JP2012255147A - 半導体モジュール部品及び液状封止用樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】液状封止樹脂組成物で封止した半導体モジュール部品において、実装時の反りが少ない、より薄い半導体モジュール部品を提供すること。
【解決手段】コア材を含むコア基板から構成されるモジュール用回路基板に半導体チップ及び／又は受動素子を搭載し、樹脂組成物で封止してなる半導体モジュール部品において、前記樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）無機充填材、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物を必須成分とする液状樹脂組成物であり、前記液状樹脂組成物の硬化物の２５０℃での弾性率が１〜１５ＧＰａであり、２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍであり、前記半導体モジュール部品の高さが１．６ｍｍ以下である半導体モジュール部品。
【選択図】 図１
【解決手段】コア材を含むコア基板から構成されるモジュール用回路基板に半導体チップ及び／又は受動素子を搭載し、樹脂組成物で封止してなる半導体モジュール部品において、前記樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）無機充填材、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物を必須成分とする液状樹脂組成物であり、前記液状樹脂組成物の硬化物の２５０℃での弾性率が１〜１５ＧＰａであり、２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍであり、前記半導体モジュール部品の高さが１．６ｍｍ以下である半導体モジュール部品。
【選択図】 図１
Description
本発明は、液状封止用樹脂組成物を用いて作製した半導体モジュール部品に関するものである
近年の電子機器産業は、小型化、軽量化、高集積化、高速動作化という従来からの技術的方向に加え、生産コストの削減のため、人件費の安い海外への最終生産拠点の移動という経済的な方向も加わってきている。海外シフトに伴い、最終製品に搭載する電子部品には、より高度な機能化と知的財産保護という二つの観点が求められる。この様な要求から、半導体及び受動部品を一つの回路基板の上に搭載後、金属やプラスチック樹脂で覆うことで、従来の半導体パッケージとほぼ同等な使い方が出来、しかも中身が見えにくい、モジュールと言われる部品が広く使われ始めている。このモジュール部品は、携帯電話のワンセグメントデジタルＴＶ放送受信機能や携帯端末の無線ネットワーク通信機能などを、部品一つで提供している。
従来、このようなモジュール部品の回路基板には、熱膨張係数約１５ｐｐｍ／℃、常温弾性率２０ＧＰａ、熱時弾性率１０ＧＰａ程度のコア材を使用した基板が用いられてきたが、基板のうねりや反りが生ずるため、基板厚みで５００μｍ以下にすることは難しかった。しかし、携帯端末の小型、薄型化の流れで、モジュール部品の薄型化も必須であり、モジュール用基板の薄型化も取り組まれている。従来のモジュール用基板を薄くすると、部品搭載後に基板の反りが発生してしまう。モジュールの封止形態については、金属缶封止と樹脂封止の二通りがあるが、対リバースエンジニアリング、より薄型しやすい事などから、樹脂封止がより好ましいと考えられている。この様なモジュール部品の場合、搭載する電子部品の高さが制限になり、封止側の厚みの限界は現状０．８ｍｍ前後と考えられる。従って、モジュール部品を薄くしようとすると、基板側の厚みを従来の５００μｍから更に薄くしなければならない。ところで、樹脂による基板の片面封止という形態をとる場合、基板側にしろ封止樹脂側にしろ、薄型化しようとすればするほど各部との熱膨張率の違いと剛性の低下により、大きな反りが発生する。この反りは、モジュールをマザーボードに実装した時に接続不良を発生させる為、ある程度の範囲に収めなければならない。モジュールの反り対策としては、従来はモジュールの構造で抑え込む方法が考えられている（例えば特許文献1、２参照）。
従来、このようなモジュール部品の回路基板には、熱膨張係数約１５ｐｐｍ／℃、常温弾性率２０ＧＰａ、熱時弾性率１０ＧＰａ程度のコア材を使用した基板が用いられてきたが、基板のうねりや反りが生ずるため、基板厚みで５００μｍ以下にすることは難しかった。しかし、携帯端末の小型、薄型化の流れで、モジュール部品の薄型化も必須であり、モジュール用基板の薄型化も取り組まれている。従来のモジュール用基板を薄くすると、部品搭載後に基板の反りが発生してしまう。モジュールの封止形態については、金属缶封止と樹脂封止の二通りがあるが、対リバースエンジニアリング、より薄型しやすい事などから、樹脂封止がより好ましいと考えられている。この様なモジュール部品の場合、搭載する電子部品の高さが制限になり、封止側の厚みの限界は現状０．８ｍｍ前後と考えられる。従って、モジュール部品を薄くしようとすると、基板側の厚みを従来の５００μｍから更に薄くしなければならない。ところで、樹脂による基板の片面封止という形態をとる場合、基板側にしろ封止樹脂側にしろ、薄型化しようとすればするほど各部との熱膨張率の違いと剛性の低下により、大きな反りが発生する。この反りは、モジュールをマザーボードに実装した時に接続不良を発生させる為、ある程度の範囲に収めなければならない。モジュールの反り対策としては、従来はモジュールの構造で抑え込む方法が考えられている（例えば特許文献1、２参照）。
本発明は、液状封止樹脂組成物で封止した半導体モジュール部品において、実装時の反りが少ない、より薄い半導体モジュール部品を提供するものである。
本発明は、
［１］コア材を含むコア基板から構成されるモジュール用回路基板に半導体チップ及び／又は受動素子を搭載し、樹脂組成物で封止してなる半導体モジュール部品において、前記樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）無機充填材、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物を必須成分とする液状樹脂組成物で
あり、前記液状樹脂組成物の硬化物の２５０℃での弾性率が１〜１５ＧＰａであり、２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍであり、前記半導体モジュール部品の高さが１．６ｍｍ以下である半導体モジュール部品、
［２］前記液状樹脂組成物の（Ｂ）無機充填材の配合量が７０〜９０体積％である［１］記載の半導体モジュール部品、
［３］前記液状樹脂組成物硬化物のガラス転移温度が２００℃以上である、［１］又は［２］記載の半導体モジュール部品、
［４］前記コア材の２５０℃での弾性率が１５ＧＰａ以上であり、面内方向における線膨張係数が３〜１４ｐｐｍ／℃であり、ガラス転移温度が２４０℃以上である［１］ないし［３］のいずれか１項に記載の半導体モジュール部品、
［５］前記モジュール用回路基板の厚さが５００μｍ以下である［１］ないし［４］のいずれか１項に記載の半導体モジュール部品、
［６］［１］ないし［５］のいずれか１項に記載の半導体モジュール部品の封止に使用される液状封止樹脂組成物、
である。
