特許 6098372 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6098372

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/14 20060101AFI20170313BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20170313BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/14 R

   H01L21/60 301A

   C08L101/00

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-114367(P2013-114367)

(22)【出願日】2013年5月30日

(65)【公開番号】特開2014-232854(P2014-232854A)

(43)【公開日】2014年12月11日

【審査請求日】2016年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慎吾

【審査官】 豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１５２５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７１２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７９７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４３５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０７３３６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｋ３／００−１３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００−１０１／１４

Ｈ０１Ｌ２１／４４７−２１／４４９

２１／６０−２１／６０７

２３／１２−２３／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子と、
少なくとも一方の面に前記半導体素子を搭載する樹脂基板と、
前記半導体素子に設けられた電極パッドと、
前記樹脂基板に設けられた接続端子と前記電極パッドとを接続する銅ワイヤと、
前記半導体素子および前記銅ワイヤを封止するエポキシ樹脂組成物の硬化体と、
を備え、
前記樹脂基板に含まれる窒素含量が、前記樹脂基板に含まれる有機成分１００質量％に対し、０．２質量％以上３．０質量％以下である、半導体装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記樹脂基板は熱硬化性樹脂と充填材と繊維基材とを含む、半導体装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記樹脂基板は、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、トリアジン骨格含有フェノール樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、アミン硬化剤、およびジシアンジアミドからなる群から選択される１種または２種以上の窒素含有化合物を含む樹脂組成物の硬化体を含む、半導体装置。

【請求項4】

請求項１乃至３いずれか一項に記載の半導体装置において、
前記銅ワイヤ中の銅の含有量が、前記銅ワイヤ全体に対して、９９．９９質量％以上である、半導体装置。

【請求項5】

請求項１乃至４いずれか一項に記載の半導体装置において、
前記電極パッドがアルミニウムを主成分として含む、半導体装置。

【請求項6】

請求項１乃至５いずれか一項に記載の半導体装置において、
前記樹脂基板が、回路基板である、半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、金線に代わる安価なボンディングワイヤとして、銅ワイヤが提案されている。

【0003】

特許文献１には、銅を主成分とする芯材と、該芯材の上に芯材と成分又は組成の一方又は両方の異なる導電性金属と銅を含有する外皮層を有するボンディングワイヤが記載されている。このボンディングワイヤにおいて、外皮層の厚さを０．００１〜０．０２μｍとすることで、材料費が安価で、ボール接合性、ワイヤ接合性等に優れ、ループ形成性も良好である、狭ピッチ用細線化、パワー系ＩＣ用途の太径化にも適応する銅系ボンディングワイヤを提供することが可能となると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１２７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記銅ワイヤが接続された半導体素子をエポキシ樹脂で封止すると、高温保管特性（ＨＴＳＬ，Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｌｉｆｅ）が十分でない場合もあった。本発明者の知見によれば、このような半導体装置は、半導体素子上の金属パッドと銅ワイヤとの接合部における腐食（酸化劣化）によって、接合部の電気抵抗の上昇又は接合部の断線が発生し得る場合もあった。したがって、このような接合部の電気抵抗の上昇又は接合部の断線の可能性を防止できれば、半導体装置の高温保管性を従来に比べさらに向上できることが期待された。

【0006】

そこで、本発明では、高温保管した際の半導体素子上の金属パッドと銅ワイヤとの接合部の腐食（酸化劣化）に着目して、高温環境下における接続信頼性に優れた半導体装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
半導体素子と、
少なくとも一方の面に上記半導体素子を搭載する樹脂基板と、
上記半導体素子に設けられた電極パッドと、
上記樹脂基板に設けられた接続端子と上記電極パッドとを接続する銅ワイヤと、
上記半導体素子および上記銅ワイヤを封止するエポキシ樹脂組成物の硬化体と、
を備え、
上記樹脂基板に含まれる窒素含量が、上記樹脂基板に含まれる有機成分１００質量％に対し、０．２質量％以上３．０質量％以下である、半導体装置を提供するものである。

【0008】

この発明によれば、樹脂基板中に含まれる窒素含量を０．２質量％以上３．０質量％以下とすることにより、エポキシ樹脂に起因する酸性成分を、樹脂基板中に含まれる窒素により中和することができる。したがって、金属パッドと銅ワイヤとの接合部の腐食に着目して、高温保管特性を向上させた信頼性の高い半導体装置を実現することが可能になる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高温環境下における半導体装置の接続信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る実施の形態の半導体装置を模式的に示した断面図である。

【図2】本発明に係る実施の形態のプリプレグの製造方法の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図において各構成要素は本発明が理解できる程度の形状、大きさおよび配置関係を概略的に示したものであり、実寸とは異なっている。また、「〜」はとくに断りがなければ、以上から以下を表す。

【0012】

本発明の半導体装置１００について図１を用いつつ説明する。図１は、本発明に係る実施の形態の半導体装置１００を模式的に示した断面図である。
本発明の半導体装置１００は、半導体素子１０１と、少なくとも一方の面に半導体素子１０１を搭載する樹脂基板１０２と、半導体素子１０１に設けられた電極パッド１０３と、樹脂基板１０２に設けられた接続端子１０５と電極パッド１０３とを接続する銅ワイヤ１０７と、半導体素子１０１および銅ワイヤ１０７を封止するエポキシ樹脂組成物の硬化体１０９と、を備える。

