after filling are not particularly limited, and known methods can be used.
  • underfill material of the present disclosure will be specifically described by way of examples, but the scope of the present disclosure is not limited to these examples.
  • Epoxy resin 1 Liquid bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent: 160 g/eq Epoxy resin 2... Triglycidyl-p-aminophenol, epoxy equivalent: 95 g/eq Epoxy resin 3-1,6-bis(glycidyloxy)naphthalene, epoxy equivalent: 143 g/eq Epoxy resin 4 (specific epoxy compound)... A compound in which R is an alkylene group having 6 carbon atoms in the general formula (1), epoxy equivalent: 125 g/eq
  • Rubber component 1 Core-shell type rubber particles in which the core part contains crosslinked polydimethylsiloxane, the shell part contains polymethylmethacrylate and glycidylmethacrylate as a constituent unit (content of crosslinked polymethylsiloxane: core part and shell 68 mass% with respect to the total mass of parts, volume average particle diameter (primary particles): 131 nm)
  • Rubber component 2 Nitrile-butadiene rubber (NBR) particles
  • Rubber component 3 Polymethylsilsesquioxane particles
  • Rubber component 4 ... Urethane particles
  • Rubber component 5 Polymethylmethacrylate particles
  • Rubber component 6 Nylon particles
  • Viscosity at 110°C The viscosity of the underfill material at 110° C. was measured using a rheometer. Specifically, AR2000 (trade name, TA Instruments) was used as a rheometer, and the viscosity (Pa ⁇ s) at 110° C. was measured under the conditions of a 40 mm parallel plate and a shear rate of 32.5 (1/s). .. The results are shown in Table 1.
  • Glass-transition temperature In the measurement of the coefficient of thermal expansion, the temperature corresponding to the intersection of the tangent slope at 50°C and the tangent slope at 150°C was defined as the glass transition temperature (°C). The results are shown in Table 1.
  • the underfill material was cured at 150° C. for 2 hours to prepare a test piece having a size of 50 mm ⁇ 10 mm ⁇ 3 mm.
  • the storage elastic modulus of this test piece was measured from 20° C. by a three-point bending method using a viscoelasticity measuring device (trade name: RSAIII, TA Instruments) under conditions of span distance: 40 mm, frequency: 1 Hz.
  • the temperature was raised to 300°C at a rate of 5°C/min for measurement.
  • Table 1 shows the storage elastic modulus (GPa) at 25°C and the storage elastic modulus (GPa) at 240°C.
  • the underfill material was underfilled in the gap between the chip and the substrate of the semiconductor device for evaluation by the dispense method and cured at a curing temperature of 150° C. for 2 hours.
  • the specifications of the semiconductor device used are as follows. ⁇ Chip size: 20mm ⁇ 20mm ⁇ 0.55mm (Circuit: aluminum daisy chain connection, passivation film: polyimide (HD4000, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Micro Systems Co., Ltd., trade name)) ⁇ Bump: Solder ball (Sn-Ag-Cu, ⁇ 80 ⁇ m, 7,744 pins) ⁇ Bump pitch: 190 ⁇ m -Substrate: FR-5 (Solder Resist SR7300, Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name, 60 mm x 60 mm x 0.8 mm) ⁇ Gap between chip and substrate: 50 ⁇ m
  • the semiconductor device produced above was subjected to 1000 cycles of thermal cycles of ⁇ 55° C. to 125° C. for 30 minutes each. After that, a continuity test was performed to check the presence or absence of aluminum wiring, pad disconnection defects, and crack peeling of fillets, and the number of defective packages/the number of evaluated packages was evaluated.
  • the content (equivalent ratio) of the curing agent represents the ratio of the number of functional groups in the curing agent when the number of epoxy groups in the epoxy resin is 1.
  • the content (mass %) of the filler represents the mass-based ratio of the filler in the entire underfill material.
  • Comparative Examples 3 and 4 containing a rubber component have a lower elastic modulus after curing than the underfill materials of Comparative Examples 1 and 2 containing no rubber component, but have a thermal expansion coefficient. The rate is high. Further, Comparative Example 3 containing 65% by mass of the filler in addition to the rubber component has a lower coefficient of thermal expansion than Comparative Example 4 containing 60% by mass of the filler, but has a higher viscosity than Comparative Example 4.
  • the underfill materials of Examples 1 and 2 containing the specific epoxy compound in addition to the rubber component have low storage elastic modulus and thermal expansion coefficient, and have advantageous properties in terms of reliability improvement. Further, the underfill materials of Examples 1 and 2 have a sufficiently low viscosity even when the filler is contained in an amount of 65% by mass or more, and have excellent fluidity.
  • the content (equivalent ratio) of the curing agent represents the ratio of the number of functional groups in the curing agent when the number of epoxy groups in the epoxy resin is 1.
  • the content (mass %) of the filler represents the mass-based ratio of the filler in the entire underfill material.
  • Example 3 As shown in Table 2, in Example 3 using the core-shell type rubber particles as the rubber component, the result of the temperature cycle test was the best.

