JP2005206664A

JP2005206664A - 半導体封止用樹脂組成物

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Publication number: JP2005206664A
Application number: JP2004013396A
Authority: JP
Inventors: Koji Noro; 弘司野呂
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-04
Also published as: CN100543099C; CN1807539A

Abstract

【課題】フリップチップ実装に好適に使用される、優れたハンダ接合性および作業性が得られ、樹脂封止後の優れた電気接続信頼性をもたらす半導体封止用樹脂組成物、ならびに該組成物を用いて樹脂封止された半導体装置を提供すること。
【解決手段】８０℃で測定される粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下であり、（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、および（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子を含有してなる半導体封止用樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体装置において配線回路基板と半導体素子との間の空隙を封止するための半導体封止用樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物という場合がある）およびその半導体封止用樹脂組成物で封止されてなる半導体装置に関するものである。

最近の半導体装置の高機能化、軽薄短小化に伴う要求として、半導体素子をフェイスダウン構造で配線回路基板に搭載するフリップチップ実装が行われている。一般にフリップチップ実装においては、半導体素子を保護するために半導体素子と配線回路基板の空隙を熱硬化性樹脂組成物で封止している。

フリップチップ実装方式においては、互いの線膨張係数が異なる半導体素子と配線回路基板とをダイレクトに電気接続することから、接続部分の信頼性が問題となっている。

この対策としては、半導体素子と配線回路基板との空隙に液状樹脂材料を充填し硬化させて樹脂硬化体を形成し、電気接続部に集中する応力を上記樹脂硬化体にも分散させることにより接続信頼性を向上させる方法が採られている。従来のハンダバンプを用いたフリップチップ方式における液状材料の充填方法では、まず半導体素子を配線回路基板に実装しハンダ溶融工程による金属接合を形成した後、半導体素子と配線回路基板との空隙に毛細管現象により液状樹脂材料を注入している（例えば、特許文献１参照）。

さらに近年、毛細管現象を利用した液状材料の注入方式よりも、より工程の簡略化を試みた、ハンダ接合性を有する熱硬化性樹脂組成物を用いた上記半導体装置の製造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このハンダ接合性を有する熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造においては、該熱硬化性樹脂組成物は半導体素子あるいは配線回路基板上に先塗布されチップ実装とともに界面樹脂封止がなされ、その後ハンダリフローを行うことにより金属結合が形成されるため、上記液状樹脂材料を用いた半導体装置の製造と比べフラックスの塗布およびその洗浄、液状樹脂注入などの工程が削減できるため半導体装置の生産性を向上することができる。
特開２００１−２７９０５８号公報特開２０００−１２０３６０号公報

しかしながら、上記製造方式では熱硬化性樹脂組成物を半導体素子あるいは配線回路基板上に先塗布した後、ハンダ接合がなされるため、熱硬化性樹脂組成物中にシリカなどの無機充填剤が含有されている場合においては、該無機充填剤がハンダ接合面において立体障害となるため十分なハンダ接合性が得られなかった。また、ハンダ接合の障害とならないように、単に粒子サイズの小さな無機充填剤を樹脂組成物に含有させただけでは、無機充填剤の嵩密度が高すぎるため、樹脂組成物との相溶性が悪く、粘度が高くなり、ウエハ上に供給できないという問題が発生する。

また、充分なハンダ接合性を得るために熱硬化性樹脂組成物にシリカを含有させない場合では、樹脂組成物の熱膨張係数が大きくなり、半導体素子と封止樹脂層との熱膨張収縮差により発生する応力などの種々の負荷が接続用電極にかかる。かかる負荷による繰り返し歪みなどにより接続用電極が破断し、接続用電極部の断線に至るという問題がある。

従って、本発明は、フリップチップ実装に好適に使用される、優れたハンダ接合性および作業性が得られ、樹脂封止後の優れた電気接続信頼性をもたらす半導体封止用樹脂組成物、ならびに該組成物を用いて樹脂封止された半導体装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、
（１）８０℃で測定される粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下であり、
（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、および
（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子
を含有してなる半導体封止用樹脂組成物、
（２）前記シリカ粒子が前記エポキシ樹脂に分散されていることを特徴とする前記（１）記載の半導体封止用樹脂組成、
（３）半導体封止用樹脂組成物の硬化物のＴｇの温度で測定される熱膨張係数が７０×１０^−６／Ｋ以下であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の半導体封止用樹脂組成物、ならびに
（４）前記（１）〜（３）いずれか記載の半導体封止用樹脂組成物により封止されてなる半導体装置
に関する。