【0013】

本発明の半導体装置１００は、樹脂基板１０２に含まれる窒素含量が、樹脂基板１０２に含まれる有機成分１００質量％に対し、０．２質量％以上３．０質量％以下であり、好ましくは０．８質量％以上２．５質量％以下であり、より好ましくは１．０質量％以上２．２質量％以下である。
ここで、樹脂基板１０２に含まれる有機成分とは、後述する熱硬化性樹脂（Ａ）、カップリング剤、硬化促進剤、硬化剤、熱可塑性樹脂、有機充填材などの有機化合物である。
無機充填材（Ｂ）、接続端子などの金属回路、ガラスクロス等の無機繊維基材、銅箔、メッキ部分などの無機成分は除かれる。

【0014】

「樹脂基板１０２に含まれる窒素含量」は、具体的には以下の方法により測定する。はじめに、樹脂基板１０２の４か所以上を偏りのないように切り出す。次いで、切り出した試料からソルダーレジスト層、封止したエポキシ樹脂組成物の硬化体、銅箔等の付着物を除去して凍結粉砕をおこなう。得られた粉砕試料をよく混合し、３００ｍｇ以上の粉砕試料を得る。次いで、ＪＩＳＫ６９１０に示されるケルダール法により粉砕試料中の窒素の量（Ｗ_１）を定量する。また、別途、熱分析により粉砕試料中の灰分の量（Ｗ_２）を定量する。
ここで、灰分の量（Ｗ_２）は、上記粉砕試料を熱重量測定・示差熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ）にて室温から３０分で７００℃まで昇温し、７００℃４時間ホールドして残渣の重量を測定することにより得る。
測定試料には、有機成分だけでなく、ガラスクロスなどの無機成分も含まれている。そのため、上記灰分の重量（Ｗ_２）を測定し、測定試料の重量（Ｗ_０）から無機成分の重量に相当する灰分の重量（Ｗ_２）を排除して、樹脂基板１０２に含まれる有機成分の重量（Ｗ_０−Ｗ_２）を計算する。
以下の（１）式より樹脂基板１０２に含まれる有機成分１００質量％に対する窒素含量（Ａ）を算出できる。
Ａ（質量％）＝１００×Ｗ_１／（Ｗ_０−Ｗ_２） （１）

【0015】

本発明の樹脂基板１０２中に含まれる窒素含量は、例えば、樹脂基板１０２に使用される樹脂組成物中の窒素含有化合物の量を調整することにより、上記範囲内とすることができる。窒素含有化合物としては、含窒素有機化合物であれば特に限定されるものではないが、例えば、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ジアミン、アニリン樹脂、トリアジン骨格含有フェノール樹脂、ジシアンジアミド等の窒素含有硬化剤、イミダゾール化合物等の硬化促進剤、アミノプロピルトリアルコキシシラン等の含窒素シランカップリング剤、等が挙げられる。

【0016】

半導体素子１０１としては、特に限定されるものではなく、例えば、集積回路、大規模集積回路、固体撮像素子等が挙げられる。

【0017】

樹脂基板１０２としては窒素含量が上記範囲内であれば特に限定されないが、例えば、回路基板である。具体的には、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、モールド・アレイ・パッケージタイプのＢＧＡ（ＭＡＰ−ＢＧＡ）などの従来公知の半導体装置に用いられる回路基板を用いることができる。

【0018】

半導体素子１０１は、複数の半導体素子が積層されたものであってもよい。この場合、１段目の半導体素子はフィルム接着剤、熱硬化性接着剤等のダイボンド材硬化体１０４を介して樹脂基板１０２に接着される。２段目以降の半導体素子は絶縁性のフィルム接着剤により順次積層させることができる。そして、各層の適切な場所に、予め前工程で電極パッド１０３が形成されている。

【0019】

電極パッド１０３は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするものからなることが好ましい。電極パッド１０３中のＡｌの含有量は、電極パッド１０３全体に対して９８質量％以上が好ましい。電極パッド１０３中に含まれるＡｌ以外の成分としては、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。電極パッド１０３は、下層の銅回路端子の表面に一般的なチタン系バリア層を形成し、さらにＡｌを蒸着、スパッタリング、無電解メッキなど、一般的な半導体素子の電極パッドの形成方法を適用することにより作製することができる。

【0020】

銅ワイヤ１０７は、樹脂基板１０２と、樹脂基板１０２に搭載された半導体素子１０１とを電気的に接続するために使用される。銅ワイヤ１０７の表面には、自然に又はプロセス上不可避的に酸化膜が形成されていてもよい。本実施形態において、銅ワイヤ１０７とは、このようにワイヤ表面に形成された酸化膜を具備するものも含まれる。

【0021】

銅ワイヤ１０７のワイヤ径は、好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下でありかつ１５μｍ以上であることが好ましい。この範囲であれば銅ワイヤ先端のボール形状が安定し、ボンディング部の接続信頼性を向上させることができる。また、銅ワイヤ自身の硬さによりワイヤ流れを低減することが可能となる。