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Abstract

アンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、ゴム成分と、を含み、前記エポキシ樹脂が、１分子中に２つのエポキシ基を有し、分子量が６５０以下であり、かつ前記エポキシ基以外の環構造を含まないエポキシ化合物を含む。

Description

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
　本発明は、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に関する。
　半導体装置の実装技術においては、基板と半導体素子との間の空隙を充填するためにアンダーフィル材と呼ばれる液状の硬化性樹脂組成物が広く用いられている。アンダーフィル材は、硬化時の収縮、リフロー時の加熱等により、アンダーフィル材の硬化物の内部に残留応力が生じて剥離、クラック等の発生の原因となるおそれがある。硬化物中に生じる応力を緩和する手法としては、アンダーフィル材にゴム成分を添加して硬化物の弾性率を低減する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２００６／０１９０４１号
　ゴム成分を添加したアンダーフィル材は、硬化物の弾性率が低減する一方で、基板と半導体素子との熱膨張率の差が大きくなって封止部の剥離、クラック等の発生の原因となるおそれがある。したがって、アンダーフィル材の硬化物の熱膨張率を基板又は半導体素子の熱膨張率に近づけることが封止部の信頼性確保の観点から重要である。
　アンダーフィル材の熱膨張率を所望の値に調節する手法としては、充填材の含有量を増減することが考えられる。しかしながら、アンダーフィル材中の充填材の量を増やすと硬化前の流動性が低下する傾向にあり、この点が技術的な制約となって充填材の含有量のみで熱膨張率を調節するのを困難にしている。
　したがって、アンダーフィル材の硬化前の流動性を維持しながら硬化後の熱膨張率を所望の値に制御しうる技術の開発が望まれている。
　本発明はかかる状況を鑑みなされたもので、硬化後の弾性率が低く、かつ硬化前の流動性を維持しながら硬化後の熱膨張率を低減しうるアンダーフィル材、並びにこのアンダーフィル材を用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞　エポキシ樹脂と、ゴム成分と、を含み、前記エポキシ樹脂が、１分子中に２つのエポキシ基を有し、分子量が６５０以下であり、かつ前記エポキシ基以外の環構造を含まないエポキシ化合物を含む、アンダーフィル材。
＜２＞　前記エポキシ化合物は下記一般式（１）で表される化合物を含む、＜１＞に記載のアンダーフィル材。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 
〔一般式（１）において、Ｒは環構造を含まない２価の基である。〕
＜３＞　前記ゴム成分が粒子状である、＜１＞又は＜２＞に記載のアンダーフィル材。
＜４＞　前記ゴム成分が、コア部とシェル部とを有するコアシェル型ゴム粒子を含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
＜５＞　前記コアシェル型ゴム粒子が、ポリシロキサンを含むコア部と、重合体を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子である、＜４＞に記載のアンダーフィル材。
＜６＞　前記シェル部の前記重合体が（メタ）アクリル樹脂を含む、＜５＞に記載のアンダーフィル材。
＜７＞　レーザー散乱回折法により測定される前記コアシェル型ゴム粒子の体積平均粒子径が０．０５μｍ～１．０μｍである、＜４＞～＜６＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
＜８＞　さらに硬化剤を含み、前記ゴム成分の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計１００質量部に対して０．１～１５質量部である、＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
＜９＞　さらに充填材を含み、前記充填材の含有率が前記アンダーフィル材全体の５０質量％以上である、＜１＞～＜８＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
＜１０＞　レオメータを用いて、４０ｍｍパラレルプレート、せん断速度３２．５(１／ｓ)の条件で測定される１１０℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以下である、＜１＞～＜９＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
＜１１＞　基板と、前記基板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＜１＞～＜１０＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材の硬化物と、を備える、半導体パッケージ。
＜１２＞　基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、の間の空隙を＜１＞～＜１０＞のいずれか１項に記載のアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する、半導体パッケージの製造方法。
　本発明によれば、硬化後の弾性率が低く、かつ硬化前の流動性を維持しながら硬化後の熱膨張率を低減しうるアンダーフィル材、並びにこれを用いて得られる半導体パッケージ及びそ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「（メタ）アクリル」はアクリル又はメタクリルの少なくとも一方を意味し、「（メタ）アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートの少なくとも一方を意味し、「（メタ）アクリロイル」はアクリロイル又はメタクリロイルの少なくとも一方を意味し、「（メタ）アクリロキシ」はアクリロキシ又はメタクリロキシの少なくとも一方を意味する。
＜アンダーフィル材＞
　本開示のアンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、ゴム成分と、を含み、前記エポキシ樹脂が、１分子中に２つのエポキシ基を有し、分子量が６５０以下であり、かつ環構造を含まないエポキシ化合物（以下、特定エポキシ化合物ともいう）を含む、アンダーフィル材である。