［１］コア材を含むコア基板から構成されるモジュール用回路基板に半導体チップ及び／又は受動素子を搭載し、樹脂組成物で封止してなる半導体モジュール部品において、前記樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）無機充填材、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物を必須成分とする液状樹脂組成物で
あり、前記液状樹脂組成物の硬化物の２５０℃での弾性率が１〜１５ＧＰａであり、２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍであり、前記半導体モジュール部品の高さが１．６ｍｍ以下である半導体モジュール部品、
［２］前記液状樹脂組成物の（Ｂ）無機充填材の配合量が７０〜９０体積％である［１］記載の半導体モジュール部品、
［３］前記液状樹脂組成物硬化物のガラス転移温度が２００℃以上である、［１］又は［２］記載の半導体モジュール部品、
［４］前記コア材の２５０℃での弾性率が１５ＧＰａ以上であり、面内方向における線膨張係数が３〜１４ｐｐｍ／℃であり、ガラス転移温度が２４０℃以上である［１］ないし［３］のいずれか１項に記載の半導体モジュール部品、
［５］前記モジュール用回路基板の厚さが５００μｍ以下である［１］ないし［４］のいずれか１項に記載の半導体モジュール部品、
［６］［１］ないし［５］のいずれか１項に記載の半導体モジュール部品の封止に使用される液状封止樹脂組成物、
である。
本発明により、液状封止樹脂組成物で封止した半導体モジュール部品において、実装時の反りが少ない、より薄い半導体モジュール部品を提供することが出来る。
本発明は、コア材を含むコア基板から構成されるモジュール用回路基板に半導体チップ及び／又は受動素子を搭載し、樹脂組成物で封止してなる半導体モジュール部品において、樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）無機充填材、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物を必須成分とする液状樹脂組成物であり、液状樹脂組成物の硬化物の２５０℃での弾性率が１〜１５ＧＰａであり、２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍであり、半導体モジュール部品の高さが１．６ｍｍ以下である半導体モジュール部品である。
以下、本発明を詳細に説明する
本発明に用いる液状樹脂組成物は、モジュール用回路基板の特性に合うように設計され、硬化物の２５０℃での弾性率は１〜１５ＧＰａであることが必要である。好ましくは、１〜１０ＧＰａである。２５０℃での弾性率が下限値未満では、樹脂の剛性が足りないため反りが大きくなる恐れがある。また２５０℃での弾性率が上限値を超えると、部品実装時の熱応力によって、封止された内部の部品に悪影響を与えてしまう可能性がある。
更に、液状樹脂組成物の硬化物の２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍの範囲にする事で、常温から部品実装温度までの反りを抑制できる。好ましくは、２５００〜４０００ｐｐｍである。熱膨張率が下限値未満の場合、または上限値を超える場合のいずれにおいても、モジュール部品としての反りが大きくなる恐れがある。
本発明の半導体モジュール部品は、高さ１．６ｍｍ以下である。１．６ｍｍを超える場合は、上記液状樹脂組成物を用いなくても反りの問題がない部品が得られる場合があるが、薄型の半導体モジュール部品ではなくなる。一方、モジュール内部の部品実装の高さの制約等から、高さの最小値は薄型の基板と薄型の搭載部品を組み合わせても０．５ｍｍ程度と見積もられる。
以下、本発明を詳細に説明する
本発明に用いる液状樹脂組成物は、モジュール用回路基板の特性に合うように設計され、硬化物の２５０℃での弾性率は１〜１５ＧＰａであることが必要である。好ましくは、１〜１０ＧＰａである。２５０℃での弾性率が下限値未満では、樹脂の剛性が足りないため反りが大きくなる恐れがある。また２５０℃での弾性率が上限値を超えると、部品実装時の熱応力によって、封止された内部の部品に悪影響を与えてしまう可能性がある。
更に、液状樹脂組成物の硬化物の２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍの範囲にする事で、常温から部品実装温度までの反りを抑制できる。好ましくは、２５００〜４０００ｐｐｍである。熱膨張率が下限値未満の場合、または上限値を超える場合のいずれにおいても、モジュール部品としての反りが大きくなる恐れがある。
本発明の半導体モジュール部品は、高さ１．６ｍｍ以下である。１．６ｍｍを超える場合は、上記液状樹脂組成物を用いなくても反りの問題がない部品が得られる場合があるが、薄型の半導体モジュール部品ではなくなる。一方、モジュール内部の部品実装の高さの制約等から、高さの最小値は薄型の基板と薄型の搭載部品を組み合わせても０．５ｍｍ程度と見積もられる。
上記液状樹脂組成物は、以下のような成分からなるものである。
すなわち、（Ａ）エポキシ樹脂は、一分子中にエポキシ基を２個以上有するもので、かつ
常温において液状であれば、特に分子量や構造は限定されるものではない。
例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ-ジグリシジ
ルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミンのような芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイドなどの脂環式エポキシなどの脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。
本発明では、芳香族環にグリシジルエーテル構造またはグリシジルアミン構造が結合した構造を含むものが耐熱性、機械特性、耐湿性という観点から好ましい。脂肪族または脂環式エポキシ樹脂は信頼性、特に接着性という観点から使用する量を限定するほうが好ましいが、低粘度かつ低硬化収縮なものであれば、この限りではない。これらは単独でも２種以上混合して使用しても良い。本発明ではエポキシ樹脂として最終的に常温（２５℃）で液状であることが好ましいが、常温で固体のエポキシ樹脂であっても常温で液状のエポキシ樹脂に溶解させ、結果的に液状の状態であればよい。
本発明において、室温とは２５℃を指し、また、液状とは樹脂又は樹脂組成物が流動性を有していることを指す。
本発明において、上記液状樹脂組成物は、室温（２５℃）において、流動性を有している。
（Ｂ）無機充填材としては、一般に封止材料に使用されているものを使用することができる。
例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、窒化珪素などが挙げられ、これらは単独でも２種類以上併用して用いても差し支えない。これらの中でも樹脂組成物の耐熱性、耐湿性、強度などを向上できることから溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ粉末が好ましい。
上記無機充填材の形状は、特に限定されないが、粘度特性や流動特性の観点から形状は球状であることが好ましい。
無機充填材の含有量としては、成形性と耐半田クラック性のバランスから、全エポキシ樹脂組成物中に７０〜９０体積％使用することが好ましく、更に好ましくは７４〜８４体積％である。