【0022】

銅ワイヤ１０７中の銅の含有量は、銅ワイヤ１０７全体に対して、９９．９〜１００質量％であることが好ましく、９９．９９〜９９．９９９質量％であることがより好ましい。銅の含有量が銅ワイヤ全体に対して９９．９９質量％以上の銅ワイヤ１０７であれば、ボール部分が充分な柔軟性を有しているため、ボンディング時にパッド側にダメージを与えるおそれがなく、特に好ましい。銅ワイヤ１０７は銅のみからなることが理想であるが、銅ワイヤ１０７中、銅の含有量は、９９．９９９９９質量％以下であることが現実的である。尚、本実施形態の半導体装置で用いることができる銅ワイヤ１０７は、芯線である銅にＢａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂｅ、Ａｌ又は希土類金属を０．００１〜０．１質量％ドープすることでさらにボール形状と接合強度を改善させることができる。

【0023】

銅ワイヤ１０７と電極パッド１０３との接合部において、銅ワイヤ１０７の先端には、ボール１１１が形成されていてもよい。

【0024】

また、銅ワイヤ１０７は、その表面にパラジウムを含む金属材料で構成された被覆層を有していてもよい。これにより、銅ワイヤ先端のボール形状が安定し、ボンディング部の接続信頼性を向上させることができる。また、芯線である銅の酸化劣化を防止する効果も得られ、ボンディング部の耐熱性を向上させることができる。

【0025】

銅ワイヤ１０７におけるパラジウムを含む金属材料から構成された被覆層の厚みとしては、０．００１〜０．０２μｍであることが好ましく、０．００５〜０．０１５μｍであることがより好ましい。上記上限値以下であると、ワイヤボンド時に芯線である銅と被覆材のパラジウムを含む金属材料とが十分に溶けて安定なボール形状を形成させることができ、ボンディング部の耐熱性をよりいっそう向上させることができる。また、上記下限値以上であると、芯線の銅の酸化劣化を防止でき、同様にボンディング部の耐熱性を更に向上させることができる。

【0026】

銅ワイヤ１０７は、銅合金を溶解炉で鋳造し、その鋳塊をロール圧延し、さらにダイスを用いて伸線加工を行い、連続的にワイヤを掃引しながら加熱する後熱処理を施して得ることができる。また、半導体装置１００で用いることができる銅ワイヤ１０７におけるパラジウムを含む金属材料から構成された被覆層は、予め狙いのワイヤ径の線を準備し、これを、パラジウムを含む電解溶液又は無電解溶液に浸漬し、連続的に掃引してメッキすることで被覆層を形成することができる。この場合、被覆の厚さは掃引速度で調整することができる。また、狙いよりも太い線を準備して、これを電解溶液又は無電解溶液に浸漬し連続的に掃引して被覆層を形成し、さらに所定の径になるまで伸線する手法も取れる。

【0027】

つづいて、半導体装置１００の製造方法の一例について説明する。
まず、公知の半導体製造プロセスによって半導体素子１０１（図１の例示はバッファーコート（保護膜）を形成したものを示している）の最上層の保護膜１１５の一部を開口して電極パッド１０３を露出させる。次いで、更に公知の後工程プロセスにより電極パッド１０３を備えた半導体素子１０１を樹脂基板１０２上に設置し、銅ワイヤ１０７により電極パッド１０３と樹脂基板１０２上に設けた接続端子１０５とをワイヤボンディングする。

【0028】

ボンディングは、たとえば以下の手順で行う。まず、銅ワイヤ１０７の先端に所定の径のボール１１１を形成する。ついで、ボール１１１を電極パッド１０３上面に対して実質的に垂直に降下させ、ボール１１１と電極パッド１０３とを接触させながら、超音波振動を与える。これにより、ボール１１１の底部が電極パッド１０３に接触して接合面が形成される。

【0029】

なお、樹脂基板１０２の接続端子１０５と半導体素子１０１とは、ワイヤのリバースボンドで接合されていてもよい。リバースボンドでは、まず半導体素子１０１上の電極パッド１０３に銅ワイヤ１０７の先端に形成されたボールを接合し、銅ワイヤ１０７を切断してステッチ接合用のバンプを形成する。次に樹脂基板１０２上の金属メッキされた接続端子１０５に対してワイヤの先端に形成されたボールを接合し、半導体素子のバンプにステッチ接合する。リバースボンドでは正ボンディングより半導体素子１０１上のワイヤ高さを低くすることができるため、半導体素子１０１の接合高さを低くすることができる。

【0030】

次いで、後述する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子１０１等の電子部品を封止し、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形して得られる。トランスファーモールドなどの成形方法で封止された半導体装置は、そのまま、或いは８０℃〜２００℃程度の温度で、１０分〜１０時間程度の時間をかけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。

【0031】

このように製造された半導体装置１００では、製造プロセスや使用時にボンディング部に熱がかかると、銅ワイヤ１０７から金属が電極パッド１０３に拡散してワイヤとパッドとの接合部に合金層が形成されるが、エポキシ樹脂から発生する酸性成分や酸化物成分は、合金層に到達する前に、樹脂基板１０２中に含まれる窒素と何らかの相互作用をするため、ボンディング部の腐食（酸化）による断線を防止することができる。したがって、本発明によれば、ボンディング後に高温プロセスを採用する場合や、使用環境が高温下である場合（例えば、自動車などのエンジン周辺に設置される場合）においても、高い接続信頼性を維持することが可能である。