　上記アンダーフィル材は、ゴム成分を含む。これにより、硬化後の弾性率が低減され、硬化物中に生じる応力緩和能に優れている。上記アンダーフィル材は、さらにエポキシ樹脂として特定エポキシ化合物を含む。これにより、アンダーフィル材の粘度が低下して良好な流動性が確保される。さらに、アンダーフィル材の粘度が低下することで、充填材の含有量を増やしても粘度の上昇が抑えられ、優れた流動性が維持される。すなわち、特定エポキシ化合物を含まないアンダーフィル材に比べ、硬化前の流動性を損なわずに充填材の量を変化させて硬化後の熱膨張率を所望の値に調節することができる。
（ゴム成分）
　アンダーフィル材に含まれるゴム成分は、特に制限されない。ゴム成分として具体的には、熱可塑性エラストマー、ＮＲ（天然ゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。ゴム成分は、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。
　ゴム成分は粒子状であっても、液状であってもよい。アンダーフィル材の粘度上昇を抑制する観点からは、粒子状（ゴム粒子）であることが好ましい。ゴム粒子は無定形であっても球形であってもよい。アンダーフィル材の粘度を低く抑える観点からは、球形であることが好ましい。
　ゴム粒子の大きさは、特に制限されない。例えば、レーザー散乱回折法により測定される体積平均粒子径が０．０５μｍ～１．０μｍの範囲であることが好ましく、０．０５μｍ～０．５μｍの範囲であることがより好ましく、０．０５μｍ～０．２μｍの範囲であることがさらに好ましい。
　ゴム粒子の体積平均粒子径は、レーザー散乱回折法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。
－コアシェル型ゴム粒子－
　ゴム粒子は、材質の異なるコア部とシェル部とを有するもの（以下、コアシェル型ゴム粒子ともいう）であってもよい。コアシェル型ゴム粒子のシェル部は、コア部の少なくとも一部を被覆していればよく、コア部の全体を被覆していてもよい。
　コアシェル型ゴム粒子におけるシェル部の割合は、コア部をシェル部で被覆でき、かつ、小さいほど好ましい。このような観点から、コアシェル型ゴム粒子におけるコア部とシェル部との質量比（コア部：シェル部）は１：１～５：１の範囲であることが好ましい。
　以下、コアシェル型ゴム粒子の一例として、ポリシロキサンを含むコア部と、重合体を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子について説明する。
　上記構成のコアシェル型ゴム粒子において、コア部に含まれるポリシロキサンは特に制限されない。例えば、ポリアルキルハイドロジェンシロキサン、ポリジアルキルシロキサン、ポリアリールハイドロジェンシロキサン、ポリジアリールシロキサン、ポリアルキルアリールシロキサン、及びこれらの共重合体が挙げられる。なかでも、直鎖状のポリシロキサンはポリジアルキルシロキサンを含むことが好ましく、ポリジＣ１－５アルキルシロキサンを含むことがより好ましく、ポリジメチルシロキサンを含むことがさらに好ましい。
　コア部のポリシロキサンは、架橋構造を有することが好ましい。ポリシロキサンが架橋構造を有することで、低弾性のコア部が形成され、熱サイクル時の応力を緩和しやすくなると考えられる。架橋構造を有するポリシロキサンは、直鎖状のポリシロキサンを形成するシロキサン成分、すなわち、［ＲＲ’ＳｉＯ２／２］単位を有する２官能シロキサン成分と、架橋成分と、から形成される。架橋成分としては、３官能性シロキサン単位（［ＲＳｉＯ３／２］）を有する３官能シロキサン成分及び４官能性シロキサン単位（［ＳｉＯ４／２］）を有する４官能シロキサン成分からなる群より選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。［ＲＲ’ＳｉＯ２／２］及び［ＲＳｉＯ３／２］におけるＲ及びＲ’は、それぞれ独立に１価の有機基を表し、水素、アルキル基、又はアリール基であることが好ましく、炭素数１～５のアルキル基であることがより好ましく、メチル基であることがさらに好ましい。本開示においてシロキサン成分とは、ポリシロキサンを形成するシロキサン単位をいう。
　ポリシロキサンが架橋構造を有する場合、ポリシロキサンを構成する全シロキサン成分中の架橋成分の割合は特に制限されない。前記割合を調節することで、コア部の硬さを調節することができる。前記割合は、０．５モル％～２０モル％であることが好ましく、２モル％～１０モル％であることがより好ましい。前記割合が０．５モル％以上であると、未反応シロキサン成分を抑制できる傾向にある。前記割合が２０モル％以下であると、弾性率が低下し、硬化物の熱サイクル時の応力を効率的に低減できる傾向にある。また、ポリシロキサンを構成する全シロキサン成分中の３官能シロキサン成分の割合は、２モル％～１０モル％であることが好ましく、４官能シロキサン成分の割合は、２モル％～１０モル％であることが好ましい。
　ポリシロキサンは、一部にエチレン性二重結合を有する置換基を有することが好ましい。これにより、例えば、コア部のポリシロキサンを重合させた後、シェル部を形成する際に、コア部に含まれるエチレン性二重結合とシェル部を構成する重合体とがビニル重合によりグラフト化し、コア部とシェル部を強固に結合できる。エチレン性二重結合を有する置換基としては、例えば、ビニル基、アリル基、（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロキシ基、及びこれらの置換基を末端に持つアルキル基が挙げられる。
　ポリシロキサンが一部にエチレン性二重結合を有する置換基を有する場合、エチレン性二重結合を有する置換基を有するシロキサン成分の割合は、全シロキサン成分中、１モル％～１０モル％であることが好ましい。前記割合が１モル％以上であると、グラフト化の効果が充分に得られる傾向にあり、１０モル％以下であると、グラフト化の影響によるコア部の耐熱性、弾性率等の物性の低下が抑制される傾向にある。
　弾性率の低減効果及び流動性の観点からは、コア部に含まれるポリシロキサンの割合は、コア部及びシェル部の総質量に対して５０質量％～７０質量％であることが好ましい。
　シェル部に含まれる重合体は、コア部を被覆してシェル部を形成することが可能な重合体である限り特に限定されず、シリコーン樹脂、（メタ）アクリル樹脂等の有機重合体が挙げられる。なかでも、シェル部の重合体は（メタ）アクリル樹脂を含むことが好ましい。
　（メタ）アクリル樹脂としては、（メタ）アクリル酸樹脂、（メタ）アクリル酸エステル樹脂等が挙げられ、（メタ）アクリル酸エステル樹脂を含むことが好ましい。（メタ）アクリル酸エステル樹脂は、アルキル（メタ）アクリレート樹脂を含むことが好ましく、Ｃ１－５アルキル（メタ）アクリレート樹脂を含むことがより好ましく、メチル（メタ）アクリレート樹脂を含むことがさらに好ましい。（メタ）アクリル樹脂は、１種の（メタ）アクリル単量体の重合体であってもよく、２種以上の（メタ）アクリル単量体の共重合体であってもよい。
