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JP2024050508A - Epoxy resin composition, electronic device, and method for producing electronic device - Google Patents

Epoxy resin composition, electronic device, and method for producing electronic device Download PDF

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JP2024050508A
JP2024050508A JP2023168472A JP2023168472A JP2024050508A JP 2024050508 A JP2024050508 A JP 2024050508A JP 2023168472 A JP2023168472 A JP 2023168472A JP 2023168472 A JP2023168472 A JP 2023168472A JP 2024050508 A JP2024050508 A JP 2024050508A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
electronic component
substrate
mass
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Pending
Application number
JP2023168472A
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Japanese (ja)
Inventor
繁 山津
Shigeru Yamatsu
泰史 山田
Yasushi Yamada
啓司 鈴木
Keiji Suzuki
悠介 深本
Yusuke Fukamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

To provide an epoxy resin composition capable of both reinforcing an electronic component and providing an electrical connection between an electronic component and a substrate and enhancing the heat resistance and heat cycle resistance of a side-fill section even when a side-fill section is prepared in parallel with reflow soldering.SOLUTION: There is provided an epoxy resin composition which comprises an epoxy compound (A), an amine-based curing agent (B) and an inorganic filler (C). A cured material of the epoxy resin composition has a glass transition temperature of 125°C or more and a linear expansion coefficient of 35 ppm/°C or lower, as measured by thermomechanical analysis. When the epoxy resin composition is heated from a state at 25°C and the temperature is increased at a rate of 5°C/min, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition reaches 200 Pa s while the viscosity is increased is 150°C or more.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、一般にはエポキシ樹脂組成物、電子装置及び電子装置の製造方法に関し、詳細にはエポキシ樹脂組成物、このエポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部を備える電子装置、及びこのエポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部を備える電子装置の製造方法に関する。 The present disclosure generally relates to an epoxy resin composition, an electronic device, and a method for manufacturing an electronic device, and more particularly to an epoxy resin composition, an electronic device having a side fill part made from the epoxy resin composition, and a method for manufacturing an electronic device having a side fill part made from the epoxy resin composition.

特許文献1には、エポキシ樹脂、イミダゾール化合物、チクソ剤、及び活性剤を含み、前記エポキシ樹脂はナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、およびジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の群から選ばれる少なくとも一つをエポキシ樹脂全体に対して20wt%以上含む組成物が開示されている。 Patent Document 1 discloses a composition that includes an epoxy resin, an imidazole compound, a thixotropic agent, and an activator, and the epoxy resin contains at least one selected from the group consisting of naphthalene-type epoxy resins, biphenyl aralkyl-type epoxy resins, trisphenolmethane-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, and dicyclopentadiene-type epoxy resins in an amount of 20 wt % or more relative to the total epoxy resin.

特許文献2には、接着剤組成物が(A)エポキシ樹脂と、(B)1分子中のアミノ基の数が2つである芳香族アミンと、(C)フィラーと、(D)アクリレート系化合物とを含有し、接着剤組成物100質量%に対して、(A)成分の配合量が、25質量%以上80質量%以下、(B)成分の配合量が、5質量%以上50質量%以下、(C)成分の配合量が、5質量%以上50質量%以下、(D)成分の配合量は、1質量%以上15質量%以下であることが、開示されている。 Patent Document 2 discloses that the adhesive composition contains (A) an epoxy resin, (B) an aromatic amine with two amino groups in one molecule, (C) a filler, and (D) an acrylate compound, and that, relative to 100% by mass of the adhesive composition, the amount of component (A) is 25% by mass to 80% by mass, the amount of component (B) is 5% by mass to 50% by mass, the amount of component (C) is 5% by mass to 50% by mass, and the amount of component (D) is 1% by mass to 15% by mass.

国際公開第2021/187117号International Publication No. 2021/187117 特許第6013406号公報Patent No. 6013406

本開示の課題は、基板にフリップチップ実装される電子部品を補強するためのサイドフィル部を作製するために使用された場合、リフローはんだ付けと並行してサイドフィル部を作製しても、サイドフィル部による電子部品の補強と、電子部品と基板との電気的な接続とを両立し、かつサイドフィル部の耐熱性及び耐ヒートサイクル性を高めることができるエポキシ樹脂組成物、このエポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部を備える電子装置、及びエポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部を備える電子装置の製造方法を、提供することである。 The objective of the present disclosure is to provide an epoxy resin composition that, when used to create a side fill portion for reinforcing an electronic component flip-chip mounted on a substrate, can achieve both the reinforcement of the electronic component by the side fill portion and the electrical connection between the electronic component and the substrate, even when the side fill portion is created in parallel with reflow soldering, and can also improve the heat resistance and heat cycle resistance of the side fill portion; an electronic device that includes a side fill portion made from this epoxy resin composition; and a method for manufacturing an electronic device that includes a side fill portion made from the epoxy resin composition.

本開示の一態様に係るエポキシ樹脂組成物は、エポキシ化合物(A)と、アミン系硬化剤(B)と、無機充填材(C)とを含有する。前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の、熱機械分析により測定されるガラス転移温度が125℃以上、かつ線膨張係数が35ppm/℃以下である。前記エポキシ樹脂組成物を25℃の状態から加熱して昇温速度5℃/minで昇温させた場合に、前記エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時の温度が、150℃以上である。 The epoxy resin composition according to one embodiment of the present disclosure contains an epoxy compound (A), an amine-based curing agent (B), and an inorganic filler (C). The cured product of the epoxy resin composition has a glass transition temperature of 125°C or higher and a linear expansion coefficient of 35 ppm/°C or lower, as measured by thermomechanical analysis. When the epoxy resin composition is heated from a state of 25°C at a temperature increase rate of 5°C/min, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition increases and reaches 200 Pa·s is 150°C or higher.

本開示の一態様に係る電子装置は、基板と、前記基板にフリップチップ実装された電子部品と、前記基板と前記電子部品との間の隙間の周縁部に配置されているサイドフィル部とを備える。前記サイドフィル部は、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物を含む。 An electronic device according to one aspect of the present disclosure includes a substrate, an electronic component flip-chip mounted on the substrate, and a side fill portion disposed on the periphery of the gap between the substrate and the electronic component. The side fill portion includes a cured product of the epoxy resin composition.

本開示の一態様に係る電子装置の製造方法は、第一面と、前記第一面とは反対側にある第二面とを有する基板と、前記基板の前記第一面上にフリップチップ実装された第一の電子部品と、前記基板の前記第二面上にフリップチップ実装された第二の電子部品と、前記第一面と前記第一の電子部品との間の隙間の周縁部にあるサイドフィル部とを備える電子装置の製造方法である。この製造方法では、前記基板の前記第一面と前記第一の電子部品とが対向し、かつ前記第一面と前記第一の電子部品との間の隙間の周縁部に前記エポキシ樹脂組成物が配置されている状態で、前記基板の前記第一面上に前記第一の電子部品をリフローはんだ付けするのと並行して前記エポキシ樹脂組成物を硬化させて前記サイドフィル部を作製する。その後、前記基板の前記第二面上に前記第二の電子部品をリフローはんだ付けする。 A method for manufacturing an electronic device according to one embodiment of the present disclosure is a method for manufacturing an electronic device including a substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a first electronic component flip-chip mounted on the first surface of the substrate, a second electronic component flip-chip mounted on the second surface of the substrate, and a side fill portion located on the periphery of a gap between the first surface and the first electronic component. In this manufacturing method, the first surface of the substrate and the first electronic component face each other, and the epoxy resin composition is disposed on the periphery of a gap between the first surface and the first electronic component. In this state, the first electronic component is reflow soldered onto the first surface of the substrate while the epoxy resin composition is cured to produce the side fill portion. Then, the second electronic component is reflow soldered onto the second surface of the substrate.

本開示の一態様によれば、基板にフリップチップ実装される電子部品を補強するためのサイドフィル部を作製するために使用された場合、リフローはんだ付けと並行してサイドフィル部を作製しても、サイドフィル部による電子部品の補強と、電子部品と基板との電気的な接続とを両立し、かつサイドフィル部の耐熱性及び耐ヒートサイクル性を高めることができる。 According to one aspect of the present disclosure, when used to create a side fill portion for reinforcing an electronic component flip-chip mounted on a substrate, even if the side fill portion is created in parallel with reflow soldering, it is possible to achieve both the reinforcement of the electronic component by the side fill portion and the electrical connection between the electronic component and the substrate, and to improve the heat resistance and heat cycle resistance of the side fill portion.

図1は、本開示の実施形態における基板の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate in an embodiment of the present disclosure. 図2は、同上の実施形態における、はんだペーストと未硬化体とが設けられた基板の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate on which the solder paste and the uncured body are provided in the embodiment. 図3は、同上の実施形態における電子装置又は電子装置の製造に使用される中間製品の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the electronic device or an intermediate product used in manufacturing the electronic device in the above embodiment. 図4は、同上の実施形態における、はんだペーストが設けられた中間製品の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an intermediate product provided with solder paste in the above embodiment. 図5は、同上の実施形態における、中間製品から製造された電子装置の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an electronic device manufactured from an intermediate product in the above embodiment. 図6は、同上の実施形態における、リフローはんだ付けにおける、リフロープロファイルと、エポキシ樹脂組成物の粘度の時間変化との、モデルを示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a model of a reflow profile and a change in viscosity of an epoxy resin composition over time in reflow soldering in the above embodiment.

基板に電子部品をフリップチップ実装することで電子装置を製造する場合、樹脂組成物を硬化させて作製されたサイドフィル部で電子部品を補強することがある。 When manufacturing electronic devices by flip-chip mounting electronic components on a substrate, the electronic components may be reinforced with a side fill portion made by curing a resin composition.

電子装置を製造する場合、基板を電子部品にリフローはんだ付けしてフリップチップ実装するのと並行して樹脂組成物を硬化させてサイドフィル部を作製すれば、電子装置を効率良く製造できる。 When manufacturing electronic devices, the electronic devices can be manufactured efficiently by curing the resin composition to create the side fill portion in parallel with reflow soldering of the substrate to the electronic components for flip chip mounting.

発明者が検討した結果によると、リフローはんだ付けと並行してサイドフィル部を作製する場合、サイドフィル部による電子部品の補強と、電子部品と基板との電気的な接続とを両立しながら、サイドフィル部の耐熱性及び耐ヒートサイクル性を高めることは、容易ではない。例えば特許文献1及び特許文献2に開示されている技術では、組成物からサイドフィル部を作製しても、サイドフィル部の耐熱性及び耐ヒートサイクル性を高めることが困難であった。 According to the results of the inventor's investigation, when the side fill portion is produced in parallel with reflow soldering, it is not easy to enhance the heat resistance and heat cycle resistance of the side fill portion while simultaneously reinforcing the electronic component with the side fill portion and electrically connecting the electronic component to the board. For example, with the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, even if the side fill portion is produced from a composition, it is difficult to enhance the heat resistance and heat cycle resistance of the side fill portion.