【0032】

つぎに、本実施形態に係る樹脂基板１０２の製造方法について説明する。
樹脂基板１０２は、例えば、熱硬化性樹脂、充填材および繊維基材を含むプリプレグの硬化体を回路加工して得ることができる。

【0033】

ここで、プリプレグの製造方法を説明する。
プリプレグは、繊維基材に一または二以上の樹脂組成物を含浸させ、その後、半硬化させて得られる、繊維基材と樹脂層を備えるシート状の材料である。ここで用いるプリプレグはシート状材料であり、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性などの各種特性に優れ、樹脂基板１０２の製造に適しており好ましい。
樹脂組成物を繊維基材に含浸させる方法としては、特に限定されないが、例えば、樹脂組成物を溶剤に溶かして樹脂ワニスを調製し、繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターによる塗布する方法、スプレーにより吹き付ける方法、支持基材付き樹脂層をラミネートする方法などが挙げられる。これらの中でも、繊維基材の両面からフィルム状の樹脂層でラミネートする方法が好ましい。これにより、繊維基材に対する樹脂組成物の含浸量を自在に調節でき、プリプレグの成形性をさらに向上できる。なお、フィルム状の樹脂層をラミネートする場合、真空のラミネート装置などを用いることがより好ましい。

【0034】

ラミネート方法を用いた製造工程について、図２を用いて説明する。図２は、プリプレグを製造する工程の一例を示す工程断面図である。

【0035】

まず、材料として、キャリア材料５ａ、キャリア材料５ｂ、シート状基材４を用意する。また、装置として、真空ラミネート装置１、および熱風乾燥装置２を用意する。キャリア材料５ａは、第１樹脂組成物から得られた樹脂層Ａで構成される。キャリア材料５ｂは、第２樹脂組成物から得られた樹脂層Ｂで構成される。キャリア材料５ａ、５ｂは、例えばキャリアフィルムに第１樹脂組成物、第２樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工する方法などにより得ることができる。シート状基材４としては、例えば、単層または複数枚重ね合わせた繊維基材を用いることができる。

【0036】

樹脂ワニスに用いられる溶剤は、樹脂組成物中の樹脂成分に対して良好な溶解性を示すことが好ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系などが挙げられる。なお、第１樹脂組成物、および第２樹脂組成物の詳細は後述する。

【0037】

次いで、真空ラミネート装置１を用いてキャリア材料５ａ、シート状基材４およびキャリア材料５ｂをこの順で接合した接合体を形成する。真空ラミネート装置１は、キャリア材料５ａを巻き取ったロール、キャリア材料５ｂを巻き取ったロール、シート状基材４を巻き取ったロールおよび、ラミネートロール７を備える。減圧下で、各ロールから送り出されたキャリア材料５ａ、およびキャリア材料５ｂを、シート状基材４の両面に重ね合わせる。重ね合わせた積層体をラミネートロール７で接合する。これにより、キャリア材料５ａ、シート状基材４およびキャリア材料５ｂから構成される接合体が得られる。

【0038】

減圧下で接合することにより、シート状基材４の内部または各キャリア材料５ａ、５ｂとシート状基材４との接合部位に非充填部分が存在しても、これを減圧ボイドあるいは実質的な真空ボイドとすることができる。ゆえに、最終的に得られるプリプレグ３はボイドなどの発生がなく、良好な成形状態にすることができる。なぜなら、減圧ボイドまたは真空ボイドは、後述する加熱処理で消し去ることができるからである。このような接合工程には、例えば真空ボックス装置などの他の装置を用いることができる。

【0039】

次いで、熱風乾燥装置２を用いて、接合体を構成する各キャリア材料５ａ、５ｂを構成する樹脂組成物の溶融温度以上の温度で加熱処理する。これにより、減圧下での接合工程で発生していた減圧ボイドなどを消し去ることができる。熱処理する他の方法は、例えば赤外線加熱装置、加熱ロール装置、平板状の熱盤プレス装置などを用いて実施することができる。

【0040】

以上によりプリプレグ３が得られる。プリプレグ３は、繊維基材が樹脂層の厚さの中心位置から、厚さ方向に偏在していてもよい。このようなプリプレグ３は、樹脂層Ａおよび樹脂層Ｂの厚みを変えることにより作製することができる。

【0041】

次いで、プリプレグの製造に用いられる第１樹脂組成物、第２樹脂組成物（これらは異種でも同種でもよいが、同種であることが好ましい。これらを総称して、以下樹脂組成物Ｐと称する）を詳述する。樹脂組成物Ｐは、例えば、熱硬化性樹脂（Ａ）および無機充填材（Ｂ）を含有する。以下、各成分について説明する。

【0042】

熱硬化性樹脂（Ａ）としては、特に限定されないが、低線膨張率および高弾性率を有し、熱衝撃性の信頼性に優れたものであることが好ましい。
具体的な熱硬化性樹脂（Ａ）として、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂；未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂；ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂などのトリアジン環を有する樹脂；不飽和ポリエステル樹脂；ビスマレイミド化合物などのマレイミド樹脂；ポリウレタン樹脂；ジアリルフタレート樹脂；シリコーン樹脂；ベンゾオキサジン樹脂；シアネートエステル樹脂；ポリイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ベンゾシクロブテン樹脂などが挙げられる。
これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用してもよい。