本発明によれば、ハンダ接合性および作業性に優れる半導体封止用樹脂組成物が提供される。さらに、該組成物を用いることにより、優れた接続信頼性を有する半導体装置を効率的に生産することができる。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、８０℃で測定される粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下であり、
（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、および
（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子
を含有することに１つの大きな特徴を有する。

通常、半導体装置において封止用樹脂として用いられる樹脂組成物には、その熱膨張係数あるいは吸水率を下げ、半導体装置の熱ストレス信頼性や耐ハンダ性を満足させる目的で、シリカ粒子などの無機充填剤が添加される。しかし、前記の通り、充分なハンダ接合性が得られないという問題があった。

これに対し、本発明の樹脂組成物は、特定の粒径を有するシリカ粒子を含有しているので、配線回路基板と半導体素子との間の空隙を封止する際、ハンダ接合面における立体障害を回避でき、接続用電極にかかる応力も軽減できるという効果が発現される。さらに、本発明の樹脂組成物を用いて封止してなる半導体装置は、優れた接続信頼性を発現するという、優れた特性を有する。

なお、本明細書において、本発明の樹脂組成物を熱硬化させたものを硬化体という。

本発明の樹脂組成物に含まれる１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、好ましくは少なくとも５０℃以下において液状であれば特に限定されず、例えば、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられ、溶融時の流動性の確保の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好適に使用される。これらは単独で使用されてもよく、あるいは、２種以上併用されてもよい。

エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは９０〜１０００ｇ／ｅｑ、より好ましくは１００〜５００ｇ／ｅｑである。エポキシ当量が９０ｇ／ｅｑ以上であると、硬化体が脆くなりにくく、１０００ｇ／ｅｑ以下であると、硬化体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎないため好ましい。樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、耐熱性や耐湿性の観点から、好ましくは５〜９０重量％、より好ましくは１０〜８０重量％である。

本発明の樹脂組成物に含まれる硬化剤としては、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであれば特に限定されず、各種の硬化剤が用いられる。耐湿信頼性に優れる点で、フェノール系硬化剤が一般に用いられるが、各種酸無水物系硬化剤、芳香族アミン類、ジシアンジアミド、ヒドラジド、ベンゾオキサジン環化合物などを使用することもできる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。

フェノール系硬化剤としては、例えば、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン環型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール、シリコン変性フェノールノボラック樹脂などが挙げられる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。

上記エポキシ樹脂と硬化剤との配合割合は、硬化剤としてフェノール系硬化剤を用いる場合、硬化性、耐熱性、耐湿信頼性の確保の観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ当量１ｇ／ｅｑに対して、通常、フェノール系硬化剤における反応性の水酸基当量が好ましくは０．５〜１．５ｇ／ｅｑ、より好ましくは０．７〜１．２ｇ／ｅｑとなるような割合である。なお、フェノール系硬化剤以外の硬化剤を使用する場合においても、その配合割合は、フェノール系硬化剤を用いる場合の配合割合（当量比）に準じればよい。

本発明の樹脂組成物に含有されるシリカ粒子の平均粒径ｄｍａｘは、３〜５０ｎｍであり、ハンダ接合性や透明性の確保の観点から、好ましくは８〜３０ｎｍである。さらに、半値幅は平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下である。さらに、シリカ粒子は真球度の高いものが好ましい。

ここで、平均粒径ｄｍａｘとは、中性子小角散乱法により測定される場合の、粒子直径に対してその粒子の容量割合がプロットされる粒度分布曲線において、最大容量を有する粒子の直径をいう。また、半値幅とは、粒度分布曲線のピークｄｍａｘの半分の高さに位置する分布曲線の幅をいう。この半値幅が小さいことは、粒度分布がシャープであることを意味する。かかる特徴を有するシリカ粒子を本発明の樹脂組成物に用いることで、比較的高い添加量においても低粘度の樹脂組成物を得ることができる。

