WO2024075342A1 - エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024075342A1
WO2024075342A1 PCT/JP2023/022302 JP2023022302W WO2024075342A1 WO 2024075342 A1 WO2024075342 A1 WO 2024075342A1 JP 2023022302 W JP2023022302 W JP 2023022302W WO 2024075342 A1 WO2024075342 A1 WO 2024075342A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
filler
composition according
semiconductor device
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022302
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅 梶原
Original Assignee
ナミックス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ナミックス株式会社 filed Critical ナミックス株式会社
Publication of WO2024075342A1 publication Critical patent/WO2024075342A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3445—Five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape

Definitions

  • One aspect of the present disclosure relates to an epoxy resin composition, a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • defects such as cracks may occur in the bump electrodes when a thermal load such as a temperature cycle is applied. This is because stress is applied to the bump electrodes due to the difference in the linear expansion coefficient between the substrate, which contains a large amount of organic material such as epoxy resin, and the semiconductor element, which contains a large amount of metal material.
  • the gap between the substrate and the semiconductor element is filled with a liquid semiconductor encapsulant called underfill (also called underfill material or encapsulant).
  • underfill also called underfill material or encapsulant
  • a portion called a fillet where the semiconductor encapsulant is piled up, is formed at the corners (corner ends) of the chip.
  • the sealing material is generally a composition containing an epoxy resin and a filler.
  • a sealing material containing an aminophenol type epoxy resin, an amine-based curing agent, a silica filler, and a silane coupling agent has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a sealing material containing an epoxy resin, a curing agent, a filler, and a modified polysiloxane has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • various sealing materials have been proposed by changing the type of epoxy resin, the type of hardener, etc.
  • conventional underfill materials may contain fillers to reduce the difference in linear expansion coefficient between the chip and the bump.
  • the underfill material contains a large amount of filler, the viscosity increases.
  • the underfill material contains a large amount of fine filler, the viscosity increases significantly.
  • the underfill material contains coarse filler, the volume of the coarse filler may prevent the underfill material from entering the gaps of the fine-pitched wiring pattern. As described above, it may be difficult for conventional underfill materials to be injected into gaps in fine-pitch wiring patterns, and therefore there is a demand for improvements in the injection properties of underfill materials.
  • One objective of this disclosure is to provide an epoxy resin composition, a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor device that achieve both injectability and reliability.
  • the present inventors have investigated the composition of an appropriate underfill material when injecting the underfill material into a board having a fine-pitched wiring pattern, taking into consideration that a decrease in the filler content of the epoxy resin composition reduces reliability in terms of thermal cycle resistance and moisture absorption reflow, and that an increase in the filler content increases the viscosity of the underfill material, reducing injectability and causing voids at the injected location.
  • a decrease in the filler content of the epoxy resin composition reduces reliability in terms of thermal cycle resistance and moisture absorption reflow
  • an increase in the filler content increases the viscosity of the underfill material, reducing injectability and causing voids at the injected location.
  • it was found that it was not possible to realize an underfill material that is both easy to inject and reliable by using a polyalkylene glycol type epoxy resin that has flexibility as an epoxy resin, a filler, and an appropriate curing agent component.
  • an epoxy resin composition contains an epoxy resin, a nitrogen atom-containing heterocyclic compound, and a filler,
  • the epoxy resin contains at least a polyalkylene glycol type epoxy resin,
  • the content of the filler is 55% by mass or more and less than 77% by mass based on the total amount of the epoxy resin composition.
  • an epoxy resin composition a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor device that can achieve both injectability and reliability.
  • the epoxy resin composition according to the embodiment contains a polyalkylene glycol type epoxy resin, a heterocyclic compound containing a nitrogen atom, and a filler.
  • the epoxy resin composition according to the embodiment preferably further contains an epoxy resin other than the polyalkylene glycol type epoxy resin and a phenol-based curing agent, and contains other components as necessary.
  • the polyalkylene glycol type epoxy resin is contained in order to achieve both injectability and reliability.
  • the polyalkylene glycol type epoxy resin does not have a rigid ring in the molecule, and is composed only of a straight chain structure, which is a flexible structure. Therefore, the polyalkylene glycol type epoxy resin is a resin with a high stress relaxation effect, has flexibility, can impart flexibility to the cured product, and can reduce the elastic modulus of the cured product. Therefore, it is possible to achieve both the injectability and reliability of the epoxy resin composition while maintaining the amount of the filler at a constant amount.
  • polyalkylene glycol type epoxy resins examples include polytetramethylene glycol type epoxy resins, polyethylene glycol type epoxy resins, and polypropylene glycol type epoxy resins, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polytetramethylene glycol type epoxy resins are preferred from the standpoints of injectability and stress relaxation.
  • the weight average molecular weight of the polyalkylene glycol type epoxy resin is preferably 500 to 3,000, and more preferably 1,500 to 2,500.
  • the weight average molecular weight refers to a value obtained by gel permeation chromatography (GPC) using a calibration curve of standard polystyrene. If the weight average molecular weight is less than 500, the effect of imparting flexibility is small, and reliability may be reduced. On the other hand, if the weight average molecular weight is 3,000 or more, the epoxy resin composition becomes highly viscous, and there is a concern that injectability may be deteriorated.
  • the number of epoxy groups contained in one molecule of the polyalkylene glycol type epoxy resin is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but from the viewpoint of reliability, it is preferable that the number is 2 or more (multifunctional epoxy resin).
  • the upper limit of the number of epoxy groups is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferable that the number is 5 or less.
  • Polyalkylene glycol type epoxy resins may contain chlorine, a by-product produced during synthesis. If chlorine is present in the resin, it may reduce injectability and reliability. For this reason, it is preferable that the chlorine content of polytetramethylene glycol type epoxy resins be 1,000 ppm or less.
  • polyalkylene glycol type epoxy resins are used in combination with epoxy resins other than the polyalkylene glycol type epoxy resins described below.
  • the content of the polyalkylene glycol type epoxy resin is preferably 10% to 30% by mass, and more preferably 15% to 20% by mass, relative to the epoxy resin. If the content of the polyalkylene glycol type epoxy resin is less than 10% by mass, the stress relaxation effect may be insufficient, and reliability may decrease. On the other hand, if the content of the polyalkylene glycol type epoxy resin is more than 30% by mass, the cured product of the epoxy resin composition may become brittle, and reliability may decrease.
  • the other epoxy resin is an epoxy resin other than the polyalkylene glycol type epoxy resin described above.
  • the other epoxy resin may be any of various epoxy resins generally used for semiconductor encapsulation without any particular limitation.
  • the number of epoxy groups contained in one molecule of the other epoxy resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but from the viewpoint of reliability, it is preferably 2 or more (multifunctional epoxy resin).
  • the upper limit of the number of epoxy groups is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferably 5 or less.
  • the epoxy equivalent of the other epoxy resin is preferably 50 g/eq. to 10,000 g/eq., more preferably 50 g/eq.
  • the epoxy equivalent is the mass of a resin containing one equivalent of an epoxy group, as defined in JIS K 7236: 2001. Note that "eq.” is an abbreviation of "equivalent.”
  • epoxy resins other than polyalkylene glycol type epoxy resins include glycidylamine type epoxy resins, aliphatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, novolac type epoxy resins, fluorene type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, aminophenol type epoxy resins, and naphthalene type epoxy resins.
  • glycidylamine type epoxy resins include diglycidylaniline, diglycidyltoluidine, and tetraglycidyl-m-xylylenediamine tetraglycidylbis(aminomethyl)cyclohexane.
  • Examples of alicyclic epoxy resins include vinyl(3,4-cyclohexene) dioxide and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)-5,1-spiro-(3,4-epoxycyclohexyl)-m-dioxane.
  • Examples of bisphenol type epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins.
  • Examples of bisphenol A type epoxy resins include p-glycidyloxyphenyldimethyltrisbisphenol A diglycidyl ether.
  • Examples of biphenyl type epoxy resins include biphenyl aralkyl epoxy resins and 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diglycidyloxybiphenyl.