【0043】

熱硬化性樹脂（Ａ）として、エポキシ樹脂を含むのが好ましい。エポキシ樹脂としては、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Ｅ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Ｍ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリ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などのアリールアルキレン型エポキシ樹脂；ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、２官能ないし４官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂などのナフタレン型エポキシ樹脂；アントラセン型エポキシ樹脂；フェノキシ型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ノルボルネン型エポキシ樹脂；アダマンタン型エポキシ樹脂；フルオレン型エポキシ樹脂；トリアジン骨格含有エポキシ樹脂などが挙げられる。

【0044】

エポキシ樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上とそれらのプレポリマーとを併用してもよい。

【0045】

エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、１質量％以上が好ましく、２質量％以上がより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂の反応性が向上し、得られる樹脂基板１０２の耐湿性を向上させることができる。また、エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、５５質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましく、３０質量％以下がさらに好ましい。含有量が上記上限値以下であると、樹脂基板１０２の耐熱性をより向上させることができる。

【0046】

樹脂組成物Ｐは、熱硬化性樹脂（Ａ）としてエポキシ樹脂を用いる以外に、フェノール樹脂、アミン硬化剤、およびジシアンジアミド等の硬化剤を用いてもよい。特にトリアジン骨格含有フェノール樹脂のような窒素を含有するフェノール樹脂、アミン硬化剤、およびジシアンジアミドが好ましい。
フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂、トリアジン骨格含有フェノール樹脂などが挙げられる。トリアジン骨格含有フェノール樹脂の場合、特に窒素を含有するため、樹脂基板１０２中の窒素の含有量を増加させることができる。フェノール樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いてよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。

【0047】

フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましい。フェノール樹脂の含有量が上記下限値以上であると、樹脂基板１０２の耐熱性をより一層向上させることができる。また、フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、２０質量％以下がさらに好ましい。フェノール樹脂の含有量が上記上限値以下であると、樹脂基板１０２の低熱膨張の特性を向上させることができる。

【0048】

樹脂組成物Ｐは、熱硬化性樹脂（Ａ）としてシアネートエステル樹脂を含むのが好ましい。シアネートエステル樹脂を用いることにより、樹脂基板１０２の線膨張係数を小さくすることができる。さらに、シアネートエステル樹脂を含むと、樹脂基板１０２の電気特性（低誘電率、低誘電正接）、機械強度なども向上させることができる。

【0049】

シアネートエステル樹脂は、例えば、ハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させたものや、必要に応じて加熱などの方法でプレポリマー化したものなどを用いることができる。具体的には、ノボラック型シアネートエステル樹脂、ビスフェノールＡ型シアネートエステル樹脂、ビスフェノールＥ型シアネートエステル樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネートエステル樹脂などのビスフェノール型シアネートエステル樹脂;ナフトールアラルキル型の多価ナフトール類と、ハロゲン化シアンとの反応で得られるシアネートエステル樹脂;ジシクロペンタジエン型シアネートエステル樹脂;ビフェニルアルキル型シアネートエステル樹脂などを挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネートエステル樹脂が好ましい。ノボラック型シアネートエステル樹脂を用いることにより、架橋密度が増加し、樹脂基板１０２の耐熱性が向上する。
本実施形態に係る樹脂基板は、窒素を含有する熱硬化性樹脂（Ａ）または硬化剤に含まれる窒素分により所定の量の窒素を含むことが好ましい。特にトリアジン骨格含有エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、窒素を含有するフェノール樹脂、アミン硬化剤、およびジシアンジアミドなどにより窒素を含むものとすることで本発明の効果をより一層高めることができるものである。

【0050】

樹脂組成物Ｐ中に含まれる熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、その目的に応じて適宜調整されれば良く特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、５質量％以上９０質量％以下が好ましく、１０質量％以上８０質量％以下がより好ましく、１０質量％以上５０質量％以下が特に好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が上記下限値以上であると、ハンドリング性が向上し、プリプレグを形成するのが容易となる。熱硬化性樹脂の含有量が上記上限値以下であると、樹脂基板１０２の強度、難燃性および低熱膨張性を向上させることができる。

【0051】

プリプレグに用いられる樹脂組成物Ｐは、熱硬化性樹脂（Ａ）に加えて、無機充填材（Ｂ）を含むのが好ましい。これにより、樹脂基板１０２を薄型化しても、より一層優れた機械的強度を付与することができる。また、樹脂基板１０２の低熱膨張化をより一層向上させることができる。

【0052】

無機充填材（Ｂ）としては、例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスなどのケイ酸塩；酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカなどの酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの炭酸塩；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物；硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩または亜硫酸塩；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウムなどのホウ酸塩；窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素などの窒化物；チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムなどのチタン酸塩；などを挙げることができる。

【0053】

無機充填材（Ｂ）として、これらの中の１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、特にシリカが好ましい。シリカの形状には破砕状および球状がある。無機充填材（Ｂ）の高充填化を確保するためには、樹脂組成物Ｐの溶融粘度を下げるため球状シリカを使うなど、その目的にあわせた使用方法を採用することができる。

【0054】

無機充填材（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、２０質量％以上８０質量％以下が好ましく、３０質量％以上７５質量％以下がより好ましい。含有量が上記範囲内であると、樹脂基板１０２を特に低熱膨張、低吸水とすることができる。