そこで、本開示は、サイドフィル部2による電子部品4の補強と、電子部品4と基板1との電気的な接続とを両立しながら、サイドフィル部2の耐熱性及び耐ヒートサイクル性を高めることができる、エポキシ樹脂組成物を提供する。 Therefore, the present disclosure provides an epoxy resin composition that can enhance the heat resistance and heat cycle resistance of the side fill portion 2 while simultaneously reinforcing the electronic component 4 with the side fill portion 2 and electrically connecting the electronic component 4 to the substrate 1.

以下、本開示の実施形態について、図1から図6を参照して説明する。なお本開示は下記の実施形態に限られない。下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎず、本開示の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。以下に、実施形態の作用に関する機序を説明することがあるが、この機序は推定されたものであり、そのため、本開示は機序の説明によって限定的に解釈されるべきではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to Figures 1 to 6. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments. The following embodiments are merely a part of the various embodiments of the present disclosure, and various modifications are possible depending on the design as long as the object of the present disclosure can be achieved. The mechanism of action of the embodiments may be described below, but this mechanism is presumed, and therefore the present disclosure should not be interpreted as being limited by the description of the mechanism.

以下の説明において参照する図は、いずれも模式的な図であり、図中の構成要素の寸法比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 All figures referenced in the following description are schematic diagrams, and the dimensional ratios of the components in the figures do not necessarily reflect the actual dimensional ratios.

本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物は、エポキシ化合物(A)と、アミン系硬化剤(B)と、無機充填材(C)とを含有する。エポキシ樹脂組成物の硬化物の、熱機械分析により測定されるガラス転移温度が125℃以上、かつ線膨張係数が35ppm/℃以下である。エポキシ樹脂組成物を25℃の状態から加熱して昇温速度5℃/minで昇温させた場合に、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時の温度は、150℃以上である。 The epoxy resin composition according to this embodiment contains an epoxy compound (A), an amine-based curing agent (B), and an inorganic filler (C). The cured product of the epoxy resin composition has a glass transition temperature of 125°C or higher and a linear expansion coefficient of 35 ppm/°C or lower, as measured by thermomechanical analysis. When the epoxy resin composition is heated from 25°C at a temperature increase rate of 5°C/min, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition increases to 200 Pa·s is 150°C or higher.

エポキシ樹脂組成物が上記の粘度特性を有することで、基板1に電子部品4をフリップチップ実装するにあたり、リフローはんだ付けと並行してサイドフィル部22を作製しても、はんだ付けにより基板1と電子部品4とが電気的に接続されることを、エポキシ樹脂組成物が阻害しにくい。そのためサイドフィル部2による電子部品4の補強と、電子部品4と基板1との電気的な接続とが、両立しうる。さらに、硬化物のガラス転移温度が125℃以上、かつ線膨張係数が35ppm/℃以下であることで、エポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部2の耐熱性及び耐ヒートサイクル性が高まる。このため、サイドフィル部2が熱による負荷を受け、或いは更に熱による負荷を繰り返し受けても、サイドフィル部2の変形及び破損等の発生が抑制される。これより、はんだ付けによって形成された基板1と電子部品4との間の接点に、過大な応力が生じにくくなる。このため、熱による負荷を受けた場合に電子部品4と基板1との電気的な接続が維持されうる。 Because the epoxy resin composition has the above-mentioned viscosity characteristics, when flip-chip mounting the electronic component 4 on the substrate 1, even if the side fill portion 22 is prepared in parallel with reflow soldering, the epoxy resin composition is unlikely to hinder the electrical connection between the substrate 1 and the electronic component 4 by soldering. Therefore, the side fill portion 2 can reinforce the electronic component 4 and electrically connect the electronic component 4 to the substrate 1 at the same time. Furthermore, the glass transition temperature of the cured product is 125°C or higher and the linear expansion coefficient is 35 ppm/°C or lower, so that the heat resistance and heat cycle resistance of the side fill portion 2 prepared from the epoxy resin composition are improved. Therefore, even if the side fill portion 2 is subjected to a thermal load or further repeatedly subjected to a thermal load, the occurrence of deformation and breakage of the side fill portion 2 is suppressed. As a result, excessive stress is unlikely to occur at the contact point between the substrate 1 and the electronic component 4 formed by soldering. Therefore, the electrical connection between the electronic component 4 and the substrate 1 can be maintained when subjected to a thermal load.

ガラス転移温度、線膨張係数及び粘度の測定方法の詳細は、後掲の実施例の欄で説明される。また、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時とは、換言すれば、縦軸を粘度、横軸を温度とする座標平面に描かれたエポキシ樹脂組成物の粘度曲線上に、微分値が正かつ粘度が200Pa・sである点が現れる時のことである。すなわち、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時とは、エポキシ樹脂組成物の25℃での粘度が200Pa・s以上である場合にはエポキシ樹脂組成物の粘度が一旦200Pa・s未満まで低下してから上昇して200Pa・sに達する時のことであり、エポキシ樹脂組成物の25℃での粘度が200Pa・s未満である場合にはエポキシ樹脂組成物の粘度が上昇することで初めて200Pa・sに達する時のことである。以下、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時のエポキシ樹脂組成物の温度のことを、硬化開始温度ともいう。 The details of the method for measuring the glass transition temperature, the linear expansion coefficient, and the viscosity are described in the Examples section below. The time when the viscosity of the epoxy resin composition increases and reaches 200 Pa·s is, in other words, the time when a point with a positive differential value and a viscosity of 200 Pa·s appears on the viscosity curve of the epoxy resin composition drawn on a coordinate plane with the vertical axis representing viscosity and the horizontal axis representing temperature. That is, the time when the viscosity of the epoxy resin composition increases and reaches 200 Pa·s is the time when the viscosity of the epoxy resin composition decreases to less than 200 Pa·s and then increases to reach 200 Pa·s when the viscosity of the epoxy resin composition at 25°C is 200 Pa·s or more, and is the time when the viscosity of the epoxy resin composition increases and reaches 200 Pa·s for the first time when the viscosity of the epoxy resin composition at 25°C is less than 200 Pa·s. Hereinafter, the temperature of the epoxy resin composition when the viscosity of the epoxy resin composition increases and reaches 200 Pa·s is also referred to as the curing start temperature.

エポキシ化合物(A)は、エポキシ基を有する化合物であり、モノマーであってもオリゴマーであってもプレポリマーであってもよい。エポキシ化合物(A)は、液状であることが好ましい。エポキシ化合物(A)が複数種の成分を含む場合、エポキシ化合物(A)中の一部の成分が固形であったとしても、固形の成分が別の成分に溶解することで、エポキシ化合物(A)が全体として液状であることが好ましい。 The epoxy compound (A) is a compound having an epoxy group, and may be a monomer, an oligomer, or a prepolymer. The epoxy compound (A) is preferably liquid. When the epoxy compound (A) contains multiple components, even if some of the components in the epoxy compound (A) are solid, it is preferable that the epoxy compound (A) as a whole is liquid by dissolving the solid components in another component.

エポキシ化合物(A)は、アミノグリシジルエーテルとナフタレン型エポキシ樹脂とのうち少なくとも一方からなるエポキシ化合物(A1)を含有することが好ましい。アミノグリシジルエーテルは、3官能以上の(すなわち、1分子中にエポキシ基を3以上有する)アミノグリシジルエーテルを含有することが好ましい。この場合、エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が高まり、ガラス転移温度が125℃以上であることが実現されうる。そのため電子装置の耐熱性が高まりうる。アミノグリシジルエーテルとナフタレン型エポキシ樹脂との合計の割合は、エポキシ樹脂組成物に対して、50質量%以上であることが好ましい。また、エポキシ化合物(A1)の割合は、エポキシ化合物(A)に対して、18質量%以上であることが好ましい。この場合、硬化物のガラス転移温度が、より高まりうる。この割合は30質量%以上であればより好ましく、50質量%以上であれば更に好ましい。エポキシ化合物(A)がエポキシ化合物(A1)のみを含有してもよいが、エポキシ化合物(A1)の割合は、エポキシ化合物(A)に対して、85質量%以下でもよく、75質量%以下でもよい。 The epoxy compound (A) preferably contains an epoxy compound (A1) consisting of at least one of aminoglycidyl ether and naphthalene type epoxy resin. The aminoglycidyl ether preferably contains an aminoglycidyl ether having three or more functionalities (i.e., having three or more epoxy groups in one molecule). In this case, the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin composition is increased, and the glass transition temperature can be 125°C or higher. Therefore, the heat resistance of the electronic device can be improved. The total ratio of the aminoglycidyl ether and the naphthalene type epoxy resin is preferably 50% by mass or more relative to the epoxy resin composition. In addition, the ratio of the epoxy compound (A1) is preferably 18% by mass or more relative to the epoxy compound (A). In this case, the glass transition temperature of the cured product can be further increased. This ratio is more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more. The epoxy compound (A) may contain only the epoxy compound (A1), but the ratio of the epoxy compound (A1) may be 85% by mass or less, or 75% by mass or less relative to the epoxy compound (A).

3官能のアミノグリシジルエーテルは、例えば下記式に示す化合物を含有する。 Trifunctional aminoglycidyl ethers contain, for example, compounds shown in the following formula:

ナフタレン型エポキシ樹脂は、例えば下記式に示す化合物を含有する。下記式において、Gはグリシジル基である。 Naphthalene-type epoxy resins contain, for example, the compound shown in the following formula. In the following formula, G is a glycidyl group.

エポキシ化合物(A)は、硬化物のガラス転移温度が125℃以上であることを実現できるのであれば,エポキシ化合物(A1)以外の化合物(以下、エポキシ化合物(A2)ともいう)を含有してもよい。例えばエポキシ化合物(A2)は、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;グリシジルエーテル型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂;オレフィン酸化型(脂環式)エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂等の水添ビスフェノール型エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;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型エポキシ樹脂;脂肪族系エポキシ樹脂、及びトリグリシジルイソシアヌレート等よりなる群から選択される少なくとも一種を含有しうる。 The epoxy compound (A) may contain a compound other than the epoxy compound (A1) (hereinafter also referred to as the epoxy compound (A2)) as long as the glass transition temperature of the cured product can be 125°C or higher. For example, the epoxy compound (A2) may contain at least one selected from the group consisting of biphenyl aralkyl type epoxy resins; trisphenolmethane type epoxy resins; biphenyl type epoxy resins; dicyclopentadiene type epoxy resins; glycidyl ether type epoxy resins; glycidyl ester type epoxy resins; olefin oxide type (alicyclic) epoxy resins; bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins; hydrogenated bisphenol type epoxy resins such as hydrogenated bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated bisphenol F type epoxy resins; alicyclic epoxy resins; phenol novolac type epoxy resins; cresol novolac type epoxy resins; aliphatic epoxy resins, and triglycidyl isocyanurate.