  • aminophenol type epoxy resin is triglycidyl-p-aminophenol.
  • the number of epoxy groups in the epoxy resin may be one (monofunctional) or two or more (multifunctional).
  • An example of the monofunctional epoxy resin is p-tert-butylphenyl glycidyl ether.
  • polyfunctional epoxy resins include diepoxy resins such as 1,4-phenyldimethanol diglycidyl ether; and triepoxy resins such as trimethylolpropane triglycidyl ether and glycerin triglycidyl ether.
  • the epoxy resin other than the polyalkylene glycol type epoxy resin may be a hydantoin type epoxy resin such as 1,3-diglycidyl-5-methyl-5-ethylhydantoin; an epoxy resin having a silicone skeleton such as 1,3-bis(3-glycidoxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane; or an epoxy resin having a skeleton derived from a plant.
  • glycidylamine type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, and aliphatic epoxy resin are preferred.
  • the epoxy resin composition further contains at least one selected from glycidylamine type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, and aliphatic epoxy resin. It is more preferred to use an aliphatic epoxy resin and an aromatic epoxy resin in combination.
  • the content of the epoxy resin (total amount of polyalkylene glycol type epoxy resin and other epoxy resins) is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably 45% to 23% by mass based on the total amount of the epoxy resin composition. When the epoxy resin content falls within this range, both injectability and reliability can be achieved.
  • the nitrogen atom-containing heterocyclic compound is contained in order to cure the epoxy resin composition.
  • the nitrogen atom-containing heterocyclic compound undergoes homopolymerization with the epoxy resin, etc.
  • the amine-based curing agent undergoes addition polymerization with the epoxy resin, etc. Due to this difference in reaction, the nitrogen atom-containing heterocyclic compound cures with a lower crosslink density and linear expansion coefficient than the amine-based curing agent. Therefore, by using a heterocyclic compound containing a nitrogen atom as a curing agent, it is possible to reduce the linear expansion coefficient of the cured product of the epoxy resin composition, particularly at temperatures above the glass transition point. This reduces the gap between the linear expansion coefficient of the cured product of the epoxy resin composition and the linear expansion coefficient of the chip at high temperatures, thereby reducing the stress generated. This improves reliability.
  • the nitrogen atom-containing heterocyclic compound is not particularly limited as long as it can cure the resin in the epoxy resin composition, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the heterocyclic compound include imidazole derivatives and microencapsulated nitrogen atom-containing heterocyclic compounds.
  • imidazole derivatives examples include 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-imidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]ethyl-s-triazine, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, and 2,3-dihydro-1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazole.
  • the imidazole derivative may be a commercially available product or an appropriately synthesized product, such as 2P4MZ (2-phenyl-4-methylimidazole), 2MZA (2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]ethyl-s-triazine, and 2-phenyl-4-methylimidazole) (all manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd.).
  • the nitrogen-containing heterocyclic compound may be microencapsulated.
  • the microencapsulated nitrogen-containing heterocyclic compound may be a commercially available product or a suitably synthesized product.
  • commercially available products include Novacure HX3941HP, Novacure HXA3042HP, Novacure HXA3922HP, Novacure HXA3792, Novacure HX3748, Novacure HX3721, Novacure HX3722, Novacure HX3088, Novacure HX3741, Novacure HX3742, Novacure HX3613 (all manufactured by Asahi Kasei Corporation), Amicure PN-23J, Amicure PN-40J (all manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.), and Fujicure FXR-1121 (manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.). These may be used alone or in combination of two or more.
  • the nitrogen-containing heterocyclic compound is preferably 2-phenyl-4-methylimidazole and 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]ethyl-s-triazine.
  • the nitrogen-containing heterocyclic compound is preferably at least one selected from 2-phenyl-4-methylimidazole and 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1)']-ethyl-s-triazine.
  • the content of the nitrogen-containing heterocyclic compound is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the content of the nitrogen-containing heterocyclic compound is preferably 2.0% by mass to 8.0% by mass, more preferably 2.5% by mass to 6.0% by mass, based on the epoxy resin composition excluding the filler described below.
  • the content of the nitrogen-containing heterocyclic compound is 2.0% by mass or more, the curing time of the epoxy resin composition can be accelerated, thereby improving the productivity of electronic component devices.
  • the content of the nitrogen-containing heterocyclic compound is 8.0% by mass or less, the storage stability of the epoxy resin composition is improved.
  • the content of the microencapsulated nitrogen-containing heterocyclic compound is preferably 3% by mass to 25% by mass, and more preferably 5% by mass to 20% by mass, based on the epoxy resin composition excluding the filler.
  • the filler is contained in order to lower the linear expansion coefficient of the cured product of the epoxy resin composition and to suppress volumetric shrinkage caused by the curing reaction of the epoxy resin composition.
  • the filler is not particularly limited as long as it is contained in a normal epoxy resin composition, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the filler include inorganic particles.
  • the inorganic particles include silica and alumina.
  • the filler may further have other functions such as coloring.
  • examples of such fillers include inorganic pigments such as white pigments.
  • inorganic pigments include magnesia, titania, zirconia, boron nitride, aluminum nitride, titanium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, diamond, potassium titanate, magnesium sulfate, sepiolite, zonolite, aluminum borate, calcium carbonate, titanium oxide, barium sulfate, zinc oxide, magnesium hydroxide, barium titanate, and zirconia oxide. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silica filler is preferred because it allows a high loading amount.
  • the filler may be surface-treated with a silane coupling agent or the like.
  • a silane coupling agent or the like.
  • the aggregation of the filler can be suppressed and the dispersibility can be improved.
  • the wettability of the filler with the resin component is improved, so that the bond between the filler and the resin interface is strengthened, and the bonding between the filler and the resin component can be improved. This makes it possible to suppress an increase in the viscosity of the epoxy resin composition and a decrease in the injection speed, and to improve the toughness of the cured product of the epoxy resin composition.
  • the silane coupling agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the silane coupling agent is preferably 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane or N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
  • the shape of the filler is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • Examples of the filler shape include spherical, irregular, and scale-like shapes.
  • the volume average particle size (hereinafter referred to as the average particle size) of the filler is preferably 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m, and more preferably 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m, from the viewpoint of injectability.
  • the average particle size of the filler means the volume average particle size D50 (particle size at 50% cumulative from the small diameter side of the particle size distribution) value measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device (LS13320, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
  • the average particle size is measured as follows: 5 mg of filler is dispersed in 50 mg of dispersant, and the dispersion is carried out for 10 minutes using an ultrasonic disperser to prepare a measurement sample.
  • the average particle size of this measurement sample is measured under the following conditions: a flow rate of 50 mL/sec, a measurement time of 90 seconds, a solvent of pure water, and a solvent refractive index of 1.333.
  • the filler content is from 55% to less than 77% by mass, preferably from 60% to 76% by mass, more preferably from 70% to 76% by mass, and even more preferably from 73% to 76% by mass, based on the total amount of the epoxy resin composition.
  • the viscosity of the epoxy resin composition becomes appropriate for dispensing. This improves injectability by improving the ease of injection of the underfill material during the mounting process.
  • the phenol-based curing agent is included to promote the curing of the resin in the epoxy resin composition.
  • the phenol-based curing agent is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the phenol-based curing agent include phenol, cresol, naphthol, alkylphenol, allylphenol, bisphenol, and terpene phenol. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the phenol-based hardener is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 0.5% to 2.0% by mass, and more preferably 0.5% to 1.0% by mass.
  • the other components are not particularly limited as long as they are used in ordinary underfill materials, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the other components include curing agents other than heterocyclic compounds having nitrogen atoms, such as liquid acid anhydrides, liquid phenols, and aromatic amines; colorants such as dyes, pigments, and carbon black; silicone oils; surfactants; antioxidants; antimony oxides such as antimony trioxide, antimony tetraoxide, and antimony pentoxide, and conventionally known flame retardants such as brominated epoxy resins; ion trapping agents; leveling agents; defoamers; reactive diluents, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of other ingredients is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose.
  • the viscosity of the epoxy resin composition at 25° C. is preferably the following value from the viewpoint of injectability.