【0055】

このほか、必要に応じて、樹脂組成物Ｐにはカップリング剤、硬化促進剤、硬化剤、熱可塑性樹脂、有機充填材などの添加剤を適宜配合することができる。本実施形態で用いられる樹脂組成物Ｐは、上記成分を有機溶剤などにより溶解および／または分散させた液状形態で好適に用いることができる。

【0056】

カップリング剤の使用により、熱硬化性樹脂（Ａ）と無機充填材（Ｂ）との界面の濡れ性を向上させることができる。したがって、カップリング剤を使用することは好ましく、樹脂基板１０２の耐熱性を改良することができる。

【0057】

カップリング剤としては、カップリング剤として通常用いられるものであれば使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる１種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。これにより、無機充填材（Ｂ）の界面との濡れ性を高くすることができ、それによって耐熱性をより向上させることができる。

【0058】

カップリング剤の添加量は、無機充填材（Ｂ）の比表面積に依存するので特に限定されないが、無機充填材（Ｂ）１００質量部に対して０．０５質量部以上が好ましく、０．１質量部以上が好ましい。カップリング剤の含有量が上記下限値以上であると、無機充填材（Ｂ）を十分に被覆することができ、樹脂基板１０２の耐熱性を向上させることができる。また、カップリング剤の添加量は、特に限定されないが、３質量部以下が好ましく、２質量部以下がより好ましい。含有量が上記上限値以下であると、反応に影響を与えるのを抑制でき、樹脂基板１０２の曲げ強度などの低下を抑制することができる。

【0059】

硬化促進剤としては公知のものを用いることができる。例えば、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）などの有機金属塩；トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンなどの３級アミン類；２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシイミダゾールなどのイミダゾール類；フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノールなどのフェノール化合物；酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸などの有機酸；オニウム塩化合物；などが挙げられる。硬化促進剤として、これらの中の誘導体も含めて１種類を単独で用いてもよいし、これらの誘導体も含めて２種類以上を併用してもよい。

【0060】

硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物Ｐ全体に対し、０．０１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上２質量％以下がより好ましい。硬化促進剤の含有量が上記下限値以上であると、硬化を促進する効果が十分に発揮することができる。硬化促進剤の含有量が上記上限値以下であると、樹脂基板１０２の保存性をより向上させることができる。

【0061】

本実施形態における樹脂組成物Ｐは、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂などの熱可塑性樹脂；スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体などのポリスチレン系熱可塑性エラストマー；ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー；ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー；ポリブタジエン、エポキシ変性ポリブタジエン、アクリル変性ポリブタジエン、メタクリル変性ポリブタジエンなどのジエン系エラストマー；をさらに併用してもよい。

【0062】

フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂（ビフェニル型フェノキシ樹脂とも呼ぶ。）などが挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。

【0063】

樹脂組成物Ｐには、必要に応じて、顔料、染料、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、イオン捕捉剤などの上記成分以外の添加物を添加してもよい。

【0064】

本実施形態に用いられる繊維基材としては、特に限定されないが、ガラスクロスなどのガラス繊維基材、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維などから選択されるポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維などから選択されるポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維の少なくともいずれか１種から構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙などのいずれか１種以上を主成分とする紙基材などの有機繊維基材などが挙げられる。これらの中でも、強度、吸水率の点からガラス繊維基材が特に好ましい。また、ガラス繊維基材を用いることにより、樹脂基板１０２の熱膨張係数をさらに小さくすることができる。

【0065】

つづいて、得られたプリプレグの片面または両面に、金属箔層を配置した構成で加熱加圧して積層する。これにより金属張積層板を得る。金属箔層の表面にはキャリア箔が付与されていてもよい。

【0066】

次いで、金属張積層板に層間接続用のスルーホールを形成し、サブトラクティブ工法、セミアディティブ工法などにより配線層を作製する。その後、必要に応じてビルドアップ層を積層して、アディティブ工法により層間接続および回路形成する工程を繰り返す。そして、必要に応じてソルダーレジスト層を積層して、上記に準じた方法で回路形成し、樹脂基板１０２が得られる。ここで、一部あるいは全てのビルドアップ層およびソルダーレジスト層は繊維基材を含んでも構わないし、含まなくても構わない。
また、樹脂基板１０２に接続端子１１９を設け、接続端子１１９上に半田バンプ１１７を搭載してもよい。

【0067】

つぎに、本実施形態に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物について説明する。
本実施形態に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤とを含み、銅ワイヤ１０７及び銅ワイヤ１０７が接続された半導体素子１０１を封止する半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。

【0068】

（Ａ）エポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂；フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂；ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
なお、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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂は結晶性を有するものが好ましい。

【0069】

好ましくは、（Ａ）エポキシ樹脂として、下記式（１）で表されるエポキシ樹脂、下記式（２）で表されるエポキシ樹脂、及び、下記式（３）で表されるエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含有するものを用いることができる。

【0070】

【化1】

【0071】

式（１）中、Ａｒ^１はフェニレン基又はナフチレン基を表し、Ａｒ^１がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基はα位、β位のいずれに結合していてもよく、Ａｒ^２はフェニレン基、ビフェニレン基及びナフチレン基のうちのいずれか１つの基を表し、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、ｇは０〜５の整数であり、ｈは０〜８の整数であり、ｎ^３は重合度を表し、その平均値は１〜３である。