エポキシ化合物(A)がエポキシ化合物(A2)を含有する場合、エポキシ化合物(A)は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及び水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。この場合、組成物(X)を低粘度化しやすく、かつ、組成物(X)の硬化物の物性を向上させやすい。 When the epoxy compound (A) contains the epoxy compound (A2), it is preferable that the epoxy compound (A) contains at least one selected from the group consisting of bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins, and hydrogenated bisphenol F type epoxy resins. In this case, it is easy to reduce the viscosity of the composition (X) and to improve the physical properties of the cured product of the composition (X).

エポキシ化合物(A)がエポキシ化合物(A2)を含有する場合、エポキシ化合物(A)に対するエポキシ化合物(A2)の割合は、25質量%以上75質量%以下であることが好ましい。この割合は、35質量%以上であればより好ましく、40質量%以上であれば更に好ましい。この割合は、60質量%以下であればより好ましく、50質量%以下であれば更に好ましい。 When the epoxy compound (A) contains the epoxy compound (A2), the ratio of the epoxy compound (A2) to the epoxy compound (A) is preferably 25% by mass or more and 75% by mass or less. This ratio is more preferably 35% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. This ratio is more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.

エポキシ化合物(A)の割合は、エポキシ樹脂組成物に対して、20質量%以上45質量%以下であることが好ましい。この割合は25質量%以上であればより好ましく、30質量%以上であれば更に好ましい。この割合は43質量%以下であればより好ましく、40質量%以下であれば更に好ましい。 The proportion of the epoxy compound (A) is preferably 20% by mass or more and 45% by mass or less relative to the epoxy resin composition. This proportion is more preferably 25% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more. This proportion is more preferably 43% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less.

アミン系硬化剤(B)は、エポキシ樹脂組成物が加熱された場合にエポキシ樹脂組成物の硬化を適度に緩やかに進行させることができる。このため、硬化開始温度が150℃以上であることが実現されうる。また、アミン系硬化剤(B)は、硬化物のガラス転移温度を高めることができ、このためガラス転移温度が125℃以上であることが実現されうる。 The amine-based curing agent (B) can cause the curing of the epoxy resin composition to proceed moderately slowly when the epoxy resin composition is heated. This allows the curing initiation temperature to be 150°C or higher. In addition, the amine-based curing agent (B) can increase the glass transition temperature of the cured product, which allows the glass transition temperature to be 125°C or higher.

アミン系硬化剤(B)は、カルボン酸ヒドラジドとイミダゾール化合物とのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、25℃においてはエポキシ樹脂組成物の硬化反応が進行しにくく、そのためエポキシ樹脂組成物の保存安定性が高まりうる。 It is preferable that the amine-based curing agent (B) contains at least one of a carboxylic acid hydrazide and an imidazole compound. In this case, the curing reaction of the epoxy resin composition does not proceed easily at 25°C, and therefore the storage stability of the epoxy resin composition can be improved.

アミン系硬化剤(B)がイミダゾール化合物を含有する場合、エポキシ樹脂組成物が特に低粘度化しやすい。 When the amine-based curing agent (B) contains an imidazole compound, the viscosity of the epoxy resin composition is particularly likely to be low.

イミダゾール化合物の融点は110℃以上であることが好ましい。この場合、電子部品4と基板1との電気的な接続の信頼性が、より高まりうる。これは、組成物(X)が加熱された場合の組成物(X)の反応性が適度に抑制されることで、リフローはんだ付け時の組成物(X)の粘度上昇が抑制され、このため組成物(X)がリフローはんだ付けをより阻害しにくくなるためと、推察される。イミダゾール化合物の融点が150℃以上であればより好ましい。イミダゾール化合物の融点が250℃以下であることも好ましい。この場合、組成物(X)の硬化が過度に抑制されにくくなり、そのためサイドフィル部2の硬化不足を抑制してサイドフィル部2のガラス転移温度などの物性を十分に改善でき、これにより電子部品4の補強作用が確保されうる。 The melting point of the imidazole compound is preferably 110°C or higher. In this case, the reliability of the electrical connection between the electronic component 4 and the board 1 can be further improved. This is presumably because the reactivity of the composition (X) when the composition (X) is heated is appropriately suppressed, thereby suppressing the increase in viscosity of the composition (X) during reflow soldering, and therefore the composition (X) is less likely to hinder reflow soldering. It is more preferable that the melting point of the imidazole compound is 150°C or higher. It is also preferable that the melting point of the imidazole compound is 250°C or lower. In this case, the curing of the composition (X) is less likely to be suppressed excessively, and therefore the insufficient curing of the side fill portion 2 can be suppressed, and the physical properties such as the glass transition temperature of the side fill portion 2 can be sufficiently improved, thereby ensuring the reinforcing effect of the electronic component 4.

イミダゾール化合物は、例えば2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾールと、下記式に示す2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチル-イミダゾールとのうち、少なくとも一方を含有する。 The imidazole compound contains, for example, at least one of 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethyl-imidazole shown in the following formula.

アミン系硬化剤(B)がイミダゾール化合物を含有する場合、イミダゾール化合物の割合は、エポキシ化合物(A)に対して、3.5質量%以上5.5質量%以下であることが好ましい。この割合が3.5質量%以上であればエポキシ樹脂組成物の加熱時の反応が過度に抑制されにくい。この割合が5.5質量%以上であればエポキシ樹脂組成物の硬化反応が十分に進行し耐ヒートサイクル性を高めることができる。この割合が4質量%以上であればより好ましく、5質量%以上であれば更に好ましい。この割合が7質量%以下であればより好ましく、6質量%以下であれば更に好ましい。 When the amine-based curing agent (B) contains an imidazole compound, the ratio of the imidazole compound is preferably 3.5% by mass or more and 5.5% by mass or less relative to the epoxy compound (A). If this ratio is 3.5% by mass or more, the reaction of the epoxy resin composition when heated is less likely to be excessively suppressed. If this ratio is 5.5% by mass or more, the curing reaction of the epoxy resin composition proceeds sufficiently, and the heat cycle resistance can be improved. It is more preferable that this ratio is 4% by mass or more, and even more preferable that it is 5% by mass or more. It is more preferable that this ratio is 7% by mass or less, and even more preferable that it is 6% by mass or less.

アミン系硬化剤(B)がカルボン酸ヒドラジドを含有する場合、硬化物のガラス転移温度の向上及び線膨張係数の低減が特に促進されうる。また、上記の2-フェニル-4-ヒドロキシメチル-5-メチルイミダゾール及び2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチル-イミダゾール等のヒドロキシメチル基を有するイミダゾール化合物は加熱されるとホルムアルデヒドを生じさせることで硬化物中に気泡を生じさせることがあるが、アミン系硬化剤(B)がカルボン酸ヒドラジドを含有すると気泡が生じにくい。カルボン酸ヒドラジドは、例えば下記式に示すイソフタル酸ヒドラジドを含有する。 When the amine-based curing agent (B) contains a carboxylic acid hydrazide, the glass transition temperature of the cured product can be improved and the linear expansion coefficient can be reduced. In addition, when the above-mentioned imidazole compounds having a hydroxymethyl group, such as 2-phenyl-4-hydroxymethyl-5-methylimidazole and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethyl-imidazole, are heated, they generate formaldehyde, which can cause bubbles to form in the cured product. However, when the amine-based curing agent (B) contains a carboxylic acid hydrazide, bubbles are less likely to form. The carboxylic acid hydrazide contains, for example, isophthalic acid hydrazide shown in the following formula.

アミン系硬化剤(B)がカルボン酸ヒドラジドを含有する場合、エポキシ化合物(A)に対するカルボン酸ヒドラジドの割合は、10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。この割合が10質量%以上であれば硬化物のガラス転移温度の向上及び線膨張係数の低減が更に促進されうる。この割合が30質量%以下であればエポキシ樹脂組成物の保存安定性がより高まりうる。この割合は15質量%以上であればより好ましく、20質量%以上でれば更に好ましい。この割合は29質量%以下であればより好ましく、27質量%以下であれば更に好ましい。 When the amine-based curing agent (B) contains a carboxylic acid hydrazide, the ratio of the carboxylic acid hydrazide to the epoxy compound (A) is preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less. If this ratio is 10% by mass or more, the improvement of the glass transition temperature and the reduction of the linear expansion coefficient of the cured product can be further promoted. If this ratio is 30% by mass or less, the storage stability of the epoxy resin composition can be further improved. This ratio is more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more. This ratio is more preferably 29% by mass or less, and even more preferably 27% by mass or less.

アミン系硬化剤(B)の割合は、エポキシ樹脂組成物に対して3質量%以上30質量%以下であることが好ましい。 The proportion of the amine-based curing agent (B) is preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less relative to the epoxy resin composition.

無機充填材(C)は、硬化物の線膨張係数を低減しうる。 The inorganic filler (C) can reduce the linear expansion coefficient of the cured product.

無機充填材(C)の割合は、エポキシ化合物(A)、アミン系硬化剤(B)及び無機充填材(C)の合計に対して、45質量%以上85質量%以下であることが好ましい。この場合、硬化物の線膨張係数が35ppm/℃以下であること、又は30ppm/℃以下であることが、実現しうる。この割合は、50質量%以上であればより好ましく、60質量%以上であれば更に好ましい。この割合は、80質量%以下であればより好ましく、75質量%以下であれば更に好ましい。 The proportion of the inorganic filler (C) is preferably 45% by mass or more and 85% by mass or less based on the total of the epoxy compound (A), the amine-based curing agent (B), and the inorganic filler (C). In this case, it is possible to achieve a linear expansion coefficient of 35 ppm/°C or less, or 30 ppm/°C or less, of the cured product. This proportion is more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more. This proportion is more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 75% by mass or less.

エポキシ樹脂組成物は、カップリング剤を更に含有してもよい。カップリング剤の割合はエポキシ樹脂組成物に対して0.1質量%以上2質量%以下であることが好ましい。エポキシ樹脂組成物は、カーボンブラック等の顔料を含有してもよい。顔料の割合はエポキシ樹脂組成物に対して0.1質量%以上0.3質量%以下であることが好ましい。 The epoxy resin composition may further contain a coupling agent. The proportion of the coupling agent is preferably 0.1% by mass or more and 2% by mass or less based on the epoxy resin composition. The epoxy resin composition may contain a pigment such as carbon black. The proportion of the pigment is preferably 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less based on the epoxy resin composition.

エポキシ樹脂組成物は、25℃下で流動性を有することが好ましい。 It is preferable that the epoxy resin composition has fluidity at 25°C.

エポキシ樹脂組成物は、電子装置におけるサイドフィル部2を作製するための材料、すなわちサイドフィル材として使用されうる。 The epoxy resin composition can be used as a material for producing the side fill portion 2 in an electronic device, i.e., as a side fill material.

エポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部2を備える電子装置は、例えば基板1と、基板1にフリップチップ実装された電子部品4と、基板1と電子部品4との間の隙間の周縁部に配置されているサイドフィル部2とを備える(図3及び図5参照)。このサイドフィル部2が、エポキシ樹脂組成物の硬化物を含む。 An electronic device having a side fill portion 2 made from an epoxy resin composition includes, for example, a substrate 1, an electronic component 4 flip-chip mounted on the substrate 1, and a side fill portion 2 disposed on the periphery of the gap between the substrate 1 and the electronic component 4 (see Figures 3 and 5). This side fill portion 2 includes a cured product of the epoxy resin composition.