無機充填材の含有量が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、良好な流動性、低反り性、機械特性を有し、ディスペンス性、耐半田クラック性に優れる。
（Ｃ）硬化促進剤は、エポキシ基同士、またはエポキシ基と硬化剤との反応を促進させるものであれば特に制限はなく、例えば２−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−メチルイミダゾールと２，４−ジアミノ−６−ビニルトリアジンとの付加物、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類、ジシアンジアミド、有機過酸化物等が挙げられる。またトリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等のリン系化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケンおよびその誘導
体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物等を使用することも可能である。
本発明に用いる液状樹脂組成物には、必要に応じて硬化剤を使用してもよい。硬化剤としては、例えば無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸と４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸との混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、または無水メチルナジック酸などの酸無水物、脂肪族アミン、芳香族アミン、フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類あるいは複数種を併用して使用してもよい。フィラー配合量の多い液状樹脂組成物において硬化剤を配合する場合は、硬化剤は液状で粘度のなるべく低いものが好ましい。この様な硬化剤としては、テトラヒドロ無水フタル酸などが好ましく用いられる。
（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物としては、Ｎ-フェニル-３-アミノプロピルトリメトキシシラン、３-トリエトキシシリル-Ｎ-（１、３‐ジメチル-ブチリデン）プロピルアミン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、１、１’―エ
チレンビス（Ｎ，Ｎ，１，１−テトラメチルシランアミン）、ジメチルアミノトリメチルシラン等が挙げられるが、流動性向上作用に効果のあるものであれば、特にこれらに限定するものではない。
二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物は、０．０５〜１．０重量％の範囲で用いる事が好ましい。更に好ましくは、０．０５〜０．５重量％の範囲である。添加量が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、良好な流動性、低反り性を有する。
また、ここでいう流動性は、Ｅ型粘度計にＣＰ−５１型コーンを装着し２５℃で０．５ｒｐｍで測定した粘度にて３００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。更に好ましくは２００Ｐａ・ｓ以下である。またチキソ性として、好ましくは１．６以下、より好ましくは１．４以下である。チキソ性は、上記のＥ型粘度計にて測定した粘度の比であり、［０．５ｒｐｍ時の粘度］／［５．０ｒｐｍ時の粘度］で求める。
本発明に用いる液状樹脂組成物には、溶剤を使用する事が出来る。溶剤を配合した場合、液状樹脂組成物の粘度を調整することができる。
本発明に用いる液状樹脂組成物には、低応力添加剤を使用する事が出来る。低応力添加剤としては、液状のエポキシ化ポリブタジエンゴム、シリコーンオイル、コアシェル型シリコーン、固形のシリコーンゴム等が挙げられ、またこれらに限定されるものでもない。ここに挙げたものでは、流動性を維持するために液状の低応力剤が好ましく、更に密着性を保持する為に液状のエポキシ化ポリブタジエンゴムがより好ましい。また、その添加量としては、０．１〜１．０重量％が好ましく、より好ましくは、０．３〜１．０重量％である。添加量が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、良好な流動性を維持しつつ、低応力性、低反り性を有する。
上記以外に用いることができる成分としては、消泡剤としてのシリコーン化合物やワックスなどの離型剤等が挙げられ、要求される特性に応じて添加する事ができる。
本発明に用いる液状樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度とは、所定の条件で硬化した液状樹脂組成物試料をＤＭＡにて測定して得られるｔａｎδカーブのピーク温度である。ガラス転移温度は２００℃以上が望ましく、２２０℃以上がより望ましい。ガラス転移温度が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、低反り性を有する。
本発明に用いる液状封止樹脂組成物の製造方法としては、例えば各成分をプラネタリーミキサー、三本ロール、二本熱ロール、ライカイ機などの装置を用いて分散混練したのち、必要に応じて真空下で脱泡処理して製造する。
すなわち、（Ａ）エポキシ樹脂は、一分子中にエポキシ基を２個以上有するもので、かつ
常温において液状であれば、特に分子量や構造は限定されるものではない。
例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ-ジグリシジ
ルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミンのような芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイドなどの脂環式エポキシなどの脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。
本発明では、芳香族環にグリシジルエーテル構造またはグリシジルアミン構造が結合した構造を含むものが耐熱性、機械特性、耐湿性という観点から好ましい。脂肪族または脂環式エポキシ樹脂は信頼性、特に接着性という観点から使用する量を限定するほうが好ましいが、低粘度かつ低硬化収縮なものであれば、この限りではない。これらは単独でも２種以上混合して使用しても良い。本発明ではエポキシ樹脂として最終的に常温（２５℃）で液状であることが好ましいが、常温で固体のエポキシ樹脂であっても常温で液状のエポキシ樹脂に溶解させ、結果的に液状の状態であればよい。
本発明において、室温とは２５℃を指し、また、液状とは樹脂又は樹脂組成物が流動性を有していることを指す。
本発明において、上記液状樹脂組成物は、室温（２５℃）において、流動性を有している。
（Ｂ）無機充填材としては、一般に封止材料に使用されているものを使用することができる。
例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、窒化珪素などが挙げられ、これらは単独でも２種類以上併用して用いても差し支えない。これらの中でも樹脂組成物の耐熱性、耐湿性、強度などを向上できることから溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ粉末が好ましい。
