JP2006169407A - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕半導体装置のノーフロー方式製造に用いるための、
(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)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、
(C)フラックス活性剤、および
(D)最大粒子径が30μm以下かつ平均粒子径の標準偏差が5μm以下の粒子であり、下記一般式(1):
で表される硬化促進剤
を含有してなる半導体封止用樹脂組成物であって、200℃におけるゲル化時間と230℃におけるゲル化時間との差の絶対値が5〜25秒である、半導体封止用樹脂組成物、ならびに
〔2〕前記〔1〕記載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。
(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)1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物、
(C)フラックス活性剤、および
(D)最大粒子径が30μm以下かつ平均粒子径の標準偏差が5μm以下の粒子であり、下記一般式(1):
で表される硬化促進剤を含み、200℃におけるゲル化時間と230℃におけるゲル化時間との差の絶対値が5〜25秒であることを1つの特徴とする。
エポキシ樹脂として、
(a)ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量:158g/eq、粘度:1240mPa・s/25℃)、または
(b)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:171g/eq、粘度:45Pa・s/25℃)
を用いた。
フェノール樹脂として、
(a)フェノールノボラック樹脂(水酸基当量:106g/eq、軟化点:62℃)、または
(b)フェノールノボラック樹脂(水酸基当量:104g/eq、軟化点:50℃)
を用いた。
フラックス活性剤として、アジピン酸−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル重合体(酸当量:270g/mol、平均分子量(Mn):1300、解離温度:200℃)を用いた。
硬化促進剤として、
(a)テトラフェニルホスホニウム・テトラ(4メチル−フェニル)ボレート、
(b)テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、または
(c)2-フェニル-4,5-ジヒドロキシジメチルイミダゾール
を用いた。
無機充填剤として、球状シリカ(平均粒子径:1.0μm、最大粒子径:5.0μm)を用いた。
得られた樹脂組成物中の硬化促進剤の粒子分散性を評価するために光路長:10mmの石英セルに樹脂組成物を入れ分光光度計(島津製作所社製:UV3101PC)を用いて透過率を測定し、以下の評価基準に従って評価した。
〔評価基準〕
透過率80%未満:○
透過率80%以上:×
得られた樹脂組成物の調製直後の粘度および40℃で24時間放置した後の粘度を、E型粘度計(HAAKE社製:RS-1)を用いて樹脂組成物1g、回転プレートの直径35mm、ギャップを100μm、および回転速度10(1/s)で40℃にて測定した。次に、得られた値を以下の式:
変化率(%)=(V(24)-V(0))×100/V(0)
V(24):40℃で24時間放置した時の粘度
V(0):調製直後の40℃における粘度
にあてはめ、得られた値について以下の評価基準に従って評価した。
〔評価基準〕
変化率が20%未満:○
変化率が20%以上:×
熱板の表面温度を表面温度計で測定し、200℃または230℃になるように設定した。測定サンプルを0.5〜1gとり、熱板上にのせてすばやく広げた。サンプルが溶融すると同時にストップウォッチで測定を開始した。5秒間、サンプルをかき混ぜ、その後10秒間で薄く引き伸ばした。針先で線を入れていき、線が広がり乱れた点を終点とし、ストップウォッチを止め、時間を読み取り、その時間をゲル化時間とした。200℃にて得られたゲル化時間と230℃にて得られたゲル化時間の差を算出し、その値をゲル化時間の差とした。
得られた半導体装置(n=10)について、全バンプに対する接続不良バンプを不良率としてカウントした。
製造した半導体装置中の封止樹脂層に存在するボイドを超音波顕微鏡(ソノスキャン社製:D6000)を用いて、周波数:100MHzにて観察した。
表1に示すように、前記硬化促進剤(a)〜(c)をジェットミル(日本ニューマチック工業社製:PJM-80SP)を用いて粉砕し、種々の粒度分布を有する硬化促進剤(A)〜(F)を作製した。なお、粒度分布はレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA-910)を用いて測定した。
表2〜4に示す各原料を同表に示す割合で、ホモミキサー(特殊機化工業社製:T.K.ホモミキサーモデルM)を用いて溶融混合し、次いで、400メッシュのフィルターを用いて70℃で濾過した。その後、70℃で60分間、3.3×10-3MPaで減圧脱泡し、これを室温にて冷却して樹脂組成物を作製した。得られた樹脂組成物について、硬化促進剤粒子分散性、ポットライフおよびゲル化時間の差を上記の評価方法に従い評価した。その値を表2〜4に示す。なお、溶融混合は以下のように実施した。
まず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびフラックス活性剤を仕込み、70℃で10分間、1000rpmで混合し、固形分を充分に分散もしくは溶解させた。次に、60℃の温度に調整した後、硬化促進剤を加え、10分間、3000rpmで混合した。
硬化促進剤(A)5.08gとフェノール樹脂(a)100gとを150℃で1時間混合して、硬化促進剤含有フェノール樹脂を調製した。
以上のようにして得られた調製直後の実施例1〜10および比較例1〜4の樹脂組成物を用い、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:1mm)上に樹脂組成物を40℃に加温し溶融状態でポッティングした。これを130℃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、バンプ(鉛フリーハンダ:融点221℃)を設けた半導体素子(厚さ:600μm、大きさ10mm×10mm、バンプ数:2000個)をフリップチップボンダー(九州松下社製:FB30T-M)を用いて半導体素子実装(温度130℃、圧力=4.9×10-3N/バンプ)すると同時に樹脂封止した。その後、240℃にて10秒間ハンダ溶融を行って半導体装置を製造した。得られた半導体装置に対して、乾燥炉(タバイエスペック社製:PHH-100)を使用して、175℃にて60分間樹脂組成物のポストキュアを行い、目的とする半導体装置を得た。
2 バンプ
3 半導体素子
4 封止樹脂層
5 樹脂組成物
Claims (2)
- 請求項1記載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。
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-
2004
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