  • the epoxy resin composition immediately after preparation preferably has a viscosity of 5 Pa ⁇ s to 45 Pa ⁇ s when rotated at 50 rpm for 1 minute at 25° C. using a Brookfield viscometer.
  • the epoxy resin composition immediately after preparation preferably has a viscosity of 2 Pa ⁇ s to 45 Pa ⁇ s when rotated at 5 rpm for 1 minute at 25° C. using a Brookfield viscometer.
  • the epoxy resin composition preferably has a thixotropic index (TI value: (viscosity at 5 rpm)/(viscosity at 50 rpm)) of 0.3 to 1.2.
  • the chlorine content (total chlorine content) in the epoxy resin composition is preferably 1,300 ppm or less, more preferably 1,000 ppm or less. If the total chlorine content exceeds 1,300 ppm, the injectability and reliability may deteriorate, and the storage stability may also deteriorate.
  • the epoxy resin composition according to the embodiment can achieve both injectability and reliability, and therefore can be suitably used as an underfill material.
  • This epoxy resin composition can be suitably used, in particular, for mounting semiconductor devices having fine pitches.
  • the epoxy resin composition can be injected and sealed even in a minute gap where the distance between the substrate and the semiconductor element is 15 ⁇ m or less, and in a minute location where the bump pitch (the distance between the centers of the bumps) is 150 ⁇ m or less. That is, the epoxy resin composition can be used to seal a semiconductor chip with a bump pitch of 150 ⁇ m or less. And because of its good reliability, even when sealing these minute locations, it is possible to suppress the occurrence of cracks between the substrate and the semiconductor element.
  • the method for producing the epoxy resin composition according to the embodiment can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the method for producing the epoxy resin composition includes mixing and stirring the above-mentioned components.
  • the epoxy resin is solid, it is preferable to carry out mixing and stirring after liquefying and fluidizing the epoxy resin by heating or the like.
  • the components may be mixed simultaneously, or some of the components may be mixed first and then the remaining components may be mixed. If it is difficult to uniformly disperse the filler in the epoxy resin, the epoxy resin and filler may be mixed first and the remaining components may be mixed later.
  • the device used for mixing and stirring is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples of such devices include roll mills.
  • a semiconductor device includes a support, a cured product of the above-mentioned epoxy resin composition, and a semiconductor element.
  • the semiconductor device may be encapsulated with the above-mentioned epoxy resin composition, for example, a semiconductor device in which a semiconductor element and a support are encapsulated with a cured product of the above-mentioned epoxy resin composition.
  • the support is not particularly limited as long as it can fix the semiconductor element, and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • Examples of the support include a substrate.
  • the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the substrate include a lead frame, a pre-wired tape carrier, a wiring board, glass, and a silicon wafer.
  • the size, shape and material of the substrate are not particularly limited as long as they are the size, shape and material of commonly used substrates, and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the semiconductor element is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • Examples of the semiconductor element include active elements such as semiconductor chips, transistors, diodes, and thyristors, and passive elements such as capacitors, resistors, resistor arrays, coils, and switches.
  • the size, shape and material of the semiconductor element are not particularly limited as long as they are the size, shape and material of commonly used semiconductor elements, and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the cured epoxy resin composition is provided between the support and the semiconductor element.
  • the thickness of the cured product of the epoxy resin composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the range of the thickness is, for example, 10 ⁇ m or more and 800 ⁇ m or less.
  • the shape of the cured product of the epoxy resin composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the method for manufacturing a semiconductor device includes a step of filling an epoxy resin composition and a step of curing the epoxy resin composition, and further includes other steps as necessary.
  • the step of filling with the epoxy resin composition is a step of filling the gap between the support and the semiconductor element disposed on the support with the epoxy resin composition. During this process, mold underfill may be performed to encapsulate the entire semiconductor element.
  • the method for filling the epoxy resin composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the method include a dispense method, a casting method, and a printing method.
  • the amount of the epoxy resin composition to be filled is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the amount is an amount that fills all the gap between the semiconductor element and the support and covers the side surface of the semiconductor element with the epoxy resin composition (an amount that forms a fillet).
  • the step of curing the epoxy resin composition is a step of curing the epoxy resin composition between the support and the semiconductor element.
  • the method for curing the epoxy resin composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the method include a method of heating the epoxy resin composition.
  • the heating temperature is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. From the viewpoint of reliability, however, it is preferably 120°C to 200°C, more preferably 130°C to 180°C, and even more preferably 140°C to 170°C.
  • the heating time is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but from the viewpoint of workability, it is preferably 15 minutes to 3 hours, and more preferably 30 minutes to 2 hours.
  • Examples 1 to 14, Comparative Examples 1 to 5 In the formulations shown in Tables 1 to 4, mixing was carried out using a triple roll mill, and further homogenization was carried out to obtain epoxy resin compositions.
  • polyalkylene glycol type epoxy resins used in the examples and comparative examples are as follows.
  • Polytetramethylene glycol type epoxy resin 1 (YX-7400N, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, chlorine content: 500 ppm)
  • Polytetramethylene glycol type epoxy resin 2 (Epogose PT, manufactured by Yokkaichi Synthetic Co., Ltd., chlorine content: 18,000 ppm)
  • Epoxy resins used in the examples and comparative examples are as follows.
  • Epoxy resin 1 (RE410S, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., bisphenol A type epoxy resin, chlorine content: 900 ppm)
  • Epoxy resin 2 (YDF-8170, manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd., bisphenol F type epoxy resin, chlorine content: 900 ppm)
  • Epoxy resin 3 (jER 630, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, aromatic amine type trifunctional epoxy resin, chlorine content: 5,000 ppm)
  • Epoxy resin 4 (EP-3980S, manufactured by ADEKA Corporation, aromatic amine type bifunctional epoxy resin, chlorine content: 700 ppm)
  • Epoxy resin 5 (ZX-1658GS, manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd., cycloaliphatic epoxy resin, chlorine content: 600 ppm)
  • the nitrogen atom-containing heterocyclic compounds used in the examples and comparative examples are as follows: Imidazole derivative (Curezol 2P4MZ, manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., 2-phenyl-4-methyl-1H-imidazole,) Triazine derivative (2MZA, manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine)
  • the fillers used in the examples and comparative examples are as follows.
  • Filler 1 (SE605H-SMG, manufactured by Admatechs Co., Ltd., 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane surface-treated silicon dioxide, average particle size: 2.0 ⁇ m)
  • Filler 2 (15SM-E13, manufactured by Admatechs Co., Ltd., silicon dioxide surface-treated with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, average particle size: 1.5 ⁇ m)
  • Filler 3 (SE2200-SME, manufactured by Admatechs Co., Ltd., 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane surface-treated silicon dioxide, average particle size: 0.6 ⁇ m)
  • Filler 4 (SE2200-SEE, manufactured by Admatechs Co., Ltd., 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane surface-treated silicon dioxide, average particle size: 0.6 ⁇ m)
  • Filler 5 (SE1050-SMO, manufactured by Admatech
  • the viscosity of the epoxy resin compositions of the examples and comparative examples was measured as follows. In addition, the injectability, void occurrence rate, reliability, and linear expansion coefficient were evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 to 4.
  • ⁇ Viscosity> The viscosity of each epoxy resin composition immediately after preparation (initial viscosity, unit: Pa s) was measured using a Brookfield viscometer when the epoxy resin composition was rotated at 50 rpm and 5 rpm at 25° C. for 1 minute.
  • ⁇ Injectability> Two pieces of gap tape (made of stainless steel (SUS), thickness: 15 ⁇ m) were placed on a glass slide with a gap of 1 cm between them. Another glass slide was placed on top of the gap tape, and the two glass slides were fixed with clips. In this way, a test piece was prepared including two glass slides having a gap of 1 cm width and 15 ⁇ m height. The test piece was placed on a hot plate set at 90° C., and each epoxy resin composition was applied to one end of the gap in the glass slide. Then, for each epoxy resin composition, the time (min) until the injection distance reached 20 mm was measured. This procedure was carried out twice, and the average of the measured values was used as the evaluation result of the injectability.