上記無機充填材の形状は、特に限定されないが、粘度特性や流動特性の観点から形状は球状であることが好ましい。
無機充填材の含有量としては、成形性と耐半田クラック性のバランスから、全エポキシ樹脂組成物中に７０〜９０体積％使用することが好ましく、更に好ましくは７４〜８４体積％である。
無機充填材の含有量が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、良好な流動性、低反り性、機械特性を有し、ディスペンス性、耐半田クラック性に優れる。
（Ｃ）硬化促進剤は、エポキシ基同士、またはエポキシ基と硬化剤との反応を促進させるものであれば特に制限はなく、例えば２−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−メチルイミダゾールと２，４−ジアミノ−６−ビニルトリアジンとの付加物、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類、ジシアンジアミド、有機過酸化物等が挙げられる。またトリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等のリン系化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケンおよびその誘導
体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物等を使用することも可能である。
本発明に用いる液状樹脂組成物には、必要に応じて硬化剤を使用してもよい。硬化剤としては、例えば無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸と４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸との混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、または無水メチルナジック酸などの酸無水物、脂肪族アミン、芳香族アミン、フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類あるいは複数種を併用して使用してもよい。フィラー配合量の多い液状樹脂組成物において硬化剤を配合する場合は、硬化剤は液状で粘度のなるべく低いものが好ましい。この様な硬化剤としては、テトラヒドロ無水フタル酸などが好ましく用いられる。
（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物としては、Ｎ-フェニル-３-アミノプロピルトリメトキシシラン、３-トリエトキシシリル-Ｎ-（１、３‐ジメチル-ブチリデン）プロピルアミン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、１、１’―エ
チレンビス（Ｎ，Ｎ，１，１−テトラメチルシランアミン）、ジメチルアミノトリメチルシラン等が挙げられるが、流動性向上作用に効果のあるものであれば、特にこれらに限定するものではない。
二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物は、０．０５〜１．０重量％の範囲で用いる事が好ましい。更に好ましくは、０．０５〜０．５重量％の範囲である。添加量が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、良好な流動性、低反り性を有する。
また、ここでいう流動性は、Ｅ型粘度計にＣＰ−５１型コーンを装着し２５℃で０．５ｒｐｍで測定した粘度にて３００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。更に好ましくは２００Ｐａ・ｓ以下である。またチキソ性として、好ましくは１．６以下、より好ましくは１．４以下である。チキソ性は、上記のＥ型粘度計にて測定した粘度の比であり、［０．５ｒｐｍ時の粘度］／［５．０ｒｐｍ時の粘度］で求める。
本発明に用いる液状樹脂組成物には、溶剤を使用する事が出来る。溶剤を配合した場合、液状樹脂組成物の粘度を調整することができる。
本発明に用いる液状樹脂組成物には、低応力添加剤を使用する事が出来る。低応力添加剤としては、液状のエポキシ化ポリブタジエンゴム、シリコーンオイル、コアシェル型シリコーン、固形のシリコーンゴム等が挙げられ、またこれらに限定されるものでもない。ここに挙げたものでは、流動性を維持するために液状の低応力剤が好ましく、更に密着性を保持する為に液状のエポキシ化ポリブタジエンゴムがより好ましい。また、その添加量としては、０．１〜１．０重量％が好ましく、より好ましくは、０．３〜１．０重量％である。添加量が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、良好な流動性を維持しつつ、低応力性、低反り性を有する。
上記以外に用いることができる成分としては、消泡剤としてのシリコーン化合物やワックスなどの離型剤等が挙げられ、要求される特性に応じて添加する事ができる。
本発明に用いる液状樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度とは、所定の条件で硬化した液状樹脂組成物試料をＤＭＡにて測定して得られるｔａｎδカーブのピーク温度である。ガラス転移温度は２００℃以上が望ましく、２２０℃以上がより望ましい。ガラス転移温度が上記の範囲の場合、得られる液状樹脂組成物は、低反り性を有する。
本発明に用いる液状封止樹脂組成物の製造方法としては、例えば各成分をプラネタリーミキサー、三本ロール、二本熱ロール、ライカイ機などの装置を用いて分散混練したのち、必要に応じて真空下で脱泡処理して製造する。
本発明に用いるモジュール用回路基板はコア基板から構成される。コア基板はコア材の両面に回路形成、及び／またはスルーホール形成されたものを用いてもよい。
本発明に用いるコア基板のコア材は、２５０℃での弾性率が１５ＧＰａ以上、面内方向の
線膨張係数３〜１４ｐｐｍ、ガラス転移温度が２４０℃以上であることが好ましい。
更に好ましくは、２５０℃での弾性率が２０ＧＰａ以上、面内方向の線膨張係数５〜１２ｐｐｍ、ガラス転移温度が２６０℃以上である。
コア材の２５０℃弾性率、面内方向の線膨張係数、及びガラス転移温度がそれぞれ上記の範囲の場合、部品搭載時の反りが抑制され、部品の接続不良発生を抑制できる。
上記コア基板は、コア材と金属箔からなる積層板に回路形成、及び／またはスルーホール形成したもの、または、無電解メッキ等の方法によりコア材表面に回路を形成したものを用いることができる。
上記積層板は、プリプレグを１枚もしくは複数枚積層したものの上下両面のうち少なくとも一方に、金属箔を重ね、加熱、加圧することで得ることができる。
上記プリプレグは、後述する樹脂組成物を基材に含浸させてなるものである。これにより、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性等の各種特性に優れたプリント配線板を製造するのに好適なプリプレグを得ることができる。
本発明に用いるコア基板のコア材は、２５０℃での弾性率が１５ＧＰａ以上、面内方向の
線膨張係数３〜１４ｐｐｍ、ガラス転移温度が２４０℃以上であることが好ましい。