サイドフィル部2を備える電子装置の概要について説明する。 An overview of an electronic device equipped with a side fill section 2 is given below.

エポキシ樹脂組成物から作製されたサイドフィル部2を備える電子装置は、例えば基板1と、基板1にフリップチップ実装された電子部品4と、基板1と電子部品4との間の隙間の周縁部に配置されているサイドフィル部2とを備え、サイドフィル部2が、エポキシ樹脂組成物の硬化物を含む。 An electronic device having a side fill portion 2 made from an epoxy resin composition includes, for example, a substrate 1, an electronic component 4 flip-chip mounted on the substrate 1, and a side fill portion 2 disposed on the periphery of the gap between the substrate 1 and the electronic component 4, and the side fill portion 2 includes a cured product of the epoxy resin composition.

基板1は例えばプリント配線板であるが、これに制限されない。電子部品4は例えばベアチップであるが、これに制限されない。 The substrate 1 is, for example, a printed wiring board, but is not limited to this. The electronic component 4 is, for example, a bare chip, but is not limited to this.

電子装置は、第一面14と、第一面14とは反対側にある第二面15とを有する基板1と、基板1の第一面14上にフリップチップ実装された電子部品4(第一の電子部品4ともいう)と、基板1の第二面15上にフリップチップ実装された電子部品5(第二の電子部品5ともいう)と、第一面14と第一の電子部品4との間の隙間の周縁部にあるサイドフィル部2とを備えてもよい(図5参照)。 The electronic device may include a substrate 1 having a first surface 14 and a second surface 15 opposite the first surface 14, an electronic component 4 (also called the first electronic component 4) flip-chip mounted on the first surface 14 of the substrate 1, an electronic component 5 (also called the second electronic component 5) flip-chip mounted on the second surface 15 of the substrate 1, and a side fill portion 2 located on the periphery of the gap between the first surface 14 and the first electronic component 4 (see FIG. 5).

電子装置の製造時には、基板1の第一面14と第一の電子部品4とが対向し、かつ第一面14と第一の電子部品4との間の隙間の周縁部にエポキシ樹脂組成物が配置されている状態で、基板1の第一面14上に第一の電子部品4をリフローはんだ付けし、かつそれと並行してエポキシ樹脂組成物を硬化させてサイドフィル部2を作製する。その後、基板1の第二面15上に第二の電子部品4をリフローはんだ付けする。 When manufacturing an electronic device, the first electronic component 4 is placed opposite the first surface 14 of the substrate 1 and an epoxy resin composition is disposed on the peripheral portion of the gap between the first surface 14 and the first electronic component 4. In this state, the first electronic component 4 is reflow soldered onto the first surface 14 of the substrate 1, and the epoxy resin composition is cured in parallel to this to create the side fill portion 2. Then, the second electronic component 4 is reflow soldered onto the second surface 15 of the substrate 1.

リフローはんだ付けは、例えば電子部品4の備えるはんだバンプ44と、基板1の備える導体(導体配線)との間にはんだペースト31を介在させた状態で、リフロー工程によりはんだバンプ44及びはんだペースト31を加熱することにより、行われる。はんだバンプ44及びはんだペースト31の各々におけるはんだは、例えば融点約220℃のSAC系(Sn-Ag-Cu系)はんだなどの、鉛フリーはんだである。 Reflow soldering is performed by, for example, placing solder paste 31 between the solder bumps 44 of the electronic component 4 and the conductors (conductor wiring) of the substrate 1, and then heating the solder bumps 44 and the solder paste 31 in a reflow process. The solder in each of the solder bumps 44 and the solder paste 31 is a lead-free solder, such as a SAC (Sn-Ag-Cu) solder with a melting point of about 220°C.

本実施形態では、リフロー工程によるはんだ付けと並行して、エポキシ樹脂組成物を加熱することで硬化させて、サイドフィル部2を作製できる。上記のように基板1と、第一の電子部品4、第二の電子部品4及びサイドフィル部2を備える電子装置を製造する場合には、第一の電子部品4をリフローはんだ付けする際にエポキシ樹脂組成物を加熱することで硬化させてサイドフィル部2を作製し、続いて第二の電子部品4をリフローはんだ付けする際にサイドフィル部2を更に加熱することで硬化を更に進行させることができる。このため、エポキシ樹脂組成物の硬化を適度に緩やかに進行させる場合でもあっても、エポキシ樹脂組成物を十分に硬化させることができ、このためサイドフィル部2で電子部品4(第一の電子部品4)を十分に補強できる。 In this embodiment, the epoxy resin composition can be heated and cured in parallel with the soldering by the reflow process to produce the side fill portion 2. When manufacturing an electronic device including the substrate 1, the first electronic component 4, the second electronic component 4, and the side fill portion 2 as described above, the epoxy resin composition can be heated and cured when the first electronic component 4 is reflow soldered to produce the side fill portion 2, and then the side fill portion 2 can be further heated when the second electronic component 4 is reflow soldered to further promote curing. Therefore, even when the curing of the epoxy resin composition is allowed to proceed moderately slowly, the epoxy resin composition can be sufficiently cured, and therefore the electronic component 4 (first electronic component 4) can be sufficiently reinforced by the side fill portion 2.

第二の電子部品4をリフローはんだ付けした後の、サイドフィル部2の反応率は、85%以上となることが好ましい。 After the second electronic component 4 is reflow soldered, it is preferable that the reaction rate of the side fill portion 2 is 85% or more.

図6に、リフローはんだ付けにおける、加熱温度の時間変化(リフロープロファイル)と、エポキシ樹脂組成物の粘度(樹脂粘度)の時間変化とのモデルを示す。まず温度をはんだの融点(図6中に「Mp」と示す)未満の温度(例えば150~180℃の温度)まで昇温してこの温度を60~120秒間維持することでプレヒートを行う。続いて温度をはんだの融点を超える温度(例えば220~260℃)まで昇温することで、はんだを溶融させる。続いて温度を下げることではんだを固化させる。また、本実施形態では、好ましくはプレヒートにおいてエポキシ樹脂組成物の粘度が十分に低減し、この状態で温度がはんだの融点を超えても、しばらくの間はエポキシ樹脂組成物の粘度が低く維持される。このためエポキシ樹脂組成物はリフローはんだ付けを阻害しにくく、セルフアライメント効果が良好に発揮されうる。そのため基板1と電子部品4(第一の電子部品4)との電気的接続の信頼性が高まる。続いて、エポキシ樹脂組成物の反応が急速に進行し、エポキシ樹脂組成物の粘度が高まる。これにより、サイドフィル部2が作製される。本実施形態では、上述のとおり、第一の電子部品4をリフローはんだ付けする際にエポキシ樹脂組成物を加熱することで硬化させてサイドフィル部2を作製し、続いて第二の電子部品4をリフローはんだ付けする際にサイドフィル部2を更に加熱することで、サイドフィル部2を十分に硬化させることができる。 Figure 6 shows a model of the change in heating temperature over time (reflow profile) and the change in viscosity (resin viscosity) of the epoxy resin composition over time in reflow soldering. First, the temperature is raised to a temperature (for example, 150 to 180°C) below the melting point of the solder (shown as "Mp" in Figure 6) and maintained at this temperature for 60 to 120 seconds to perform preheating. Next, the temperature is raised to a temperature (for example, 220 to 260°C) above the melting point of the solder to melt the solder. Next, the temperature is lowered to solidify the solder. In this embodiment, the viscosity of the epoxy resin composition is preferably sufficiently reduced during preheating, and even if the temperature exceeds the melting point of the solder in this state, the viscosity of the epoxy resin composition is maintained low for a while. Therefore, the epoxy resin composition is less likely to hinder reflow soldering, and the self-alignment effect can be well exerted. Therefore, the reliability of the electrical connection between the board 1 and the electronic component 4 (first electronic component 4) is increased. Next, the reaction of the epoxy resin composition proceeds rapidly, and the viscosity of the epoxy resin composition increases. This produces the side fill portion 2. In this embodiment, as described above, the epoxy resin composition is heated and cured when the first electronic component 4 is reflow soldered to produce the side fill portion 2, and then the side fill portion 2 is further heated when the second electronic component 4 is reflow soldered to produce the side fill portion 2. This allows the side fill portion 2 to be sufficiently cured.

上記はあくまでモデルであり、実際のリフロープロファイル及び樹脂粘度は上記のとおりでなくてもよい。 The above is merely a model, and the actual reflow profile and resin viscosity may not necessarily be as shown above.

エポキシ樹脂組成物の加熱時に、エポキシ樹脂組成物が過度に流動しないことが好ましい。この場合、エポキシ樹脂組成物が接点まで流動することが抑制され、エポキシ樹脂組成物によって接点の電気的接続が阻害されることが抑制される。エポキシ樹脂組成物が過度に流動しないように、エポキシ樹脂組成物が適度のチクソ性を有することが好ましい。 It is preferable that the epoxy resin composition does not flow excessively when heated. In this case, the epoxy resin composition is prevented from flowing to the contacts, and the epoxy resin composition is prevented from impeding the electrical connection of the contacts. It is preferable that the epoxy resin composition has a suitable thixotropy so that the epoxy resin composition does not flow excessively.

電子装置について、より詳しく説明する。 Explain electronic devices in more detail.

基板1は、例えばマザー基板、パッケージ基板又はインターポーザー基板である。例えば基板1は、ガラスエポキシ製、ポリイミド製、ポリエステル製、又はセラミック製などの絶縁基板11と、絶縁基板11の第一面14上に形成された銅などの導体製の導体配線12とを備える。導体配線は例えば電極パッドを含む。実施形態では、基板1は、絶縁基板11の第二面15上に形成された銅などの導体製の導体配線13も備える。 The substrate 1 is, for example, a mother substrate, a package substrate, or an interposer substrate. For example, the substrate 1 includes an insulating substrate 11 made of glass epoxy, polyimide, polyester, ceramic, or the like, and conductor wiring 12 made of a conductor such as copper formed on a first surface 14 of the insulating substrate 11. The conductor wiring includes, for example, an electrode pad. In the embodiment, the substrate 1 also includes conductor wiring 13 made of a conductor such as copper formed on a second surface 15 of the insulating substrate 11.

電子部品4は、例えば半導体チップ41を含む。半導体チップ41は、例えばBGA(ボール・グリッド・アレイ)、LGA(ランド・グリッド・アレイ)、又はCSP(チップ・サイズ・パッケージ)などの、フリップチップ型のチップである。半導体チップ41は、PoP(パッケージ・オン・パッケージ)型のチップであってもよい。 The electronic component 4 includes, for example, a semiconductor chip 41. The semiconductor chip 41 is, for example, a flip-chip type chip such as a BGA (ball grid array), an LGA (land grid array), or a CSP (chip size package). The semiconductor chip 41 may also be a PoP (package on package) type chip.

