WO2023276814A1

WO2023276814A1 - エポキシ樹脂組成物、半導体装置および半導体装置の製造方法

Info

Publication number: WO2023276814A1
Application number: PCT/JP2022/024883
Authority: WO
Inventors: 雄輝松浦; 文子佐藤; 朋也山澤
Original assignee: ナミックス株式会社
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-01-05
Also published as: CN116917409A; KR20240023495A; TW202309187A; JPWO2023276814A1

Abstract

電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制すること。（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）フィラーと、（Ｄ）カチオンまたはアニオンの少なくとも一方が有機物であるイオン性化合物と、を含むエポキシ樹脂組成物。

Description

エポキシ樹脂組成物、半導体装置および半導体装置の製造方法

　本発明は、エポキシ樹脂組成物、半導体装置および半導体装置の製造方法に関するものである。

　半導体素子を基板に実装する技術として、フリップチップ実装が知られている。フリップチップ実装は、表面にバンプと呼ばれる突起状電極（素子側電極）が形成された半導体素子を用いて、半導体素子の素子側電極と配線基板などの基板の表面に設けられた電極（基板側電極）とを直接接続する実装方法である。また、フリップチップ実装においては、半導体素子、半導体素子に接続された基板およびバンプを保護するため、アンダーフィルを半導体素子と基板との間に充填した後、加熱硬化させる。

　このアンダーフィルとしては、エポキシ樹脂を主成分として含むエポキシ樹脂組成物が主に用いられる（たとえば、特許文献１参照）。一方、エポキシ樹脂、半導体素子、および、基板は、各々異なる線膨張係数を有する。このため、温度変化に伴い、素子側電極と基板側電極との電極接続部で発生する応力を、当該電極接続部を覆う封止材（アンダーフィルの硬化物）により吸収できないと、当該接続部にクラックが生じることがある。このクラックの発生を抑制するため、アンダーフィルには、エポキシ樹脂の他に、通常、線膨張係数の比較的小さいシリカやアルミナなどからなるフィラーも配合される。

　一方、近年のフリップチップ実装においては狭ピッチ化などの観点から、電極を構成する部材として、バンプの代わりに、銅ピラーなどの金属製ピラーが用いられるようになってきている。そして、このようなフリップチップ実装においては、接続部を覆うように充填されたアンダーフィルを加熱硬化させる過程で、アンダーフィル中に均一に分散しているフィラーの分離・凝集が進行して、そのまま硬化してしまう場合があることが知られている。そして、このような現象が生じた場合において、電極接続部を覆う封止材（アンダーフィルの硬化物）中に分散しているフィラーが、電極接続部の接続界面に対して半導体素子側あるいは基板側に偏った状態で分布してしまうと、接続信頼性が低下しまう。また、このようなフィラーの分離・凝集や、フィラー分布の偏りは、素子側電極接続面を構成する材料と基板側電極接続面を構成する材料とが異なることに起因して発生する電位差により、電極接続部を囲うように充填されたアンダーフィル中のフィラーが電気泳動するためだと推定されている。このため、封止材中のフィラー分布の偏りを抑制するのに適したエポキシ樹脂組成物が提案されている（特許文献２）。このエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂および硬化剤に加えて、平均粒径１０ｎｍ～１００ｎｍの第一のシリカフィラーを０．１～１０質量％と、平均粒径０．３μｍ～２μｍの第二のシリカフィラーを４７～７５質量％と、エラストマーを０．１～８質量％とを含み、第一のシリカフィラーおよび第二のシリカフィラーを合計で５０．１～７７質量％含むものである。

特開２０１７－１４５２９０号公報国際公開第２０１５／０７９７０８号公報

　特許文献２記載の技術は、接続信頼性を改善する上では有用な技術である。しかしながら、特許文献２記載の技術では、接続信頼性を改善するために所定の粒径を有する２種類のシリカフィラーとエラストマーとを所定量用いる必要があり、この点で、エポキシ樹脂組成物の組成設計に一定の制約がある。したがって、特許文献２記載の技術と同様に、接続信頼性を改善しつつも、その他の様々なニーズへの対応もさらに容易とすべく、組成設計の選択肢を広げることが求められている。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制できる新規な組成を有するエポキシ樹脂組成物、これを用いて作製された半導体装置、および、当該半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。

　上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）フィラーと、（Ｄ）イオン性化合物と、を含むことを特徴とする。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の一実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物が、ピリジニウム系イオン性化合物、イミダゾリウム系イオン性化合物、アンモニウム系イオン性化合物、ホスホニウム系イオン性化合物、ピロリジニウム系イオン性化合物、ピペリジニウム系イオン性化合物、スルホネート系イオン性化合物、および、ヨウ素系イオン性化合物からなる群より選択される少なくとも１つを含む、ことが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物が、＜ｉ＞ピリジニウム系カチオン、イミダゾリウム系カチオン、アンモニウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピペリジニウム系カチオンおよびホスホニウム系カチオンからなる群より選択される少なくとも１種のカチオンと、＜ｉｉ＞スルホニルイミド系アニオン、スルホネート系アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、イミドジスルフリルフルオリドアニオンおよびヨウ素アニオンからなる群より選択される少なくとも１種のアニオンとを含む、ことが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物が、イオン液体であることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物は、反応性基を有していることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物の含有比率が、エポキシ樹脂組成物全量に対して、０．０００１質量％～３．１質量％であることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物の含有比率が、エポキシ樹脂組成物全量に対して、０．００１質量％以上１．２質量％以下であることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｄ）イオン性化合物が、
（Ｄ－１）１－ブチル－１－メチルピロリジニウム＝ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、
（Ｄ－２）トリブチルドデシルホスホニウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－３）１－ヘキシル－４－メチルピリジニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、
（Ｄ－４）トリメチルプロピルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－５）４－(２－エトキシエチル)－４－メチルモルホリニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－６）メチルトリオクチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－７）トリブチルメチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－８）１－ブチル－３－ドデシルイミダゾリウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－９）メチルトリオクチルアンモニウム＝トシラート、
（Ｄ－１０）トリブチルドデシルホスホニウム＝トシラート、
（Ｄ－１１）トリブチルドデシルホスホニウム＝ドデシルベンゼンスルホネート、
（Ｄ－１２）Ｎ－オレイル－Ｎ，Ｎ－ジ（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、
（Ｄ－１３）トリブチル[３－（トリメトキシシリル）プロピル]ホスホニウム＝１，１，１－トリフルオロ－Ｎ－[（トリフルオロメチル）スルホニル]メタンスルホンアミド、
（Ｄ－１４）メチルトリオクチルアンモニウムイミドジスルフリルフルオリド、
（Ｄ－１５）テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスファート、および、
（Ｄ－１６）メチルトリオクチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート
からなる群より選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、液状のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、および、ナフタレ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つを含むことが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｃ）フィラーとして、平均粒径が０．２μｍ以上である（Ｃ１）大径フィラーを含み、前記（Ｃ１）大径フィラーの含有比率が、エポキシ樹脂組成物全量に対して、３５質量％～７０質量％であることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｃ１）大径フィラーの平均粒径が０．２～３．０μｍであることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、前記（Ｃ）フィラーとして、平均粒径が０．２μｍ未満である（Ｃ２）小径フィラーを含み、前記（Ｃ２）小径フィラーの平均粒径が５ｎｍ～１２０ｎｍであることが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、（Ｅ）添加剤をさらに含み、前記（Ｅ）添加剤として、コアシェル型ゴム粒子を含むことが好ましい。