  • SUS stainless steel
  • ⁇ Void occurrence rate> A silicon chip (WALTS-TEG FC150JY (PI), manufactured by Walts) was mounted on a substrate (WALTS-KIT FC150-0103JY2 ⁇ 2 (SAC), manufactured by Walts). Each epoxy resin composition was applied to this substrate and heat cured at 180° C. for 60 minutes to obtain a test specimen. Five such test specimens were produced. Then, each epoxy resin composition was observed with an ultrasonic flaw detector (scanning ultrasonic microscope, Fine SAT FS300 III) and the number of test specimens containing voids (bubbles) was counted. The incidence rate of voids is preferably 1/5 or less (1 or less in 5 test pieces).
  • test pieces used in the above void generation rate were subjected to a preconditioning test under the conditions of JEDEC Level 3 (30°C, 60% RH, 168 hours). Then, the test pieces were subjected to 1,000 cycles of thermal cycling (-55°C to 125°C) under the condition of Condition B. Then, each epoxy resin composition at the fillet portion of the test pieces was observed under a microscope (magnification: 10x), and the number of test pieces in which fillet cracks occurred was counted.
  • the incidence rate of fillet cracks is preferably 2/5 (2 or less out of 5 test pieces).
  • ⁇ Linear expansion coefficient> Each epoxy resin composition was injected into a silicone rubber mold and heat cured at 180°C for 60 minutes to obtain a test piece (diameter 8 mm, height 20 mm). The test piece was annealed using a TMA (thermomechanical analyzer, TMA4000SA, manufactured by BRUKER AXS) so that the temperature was increased from room temperature to 220°C at a rate of 20°C per minute. Thereafter, the linear expansion coefficient was measured by a compression load method under conditions where the temperature was increased from -30°C to 230°C at a rate of 5°C per minute. The linear expansion coefficient was measured under the measurement conditions of CTE1 in the range of 10°C to 30°C and CTE2 in the range of 180°C to 200°C.
  • TMA thermomechanical analyzer
  • an epoxy resin composition containing a polyalkylene glycol-type epoxy resin, a nitrogen-containing heterocyclic compound, and a filler, in which the filler content is 55 mass % or more and less than 77 mass % based on the total amount of the epoxy resin composition is an epoxy resin composition that achieves both injectability and reliability.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

注入性と信頼性とを両立できるエポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法を提供する。　エポキシ樹脂組成物は、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂と、窒素原子を含有する複素環化合物と、フィラーと、を含有する。フィラーの含有量は、エポキシ樹脂組成物の全量に対して、５５質量％以上７７質量％未満である。

Description

エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
　本開示の一態様は、エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法に関する。
　半導体装置を有する電子機器には、小型化、軽量化、および高性能化が要求されている。このような要求にあわせるため、半導体装置における実装方法の主流が、ワイヤーボンディングからフリップチップ実装へ移っている。
　一般的に、フリップチップ実装により実装された半導体装置では、基板上に、高さ１０μｍ～１００μｍ程度、の数個から数千個のバンプ電極が形成されている。このバンプ電極を介して、基板上の電極部と半導体素子とが接続されている。
　フリップチップ実装により実装された半導体装置では、温度サイクル等の熱負荷が加わった際に、バンプ電極に、クラック等の不良が発生することがある。これは、エポキシ樹脂等の有機材料を多く含有する基板の線膨張係数と、金属材料を多く含有する半導体素子の線膨張係数とに差があるため、バンプ電極に応力がかかるためである。
　クラックを防止するため、以下のような手法が広く用いられている。すなわち、基板と半導体素子との間隙を、アンダーフィルと呼ばれる液状半導体封止材（アンダーフィル材、封止材とも称される）により埋める。さらに、チップのコーナー（角端）部に、フィレットと呼ばれる、半導体封止材が盛られた部分を形成する。このように封止を行うことによって、熱負荷への耐性（耐サーマルサイクル性）、並びに、チップを熱及び外力から保護するチップ保護性を向上させることができる。
　封止材は、一般的に、エポキシ樹脂とフィラーとを含有する組成物である。封止材の一例として、アミノフェノール型エポキシ樹脂、アミン系硬化剤、シリカフィラー、及びシランカップリング剤を含有する封止剤が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、エポキシ樹脂、硬化剤、フィラー、及び変性ポリシロキサンを含有する封止材（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
　このように、エポキシ樹脂の種類、硬化剤の種類などを変化させて、様々な封止材が提案されてきた。
特開２０１６－１１３５２５号公報 特開２００１－５５４８８号公報
　近年、半導体装置の小型化、軽量化、および高性能化が、より要求されている。これに伴い、半導体装置内の配線などが、より高密度化されている。すなわち、半導体装置内の基板上では、配線パターンのファインピッチ化（配線同士の間隔が狭くなること。所謂、狭ギャップ化）が進んでいる。
　そこで、ファインピッチであっても用いることのできるアンダーフィル材が求められてきた。
　一方、従来のアンダーフィル材は、チップおよびバンプとの線膨張係数差を小さくするために、フィラーを含有することがある。アンダーフィル材は、フィラーを多く含有すると、粘度が上昇する。アンダーフィル材は、特に微細なフィラーを多く含有すると、大幅に粘度が上昇する。また、アンダーフィル材が粗大なフィラーを含有すると、その粗大なフィラーが有する体積により、ファインピッチ化された配線パターンのギャップに、アンダーフィル材が入り込めないことがある。
　このように、従来のアンダーフィル材には、ファインピッチ化された配線パターンのギャップに対して、アンダーフィル材を注入することが困難な場合がある。このため、アンダーフィル材の注入性について、改良が求められている。
　これに関し、アンダーフィル材におけるフィラーの含有量を低減させることにより、アンダーフィル材の粘度を低下させることが試みられた。しかし、フィラーの含有量を低減させると、フィレットクラック等の耐サーマルサイクル、及び、吸湿リフローなどに関する信頼性が低下することがある。
　本開示における１つの目的は、注入性と信頼性との両立を図れるエポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法を提供することにある。
　本発明者は、ファインピッチ化された配線パターンを有する基板にアンダーフィル材を注入する場合において、適切なアンダーフィル材の組成について検討を行った。この際、エポキシ樹脂組成物のフィラーの含有量を低下させると、耐サーマルサイクル及び吸湿リフローなどに関する信頼性が低下すること、ならびに、フィラーの含有量を増加させると、アンダーフィル材の粘度が上昇し、注入性が低下すること、および、注入した箇所にボイドが発生すること、を考慮した。
　その結果、エポキシ樹脂として可撓性を有するポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂と、フィラーと、適切な硬化剤成分とを用いることで、注入性と信頼性とを両立できるアンダーフィル材を実現できなることが見出された。
　具体的に、前記目的を達成するため、本開示の一実施態様にかかるエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、窒素原子を含有する複素環化合物と、フィラーと、を含有し、
　前記エポキシ樹脂は、少なくともポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂を含有し、
　前記フィラーの含有量が、前記エポキシ樹脂組成物の全量に対して、５５質量％以上７７質量％未満である。
　本開示の一実施形態によれば、注入性と信頼性とを両立できるエポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法を提供することができる。
（エポキシ樹脂組成物）
　実施態様に係るエポキシ樹脂組成物は、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂、窒素原子を含有する複素環化合物、及び、フィラーを含有する。実施態様に係るエポキシ樹脂組成物は、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、及び、フェノール系硬化剤を更に含有することが好ましく、必要に応じてその他の成分を含有する。
＜ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂＞
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂は、注入性と信頼性との両立を図るために含有される。ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂は、分子内に剛直な環を有さず、柔軟な構造である直鎖の構造のみから構成されている。このため、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂は、高い応力緩和効果を有する樹脂であり、柔軟性を有し、硬化物に可撓性を付与でき、硬化物の弾性率を小さくできる。そのため、フィラーの量を一定量に保ちつつ、エポキシ樹脂組成物の注入性と信頼性とを両立させることができる。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂としては、例えば、ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂、および、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
　これらの中でも、注入性および応力緩和の点から、ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂が好ましい。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂の分子量については、粘度と可撓性付与とのバランスの観点から、重量平均分子量が、５００～３，０００であることが好ましく、１，５００～２，５００であることがより好ましい。本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）によって得られる、標準ポリスチレンによる検量線を用いた値をいう。重量平均分子量が５００未満であると、可撓性付与の効果が小さいため、信頼性が悪くなることがある。一方、重量平均分子量が３，０００以上であると、エポキシ樹脂組成物が高粘度となり、注入性の悪化が懸念される。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂の１分子中に含まれるエポキシ基の数は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、信頼性の点から、２以上（多官能エポキシ樹脂）であることが好ましい。エポキシ基の数の上限は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、５以下であることが好ましい。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂は、合成の際に、副生成物の一種である塩素を含有することがある。樹脂中に塩素が含まれる場合、注入性及び信頼性が低下することがある。このため、ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂の塩素量は、１，０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂は、後述のポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂と併用されることが好ましい。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂に対して、１０質量％～３０質量％であることが好ましく、１５質量％～２０質量％であることがより好ましい。ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂の含有量が、１０質量％未満であると、応力緩和効果が不十分となり、信頼性が悪化することがある。一方、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂の含有量が３０質量％超であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物が脆くなるため、信頼性が低下することがある。
＜その他のエポキシ樹脂＞
　その他のエポキシ樹脂は、上述のポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂である。その他のエポキシ樹脂は、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れば、特に制限なく用いられることができる。
　その他のエポキシ樹脂の１分子中に含まれるエポキシ基の数は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、信頼性の点から、２以上（多官能エポキシ樹脂）であることが好ましい。エポキシ基の数の上限は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、５以下であることが好ましい。
　また、その他のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、５０ｇ／ｅｑ．～１０，０００ｇ／ｅｑ．であることが好ましく、５０ｇ／ｅｑ．～１，０００ｇ／ｅｑ．であることがより好ましく、１００ｇ／ｅｑ．～５００ｇ／ｅｑ．であることがさらに好ましい。
　ここで、エポキシ当量とは、ＪＩＳ　Ｋ　７２３６：２００１に定義されているように、１当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。なお、「ｅｑ．」とは、「ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ（当量）」を略記したものである。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、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などが挙げられる。
　グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、例えば、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、および、テトラグリシジル－ｍ－キシリレンジアミンテトラグリシジルビス（アミノメチル）シクロヘキサンなどが挙げられる。
　脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、ビニル（３，４－シクロヘキセン）ジオキシド、および、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）－５，１－スピロ－（３，４－エポキシシクロヘキシル）－ｍ－ジオキサンなどが挙げられる。
　ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などが挙げられる。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、例えば、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が挙げられる。
　ビフェニル型エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂、および、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などが挙げられる。
　アミノフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、トリグリシジル－ｐ－アミノフェノールなどが挙げられる。
　更にエポキシ樹脂のエポキシ基の数は、１つ（単官能）でもよいし、２つ以上（多官能）であってもよい。
　単官能エポキシ樹脂としては、例えば、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
　多官能エポキシ樹脂としては、例えば、１，４－フェニルジメタノールジグリシジルエーテル等のジエポキシ樹脂；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルおよびグリセリントリグリシジルエーテル等のトリエポキシ樹脂などが挙げられる。
　ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂は、上記の他に、１，３－ジグリシジル－５－メチル－５－エチルヒダントイン等のヒダントイン型エポキシ樹脂；１，３－ビス（３－グリシドキシプロピル）－１，１，３，３－テトラメチルジシロキサン等のシリコーン骨格を有するエポキシ樹脂；植物由来の骨格を有するエポキシ樹脂であってもよい。
　これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。これらの中でも、信頼性の点から、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、および、脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。すなわち、エポキシ樹脂組成物は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、及び脂肪族エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つを更に含有することが好ましい。なお、脂肪族エポキシ樹脂、及び芳香族エポキシ樹脂を併用して用いることがより好ましい。
　エポキシ樹脂（ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂及びその他のエポキシ樹脂の合計量）の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、エポキシ樹脂組成物の全量に対して、４５質量％～２３質量％であることが好ましい。エポキシ樹脂の含有量の値が、この範囲に含まれると、注入性と信頼性とを両立できる。
＜窒素原子を含有する複素環化合物＞
　窒素原子を含有する複素環化合物は、エポキシ樹脂組成物を硬化させるために含有される。エポキシ樹脂組成物の硬化にあたり、窒素原子を含有する複素環化合物は、エポキシ樹脂などと単重合する。これに対し、アミン系硬化剤は、エポキシ樹脂などと付加重合する。この反応の違いにより、窒素原子を含有する複素環化合物は、アミン系硬化剤と比較すると、架橋密度及び線膨張係数が低い値で硬化する。
　そのため、窒素原子を含有する複素環化合物を硬化剤として用いることで、特に、ガラス転移点以上の温度でのエポキシ樹脂組成物の硬化物の線膨張係数を、減少させることができる。これにより、高温時に、エポキシ樹脂組成物の硬化物の線膨張係数とチップの線膨張係数とのギャップが小さくなり、発生する応力がより小さくなる。このため、信頼性を向上させることができる。
　窒素原子を含有する複素環化合物は、エポキシ樹脂組成物中の樹脂を硬化させることができれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。この複素環化合物としては、例えば、イミダゾール誘導体、および、マイクロカプセル化された窒素原子を含有する複素環化合物などが挙げられる。
　イミダゾール誘導体としては、例えば、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、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾール、１－シアノエチル－２－エチル－４－イミダゾール、２－フェニルイミダゾール、１－ベンジル－２－フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、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、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、および、２，３－ジヒドロ－１Ｈ－ピロロ［１，２－ａ］ベンゾイミダゾールが挙げられる。これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