電子部品4は、半導体チップ41と、半導体チップ41の一面上にある複数のバンプ電極42とを備える。バンプ電極42は、はんだを備える。例えばバンプ電極42は、図1に示すように、ピラー43と、ピラー43の先端に設けられた、はんだバンプ44とを備える。はんだバンプ44ははんだから作製され、このため、バンプ電極42ははんだを備える。ピラー43は例えば銅製である。 The electronic component 4 comprises a semiconductor chip 41 and a plurality of bump electrodes 42 on one surface of the semiconductor chip 41. The bump electrodes 42 comprise solder. For example, as shown in FIG. 1, the bump electrodes 42 comprise pillars 43 and solder bumps 44 provided at the tips of the pillars 43. The solder bumps 44 are made of solder, and therefore the bump electrodes 42 comprise solder. The pillars 43 are made of copper, for example.

バンプ電極42が備えるはんだ(例えばはんだバンプ44におけるはんだ)の融点は、210℃以上230℃以下であることが好ましい。この場合、実施形態においてリフローはんだ付けと並行してサイドフィル部2を作製する場合に、バンプ電極42を介した電子部品4と基板1との良好な電気的接続が実現しやすい。はんだは、例えば融点約220℃のSAC系(Sn-Ag-Cu系)はんだ、融点219℃のSn-1.0Ag-0.5Cuはんだなどの低Agはんだ、及び融点221℃のSnAgCuBiSbN系はんだなどの高耐熱疲労はんだ、などよりなる群から選択される鉛フリーはんだである。はんだの組成は前記のみには制限されない。はんだを備えるバンプ電極42の構造は上記に限られず、例えばバンプ電極42は、球状のはんだバンプ44(はんだボール)のみを備えてもよい。すなわち、バンプ電極42はピラー43を備えなくてもよい。 The melting point of the solder (for example, the solder in the solder bump 44) provided in the bump electrode 42 is preferably 210°C or more and 230°C or less. In this case, when the side fill portion 2 is produced in parallel with reflow soldering in the embodiment, it is easy to achieve a good electrical connection between the electronic component 4 and the substrate 1 via the bump electrode 42. The solder is a lead-free solder selected from the group consisting of, for example, SAC (Sn-Ag-Cu) solder with a melting point of about 220°C, low Ag solder such as Sn-1.0Ag-0.5Cu solder with a melting point of 219°C, and high thermal fatigue resistance solder such as SnAgCuBiSbN solder with a melting point of 221°C. The composition of the solder is not limited to the above. The structure of the bump electrode 42 with solder is not limited to the above, and for example, the bump electrode 42 may have only a spherical solder bump 44 (solder ball). In other words, the bump electrode 42 does not need to have a pillar 43.

電子装置の製造工程について説明する。 Explain the manufacturing process for electronic devices.

まず、基板1を用意する(図1参照)。この基板1の二つの主面のうちの一方の面が第一面14、もう一方の面(第一面14とは反対側を向く面)が第二面15という。 First, a substrate 1 is prepared (see Figure 1). One of the two main surfaces of this substrate 1 is called the first surface 14, and the other surface (facing the opposite side to the first surface 14) is called the second surface 15.

基板1の第一面14における、導体配線12の電極パッド上に、はんだペースト31を塗布する(図2参照)。はんだペースト31が備えるはんだは、上述のはんだバンプ44が備えうるはんだであることが好ましい。はんだペースト31は、例えばスクリーン印刷法などの適宜の方法で、パターン状に形成される。 Solder paste 31 is applied onto the electrode pads of the conductor wiring 12 on the first surface 14 of the substrate 1 (see FIG. 2). The solder contained in the solder paste 31 is preferably the same solder that can be contained in the above-mentioned solder bumps 44. The solder paste 31 is formed into a pattern by an appropriate method such as screen printing.

次に、基板1の第一面14上にエポキシ樹脂組成物を配置して未硬化体21を形成する(図2参照)。未硬化体21は、エポキシ樹脂組成物から形成された未硬化の成形体である。未硬化体21は、例えばシリンジなどを用いて形成される。未硬化体21の配置位置は、第一面14上における、電子部品4の周縁が配置される位置である。未硬化体21は、例えば電子部品4が実装された場合における電子部品4の周縁の位置に配置される。未硬化体21は、例えば電子部品4の周縁の全周にわたって配置される。基板1の第一面14上に配置された未硬化体21の形状は例えばボール状であり、この場合、複数のボール状の塊である未硬化体21が、電子部品4の周縁の全周にわたって、間隔をあけて配置される。なお、第一面14上に配置された未硬化体21の形状はライン状などの適宜の形状であってもよい。未硬化体21が途切れのない枠状に形成されてもよい。 Next, an epoxy resin composition is placed on the first surface 14 of the substrate 1 to form an uncured body 21 (see FIG. 2). The uncured body 21 is an uncured molded body formed from the epoxy resin composition. The uncured body 21 is formed, for example, using a syringe. The uncured body 21 is placed at a position on the first surface 14 where the periphery of the electronic component 4 is placed. The uncured body 21 is placed, for example, at the periphery of the electronic component 4 when the electronic component 4 is mounted. The uncured body 21 is placed, for example, around the entire periphery of the electronic component 4. The shape of the uncured body 21 placed on the first surface 14 of the substrate 1 is, for example, ball-shaped, and in this case, multiple ball-shaped lumps of the uncured body 21 are placed at intervals around the entire periphery of the electronic component 4. The shape of the uncured body 21 placed on the first surface 14 may be an appropriate shape such as a line shape. The uncured body 21 may be formed into a continuous frame shape.

次に、基板1上に電子部品4を載せる(図3参照)。具体的には、基板1の第一面14上に電子部品4を、バンプ電極42がはんだペースト31上に載り、かつ電子部品4の周縁が第一面14上の未硬化体21上に載るように、配置する。これにより、基板1の第一面14と電子部品4とが対向し、かつ第一面14と電子部品4との間の隙間の周縁部にエポキシ樹脂組成物が配置される。 Next, the electronic component 4 is placed on the substrate 1 (see FIG. 3). Specifically, the electronic component 4 is placed on the first surface 14 of the substrate 1 so that the bump electrodes 42 are placed on the solder paste 31 and the periphery of the electronic component 4 is placed on the uncured body 21 on the first surface 14. As a result, the first surface 14 of the substrate 1 and the electronic component 4 face each other, and the epoxy resin composition is placed on the periphery of the gap between the first surface 14 and the electronic component 4.

次に、基板1の第一面14上に電子部品4をリフローはんだ付けし、かつそれと並行して未硬化体21を構成するエポキシ樹脂組成物を硬化させてサイドフィル部2を作製する。例えば電子部品4が載せられた基板1を、リフロー炉内で加熱することで、バンプ電極42及びはんだペースト31を加熱すると同時に、未硬化体21のエポキシ樹脂組成物を加熱する。 Next, the electronic components 4 are reflow soldered onto the first surface 14 of the substrate 1, and at the same time, the epoxy resin composition constituting the uncured body 21 is cured to produce the side fill portion 2. For example, the substrate 1 on which the electronic components 4 are mounted is heated in a reflow furnace, whereby the bump electrodes 42 and the solder paste 31 are heated and at the same time the epoxy resin composition of the uncured body 21 is heated.

例えば上述の図6に示すリフロープロファイルと樹脂粘度の時間変化とのモデルのように、まずプレヒートを行う。プレヒートでは、基板1の周囲の雰囲気を、はんだの融点(Mp)未満の温度に昇温して維持する。この温度及びこの温度を維持する時間は、エポキシ樹脂組成物が適度に軟化してその粘度が低下し、かつエポキシ樹脂組成物の粘度が低いまま維持されるように、調整される。この温度は、エポキシ樹脂組成物の硬化開始温度よりも低く、又はエポキシ樹脂組成物の硬化開始温度よりも過度に高くないことが好ましい。この温度は、例えば150℃以上180℃以下である。雰囲気の温度を維持する時間は、例えば60秒以上120秒以下である。 For example, as in the model of the reflow profile and the change in resin viscosity over time shown in Figure 6 above, preheating is performed first. In preheating, the atmosphere around the substrate 1 is heated to a temperature lower than the melting point (Mp) of the solder and maintained at that temperature. This temperature and the time for which this temperature is maintained are adjusted so that the epoxy resin composition is appropriately softened and its viscosity is reduced, and the viscosity of the epoxy resin composition is maintained at a low level. This temperature is preferably lower than the curing start temperature of the epoxy resin composition, or not excessively higher than the curing start temperature of the epoxy resin composition. This temperature is, for example, 150°C or higher and 180°C or lower. The time for which the temperature of the atmosphere is maintained is, for example, 60 seconds or higher and 120 seconds or lower.

続いて雰囲気をはんだの融点(Mp)を超える温度まで昇温し、雰囲気をこの温度に維持する。これにより、はんだを溶融させ、かつエポキシ樹脂組成物の硬化反応を進行させる。これより、バンプ電極42のはんだとはんだペースト31におけるはんだとが溶融し、かつ未硬化体21のエポキシ樹脂組成物が硬化してサイドフィル部2が作製される。この温度、及びこの温度に維持する時間は、はんだが十分に溶融し、かつエポキシ樹脂組成物の反応が適度に抑制されてエポキシ樹脂組成物の粘度が十分に低い状態ではんだが溶融するように、調整される。この温度は例えば220℃以上260℃以下である。また温度を維持する時間は、例えば30秒以上60秒以下である。 The atmosphere is then heated to a temperature exceeding the melting point (Mp) of the solder, and maintained at this temperature. This melts the solder and advances the curing reaction of the epoxy resin composition. As a result, the solder of the bump electrode 42 and the solder in the solder paste 31 melt, and the epoxy resin composition of the uncured body 21 cures, producing the side fill portion 2. This temperature and the time for which it is maintained at this temperature are adjusted so that the solder melts sufficiently, and the reaction of the epoxy resin composition is appropriately suppressed so that the solder melts in a state where the viscosity of the epoxy resin composition is sufficiently low. This temperature is, for example, 220°C or higher and 260°C or lower. The time for which the temperature is maintained is, for example, 30 seconds or higher and 60 seconds or lower.

続いて、雰囲気の温度を低下させることで、はんだを固化させる。これにより、電子装置が製造される。 Then, the temperature of the atmosphere is lowered to solidify the solder. This completes the manufacturing process of the electronic device.

電子装置に対して、必要に応じて、サイドフィル部2を更に加熱するポストキュアを行い、サイドフィル部2を更に硬化させてもよい。 If necessary, the electronic device may be subjected to a post-cure process in which the side fill portion 2 is further heated to further harden the side fill portion 2.

上記のように電子装置を製造すると、リフロー工程において雰囲気の温度がはんだの融点を超えても、しばらくの間は未硬化体21のエポキシ樹脂組成物の粘度が低く維持されるため、はんだが溶融して適度に流動するまでの間、エポキシ樹脂組成物の粘度が低く維持されうる。このため、エポキシ樹脂組成物はリフローはんだ付けを阻害しにくく、セルフアライメント効果が良好に発揮されうる。 When an electronic device is manufactured as described above, even if the temperature of the atmosphere during the reflow process exceeds the melting point of the solder, the viscosity of the epoxy resin composition of the uncured body 21 remains low for a while, so the viscosity of the epoxy resin composition can be maintained low until the solder melts and flows appropriately. Therefore, the epoxy resin composition is less likely to interfere with reflow soldering, and the self-alignment effect can be exhibited well.