樹脂組成物中のシリカ粒子の含有量は、流動性の確保および接続信頼性の向上の観点から、好ましくは１０〜６５重量％、より好ましくは２０〜６０重量％である。

また、本発明の樹脂組成物には、所望により、以下のようなその他の成分を含んでいてもよい。

例えば、本発明の樹脂組成物には、所望により硬化促進剤を加えることができる。硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂の硬化促進剤として作用するものであれば特に限定されず、各種の硬化剤が用いられ、例えば、アミン系、リン系、ホウ素系、リン−ホウ素系などの硬化促進剤が用いられる。また、該硬化促進剤をマイクロカプセルに封入したものからなるマイクロカプセル型硬化促進剤（例えば、特開２０００−３０９６８２号公報を参照のこと）はより好適に用いられる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。硬化促進剤の含有量は、所望の硬化速度が得られ、かつハンダ付け性および密着性を低下させないような割合で、適宜設定すればよい。設定方法としては、例えば、種々の量の硬化促進剤を含有する樹脂組成物の熱板上でのゲル化時間（硬化速度の指標）を測定し、所望のゲル化時間が得られた量をその含有量とする方法が挙げられる。一般に、硬化剤１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜２０重量部、より好ましくは０．０５〜１０重量部である。

さらに、本発明の樹脂組成物には、所望によりハンダ接合助剤を加えることができる。ハンダ接合助剤としては、従来から用いられているものであれば特に限定されず、酢酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アクリル酸、イソシアヌル酸、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエンゴムなどの有機カルボン酸類などが用いられる。ハンダ接合助剤としてはまた、ハンダ接続性およびエポキシ樹脂との相溶性の向上の観点から、該有機カルボン酸類とビニルエーテル化合物とのエステル結合体が用いられる。該ビニルエーテル化合物としては、ブチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などを有するビニルエーテル類が挙げられる。このようなエステル結合体をハンダ接合助剤として用いることにより、半導体実装プロセス中においてハンダ付け機能を発揮した後、エポキシ樹脂と反応しうるため、ハンダ接合助剤および硬化剤の特性を兼ね備えた材料として好適に使用される。

樹脂組成物中のハンダ接合助剤の含有量は、ハンダ接合性や硬化体強度の確保の観点から、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．３〜１０重量％、さらに好ましくは０．５〜５重量％である。

さらに、本発明の樹脂組成物には、接着性を高めるために、シラン系、チタン系などのカップリング剤、合成ゴム、シリコン化合物などの可撓性付与剤；または酸化防止剤、消泡剤などを加えることができる。

本発明の樹脂組成物は、例えば、以下のようにして調製することができる。すなわち、まず、分散の均一性および粘度上昇の抑制の観点から、所定量のエポキシ樹脂に所定量のシリカ粒子を分散させた後、減圧乾燥してエポキシ樹脂とシリカ粒子の混合物（本明細書において、シリカ分散エポキシ樹脂という場合がある）を得る。このとき、完全に脱水するために水と共沸化合物を形成する溶剤を混合してもよい。このような溶剤の例としては、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどが挙げられる。なお、分散とは、媒質中に固形分粒子の凝集に由来するゲル状物が実質的に存在しない状態をいう。

このようなシリカ分散エポキシ樹脂としては、例えばＨａｎｓｅ社製のＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４３、ＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４０などが挙げられる。

上記のように得られたシリカ分散エポキシ樹脂および硬化剤を所定量混合し、さらに所望により、それら以外の成分を適宜添加し、万能攪拌釜などの混練機にかけ加熱状態で混練して溶融混合する。つぎに、これをフィルターを用いて濾過し、ついで減圧脱泡することにより目的とする樹脂組成物を調製することができる。

なお、樹脂組成物を調製する際、該組成物の流動性を調整するために、有機溶剤を添加してもよい。上記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジアセトンアルコールなどが挙げられる。これらは、単独で使用されてもよく、また２種以上併用されてもよい。

以上のようにして調製された本発明の樹脂組成物の８０℃で測定される粘度は、５０００Ｐａ・ｓ以下であり、ハンダ接合性や塗布作業性の確保の観点から、好ましくは０．１〜３０００Ｐａ・ｓであり、より好ましくは、１〜１０００Ｐａ・ｓである。

なお、上記樹脂組成物の粘度は、樹脂組成物１ｇについて、Ｅ型粘度計（ＨＡＡＫＥ社製：ＲＳ−１）を用いて、プレートの直径を３５ｍｍ、ギャップを１００μｍ、および回転速度を１０（１／ｓ）に設定して８０℃にて測定する。

