WO2026009780A1 - エポキシ樹脂組成物、硬化物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物、硬化物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法Info
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Abstract
モールド後のウエハに反りが発生しにくいエポキシ樹脂組成物を提供する。また、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物、上記硬化物を備える半導体装置、上記半導体装置の製造方法を提供する。 エポキシ樹脂(A)、 分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、 無機充填材(C)、及び 硬化剤(E)を含む、エポキシ樹脂組成物。
Description
本発明はエポキシ樹脂組成物に関する。また、硬化物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置を構成する集積回路等の半導体素子の多くは、封止材により封止された形態で使用されている。半導体素子を封止する方法は複数存在し、その一つとして圧縮成形法が知られている。圧縮成形法は金型に液状又は顆粒状の樹脂からなる封止材を入れ、必要に応じて加熱溶融し、圧縮して成形する方法であり、比較的大型の成形品の製造に適する。近年、圧縮成形法が半導体素子の封止に採用される機会が増加している。これは、ウエハレベルチップサイズパッケージ技術の普及が進んでいることなどに起因する。この技術は、ウエハの段階で封止材(コンプレッションモールド材)を用いたコンプレッション成形(圧縮成形)を行い、これを硬化することで多数の半導体素子を一度に封止し、その後に個片化するというものである。
圧縮成形法による半導体素子の封止に用いられる従来の硬化性樹脂組成物は、固形(例えば顆粒状)の組成物が一般的であった。一方で、近年では新たな圧縮成形技術の開発に伴って、液状の硬化性樹脂組成物が用いられることも多くなっている。このような液状の硬化性樹脂組成物は、液状コンプレッションモールド(LCM、Liquid Compression molding)材と呼ばれる。LCM材は、電気特性、耐湿性、耐熱性、機械特性、接着性等の諸特性のバランスの観点から、液状のエポキシ樹脂組成物が用いられている。
半導体素子を個片化した後に封止する方法と比較すると、ウエハレベルチップサイズパッケージは生産性が高いものの、モールド後(封止後)のウエハが反りやすいという問題がある。ウエハに反りが発生すると、その後の搬送、研削、及び個片化等の工程において、ウエハの固定が十分でない等の悪影響があり、その結果、半導体装置の信頼性の低下につながることがある。
このような問題を解決するため、種々の封止材が検討されている。例えば、特許文献1では、液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、シリコーンゴム微粒子、シリコーン変性エポキシ樹脂、芳香族アミン硬化剤、無機充填剤、及び有機溶剤を含有した封止用液状エポキシ樹脂組成物が開示されている。また、特許文献2では、液状エポキシ樹脂、芳香族アミン硬化剤、固形シリコーン重合体のコアと有機重合体のシェルからなるコアシェルシリコーン重合体の微粒子、無機充填剤、及び有機溶剤を含有した封止用液状エポキシ樹脂組成物が開示されている。
しかしながら、これらのエポキシ樹脂組成物をLCM材として使用した場合であっても、モールド後(封止後)のウエハに反りが発生するという問題があった。
したがって、本発明の目的はモールド後のウエハに反りが発生しにくいエポキシ樹脂組成物を提供することにある。また、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物、上記硬化物を備える半導体装置、上記半導体装置の製造方法を提供することにある。以下、「モールド後のウエハの反り」を単に「反り」と称することがある。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定の構成を有する組成物を用いることでその課題を解決できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
すなわち、本発明では、
エポキシ樹脂(A)、
分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、
無機充填材(C)、及び
硬化剤(E)を含む、エポキシ樹脂組成物を提供する。
エポキシ樹脂(A)、
分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、
無機充填材(C)、及び
硬化剤(E)を含む、エポキシ樹脂組成物を提供する。
化合物(B)は、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、及び(メタ)アクリロイル基からなる群より選択される少なくとも一つの置換基を有することが好ましい。
化合物(B)における置換基は、水酸基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。
化合物(B)は、分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含むことが好ましい。
化合物(B)は、下記式(1)
[式中、n1は0以上の整数である。n2は2以上の整数である。X1は同一又は異なって、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R1及びR2は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y1及びY2は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
で示される化合物であることが好ましい。
化合物(B)は、下記式(2)
[式中、n11は1以上の整数である。n21は0以上の整数である。n31は2以上の整数である。X2は同一又は異なって、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R11、R21、及びR31は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y11及びY21は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
で示される化合物であることが好ましい。
化合物(B)は、下記式(3)
[式中、n12は1以上の整数である。n22は2以上の整数である。R12及びR22は、同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y12及びY22は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
で示される化合物であることが好ましい。
化合物(B)は、下記式(4)
[式中、n13は2以上の整数である。Y13及びY23は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
で示される化合物であることが好ましい。
化合物(B)の分子量(分子量分布がある場合には数平均分子量)は、200~6000であることが好ましい。
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する化合物(B)の含有量は、0.1~15質量%であることが好ましい。
エポキシ樹脂組成物の硬化物のTgは、100℃以上であることが好ましい。
上記エポキシ樹脂組成物は、液状コンプレッションモールド材であることが好ましい。
本発明では、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物についても提供する。
本発明では、上記硬化物を備える半導体装置についても提供する。
本発明では、
支持体と、
上記支持体上に搭載された半導体素子と、
上記半導体素子を封止する上記硬化物と、
を備える半導体装置についても提供する。
支持体と、
上記支持体上に搭載された半導体素子と、
上記半導体素子を封止する上記硬化物と、
を備える半導体装置についても提供する。
本発明では、
支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給する工程と、
上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程と、
を含む半導体装置の製造方法についても提供する。
支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給する工程と、
上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程と、
を含む半導体装置の製造方法についても提供する。
上記半導体装置の製造方法は、さらに、上記封止体を研磨する工程を含むことが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は反りが発生しにくい。したがって、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物を備える半導体装置は高い信頼性を発揮する。
<エポキシ樹脂組成物>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、無機充填材(C)、及び硬化剤(E)を含む。以下、分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)を「化合物(B)」と称することがある。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、無機充填材(C)、及び硬化剤(E)を含む。以下、分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)を「化合物(B)」と称することがある。
・エポキシ樹脂(A)
上記エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂(A)を含むことにより、高い電気絶縁性を備える硬化物を形成することができる。エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基の個数は1以上であれば特に限定されないが、2以上であること(すなわち、多官能タイプのエポキシ樹脂であること)が好ましい。エポキシ樹脂(A)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
上記エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂(A)を含むことにより、高い電気絶縁性を備える硬化物を形成することができる。エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基の個数は1以上であれば特に限定されないが、2以上であること(すなわち、多官能タイプのエポキシ樹脂であること)が好ましい。エポキシ樹脂(A)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
エポキシ樹脂(A)は、常温(25℃)で液状であってもよいし、固体状であってもよいが、エポキシ樹脂組成物の粘度の観点からは液状であることが好ましい。固体状のエポキシ樹脂であっても、液状のエポキシ樹脂と併用することにより、混合物として液状を示す場合は好ましく用いることができる。
エポキシ樹脂(A)は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルメタン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、及びシリコーン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。この中でも、反りの低減の観点からは、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましく、ナフタレン型エポキシ樹脂がより好ましい。
液状のエポキシ樹脂の具体例としては、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製の「YDF-8170」、「YDF870GS」(いずれもビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「YDF-8125」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「ZX-1658」、「ZX-1658GS」(いずれも液状1,4-グリシジルシクロヘキサン);DIC株式会社製の「HP-4032」、「HP-4032D」、「HP-4032SS」(いずれもナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル株式会社製の「jER828US」、「jER828EL」(いずれもビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER806」、「jER807」(いずれもビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂)、「jER630」、「jER630LSD」、(いずれもアミノフェノール型エポキシ樹脂)、「YX7400N」(脂肪族エポキシ樹脂/ポリテトラメチレングリコールのジグリシジルエーテル);新日鉄住金化学株式会社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス株式会社製の「EX-721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂)、「EX-171」(ラウリルアルコール(EO)15グリシジルエーテル);ADEKA株式会社製の「アデカレジンEP4005」(ポリプロピレングリコール構造を含むビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「EP-3950L」(アミノフェノール型エポキシ樹脂)、「EP3980S」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);旭化成株式会社製の「AER9000」(PO変性ビスフェノール型エポキシ樹脂)、「AER4001」、「AER4004」、「AER4152」(いずれもオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂);ダウ・ケミカル株式会社製の「DER852」、「DER858」(いずれもオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂)、日本化薬株式会社製の「FAE-2500」、「EPPN-501HY」(いずれもトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂)、及び株式会社ダイセル製の「セロキサイド2021P」(脂環式エポキシ樹脂)が挙げられる。