本実施形態では、エポキシ樹脂組成物の硬化開始温度が150℃以上であるために、リフロー工程においてはんだが溶融して適度に流動するまでの間エポキシ樹脂組成物の粘度が低く維持されるような加熱条件の設定が、容易になされうる。 In this embodiment, since the curing start temperature of the epoxy resin composition is 150°C or higher, it is easy to set heating conditions that maintain the viscosity of the epoxy resin composition low until the solder melts and becomes appropriately fluid during the reflow process.

上記のように製造された図3に示す電子装置を中間製品として用いて、図5に示す別の電子装置を製造することもできる。 The electronic device shown in FIG. 3 manufactured as described above can be used as an intermediate product to manufacture another electronic device shown in FIG. 5.

図5に示す電子装置は、基板1と、基板1の第一面14上にフリップチップ実装された第一の電子部品4と、基板1の第二面15上にフリップチップ実装された第二の電子部品5と、第一面14と第一の電子部品4との間の隙間の周縁部にあるサイドフィル部2とを備える。第一の電子部品4は、上記の図3に示す電子装置における電子部品4である。 The electronic device shown in FIG. 5 includes a substrate 1, a first electronic component 4 flip-chip mounted on a first surface 14 of the substrate 1, a second electronic component 5 flip-chip mounted on a second surface 15 of the substrate 1, and a side fill portion 2 located on the periphery of the gap between the first surface 14 and the first electronic component 4. The first electronic component 4 is the electronic component 4 in the electronic device shown in FIG. 3 above.

第二の電子部品5は、第一の電子部品4が有しうる構造と同じ構造を、有しうる。すなわち、第二の電子部品5は、半導体チップ51とバンプ電極52とを備えることができ、バンプ電極52はピラー53とはんだバンプ54とを有することができる。この電子装置の製造方法について説明する。 The second electronic component 5 may have the same structure as the first electronic component 4. That is, the second electronic component 5 may include a semiconductor chip 51 and a bump electrode 52, and the bump electrode 52 may have a pillar 53 and a solder bump 54. A method for manufacturing this electronic device will now be described.

中間製品と第二の電子部品5とを、用意する。中間製品は上記の図3に示す電子装置であるが、中間製品の製造時には、上記のポストキュアは行わない。すなわち、中間製品におけるサイドフィル部2は、十分に硬化していなくてもよい。 An intermediate product and a second electronic component 5 are prepared. The intermediate product is the electronic device shown in FIG. 3 above, but the above-mentioned post-cure is not performed when the intermediate product is manufactured. In other words, the side fill portion 2 in the intermediate product does not need to be sufficiently cured.

中間製品における基板1の第二面15における、導体配線13の電極パッド上に、はんだペースト32を塗布する(図4参照)。はんだペースト32が備えるはんだは、上述のはんだバンプ54が備えうるはんだであることが好ましい。はんだペースト32は、例えばスクリーン印刷法などの適宜の方法で、パターン状に形成される。 Solder paste 32 is applied onto the electrode pads of the conductor wiring 13 on the second surface 15 of the substrate 1 in the intermediate product (see FIG. 4). The solder contained in the solder paste 32 is preferably the solder that can be contained in the above-mentioned solder bumps 54. The solder paste 32 is formed into a pattern by an appropriate method such as screen printing.

次に、中間製品を基板1の第二面15が上方を向くように配置し、基板1の第二面15上に第二の電子部品5を、第二の電子部品5のバンプ電極42がはんだペースト32上に載るように配置する(図5参照)。 Next, the intermediate product is placed so that the second surface 15 of the substrate 1 faces upward, and the second electronic component 5 is placed on the second surface 15 of the substrate 1 so that the bump electrodes 42 of the second electronic component 5 are placed on the solder paste 32 (see Figure 5).

次に、基板1の第二面15上に第二の電子部品5をリフローはんだ付けし、かつそれと並行してサイドフィル部2を加熱することでサイドフィル部2を更に硬化させる。例えば第二の電子部品5が載せられた中間製品を、リフロー炉内で加熱することで、バンプ電極52及びはんだペースト32を加熱すると同時に、サイドフィル部2を加熱する。 Next, the second electronic component 5 is reflow soldered onto the second surface 15 of the substrate 1, and at the same time, the side fill portion 2 is heated to further harden it. For example, the intermediate product on which the second electronic component 5 is mounted is heated in a reflow furnace, whereby the bump electrodes 52 and the solder paste 32 are heated and the side fill portion 2 is heated at the same time.

これにより、図5に示す電子装置が製造される。電子装置におけるサイドフィル部2は、第二の電子部品5をリフローはんだ付けする際に更に硬化されるため、ポストキュアを別途行うことなく、十分に硬化されうる。 This produces the electronic device shown in Figure 5. The side fill portion 2 in the electronic device is further hardened when the second electronic component 5 is reflow soldered, so it can be sufficiently hardened without a separate post cure.

(態様)
第一の態様に係るエポキシ樹脂組成物は、エポキシ化合物(A)と、アミン系硬化剤(B)と、無機充填材(C)とを含有する。エポキシ樹脂組成物の硬化物の、熱機械分析により測定されるガラス転移温度が125℃以上、かつ線膨張係数が35ppm/℃以下である。エポキシ樹脂組成物を25℃の状態から加熱して昇温速度5℃/minで昇温させた場合に、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時の温度が、150℃以上である。
(Aspects)
The epoxy resin composition according to the first aspect contains an epoxy compound (A), an amine-based curing agent (B), and an inorganic filler (C). A cured product of the epoxy resin composition has a glass transition temperature of 125° C. or higher and a linear expansion coefficient of 35 ppm/° C. or lower, as measured by thermomechanical analysis. When the epoxy resin composition is heated from a state of 25° C. at a temperature increase rate of 5° C./min, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition increases and reaches 200 Pa s is 150° C. or higher.

第二の態様では、第一の態様において、エポキシ化合物(A)は、アミノグリシジルエーテルとナフタレン型エポキシ樹脂とのうち、少なくとも一方からなるエポキシ化合物(A1)を含有する。エポキシ化合物(A1)の割合は、エポキシ化合物(A)に対して、18質量%以上である。 In the second embodiment, the epoxy compound (A) in the first embodiment contains an epoxy compound (A1) consisting of at least one of an aminoglycidyl ether and a naphthalene-type epoxy resin. The proportion of the epoxy compound (A1) relative to the epoxy compound (A) is 18% by mass or more.

第三の態様では、第一又は第二の態様において、無機充填材(C)の割合は、エポキシ樹脂組成物に対して、45質量%以上85質量%以下である。 In a third embodiment, in the first or second embodiment, the proportion of the inorganic filler (C) is 45% by mass or more and 85% by mass or less relative to the epoxy resin composition.

第四の態様では、第一から第三のいずれか一の態様において、アミン系硬化剤(B)は、カルボン酸ヒドラジドとイミダゾール化合物とのうち少なくとも一方を含有する。 In a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the amine-based curing agent (B) contains at least one of a carboxylic acid hydrazide and an imidazole compound.

第五の態様では、第一から第四のいずれか一の態様において、アミン系硬化剤(B)は、イミダゾール化合物を含有し、イミダゾール化合物の融点は、110℃以上である。 In a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the amine-based curing agent (B) contains an imidazole compound, and the melting point of the imidazole compound is 110°C or higher.

第六の態様では、第一から第五のいずれか一の態様において、アミン系硬化剤(B)は、イミダゾール化合物を含有し、イミダゾール化合物の割合は、エポキシ化合物(A)に対して、3.5質量%以上5.5質量%以下である。 In a sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects, the amine-based curing agent (B) contains an imidazole compound, and the proportion of the imidazole compound relative to the epoxy compound (A) is 3.5% by mass or more and 5.5% by mass or less.

第七の態様では、第一から第六のいずれか一の態様において、アミン系硬化剤(B)は、カルボン酸ヒドラジドを含有し、カルボン酸ヒドラジドの割合は、エポキシ化合物(A)に対して、10質量%以上30質量%以下である。 In a seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the amine-based curing agent (B) contains a carboxylic acid hydrazide, and the proportion of the carboxylic acid hydrazide relative to the epoxy compound (A) is 10% by mass or more and 30% by mass or less.

第八の態様では、第一から第七のいずれか一の態様において、無機充填材(C)の割合が、エポキシ化合物(A)と、アミン系硬化剤(B)と、無機充填材(C)との総計に対して、45質量%以上85質量%以下である。 In an eighth aspect, in any one of the first to seventh aspects, the proportion of the inorganic filler (C) is 45% by mass or more and 85% by mass or less with respect to the total of the epoxy compound (A), the amine-based curing agent (B), and the inorganic filler (C).

第九の態様では、第一から第八のいずれか一の態様において、エポキシ樹脂組成物はサイドフィル材である。 In a ninth aspect, in any one of the first to eighth aspects, the epoxy resin composition is a side fill material.

第十の態様に係る電子装置(10)は、基板(1)と、基板(1)にフリップチップ実装された電子部品(4)と、基板(1)と電子部品(4)との間の隙間の周縁部に配置されているサイドフィル部(2)とを備える。サイドフィル部(2)は、第一から第九のいずれか一の態様に係るエポキシ樹脂組成物の硬化物を含む。 The electronic device (10) according to the tenth aspect includes a substrate (1), an electronic component (4) flip-chip mounted on the substrate (1), and a side fill portion (2) disposed on the periphery of the gap between the substrate (1) and the electronic component (4). The side fill portion (2) includes a cured product of the epoxy resin composition according to any one of the first to ninth aspects.

第十一の態様は、電子装置(10)の製造方法である。電子装置(10)は、第一面(14)と、第一面(14)とは反対側にある第二面(15)とを有する基板(1)と、基板(1)の第一面(14)上にフリップチップ実装された第一の電子部品(4)と、基板(1)の第二面(15)上にフリップチップ実装された第二の電子部品(5)と、第一面(14)と第一の電子部品(4)との間の隙間の周縁部にあるサイドフィル部(2)とを備える。電子装置(10)の製造方法では、基板(1)の第一面(14)と第一の電子部品(4)とが対向し、かつ第一面(14)と第一の電子部品(4)との間の隙間の周縁部に第一から第八のいずれか一の態様に係るエポキシ樹脂組成物が配置されている状態で、基板(1)の第一面(14)上に第一の電子部品(4)をリフローはんだ付けするのと並行してエポキシ樹脂組成物を硬化させてサイドフィル部(2)を作製する。その後、基板(1)の第二面(15)上に第二の電子部品(5)をリフローはんだ付けする。 An eleventh aspect is a method for manufacturing an electronic device (10). The electronic device (10) includes a substrate (1) having a first surface (14) and a second surface (15) opposite to the first surface (14), a first electronic component (4) flip-chip mounted on the first surface (14) of the substrate (1), a second electronic component (5) flip-chip mounted on the second surface (15) of the substrate (1), and a side fill portion (2) located on the periphery of a gap between the first surface (14) and the first electronic component (4). In the method for manufacturing an electronic device (10), the first surface (14) of a substrate (1) and a first electronic component (4) face each other, and an epoxy resin composition according to any one of the first to eighth aspects is disposed on the periphery of the gap between the first surface (14) and the first electronic component (4), and the first electronic component (4) is reflow soldered onto the first surface (14) of the substrate (1) while the epoxy resin composition is cured to produce a side fill portion (2). Then, a second electronic component (5) is reflow soldered onto the second surface (15) of the substrate (1).