【0072】

【化2】

【0073】

式（２）中、複数存在するＲ^９はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜４の炭化水素基を表し、ｎ^５は重合度を表し、その平均値は０〜４である。

【0074】

【化3】

【0075】

式（３）中、複数存在するＲ^１０及びＲ^１１はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜４の炭化水素基を表し、ｎ^６は重合度を表し、その平均値は０〜４である。

【0076】

（Ａ）エポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、３質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましい。こうすることで、粘度上昇によるワイヤ切れを引き起こす恐れを少なくすることができる。また、エポキシ樹脂（Ａ）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、１８質量％以下であることが好ましく、１３質量％以下であることがより好ましく、１１質量％以下がさらに好ましい。こうすることで、吸水率増加による耐湿信頼性の低下等を引き起こす恐れを少なくすることができる。

【0077】

（Ｂ）硬化剤としては、例えば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、縮合型の硬化剤の３タイプに大別することができる。

【0078】

重付加型の硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物；ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物；ノボラック型フェノール樹脂、ポリビニルフェノールなどのフェノール樹脂系硬化剤；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。

【0079】

触媒型の硬化剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール（ＤＭＰ−３０）などの３級アミン化合物；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）などのイミダゾール化合物；ＢＦ_３錯体などのルイス酸などが挙げられる。

【0080】

縮合型の硬化剤としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂；メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂；メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。

【0081】

これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点からフェノール樹脂系硬化剤が好ましい。フェノール樹脂系硬化剤は、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック等のノボラック型樹脂；トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び／又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。

【0082】

好ましくは、（Ｂ）硬化剤として、下記式（４）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種の硬化剤を用いることができる。

【0083】

【化4】

【0084】

式（４）中、Ａｒ^３はフェニレン基又はナフチレン基を表し、Ａｒ^３がナフチレン基の場合、水酸基はα位、β位のいずれに結合していてもよく、Ａｒ^４はフェニレン基、ビフェニレン基及びナフチレン基のうちのいずれか１つの基を表し、Ｒ^７及びＲ^８はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、ｉは０〜５の整数であり、ｊは０〜８の整数であり、ｎ^４は重合度を表し、その平均値は１〜３である。

【0085】

（Ｂ）硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物中に、２質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、４質量％以上であることがさらに好ましい。こうすることで、充分な流動性を得ることができる。また、（Ｂ）硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物中に、１５質量％以下であることが好ましく、１１質量％以下であることがより好ましく、８質量％以下であることがさらに好ましい。こうすることで、吸水率増加による耐湿信頼性の低下等を引き起こす恐れを少なくすることができる。

【0086】

また、（Ｂ）硬化剤としてフェノール樹脂系硬化剤を用いる場合におけるエポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤との配合比率としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との当量比（ＥＰ）／（ＯＨ）が０．８〜１．３であることが好ましい。当量比がこの範囲であると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、又は樹脂硬化物の物性の低下等を引き起こす恐れが少ない。

【0087】

また、エポキシ樹脂組成物には、（Ｃ）充填材、及び（Ｄ）硬化促進剤を含んでいてもよい。

【0088】

（Ｃ）充填材としては、一般の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば、溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等の無機充填材、オルガノシリコーンパウダー、ポリエチレンパウダー等の有機充填材が挙げられ、中でも、溶融球状シリカが特に好ましい。これらの充填材は、１種を単独で用いても２種以上を併用しても差し支えない。また、（Ｃ）充填材の形状としては、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑え、更に充填材の含有量を高めるためには、できるだけ真球状であり、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。また、充填材がカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。さらに、必要に応じて充填材をエポキシ樹脂又はフェノール樹脂等で予め処理して用いてもよく、処理の方法としては、溶媒を用いて混合した後に溶媒を除去する方法や、直接充填材に添加し、混合機を用いて混合処理する方法等がある。

【0089】

（Ｃ）充填材の含有量は、エポキシ樹脂組成物の充填性、半導体装置の信頼性の観点から、エポキシ樹脂組成物全体に対して、６５質量％以上であることが好ましく、７５質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましい。こうすることで、低吸湿性、低熱膨張性が得られるため耐湿信頼性が不十分となる恐れを少なくすることができる。また、（Ｃ）充填材の含有量は、成形性を考慮すると、エポキシ樹脂組成物全体に対して、９３質量％以下であることが好ましく、９１質量％以下であることがより好ましく、９０質量％以下がさらに好ましい。こうすることで、流動性が低下し成形時に充填不良等が生じたり、高粘度化による半導体装置内のワイヤ流れ等の不都合が生じたりする恐れを少なくすることができる。

【0090】

（Ｄ）硬化促進剤は、エポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤（たとえば、フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基）との架橋反応を促進させるものであればよく、一般の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用するものを用いることができる。例えば、１、８−ジアザビシクロ（５、４、０）ウンデセン−７等の双環式アミジン及びその誘導体、２−メチルイミダゾール等の単環式アミジン；トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等の４級ホスホニウム塩；ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種以上を併用しても差し支えない。