固体状のエポキシ樹脂の具体例としては、DIC株式会社製の「HP-4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、「HP-4700」、「HP-4710」(いずれもナフタレン型4官能エポキシ樹脂)、「N-690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「N-695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「HP-7200」、「HP-7200L」、「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「HP-7200HHH」(いずれもジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、「EXA850CRP」、「EXA7311」、「EXA7311-G3」、「EXA7311-G4」、「EXA7311-G4S」、「HP6000」(いずれもナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);日本化薬株式会社製の「EPPN-502H」(トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂)、「NC-7000-L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、「NC-3000-H」、「NC-3000」、「NC-3000-L」、「NC-3100」(いずれもビフェニル型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製の「ESN475V」(ナフトール型エポキシ樹脂)、「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル株式会社製の「YX4000H」、「YL6121」(いずれもビフェニル型エポキシ樹脂)、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂)、「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル株式会社製の「PG-100」、「CG-500」;三菱ケミカル株式会社製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂)、「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂)、「jER157S70」(ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂)、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂)が挙げられる。
エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量は特に限定されないが、例えば、20~1000g/eqであることが好ましく、より好ましくは40~600g/eq、さらに好ましくは50~400g/eqである。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対するエポキシ樹脂(A)の含有量は特に限定されないが、例えば、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上、特に好ましくは4質量%以上である。また、例えば、30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対するエポキシ樹脂(A)の含有量は、例えば、1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは2~25質量%、さらに好ましくは3~20質量%、さらに好ましくは4~15質量%、特に好ましくは4~10質量%である。エポキシ樹脂(A)の含有量が上記範囲内にあることにより、電気絶縁性の高い硬化物が得られる傾向がある。
・化合物(B)
化合物(B)は、分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物である。ポリテトラメチレンエーテル構造は「-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)n-(nは2以上の整数)」で示される構造である。化合物(B)は上記構造(骨格)を有することにより、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物の柔軟性が向上し、弾性率が低下するため、反りが低減される。特に、ポリプロピレン骨格やポリエチレン骨格を有する化合物と比較しても、優れた柔軟性を有する。化合物(B)は公知の反り低減用材料(例えば、シリコーン樹脂やコアシェルゴム粒子等)と比較すると、(1)高い反り低減効果を備えるだけでなく、(2)組成物の粘度が上昇しにくいという点で優れている。また、硬化物の熱膨張率が低減される傾向がある。
化合物(B)は、分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物である。ポリテトラメチレンエーテル構造は「-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)n-(nは2以上の整数)」で示される構造である。化合物(B)は上記構造(骨格)を有することにより、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物の柔軟性が向上し、弾性率が低下するため、反りが低減される。特に、ポリプロピレン骨格やポリエチレン骨格を有する化合物と比較しても、優れた柔軟性を有する。化合物(B)は公知の反り低減用材料(例えば、シリコーン樹脂やコアシェルゴム粒子等)と比較すると、(1)高い反り低減効果を備えるだけでなく、(2)組成物の粘度が上昇しにくいという点で優れている。また、硬化物の熱膨張率が低減される傾向がある。
化合物(B)は、モールド後のマイクロボイドの発生を低減する観点からは、分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含むことが好ましい。化合物(B)は、反りのさらなる低減の観点からは、分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含まないことが好ましい。また、化合物(B)は、反りを低減させる観点からは、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、及び(メタ)アクリロイル基からなる群より選択される少なくとも一つの置換基を有することが好ましく、水酸基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一つの置換基を有することがより好ましい。
また、化合物(B)は、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)及びエーテル基(-O-)以外に、分子内にエステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)やアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)を含んでいてもよい。化合物(B)は2以上の炭化水素基がこれらの基により連結した構造を有し、且つ上記炭化水素基の水素の一部又は全部が、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基に置換された化合物であることが好ましい。上記炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、例えば、1~10が好ましく、より好ましくは2~8、さらに好ましくは3~6、特に好ましくは4又は5である。化合物(B)に含まれる炭化水素基が2以上である場合、炭化水素基はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。ただし、化合物(B)から、エポキシ樹脂(A)に相当する化合物は除かれる。化合物(B)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
化合物(B)としては、例えば、下記式(1)で示される化合物が挙げられる。
式(1)中、n1は0以上の整数であり、好ましくは1~80、より好ましくは2~60、さらに好ましくは4~50である。n2は2以上の整数であり、好ましくは3~80、より好ましくは4~60、さらに好ましくは5~50である。n1及びn2の和は2以上の整数であり、好ましくは3~120、より好ましくは4~80、さらに好ましくは4~60である。X1は同一又は異なって、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。X1は、モールド後のマイクロボイドの発生を低減する観点からは、少なくとも一つがカーボネート基(-O-(C=O)-O-)であることが好ましい。一方で、反りのさらなる低減の観点からは、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含まないことが好ましい。R1及びR2は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。上記アルキレン基の炭素数は、2~8であることが好ましく、より好ましくは3~6であり、さらに好ましくは4又は5、特に好ましくは4である。上記アルキレン基としては、例えば、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-C(CH3)2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-CH(CH3)-CH2-、-CH2-C(CH3)2-CH2-が挙げられる。Y1及びY2は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。
分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含む化合物(B)としては、例えば、下記式(2)で示される化合物が挙げられる。
式(2)中、n11は1以上の整数であり、好ましくは1~40、より好ましくは2~20、さらに好ましくは2~10である。n21は0以上の整数であり、好ましくは1~30、より好ましくは2~20、さらに好ましくは3~10である。n31は2以上の整数であり、好ましくは3~80、より好ましくは4~60、さらに好ましくは5~50である。n11、n21、及びn31の和は3以上の整数であり、好ましくは3~120であり、より好ましくは4~80であり、さらに好ましくは4~60である。X2は同一又は異なって、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R11、R21、及びR31は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。上記アルキレン基の炭素数は、2~8であることが好ましく、より好ましくは3~6であり、さらに好ましくは4又は5、特に好ましくは4である。上記アルキレン基としては、例えば、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-C(CH3)2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-CH(CH3)-CH2-、-CH2-C(CH3)2-CH2-が挙げられる。Y11及びY21は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。
化合物(B)は、下記式(3)で示される化合物であることがマイクロボイドの発生の低減の観点から特に好ましい。
式(3)中、n12は1以上の整数であり、好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは2~8である。n22は2以上の整数であり、好ましくは3~80、より好ましくは4~60、さらに好ましくは5~50である。R12及びR22は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。上記アルキレン基の炭素数は、2~8であることが好ましく、より好ましくは3~6であり、さらに好ましくは4又は5、特に好ましくは4である。上記アルキレン基としては、例えば、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-C(CH3)2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-CH(CH3)-CH2-、-CH2-C(CH3)2-CH2-が挙げられる。Y12及びY22は、同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。
化合物(B)は、下記式(4)で示される化合物であることが反りのさらなる低減の観点から好ましい。
式(4)中、n13は2以上の整数であり、好ましくは3~80、より好ましくは4~60、さらに好ましくは5~40である。Y13及びY23は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。
化合物(B)の分子量(分子量分布がある場合には数平均分子量)は、例えば、200~6000、好ましくは500~5700、より好ましくは1000~5400、特に好ましくは1400~5200である。化合物(B)の重量平均分子量は、例えば、500~16000、好ましくは1000~14000、より好ましくは2000~13000、特に好ましくは3000~12000である。化合物(B)の数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、GPC分析におけるポリスチレン換算により測定される値である。
化合物(B)は、例えば、「ポリカーボネートジオール」、「ポリエーテルジオール」などとして市販されている化合物のうち、化合物(B)に該当するものを用いることができる。例えば、旭化成株式会社製のデュラノールシリーズ、三菱ケミカル株式会社製のPEPCDシリーズ(PEPCD NT1002、PEPCD NT2002、PEPCD NT2006等)やBENEBiOLシリーズ、宇部興産株式会社製のETERNACOLLシリーズ(1,6-ヘキサンジオールと1,5-ペンタンジオール及び炭酸ジメチルとから製造されたポリカーボネートジオールであるPH-300、1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとから製造されたポリカーボネートジオールであるUH-100やUH-300、1,6-ヘキサンジオールとカプロラクトン及び炭酸ジメチルとから製造されたポリカーボネートジオールであるUHC50-100やUHC50-300等)、株式会社クラレ製のクラレポリオール等のポリカーボネートジオールが挙げられる。また、AGC株式会社のエクセノール、DIC株式会社のポリライトシリーズ、ADEKA株式会社製のアデカポリエーテル等のポリエーテルジオールが挙げられる。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する化合物(B)の含有量は特に限定されないが、例えば、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは0.8質量%以上、特に好ましくは1質量%以上である。また、例えば、15質量%以下であることが好ましく、より好ましくは12質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下、特に好ましくは6質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する化合物(B)の含有量は、例えば、0.1~15質量%であることが好ましく、より好ましくは0.3~12質量%、さらに好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは0.8~8質量%、特に好ましくは1~6質量%である。