1.エポキシ樹脂組成物の調製とその物性
後掲の表1に示す材料を用意し、後掲の表2~7中の「成分および配合量(質量部)」に示す組成を有するエポキシ樹脂組成物を用意した。
1. Preparation of Epoxy Resin Compositions and Their Physical Properties Materials shown in Table 1 below were prepared, and epoxy resin compositions having the compositions shown in "Components and blending amounts (parts by mass)" in Tables 2 to 7 below were prepared.

各エポキシ樹脂組成物の下記の物性を、表2~7中の「物性」の欄に示す。 The following physical properties of each epoxy resin composition are shown in the "Physical Properties" column in Tables 2 to 7.

「粘度」は、E型粘度計で回転速度5rpmの条件で測定したエポキシ樹脂組成物の粘度である。 "Viscosity" is the viscosity of the epoxy resin composition measured using an E-type viscometer at a rotation speed of 5 rpm.

「チクソ性」は、エポキシ樹脂組成物のチクソトロピーインデックスである。チクソトロピーインデックスは、E型粘度計で回転速度5rpmの条件で測定したエポキシ樹脂組成物の粘度に対する、E型粘度計で回転速度0.5rpmの条件で測定したエポキシ樹脂組成物の粘度の、比である。 "Thixotropy" is the thixotropy index of an epoxy resin composition. The thixotropy index is the ratio of the viscosity of an epoxy resin composition measured with an E-type viscometer at a rotation speed of 0.5 rpm to the viscosity of an epoxy resin composition measured with an E-type viscometer at a rotation speed of 5 rpm.

「線膨張係数」は、エポキシ樹脂組成物を150℃で1時間加熱してから180℃で1時間加熱することで得られた硬化物の、ガラス転移温度以下での線膨張係数である。なお、上記の発明を実施するための形態で説明された線膨張係数とは、前記のガラス転移温度以下での線膨張係数α1のことである。 The "linear expansion coefficient" is the linear expansion coefficient below the glass transition temperature of the cured product obtained by heating the epoxy resin composition at 150°C for 1 hour and then at 180°C for 1 hour. The linear expansion coefficient described in the above description of the embodiment of the invention is the linear expansion coefficient α1 below the glass transition temperature.

「ガラス転移温度」は、次の方法で測定されたエポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度である。 "Glass transition temperature" is the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin composition measured by the following method.

2枚のガラス板の間にスペーサーとして厚さ3mmのシリコーンゴムを挟み、ガラス板の間にエポキシ樹脂組成物を充填し、オーブンで150℃で1時間加熱してから180℃で1時間加熱する条件でエポキシ樹脂組成物を硬化させて硬化物を得た。硬化物をカットすることで、平面視15mm×3mm、厚み3mmの寸法のサンプルを作製した。 A 3 mm thick silicone rubber was placed between two glass plates as a spacer, and the epoxy resin composition was filled between the glass plates. The epoxy resin composition was cured by heating in an oven at 150°C for 1 hour and then at 180°C for 1 hour to obtain a cured product. The cured product was cut to produce a sample measuring 15 mm x 3 mm in plan view and 3 mm thick.

このサンプルのガラス転移温度を、セイコーインスツルメンツ株式会社製のTMA(熱機械分析)装置(型番TMA7100)を用いて、圧縮力9.8mN、温度プログラム30℃~300℃で5℃/minの条件で、測定した。 The glass transition temperature of this sample was measured using a Seiko Instruments Inc. TMA (thermomechanical analysis) device (model number TMA7100) under conditions of a compression force of 9.8 mN and a temperature program of 30°C to 300°C at 5°C/min.

「弾性率」は、エポキシ樹脂組成物を150℃で1時間加熱してから180℃で1時間加熱することで得られた硬化物の、25℃での弾性率である。弾性率の測定にあたり、まず2枚のガラス板の間にスペーサーとして厚さ1mmのシリコーンゴムを挟み、ガラス板の間にエポキシ樹脂組成物を充填し、オーブンで150℃で1時間加熱してから180℃で1時間加熱する条件でエポキシ樹脂組成物を硬化させて硬化物を得た。硬化物をカットすることで、平面視50mm×5mm、厚み1mmの寸法のサンプルを作製した。このサンプルの弾性率を、セイコーインスツルメンツ株式会社製のDMA(熱機械分析)装置(型番DMA7100)を用いて、曲げ(両持ち梁)、周波数10Hz、温度プログラム0℃~260℃で10℃/minの条件で、測定した。 The "elastic modulus" is the elastic modulus at 25°C of the cured product obtained by heating the epoxy resin composition at 150°C for 1 hour and then at 180°C for 1 hour. To measure the elastic modulus, first, a 1mm-thick silicone rubber was sandwiched between two glass plates as a spacer, and the epoxy resin composition was filled between the glass plates. The epoxy resin composition was cured by heating in an oven at 150°C for 1 hour and then at 180°C for 1 hour to obtain a cured product. The cured product was cut to prepare a sample with dimensions of 50mm x 5mm in plan view and 1mm thick. The elastic modulus of this sample was measured using a DMA (thermo-mechanical analysis) device (model number DMA7100) manufactured by Seiko Instruments Inc. under the conditions of bending (double-supported beam), frequency of 10Hz, and temperature program of 0°C to 260°C at 10°C/min.

「硬化開始温度」は、下記の方法で測定されたエポキシ樹脂組成物の硬化開始温度についての評価である。 "Cure start temperature" is an evaluation of the cure start temperature of the epoxy resin composition measured using the method below.

エポキシ樹脂組成物を25℃の状態から加熱して昇温速度5℃/minで昇温させた場合の、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時の温度(硬化開始温度)を測定した。 When the epoxy resin composition was heated from 25°C at a temperature increase rate of 5°C/min, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition increased to 200 Pa·s (curing initiation temperature) was measured.

具体的には、エポキシ樹脂組成物について、アントンパール社製レオメーター(製品名:MCR302)を用い、アルミニウム製の直径25mmのプレートを使用して、測定ギャップ1.0mm、温度範囲25℃~200℃、昇温スピード5℃/min、回転数1.0rpmの条件で、エポキシ樹脂組成物の粘度変化を測定し、その結果に基づいて、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時の温度を特定した。 Specifically, the viscosity change of the epoxy resin composition was measured using an Anton Paar rheometer (product name: MCR302) using an aluminum plate with a diameter of 25 mm under the following conditions: measurement gap 1.0 mm, temperature range 25°C to 200°C, heating speed 5°C/min, and rotation speed 1.0 rpm, and based on the results, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition increased and reached 200 Pa·s was identified.

その結果、硬化開始温度が150℃以上200℃未満である場合を「A」、135℃以上150℃未満の場合を「B」、135℃未満の場合を「C」と、評価した。 As a result, the test results were rated as follows: "A" for a curing start temperature of 150°C or higher and lower than 200°C, "B" for a curing start temperature of 135°C or higher and lower than 150°C, and "C" for a curing start temperature lower than 135°C.

2.評価
(1)接続性評価
エポキシ樹脂組成物を用い、次のようにして半導体装置(電子装置)を作製した。
2. Evaluation (1) Connectivity Evaluation Using the epoxy resin composition, a semiconductor device (electronic device) was produced as follows.

基板1としてWALTS社製のWalts KIT WLP(S)300P/400P Ni/Au (30mm×30mm×0.978mm)を用意した。 A Walts KIT WLP(S)300P/400P Ni/Au (30 mm x 30 mm x 0.978 mm) manufactured by WALTS was prepared as substrate 1.

チップ(電子部品4)としてWALTS社製のWalts WLP TEG 0.4mmPitch(6.0mm×6.0mm×400μm)を用意した。なお、このチップは、高さ210μmのはんだバンプを各々有する144個のバンプ電極を備え、隣り合うはんだバンプ間のピッチは400μmである。はんだバンプに含まれるはんだは、融点220℃のSnAgCuはんだである。 A Walts WLP TEG 0.4 mm Pitch (6.0 mm x 6.0 mm x 400 μm) manufactured by WALTS was prepared as a chip (electronic component 4). This chip has 144 bump electrodes, each with a solder bump height of 210 μm, and the pitch between adjacent solder bumps is 400 μm. The solder contained in the solder bumps is SnAgCu solder with a melting point of 220°C.

基板に対して直径200μmの開口を有する100μm厚のメタルマスクを用いて融点220℃のSnAgCuはんだペーストを印刷して供給した。 A 100 μm thick metal mask with an opening of 200 μm diameter was used to print and apply SnAgCu solder paste with a melting point of 220°C to the substrate.

はんだペーストを印刷後、武蔵エンジニアリング製エア式ディスペンサー(型番:350PC)を用いてエポキシ樹脂組成物を、基板上に塗布して、基板上におけるチップの周縁に相当する位置に、エポキシ樹脂組成物のボール状の塊を、相互に間隔をあけて形成した。ボール状の塊は、チップの周縁における4つのコーナー部分に相当する位置に、各々5箇所ずつ形成した。 After printing the solder paste, the epoxy resin composition was applied onto the substrate using a Musashi Engineering air dispenser (model number: 350PC) to form ball-shaped lumps of the epoxy resin composition spaced apart from one another at positions on the substrate that correspond to the periphery of the chip. Five ball-shaped lumps were formed at each of the positions that correspond to the four corners of the periphery of the chip.

フリップチップボンダーとして、東レエンジニアリング株式会社製の型番FC3000Sを用い、チップをフリップチップボンダーのボンディングヘッドに保持させ、チップのバンプ電極と基材の導体配線とを位置合わせしながら、基材上にチップに5Nの荷重をかけながら実装した。 A Toray Engineering Co., Ltd. model FC3000S flip chip bonder was used, and the chip was held on the bonding head of the flip chip bonder. The chip was mounted on the substrate while applying a load of 5 N to the substrate, while aligning the bump electrodes of the chip with the conductive wiring of the substrate.