　シェル部に含まれる重合体は、側鎖の一部にエポキシ基を有していてもよい。例えば、シェル部の材料は、側鎖の一部にエポキシ基を有する上述の（メタ）アクリル樹脂であることが好ましい。シェル部に含まれる重合体が側鎖の一部にエポキシ基を有すると、組成物中のエポキシ樹脂との相溶性が向上し、硬化後の破壊靱性及び接着性、並びにポットライフに優れる傾向にある。
　シェル部に含まれる重合体が側鎖の一部にエポキシ基を有する場合、重合体の全構成単位中のエポキシ基を有する構成単位の割合は特に制限されず、１０質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましく、２５質量％以上であることがさらに好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましい。弾性率の低減及び流動性の観点からは、前記割合は５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましく、３５質量％以下であることがさらに好ましい。
　側鎖の一部にエポキシ基を有する（メタ）アクリル樹脂としては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルメチル（メタ）アクリレート等を構成単位に含む（メタ）アクリル樹脂が挙げられる。
　なかでも、コアシェル型ゴム粒子としては、ポリシロキサンを含むコア部と、（メタ）アクリル樹脂を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子が好ましい。
　アンダーフィル材に含まれるゴム成分の量は、特に制限されない。硬化物の低弾性化と他の特性のバランスの観点からは、ゴム成分の量は、樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤を含む場合は、その合計）１００質量部に対して０．１質量部～３０質量部であることが好ましく、１質量部～１５質量部であることがより好ましく、３質量部～１５質量部であることがさらに好ましく、３質量部～１０質量部であることが特に好ましい。
　さらに、ゴム成分のなかでも、上述したコアシェル型ゴム粒子を用いると、アンダーフィル材の高温耐性を向上させることができることが見出された。近年、車載用の半導体装置に対応可能なアンダーフィル材の需要が増えている。一般的に、アンダーフィル材を用いて半導体素子と配線基板の間隙の封止を行う場合、半導体素子の保護のために、半導体素子の側面にフィレットが形成される。しかし、配線基板と半導体素子の熱膨張差に起因した熱応力によって、フィレットにクラックが生じたり、半導体素子が破壊されたりするおそれがある。さらに、アンダーフィル材の選定によっては、温度サイクル等において繰り返し熱衝撃を受ける場合に、接続部の保護が不十分となり、低サイクルでも接合部が疲労破壊することがある。また、アンダーフィル材中にボイドが存在すると、バンプの保護が不十分となるため、同様に低サイクルで接合部が疲労破壊することがある。そのため、車載向けのアンダーフィル材には、特に優れた高温耐性を有することが望まれており、本開示のアンダーフィル材にコアシェル型ゴム粒子を適用することは、高温耐性を向上するうえで特に有用である。
　コアシェル型ゴム粒子を用いることで、アンダーフィル材の高温耐性を向上することができる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えることができる。アンダーフィル材において、樹脂中にコアシェル型ゴム粒子が存在することで、高温下で小さなクラックが発生しても、クラックの進展が抑えられるものと考えられる。また、一般的に樹脂硬化物において樹脂の架橋密度が低い箇所では機械的強度が比較的弱くなっているところ、当該架橋密度が低い箇所においてもコアシェル型ゴム粒子が存在することによってクラックの抑制効果が顕著に奏され、その結果、高温耐性を効率的に向上させることができるものと考えられる。さらに、アンダーフィル材中にコアシェル型ゴム粒子が存在すると、硬化物中に生じる応力緩和能に優れることも一因と考えられる。
　また、本開示のアンダーフィル材は、比較的分子量の低い特定エポキシ樹脂を含んでいるが、コアシェル型ゴム粒子が存在すると、クラックの進展が抑えられることによって特に良好な高温耐性を奏することができると考えられる。
　アンダーフィル材の高温耐性の観点から好ましいコアシェル型ゴム粒子の構造は、上述したコアシェル型ゴム粒子と同じである。なかでも、高温耐性の観点から、コアシェル型ゴム粒子は、ポリシロキサンを含むコア部と、（メタ）アクリル樹脂を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子であることが好ましい。
　また、アンダーフィル材の高温耐性の観点からは、レーザー散乱回折法により測定される前記コアシェル型ゴム粒子（好ましくはポリシロキサンを含むコア部と、（メタ）アクリル樹脂を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子）の体積平均粒子径は、０．０５μｍ～１．０μｍの範囲であることが好ましく、０．０５μｍ～０．５μｍの範囲であることがより好ましく、０．０５μｍ～０．２μｍの範囲であることが特に好ましい。コアシェル型ゴム粒子の体積平均粒子径が上記範囲であると、比較的小粒径であることから、コアシェル型ゴム粒子が樹脂成分全体に分散しやすく、その結果高温下におけるクラックの発生を良好に抑えられると考えられる。
　アンダーフィル材の高温耐性の観点からは、アンダーフィル材に含まれるコアシェル型ゴム粒子（好ましくはポリシロキサンを含むコア部と、（メタ）アクリル樹脂を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子）の量は、樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤とを含む場合は、その合計）１００質量部に対して０．１質量部～３０質量部であることが好ましく、１質量部～１５質量部であることがより好ましく、３質量部～１５質量部であることがさらに好ましく、３質量部～１０質量部であることが特に好ましい。
　ゴム成分が上述したコアシェル型ゴム粒子を含む場合、ゴム成分の全質量に対するコアシェルゴム粒子（好ましくはポリシロキサンを含むコア部と、（メタ）アクリル樹脂を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子）の含有率は特に制限されず、アンダーフィル材の高温耐性の観点からは、７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量%以上であることがさらに好ましい。
（エポキシ樹脂）
　アンダーフィル材はエポキシ樹脂を含み、エポキシ樹脂は、１分子中に２つのエポキシ基を有し、分子量が６５０以下であり、かつ前記エポキシ基以外の環構造を含まないエポキシ化合物（特定エポキシ化合物）を含む。