更に好ましくは、２５０℃での弾性率が２０ＧＰａ以上、面内方向の線膨張係数５〜１２ｐｐｍ、ガラス転移温度が２６０℃以上である。
コア材の２５０℃弾性率、面内方向の線膨張係数、及びガラス転移温度がそれぞれ上記の範囲の場合、部品搭載時の反りが抑制され、部品の接続不良発生を抑制できる。
上記コア基板は、コア材と金属箔からなる積層板に回路形成、及び／またはスルーホール形成したもの、または、無電解メッキ等の方法によりコア材表面に回路を形成したものを用いることができる。
上記積層板は、プリプレグを１枚もしくは複数枚積層したものの上下両面のうち少なくとも一方に、金属箔を重ね、加熱、加圧することで得ることができる。
上記プリプレグは、後述する樹脂組成物を基材に含浸させてなるものである。これにより、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性等の各種特性に優れたプリント配線板を製造するのに好適なプリプレグを得ることができる。
上記金属箔は、特に限定されないが、例えば銅及び銅系合金、アルミ及びアルミ系合金、銀及び銀系合金、金及び金系合金、亜鉛及び亜鉛系合金、ニッケル及びニッケル系合金、錫及び錫系合金、鉄および鉄系合金等の金属箔が挙げられる。
上記基材は、特に限定されないが、ガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材等の有機繊維基材等が挙げられる。これらの中でもガラス繊維基材が好ましい。これにより、プリプレグの強度が向上し、吸水率を下げることができ、また熱膨張係数を小さくすることができる。
上記樹脂組成物は特に限定されないが、例えば熱硬化性樹脂と充填材などで構成される。
上記樹脂組成物は特に限定されないが、例えば熱硬化性樹脂と充填材などで構成される。
上記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂などのトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、ノルボルネン系樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂などが挙げられる。
これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
またこれらの中でも、特に、エポキシ樹脂、シアネート樹脂（シアネート樹脂のプレポ
リマーを含む）、フェノール樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびビスマレイミドトリアジン樹脂の中の少なくとも１種の熱硬化性樹脂が好ましい。これらの中でも最もシアネート樹脂が好ましい。
リマーを含む）、フェノール樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびビスマレイミドトリアジン樹脂の中の少なくとも１種の熱硬化性樹脂が好ましい。これらの中でも最もシアネート樹脂が好ましい。
この様なモジュール用回路基板用を構成するコア基板としては、ＬαＺ４７８５ＧＳ(
商品名、住友ベークライト株式会社製)等が入手できる。
本発明に用いるモジュール用回路基板は、コア基板にさらに樹脂層を積層したものを用いてもよい。樹脂層には、コア基板と電気的接続を図るべくビアホールが形成されていてもよく、また樹脂層表面に導体回路が形成されていてもよい。さらに導体回路には、一般にプリント配線板に用いられるソルダーレジストが形成されていてもよい。
商品名、住友ベークライト株式会社製)等が入手できる。
本発明に用いるモジュール用回路基板は、コア基板にさらに樹脂層を積層したものを用いてもよい。樹脂層には、コア基板と電気的接続を図るべくビアホールが形成されていてもよく、また樹脂層表面に導体回路が形成されていてもよい。さらに導体回路には、一般にプリント配線板に用いられるソルダーレジストが形成されていてもよい。
上記樹脂層は、基材に上述の樹脂組成物が含浸されたもの、すなわちプリプレグを用いることもできる。これにより、樹脂層の熱膨張係数を小さくすることができ、それにより反りを低減することができる。この場合、基材としては、有機繊維基材やガラス繊維基材などが好ましい。これにより、低い熱膨張係数と加工性とのバランスに優れる。
また、樹脂層としては、樹脂シートを積層したものを用いてもよい。
本発明の半導体モジュール部品の一例の概略断面図を図1に示した。コア材の両面に銅箔
の回路を形成し、スルーホール（内部導通回路）6を形成したコア基板1にプリプレグによる樹脂層２を両面に形成する。更にソルダーレジスト７を形成して、モジュール用回路基板が得られる。モジュール用回路基板に半導体チップ、受動素子等の搭載部品４を搭載し、液状樹脂組成物３で封止して半導体モジュール部品が得られる。半導体モジュール部品は、はんだボール５を介して、他の回路基板等に搭載される。
また、樹脂層としては、樹脂シートを積層したものを用いてもよい。
本発明の半導体モジュール部品の一例の概略断面図を図1に示した。コア材の両面に銅箔
の回路を形成し、スルーホール（内部導通回路）6を形成したコア基板1にプリプレグによる樹脂層２を両面に形成する。更にソルダーレジスト７を形成して、モジュール用回路基板が得られる。モジュール用回路基板に半導体チップ、受動素子等の搭載部品４を搭載し、液状樹脂組成物３で封止して半導体モジュール部品が得られる。半導体モジュール部品は、はんだボール５を介して、他の回路基板等に搭載される。
本発明の半導体モジュール部品の製造方法としては、例えば次の様な方法があるが、これに限るものではない。
即ち、支持体であるモジュール用回路基板の上に、チップ抵抗やチップキャパシタなどの受動素子と半導体チップを搭載後、リフロー半田付け装置に通し、基板との間に電気的物理的接合を行う。半導体チップの電気的接続はワイヤーボンディング法ではボンディングパッドを基板の搭載位置周辺に設けるため、より小型化がしやすいフリップチップ接続が望ましい。次に、液状封止樹脂組成物を塗布・硬化する。液状樹脂組成物の塗布は、その粘度特性に合わせ、６０℃程度に加温しても常温でも構わない。液状樹脂組成物の硬化温度は、組成物に使用する硬化促進剤や硬化剤の組み合わせにより変わりうるが、温度が低すぎると生産性が低下し、高すぎると液状樹脂の硬化物とモジュール用回路基板と搭載部品の熱膨張係数の違いにより、モジュールとしての反りが大きくなってしまうため、高くとも１８０℃程度、好ましくは１５０℃前後である。
即ち、支持体であるモジュール用回路基板の上に、チップ抵抗やチップキャパシタなどの受動素子と半導体チップを搭載後、リフロー半田付け装置に通し、基板との間に電気的物理的接合を行う。半導体チップの電気的接続はワイヤーボンディング法ではボンディングパッドを基板の搭載位置周辺に設けるため、より小型化がしやすいフリップチップ接続が望ましい。次に、液状封止樹脂組成物を塗布・硬化する。液状樹脂組成物の塗布は、その粘度特性に合わせ、６０℃程度に加温しても常温でも構わない。液状樹脂組成物の硬化温度は、組成物に使用する硬化促進剤や硬化剤の組み合わせにより変わりうるが、温度が低すぎると生産性が低下し、高すぎると液状樹脂の硬化物とモジュール用回路基板と搭載部品の熱膨張係数の違いにより、モジュールとしての反りが大きくなってしまうため、高くとも１８０℃程度、好ましくは１５０℃前後である。
また、一枚のモジュール用回路基板上には複数のモジュールが配置されていることが好ましい。この場合は、液状樹脂組成物を硬化させた後に、ダイシング装置により切り分け、個片化する事で一つの半導体モジュール部品が得られる。