　イミダゾール誘導体としては、市販品を用いても、適宜合成されたものを用いてもよい。市販品としては、例えば、２Ｐ４ＭＺ（２－フェニル－４－メチルイミダゾール）、２ＭＺＡ（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、および、２－フェニル－４－メチルイミダゾール）（いずれも四国化成工業株式会社製）などが挙げられる。
　窒素を含有する複素環化合物は、マイクロカプセル化されたものでもよい。マイクロカプセル化された窒素を含有する複素環化合物としては、市販品を用いても、適宜合成されたものを用いてもよい。市販品としては、例えば、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３０４２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３９２２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３７９２、ノバキュアＨＸ３７４８、ノバキュアＨＸ３７２１、ノバキュアＨＸ３７２２、ノバキュアＨＸ３０８８、ノバキュアＨＸ３７４１、ノバキュアＨＸ３７４２、ノバキュアＨＸ３６１３（いずれも旭化成株式会社製）、アミキュアＰＮ－２３Ｊ、アミキュアＰＮ－４０Ｊ（いずれも味の素ファインテクノ株式会社製）、および、フジキュアＦＸＲ－１１２１（富士化成工業株式会社製）が挙げられる。これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
　窒素を含有する複素環化合物は、これらの中でも、反応性および保存安定性の点から、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、および、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］エチル－ｓ－トリアジンであることが好ましい。すなわち、窒素原子を含有する複素環化合物は、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、および、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１）’］－エチル－ｓ－トリアジンから選択される少なくとも１種であることが好ましい。
　窒素を含有する複素環化合物の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。窒素を含有する複素環化合物の含有量は、後述のフィラーを除いたエポキシ樹脂組成物に対し、２．０質量％～８．０質量％であることが好ましく、２．５質量％～６．０質量％であることがより好ましい。窒素を含有する複素環化合物の含有量が、２．０質量％以上であると、エポキシ樹脂組成物の硬化時間を早めることができるので、電子部品装置の生産性が向上する。窒素を含有する複素環化合物の含有量が、８．０質量％以下であると、エポキシ樹脂組成物の保存安定性が向上する。
　マイクロカプセル化された窒素を含有する複素環化合物の含有量については、有効成分（窒素を含有する複素環化合物）の含有量が、フィラーを除いたエポキシ樹脂組成物に対し、３質量％～２５質量％であることが好ましく、５質量％～２０質量％であることがより好ましい。
＜フィラー＞
　フィラーは、エポキシ樹脂組成物の硬化物の線膨張係数を下げるため、及び、エポキシ樹脂組成物の硬化反応に起因する体積収縮を抑制するために、含有される。
　フィラーは、通常のエポキシ樹脂組成物に含有されるものであれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。フィラーとしては、例えば、無機粒子が挙げられる。無機粒子としては、例えば、シリカおよびアルミナなどが挙げられる。
　また、フィラーは、着色性などの他の機能をさらに有するものであってもよい。このようなフィラーとして、例えば、白色顔料などの無機顔料を挙げることもできる。無機顔料としては、例えば、マグネシア、チタニア、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、セピオライト、ゾノライト、ホウ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、および、酸化ジルコニアなどが挙げられる。
　これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。これらの中でも、充填量を高くできる点で、シリカフィラーが好ましい。
　フィラーは、シランカップリング剤等により表面処理が施されたものであってもよい。表面処理を施されたフィラーを用いることにより、フィラーの凝集を抑制し、分散性を向上させることができる。また、フィラーにおける樹脂成分との濡れ性が向上するため、フィラーと樹脂の界面との結合が強くなり、フィラーと樹脂成分との接合性を向上させることができる。これにより、エポキシ樹脂組成物の粘度上昇、及び、注入速度の低下を抑えることができ、かつ、エポキシ樹脂組成物の硬化物の靭性を向上させることができる。
　シランカップリング剤は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。基板およびチップなどの被着体との密着性の点を考慮すると、シランカップリング剤は、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、および、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシランであることが好ましい。
　フィラーの形状は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。フィラーの形状としては、例えば、球状、不定形状、および、りん片状等が挙げられる。
　フィラーの体積平均粒径（以下、平均粒径と称する）は、注入性の点から、０．５μｍ～２．０μｍであることが好ましく、０．５μｍ～１．５μｍであることがより好ましい。
　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（ＬＳ１３３２０、ベックマン・コールター社製）を用いて測定された体積平均粒径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。
　平均粒径の測定は、次のようにして行われる。５ｍｇのフィラーを、分散剤５０ｍｇに分散させ、超音波分散機を用いて１０分間分散させることによって、測定用サンプルを準備する。この測定用サンプルに対する平均粒径の測定を、流速５０ｍＬ／秒間、測定時間９０秒間、溶媒が純水、および、溶媒屈折率１．３３３という条件下で、実施する。
　フィラーの含有量は、エポキシ樹脂組成物全量に対し、５５質量％以上７７質量％未満であり、６０質量％以上７６質量％以下であることが好ましく、７０質量％以上７６質量％以下であることがより好ましく、７３質量％以上７６質量％以下であることが更に好ましい。フィラーの含有量の値が、この範囲に含まれると、エポキシ樹脂組成物の粘度が、ディスペンシングに対して適度な粘度となる。このため、実装工程におけるアンダーフィル材の注入作業性が向上することなどにより、注入性が向上する。
＜フェノール系硬化剤＞
　フェノール系硬化剤は、エポキシ樹脂組成物中の樹脂の硬化を促進させるために含有される。
　フェノール系硬化剤は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。フェノール系硬化剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、ナフトール、アルキルフェノール、アリルフェノール、ビスフェノール、およびテルペンフェノール等が挙げられる。これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
　フェノール系硬化剤の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、０．５質量％～２．０質量％であることが好ましく、０．５質量％～１．０質量％であることがさらに好ましい。
＜その他の成分＞
　その他の成分としては、通常のアンダーフィル材に用いられるものであれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。その他の成分としては、例えば、液状酸無水物、液状フェノール、および芳香族アミン等の、窒素原子を有する複素環化合物以外の硬化剤；染料、顔料、およびカーボンブラック等の着色剤；シリコーンオイル；界面活性剤；酸化防止剤；三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、および五酸化アンチモン等の酸化アンチモン、ならびに、ブロム化エポキシ樹脂等の従来公知の難燃剤；イオントラップ剤；レベリング剤；消泡剤；反応性希釈剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
　その他の成分の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。
＜エポキシ樹脂組成物の物性＞
＜＜粘度＞＞
　エポキシ樹脂組成物の２５℃における粘度は、注入性の点から、以下の値であることが好ましい。
　調製直後のエポキシ樹脂組成物を、ブルックフィールド粘度計を用いて、２５℃の条件下、５０ｒｐｍ、１分間回転させたときの、エポキシ樹脂組成物の粘度は、５Ｐａ・ｓ～４５Ｐａ・ｓであることが好ましい。
　調製直後のエポキシ樹脂組成物を、ブルックフィールド粘度計を用いて、２５℃の条件下、５ｒｐｍ、１分間回転させたときの、エポキシ樹脂組成物の粘度は、２Ｐａ・ｓ～４５Ｐａ・ｓであることが好ましい。
　エポキシ樹脂組成物のチキソトロピック指数（ＴＩ値：（５ｒｐｍでの粘度）／（５０ｒｐｍでの粘度））は、０．３～１．２であることが好ましい。
＜＜塩素量＞＞
　エポキシ樹脂組成物中の塩素量（全塩素量）は、１，３００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１，０００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。全塩素量が、１，３００ｐｐｍ超になると、注入性及び信頼性が悪化すると共に、保存安定性が悪化することがある。
＜エポキシ樹脂組成物の用途＞
　実施態様に係るエポキシ樹脂組成物は、注入性と信頼性との両立を図ることができるため、アンダーフィル材として好適に用いられることができる。このエポキシ樹脂組成物は、特に、ファインピッチを有する半導体装置の実装に、好適に用いられることができる。
　例えば、注入性が良好であるため、基板と半導体素子との距離が１５μｍ以下である微細な間隙、および、バンプピッチ（バンプ中心間の距離）が１５０μｍ以下である微細な箇所であっても、エポキシ樹脂組成物を注入し、封止することができる。すなわち、エポキシ樹脂組成物は、バンプピッチが１５０μｍ以下の半導体チップの封止に用いられることができる。そして、信頼性が良好であるため、これらの微細な箇所を封止した場合であっても、基板と半導体素子との間にクラックが発生することを抑制できる。
（エポキシ樹脂組成物の製造方法）
　実施態様に係るエポキシ樹脂組成物の製造方法は、目的に応じて適宜選択できる。この製造方法としては、例えば、上記の成分を混合撹拌する方法が挙げられる。
　なお、上記エポキシ樹脂が固形の場合には、加熱などによりエポキシ樹脂が液状化及び流動化した後に、混合攪拌を実施することが好ましい。
　また、各成分を同時に混合してもよいし、一部成分を先に混合した後、残りの成分を混合してもよい。エポキシ樹脂に対し、フィラーを均一に分散させることがた困難な場合には、エポキシ樹脂と、フィラーとを先に混合し、残りの成分を後から混合してもよい。
　混合撹拌に用いられる装置は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。この装置としては、例えば、ロールミルなどが挙げられる。
（半導体装置）
　実施態様に係る半導体装置は、支持体と、上述のエポキシ樹脂組成物の硬化物と、半導体素子と、を有する。
　半導体装置としては、上述のエポキシ樹脂組成物により封止されている半導体装置、例えば、半導体素子と、支持体とが、上述のエポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された半導体装置が挙げられる。
＜支持体＞