さらに、以上のようにして調製された本発明の樹脂組成物の硬化体のガラス転移温度（Ｔｇ）の温度で測定される熱膨張係数は、接合信頼性の確保の観点から、好ましくは７０×１０^−６／Ｋ以下であり、より好ましくは６０×１０^−６／Ｋ以下である。

なお、上記樹脂組成物の熱膨張係数は、樹脂組成物を、金型注形により１７０℃で２時間硬化を行い、５ｍｍφ×２０ｍｍの試験片を作製し、リガク社製ＭＪ８００ＧＭを用いて５℃／ｍｉｎの昇温速度で、Ｔｇの温度におけるその熱膨張係数を測定する。

本発明の樹脂組成物により封止されてなる半導体装置は、図１に示すように、配線回路基板１の片面に、複数の接続用電極２を介して半導体素子３が搭載された構造をとる。さらに、配線回路基板１と半導体素子３との間に封止樹脂層４が形成されている。

配線回路基板１の材質としては、特に限定するものではないが、大別してセラミック基板、プラスチック基板があり、プラスチック基板としては、例えばガラスエポキシ基板などのエポキシ基板、ビスマレイミドトリアジン基板、ポリイミド基板などが挙げられる。

配線回路基板１と半導体素子３とを電気的に接続する複数の接続用電極２は、予め配線回路基板１の表面に配設されていてもよいし、半導体素子３の表面に配設されていてもよい。さらには、予め配線回路基板１の表面および半導体素子３の表面の双方にそれぞれ配設されていてもよい。

複数の接続用電極２の材質としては、特に限定するものではないが、例えば、低融点および高融点ハンダ、錫、銀−錫などが挙げられ、また配線回路基板上の電極が上記の材質からなるものに対しては金、銅などであってもよい。

半導体素子３は、特に限定されず、通常使用されるものが使用できる。例えば、シリコン、ゲルマニウムなどの元素半導体、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体などの各種の半導体が使用される。半導体素子３の大きさは、通常、幅２〜２０ｍｍ×長さ２〜２０ｍｍ×厚さ０．１〜０．６ｍｍに設定される。また、半導体素子３を搭載する配線回路が形成された配線回路基板１の大きさは通常、半導体素子３のサイズに合わせて、幅１０〜７０ｍｍ×長さ１０〜７０ｍｍ×厚さ０．０５〜３．０ｍｍの範囲に設定される。また、マップタイプの基板（１つの配線回路基板に多くの半導体素子を実装するもの）の場合は、幅及び長さとも４０ｍｍ以上に設定することができる。そして、溶解した樹脂組成物が充填される、半導体素子３と配線回路基板１との間の距離は、通常、５〜１００μｍである。

本発明の樹脂組成物を用いて封止してなる半導体装置は、先に述べたように、配線回路基板と半導体素子との間に樹脂組成物を介在させて、封止樹脂層を形成させることにより製造される。ここで、樹脂組成物の塗布は、配線回路基板上に行ってもよいし、半導体素子上に行ってもよい。半導体素子側に樹脂組成物を塗布する場合、個片チップにダイシングされる前のウエハに行ってもよいし、ダイシングされた後の個片チップに行ってもよい。ウエハに樹脂組成物を塗布し、次いで個片チップにダイシングした後にチップ実装する方法は、ウエハレベルで一括して樹脂塗布できるので生産性向上の点から好ましい。樹脂塗布の方法としては、印刷方式やスピンコート方式のいずれでもよいが、印刷方式において真空差圧を利用した印刷封止法は樹脂封止層に気泡が入りにくいのでより好ましい。本発明の半導体装置の製造方法の態様の一例を図面に基づき順を追って説明する。

配線回路基板に樹脂組成物を塗布する態様では、まず図２に示すように、配線回路基板１上に、例えば、６０℃に加温した溶融状態の本発明の樹脂組成物５をポッティングする。次いで図３に示すように樹脂組成物の上の所定位置に、複数の球状の接続用電極（ジョイントボール）２が設けられた半導体素子３を載置し、加熱ステージ上で樹脂組成物５をさらに溶融状態として、半導体素子３の接続用電極２が溶融状態の樹脂組成物５を押しのけて配線回路基板１と接続用電極２とが接触するようにし、かつ、半導体素子３と配線回路基板１との間の空隙内に溶融状態の樹脂組成物を充填させた後、ハンダリフローによる金属接合を行い、その後樹脂組成物を硬化させることにより封止樹脂層４を形成して空隙を封止する。樹脂組成物の硬化温度としては、通常、１３０〜２００℃が好適である。この時ハンダリフロー方式はリフロー炉を用いた接合方式であっても、チップ搭載と同時にハンダ融点以上にヒーター部分を加熱しハンダ溶融を行う接合方式であってもよい。このようにして、図１に示す半導体装置を製造する。