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。以下に記載の各成分の配合量は、特に記載しない限り、質量部とする。
実施例又は比較例で使用した材料は以下の通りである。
エポキシ樹脂１：Ｎ，Ｎ−ジグリシジル−４−（グリシジルオキシ）アニリン（三菱化学（株）製、ＪＥＲ６３０）
エポキシ樹脂２：１，４シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル（東都化成
（株）製、ＺＸ−１６５８ＧＳ）
エポキシ樹脂３：ビスフェノールＦ型ジグリシジルエーテル（新日鐵化学（株）製、ＹＤＦ８７０ＧＳ）
無機充填材１：溶融シリカ（（株）マイクロン製、ＨＳ−２０２）
無機充填材２：溶融シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＯ−Ｃ３）
硬化促進剤１：ジシアンジアミド（(株)ＡＤＥＫＡ製、ＥＨ３６３６−ＡＳ）
硬化促進剤２：２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製、２Ｐ４ＭＺ）
硬化促進剤３：２，４−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（四国化成工業（株）製、２ＭＺ−Ａ）
シラン化合物１：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−５７３）
シラン化合物２：γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＥ−４０３Ｅ）
硬化剤：メチルテトラヒドロフタル酸無水物（日立化成工業（株）製、ＨＮ−２２００−Ｒ）
着色剤：カーボンブラック（三菱化学（株）製、ＭＡ６００）
低応力剤：エポキシ化ポリブタジエン（(株)ＡＤＥＫＡ製、ＢＦ−１０００）
溶剤：エチレングリコールモノブチルアセテート（東京化成工業（株）製）
［実施例１］
以下の成分をビーカーに取りスパチュラで混ぜ合わせた後、三本ロールにて３回混錬したのち常温で１２時間養生後、ビーカーに入れて真空オーブン（常温、５ｍｍＨｇ）で１０分間脱泡処理を行い、液状樹脂組成物Ａを得た。
エポキシ樹脂２：１，４シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル（東都化成
（株）製、ＺＸ−１６５８ＧＳ）
エポキシ樹脂３：ビスフェノールＦ型ジグリシジルエーテル（新日鐵化学（株）製、ＹＤＦ８７０ＧＳ）
無機充填材１：溶融シリカ（（株）マイクロン製、ＨＳ−２０２）
無機充填材２：溶融シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＯ−Ｃ３）
硬化促進剤１：ジシアンジアミド（(株)ＡＤＥＫＡ製、ＥＨ３６３６−ＡＳ）
硬化促進剤２：２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製、２Ｐ４ＭＺ）
硬化促進剤３：２，４−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（四国化成工業（株）製、２ＭＺ−Ａ）
シラン化合物１：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−５７３）
シラン化合物２：γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＥ−４０３Ｅ）
硬化剤：メチルテトラヒドロフタル酸無水物（日立化成工業（株）製、ＨＮ−２２００−Ｒ）
着色剤：カーボンブラック（三菱化学（株）製、ＭＡ６００）
低応力剤：エポキシ化ポリブタジエン（(株)ＡＤＥＫＡ製、ＢＦ−１０００）
溶剤：エチレングリコールモノブチルアセテート（東京化成工業（株）製）
［実施例１］
以下の成分をビーカーに取りスパチュラで混ぜ合わせた後、三本ロールにて３回混錬したのち常温で１２時間養生後、ビーカーに入れて真空オーブン（常温、５ｍｍＨｇ）で１０分間脱泡処理を行い、液状樹脂組成物Ａを得た。
エポキシ樹脂１ １００重量部
エポキシ樹脂２ ６８重量部
無機充填材１ １１５０重量部
無機充填材２ ２４０重量部
硬化促進剤１ １１重量部
硬化促進剤２ ０．５重量部
シラン化合物１ ３重量部
シラン化合物２ ３重量部
着色剤 ２重量部
低応力剤 １１重量部
得られた液状樹脂組成物Ａについて、以下の評価を行った。
［粘度測定］
Ｅ型粘度計にＣＰ−５１型コーンを装着し、２５℃で０．５ｒｐｍ、２５℃で５ｒｐｍの条件で測定を実施した。単位はＰａ・ｓである。
［チキソ性］
上記粘度測定において、５ｒｐｍおよび０．５ｒｐｍで測定した粘度結果から次のように計算した。［０．５ｒｐｍの粘度］÷［５ｒｐｍの粘度］である。
［熱時粘度安定性］
Ｈａａｋｅ社製レオメータＲＳ１５０を用いて、測定ギャップ２５０ｍｍ、測定モードＣＳ ５００Ｐａ、１Ｈｚ、２５ｍｍΦのプレート型のローター、温度８０℃固定にて二時間測定した。[二時間後の粘度]÷[測定開始時の粘度]を熱時粘度安定性とした。
［線膨張率］
液状樹脂組成物を、１５０℃３時間で硬化後、切削により１０×５０×１ｍｍの試験片を得た。この試験片をＴＭＡ装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で、２５℃〜２６０℃における線膨張率を測定した。単位はｐｐｍ／℃である。
［ガラス転移温度］
液状樹脂組成物を、１５０℃３時間で硬化後、切削により１０×５０×１ｍｍの試験片を得た。この試験片をＤＭＡ測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、引っ張り法、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０℃〜３００℃の条件でｔａｎδを算出し、ｔａｎδのピークが発現する温度をガラス転移温度とした。単位は℃である。
［弾性率］
液状樹脂組成物を、１５０℃３時間で硬化後、切削により１０×５０×１ｍｍの試験片を得た。この試験片をＤＭＡ測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、引っ張り法、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０℃〜３００℃の条件で測定を行い、２５０℃における貯蔵弾性率を読み取った。単位はＧＰａである。
作製した液状樹脂組成物Ａの２５℃での粘度は、０．５ｒｐｍで１４３Ｐａ・ｓ、５．０ｒｐｍで１００Ｐａ・ｓ、チキソ性１．４、２５℃から２６０℃まで熱膨張率は３４００ｐｐｍ、ガラス転移温度２３２℃、２５０℃での弾性率は７．７ＧＰａであった。
［反り評価］
液状樹脂組成物Ａを次のモジュール用模擬回路基板ａに塗布した。モジュール用模擬回路基板ａは、２５０℃の弾性率が２０ＧＰａ、面内方向線膨張係数が１０ｐｐｍ、ガラス転移温度が２６０℃のコア材からなるコア基板（ＬαＺ４７８５ＧＳ:住友ベークライト
（株）製）を使用した。コア材の特性は以下の方法で評価した。
［コア材の弾性率］
コア基板の銅箔を全面エッチングし、１５ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、島津製作所社製オートグラフＡＧ−ＩＳを用い３点曲げ試験により弾性率を求めた。
エポキシ樹脂２ ６８重量部