上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する化合物(B)の含有量は特に限定されないが、例えば、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは20質量%以上である。また、例えば、100質量%以下であることが好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、特に好ましくは40質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する化合物(B)の含有量は、例えば、1~100質量%であることが好ましく、より好ましくは5~80質量%、さらに好ましくは10~60質量%、さらに好ましくは20~50質量%、特に好ましくは20~40質量%である。化合物(B)の含有量が上記範囲内にあることにより、モールド後のウエハに反りが発生しにくい傾向がある。
・無機充填材(C)
無機充填材(C)は特に限定されないが、(1)エポキシ樹脂組成物の硬化反応に起因する体積収縮(硬化収縮)を抑制する特性を有するもの、(2)硬化物の加熱による体積変化(熱収縮)を抑制する特性を持つもの、すなわち、添加により硬化物の線膨張係数を下げる効果を有するもの、又は(3)これらの双方の特性を有するものであることが好ましい。
無機充填材(C)は特に限定されないが、(1)エポキシ樹脂組成物の硬化反応に起因する体積収縮(硬化収縮)を抑制する特性を有するもの、(2)硬化物の加熱による体積変化(熱収縮)を抑制する特性を持つもの、すなわち、添加により硬化物の線膨張係数を下げる効果を有するもの、又は(3)これらの双方の特性を有するものであることが好ましい。
無機充填材(C)としては、例えば、シリカ(二酸化ケイ素)、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化チタン、硫酸石灰、チタン酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、及びこれらの表面が処理された無機粒子が挙げられる。この中でも、充填量を高くできる観点からシリカが好ましい。また、高熱伝導の観点からアルミナが好ましい。無機充填材(C)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
無機充填材(C)は、エポキシ樹脂組成物の粘性を適切な範囲とする観点からエポキシ基、(メタ)アクリロイル基、又はアミノ基(特にフェニルアミノ基)等の官能基を有するカップリング剤により表面処理がなされたものであることが好ましい。上記カップリング剤としては、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3、4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。無機充填材(C)に対する表面処理には上記カップリング剤の1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
無機充填材(C)の形状は特に限定されないが、例えば、球状(真球状、略真球状等)、多面体状、棒状(円柱状、角柱状等)、平板状、りん片状、不定形状が挙げられる。この中でも、高い充填量を達成できる観点からは球状が好ましい。
無機充填材(C)の平均粒径は特に制限されないが、例えば、1nm~15μmが好ましく、より好ましくは0.1~10μmが好ましく、さらに好ましくは0.2~5μm、さらに好ましくは0.3~3μm、さらに好ましくは0.4~2μmである。無機充填材(C)の平均粒径が上記範囲内にあることによって、粒径が大きすぎないことから、狭いギャップであってもエポキシ樹脂組成物の充填性が高い傾向がある。特に上記エポキシ樹脂組成物を液状コンプレッションモールド材として使用する際、ギャップ幅が最大で40μm程度となることがあるため、無機充填材(C)の平均粒径は1nm~5μmが好ましく、より好ましくは0.1~3μm、さらに好ましくは0.2~2μmである。なお、エポキシ樹脂組成物の粘度を調整する目的で平均粒径が異なる2種以上のフィラーを併用してもよい。本明細書において、無機充填材(C)の平均粒径の測定方法は特に限定されないが、例えば、レーザー回析・散乱法粒度分布測定装置(製品名:LS 13 320、ベックマン・コールター株式会社製)を用いて測定することができる。
上記エポキシ樹脂組成物が無機充填材(C)としてシリカを含む場合、平均粒径が10nm以上100nm未満である第1のシリカと、平均粒径が0.1~5.0μmである第2のシリカを併用することが好ましい。上記第1のシリカの平均粒径は、好ましくは20~80nmであり、より好ましくは30~60nmである。また、上記第2のシリカの平均粒径は、好ましくは0.2~3.0μmであり、より好ましくは0.3~2.0μmである。上記エポキシ樹脂組成物が無機充填材(C)としてアルミナを含む場合、その平均粒径は0.1~5.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.2~3.0μm、さらに好ましくは0.3~2.0μmである。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量は特に限定されないが、例えば、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは75質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。また、例えば、96質量%以下であることが好ましく、より好ましくは93質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下、特に好ましくは88質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量は、例えば、50~96質量%であることが好ましく、より好ましくは60~93質量%、さらに好ましくは70~90質量%、さらに好ましくは75~88質量%、特に好ましくは80~88質量%である。無機充填材(C)の含有量が上記範囲内にあることにより、エポキシ樹脂組成物のギャップへの充填性や作業性が向上するとともに、モールド後のウエハに反りが発生しにくい傾向がある。
上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量は特に限定されないが、例えば、200質量%以上であることが好ましく、より好ましくは400質量%以上、さらに好ましくは500質量%以上である。また、例えば、2500質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2000質量%以下、さらに好ましくは1500質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量は、例えば、200~2500質量%であることが好ましく、より好ましくは400~2000質量%、さらに好ましくは500~1500質量%である。無機充填材(C)の含有量が上記範囲内にあることにより、エポキシ樹脂組成物のギャップへの充填性や作業性が向上するとともに、モールド後のウエハに反りが発生しにくい傾向がある。
・硬化促進剤(D)
上記エポキシ樹脂組成物は硬化促進剤(D)を含んでいてもよい。硬化促進剤(D)は、エポキシ樹脂の硬化を促進する特性を有する。硬化促進剤としては特に限定されないが、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、第三級アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤等が挙げられる。これらの中でもイミダゾール系硬化促進剤が信頼性の観点から好ましい。硬化促進剤(D)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
上記エポキシ樹脂組成物は硬化促進剤(D)を含んでいてもよい。硬化促進剤(D)は、エポキシ樹脂の硬化を促進する特性を有する。硬化促進剤としては特に限定されないが、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、第三級アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤等が挙げられる。これらの中でもイミダゾール系硬化促進剤が信頼性の観点から好ましい。硬化促進剤(D)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、及び2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン等のイミダゾール化合物が挙げられる。市販品としては、四国化成工業株式会社製の2-エチル-4-メチルイミダゾール(製品名「2E4MZ」)、2-フェニル-4-メチルイミダゾール(製品名「2P4MZ」)、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール(製品名「2P4MHZ-PW」)、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(製品名「2MZA-PW」)、「2MZ-OK」、「2MA-OK」、及び「2PHZ」等が挙げられる。また、マイクロカプセル型イミダゾールやエポキシアダクト型イミダゾールと呼ばれるカプセル化イミダゾールを用いてもよい。市販品としては、「HX3941HP」、「HXA3942HP」、「HXA3922HP」、「HXA3792」、「HX3748」、「HX3721」、「HX3722」、「HX3088」、「HX3741」、「HX3742」、「HX3613」(いずれも旭化成株式会社製)等、「PN-23J」、「PN-40J」、「PN-50」(味の素ファインテクノ株式会社製)、「FXR-1121」(株式会社T&K TOKA製)等が挙げられる。
第三級アミン系硬化促進剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、テトラメチルグアニジン、トリエタノールアミン、N,N'-ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン、及びこれらの塩が挙げられる。上記塩としては、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセンのギ酸塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、o-フタル酸塩、フェノール塩、又はフェノールノボラック樹脂塩や、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネンのギ酸塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、o-フタル酸塩、フェノール塩、又はフェノールノボラック樹脂塩が挙げられる。
リン系硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、1,2-ビス-(ジフェニルホスフィノ)エタン等のリン化合物が挙げられる。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量は特に限定されないが、例えば、0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.02質量%以上、さらに好ましくは0.04質量%以上、さらに好ましくは0.06質量%以上、特に好ましくは0.08質量%以上である。また、例えば、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量は、例えば、0.01~5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.02~3質量%、さらに好ましくは0.04~2質量%、さらに好ましくは0.06~1質量%、特に好ましくは0.08~1質量%である。硬化促進剤(D)の含有量が上記範囲内にあることにより、硬化性が向上しモールド成形が良好となる傾向がある。
上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量は特に限定されないが、例えば、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.4質量%以上、さらに好ましくは0.6質量%以上、特に好ましくは0.8質量%以上である。また、例えば、30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量は、例えば、0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2~20質量%、さらに好ましくは0.4~10質量%、さらに好ましくは0.6~5質量%、特に好ましくは0.8~3質量%である。硬化促進剤(D)の含有量が上記範囲内にあることにより、硬化性が向上しモールド成形が良好となる傾向がある。
・硬化剤(E)
硬化剤(E)は、エポキシ樹脂の重合を開始、進行、又は促進させるものであれば特に限定されないが、例えば、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、及びフェノール系硬化剤が挙げられ、その中でも酸無水物系硬化剤又はフェノール系硬化剤が好ましい。硬化剤(E)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
硬化剤(E)は、エポキシ樹脂の重合を開始、進行、又は促進させるものであれば特に限定されないが、例えば、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、及びフェノール系硬化剤が挙げられ、その中でも酸無水物系硬化剤又はフェノール系硬化剤が好ましい。硬化剤(E)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
上記アミン系硬化剤としては、例えば、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチルジフェニルメタン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、メチレンジアニリン、m-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、及び3,3’-ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミンが挙げられる。上記酸無水物系硬化剤としては、例えば、メチルテトラヒドロフタル酸無水物等のアルキル化テトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、フタル酸無水物、ドデセニル無水コハク酸、及びメチルナド酸無水物が挙げられる。上記フェノール系硬化剤としては、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、ナフトール修飾フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン修飾フェノール樹脂、及びp-キシレン修飾フェノール樹脂が挙げられる。
硬化剤(E)の当量(官能基一個当たりの分子量)は特に限定されないが、例えば、10~600g/eqであることが好ましく、より好ましくは30~300g/eq、さらに好ましくは50~150g/eqである。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量は特に限定されないが、例えば、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは4質量%以上、特に好ましくは5質量%以上である。また、例えば、20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは16質量%以下、さらに好ましくは13質量%以下、特に好ましくは12質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量は、例えば、1~20質量%であることが好ましく、より好ましくは2~16質量%、さらに好ましくは3~13質量%、さらに好ましくは4~12質量%、特に好ましくは5~12質量%である。硬化剤(E)の含有量が上記範囲内にあることにより、硬化性が向上しモールド成形が良好となる傾向がある。また、モールド後のウエハに反りが発生しにくい傾向がある。