なお、半導体装置の製法は、複数の球状の接続用電極（ジョイントボール）２が設けられた半導体素子３を用いた場合について述べたが、これに限定するものではなく、予め配線回路基板１に複数の球状の接続用電極２が配設されたものを用いてもよい。

樹脂組成物５の厚さおよび重量は、搭載される半導体素子３の大きさおよび半導体素子３に設けられた接続用電極の大きさ、すなわち、半導体素子３と配線回路基板１との空隙を充填し封止することにより形成される封止樹脂層４の占める容積により適宜に設定される。

半導体装置の製造方法において、樹脂組成物５を加熱溶融して溶融状態とする際の加熱温度としては、半導体素子３および配線回路基板１の耐熱性、接続用電極２の融点、および樹脂組成物５の軟化点、耐熱性などを考慮して適宜に設定されるものである。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はかかる実施例によりなんら限定されるものではない。

以下に実施例および比較例で用いた原料をまとめて示す。

（１）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂として、
（ａ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１８５ｇ／ｅｑ）、または
（ｂ）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１５８ｇ／ｅｑ）
を用いた。

（２）硬化剤
硬化剤として、キシリレン型フェノール樹脂（水酸基当量：１７４ｇ／ｅｑ）
を用いた。

（３）硬化促進剤
硬化促進剤として、マイクロカプセル化トリフェニルホスフィン（シェル：ポリウレア、コア／シェル比＝２０／８０重量％）を用いた。

（４）ハンダ接合助剤
ハンダ接合助剤として、カルボキシ変性アクリロニトリルブタジエン共重合体（ムーニー粘度：４５ＭＬ（１＋４）、アクリロニトリル含有量：２７重量％、カルボキシル基含有量：０．０２７ｅｐｈｒ）を用いた。

（６）シリカ分散エポキシ樹脂
シリカ分散エポキシ樹脂として、
（ａ）シリカ分散エポキシ樹脂（エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；シリカ粒子径：平均粒径ｄｍａｘ＝１５ｎｍ、最大粒径＝４０ｎｍ、半値幅＝１０ｎｍ；シリカ濃度＝５０重量％；エポキシ当量＝３８０ｇ／ｅｑ；Ｈａｎｓｅ社製：ＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４３）、または
（ｂ）シリカ分散エポキシ樹脂（エポキシ樹脂：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂；シリカ粒子径：平均粒径ｄｍａｘ＝１５ｎｍ、最大粒径＝４０ｎｍ、半値幅＝１０ｎｍ；シリカ濃度＝６０重量％；エポキシ当量＝４２５ｇ／ｅｑ；Ｈａｎｓｅ社製：ＮＡＮＯＰＯＸＸＰ２２／０５４０）
を用いた。

（７）シリカ粒子
シリカ粒子として、
（ａ）シリカ分散溶液（平均粒径ｄｍａｘ＝１２ｎｍ、最大粒径＝４０ｎｍ、半値幅＝２０ｎｍ、溶媒：メチルエチルケトン、シリカ含量：１２重量％、扶桑化学工業社製：ＰＬ−１）、または
（ｂ）シリカ分散溶液（シリカ粒子（平均粒径ｄｍａｘ＝３００ｎｍ、最大粒径＝３５０ｎｍ、半値幅＝５０ｎｍ、日本触媒社製：ＫＥ−Ｓ３０）をアサダ鉄工社製：ビーズミル（ビーズ材質＝ジルコニア、粒径＝１ｍｍ）を用いて回転数＝３０００ｒｐｍで６０分間メチルエチルケトン溶媒に分散させたもの、シリカ含有量：５０重量％）
を用いた。

以下に実施例および比較例における評価方法をまとめて示す。

（１）粘度
樹脂組成物１ｇを、プレートの直径を３５ｍｍ、ギャップを１００μｍ、回転速度速度を１０（１／ｓ）に設定したＥ型粘度計（ＨＡＡＫＥ社製：ＲＳ−１）を用いて、８０℃にて測定した。なお、Ｅ型粘度計の測定限界は、１００００Ｐａ・ｓであるため、測定限界以上の粘度のものは測定できない。