　本発明のエポキシ樹脂組成物の他の実施形態は、半導体装置の封止材として使用されることが好ましい。

　本発明の半導体装置は、基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記半導体素子と前記基板との間の空隙を封止している本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物と、を備えることを特徴とする。

　本発明の半導体装置の製造方法は、基板と、前記基板上に配置されている半導体素子との間の空隙を本発明の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、を含むことを特徴とする。

　本発明によれば、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制できる新規な組成を有するエポキシ樹脂組成物、これを用いて作製された半導体装置、および、当該半導体装置の製造方法を提供することができる。

半導体装置の断面構造の一例を示す断面図である。

＜エポキシ樹脂組成物＞
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）フィラーと、（Ｄ）カチオンまたはアニオンの少なくとも一方が有機物であるイオン性化合物と、を含むことを特徴とする。よって、フリップチップ実装時に、エポキシ樹脂組成物を半導体素子等の電子素子と基板との間に充填した後、加熱硬化させる場合において、エポキシ樹脂組成物として本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いれば、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制できる。このため、接続信頼性の高い半導体装置やその他の電子装置を得ることが容易である。このような効果が得られる理由の詳細は不明であるが、本発明者らは以下の通りであると推定している。

　まず、素子側電極接続面を構成する金属材料と基板側電極接続面を構成する金属材料とが互いに異なる素子側電極と基板側電極との電極接続部の接続界面やその近傍では電位差が生じる。このため、イオン性化合物を用いない従来のエポキシ樹脂組成物では、電極接続部の周囲に充填されたエポキシ樹脂組成物に含まれる帯電したフィラーが、電気泳動により半導体素子側あるいは基板側のいずれかに移動し易い。このため、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りが生じやすくなると考えられる。

　しかしながら、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いた場合、フィラーの電荷が導電性を有するイオン性化合物を介して外部に放出される。その結果、帯電量の小さくなったフィラーは半導体素子側あるいは基板側のいずれにも移動し難くなる。このため、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制できるものと考えられる。

　なお、上述したように、電極部材として金属製ピラーを用いたフリップチップ実装においては、エポキシ樹脂組成物中に含まれるフィラーの分離・凝集や、封止材中のフィラー分布が偏る現象が生じることが知られている。それゆえ、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、特に電極部材として金属製ピラーを用いたフリップチップ実装により半導体装置を製造する際に利用するアンダーフィルとして用いることが特に好適である。しかしながら、従来の一般的なエポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置などの各種の電子装置を製造する際に上記と実質同様の現象が生じる場合であれば、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、金属製ピラーを用いたフリップチップ実装以外の実装方法で製造される半導体装置や、半導体装置以外の各種の電子装置の製造に際しても勿論用いることができる。次に、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を構成する各成分の詳細を以下に説明する。

（Ａ）エポキシ樹脂
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂としては、一般的に半導体封止用として使用される各種のエポキシ樹脂であれば特に限定されないが、粘度や注入性の観点からは液状のエポキシ樹脂を用いることが好適である。また、エポキシ樹脂組成物に配合されるエポキシ樹脂としては、１種類のエポキシ樹脂のみを用いてもよく、２種以上のエポキシ樹脂を併用してもよい。エポキシ樹脂（１分子）に含まれるエポキシ基の数は１個以上であればよいが、通常は、２個以上であることが好ましい。なお、エポキシ基の数の上限値は特に限定されないが、通常は、５個以下であることが好ましい。エポキシ樹脂は、一般的に半導体封止用として使用される各種のエポキシ樹脂であってよく、とくに限定されない。

　エポキシ樹脂の具体例としては、代表的には脂肪族エポキシ樹脂および芳香族エポキシ樹脂が挙げられるが、芳香族エポキシ樹脂が好ましい。芳香族エポキシ樹脂の例としては、ｐ－グリシジルオキシフェニルジメチルトリスビスフェノールＡジグリシジルエーテルなどのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂；ノボラック型エポキシ樹脂；フルオレン型エポキシ樹脂；ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂；ｐ－ｔｅｒｔ-ブチルフェニルグリシジルエーテル、１，４－フェニルジメタノールジグリシジルエーテルのようなジエポキシ樹脂；３，３’，５，５’－テトラメチル－４，４’－ジグリシジルオキシビフェニルのようなビフェニル型エポキシ樹脂；ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、トリグリシジル－ｐ－アミノフェノール、テトラグリシジル－ｍ－キシリレンジアミンのようなアミノフェノール型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；及び植物由来の骨格を有するエポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　これらの中でも、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、および、ナフタレン型エポキシ樹脂が好適である。

（Ｂ）硬化剤
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物に用いられる硬化剤は、一般的に使用される各種硬化剤であればよく、特に限定されない。硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂との化学量論上の当量比（硬化剤当量／エポキシ基当量）が０．６～１．５となる量であることが好ましく、０．７～１．２となる量がより好ましい。

　硬化剤としては、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤などが挙げられる。また、エポキシ樹脂組成物に配合される硬化剤としては、１種類の硬化剤のみを用いてもよく、２種以上の硬化剤を併用してもよい。

　アミン系硬化剤の具体例としては、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、ｍ－キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、２－メチルペンタメチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン、イソフォロンジアミン、１，３－ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス（４－アミノシクロヘキシル）メタン、ノルボルネンジアミン、１，２－ジアミノシクロヘキサンなどの脂環式ポリアミン、Ｎ－アミノエチルピペラジン、１，４－ビス（２－アミノ－２－メチルプロピル）ピペラジンなどのピペラジン型のポリアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチルジフェニルメタン、ビス（メチルチオ）トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ－フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアミン、トリメチレンビス（４－アミノベンゾエート）、ポリテトラメチレンオキシド－ジ－ｐ－アミノベンゾエートなどの芳香族ポリアミン類が挙げられる。また、市販品として、エピキュア－Ｗ、エピキュア－Ｚ（油化シェルエポキシ株式会社、商品名）、ｊＥＲキュア（登録商標）－Ｗ、ｊＥＲキュア（登録商標）－Ｚ（三菱ケミカル株式会社、商品名）、カヤハードＡ－Ａ、カヤハードＡ－Ｂ、カヤハードＡ－Ｓ（日本化薬株式会社、商品名）、トートアミンＨＭ－２０５（新日鉄住金化学株式会社、商品名）、アデカハードナーＥＨ－１０１（株式会社ＡＤＥＫＡ、商品名）、エポミックＱ－６４０、エポミックＱ－６４３（三井化学株式会社、商品名）、ＤＥＴＤＡ８０（Ｌｏｎｚａ社、商品名）、トートアミンＨＭ－２０５（新日鉄住金化学株式会社、商品名）等が挙げられる。

　酸無水物系硬化剤の具体例としては、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物等のアルキル化テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルハイミック酸無水物、アルケニル基で置換されたコハク酸無水物、メチルナジック酸無水物、グルタル酸無水物等が例示される。

　フェノール系硬化剤の具体例としては、フェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、フェノールノボラック樹脂およびそのアルキル化物またはアリル化物、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられる。