無機充填材１ １１５０重量部
無機充填材２ ２４０重量部
硬化促進剤１ １１重量部
硬化促進剤２ ０．５重量部
シラン化合物１ ３重量部
シラン化合物２ ３重量部
着色剤 ２重量部
低応力剤 １１重量部
得られた液状樹脂組成物Ａについて、以下の評価を行った。
［粘度測定］
Ｅ型粘度計にＣＰ−５１型コーンを装着し、２５℃で０．５ｒｐｍ、２５℃で５ｒｐｍの条件で測定を実施した。単位はＰａ・ｓである。
［チキソ性］
上記粘度測定において、５ｒｐｍおよび０．５ｒｐｍで測定した粘度結果から次のように計算した。［０．５ｒｐｍの粘度］÷［５ｒｐｍの粘度］である。
［熱時粘度安定性］
Ｈａａｋｅ社製レオメータＲＳ１５０を用いて、測定ギャップ２５０ｍｍ、測定モードＣＳ ５００Ｐａ、１Ｈｚ、２５ｍｍΦのプレート型のローター、温度８０℃固定にて二時間測定した。[二時間後の粘度]÷[測定開始時の粘度]を熱時粘度安定性とした。
［線膨張率］
液状樹脂組成物を、１５０℃３時間で硬化後、切削により１０×５０×１ｍｍの試験片を得た。この試験片をＴＭＡ装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で、２５℃〜２６０℃における線膨張率を測定した。単位はｐｐｍ／℃である。
［ガラス転移温度］
液状樹脂組成物を、１５０℃３時間で硬化後、切削により１０×５０×１ｍｍの試験片を得た。この試験片をＤＭＡ測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、引っ張り法、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０℃〜３００℃の条件でｔａｎδを算出し、ｔａｎδのピークが発現する温度をガラス転移温度とした。単位は℃である。
［弾性率］
液状樹脂組成物を、１５０℃３時間で硬化後、切削により１０×５０×１ｍｍの試験片を得た。この試験片をＤＭＡ測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、引っ張り法、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０℃〜３００℃の条件で測定を行い、２５０℃における貯蔵弾性率を読み取った。単位はＧＰａである。
作製した液状樹脂組成物Ａの２５℃での粘度は、０．５ｒｐｍで１４３Ｐａ・ｓ、５．０ｒｐｍで１００Ｐａ・ｓ、チキソ性１．４、２５℃から２６０℃まで熱膨張率は３４００ｐｐｍ、ガラス転移温度２３２℃、２５０℃での弾性率は７．７ＧＰａであった。
［反り評価］
液状樹脂組成物Ａを次のモジュール用模擬回路基板ａに塗布した。モジュール用模擬回路基板ａは、２５０℃の弾性率が２０ＧＰａ、面内方向線膨張係数が１０ｐｐｍ、ガラス転移温度が２６０℃のコア材からなるコア基板（ＬαＺ４７８５ＧＳ:住友ベークライト
（株）製）を使用した。コア材の特性は以下の方法で評価した。
［コア材の弾性率］
コア基板の銅箔を全面エッチングし、１５ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、島津製作所社製オートグラフＡＧ−ＩＳを用い３点曲げ試験により弾性率を求めた。
測定条件は、ヘッドスピード０．５ｍｍ／ｍｉｎ、支点距離２ｍｍとし、５℃／分で２０℃〜３００℃まで昇温させ、２５０℃の弾性率を測定した。単位はＧＰａである。
［コア材の線膨張率］
コア基板の銅箔を全面エッチングし、５ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて５℃／分の条件で、５０℃〜１００℃における面内方向（ＸＹ方向）の線膨張率を測定した。単位はｐｐｍ／℃である。
［コア材のガラス転移温度］
コア基板の銅箔を全面エッチングし、１０ｍｍｘ２０ｍｍの試験片を作成し、ＤＭＡ測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、引っ張り法、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０℃〜３００℃の条件でｔａｎδを測定した。得られたｔａｎδカーブおいてピークが発現する温度をガラス転移温度とした。単位は℃である。
コア基板はコア材層の厚さは２００μｍで、コア材層の上下にそれぞれ１０μｍ厚の銅箔回路を持つもので、更に銅箔回路に１５μｍ厚のソルダーレジスト（ＰＳＲ４０００−ＡＵＳ３０８）でコートしたモジュール用模擬回路基板を作成した。モジュール用模擬回路基板の概略断面図を図２に示した。モジュール用模擬回路基板の大きさは９０ｘ１００ｍｍ、総厚さ２５０μｍである。樹脂部の厚みが１．０±０．２ｍｍとなるように、塗布ロボット（三軸ロボットディスペンサー：武蔵エンジニアリング社製）を用いて基板の中央に液状樹脂組成物Ａを塗布した。塗布サイズは８０ｘ９０ｍｍである。 塗布に用いた
ニードルの内径は２．２７ｍｍ、塗布ピッチ１．８ｍｍ、塗布速度２１ｍｍ／ｓとなるように塗布圧力を調整した。
塗布後の基板外周の余白部を、クリップ（ファイル用バインダー）を用いて、厚み約１ｃｍの平らなアルミ板に張りつけ、オーブンにて１５０℃、３時間硬化させた。十分冷却した後、クリップを外して、樹脂封止済み基板（分割前モジュール）を得た。
この樹脂封止済み基板を、シャドーモアレ測定装置（ＡｃｒｏＭｅｔｒｉｘ社製）により反りを測定した。反りは常温で基板の樹脂塗布部を計測した。測定した平面にて、高さ（
最大値−最小値＝反り量）が最小になるように角度調整した時の反り量を値として採用した。
この様にして得られた液状組成物Ａとモジュール用模擬回路基板ａの組み合わせによる硬化後の常温での基板反り量は４１１μｍ、２６０℃での基板反り量は７３１μｍであった。常温におけるこの基板サイズでの反り量としては１ｍｍ以下が好ましい。反り量が１ｍｍ以上では、ダイシングによる個片化時に樹脂吸着に問題が生じる恐れがある。また、２６０℃での基板の反り量においても１ｍｍ以下に抑えられている事が好ましい。１ｍｍ以上に反ってしまうと、内部部品の破壊や剥離が生じてしまう恐れがある。
なお、この構成での分割前モジュール全体の厚みは約１．２５ｍｍであった。
分割前モジュールをダイシング装置により切り分け、個片化する事で一つのモジュール部品が得られる。
［実施例２〜４、比較例１〜４］
表１の配合に従い、実施例１と同様にして液状樹脂組成物Ｂ〜Ｈを得て、実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１に示す。
［比較例５］
コア基板として日立化成工業社製のＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（コア材の２５０℃における弾性率９ＧＰａ、面内方向線膨張係数１５ｐｐｍ、ガラス転移温度１９０℃）に変えた以外はモジュール用模擬回路基板ａと同じデザインのモジュール用模擬回路基板ｂを使用し、液状樹脂組成物Ａを塗布しようとした。しかし塗布ロボットにセットした際の基板自体の反りが大きく、塗布が実施できなかった。
［比較例６］
モジュール用模擬回路基板ｂのコア材層の厚さを６００μｍとし、総厚さを６５０μｍに変更したモジュール用模擬回路基板ｃを使用し、液状樹脂組成物Ａを塗布、硬化したのち実施例１と同様に反りを測定した。常温での反り量は３１５μｍ、２６０℃では５５６μｍであった。この分割前モジュール全体の厚みは約１．６５ｍｍであった。
［コア材の線膨張率］