上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量は特に限定されないが、例えば、30質量%以上であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは100質量%以上である。また、例えば、400質量%以下であることが好ましく、より好ましくは300質量%以下、さらに好ましくは250質量%以下、特に好ましくは200質量%以下である。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量は、例えば、30~400質量%であることが好ましく、より好ましくは50~300質量%、さらに好ましくは80~250質量%、特に好ましくは100~200質量%である。硬化剤(E)の含有量が上記範囲内にあることにより、硬化性が向上しモールド成形が良好となる傾向がある。また、モールド後のウエハに反りが発生しにくい傾向がある。
エポキシ樹脂(A)に対する硬化剤(E)の含有量は特に限定されないが、例えば、当量比で0.5~1.5が好ましく、0.7~1.3がさらに好ましい。
・その他の成分(F)
上記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、化合物(B)、無機充填材(C)、硬化促進剤(D)、及び硬化剤(E)以外の成分(以下、「その他の成分(F)」と称する)を含んでいてもよい。その他の成分(F)としては、例えば、エポキシ樹脂(A)以外の硬化性化合物、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及びポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、カップリング剤、エラストマー、界面活性剤、イオントラップ剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤、難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、反応性希釈剤、溶剤等が挙げられる。その他の成分(F)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
上記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、化合物(B)、無機充填材(C)、硬化促進剤(D)、及び硬化剤(E)以外の成分(以下、「その他の成分(F)」と称する)を含んでいてもよい。その他の成分(F)としては、例えば、エポキシ樹脂(A)以外の硬化性化合物、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及びポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、カップリング剤、エラストマー、界面活性剤、イオントラップ剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤、難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、反応性希釈剤、溶剤等が挙げられる。その他の成分(F)は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対するその他の成分(F)の含有量は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、例えば、10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。また、例えば、0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.1質量%以上である。
上記エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する溶剤の含有量は、例えば、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、0.1質量%以下、又は0.01質量%以下である。また、例えば、0.001質量%以上である。溶剤はエポキシ樹脂組成物に含まれていてもよいが、硬化時において溶剤の揮発に起因する意図しないボイドが発生し得るという観点からは、実質的に含まれないことが望ましい。
(エポキシ樹脂組成物の物性及び製造方法)
上記エポキシ樹脂組成物の25℃における粘度は特に限定されないが、例えば、1~2000Pa・sが好ましく、より好ましくは5~1500Pa・s、さらに好ましくは10~1000Pa・s、特に好ましくは50~500Pa・sである。粘度が上記範囲内にあることにより、エポキシ樹脂組成物のギャップへの充填性や作業性が向上するとともに、モールド後のウエハの反りが低減される傾向がある。なお、上記粘度は、例えば、後述の実施例にて説明した方法により測定することができる。
上記エポキシ樹脂組成物の25℃における粘度は特に限定されないが、例えば、1~2000Pa・sが好ましく、より好ましくは5~1500Pa・s、さらに好ましくは10~1000Pa・s、特に好ましくは50~500Pa・sである。粘度が上記範囲内にあることにより、エポキシ樹脂組成物のギャップへの充填性や作業性が向上するとともに、モールド後のウエハの反りが低減される傾向がある。なお、上記粘度は、例えば、後述の実施例にて説明した方法により測定することができる。
上記エポキシ樹脂組成物は公知慣用の方法により調製することができる。例えば、エポキシ樹脂(A)、化合物(B)、及び無機充填材(C)、並びに、必要に応じて硬化促進剤(D)、硬化剤(E)、及びその他の成分(F)からなる群より選択される少なくとも一つを、同時に又は別々に適切な混合機に導入して、必要に応じて加熱することで溶融しつつ撹拌・混合することにより、上記エポキシ樹脂組成物を得ることができる。エポキシ樹脂(A)が固形の場合は、加熱により液状化又は流動化して混合することが好ましい。エポキシ樹脂組成物中に無機充填材(C)を均一に分散させることが困難な場合、エポキシ樹脂(A)及び無機充填材(C)を加熱混合して、エポキシ樹脂(A)中に無機充填材(C)を均一に分散させた後、必要に応じて冷却し、さらに硬化剤(E)等の成分を混合することで、上記エポキシ樹脂組成物を調製してもよい。
上記混合機は特に限定されないが、撹拌装置及び加熱装置を備えるロールミル、ライカイ機、ヘンシェルミキサー、タンブラー、自公転ミル、プラネタリーミキサー等が挙げられる。各成分の混合比は、エポキシ樹脂組成物中の各成分の含有割合に応じて適宜設定される。
上記エポキシ樹脂組成物は、半導体装置における半導体素子、配線、はんだ(はんだバンプ)等の支持体上に搭載された材料を封止するための材料(半導体封止用エポキシ樹脂組成物)として好ましく使用できる。上記エポキシ樹脂組成物を半導体封止用エポキシ樹脂組成物として使用することにより、信頼性の高い封止体を製造することができる。また、上記エポキシ樹脂組成物は、フリップチップ型の半導体装置における支持体上に搭載された半導体素子等を封止するための材料(フリップチップ型半導体封止用エポキシ樹脂組成物)として好ましく使用できる。具体的に説明すると、半導体素子等と支持体とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填させて硬化することにより、上記ギャップに存在するバンプを封止しつつ、封止体として半導体素子と支持体とを互いに固定することで耐サーマルサイクル性を向上させることができる。
上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、常温(25℃)で液状であってもよいし、固体状であってもよい。また、上記エポキシ樹脂組成物は、例えば、キャピラリーアンダーフィル、液状モールドアンダーフィル、セカンダリーアンダーフィル、先供給型アンダーフィル等のアンダーフィル、グラブトップ材、液状コンプレッションモールド材として用いられる。この中でも、上記エポキシ樹脂組成物が液状コンプレッションモールド材として用いられる場合、モールド後のウエハに反りが発生しにくいという特性が十分に発揮される点で好ましい。また、狭いギャップ(例えば、ギャップ幅が40μm以下、好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは5μm以下)においてもエポキシ樹脂組成物の充填性が高いという点で好ましい。言い換えると、上記エポキシ樹脂組成物は、上記狭いギャップに対して使用される液状コンプレッションモールド材として用いられることが好ましい。また、上記エポキシ樹脂組成物は、上述の半導体封止用エポキシ樹脂組成物としての用途に限定されず、例えば、電子部品を構成する部品同士を固定、接合、又は保護するための接着剤等として用いることができる。なお、本明細書において、液状コンプレッションモールド材は、半導体素子等の材料と支持体とに供給し、上記材料と支持体とのギャップに充填させて硬化することで、支持体上に搭載された上記材料と上記ギャップとを封止するためのコンプレッションモールド材であってもよいし、ギャップへの充填を目的とせず、半導体素子等の材料の外周部を封止することを目的とするコンプレッションモールド材(オーバーモールド用途やグラブトップ用途)であってもよい。
<硬化物>
上記エポキシ樹脂組成物を硬化することにより硬化物が形成される。その硬化方法は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂組成物に加熱処理を施すことにより行われる。加熱処理の温度は特に限定されないが、例えば、60~200℃が好ましく、80~180℃がより好ましい。加熱処理の時間は特に限定されないが、例えば、0.1~5時間が好ましく、0.5~3時間がより好ましい。
上記エポキシ樹脂組成物を硬化することにより硬化物が形成される。その硬化方法は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂組成物に加熱処理を施すことにより行われる。加熱処理の温度は特に限定されないが、例えば、60~200℃が好ましく、80~180℃がより好ましい。加熱処理の時間は特に限定されないが、例えば、0.1~5時間が好ましく、0.5~3時間がより好ましい。
上記エポキシ樹脂組成物を150℃で60分、硬化させて得られる硬化物のガラス転移温度Tgは特に限定されないが、例えば、100℃以上であることが好ましく、より好ましくは105℃以上、さらに好ましくは108℃以上、特に好ましくは111℃以上である。また、特に限定されないが、例えば、200℃以下であることが好ましく、より好ましくは180℃以下である。すなわち、上記硬化物のガラス転移温度Tgは、例えば、100~200℃であることが好ましく、より好ましくは105~180℃、さらに好ましくは108~180℃、特に好ましくは111~180℃である。ガラス転移温度が上記範囲内にあることにより、高温時における変形が発生しにくいという点で耐熱性が高く、得られる硬化物の接着信頼性に優れる傾向がある。ガラス転移温度(Tg)は、例えば、後述の実施例に記載された方法により測定することができる。具体的には、上記ガラス転移温度はDMA(動的粘弾性測定)により測定されたものである。
下記に示す条件(1)で上記エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化物は、下記(2)の条件を満たすことが好ましい。
(1)モールド温度:120~150℃、モールド時間:300~900秒、硬化温度:150℃、硬化時間:60分
(2)上記硬化物の断面を走査型電子顕微鏡(倍率:20000倍)により、縦横4.0×5.6μmの領域を観察した際に、上記領域内に存在する円相当直径0.05μm以上のボイドが1個以下である
(1)モールド温度:120~150℃、モールド時間:300~900秒、硬化温度:150℃、硬化時間:60分
(2)上記硬化物の断面を走査型電子顕微鏡(倍率:20000倍)により、縦横4.0×5.6μmの領域を観察した際に、上記領域内に存在する円相当直径0.05μm以上のボイドが1個以下である
上記(2)に係るボイドは0個であることが好ましい。ボイドの数は、例えば、後述の実施例に記載された方法により測定することができる。
<半導体装置及びその製造方法>
本発明の半導体装置は、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子と、上記半導体素子を封止する上記エポキシ樹脂組成物の硬化物とを備える。上記半導体装置は、フリップチップ型の半導体装置であることが好ましい。フリップチップ型の半導体装置は、バンプ電極を介して支持体上の電極部と半導体素子とが接続された構造を備える。また、上記半導体装置は、上記半導体素子と上記支持体とのギャップが、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物(封止体)により封止されている。上記ギャップの幅は特に限定されないが、例えば、40μm以下であり、好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは5μm以下である。
本発明の半導体装置は、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子と、上記半導体素子を封止する上記エポキシ樹脂組成物の硬化物とを備える。上記半導体装置は、フリップチップ型の半導体装置であることが好ましい。フリップチップ型の半導体装置は、バンプ電極を介して支持体上の電極部と半導体素子とが接続された構造を備える。また、上記半導体装置は、上記半導体素子と上記支持体とのギャップが、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物(封止体)により封止されている。上記ギャップの幅は特に限定されないが、例えば、40μm以下であり、好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは5μm以下である。
本発明の半導体装置の製造方法は、
支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給する工程(以下、「組成物供給工程」と称する)と、
上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程(以下、「成形・封止工程」と称する)と、
を含むことを特徴とする。
支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給する工程(以下、「組成物供給工程」と称する)と、
上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程(以下、「成形・封止工程」と称する)と、
を含むことを特徴とする。
本発明の半導体装置の製造方法は、さらに、上記封止体を研磨する工程(以下、「研削工程」と称する)を含んでいてもよい。また、後述の積層体準備工程及び個片化工程からなる群より選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
(積層体準備工程)
積層体準備工程は、支持体上に半導体素子を搭載することで、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体を準備する工程である。上記積層体において、上記支持体及び上記半導体素子は、はんだを介して接続されていてもよいし、ダイアタッチフィルム(DAF)等の接着フィルムや接着シート等を用いて接続されていてもよい。上記支持体は特に限定されないが、例えば、シリコンウエハ、シリコンカーバイドウエハ、サファイヤウエハ、化合物半導体ウエハ(リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウム)、ガラスエポキシ基板、有機基板(FR4基板)等が挙げられる。上記支持体の平面視における形状は特に限定されないが、例えば、円形状又は矩形状である。