（Ｃ）フィラー
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物には、主に封止した部位（硬化物）の線膨張係数を低減させることで耐サーマルサイクル性を向上させたり、耐湿性を向上させたりするなどの観点で、フィラーが配合される。フィラーとしては、硬化物の線膨張係数を低減させる効果を有するものであれば特に限定されず公知のフィラーを適宜利用することができ、たとえば、アルミナフィラーやシリカフィラーなどを利用できる。また、フィラーは、シランカップリング剤等で表面処理されたものであってもよい。

　エポキシ樹脂組成物に配合されるフィラーの粒径や、配合量などは特に限定されるものではないが、通常、本実施形態のエポキシ樹脂組成物には、少なくとも平均粒径が０．２μｍ以上のフィラー（（Ｃ１）大径フィラー）を配合することが好ましい。なお、大径フィラーの平均粒径は、０．２μｍ以上であれば特に限定されないが、実用上の観点からは０．２μｍ～３．０μｍであることが好適である。また、エポキシ樹脂組成物に配合される大径フィラーの含有比率は、エポキシ樹脂組成物全量に対して、３５質量％～７０質量％であることが好ましく、４０質量％～６９質量％であることがより好ましく、４５質量％～６８質量％であることがさらに好ましい。大径フィラーの含有比率を３５質量％以上とした場合、硬化物の線膨張係数がより小さくなるため、耐サーマルサイクル性をより改善し易くなり、７０質量％以下とした場合、エポキシ樹脂組成物の粘度がより低くなるため、エポキシ樹脂組成物の注入性をより改善し易くなる。

　また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物には、大径フィラーと組み合わせて、平均粒径が０．２μｍ（２００ｎｍ）未満のフィラー（（Ｃ２）小径フィラー）をさらに配合することがより好ましい。大径フィラーと小径フィラーとを組み合わせてエポキシ樹脂組成物に配合することにより、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制することがより容易となる。これに加えて、エポキシ樹脂組成物に対するフィラーの充填量を高くすることも容易となる。なお、小径フィラーの平均粒径は、０．２μｍ未満であれば特に限定されないが、実用上の観点からは、５ｎｍ～１２０ｎｍであることが好適である。

　大径フィラーの形状は特に限定されず、球状、不定形、りん片状等のいずれの形態であってもよい。小径フィラーの形状も特に限定されず、球状、不定形、りん片状等のいずれの形態であってもよい。なお、湿式合成で製造された小径フィラーの形状は、球状である。なお、本願明細書において、大径フィラーの平均粒径は、レーザー回析法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製　ＬＳ１３３２０)を用いて測定した体積平均粒径Ｄ５０（粒度分布の小径側からの累積５０％となる粒径）値を意味する。測定は、５ｍｇのフィラーを分散剤５０ｍｇに配合して超音波分散機を用いて１０分間分散した測定用サンプルを準備し、流速５０ｍｌ/秒、測定時間９０秒、溶媒に純水、溶媒屈折率１．３３３とした条件で実施した。また、小径フィラーの平均粒径は、電界放射型走査電子顕微鏡(ＦＥ―ＳＥＭ)（日本電子製　ＪＳＭ―７５００）で１０万倍～１００万倍の倍率にて撮像したフィラーの画像に基づき計測した値である。ここでフィラーの粒径は、画像を画像処理ソフト(ＷｉｎＲＯＯＦ)を用いて二値化処理し、フィラー部分を円形分離機能を使って円として分離し、その円の直径を計測した値を意味する。

（Ｄ）イオン性化合物
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物には、カチオンおよびアニオンから構成され、カチオンまたはアニオンの少なくとも一方が有機物であるイオン性化合物が配合される。イオン性化合物としては公知のイオン性化合物を用いることができる。このイオン性化合物は、本実施形態のエポキシ樹脂組成物の使用温度域において、少なくとも一部がエポキシ樹脂に対して可溶であることが特に好ましい。可溶とは室温（２５℃）において、エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂１００ｇに対して、当該エポキシ樹脂組成物に含まれるイオン性化合物の溶解量が０．０００５ｇ以上であることを意味する。なお、エポキシ樹脂１００ｇに対するイオン性化合物の溶解量は０．００１ｇ以上が好ましく、０．００３ｇ以上がより好ましい。また、イオン性化合物の融点は特に限定されないが、２５０℃以下が好ましく、１００℃以下が好ましく、常温（２５℃）未満であることがより好ましい。なお、融点が１００℃以下のイオン性化合物は、いわゆる「イオン液体」として知られている。また、イオン性化合物の融点の下限値は特に限定されないが、実用上は－１００℃以上が好適である。

　イオン性化合物は、その分子内に反応性基を有していることが好ましい。このような反応性基としては、たとえば、トリメチルシリル基、水酸基、カルボキシル基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、メタクリル基などが挙げられる。反応性基を有するイオン性化合物をエポキシ樹脂組成物に配合した場合、エポキシ樹脂組成物の硬化時に、イオン性化合物が、硬化体を構成する樹脂マトリックスと反応して硬化体中で固定される。このため、半導体装置の封止材（硬化体）からイオン性化合物が染み出し、封止材近傍がイオン性化合物により汚染されることによって種々の不具合が発生するのを抑制することが容易となる。また、硬化体からのイオン性化合物の染み出しの抑制が容易になるため、エポキシ樹脂組成物に対して配合するイオン性化合物の量を増量することも容易となる。それゆえ、種々のニーズに対応できるように本実施形態のエポキシ樹脂組成物の組成設計の自由度をより高めることもできる。なお、イオン性化合物が鎖状の陽イオン分子および／または陰イオン分子を含む場合は、反応性基は、イオン性化合物を構成する鎖状分子の末端に設けられることが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化時に、イオン性化合物を、硬化体を構成する樹脂マトリックスと反応させて、硬化体中に固定することがより容易となる。また、イオン性化合物を構成するカチオンおよびアニオンとしては、イオン性化合物が構成できるものであれば種々の化合物が利用できるが、ＰＦＡＳ（パーフルオロアルキル化合物、ポリフルオロアルキル化合物及びこれらの塩類）の環境への放出を削減する目的においては、トリフルオロメチル基を持たないカチオン及びアニオンを利用することが好適である。この場合、カチオンおよびアニオンの各々がトリフルオロメチル基を含まない分子から構成されるイオン性化合物がより好適である。

　イオン性化合物としては、ピリジニウム系イオン性化合物、イミダゾリウム系イオン性化合物、アンモニウム系イオン性化合物、ホスホニウム系イオン性化合物、ピロリジニウム系イオン性化合物、ピペリジニウム系イオン性化合物、スルホネート系イオン性化合物、および、ヨウ素系イオン性化合物などを用いることができる。また、好適なカチオンとアニオンとの組み合わせに着目した場合、イオン性化合物は、＜ｉ＞ピリジニウム系カチオン、イミダゾリウム系カチオン、アンモニウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピペリジニウム系カチオンおよびホスホニウム系カチオンからなる群より選択される少なくとも１種のカチオンと、＜ｉｉ＞スルホニルイミド系アニオン、スルホネート系アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、イミドジスルフリルフルオリドアニオンおよびヨウ素アニオンからなる群より選択される少なくとも１種のアニオンとを含む、ことが好ましい。