　アンダーフィル材がエポキシ樹脂として特定エポキシ化合物を含むことで、硬化前の粘度を低くすることができる。その結果、アンダーフィル材の流動性を損なわずに充填材の量を多くすることができる。さらに、特定エポキシ化合物は１分子中に２つのエポキシ基を有しており、１分子中に１つ又は３つ以上のエポキシ基を有しているエポキシ基に比べ、硬化前の粘度低減効果と硬化後の諸特性のバランスに優れている。
　特定エポキシ化合物の分子量は、６５０以下であればよく、５００以下であることが好ましく、４００以下であることがより好ましい。特定エポキシ化合物の分子量の下限値は特に制限されないが、硬化物の特性の観点からは、５０以上であることが好ましく、１００以上であることがより好ましい。
　特定エポキシ化合物の分子量は、ＪＩＳ　Ｋ　７２３６：２００１（又はＩＳＯ　３００１：１９９９）に準拠した方法で測定されるエポキシ当量（ｇ／ｅｑ）に２を乗じて得られる。
　特定エポキシ化合物が含まない「環構造」としては、ベンゼン環、ナフタレン環、複素環等の芳香環、シクロアルカン等の環状飽和炭化水素などが挙げられる。
　特定エポキシ化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
　一般式（１）において、Ｒは環構造を含まない２価の基である。Ｒとして好ましくはアルキレン基、アルキレンオキシ基、これらの組み合わせ等が挙げられる。中でもＲはアルキレン基が好ましく、鎖状（分岐を含まない）のアルキレン基がより好ましい。
　Ｒで表される２価の基の炭素数は特に制限されないが、１～８であることが好ましく、１～６であることがより好ましい。
（特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂）
　硬化前の粘度低減効果と硬化後の諸特性のバランスの観点からは、エポキシ樹脂は、特定エポキシ化合物と、特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂と、を含むことが好ましい。この場合、特定エポキシ化合物の含有率は、エポキシ樹脂全体の１．０質量％～５０．０質量％であることが好ましく、１．０質量％～３０．０質量％であることがより好ましい。
　エポキシ樹脂が特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂を含む場合、その種類は特に制限されない。例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アルコールエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、及びシロキサン系エポキシ樹脂が挙げられる。特定エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂は、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及び３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及び３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂をそれぞれ含むことも好ましい。
　ビスフェノール型エポキシ樹脂の種類は特に制限されず、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂等が挙げられる。アンダーフィル材として使用するためには、ビスフェノール型エポキシ樹脂は常温（２５℃、以下も同様）で液状のものであることが好ましく、常温で液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることがより好ましい。常温で液状のビスフェノール型エポキシ樹脂は、市販品としても入手可能である。
　ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂全体に占める割合は特に制限されず、アンダーフィル材の所望の特性に応じて選択できる。例えば、１０質量％～９０質量％の範囲から選択でき、３０質量％～８０質量％であってもよく、４０質量％～７０質量％であってもよい。また、一実施形態では、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂全体に占める割合は７０質量％～９８質量％であってもよく、８０質量％～９７質量％であってもよい。
　ナフタレン型エポキシ樹脂の種類は、特に制限されない。アンダーフィル材に使用するナフタレン型エポキシ樹脂は、常温で液状のものであることが好ましい。常温で液状のナフタレン型エポキシ樹脂としては、１，６－ビス（グリシジルオキシ）ナフタレンが挙げられる。１，６－ビス（グリシジルオキシ）ナフタレンは市販品としても入手可能である。
　アンダーフィル材がエポキシ樹脂としてナフタレン型エポキシ樹脂を含む場合、その割合は特に制限されない。例えば、硬化物の熱膨張率の上昇抑制の観点からはエポキシ樹脂全体に占める割合が５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であってもよい。アンダーフィル材としての特性のバランスの観点からは５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であってもよく、３０質量％以下であってもよい。
　３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂の種類は特に制限されない。アンダーフィル材として使用する３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂は、常温で液状のものであることが好ましい。
　常温で液状である３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、トリグリシジル－ｐ－アミノフェノールが挙げられる。トリグリシジル－ｐ－アミノフェノールは市販品としても入手可能である。
　アンダーフィル材がエポキシ樹脂として３官能以上のグリシジルアミン型エポキシ樹脂を含む場合、その割合は特に制限されない。例えば、耐熱性向上の観点からはエポキシ樹脂全体に占める割合が１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であってもよく、２０質量％以上であってもよい。一方、アンダーフィル材としての特性のバランスの観点からは５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であってもよい。
　アンダーフィル材に含まれるエポキシ樹脂は、常温で液状のエポキシ樹脂と、常温で固体のエポキシ樹脂と、を含んでもよい。この場合、充分に低い粘度を維持する観点から、常温で固体のエポキシ樹脂の割合はエポキシ樹脂全体の２０質量％以下であることが好ましい。