　支持体は、半導体素子を固定できるものであれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。支持体としては、例えば、基板などが挙げられる。
＜＜基板＞＞
　基板は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。基板としては、例えば、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、配線板、ガラス、および、シリコンウェハーなどが挙げられる。
　基板の大きさ、形状、および材質は、通常に用いられる基板の大きさ、形状、および材質であれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。
＜半導体素子＞
　半導体素子は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。半導体素子としては、例えば、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、およびサイリスタ等の能動素子；コンデンサ、抵抗体、抵抗アレイ、コイル、およびスイッチ等の受動素子などが挙げられる。
　半導体素子の大きさ、形状、および材質は、通常に用いられる半導体素子の大きさ、形状、および材質であれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。
　エポキシ樹脂組成物の硬化物は、支持体と半導体素子との間に設けられる。
　エポキシ樹脂組成物の硬化物の厚みは、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。この厚みの範囲としては、例えば、１０μｍ以上８００μｍ以下が挙げられる。
　エポキシ樹脂組成物の硬化物の形状は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。
（半導体装置の製造方法）
　実施態様に係る半導体装置の製造方法は、エポキシ樹脂組成物を充填する工程、及び、エポキシ樹脂組成物を硬化させる工程を有し、更に、必要に応じて、その他の工程を有する。
＜エポキシ樹脂組成物を充填する工程＞
　エポキシ樹脂組成物を充填する工程は、支持体と、支持体上に配置されている半導体素子との間隙に、エポキシ樹脂組成物を充填する工程である。
　この工程の際に、半導体素子全体を一括で封止する、モールドアンダーフィルを行っても良い。
　支持体としては、上述のものを用いることができる。
　エポキシ樹脂組成物を充填する方法は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。この方法としては、例えば、ディスペンス方式、注型方式、および印刷方式などが挙げられる。
　エポキシ樹脂組成物を充填する量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。この量としては、例えば、半導体素子と支持体との間隙を全て充填し、更に半導体素子の側面がエポキシ樹脂組成物で覆われる量（フィレットが形成される量）が挙げられる。
＜エポキシ樹脂組成物を硬化させる工程＞
　エポキシ樹脂組成物を硬化させる工程は、支持体上と半導体素子との間のエポキシ樹脂組成物を硬化させる工程である。
　エポキシ樹脂組成物を硬化させる方法は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。この方法としては、例えば、エポキシ樹脂組成物を加熱する方法が挙げられる。
　加熱温度は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、信頼性の点から、１２０℃～２００℃であることが好ましく、１３０℃～１８０℃であることがより好ましく、１４０℃～１７０℃であることが更に好ましい。
　加熱時間は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択できるが、作業性の点から、１５分間～３時間であることが好ましく、３０分間～２時間であることがより好ましい。
（実施例１～１４、比較例１～５）
　表１～４に記載の配合において、三本ロールミルを用いて混合を実施し、さらに、均一化を実施することで、エポキシ樹脂組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実施例及び比較例において用いられたポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂は、下記のとおりである。
・ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂１（ＹＸ－７４００Ｎ、三菱ケミカル株式会社製、塩素量：５００ｐｐｍ）
・ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂２（エポゴーセーＰＴ、四日市合成株式会社製、塩素量：１８，０００ｐｐｍ）
　実施例及び比較例において用いられたエポキシ樹脂（ポリアルキレンングリコール型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂）は、下記のとおりである。
・エポキシ樹脂１（ＲＥ４１０Ｓ、日本化薬株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、塩素量：９００ｐｐｍ）
・エポキシ樹脂２（ＹＤＦ－８１７０、日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、塩素量：９００ｐｐｍ）
・エポキシ樹脂３（ｊＥＲ　６３０、三菱ケミカル株式会社製、芳香族アミン型３官能エポキシ樹脂、塩素量：５，０００ｐｐｍ）
・エポキシ樹脂４（ＥＰ－３９８０Ｓ、株式会社ＡＤＥＫＡ製、芳香族アミン型２官能エポキシ樹脂、塩素量：７００ｐｐｍ）
・エポキシ樹脂５（ＺＸ－１６５８ＧＳ、日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製、環状脂肪族型エポキシ樹脂、塩素量：６００ｐｐｍ）
　実施例及び比較例において用いられた、窒素原子を含有する複素環化合物は、下記のとおりである。
・イミダゾール誘導体（キュアゾール２Ｐ４ＭＺ、四国化成工業株式会社製、２－フェニル－４－メチル－１Ｈ－イミダゾール、）
・トリアジン誘導体（２ＭＺＡ、四国化成工業株式会社製、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）
　実施例及び比較例において用いられたフィラーは、下記のとおりである。
・フィラー１（ＳＥ６０５Ｈ－ＳＭＧ、株式会社アドマテックス製、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：２．０μｍ）
・フィラー２（１５ＳＭ－Ｅ１３、株式会社アドマテックス製、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：１．５μｍ）
・フィラー３（ＳＥ２２００－ＳＭＥ、株式会社アドマテックス製、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）
・フィラー４（ＳＥ２２００－ＳＥＥ、株式会社アドマテックス製、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）
・フィラー５（ＳＥ１０５０－ＳＭＯ、株式会社アドマテックス製、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：０．３μｍ）
・フィラー６（４０ＳＭ－Ｅ２、株式会社アドマテックス製、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：４μｍ）
　実施例及び比較例において用いられたその他の成分は、下記のとおりである。
・３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学工業株式会社製）
・３－イソシアネートプロピルトリエトキシシラン（ＫＢＥ９００７Ｎ、信越化学工業株式会社製）
・カーボンブラック（ブラック４、オリオンエンジニアドカーボンズ株式会社製）
・変性シリコーン（ＳＦ８４２１、東レ・ダウコーニング社製）
・フェノール系硬化剤（ＭＥＨ８０００、ＵＢＥ株式会社製、アリルフェノール）
・アミン系硬化剤（エタキュア１００、アルベマール日本株式会社製、ジエチルトルエンジアミン）
　実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物について、以下のようにして、粘度を測定した。さらに、注入性、ボイド発生率、信頼性、及び線膨張係数の評価を行った。評価結果は、表１～４に併記されている。
＜粘度＞
　各エポキシ樹脂組成物の調製直後の粘度（初期粘度、単位：Ｐａ・ｓ）について、ブルックフィールド粘度計を用いて、２５℃、５０ｒｐｍおよび５ｒｐｍで、エポキシ樹脂組成物を１分間回転させたときの、エポキシ樹脂組成物の粘度を測定した。得られた５０ｒｐｍと５ｒｐｍとの粘度の数値から、チキソトロピック指数（ＴＩ：（５ｒｐｍでの粘度）／（５０ｒｐｍでの粘度））を求めた。
＜注入性＞
　スライドガラス上に、２枚のギャップテープ（ステンレス（ＳＵＳ）製、厚み：１５μｍ）を、１ｃｍ間隔に配置した。その上から、別のスライドガラスを被せ、２枚のスライドガラスをクリップにて固定した。このようにして、幅１ｃｍ、高さ１５μｍの間隙を有する２枚のスライドガラスを含む試験片を作製した。この試験片を９０℃に設定したホットプレート上に置き、スライドガラス内の間隙の一端に、各エポキシ樹脂組成物を塗布した。そして、各エポキシ樹脂組成物に関して、注入距離が２０ｍｍに達するまでの時間（ｍｉｎ）を測定した。この手順を２回実施し、測定値の平均値を、注入性の評価結果とした。
＜ボイド発生率＞
　基板（ＷＡＬＴＳ－ＫＩＴ　ＦＣ１５０－０１０３ＪＹ２×２（ＳＡＣ）、Ｗａｌｔｓ社製）に、シリコンチップ（ＷＡＬＴＳ－ＴＥＧ　ＦＣ１５０ＪＹ（ＰＩ）、Ｗａｌｔｓ社製）を実装した。この基板に、各エポキシ樹脂組成物を塗布して、１８０℃で６０分間の加熱硬化を実施することにより、試験片を得た。この試験片を５個作製した。その後、超音波探傷装置（走査型超音波顕微鏡、Ｆｉｎｅ　ＳＡＴ　ＦＳ３００　ＩＩＩ）によって、各エポキシ樹脂組成物を観察し、ボイド（泡）が存在する試験片の個数を測定した。
　なお、ボイドの発生率は、１／５以下（各試験片５個中１個以下）である事が好ましい。
＜信頼性＞
　上記のボイド発生率にて使用した試験片に対して、ＪＥＤＥＣ　Ｌｅｖｅｌ３（３０℃、６０％ＲＨ、１６８時間）の条件で、Ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｔｅｓｔを実施した。その後、試験片に対して、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　Ｂの条件で、Ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｙｃｌｅ（－５５℃～１２５℃）を、１，０００サイクル回した。その後、マイクロスコープ（倍率：１０倍）によって試験片のフィレット部の各エポキシ樹脂組成物を観察し、フィレットクラックの発生した試験片個数を測定した。
　なお、フィレットクラックの発生率は、２／５（各試験片５個中２個以下）である事が好ましい。
＜線膨張係数＞
　各エポキシ樹脂組成物をシリコーンゴムの型に注入し、１８０℃で６０分間の加熱硬化を実施することにより、試験片（直径８ｍｍ、高さ２０ｍｍ）を得た。この試験片に対して、ＴＭＡ（熱機械分析装置、ＴＭＡ４０００ＳＡ、ＢＲＵＫＥＲ・ＡＸＳ社製）によって、室温から２２０℃まで毎分２０℃の昇温が実現されるように、アニール処理を実施した。その後、－３０℃から２３０℃まで毎分５℃の昇温が実現される条件下で、圧縮荷重法にて、線膨張係数を測定した。線膨張係数の計測条件として、ＣＴＥ１を１０℃から３０℃の範囲とし、ＣＴＥ２を１８０℃から２００℃の範囲として、計測を行った。