積層体準備工程は、支持体上に半導体素子を搭載することで、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体を準備する工程である。上記積層体において、上記支持体及び上記半導体素子は、はんだを介して接続されていてもよいし、ダイアタッチフィルム(DAF)等の接着フィルムや接着シート等を用いて接続されていてもよい。上記支持体は特に限定されないが、例えば、シリコンウエハ、シリコンカーバイドウエハ、サファイヤウエハ、化合物半導体ウエハ(リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウム)、ガラスエポキシ基板、有機基板(FR4基板)等が挙げられる。上記支持体の平面視における形状は特に限定されないが、例えば、円形状又は矩形状である。
(組成物供給工程)
組成物供給工程は、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給する工程である。
組成物供給工程は、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給する工程である。
本工程は、成形・封止工程において成形体の形成に用いられる金型を上記積層体に装着する工程を含んでいてもよい。すなわち、上記組成物供給工程は、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、エポキシ樹脂組成物を供給した後、金型を上記積層体に装着する工程であってもよい。
また、本工程は、成形・封止工程において成形体の形成に用いられる金型に、エポキシ樹脂組成物を供給した後、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体を上記金型に装着する工程であってもよい。この様な工程とすることにより、支持体と、上記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、上記エポキシ樹脂組成物を供給することができる。
(成形・封止工程)
成形・封止工程は、上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程である。本工程は、上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成する工程(成形工程)と、成形工程により得られた上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程(封止工程)の、2つの工程を含むものであってもよい。上記ギャップの幅は特に限定されないが、例えば、40μm以下であり、好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは5μm以下である。
成形・封止工程は、上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程である。本工程は、上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成する工程(成形工程)と、成形工程により得られた上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止し、封止体を得る工程(封止工程)の、2つの工程を含むものであってもよい。上記ギャップの幅は特に限定されないが、例えば、40μm以下であり、好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは5μm以下である。
成形体の形成方法は特に限定されないが、例えば、積層体に装着した金型を、積層体(支持体)の方向に押し込んでいき、また、必要に応じて金型の内部を減圧することで上記支持体と上記半導体素子とのギャップに上記エポキシ樹脂組成物を充填し、上記積層体とエポキシ樹脂組成物を含む圧縮成形体を形成する方法が挙げられる。なお、本工程では、金型を、積層体(支持体)の方向に押し込む代わりに、積層体(支持体)を、金型の方向に押し込んでもよいし、金型と積層体(支持体)とを互いに狭みこむ態様を採用してもよい。
成形体の形成方法としては、例えば、モールド装置を用いて、必要に応じて加熱により低粘度化させたエポキシ樹脂組成物を減圧し、上記エポキシ樹脂組成物にて積層体を封止することが挙げられる。前記形成方法により、成形体を得ることができる。
上記成形体を硬化して上記半導体素子を封止する際、エポキシ樹脂組成物の硬化は加熱により実施してもよい。硬化温度は特に限定されないが、例えば、110~200℃であることが好ましく、より好ましくは120~150℃である。硬化時間は特に限定されないが、例えば、30分~7時間が好ましく、より好ましくは1~6時間、さらに好ましくは1~4時間、特に好ましくは1~2時間である。
(研削工程)
研削工程は、成形・封止工程により得られた封止体を研磨する工程であり、より詳しくは、封止体の平坦化や薄型化を行うために、封止体の半導体素子側の表面を研削加工し、必要に応じて半導体素子の一部を露出させる工程である。研削処理の方法としては特に限定されず、市販されている研削用砥石や研削装置を使用することができる。
研削工程は、成形・封止工程により得られた封止体を研磨する工程であり、より詳しくは、封止体の平坦化や薄型化を行うために、封止体の半導体素子側の表面を研削加工し、必要に応じて半導体素子の一部を露出させる工程である。研削処理の方法としては特に限定されず、市販されている研削用砥石や研削装置を使用することができる。
(個片化工程)
個片化工程は、成形・封止工程により得られた封止体や、研削工程により研削された封止体を個片化する工程である。個片化工程は、上記金型から封止体を取り外した後に封止体を個片化する工程であってもよい。個片化工程では、上記支持体上に搭載され且つエポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された複数の半導体素子の間隙を、ダイシングブレードやレーザー等の手段を用いて切断し、半導体装置を得る。個片化する方法としては特に限定されず、市販されている個片化装置を使用することができる。
個片化工程は、成形・封止工程により得られた封止体や、研削工程により研削された封止体を個片化する工程である。個片化工程は、上記金型から封止体を取り外した後に封止体を個片化する工程であってもよい。個片化工程では、上記支持体上に搭載され且つエポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された複数の半導体素子の間隙を、ダイシングブレードやレーザー等の手段を用いて切断し、半導体装置を得る。個片化する方法としては特に限定されず、市販されている個片化装置を使用することができる。
以下、図1及び図2を用いて半導体装置の製造方法の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されない。
図1は、本発明の半導体装置の製造方法における一の実施形態を示す。以下、図1に沿って本実施形態について説明する。
一方の面にはんだバンプ2を備える半導体素子1を支持体3上に搭載し、半導体素子1、はんだバンプ2、及び支持体3をこの順で含む積層体4を準備する(積層体準備工程、(a))。積層体4の半導体素子1上に、シリンジ6を用いてエポキシ樹脂組成物5を供給した後、金型7を装着する(組成物供給工程、(b)及び(c))。本工程において、金型7の積層体4に配向する面にはリリースフィルムが備えられていてもよい。上記リリースフィルムは金型7とエポキシ樹脂組成物5とが接触しないように配置されるものであり、また、後述の(f)工程において金型7から封止体9の取り外しを容易にさせるためのものでもある。なお、リリースフィルムは図示していない。次いで、装着した金型7を、支持体3の方向に押し込んでいき、また、必要に応じて金型7内を減圧し、積層体4とエポキシ樹脂組成物5を含む圧縮成形体8を形成する(成形工程、(d))。なお、本工程では、金型7を、支持体3の方向に押し込む代わりに、支持体3を、金型7の方向に押し込んでもよいし、金型7と支持体3とを互いに狭める態様を採用してもよい。本工程において、支持体3と半導体素子1とのギャップにエポキシ樹脂組成物5が充填され、圧縮成形体8となる。圧縮成形体8を熱硬化して半導体素子1を封止することで、封止体9を形成する(封止工程、(e))。金型7を取り外した後、上記半導体素子1を含む封止体9を個片化する(個片化工程、(f)及び(g))。
一方の面にはんだバンプ2を備える半導体素子1を支持体3上に搭載し、半導体素子1、はんだバンプ2、及び支持体3をこの順で含む積層体4を準備する(積層体準備工程、(a))。積層体4の半導体素子1上に、シリンジ6を用いてエポキシ樹脂組成物5を供給した後、金型7を装着する(組成物供給工程、(b)及び(c))。本工程において、金型7の積層体4に配向する面にはリリースフィルムが備えられていてもよい。上記リリースフィルムは金型7とエポキシ樹脂組成物5とが接触しないように配置されるものであり、また、後述の(f)工程において金型7から封止体9の取り外しを容易にさせるためのものでもある。なお、リリースフィルムは図示していない。次いで、装着した金型7を、支持体3の方向に押し込んでいき、また、必要に応じて金型7内を減圧し、積層体4とエポキシ樹脂組成物5を含む圧縮成形体8を形成する(成形工程、(d))。なお、本工程では、金型7を、支持体3の方向に押し込む代わりに、支持体3を、金型7の方向に押し込んでもよいし、金型7と支持体3とを互いに狭める態様を採用してもよい。本工程において、支持体3と半導体素子1とのギャップにエポキシ樹脂組成物5が充填され、圧縮成形体8となる。圧縮成形体8を熱硬化して半導体素子1を封止することで、封止体9を形成する(封止工程、(e))。金型7を取り外した後、上記半導体素子1を含む封止体9を個片化する(個片化工程、(f)及び(g))。
図2は、本発明の半導体装置の製造方法における他の実施形態を示す。以下、図2に沿って本実施形態について説明する。
一方の面にはんだバンプ12を備える半導体素子11を支持体13上に搭載し、半導体素子11、はんだバンプ12、及び支持体13をこの順で含む積層体14を準備する(積層体準備工程、(a))。金型17に、シリンジ16を用いてエポキシ樹脂組成物15を供給した後、上記積層体14を金型に装着する(組成物供給工程、(b)及び(c))。本工程において、金型17におけるエポキシ樹脂組成物15の供給面にはリリースフィルムが備えられていてもよい。すなわち、本工程では、(1)リリースフィルムが備えられた金型17の面に対して、エポキシ樹脂組成物15を供給してもよいし、(2)リリースフィルム上にエポキシ樹脂組成物15を供給した後、当該リリースフィルムを金型17に配置してもよい。上記リリースフィルムは金型17とエポキシ樹脂組成物15とが接触しないように配置されるものであり、また、後述の(f)工程において金型17から封止体19の取り外しを容易にさせるためのものでもある。なお、リリースフィルムは図示していない。次いで、金型17内を減圧し、積層体14とエポキシ樹脂組成物15を含む圧縮成形体18を形成する(成形工程、(d))。本工程において、支持体13と半導体素子11とのギャップにエポキシ樹脂組成物15が充填され、圧縮成形体18となる。圧縮成形体18を熱硬化して半導体素子11を封止することで、封止体19を形成する(封止工程、(e))。金型17を取り外した後、上記半導体素子を含む封止体19を個片化する(個片化工程、(f)及び(g))。
一方の面にはんだバンプ12を備える半導体素子11を支持体13上に搭載し、半導体素子11、はんだバンプ12、及び支持体13をこの順で含む積層体14を準備する(積層体準備工程、(a))。金型17に、シリンジ16を用いてエポキシ樹脂組成物15を供給した後、上記積層体14を金型に装着する(組成物供給工程、(b)及び(c))。本工程において、金型17におけるエポキシ樹脂組成物15の供給面にはリリースフィルムが備えられていてもよい。すなわち、本工程では、(1)リリースフィルムが備えられた金型17の面に対して、エポキシ樹脂組成物15を供給してもよいし、(2)リリースフィルム上にエポキシ樹脂組成物15を供給した後、当該リリースフィルムを金型17に配置してもよい。上記リリースフィルムは金型17とエポキシ樹脂組成物15とが接触しないように配置されるものであり、また、後述の(f)工程において金型17から封止体19の取り外しを容易にさせるためのものでもある。なお、リリースフィルムは図示していない。次いで、金型17内を減圧し、積層体14とエポキシ樹脂組成物15を含む圧縮成形体18を形成する(成形工程、(d))。本工程において、支持体13と半導体素子11とのギャップにエポキシ樹脂組成物15が充填され、圧縮成形体18となる。圧縮成形体18を熱硬化して半導体素子11を封止することで、封止体19を形成する(封止工程、(e))。金型17を取り外した後、上記半導体素子を含む封止体19を個片化する(個片化工程、(f)及び(g))。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
表1に示す配合割合となるように、エポキシ樹脂(A)等の成分を混合することで、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を調製した。なお、表1中の各成分に関する数値は質量部を示す。
表1中の各成分について以下に説明する。
・エポキシ樹脂(A)
HP4032D(製品名):ナフタレン型液状エポキシ樹脂、エポキシ当量144g/eq、DIC株式会社製
YX7400N(製品名):脂肪族エポキシ樹脂、エポキシ当量440g/eq、25℃で液状、三菱ケミカル株式会社製
・化合物(B)
(カーボネート化合物(B1))
NT2006/製品名はPEPCD NT2006、テトラメチレングリコール構造をアルキレングリコール構造として有するポリカーボネートジオール化合物、25℃で液状(透明)、数平均分子量2000、ガラス転移温度-84℃、三菱ケミカル株式会社製
NT2002/製品名はPEPCD NT2002、テトラメチレングリコール構造をアルキレングリコール構造として有するポリカーボネートジオール化合物、25℃で液状(透明)、数平均分子量2000、ガラス転移温度-71℃、三菱ケミカル株式会社製
(エーテル化合物(B2))
PTMG2000(製品名)/ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量2000、三菱ケミカル株式会社製
PTMG3000(製品名)/ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量3000、三菱ケミカル株式会社製
・無機充填材(C)
SE605H-SMG:シリカフィラー、平均粒径1.8μm、最大粒径5.0μm、株式会社アドマテックス製
YA050C-SM1:シリカフィラー、平均粒径50nm、株式会社アドマテックス製
・硬化促進剤(D)
2MAOK(製品名):2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加体、イミダゾール系硬化促進剤、四国化成工業株式会社製
・硬化剤(E)
HN-2200(製品名):3-メチル-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸又は4-メチル-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、当量82g/eq、株式会社レゾナック製
・エポキシ樹脂(A)
HP4032D(製品名):ナフタレン型液状エポキシ樹脂、エポキシ当量144g/eq、DIC株式会社製
YX7400N(製品名):脂肪族エポキシ樹脂、エポキシ当量440g/eq、25℃で液状、三菱ケミカル株式会社製