（硬化剤）
　アンダーフィル材は、エポキシ樹脂の硬化剤を含んでもよい。硬化剤の種類は特に制限されず、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。例えば、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、酸無水物硬化剤、ポリメルカプタン硬化剤、ポリアミノアミド硬化剤、イソシアネート硬化剤、ブロックイソシアネート硬化剤等が挙げられる。硬化剤は、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。
　アンダーフィル材に使用する硬化剤は、常温で液状のものが好ましく、被着体への接着性の観点からは、アミン硬化剤であることが好ましい。アミン硬化剤としては、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の脂肪族アミン化合物、ジエチルトルエンジアミン、３，３’－ジエチル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン、２－メチルアニリン等の芳香族アミン化合物、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のイミダゾール化合物、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のイミダゾリン化合物などが挙げられる。これらの中でも、芳香族アミン化合物が好ましい。
　エポキシ樹脂と硬化剤の配合比は、それぞれの未反応分を少なく抑える観点からは、エポキシ樹脂のエポキシ基の数に対する硬化剤の官能基（アミン硬化剤の場合は活性水素）の数の比（硬化剤の官能基数／エポキシ樹脂のエポキシ基数）が０．５～２．０の範囲内となるように設定されることが好ましく、０．６～１．３の範囲内となるように設定されることがより好ましい。成形性と耐リフロー性の観点からは、０．８～１．２の範囲内となるように設定されることがさらに好ましい。
（充填材）
　アンダーフィル材は、充填材を含んでもよい。アンダーフィル材が充填材を含むことで、硬化後の熱膨張率を所望の値に調節しやすくなる。また、熱伝導性等の諸特性を向上させることができる。
　充填材の種類は、特に制限されない。具体的には、シリカ、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、窒化アルミニウム、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。また、難燃効果を有する充填材を用いてもよい。難燃効果を有する充填材としては、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。
　上記充填材の中でも、熱膨張率低減の観点からはシリカが好ましく、熱伝導性向上の観点からはアルミナが好ましい。充填材は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。
　アンダーフィル材に含まれる充填材の量は、特に制限されない。硬化後の熱膨張率を低減する観点からは、充填材の量は多いほど好ましい。例えば、充填材の含有率がアンダーフィル材全体の５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。一方、粘度上昇を抑制する観点からは、充填材の量は少ないほど好ましい。例えば、充填材の含有率がアンダーフィル材全体の８０質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であってもよい。
　充填材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０．０５μｍ～２０μｍであることが好ましく、０．１μｍ～１５μｍであることがより好ましい。充填材の体積平均粒子径が０．０５μｍ以上であると、アンダーフィル材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。充填材の体積平均粒子径は、レーザー散乱回折法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。
（硬化促進剤）
　アンダーフィル材は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の種類は特に制限されず、エポキシ樹脂及び硬化剤の種類、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。
　アンダーフィル材が硬化促進剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．１質量部～３０質量部であることが好ましく、１質量部～１５質量部であることがより好ましい。
（カップリング剤）
　アンダーフィル材は、カップリング剤を含んでもよい。カップリング剤としては、エポキシシラン、フェニルシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、フェニルアミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシラン化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウム／ジルコニウム化合物などが挙げられる。これらの中でもシラン化合物（シランカップリング剤）が好ましい。カップリング剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　アンダーフィル材がカップリング剤を含む場合、カップリング剤の量は、充填材１００質量部に対して０．０５質量部～５質量部であることが好ましく、０．１質量部～２．５質量部であることがより好ましい。
（着色剤）
　アンダーフィル材は、着色剤を含んでもよい。着色剤としては、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、鉛丹、ベンガラ等が挙げられる。着色剤は、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。
　アンダーフィル材が着色剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．０１質量部～１０質量部であることが好ましく、０．１質量部～５質量部であることがより好ましい。
　アンダーフィル材は、上述した成分以外にも、当技術分野で周知の各種添加剤を含むことができる。
（アンダーフィル材の用途）
　アンダーフィル材は、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基板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。