　ピリジニウム系イオン性化合物としては、１－ヘキシル－４－メチルピリジニウム　ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１－ブチル－３－メチルピリジニウム　ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１－ブチル－４－メチルピリジニウムブロミド、１－ブチル－４－メチルピリジニウムクロリド、１－ブチル－４－メチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１－ブチル－４－メチルピリジニウムヨージド、４－メチル－Ｎ－ブチルピリジニウムテトラフルオロボラート、１－ブチルピリジニウムブロミド、１－（３－シアノプロピル）ピリジニウムクロリド、１－エチルピリジニウムテトラフルオロボラート、３－メチル－１－プロピルピリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドなどが例示できる。

　イミダゾリウム系イオン性化合物としては、１－ブチル－３－ドデシルイミダゾリウム　ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、１－アリル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１－アリル－３－メチルイミダゾリウムブロミド、１－アリル－３－メチルイミダゾリウムクロリド、１－アリル－３－メチルイミダゾリウムジシアナミド、１－アリル－３－メチルイミダゾリウムヨージド、１－ベンジル－３－メチルイミダゾリウムクロリド、１－ベンジル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１－ベンジル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、１，３－ビス(シアノメチル)イミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１，３－ビス（シアノメチル）イミダゾリウムクロリド、１，３－ビス（３－シアノプロピル）イミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１，３－ビス（３－シアノプロピル）イミダゾリウムクロリド、１－ブチル－２，３－ジメチルイミダゾリウムクロリド、１－ブチル－２，３－ジメチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１－ブチル－２，３－ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、４－（３－ブチル－１－イミダゾリオ）－１－ブタンスルホナート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムアセタート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムブロミド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムクロリド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムジブチルホスファート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムジシアナミド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロアンチモネート、１-ブチル-３-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートなどがあり、市販品としては３５６－４１１９１などが例示できる。

　アンモニウム系イオン性化合物としては、トリブチルメチルアンモニウム　ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリメチルプロピルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、４－(２－エトキシエチル)－４－メチルモルホリニウム　ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ブチルトリメチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、エチルジメチルプロピルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、２－ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムラクタート、メチル－トリオクチルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、メチルトリオクチルアンモニウムチオサリシレート、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホナート、テトラヘプチルアンモニウムクロリド、トリブチルメチルアンモニウムジブチルホスファート、トリブチルメチルアンモニウムメチルスルファート、トリエチルメチルアンモニウムジブチルホスファート、トリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムメチルスルファート、チオシアン酸トリオクチルメチルアンモニウム、ｐ－トルエンスルホン酸トリオクチルメチルアンモニウム、Ｎ, Ｎ-ジエチル－Ｎ－（２－メトキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム　メトキシアセテート、酢酸テトラブチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、ジブチルリン酸トリブチルメチルアンモニウム、メチルトリオクチルアンモニウム　トシラート、Ｎ－オレイル－Ｎ，Ｎ－ジ（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム　ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、メチルトリオクチルアンモニウムイミドジスルフリルフルオリド、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスファートなどがあり、市販品としてはＴ１７４５、ＩＬ２－３、Ｔ２６９４、ＩＬＡ２－９、ＩＬＡ４８－３２、６６９９６２などが例示できる。

　ホスホニウム系イオン性化合物としては、トリブチルドデシルホスホニウム　ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、メタンスルホン酸テトラブチルホスホニウム、トリブチルメチルホスホニウムジブチルホスファート、トリブチルメチルホスホニウムメチルスルファート、トリエチルメチルホスホニウムジブチルホスファート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミド、ｐ－トルエンスルホン酸トリブチルドデシルホスホニウム、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムビス（２，４，４－トリメチルペンチル）ホスフィナート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムブロミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムジシアナミド、３－(トリフェニルホスホニオ)プロパン－１－スルホナート、３－（トリフェニルホスホニオ）プロパン－１－スルホン酸トシレート、１-ブタナミニウム、Ｎ、Ｎ-ジブチル-Ｎ-メチル、ジブチルホスフェート、トリブチルドデシルホスホニウム　トシラート、トリブチルドデシルホスホニウム　ドデシルベンゼンスルホネート、トリブチル[３－（トリメトキシシリル）プロピル]ホスホニウム　１，１，１－トリフルオロ－Ｎ－[（トリフルオロメチル）スルホニル]メタンスルホンアミドなどがあり、市販品としてはＩＬＡＰ３－３などが例示できる。

　ピロリジニウム系イオン性化合物としては、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムブロミド、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムクロリド、1－ブチル－1－メチルピロリジニウムジシアナミド、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムヨージド、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムテトラフルオロボラート、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムトリフルオロメタンスルフォネート、１－エチル－１－メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１－エチル－１－メチルピロリジニウムブロミド、１－エチル－１－メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１－エチル－１－メチルピロリジニウムテトラフルオロボラート、１－ブチル－１－メチルピロリジニウム　テトラフルオロボレートなどがあり、市販品としては３２２－８７２９１などが例示できる。

　ピペリジニウム系イオン性化合物としては、１－メチル－１－プロピルピペリジニウム　ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド、１－ブチル－１－メチルピペリジニウム　ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミドなどが例示できる。

　スルホネート系イオン性化合物としては、メチルトリオクチルアンモニウム=トシラート、トリブチルドデシルホスホニウム=トシラート、トリブチルドデシルホスホニウム=ドデシルベンゼンスルホネートなどが例示できる。

　ヨウ素系イオン性化合物としては、１，３－ジメチルイミダゾリウムヨージド、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムヨージド、１－エチル－３－プロピルイミダゾリウムヨージド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヨージド、１－ヘキシル－３－メチルイミダゾリウムヨージド、１－アリル－３－メチルイミダゾリウムヨージド、１－アリル－３－エチルイミダゾリウムヨージド、１，２－ジメチル－３－プロピルイミダゾリウムヨージドなどが例示できる。

　これらの中でも、イオン性化合物としては、（Ｄ－１）１－ブチル－１－メチルピロリジニウム＝ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、（Ｄ－２）トリブチルドデシルホスホニウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、（Ｄ－３）１－ヘキシル－４－メチルピリジニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、（Ｄ－４）トリメチルプロピルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、（Ｄ－５）４－(２－エトキシエチル)－４－メチルモルホリニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、（Ｄ－６）メチルトリオクチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、（Ｄ－７）トリブチルメチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、（Ｄ－８）１－ブチル－３－ドデシルイミダゾリウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、（Ｄ－９）メチルトリオクチルアンモニウム＝トシラート、（Ｄ－１０）トリブチルドデシルホスホニウム＝トシラート、（Ｄ－１１）トリブチルドデシルホスホニウム＝ドデシルベンゼンスルホネート、（Ｄ－１２）Ｎ－オレイル－Ｎ，Ｎ－ジ（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、（Ｄ－１３）トリブチル[３－（トリメトキシシリル）プロピル]ホスホニウム＝１，１，１－トリフルオロ－Ｎ－[（トリフルオロメチル）スルホニル]メタンスルホンアミド、（Ｄ－１４）メチルトリオクチルアンモニウムイミドジスルフリルフルオリド、（Ｄ－１５）テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスファート、および、（Ｄ－１６）メチルトリオクチルアンモニウムヘキサフルオロホスファートが好ましい。また、エポキシ樹脂組成物に配合するイオン性化合物としては、１種類のイオン性化合物のみを用いてもよく、２種類以上のイオン性化合物を組み合わせて用いてもよい。