　表１～３に示したように、実施例のエポキシ樹脂組成物では、注入性及び信頼性の評価が良好であることが明らかになった。これに対し、フィラーの含有量が７８質量％の比較例１のエポキシ樹脂組成物では、注入性の評価結果が２５分であり、注入性が不良であった。また、フィラーの含有量が、５０．０質量％の比較例２のエポキシ樹脂組成物では、信頼性の評価結果が４／５であり、信頼性が不良であった。そして、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂を含有しない比較例３および４では、信頼性の評価結果がどちらも５／５であり、信頼性が不良であった。窒素原子を含有する複素環化合物を含有せず、アミン系硬化剤を用いた比較例５では、線膨張係数の評価が不良であり、かつ、信頼性の評価が不良であった。
　以上のことから、ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂と、窒素原子を含有する複素環化合物と、フィラーと、を含有し、フィラーの含有量が、エポキシ樹脂組成物の全量に対して５５質量％以上７７質量％未満であるエポキシ樹脂組成物は、注入性と信頼性とを両立させたエポキシ樹脂組成物であることが明らかになった。
　本開示の実施形態及び実施例を説明した。これらは、例として提示されたものであり、これらによって本開示の技術範囲を限定することは、意図されていない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、実施形態に対する種々の省略、置き換え、および変更を行うことができる。実施形態およびその変形は、本開示の技術範囲および要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された技術思想およびその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (11)

  1. 　エポキシ樹脂と、
    　窒素原子を含有する複素環化合物と、
    　フィラーと、を含有するエポキシ樹脂組成物であって、
    　前記エポキシ樹脂は、少なくともポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂を含有し、
    　前記フィラーの含有量が、前記エポキシ樹脂組成物の全量に対して、５５質量％以上７７質量％未満である、
    エポキシ樹脂組成物。
  2. 　前記フィラーの平均粒径が、０．５μｍ～２．０μｍである、
    請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
  3. 　前記ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂の含有量が、前記エポキシ樹脂に対して、１０質量％～３０質量％である、
    請求項１又は２に記載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 　前記エポキシ樹脂組成物の塩素量が、１，３００ｐｐｍ以下である、
    請求項１～３のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  5. 　前記ポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂が、ポリテトラメチレングリコール型エポキシ樹脂である、
    請求項１～４のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  6. 　グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、及び脂肪族エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つを更に含有する、
    請求項１～５のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  7. 　前記窒素原子を含有する複素環化合物が、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、及び、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１）’］－エチル－ｓ－トリアジンから選択される少なくとも１種である、
    請求項１～６のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  8. 　フェノール系硬化剤を更に含有する、
    請求項１～７のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  9. 　バンプピッチが１５０μｍ以下の半導体チップの封止に用いられる、
    請求項１～８のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物により封止されている、
    半導体装置。
  11. 　支持体と、前記支持体上に配置されている半導体素子との間隙に、請求項８に記載のエポキシ樹脂組成物を充填する工程と、
    　前記エポキシ樹脂組成物を硬化させる工程と、を有する、
    半導体装置の製造方法。
PCT/JP2023/022302 2022-10-07 2023-06-15 エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 WO2024075342A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-162716 2022-10-07
JP2022162716 2022-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024075342A1 true WO2024075342A1 (ja) 2024-04-11

Family

ID=90608074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/022302 WO2024075342A1 (ja) 2022-10-07 2023-06-15 エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024075342A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189247A (ja) * 1984-10-08 1986-05-07 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JPS62210653A (ja) * 1986-03-11 1987-09-16 Nitto Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JP2001055488A (ja) * 1999-06-10 2001-02-27 Shin Etsu Chem Co Ltd フリップチップ型半導体装置用封止材及びフリップチップ型半導体装置
JP2009167372A (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Sekisui Chem Co Ltd 電気部品用接着剤
JP2016113525A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 ナミックス株式会社 液状エポキシ樹脂組成物、半導体封止剤、半導体装置、および液状エポキシ樹脂組成物の製造方法
JP2019214666A (ja) * 2018-06-12 2019-12-19 日立化成株式会社 樹脂組成物及びその硬化物、並びに半導体装置の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189247A (ja) * 1984-10-08 1986-05-07 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JPS62210653A (ja) * 1986-03-11 1987-09-16 Nitto Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JP2001055488A (ja) * 1999-06-10 2001-02-27 Shin Etsu Chem Co Ltd フリップチップ型半導体装置用封止材及びフリップチップ型半導体装置
JP2009167372A (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Sekisui Chem Co Ltd 電気部品用接着剤
JP2016113525A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 ナミックス株式会社 液状エポキシ樹脂組成物、半導体封止剤、半導体装置、および液状エポキシ樹脂組成物の製造方法
JP2019214666A (ja) * 2018-06-12 2019-12-19 日立化成株式会社 樹脂組成物及びその硬化物、並びに半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5228426B2 (ja) 電子部品封止用液状樹脂組成物及びこれを用いた電子部品装置
JP5354753B2 (ja) アンダーフィル材及び半導体装置
JP5277537B2 (ja) 電子部品用液状樹脂組成物及びこれを用いた電子部品装置
TWI445729B (zh) 系統級封裝型半導體裝置用樹脂組成物套組
WO2012105071A1 (ja) 半導体樹脂封止材
JP6789495B2 (ja) アンダーフィル用樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法
JP4892164B2 (ja) 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
TWI711132B (zh) 環氧樹脂組成物
WO2010029726A1 (ja) 半導体装置および半導体装置に用いる樹脂組成物
JP2007182562A (ja) 電子部品用液状樹脂組成物及び電子部品装置
JP5692212B2 (ja) 電子部品用液状樹脂組成物及びこれを用いた電子部品装置
JP2007182561A (ja) 電子部品用液状樹脂組成物、及びこれを用いた電子部品装置
JP6894077B1 (ja) モールドアンダーフィル封止用の多層シート、モールドアンダーフィル封止方法、電子部品実装基板及び電子部品実装基板の製造方法
JP2016135888A (ja) 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP7167912B2 (ja) 液状封止樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法
JP2013028659A (ja) アンダーフィル用エポキシ樹脂液状封止材及びこれを用いた電子部品装置
JP7013790B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP2018123340A (ja) アンダーフィル材及び該アンダーフィル材により封止する電子部品とその製造方法
JP2019083225A (ja) アンダーフィル用液状樹脂組成物、電子部品装置、及び電子部品装置の製造方法
CN110168016B (zh) 液状环氧树脂密封材料及半导体装置
JP4810835B2 (ja) アンダーフィル用液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置
JPWO2019146617A1 (ja) 封止用樹脂組成物
WO2024075342A1 (ja) エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
JP2005350618A (ja) 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
TW202415696A (zh) 環氧樹脂組成物、半導體裝置及半導體裝置之製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23874477

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1