　アンダーフィル材を用いて半導体素子と基板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。
　半導体素子と基板の間の隙間を充分に充填する観点からは、アンダーフィル材は、充填する際の粘度が充分に低いことが好ましい。具体的には、１１０℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、０．７５Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、０．５０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。
　本開示においてアンダーフィル材の１１０℃における粘度は、レオメーター（例えば、ＴＡ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の「ＡＲ２０００」）により、４０ｍｍのパラレルプレートにて、せん断速度：３２．５（１／ｓ）の条件で測定される値である。
＜半導体パッケージ＞
　本開示の半導体パッケージは、基板と、前記基板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アンダーフィル材の硬化物と、を備える。
　上記半導体パッケージにおいて、半導体素子と基板の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。上記半導体パッケージは、アンダーフィル材の硬化物の熱膨張率が低減されているため、例えば、アンダーフィル材の硬化物と半導体素子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。
＜半導体パッケージの製造方法＞
　本開示の半導体パッケージの製造方法は、基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、の間の空隙を上述したアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する。
　上記方法において、半導体素子と基板の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。アンダーフィル材を用いて半導体素子と基板の間の隙間を充填する方法、及び充填後にアンダーフィル材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、本開示のアンダーフィル材を実施例により具体的に説明するが、本開示の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
≪実施例１、２及び比較例１～４≫
（アンダーフィル材の調製）
　表１に示す成分を表１に示す量（質量部）にて混合し、アンダーフィル材を調製した。各成分の詳細は下記のとおりである。
　エポキシ樹脂１…液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量：１６０ｇ／ｅｑ
　エポキシ樹脂２…トリグリシジル－ｐ－アミノフェノール、エポキシ当量：９５ｇ／ｅｑ
　エポキシ樹脂３…１，６－ビス（グリシジルオキシ）ナフタレン、エポキシ当量：１４３ｇ／ｅｑ
　エポキシ樹脂４（特定エポキシ化合物）…一般式（１）においてＲが炭素数６のアルキレン基である化合物、エポキシ当量：１２５ｇ／ｅｑ
　ゴム成分１…コア部が架橋されたポリジメチルシロキサンを含み、シェル部がポリメチルメタクリレート及び構成単位としてグリシジルメタクリレートを含む、コアシェル型ゴム粒子（架橋されたポリメチルシロキサンの含有率：コア部及びシェル部の全質量に対して６８質量％、体積平均粒子径（一次粒子）：１３１ｎｍ）
　ゴム成分２…ニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）粒子
　ゴム成分３…ポリメチルシルセスキオキサン粒子
　ゴム成分４…ウレタン粒子
　ゴム成分５…ポリメタクリル酸メチル粒子
　ゴム成分６…ナイロン粒子
　硬化剤１…ジエチルトルエンジアミン
　硬化剤２…３，３’－ジエチル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン
　充填材…体積平均粒子径が０．５μｍの球状シリカ
＜流動特性の評価＞
（２５℃での粘度）
　アンダーフィル材の２５℃での粘度は、ＥＨＤ型回転粘度計を用いて測定した。具体的には、コーン角度３゜、コーン半径１４ｍｍのコーンロータを装着したＥＨＤ型回転粘度計を２５℃で１分間、１０回毎分（１０ｒｐｍ）で回転させ、そのときの測定値に所定の換算係数（０．５）を乗じた値（Ｐａ・ｓ）とした。結果を表１に示す。
（１１０℃での粘度）
　アンダーフィル材の１１０℃での粘度は、レオメータを用いて測定した。具体的には、レオメータとしてＡＲ２０００（商品名、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を用い、４０ｍｍパラレルプレート、せん断速度３２．５(１／ｓ)の条件で、１１０℃での粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。結果を表１に示す。
＜硬化物特性の評価＞
（熱膨張率）
　アンダーフィル材を１５０℃で２時間硬化させて、直径８ｍｍ、厚さ２０ｍｍのサイズの試験片を作製した。この試験片の熱膨張率を、熱機械分析装置（商品名：ＴＭＡ２９４０、ＴＡ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を用いて、圧縮法にて０℃から３００℃まで５℃／ｍｉｎで昇温しながら測定した。測定により得られた５０℃における接線の傾きを熱膨張率α１（ｐｐｍ／℃）、１５０℃における接線の傾きを熱膨張率α２（ｐｐｍ／℃）とした。結果を表１に示す。
（ガラス転移温度）
　上記熱膨張率の測定において、また、５０℃における接線の傾きと１５０℃における接線の傾きの交点に対応する温度をガラス転移温度（℃）とした。結果を表１に示す。
（貯蔵弾性率）
　アンダーフィル材を１５０℃で２時間硬化させて、５０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍのサイズの試験片を作製した。この試験片の貯蔵弾性率を、粘弾性測定装置（商品名：ＲＳＡＩＩＩ、ＴＡ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を用いて、スパン間距離：４０ｍｍ、周波数：１Ｈｚの条件下、３点曲げ法にて、２０℃から３００℃まで５℃／分で昇温して測定した。２５℃における貯蔵弾性率（ＧＰａ）と、２４０℃における貯蔵弾性率（ＧＰａ）の値を表１に示す。
＜半導体装置の作製と評価＞
　アンダーフィル材をディスペンス方式で評価用の半導体装置のチップと基板の間のギャップにアンダーフィルし、１５０℃の硬化温度で２時間硬化した。