・化合物(B)
(カーボネート化合物(B1))
NT2006/製品名はPEPCD NT2006、テトラメチレングリコール構造をアルキレングリコール構造として有するポリカーボネートジオール化合物、25℃で液状(透明)、数平均分子量2000、ガラス転移温度-84℃、三菱ケミカル株式会社製
NT2002/製品名はPEPCD NT2002、テトラメチレングリコール構造をアルキレングリコール構造として有するポリカーボネートジオール化合物、25℃で液状(透明)、数平均分子量2000、ガラス転移温度-71℃、三菱ケミカル株式会社製
(エーテル化合物(B2))
PTMG2000(製品名)/ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量2000、三菱ケミカル株式会社製
PTMG3000(製品名)/ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量3000、三菱ケミカル株式会社製
・無機充填材(C)
SE605H-SMG:シリカフィラー、平均粒径1.8μm、最大粒径5.0μm、株式会社アドマテックス製
YA050C-SM1:シリカフィラー、平均粒径50nm、株式会社アドマテックス製
・硬化促進剤(D)
2MAOK(製品名):2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加体、イミダゾール系硬化促進剤、四国化成工業株式会社製
・硬化剤(E)
HN-2200(製品名):3-メチル-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸又は4-メチル-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、当量82g/eq、株式会社レゾナック製
(評価1:粘度の評価)
実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物の調製直後の25℃における粘度(Pa・s)について、ブルックフィールド社製のHB-DV型粘度計(型番:HB-DV1、スピンドルSC4-14)を用い、上記エポキシ樹脂組成物を液温25℃として、10rpmで1分間回転させたときの粘度を測定した。結果を表1の「25℃粘度(Pa・s)」に記載する。
実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物の調製直後の25℃における粘度(Pa・s)について、ブルックフィールド社製のHB-DV型粘度計(型番:HB-DV1、スピンドルSC4-14)を用い、上記エポキシ樹脂組成物を液温25℃として、10rpmで1分間回転させたときの粘度を測定した。結果を表1の「25℃粘度(Pa・s)」に記載する。
(評価2:反りの測定)
直径300mm、厚み775μmの円形のシリコンウエハ上に、厚み300μm、10mm角のチップを接着剤で固定し、基板を得た。モールド装置(アピックヤマダ株式会社製、WCM-300)を用い、上記基板に対して、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を100μmの厚みで塗布した。エポキシ樹脂組成物を塗布した基板について、120℃、モールドキュア時間を600秒、クランプ力を250kNの条件でモールドし、続いて150℃1時間の条件で、ポストモールドキュア(PMC:Post Mold Cure)を行った。得られた封止体をPMC直後から1時間静置した後、シャドウモアレ装置(Akrometrix社製、AXP 2.0-DFP2)により25℃における反り量を測定した。なお、硬化物面を上にして水平台に置いた状態において、最も高い位置を反り量とした。結果を表1の「ウエハの反り(μm)」に記載する。
直径300mm、厚み775μmの円形のシリコンウエハ上に、厚み300μm、10mm角のチップを接着剤で固定し、基板を得た。モールド装置(アピックヤマダ株式会社製、WCM-300)を用い、上記基板に対して、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を100μmの厚みで塗布した。エポキシ樹脂組成物を塗布した基板について、120℃、モールドキュア時間を600秒、クランプ力を250kNの条件でモールドし、続いて150℃1時間の条件で、ポストモールドキュア(PMC:Post Mold Cure)を行った。得られた封止体をPMC直後から1時間静置した後、シャドウモアレ装置(Akrometrix社製、AXP 2.0-DFP2)により25℃における反り量を測定した。なお、硬化物面を上にして水平台に置いた状態において、最も高い位置を反り量とした。結果を表1の「ウエハの反り(μm)」に記載する。
(評価3:ガラス転移温度、Tg)
動的粘弾性装置を用いて、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物の硬化物の貯蔵弾性率(E’)と損失弾性率(E’’)を測定し、それらの比であるtanδのピークの値をガラス転移温度(Tg)として測定した。上記測定は、日本工業規格JIS C6481に準じて測定した。まず、厚さ3mmの離型剤付きガラス板の上に、硬化物の膜厚が2000±100μmとなるようにスペーサー(耐熱テープを重ねたもの)を2か所に配置した。次に、スペーサー間にエポキシ樹脂組成物を塗布し、気泡を巻き込まないように、別の離型剤付きガラス板で挟み込み、150℃で60分硬化させて硬化物を得た。この硬化物を、離型剤付きガラス板から剥がした後、切断機で所定寸法(10mm×50mm)に切断加工し、試験片を得た。この試験片を、動的熱機械測定装置(DMA)(製品名:DMA7100、日立ハイテクサイエンス株式会社製)を用いて、-60℃~260℃の範囲、周波数1Hz、昇温速度3℃/min、両持ち曲げ法でガラス転移温度(Tg)を測定した。結果を表1の「Tg(℃)」に記載する。
動的粘弾性装置を用いて、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物の硬化物の貯蔵弾性率(E’)と損失弾性率(E’’)を測定し、それらの比であるtanδのピークの値をガラス転移温度(Tg)として測定した。上記測定は、日本工業規格JIS C6481に準じて測定した。まず、厚さ3mmの離型剤付きガラス板の上に、硬化物の膜厚が2000±100μmとなるようにスペーサー(耐熱テープを重ねたもの)を2か所に配置した。次に、スペーサー間にエポキシ樹脂組成物を塗布し、気泡を巻き込まないように、別の離型剤付きガラス板で挟み込み、150℃で60分硬化させて硬化物を得た。この硬化物を、離型剤付きガラス板から剥がした後、切断機で所定寸法(10mm×50mm)に切断加工し、試験片を得た。この試験片を、動的熱機械測定装置(DMA)(製品名:DMA7100、日立ハイテクサイエンス株式会社製)を用いて、-60℃~260℃の範囲、周波数1Hz、昇温速度3℃/min、両持ち曲げ法でガラス転移温度(Tg)を測定した。結果を表1の「Tg(℃)」に記載する。
(評価4:熱膨張率の測定、CTE)
実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を、150℃で1時間加熱硬化させて試験片を作成した。この試験片をブルカーASX社のTMA4000SAシリーズを用いて熱機械分析(TMA、Thermomechanical Analysis)法により、0~40℃において熱膨張率を測定した。結果を表1の「CTE(ppm/℃)」に記載する。
実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を、150℃で1時間加熱硬化させて試験片を作成した。この試験片をブルカーASX社のTMA4000SAシリーズを用いて熱機械分析(TMA、Thermomechanical Analysis)法により、0~40℃において熱膨張率を測定した。結果を表1の「CTE(ppm/℃)」に記載する。
(評価5:接着強度の測定)
10mm角のシリコンチップ上に、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を底面の直径5mm、上面の直径3mm、高さ6mmの円すい台形状になるように型を用いて接着させ、150℃で2時間加熱硬化させて試験片を作成した。この試験片の樹脂部分をボンドテスター(Dage 4000、ノードソン アドバンスドテクノロジー株式会社製)によってはじき、せん断接着強度(MPa)を測定した。結果を表1の「接着強度(MPa)」に記載する。
10mm角のシリコンチップ上に、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を底面の直径5mm、上面の直径3mm、高さ6mmの円すい台形状になるように型を用いて接着させ、150℃で2時間加熱硬化させて試験片を作成した。この試験片の樹脂部分をボンドテスター(Dage 4000、ノードソン アドバンスドテクノロジー株式会社製)によってはじき、せん断接着強度(MPa)を測定した。結果を表1の「接着強度(MPa)」に記載する。
(評価6:マイクロボイドの測定)
実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物をシリコンウエハ上に塗布し、モールド温度:120~150℃、モールド時間:300~900秒、硬化温度:150℃、硬化時間:60分で硬化させることで硬化物を得た。硬化物をシリコンウエハ付きのまま、0.5cm角に切断した後、島津サイエンス株式会社製のクロスセクションポリッシャ(型番IB380103-0003)を用いて、加速電圧5kV、加工時間180minで断面を研磨した。研磨した断面をカールツァイス株式会社製の電解放出型走査電子顕微鏡FE-SEMを用い、倍率:20000倍で縦横4.0×5.6μmの領域を観察し、同領域内に存在する円相当直径0.05μm以上のボイド数を数えた。結果を表1の「マイクロボイド(個)」に記載する。
実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物をシリコンウエハ上に塗布し、モールド温度:120~150℃、モールド時間:300~900秒、硬化温度:150℃、硬化時間:60分で硬化させることで硬化物を得た。硬化物をシリコンウエハ付きのまま、0.5cm角に切断した後、島津サイエンス株式会社製のクロスセクションポリッシャ(型番IB380103-0003)を用いて、加速電圧5kV、加工時間180minで断面を研磨した。研磨した断面をカールツァイス株式会社製の電解放出型走査電子顕微鏡FE-SEMを用い、倍率:20000倍で縦横4.0×5.6μmの領域を観察し、同領域内に存在する円相当直径0.05μm以上のボイド数を数えた。結果を表1の「マイクロボイド(個)」に記載する。
以下、本開示に係る発明のバリエーションを記載する。
[付記1]
エポキシ樹脂(A)、
分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、
無機充填材(C)、及び
硬化剤(E)を含む、エポキシ樹脂組成物。
[付記2]
エポキシ樹脂(A)として、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、及びナフタレン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記3]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対するエポキシ樹脂(A)の含有量が、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、若しくは4質量%以上;30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、若しくは10質量%以下;及び/又は、1~30質量%、2~25質量%、3~20質量%、4~15質量%、若しくは4~10質量%である、付記1又は付記2に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記4]
化合物(B)が、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、及び(メタ)アクリロイル基からなる群より選択される少なくとも一つの置換基を有する、付記1~付記3のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記5]
化合物(B)における置換基が、水酸基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一つである、付記4に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記6]
化合物(B)が、分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含む、付記1~付記5のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記7]
化合物(B)が、下記式(1)
[式中、n1は0以上の整数である。n2は2以上の整数である。X1は同一又は異なって、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R1及びR2は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y1及びY2は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、付記1~付記6のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記8]
化合物(B)が、下記式(2)
[式中、n11は1以上の整数である。n21は0以上の整数である。n31は2以上の整数である。X2は同一又は異なって、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R11、R21、及びR31は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y11及びY21は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、付記1~付記7のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記9]
化合物(B)が、下記式(3)
[式中、n12は1以上の整数である。n22は2以上の整数である。R12及びR22は、同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y12及びY22は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、付記1~付記8のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記10]
化合物(B)が、下記式(4)
[式中、n13は2以上の整数である。Y13及びY23は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、付記1~付記9のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記11]
化合物(B)の分子量(分子量分布がある場合は数平均分子量)が、200~6000、500~5700、1000~5400、又は1400~5200である、付記1~付記10のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記12]