　エポキシ樹脂組成物全量に対するイオン性化合物の含有比率は特に限定されるものではないが、０．０００１質量％（１ｐｐｍ）～３．１質量％（３１０００ｐｐｍ）であることが好ましい。イオン性化合物の含有比率を０．０００１質量％（１ｐｐｍ）以上とすることにより、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りをより確実に抑制し易くなる。また、イオン性化合物の含有比率を３．１質量％（３１０００ｐｐｍ）以下とすることにより、半導体装置の封止材（硬化体）からイオン性化合物が染み出し、封止材近傍がイオン性化合物により汚染されることによって種々の不具合が発生するのを抑制することが容易となる。なお、イオン性化合物の含有比率の下限値は、０．００１質量％（１０ｐｐｍ）以上であることがより好ましく、０．００３（３０ｐｐｍ）以上であることが更に好ましく０．００５質量％（５０ｐｐｍ）以上であることが更に好ましい。また、イオン性化合物の含有比率の上限値は、３．０質量％（３００００ｐｐｍ）以下であることがより好ましく、２．０質量％（２００００ｐｐｍ）以下であることが更に好ましく、１．２質量％（１２０００ｐｐｍ）以下であることが更に好ましく、１．０質量％（１００００ｐｐｍ）以下であることが更に好ましく、０．５質量％（５０００ｐｐｍ）以下であることが更に好ましく、０．１質量％（１０００ｐｐｍ）以下であることが更に好ましく、０．０５質量％（５００ｐｐｍ）以下であることが更に好ましい。

　また、同様の観点から、エポキシ基を２個以上含むエポキシ樹脂１００質量部に対するイオン性化合物の含有量は、０．００２質量部～１１質量部が好ましい。さらに、注入性もより一層改善する観点では、イオン性化合物の含有量は０．８質量部を超え１１質量部以下がより好ましく、１質量部～１１質量部がさらに好ましい。

　また、エポキシ樹脂組成物に含まれる全有機成分の全量に対する（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｄ）イオン性化合物との合計量は、８５質量％以下が好ましく、８２質量％以下がより好ましい。全有機成分の全量に対する（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｄ）イオン性化合物との合計量を８５質量％以下とすることにより、エポキシ樹脂組成物を加熱した際に硬化不良が発生するのを抑制できる。なお、全有機成分の全量に対する（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｄ）イオン性化合物との合計量の下限値は特に限定されるものでは無いが、実用上は、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましい。

（Ｅ）添加剤
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物には、（Ａ）～（Ｄ）成分以外に、必要に応じて各種の添加剤をさらに配合してもよい。添加剤としては特に限定されるものではないが、たとえば、コアシェル型ゴム粒子、硬化促進剤、シランカップリング剤、硬化促進剤、粘度抑制剤、イオントラップ剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤、難燃剤、着色剤、反応性希釈剤などが挙げられ、これら添加剤の種類、配合量は常法通りである。以下にいくつかの添加剤の詳細について説明する。

　添加剤として使用するコアシェル型ゴム粒子は、エポキシ樹脂組成物に注入性を付与し、硬化後のエポキシ樹脂組成物の剥離やマイグレーションを抑制する。マスターバッチ処理されるコアシェル構造を持つゴム粒子としては、コア：ポリブタジエンでありシェル：アクリル共重合体の組合せからなるゴム粒子、あるいは、コア：シリコーン樹脂でありシェル：アクリル共重合体等の組合せからなるゴム粒子が挙げられるが、これらの中でもエポキシ樹脂組成物の使用温度領域内で低い弾性率により、エポキシ樹脂組成物の収縮応力を低下できるため、コア：ポリブタジエンでシェル：アクリル共重合体の組合せからなるゴム粒子が、好ましい。コアシェル構造を持つゴム粒子へのマスターバッチ処理は、エポキシ樹脂、酸無水物等の硬化剤で行うことができ、保存安定性、湿度に対する悪影響の有無の観点からエポキシ樹脂、特にビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が挙げられ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が、より好ましい。

　添加剤として使用する硬化促進剤は、エポキシ樹脂組成物に適切な硬化速度を付与する。硬化促進剤としては、２－メチルイミダゾール、２－ウンデシルイミダゾール、２－ヘプタデシルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－フェニルイミダゾール、２－フェニル－４－メチルイミダゾール等が挙げられる。市販品としては、四国化成製２－フェニル－４－メチルイミダゾール（品名：２Ｐ４ＭＺ）、四国化成製２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン（品名：２ＭＺＡ）が挙げられる。硬化促進剤は、単独でも２種以上を併用してもよい。

　添加剤として使用するシランカップリング剤は、エポキシ樹脂組成物と、半導体素子や基板との間の密着性を付与する。市販品としては、例えば、Ｚ－６６１０、Ｚ－６０１１、Ｚ－６０２０、Ｚ－６０９４、Ｚ－６８８３、Ｚ－６０３２、Ｚ－６０４０、Ｚ－６０４４、Ｚ－６０４３、Ｚ－６０７５、Ｚ－６３００、Ｚ－６５１９、Ｚ－６８２５、Ｚ－６０３０、Ｚ－６０３３、Ｚ－６０６２、Ｚ－６８６２、Ｚ－６９１１、Ｚ－６０２６、ＡＺ－７２０、Ｚ－６０５０（いずれも東レ・ダウコーニング社製）、ＫＢＭ－３０３、ＫＢＭ－４０２、ＫＢＭ－４０３、ＫＢＥ－４０２、ＫＢＥ－４０３、ＫＢＭ－１４０３、ＫＢＭ－５０２、ＫＢＭ－５０３、ＫＢＥ－５０２、ＫＢＥ－５０３、ＫＢＭ－５１０３、ＫＢＭ－６０２、ＫＢＭ－６０３、ＫＢＥ－６０３、ＫＢＭ－９０３、ＫＢＥ－９０３、ＫＢＥ－９１０３、ＫＢＭ－５７３、ＫＢＭ－５７５、ＫＢＥ－５８５、ＫＢＭ－１００３、ＫＢＥ－１００３、ＫＢＭ－８０２、ＫＢＭ－８０３、ＫＢＥ－８４６、ＫＢＥ－９００７、Ｘ－４１－１０５３、Ｘ－４１－１０５６、Ｘ－４１－１０５９Ａ、Ｘ－４１－１８０５、Ｘ－４１－１８０８、Ｘ－４１－１８１０、ＫＲ－５１３、Ｘ－４０－２６７２Ｂ、Ｘ－４０－９２７２Ｂ、Ｘ－４０－２６５１等（いずれも信越化学工業社製）等が挙げられる。なお、上記シランカップリング剤は、単独で使用されてもよいし、２種以上組み合わせて使用されてもよい。