（２）熱膨張係数
樹脂組成物を、金型注形により１７０℃で２時間硬化を行い、５ｍｍφ×２０ｍｍの試験片を作製し、リガク社製ＭＪ８００ＧＭを用いて５℃／分の昇温速度で、Ｔｇ以下におけるその熱膨張係数を測定した。

（３）初期通電試験
デイジーチェーン（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製：デジタルマルチメーターＴＲ６８４７）で半導体装置の電気抵抗値を測定し、抵抗値表示なしのものを不良品としてカウントした。

（４）サーマルショック試験
半導体装置を−５５℃で５分間維持後、１２５℃で５分間維持する操作を５００回（ＴＳＴ５００サイクル）および１０００回（ＴＳＴ１０００サイクル）行い、その後、デイジーチェーン（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製：デジタルマルチメーターＴＲ６８４７）にて半導体装置の電気抵抗値を測定し、その電気抵抗値を初期値（前記操作を行う前の半導体装置の電気抵抗値）と比較した。この電気抵抗値が初期値の２倍以上となった半導体を不良品としてカウントした。

実施例１〜４および比較例１〜４
以下のようにして実施例１〜４および比較例１〜４の樹脂組成物を製造した。

表１および表２に示す各原料を同表に示す割合で、ホモディスパー（特殊機化工業社製：Ｔ．Ｋ．ロボミックスタイプＢ）を用いて室温にて１０００ｒｐｍで３０分間混合した。次いで、得られた混合物を４００メッシュのフィルターを用いて室温で濾過した。その後、濾液中の溶剤および気泡を除去するため、９０℃で６０分間、０．００２６ＭＰａで減圧濃縮して樹脂組成物を調製し、その物性を測定した。その値を表２に示す。

以上で製造した樹脂組成物を用い、前述の半導体装置の製造方法に従って半導体装置（図１に示す半導体装置に相当）を製造した。すなわち、配線回路基板（ガラスエポキシ基板厚さ：０．８ｍｍ）上に樹脂組成物を８０℃に加温し溶融状態でポッティングした。これを１００℃に加熱したステージ上に置き、樹脂組成物の上の所定の位置に、接続用電極（共晶ハンダ：融点１８３℃、電極高さ：８０μｍ、電極数２０００個）を設けた半導体素子（厚さ：６００μｍ、大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ）をフリップチップボンダー（九州松下社製：ＦＢ３０Ｔ−Ｍ）を用いて、チップ実装（温度＝１００℃、圧力＝１ｇ／個（９．８×１０^-3Ｎ／個）、時間＝１秒）した。これにより、配線回路基板と半導体素子との空隙内に溶融状態の樹脂が充填される。その後、ハンダリフロー炉（ジャード社製：ＭＪ−Ｒ４０００）を用いてハンダ接合（ＪＥＤＥＣコンディション）を行い電気接続を得た。その後、同ハンダリフロー炉を用いて１７０℃にて１２０分間樹脂硬化を行い、目的とする半導体装置を作製した。得られた半導体装置について上記の評価を行った。その結果を表３および表４に示す。

表３および表４の結果から、実施例品は特定の粒径を有するシリカ粒子を含有し、さらに樹脂組成物として８０℃で測定される粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下のものを用いているため、比較例品に比べて、優れたハンダ接合性、作業性および接続信頼性を確保していることが確認された。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、半導体産業において配線回路基板と半導体素子との間の空隙を封止するために利用できる。

図１は、本発明の半導体装置の一例を示す。図２は、本発明の半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示す。図３は、本発明の半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示す。

符号の説明

１配線回路基板
２接続用電極
３半導体素子
４封止樹脂層
５半導体封止用樹脂組成物

Claims

８０℃で測定される粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下であり、
（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、および
（Ｃ）平均粒径ｄｍａｘが３〜５０ｎｍでかつ半値幅が平均粒径ｄｍａｘの１．５倍以下であるシリカ粒子
を含有してなる半導体封止用樹脂組成物。
前記シリカ粒子が前記エポキシ樹脂に分散されていることを特徴とする請求項１記載の半導体封止用樹脂組成物。
半導体封止用樹脂組成物の硬化物のＴｇの温度で測定される熱膨張係数が７０×１０^−６／Ｋ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体封止用樹脂組成物。
請求項１〜３いずれか記載の半導体封止用樹脂組成物により封止されてなる半導体装置。