化合物(B)の重量平均分子量が、500~16000、1000~14000、2000~13000、又は3000~12000である、付記1~付記11のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記13]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する化合物(B)の含有量が、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、0.8質量%以上、若しくは1質量%以上;15質量%以下、12質量%以下、10質量%以下、8質量%以下、若しくは6質量%以下:及び/又は、0.1~15質量%、0.3~12質量%、0.5~10質量%、0.8~8質量%、若しくは1~6質量%である、付記1~付記12のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記14]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する化合物(B)の含有量が、1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、若しくは20質量%以上;100質量%以下、80質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、若しくは40質量%以下;及び/又は、1~100質量%、5~80質量%、10~60質量%、20~50質量%、若しくは20~40質量%である、付記1~付記13のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記15]
無機充填材(C)として、シリカ(二酸化ケイ素)、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化チタン、硫酸石灰、チタン酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、及びこれらの表面が処理された無機粒子からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1~付記14のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記16]
無機充填材(C)として、平均粒径が10nm以上100nm未満である第1のシリカと、平均粒径が0.1~5.0μmである第2のシリカとを含む、付記1~付記15のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記17]
エポキシ樹脂組成物が無機充填材(C)としてアルミナを含み、その平均粒径が、0.1~5.0μm、0.2~3.0μm、又は0.3~2.0μmである、付記1~付記16のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記18]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量が、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、若しくは80質量%以上;96質量%以下、93質量%以下、90質量%以下、若しくは88質量%以下;及び/又は、50~96質量%、60~93質量%、70~90質量%、75~88質量%、若しくは80~88質量%である、付記1~付記17のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記19]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量が、200質量%以上、400質量%以上、若しくは500質量%以上;2500質量%以下、2000質量%以下、若しくは1500質量%以下;及び/又は、200~2500質量%、400~2000質量%、若しくは500~1500質量%である、付記1~付記18のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記20]
さらに、硬化促進剤(D)を含む、付記1~付記19のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記21]
さらに、硬化促進剤(D)として、イミダゾール系硬化促進剤、第三級アミン系硬化促進剤、及びリン系硬化促進剤からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1~付記20のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記22]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量が、0.01質量%以上、0.02質量%以上、0.04質量%以上、0.06質量%以上、若しくは0.08質量%以上;5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、若しくは1質量%以下;及び/又は、0.01~5質量%、0.02~3質量%、0.04~2質量%、0.06~1質量%、若しくは0.08~1質量%である、付記20又は付記21に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記23]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量が、0.1質量%以上、0.2質量%以上、0.4質量%以上、0.6質量%以上、若しくは0.8質量%以上;30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、若しくは3質量%以下;及び/又は、0.1~30質量%、0.2~20質量%、0.4~10質量%、0.6~5質量%、若しくは0.8~3質量%である、付記20~付記22のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記24]
硬化剤(E)として、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、及びフェノール系硬化剤からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1~付記23のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記25]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量が、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上、若しくは5質量%以上;20質量%以下、16質量%以下、13質量%以下、若しくは12質量%以下;及び/又は、1~20質量%、2~16質量%、3~13質量%、4~12質量%、若しくは5~12質量%である、付記1~付記24のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記26]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量が、30質量%以上、50質量%以上、80質量%以上、若しくは100質量%以上;400質量%以下、300質量%以下、250質量%以下、若しくは200質量%以下;及び/又は、30~400質量%、50~300質量%、80~250質量%、若しくは100~200質量%である、付記1~付記25のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記27]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する、エポキシ樹脂(A)、化合物(B)、無機充填材(C)、硬化促進剤(D)、及び硬化剤(E)以外の成分、すなわち、その他の成分(F)の含有量が、10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下、若しくは1質量%以下;及び/又は、0.01質量%以上、若しくは0.1質量%以上である、付記1~付記26のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記28]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する溶剤の含有量が、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、0.1質量%以下、若しくは0.01質量%以下;及び/又は、0.001質量%以上である、付記1~付記27のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記29]
エポキシ樹脂組成物の25℃における粘度が、1~2000Pa・s、5~1500Pa・s、10~1000Pa・s、又は50~500Pa・sである、付記1~付記28のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記30]
エポキシ樹脂組成物を150℃で60分、硬化させて得られる硬化物のガラス転移温度Tgが、100℃以上、105℃以上、108℃以上、若しくは111℃以上;200℃以下、180℃以下;及び/又は、100~200℃、105~180℃、108~180℃、若しくは111~180℃である、付記1~付記29のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記31]
液状コンプレッションモールド材である、付記1~付記30のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記32]
付記1~付記31のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物。
[付記33]
付記32に記載の硬化物を備える半導体装置。
[付記34]
支持体と、
前記支持体上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する付記32に記載の硬化物と、
を備える半導体装置。
[付記35]
支持体と、前記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、付記1~付記31のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物を供給する工程と、
前記支持体と前記半導体素子とのギャップに前記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、前記成形体を硬化して前記半導体素子を封止し、封止体を得る工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
[付記36]
さらに、前記封止体を研磨する工程を含む、付記35に記載の半導体装置の製造方法。
[付記1]
エポキシ樹脂(A)、
分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、
無機充填材(C)、及び
硬化剤(E)を含む、エポキシ樹脂組成物。
[付記2]
エポキシ樹脂(A)として、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、及びナフタレン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記3]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対するエポキシ樹脂(A)の含有量が、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、若しくは4質量%以上;30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、若しくは10質量%以下;及び/又は、1~30質量%、2~25質量%、3~20質量%、4~15質量%、若しくは4~10質量%である、付記1又は付記2に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記4]
化合物(B)が、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、及び(メタ)アクリロイル基からなる群より選択される少なくとも一つの置換基を有する、付記1~付記3のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記5]
化合物(B)における置換基が、水酸基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一つである、付記4に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記6]
化合物(B)が、分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含む、付記1~付記5のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記7]
化合物(B)が、下記式(1)
で示される化合物である、付記1~付記6のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記8]
化合物(B)が、下記式(2)
で示される化合物である、付記1~付記7のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記9]
化合物(B)が、下記式(3)
で示される化合物である、付記1~付記8のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記10]
化合物(B)が、下記式(4)
で示される化合物である、付記1~付記9のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記11]
化合物(B)の分子量(分子量分布がある場合は数平均分子量)が、200~6000、500~5700、1000~5400、又は1400~5200である、付記1~付記10のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記12]
化合物(B)の重量平均分子量が、500~16000、1000~14000、2000~13000、又は3000~12000である、付記1~付記11のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記13]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する化合物(B)の含有量が、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、0.8質量%以上、若しくは1質量%以上;15質量%以下、12質量%以下、10質量%以下、8質量%以下、若しくは6質量%以下:及び/又は、0.1~15質量%、0.3~12質量%、0.5~10質量%、0.8~8質量%、若しくは1~6質量%である、付記1~付記12のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記14]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する化合物(B)の含有量が、1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、若しくは20質量%以上;100質量%以下、80質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、若しくは40質量%以下;及び/又は、1~100質量%、5~80質量%、10~60質量%、20~50質量%、若しくは20~40質量%である、付記1~付記13のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記15]