　本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、少なくとも（Ａ）～（Ｄ）成分を混合攪拌して調製することができ、この際、必要に応じてさらに（Ｅ）成分も配合することもできる。混合攪拌の方法としては特に限定されず、ロールミルなどの公知の混合攪拌方法を利用できる。また、原料として用いる（Ａ）エポキシ樹脂が固形状の場合は、他の成分と混合する前に加熱処理などを行うことによって液状化してから混合することが好ましい。また、エポキシ樹脂組成物の調製に際しては、原料となる全成分を一度に混合してもよく、原料となる全成分のうちから選択された一部の成分を混合した一次混合物を調製し、一次混合物に対して残りの成分を混合してもよい。たとえば、（Ｃ）フィラーとして（Ｃ１）大径フィラーを用いる場合において、（Ａ）エポキシ樹脂に対して、（Ｃ１）大径フィラーを均一に分散させることが困難なときは、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｃ１）大径フィラーとを混合した一次混合物を調製し、この一次混合物に対して残りの各成分を混合してもよい。

＜エポキシ樹脂組成物の用途、半導体装置およびその製造方法＞
　本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、半導体装置等の各種の電子装置の封止材として利用することができるが、特に、封止材により囲われた電極接続部を備え、電極接続部の接続界面の一方側の電極接続面を構成する第一の金属材料と、他方側の電極接続面を構成する第二の金属材料とが異なる半導体装置等の各種の電子装置の封止材として利用することが好適である。ここで、第一の金属材料と、第二の金属材料との組み合わせとしては、両者を接続した際に電位差が生じる組合せであれば特に限定されないが、（ａ）銅、銅合金、銀、銀合金、金および金合金からなる群より選択される第一の金属材料と、錫および錫合金からなる群より選択される第二の金属材料との組み合わせや、（ｂ）（ａ）の組合せと同程度前後あるいはそれ以上の電位差が生じる金属材料同士の組合せが好適である。このような電極接続部を備えた電子装置の製造に際して、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いて樹脂封止を行った場合、電極接続部を覆う封止材（硬化物）中に分散しているフィラーの分布の偏りを抑制することができる。

　また、本実施形態の半導体装置は、基板と、基板上に配置された半導体素子と、半導体素子と基板との間の空隙を封止している封止材（本実施形態のエポキシ樹脂組成物の硬化物）とを備えるものであればよい。なお、この半導体装置は、半導体素子に設けられた素子側電極の電極接続面と、基板に設けられた基板側電極の電極接続面とが接続された電極接続部を備えており、封止材は、この電極接続部も囲うように配置される。本実施形態の半導体装置においては、素子側電極の電極接続面を構成する素子側金属材料と、基板に設けられた基板側電極の電極接続面を構成する基板側金属材料とは互いに異なることが特に好ましく、両者の好適な組合せは、上述した第一の金属材料と第二の金属材料との好適な組合せと同様である。素子側電極および基板側電極は、たとえば、半田バンプや金属ピラーなどで構成することができるが、素子側電極は銅ピラーなどの金属ピラーにより構成されていることが好ましい。

　本実施形態の半導体装置は、基板と、基板上に配置されている半導体素子との間の空隙を本実施形態のエポキシ樹脂組成物で充填する工程（充填工程）と、空隙に充填されたエポキシ樹脂組成物を硬化する工程（硬化工程）と、を少なくとも経ることにより製造される。なお、通常、充填工程に先立ち、半導体素子の素子側電極が設けられた面と、基板の基板側電極が設けられた面とを対向させた状態で、素子側電極の電極接続面と基板側電極の電極接続面とを接続して電極接続部を形成する工程（接続工程）が実施される。したがって、充填工程においては、電極接続部の周囲も囲うようにエポキシ樹脂組成物が充填され、電極接続部の周囲を囲うエポキシ樹脂組成物は、硬化工程において硬化する（硬化物（封止材）となる）。

　図１は、半導体装置の断面構造の一例を示す断面図であり、具体的には、電極接続部近傍の断面構造について走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）で撮像したＳＥＭ画像について示したものである。図１に示すように、基板側電極１０と、基板側電極１０に接続された素子側電極２０とから構成される電極接続部３０の近傍には、電極接続部３０を囲うように、充填工程において充填されたエポキシ樹脂組成物の硬化物である封止材４０が配置されている（図中では、左右１対の電極接続部３０の間に封止材４０が位置している）。また、図１に示す例では、基板側電極１０は錫を主成分として含む錫合金からなるハンダバンプから構成されており、素子側電極２０は銅ピラーから構成されているため、両電極１０、２０を接続した場合には電位差が生じる。また、図１に示されるように、封止材４０は、フィラー（図中の封止材４０のうち相対的に白い部分）と、フィラー以外の部分である樹脂マトリックス（図中の封止材４０のうち相対的に黒い部分）とから構成される。なお、封止材４０中のフィラーと樹脂マトリックスとは、ＳＥＭ画像中の封止材４０に対応する領域を指定して画像処理ソフトウエアによる画像処理によって区別することができる。このような画像処理は、指定された封止材４０に対応する領域の輝度分布の中央値を基準として二値化処理することにより実施する。

　一方、電極接続部３０には、基板側電極１０の電極接続面と素子側電極２０の電極接続面との接続界面Ｌが形成されている。ここで、封止材４０に対応する領域は、接続界面Ｌを延長した延長線を基準にして、半導体素子側の領域Ｒａと、基板側の領域Ｒｂとに分割することができる。この場合、電極接続部３０を覆う封止材４０中に分散しているフィラーの分布の偏りの度合いは、下式（１）に示すフィラー分布指数により定量的に評価することができる。
・式（１）　フィラー分布指数＝１００×ａ／ｂ

　ここで、式（１）において、ａは、領域Ｒａ内におけるフィラーの占有率であり、ｂは、領域Ｒｂ内におけるフィラーの占有率である。また、占有率は、図１に例示したような二値化処理して得られたＳＥＭ画像に基づき算出される値である。なお、フィラー分布指数を算出するための一連の画像処理には、アメリカ国立衛生研究所（ＮＩＨ：National Institutes of Health）のＩｍａｇｅＪを用いた。

　フィラー分布指数が１００である場合、封止材４０中に分散しているフィラーが最も均一に分布している（分布の偏りが極小である）ことを意味する。一方、フィラー分布指数が１００から離れる程、封止材４０中に分散しているフィラーの分布の偏りの度合いが大きくなることを意味する。また、フィラー分布指数が１００よりも小さい場合は、フィラーが領域Ｒｂに偏って分布していることを意味し、１００よりも大きい場合は、フィラーが領域Ｒａに偏って分布していることを意味する。領域Ｒａおよび領域Ｒｂの何れの側にフィラーが偏って分布する傾向にあるのかは、基板側電極１０の電極接続面を構成する金属材料と、素子側電極２０の電極接続面を構成する金属材料との組み合わせに依存する。なお、本実施形態の半導体装置では、フィラー分布指数は、１００±５０の範囲内であることが好ましく、１００±３０の範囲内であることがより好ましく、１００±２０の範囲内であることがさらに好ましい。

　以下に本発明の具体例を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下に説明する実施例のみに限定されるものではない。

１．エポキシ樹脂組成物の調製
　表１～表６に示す配合比率となるように、ロールミルを用いて原料を混合攪拌することにより実施例１～４３および比較例１のエポキシ樹脂組成物を調製した。なお、原料として用いた（Ａ）～（Ｅ）成分の詳細は以下の通りである。