　使用した半導体装置の諸元は以下の通りである。
・チップサイズ：２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５５ｍｍ
（回路：アルミニウムのデイジーチェーン接続、パッシベーション膜：ポリイミド（ＨＤ４０００、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製、商品名））
・バンプ：はんだボール（Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ、φ８０μｍ、７，７４４ピン）
・バンプピッチ：１９０μｍ
・基板：ＦＲ－５（ソルダーレジストＳＲ７３００、日立化成株式会社製、商品名、６０ｍｍ×６０ｍｍ×０．８ｍｍ）
・チップと基板の間のギャップ：５０μｍ
　前記作製した半導体装置を、－５５℃～１２５℃、各３０分の熱サイクルで１０００サイクル処理した。その後、導通試験を行い、アルミ配線、パッドの断線不良、及びフィレットのクラック剥離の有無を調べ、不良パッケージ数／評価パッケージ数を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１において、硬化剤の含有量（当量比）は、エポキシ樹脂中のエポキシ基数を１とした場合の硬化剤中の官能基数の比を表す。充填材の含有量（質量％）は、アンダーフィル材全体における充填材の質量基準の割合を表す。
　表１に示すように、ゴム成分を含む比較例３、４のアンダーフィル材は、ゴム成分を含まない比較例１、２のアンダーフィル材に比べて硬化後の弾性率が低いが、熱膨張率が高い。また、ゴム成分に加えて充填材を６５質量％含む比較例３は充填材を６０質量％含む比較例４に比べて熱膨張率が低いが、粘度が比較例４よりも高い。
　ゴム成分に加えて特定エポキシ化合物を含む実施例１、２のアンダーフィル材は、貯蔵弾性率と熱膨張率がともに低く、信頼性向上の点で有利な特性が得られている。また、実施例１、２のアンダーフィル材は充填材を６５質量％以上含んでいても粘度が充分に低く、流動性に優れている。
≪実施例３～８≫
（アンダーフィル材の調製）
　表２に示す成分を表２に示す量（質量部）にて混合し、アンダーフィル材を調製した。各成分の詳細は上述のとおりである。
＜流動特性の評価＞
　実施例１、２及び比較例１～４と同様に、アンダーフィル材の２５℃での粘度及び１１０℃での粘度を測定した。
＜硬化物特性の評価＞
　実施例１、２及び比較例１～４と同様に、ガラス転移温度の測定を行った。
＜高温耐性の評価＞
　実施例１、２及び比較例１～４と同様に、半導体装置を作製した。前記作製した半導体装置を、－５５℃～１５０℃、各３０分の熱サイクルで１０００サイクル処理した。その後、導通試験を行い、パッケージに充填したアンダーフィル材のフィレットクラックを金属顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ製、ＢＸ５１）を用いて観察した。０．０５ｍｍ以上のクラック長さのものをカウントした。
 
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表２において、「－」は成分が配合されないことを示す。また、硬化剤の含有量（当量比）は、エポキシ樹脂中のエポキシ基数を１とした場合の硬化剤中の官能基数の比を表す。充填材の含有量（質量％）は、アンダーフィル材全体における充填材の質量基準の割合を表す。
　表２に示されるように、ゴム成分としてコアシェル型ゴム粒子を用いた実施例３では、温度サイクル試験の結果が最も良好であった。

Claims (12)

  1. 　エポキシ樹脂と、ゴム成分と、を含み、
    　前記エポキシ樹脂が、１分子中に２つのエポキシ基を有し、分子量が６５０以下であり、かつ前記エポキシ基以外の環構造を含まないエポキシ化合物を含む、
    アンダーフィル材。
  2. 　前記エポキシ化合物は下記一般式（１）で表される化合物を含む、請求項１に記載のアンダーフィル材。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    〔一般式（１）において、Ｒは環構造を含まない２価の基である。〕
  3. 　前記ゴム成分が粒子状である、請求項１又は請求項２に記載のアンダーフィル材。
  4. 　前記ゴム成分が、コア部とシェル部とを有するコアシェル型ゴム粒子を含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
  5. 　前記コアシェル型ゴム粒子が、ポリシロキサンを含むコア部と、重合体を含むシェル部と、を有するコアシェル型ゴム粒子である、請求項４に記載のアンダーフィル材。
  6. 　前記シェル部の前記重合体が（メタ）アクリル樹脂を含む、請求項５に記載のアンダーフィル材。
  7. 　レーザー散乱回折法により測定される前記コアシェル型ゴム粒子の体積平均粒子径が０．０５μｍ～１．０μｍである、請求項４～請求項６のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
  8. 　さらに硬化剤を含み、前記ゴム成分の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計１００質量部に対して０．１～１５質量部である、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
  9. 　さらに充填材を含み、前記充填材の含有率が前記アンダーフィル材全体の５０質量％以上である、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
  10. 　レオメータを用いて、４０ｍｍパラレルプレート、せん断速度３２．５(１／ｓ)の条件で測定される１１０℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以下である、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
  11. 　基板と、前記基板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請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載のアンダーフィル材の硬化物と、を備える、半導体パッケージ。
  12. 　基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、の間の空隙を請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載のアンダーフィル材で充填する工程と、
    　前記アンダーフィル材を硬化する工程と、
    を有する、半導体パッケージの製造方法。
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