無機充填材(C)として、シリカ(二酸化ケイ素)、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化チタン、硫酸石灰、チタン酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、及びこれらの表面が処理された無機粒子からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1~付記14のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記16]
無機充填材(C)として、平均粒径が10nm以上100nm未満である第1のシリカと、平均粒径が0.1~5.0μmである第2のシリカとを含む、付記1~付記15のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記17]
エポキシ樹脂組成物が無機充填材(C)としてアルミナを含み、その平均粒径が、0.1~5.0μm、0.2~3.0μm、又は0.3~2.0μmである、付記1~付記16のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記18]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量が、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、若しくは80質量%以上;96質量%以下、93質量%以下、90質量%以下、若しくは88質量%以下;及び/又は、50~96質量%、60~93質量%、70~90質量%、75~88質量%、若しくは80~88質量%である、付記1~付記17のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記19]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する無機充填材(C)の含有量が、200質量%以上、400質量%以上、若しくは500質量%以上;2500質量%以下、2000質量%以下、若しくは1500質量%以下;及び/又は、200~2500質量%、400~2000質量%、若しくは500~1500質量%である、付記1~付記18のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記20]
さらに、硬化促進剤(D)を含む、付記1~付記19のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記21]
さらに、硬化促進剤(D)として、イミダゾール系硬化促進剤、第三級アミン系硬化促進剤、及びリン系硬化促進剤からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1~付記20のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記22]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量が、0.01質量%以上、0.02質量%以上、0.04質量%以上、0.06質量%以上、若しくは0.08質量%以上;5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、若しくは1質量%以下;及び/又は、0.01~5質量%、0.02~3質量%、0.04~2質量%、0.06~1質量%、若しくは0.08~1質量%である、付記20又は付記21に記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記23]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化促進剤(D)の含有量が、0.1質量%以上、0.2質量%以上、0.4質量%以上、0.6質量%以上、若しくは0.8質量%以上;30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、若しくは3質量%以下;及び/又は、0.1~30質量%、0.2~20質量%、0.4~10質量%、0.6~5質量%、若しくは0.8~3質量%である、付記20~付記22のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記24]
硬化剤(E)として、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、及びフェノール系硬化剤からなる群より選択される少なくとも一つを含む、付記1~付記23のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記25]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量が、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上、若しくは5質量%以上;20質量%以下、16質量%以下、13質量%以下、若しくは12質量%以下;及び/又は、1~20質量%、2~16質量%、3~13質量%、4~12質量%、若しくは5~12質量%である、付記1~付記24のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記26]
エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂(A)(100質量%)に対する硬化剤(E)の含有量が、30質量%以上、50質量%以上、80質量%以上、若しくは100質量%以上;400質量%以下、300質量%以下、250質量%以下、若しくは200質量%以下;及び/又は、30~400質量%、50~300質量%、80~250質量%、若しくは100~200質量%である、付記1~付記25のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記27]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する、エポキシ樹脂(A)、化合物(B)、無機充填材(C)、硬化促進剤(D)、及び硬化剤(E)以外の成分、すなわち、その他の成分(F)の含有量が、10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下、若しくは1質量%以下;及び/又は、0.01質量%以上、若しくは0.1質量%以上である、付記1~付記26のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記28]
エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する溶剤の含有量が、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、0.1質量%以下、若しくは0.01質量%以下;及び/又は、0.001質量%以上である、付記1~付記27のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記29]
エポキシ樹脂組成物の25℃における粘度が、1~2000Pa・s、5~1500Pa・s、10~1000Pa・s、又は50~500Pa・sである、付記1~付記28のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記30]
エポキシ樹脂組成物を150℃で60分、硬化させて得られる硬化物のガラス転移温度Tgが、100℃以上、105℃以上、108℃以上、若しくは111℃以上;200℃以下、180℃以下;及び/又は、100~200℃、105~180℃、108~180℃、若しくは111~180℃である、付記1~付記29のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記31]
液状コンプレッションモールド材である、付記1~付記30のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[付記32]
付記1~付記31のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物。
[付記33]
付記32に記載の硬化物を備える半導体装置。
[付記34]
支持体と、
前記支持体上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する付記32に記載の硬化物と、
を備える半導体装置。
[付記35]
支持体と、前記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、付記1~付記31のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物を供給する工程と、
前記支持体と前記半導体素子とのギャップに前記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、前記成形体を硬化して前記半導体素子を封止し、封止体を得る工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
[付記36]
さらに、前記封止体を研磨する工程を含む、付記35に記載の半導体装置の製造方法。
1 半導体素子
2 はんだバンプ
3 支持体
4 積層体
5 エポキシ樹脂組成物
6 シリンジ
7 金型
8 圧縮成形体
9 封止体
11 半導体素子
12 はんだバンプ
13 支持体
14 積層体
15 エポキシ樹脂組成物
16 シリンジ
17 金型
18 圧縮成形体
19 封止体
2 はんだバンプ
3 支持体
4 積層体
5 エポキシ樹脂組成物
6 シリンジ
7 金型
8 圧縮成形体
9 封止体
11 半導体素子
12 はんだバンプ
13 支持体
14 積層体
15 エポキシ樹脂組成物
16 シリンジ
17 金型
18 圧縮成形体
19 封止体
Claims (17)
- エポキシ樹脂(A)、
分子内にポリテトラメチレンエーテル構造を有する化合物(B)、
無機充填材(C)、及び
硬化剤(E)を含む、エポキシ樹脂組成物。 - 化合物(B)が、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、及び(メタ)アクリロイル基からなる群より選択される少なくとも一つの置換基を有する、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 化合物(B)における置換基が、水酸基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一つである、請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 化合物(B)が、分子内にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含む、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 化合物(B)が、下記式(1)
[式中、n1は0以上の整数である。n2は2以上の整数である。X1は同一又は異なって、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R1及びR2は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y1及びY2は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 化合物(B)が、下記式(2)
[式中、n11は1以上の整数である。n21は0以上の整数である。n31は2以上の整数である。X2は同一又は異なって、エーテル基(-O-)、エステル基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、又はアミド基(-NH-(C=O)-又は-(C=O)-NH-)である。R11、R21、及びR31は同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y11及びY21は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 化合物(B)が、下記式(3)
[式中、n12は1以上の整数である。n22は2以上の整数である。R12及びR22は、同一又は異なって、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。Y12及びY22は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 化合物(B)が、下記式(4)
[式中、n13は2以上の整数である。Y13及びY23は同一又は異なって、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、ビニル基、アリル基、又は(メタ)アクリロイル基である。]
で示される化合物である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 化合物(B)の分子量(分子量分布がある場合は数平均分子量)が200~6000である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- エポキシ樹脂組成物(100質量%)に対する化合物(B)の含有量が0.1~15質量%である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- エポキシ樹脂組成物の硬化物のTgが100℃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。
- 液状コンプレッションモールド材である、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物。
- 請求項13に記載の硬化物を備える半導体装置。
- 支持体と、
前記支持体上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する請求項13に記載の硬化物と、
を備える半導体装置。 - 支持体と、前記支持体上に搭載された半導体素子とを備える積層体上に、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物を供給する工程と、
前記支持体と前記半導体素子とのギャップに前記エポキシ樹脂組成物を充填して成形体を形成し、前記成形体を硬化して前記半導体素子を封止し、封止体を得る工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 - さらに、前記封止体を研磨する工程を含む、請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-107793 | 2024-07-03 | ||
| JP2024107793 | 2024-07-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2026009780A1 true WO2026009780A1 (ja) | 2026-01-08 |
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ID=98318122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/022787 Pending WO2026009780A1 (ja) | 2024-07-03 | 2025-06-25 | エポキシ樹脂組成物、硬化物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2026009780A1 (ja) |
Citations (8)
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-
2025
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