２．エポキシ樹脂組成物の調製に用いた原料成分
（Ａ）エポキシ樹脂
ａ１：ＹＤＦ８１７０（ビスフェノールＦ型、エポキシ当量１５８ｇ／ｅｑ、エポキシ基の数：２個、日鉄ケミカル＆マテリアル社製）
ａ２：ＥＸＡ－８５０ＣＲＰ（ビスフェノールＡ型、エポキシ当量１７２ｇ／ｅｑ、エポキシ基の数：２個、ＤＩＣ社製）
ａ３：ＨＰ４０３２Ｄ（ナフタレン型、エポキシ当量１４０ｇ／ｅｑ、エポキシ基の数：２個、ＤＩＣ社製）
ａ４：ｊＥＲ６３０（アミノフェノール型、エポキシ当量９８ｇ／ｅｑ、エポキシ基の数：３個、三菱ケミカル社製）
ａ５：ＹＸ７４００（ビフェニル型、エポキシ当量４４０ｇ／ｅｑ、エポキシ基の数：２個、三菱ケミカル社製）

（Ｂ）硬化剤
ｂ１：ＨＤＡＡ（アミン系硬化剤、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチルジフェニルメタン、活性水素当量６３．５ｇ／ｅｑ、日本化薬社製）
ｂ２：エタキュア１００（アミン系硬化剤、ジエチルトリエンジアミン、活性水素当量４４．６ｇ／ｅｑ、アルベマール社製）
ｂ３：ＨＮ５５００（酸無水、活性水素当量１６８ｇ／ｅｑ、日立化成株式会社製）
ｂ４：ＭＥＨ８００６（フェノール系硬化剤、活性水素当量１３５ｇ／ｅｑ、明和化成社製）

（Ｃ）フィラー
（Ｃ１）大径フィラー
・ＳＥ２２００－ＳＥＪ（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン表面処理二酸化ケイ素、平均粒径０．６μｍ、アドマテックス社製）
・ＳＥ１０５０－ＳＥＯ（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン表面処理二酸化ケイ素、平均粒径０．３μｍ、アドマテックス社製）
・ＳＥ５２００－ＳＥＥ（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン表面処理二酸化ケイ素、平均粒径２．０μｍ、アドマテックス社製）
・ＳＥ２３００（二酸化ケイ素－表面処理なし、平均粒径０．６μｍ、アドマテックス社製）
・ＳＥ２２００―ＳＭＥ(３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン表面処理二酸化ケイ素、平均粒径０．６μｍ、アドマテックス社製)

大径フィラーの表面処理剤
・ｇ１：３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
・ｇ２：３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン

（Ｃ２）小径フィラー
・ＹＡ０１０Ａ（平均粒径１０ｎｍ、アドマテックス社製）
・ＹＣ１００Ｃ（平均粒径１００ｎｍ、アドマテックス社製）

（Ｄ）イオン性化合物
ｄ１：１－ブチル－１－メチルピロリジニウム＝ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（富士フイルム和光純薬：０２７－１５４４１、ＣＡＳ　Ｎｏ．２２３４３７－１１－４、融点：－１５℃、下記構造式ｄ１）

ｄ２：トリブチルドデシルホスホニウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（富士フイルム和光純薬：２０５－１９９６１、ＣＡＳ　Ｎｏ．１００２７５４－３９－３、融点：－１６℃、下記構造式ｄ２）

ｄ３：１－ヘキシル－４－メチルピリジニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（富士フイルム和光純薬：０８４－１０１３１、ＣＡＳ　Ｎｏ．８７０２９６－１３－２、融点：１２℃、下記構造式ｄ３）

ｄ４：トリメチルプロピルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（富士フイルム和光純薬：２０１－１９９４１、ＣＡＳ　Ｎｏ．２６８５３６－０５－６、融点：１９℃、下記構造式ｄ４）

ｄ５：４－(２－エトキシエチル)－４－メチルモルホリニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（富士フイルム和光純薬：０５３－０９０７１、ＣＡＳ　Ｎｏ．６６３６２８－４８－６、融点：不明（但し、下記構造式ｄ５のイオン性化合物は常温において液体状であることが確認された）、下記構造式ｄ５）

ｄ６：メチルトリオクチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（富士フイルム和光純薬：１３６－１７４８１、ＣＡＳ　Ｎｏ．３７５３９５－３３－８、融点：－７０℃、下記構造式ｄ６）

ｄ７：トリブチルメチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（富士フイルム和光純薬：３５２－２７７５１、ＣＡＳ　Ｎｏ．４０５５１４－９４－５、融点：不明（但し、下記構造式ｄ７のイオン性化合物は常温において液体状であることが確認された）、構造式ｄ７）

ｄ８：１－ブチル－３－ドデシルイミダゾリウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（富士フイルム和光純薬：０２２－１８７９１、ＣＡＳ　Ｎｏ．１６１２８４２－４２－８、融点：不明（但し、下記構造式ｄ８のイオン性化合物は常温において液体状であることが確認された）、下記構造式ｄ８）

ｄ９：メチルトリオクチルアンモニウム＝トシラート（融点：７８℃、下記構造式ｄ９）

ｄ１０：トリブチルドデシルホスホニウム＝トシラート（融点：不明（但し、下記構造式ｄ１０の有機塩は常温において液体状であることが確認された）、下記構造式ｄ１０）

ｄ１１：トリブチルドデシルホスホニウム＝ドデシルベンゼンスルホネート（融点：不明（但し、下記構造式ｄ１１の有機塩は常温において液体状であることが確認された）、下記構造式ｄ１１）

ｄ１２：Ｎ－オレイル－Ｎ，Ｎ－ジ（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（融点：不明（但し、下記構造式ｄ１２のイオン性化合物は常温において液体状であることが確認された）、下記構造式ｄ１２）

ｄ１３：トリブチル[３－（トリメトキシシリル）プロピル]ホスホニウム＝１，１，１－トリフルオロ－Ｎ－[（トリフルオロメチル）スルホニル]メタンスルホンアミド（融点：不明（但し、下記構造式ｄ１３のイオン性化合物は常温において液体状であることが確認された、下記構造式ｄ１３）

ｄ１４：メチルトリオクチルアンモニウムイミドジスルフリルフルオリド（融点：不明（但し、下記構造式ｄ１４のイオン性化合物は常温において液体状であることが確認された）、下記構造式ｄ１４）

ｄ１５：テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスファート（富士フイルム和光純薬：３５２－４１３７２、ＣＡＳ　Ｎｏ．３１０９－６３－５、融点：２４２℃、下記構造式ｄ１５）

ｄ１６：メチルトリオクチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート（富士フイルム和光純薬：１３３－１７４９１、ＣＡＳ　Ｎｏ．　５６９６５２－３７－５、融点：７８℃、下記構造式ｄ１６）

（Ｅ）各種添加剤
ｅ１：ＭＸ－１３７（コアシェル型ブタジエン系ゴム粒子、カネカ社製）
ｅ２：ＭＸ―９６５（コアシェル型シリコーン径ゴム粒子、カネカ社製）
ｅ３：２Ｐ４ＭＺ（２－フェニル－４－メチルイミダゾール、硬化促進剤、四国化成社製）
ｅ４：ＫＢＭ４０３（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、カップリング剤、信越化学工業社製）
ｅ５：ＣＧ１４００（ジシアンジアミド、硬化促進剤、エアプロダクツ　アンド　ケミカルズ社製）
ｅ６：ＴＰＰ（トリフェニルホスフィン、粘度抑制剤、北興化学工業社製）