コア基板の銅箔を全面エッチングし、５ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて５℃／分の条件で、５０℃〜１００℃における面内方向（ＸＹ方向）の線膨張率を測定した。単位はｐｐｍ／℃である。
［コア材のガラス転移温度］
コア基板の銅箔を全面エッチングし、１０ｍｍｘ２０ｍｍの試験片を作成し、ＤＭＡ測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、引っ張り法、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲０℃〜３００℃の条件でｔａｎδを測定した。得られたｔａｎδカーブおいてピークが発現する温度をガラス転移温度とした。単位は℃である。
コア基板はコア材層の厚さは２００μｍで、コア材層の上下にそれぞれ１０μｍ厚の銅箔回路を持つもので、更に銅箔回路に１５μｍ厚のソルダーレジスト（ＰＳＲ４０００−ＡＵＳ３０８）でコートしたモジュール用模擬回路基板を作成した。モジュール用模擬回路基板の概略断面図を図２に示した。モジュール用模擬回路基板の大きさは９０ｘ１００ｍｍ、総厚さ２５０μｍである。樹脂部の厚みが１．０±０．２ｍｍとなるように、塗布ロボット（三軸ロボットディスペンサー：武蔵エンジニアリング社製）を用いて基板の中央に液状樹脂組成物Ａを塗布した。塗布サイズは８０ｘ９０ｍｍである。 塗布に用いた
ニードルの内径は２．２７ｍｍ、塗布ピッチ１．８ｍｍ、塗布速度２１ｍｍ／ｓとなるように塗布圧力を調整した。
塗布後の基板外周の余白部を、クリップ（ファイル用バインダー）を用いて、厚み約１ｃｍの平らなアルミ板に張りつけ、オーブンにて１５０℃、３時間硬化させた。十分冷却した後、クリップを外して、樹脂封止済み基板（分割前モジュール）を得た。
この樹脂封止済み基板を、シャドーモアレ測定装置（ＡｃｒｏＭｅｔｒｉｘ社製）により反りを測定した。反りは常温で基板の樹脂塗布部を計測した。測定した平面にて、高さ（
最大値−最小値＝反り量）が最小になるように角度調整した時の反り量を値として採用した。
この様にして得られた液状組成物Ａとモジュール用模擬回路基板ａの組み合わせによる硬化後の常温での基板反り量は４１１μｍ、２６０℃での基板反り量は７３１μｍであった。常温におけるこの基板サイズでの反り量としては１ｍｍ以下が好ましい。反り量が１ｍｍ以上では、ダイシングによる個片化時に樹脂吸着に問題が生じる恐れがある。また、２６０℃での基板の反り量においても１ｍｍ以下に抑えられている事が好ましい。１ｍｍ以上に反ってしまうと、内部部品の破壊や剥離が生じてしまう恐れがある。
なお、この構成での分割前モジュール全体の厚みは約１．２５ｍｍであった。
分割前モジュールをダイシング装置により切り分け、個片化する事で一つのモジュール部品が得られる。
［実施例２〜４、比較例１〜４］
表１の配合に従い、実施例１と同様にして液状樹脂組成物Ｂ〜Ｈを得て、実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１に示す。
［比較例５］
コア基板として日立化成工業社製のＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（コア材の２５０℃における弾性率９ＧＰａ、面内方向線膨張係数１５ｐｐｍ、ガラス転移温度１９０℃）に変えた以外はモジュール用模擬回路基板ａと同じデザインのモジュール用模擬回路基板ｂを使用し、液状樹脂組成物Ａを塗布しようとした。しかし塗布ロボットにセットした際の基板自体の反りが大きく、塗布が実施できなかった。
［比較例６］
モジュール用模擬回路基板ｂのコア材層の厚さを６００μｍとし、総厚さを６５０μｍに変更したモジュール用模擬回路基板ｃを使用し、液状樹脂組成物Ａを塗布、硬化したのち実施例１と同様に反りを測定した。常温での反り量は３１５μｍ、２６０℃では５５６μｍであった。この分割前モジュール全体の厚みは約１．６５ｍｍであった。
１．コア基板
２．プリプレグ
３．封止材
４．搭載部品
５．はんだボール
６．スルホール（内部導通回路）
７．ソルダーレジスト
２．プリプレグ
３．封止材
４．搭載部品
５．はんだボール
６．スルホール（内部導通回路）
７．ソルダーレジスト
Claims (6)
- コア材を含むコア基板から構成されるモジュール用回路基板に半導体チップ及び／又は受動素子を搭載し、樹脂組成物で封止してなる半導体モジュール部品において、前記樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）無機充填材、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）二級アミノ基または三級アミノ基を有するシラン化合物を必須成分とする液状樹脂組成物であり、前記液状樹脂組成物の硬化物の２５０℃での弾性率が１〜１５ＧＰａであり、２５℃から２６０℃までの熱膨張率が２５００〜４５００ｐｐｍであり、前記半導体モジュール部品の高さが１．６ｍｍ以下である半導体モジュール部品。
- 前記液状樹脂組成物の（Ｂ）無機充填材の配合量が７０〜９０体積％である請求項１記載の半導体モジュール部品。
- 前記液状樹脂組成物硬化物のガラス転移温度が２００℃以上である、請求項１又は２に記載の半導体モジュール部品。
- 前記コア材の２５０℃での弾性率が１５ＧＰａ以上であり、面内方向における線膨張係数が３〜１４ｐｐｍ／℃であり、ガラス転移温度が２４０℃以上である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の半導体モジュール部品。
- 前記モジュール用回路基板の厚さが５００μｍ以下である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の半導体モジュール部品。
- 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の半導体モジュール部品の封止に使用される液状封止樹脂組成物。
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| JP2012113099A JP2012255147A (ja) | 2011-05-19 | 2012-05-17 | 半導体モジュール部品及び液状封止用樹脂組成物 |
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| JP2016092176A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | 株式会社村田製作所 | 電子部品内蔵基板およびその製造方法 |
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| JP5573429B2 (ja) * | 2009-08-10 | 2014-08-20 | 住友ベークライト株式会社 | 無電解ニッケル−パラジウム−金めっき方法、めっき処理物、プリント配線板、インターポーザ、および半導体装置 |
-
2012
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- 2012-05-17 JP JP2012113099A patent/JP2012255147A/ja not_active Withdrawn
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