続いてチップを載せた基板をリフロー炉で2回加熱することで、リフローはんだ付けと並行してエポキシ樹脂組成物を硬化させた。リフロー炉では、1回毎に、下記の条件でチップを載せた基板を加熱した。 Then, the board with the chips mounted on it was heated twice in a reflow furnace, hardening the epoxy resin composition in parallel with the reflow soldering. In the reflow furnace, the board with the chips mounted on it was heated each time under the following conditions:

雰囲気の温度を室温から150~180℃の温度まで昇温してこの温度を90±30秒間維持することでプレヒートを行った。続いて温度を上昇させて、温度をはんだの融点である220℃から255℃±15℃までの範囲内に30~60秒間維持した。続いて、温度を室温まで低下させた。 Preheating was performed by raising the temperature of the atmosphere from room temperature to a temperature of 150-180°C and maintaining this temperature for 90±30 seconds. The temperature was then increased and maintained within the range of 220°C, the melting point of the solder, to 255°C±15°C for 30-60 seconds. The temperature was then lowered to room temperature.

これにより、試験用の半導体装置を得た。 This resulted in a semiconductor device for testing.

この半導体装置の接続性を、次のように評価した。 The connectivity of this semiconductor device was evaluated as follows:

チップの外周付近にあるバンプ電極と基板における導体配線との間の電気抵抗値を測定した。この電気抵抗値を、サイドフィル部を作製せずに製造した半導体装置について同様に測定した電気抵抗値と比較した。その結果、両者の間に変化が認められない(変化が2割未満である)場合を「A」、2割以上変化が認められる場合を「B」、電気抵抗値が検出されない場合を「C」と評価した。 The electrical resistance between the bump electrodes near the periphery of the chip and the conductor wiring on the substrate was measured. This electrical resistance was compared with the electrical resistance measured in the same manner for a semiconductor device manufactured without creating a side fill portion. As a result, cases where no change was observed between the two (a change of less than 20%) were rated as "A," cases where a change of 20% or more was observed were rated as "B," and cases where no electrical resistance was detected were rated as "C."

(2)硬化率
リフロー炉により加熱される前のエポキシ樹脂組成物を示差走査熱量測定装置(日立ハイテク製:DSC7000X)用のアルミパンに10mg±1mg秤量し、前記の示差走査熱量測定装置を用いて、エポキシ樹脂組成物を、昇温スピード10℃/min、Nガス流量30ml/min、温度範囲30℃~300℃の条件で測定し、得られたピークの面積から発熱量(初期発熱量)を算出した。
(2) Curing Rate 10 mg±1 mg of the epoxy resin composition before being heated in a reflow furnace was weighed out into an aluminum pan for a differential scanning calorimeter (DSC7000X, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the epoxy resin composition was measured using the differential scanning calorimeter under conditions of a temperature rise speed of 10° C./min, a N2 gas flow rate of 30 ml/min, and a temperature range of 30° C. to 300° C., and the calorific value (initial calorific value) was calculated from the area of the obtained peak.

上記と同様にエポキシ樹脂組成物をアルミパンに秤量し、エポキシ樹脂組成物をアルミパンごと、0.65mm厚のセラミック基板上に載せて、上記の接続性評価の場合と同じ条件でリフロー炉で2回加熱してから、上記条件で示差走査熱量測定装置で測定し、同様にピーク面積から発熱量(リフロー硬化後の発熱量)を算出した。 As described above, the epoxy resin composition was weighed into an aluminum pan, and the epoxy resin composition was placed together with the aluminum pan on a 0.65 mm thick ceramic substrate. The composition was heated twice in a reflow furnace under the same conditions as in the above connectivity evaluation, and then measured using a differential scanning calorimeter under the same conditions. The heat generation amount (heat generation amount after reflow curing) was calculated from the peak area in the same manner.

これらの結果から、下記の式により反応率を算出した。 From these results, the reaction rate was calculated using the following formula:

[((初期発熱量)-(リフロー硬化後の発熱量))/(初期発熱量)]×100 [(Initial heat generation amount) - (Heat generation amount after reflow curing)) / (Initial heat generation amount)] x 100

(3)耐ヒートサイクル性
エポキシ樹脂組成物を用い、接続性評価の場合と同じ方法で試験用の半導体装置を作製した。この半導体装置に対し、-40℃下に5分間曝露した後に125℃下に5分間曝露することを1サイクルとする温度サイクル試験を実施した。試験前の半導体装置の外周付近にあるバンプ電極と導体配線との間の電気抵抗値と、試験を1000サイクル実施した後の半導体装置における同様の電気抵抗値とを比較し、両者の間に変化が認められない(変化が2割未満である)場合を「A」、2割以上変化が認められる場合を「B」、電気抵抗値が検出されない場合を「C」と評価した。
(3) Heat cycle resistance Using the epoxy resin composition, a test semiconductor device was prepared in the same manner as in the case of the connectivity evaluation. A temperature cycle test was carried out on this semiconductor device, with one cycle consisting of exposure to -40°C for 5 minutes and then exposure to 125°C for 5 minutes. The electrical resistance value between the bump electrode near the periphery of the semiconductor device and the conductor wiring before the test was compared with the similar electrical resistance value in the semiconductor device after 1000 cycles of the test, and the case where no change was observed between the two (the change was less than 20%) was evaluated as "A", the case where a change of 20% or more was observed was evaluated as "B", and the case where no electrical resistance value was detected was evaluated as "C".

Figure 2024050508000006
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Figure 2024050508000007
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Figure 2024050508000008
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Figure 2024050508000010
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Figure 2024050508000011
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1 基板
14 第一面
15 第二面
2 サイドフィル部
4 電子部品(第一の電子部品)
5 第二の電子部品
REFERENCE SIGNS LIST 1: Substrate 14: First surface 15: Second surface 2: Side fill portion 4: Electronic component (first electronic component)
5. Secondary Electronic Components

Claims (11)

エポキシ樹脂組成物であり、
エポキシ化合物(A)と、
アミン系硬化剤(B)と、
無機充填材(C)とを含有し、
前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の、熱機械分析により測定されるガラス転移温度が125℃以上、かつ線膨張係数が35ppm/℃以下であり、
前記エポキシ樹脂組成物を25℃の状態から加熱して昇温速度5℃/minで昇温させた場合に、前記エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇しながら200Pa・sに達する時の温度が、150℃以上である、
エポキシ樹脂組成物。
An epoxy resin composition,
An epoxy compound (A),
An amine-based curing agent (B);
Contains an inorganic filler (C),
a cured product of the epoxy resin composition has a glass transition temperature of 125° C. or higher and a linear expansion coefficient of 35 ppm/° C. or lower, as measured by thermomechanical analysis;
When the epoxy resin composition is heated from a state of 25° C. at a temperature increase rate of 5° C./min, the temperature at which the viscosity of the epoxy resin composition increases to reach 200 Pa s is 150° C. or higher.
Epoxy resin composition.
前記エポキシ化合物(A)は、アミノグリシジルエーテルとナフタレン型エポキシ樹脂とのうち、少なくとも一方からなるエポキシ化合物(A1)を含有し、
前記エポキシ化合物(A1)の割合は、前記エポキシ化合物(A)に対して、18質量%以上である、
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
The epoxy compound (A) contains an epoxy compound (A1) composed of at least one of an aminoglycidyl ether and a naphthalene-type epoxy resin,
The ratio of the epoxy compound (A1) to the epoxy compound (A) is 18 mass% or more.
The epoxy resin composition according to claim 1.
前記無機充填材(C)の割合は、前記エポキシ樹脂組成物に対して、45質量%以上85質量%以下である、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
The ratio of the inorganic filler (C) is 45% by mass or more and 85% by mass or less with respect to the epoxy resin composition.
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
前記アミン系硬化剤(B)は、カルボン酸ヒドラジドとイミダゾール化合物とのうち少なくとも一方を含有する、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
The amine-based curing agent (B) contains at least one of a carboxylic acid hydrazide and an imidazole compound.
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
前記アミン系硬化剤(B)は、イミダゾール化合物を含有し、
前記イミダゾール化合物の融点は、110℃以上である、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
The amine-based curing agent (B) contains an imidazole compound,
The melting point of the imidazole compound is 110° C. or higher.
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
前記アミン系硬化剤(B)は、イミダゾール化合物を含有し、
前記イミダゾール化合物の割合は、前記エポキシ化合物(A)に対して、3.5質量%以上5.5質量%以下である、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
The amine-based curing agent (B) contains an imidazole compound,
The ratio of the imidazole compound is 3.5% by mass or more and 5.5% by mass or less with respect to the epoxy compound (A).
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
前記アミン系硬化剤(B)は、カルボン酸ヒドラジドを含有し、
前記カルボン酸ヒドラジドの割合は、前記エポキシ化合物(A)に対して、10質量%以上30質量%以下である、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
The amine-based curing agent (B) contains a carboxylic acid hydrazide,
The ratio of the carboxylic acid hydrazide to the epoxy compound (A) is 10% by mass or more and 30% by mass or less.
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
前記無機充填材(C)の割合が、前記エポキシ化合物(A)と、前記アミン系硬化剤(B)と、前記無機充填材(C)との総計に対して、45質量%以上85質量%以下である、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
The proportion of the inorganic filler (C) is 45% by mass or more and 85% by mass or less with respect to the total of the epoxy compound (A), the amine-based curing agent (B), and the inorganic filler (C).
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
サイドフィル材である、
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
Side fill material,
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
基板と、
前記基板にフリップチップ実装された電子部品と、
前記基板と前記電子部品との間の隙間の周縁部に配置されているサイドフィル部とを備え、
前記サイドフィル部は、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を含む、
電子装置。
A substrate;
an electronic component flip-chip mounted on the substrate;
a side fill portion disposed on a peripheral portion of a gap between the substrate and the electronic component;
The side fill portion comprises a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
Electronic device.
電子装置の製造方法であり、
前記電子装置は、
第一面と、前記第一面とは反対側にある第二面とを有する基板と、
前記基板の前記第一面上にフリップチップ実装された第一の電子部品と、
前記基板の前記第二面上にフリップチップ実装された第二の電子部品と、
前記第一面と前記第一の電子部品との間の隙間の周縁部にあるサイドフィル部とを備え、
前記製造方法は、前記基板の前記第一面と前記第一の電子部品とが対向し、かつ前記第一面と前記第一の電子部品との間の隙間の周縁部に請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物が配置されている状態で、前記基板の前記第一面上に前記第一の電子部品をリフローはんだ付けするのと並行して前記エポキシ樹脂組成物を硬化させて前記サイドフィル部を作製した後、前記基板の前記第二面上に前記第二の電子部品4をリフローはんだ付けすることを含む、
電子装置の製造方法。
1. A method for manufacturing an electronic device, comprising:
The electronic device comprises:
a substrate having a first surface and a second surface opposite the first surface;
a first electronic component flip-chip mounted on the first surface of the substrate;
a second electronic component flip-chip mounted on the second surface of the substrate;
a side fill portion located at a peripheral portion of a gap between the first surface and the first electronic component,
The manufacturing method includes: in a state in which the first surface of the substrate and the first electronic component face each other and the epoxy resin composition according to claim 1 or 2 is disposed on a peripheral portion of a gap between the first surface and the first electronic component, reflow soldering the first electronic component onto the first surface of the substrate while curing the epoxy resin composition in parallel to preparing the side fill portion, and then reflow soldering the second electronic component 4 onto the second surface of the substrate.
A method for manufacturing an electronic device.
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