３．評価結果
　各実施例および比較例のエポキシ樹脂組成物の粘度、チクソトロピー指数および注入性、ならびに、各実施例および比較例のエポキシ樹脂組成物の硬化物のフィラー分布指数および硬化物外観について、以下に示す手順にて測定または評価した。結果を表１～表６に示す。

（粘度）
　粘度は、調製直後のエポキシ樹脂組成物について、ブルックフィールド社製回転粘度計ＨＢＤＶ－１（スピンドルＳＣ４－１４使用）用いて、液温２５℃、５０ｒｐｍおよび液温２５℃、５ｒｐｍの条件にて測定した。

（チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．））
　エポキシ樹脂組成物のチクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）は、上述した粘度測定において得られた２種類の粘度を用い、５０ｒｐｍで測定した粘度に対する５ｒｐｍで測定した粘度の比率として計算した。

（注入性）
　有機基板（ＦＲ－４基板）上に、２０μｍまたは５０μｍのギャップを設けて、半導体素子の代わりにガラス板を固定した試験片を作製した。次に、この試験片を温度１１０℃に設定したホットプレート上に設置した状態で、ガラス板の一端側にエポキシ樹脂組成物を塗布することで、有機基板とガラス板との間に形成されたギャップ内にエポキシ樹脂組成物を注入した。この際、エポキシ樹脂組成物が塗布されたガラス板の一端側を０ｍｍとした場合におけるエポキシ樹脂組成物の注入距離が２０ｍｍに達するまでの時間を測定した。この手順を２回実施し、２回の測定値の平均値を注入時間として求めた。

（フィラー分布指数）
　エポキシ樹脂組成物を用いてフリップチップ実装により半導体装置を作製した。ここで、半導体装置の作製には、錫を主成分として含む錫合金からなる半田バンプを基板側電極１０として備えた基板と、銅ピラーからなる素子側電極２０を備えた半導体素子とを用いた。そして、接続工程、充填工程、硬化工程を順次実施することで半導体装置を作製した。なお、硬化工程における硬化条件は、１５０℃・１２０分とした。

　次に、作製したチップサイズ１０ｍｍ×１０ｍｍの半導体装置をスライサー（ＢＵＥＨＬＥＲ製、ＩＳＯＭＥＴ　４０００）を用いて切断し、切断面を２４０番、８００番、１２００番の研磨紙を順次用いて研磨することで、半導体装置中央部の切断面を露出したＳＥＭ観察用サンプルを得た。そして、ＳＥＭ観察用のサンプルの切断面をＦＥ－ＳＥＭにより撮像することで、図１に例示したような電極接続部３０近傍を拡大したＳＥＭ画像を取得し、このＳＥＭ画像に基づき既述した手順により画像処理を行うことで領域Ｒａ内におけるフィラーの占有率ａおよび領域Ｒｂ内におけるフィラーの占有率ｂを得た。続いて、これらの値ａ，ｂを式（１）に代入してフィラー分布指数を算出した。なお、フィラー分布指数は１００±５０以内である場合を良好と判断した。

（硬化物外観）
　エポキシ樹脂組成物を１５０℃１２０分の硬化条件で硬化することで試験片を得た。次に、この試験片の表面を目視で確認して、イオン性化合物が試験片の表面に染み出しているのか否かを観察した。評価基準は以下の通りである。
Ａ：イオン性化合物の染み出しは観測されなかった
Ｂ：イオン性化合物の染み出しが観測された

１０　基板側電極
２０　素子側電極
３０　電極接続部
４０　封止材

Claims

　（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）フィラーと、（Ｄ）カチオンまたはアニオンの少なくとも一方が有機物であるイオン性化合物と、
を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物が、ピリジニウム系イオン性化合物、イミダゾリウム系イオン性化合物、アンモニウム系イオン性化合物、ホスホニウム系イオン性化合物、ピロリジニウム系イオン性化合物、ピペリジニウム系イオン性化合物、スルホネート系イオン性化合物、および、ヨウ素系イオン性化合物からなる群より選択される少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物が、＜ｉ＞ピリジニウム系カチオン、イミダゾリウム系カチオン、アンモニウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピペリジニウム系カチオンおよびホスホニウム系カチオンからなる群より選択される少なくとも１種のカチオンと、＜ｉｉ＞スルホニルイミド系アニオン、スルホネート系アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、イミドジスルフリルフルオリドアニオンおよびヨウ素アニオンからなる群より選択される少なくとも１種のアニオンとを含む、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物が、イオン液体であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物は、反応性基を有していることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物の含有比率が、エポキシ樹脂組成物全量に対して、０．０００１質量％～３．１質量％であることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物の含有比率が、エポキシ樹脂組成物全量に対して、０．００１質量％以上１．２質量％以下であることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｄ）イオン性化合物が、
（Ｄ－１）１－ブチル－１－メチルピロリジニウム＝ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、
（Ｄ－２）トリブチルドデシルホスホニウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－３）１－ヘキシル－４－メチルピリジニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、
（Ｄ－４）トリメチルプロピルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－５）４－(２－エトキシエチル)－４－メチルモルホリニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－６）メチルトリオクチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－７）トリブチルメチルアンモニウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－８）１－ブチル－３－ドデシルイミダゾリウム＝ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
（Ｄ－９）メチルトリオクチルアンモニウム＝トシラート、
（Ｄ－１０）トリブチルドデシルホスホニウム＝トシラート、
（Ｄ－１１）トリブチルドデシルホスホニウム＝ドデシルベンゼンスルホネート、
（Ｄ－１２）Ｎ－オレイル－Ｎ，Ｎ－ジ（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、
（Ｄ－１３）トリブチル[３－（トリメトキシシリル）プロピル]ホスホニウム＝１，１，１－トリフルオロ－Ｎ－[（トリフルオロメチル）スルホニル]メタンスルホンアミド、
（Ｄ－１４）メチルトリオクチルアンモニウムイミドジスルフリルフルオリド、
（Ｄ－１５）テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスファート、および、
（Ｄ－１６）メチルトリオクチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート
からなる群より選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ａ）エポキシ樹脂が、液状のエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ａ）エポキシ樹脂が、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、および、ナフタレ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つを含むことを特徴とする請求項１～請求項９のいずれか１項記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｃ）フィラーとして、平均粒径が０．２μｍ以上である（Ｃ１）大径フィラーを含み、
　前記（Ｃ１）大径フィラーの含有比率が、エポキシ樹脂組成物全量に対して、３５質量％～７０質量％であることを特徴とする請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｃ１）大径フィラーの平均粒径が０．２～３．０μｍであることを特徴とする請求項１１に記載のエポキシ樹脂組成物。
　前記（Ｃ）フィラーとして、平均粒径が０．２μｍ未満である（Ｃ２）小径フィラーを含み、
　前記（Ｃ２）小径フィラーの平均粒径が５ｎｍ～１２０ｎｍであることを特徴とする請求項１～請求項１２のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　（Ｅ）添加剤をさらに含み、
　前記（Ｅ）添加剤として、コアシェル型ゴム粒子を含むことを特徴とする請求項１～請求項１３のいずれか１項に記載の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ことを特徴とする請求項１～請求項１４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
　基板と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記半導体素子と前記基板との間の空隙を封止している請求項１～請求項１５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と、を備えることを特徴とする半導体装置。
　基板と、前記基板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１５のいずれか１項に記載の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、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。