【0091】

（Ｄ）硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましい。こうすることで、硬化性の低下を引き起こす恐れを少なくすることができる。また、（Ｅ）硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。こうすることで、流動性の低下を引き起こす恐れを少なくすることができる。

【0092】

エポキシ樹脂組成物には、さらに必要に応じて、炭酸カルシウム、硼酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト等の中和剤；ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムなどの腐食防止剤；酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体；エポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤；シリコーンゴム等の低応力成分；カルナバワックス等の天然ワックス、合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼン等の難燃剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。

【0093】

エポキシ樹脂組成物は、前述の各成分を、例えば、ミキサー等を用いて１５℃〜２８℃で混合したもの、さらにその後、ロール、ニーダー、押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。

【0094】

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体は、上記のエポキシ樹脂組成物をトランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で成形硬化して得ることができる。トランスファーモールドなどの成形方法で成形硬化されたエポキシ樹脂組成物の硬化体は、必要に応じて８０℃〜２００℃程度の温度で、１０分〜２４時間程度の時間をかけて完全硬化させることで得ることもできる。

【0095】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【実施例】

【0096】

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例では、部はとくに特定しない限り質量部を表す。

【0097】

実施例および比較例では、以下の原料を用いた。
エポキシ樹脂ＢＡ：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキルエポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ−３０００）
エポキシ樹脂Ｃ：ナフタレンジオールジグリシジルエーテル（ＤＩＣ社製、エピクロンＨＰ−４０３２Ｄ）
エポキシ樹脂Ｄ：ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、エピクロンＨＰ−６０００）

【0098】

シアネートエステル樹脂Ａ：ノボラック型シアネートエステル樹脂（ロンザジャパン社製、プリマセットＰＴ−３０）
シアネートエステル樹脂Ｂ：下記一般式（ＩＩ）で表されるｐ−キシレン変性ナフトールアラルキル型シアネートエステル樹脂（ナフトールアラルキル型フェノール樹脂（東都化成社製、「ＳＮ−４８５誘導体」）と塩化シアンの反応物）

【0099】

【化5】

（式中、Ｒは水素原子またはメチル基を示し、ｎは１以上の整数を示す。）

【0100】

フェノール樹脂Ａ：ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（日本化薬社製、ＧＰＨ−１０３）
アミン化合物：４，４'−ジアミノジフェニルメタン
ビスマレイミド化合物（ケイアイ化成工業社製、ＢＭＩ−７０）

【0101】

フェノキシ樹脂Ａ：ビスフェノールアセトフェノン構造を含むフェノキシ樹脂（三菱化学社製、ＹＸ−６９５４ＢＨ３０）

【0102】

充填材Ａ：球状シリカ（アドマテックス社製、ＳＯ−２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）
充填材Ｂ：球状シリカ（アドマテックス社製、ＳＯ−３１Ｒ、平均粒径１．０μｍ）
充填材Ｃ：球状シリカ（トクヤマ社製、ＮＳＳ−５Ｎ、平均粒径７５ｎｍ）
充填材Ｄ：ベーマイト（ナバルテック社製、ＡＯＨ−３０）
充填材Ｅ：シリコーン粒子（信越化学工業社製、ＫＭＰ−６００、平均粒径５μｍ）

【0103】

カップリング剤Ａ：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＧＥ東芝シリコーン社製、Ａ−１８７）
硬化促進剤Ａ：下記一般式（ＩＸ）に該当するオニウム塩化合物のリン系触媒（住友ベークライト社製、＃Ｃ）

【0104】

【化6】

【0105】

（式中、Ｐはリン原子、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ、置換もしくは無置換の芳香環または複素環を有する有機基、あるいは置換もしくは無置換の脂肪族基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ａ⁻は分子外に放出しうるプロトンを少なくとも１個以上分子内に有するｎ（ｎ≧１）価のプロトン供与体のアニオン、またはその錯アニオンを示す。）

【0106】

硬化促進剤Ｂ：オクチル酸亜鉛

【0107】

（実施例１）
樹脂ワニス１の調製
エポキシ樹脂ＢＡとしてビフェニレン骨格含有フェノールアラルキルエポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ−３０００）１１．０質量部、アミン化合物として４，４'−ジアミノジフェニルメタン３．５質量部、ビスマレイミド化合物としてビス−（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン（ケイアイ化成工業社製、ＢＭＩ−７０）２０．０質量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、充填材Ａとして球状シリカ（アドマテックス社製、ＳＯ−２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）２０．０質量部、充填材Ｄとしてベーマイト（ナバルテック社製、ＡＯＨ−３０）４５．０質量部とカップリング剤Ａとしてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＧＥ東芝シリコーン社製、Ａ−１８７）０．５質量部を添加して、高速撹拌装置を用いて３０分間撹拌して、不揮発分６５質量％となるように調整し、樹脂ワニス１を調製した。

【0108】

キャリア材料の製造
樹脂ワニス１を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔（三井金属鉱業社製、マイクロシンＥｘ、１．５μｍ）上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが３０μｍとなるように塗工し、これを１６０℃の乾燥装置で５分間乾燥して、第一樹脂層用の銅箔付き樹脂シート１Ａ（キャリア材料１Ａ）を得た。
また、樹脂ワニス１をキャリア箔付き極薄銅箔（三井金属鉱業社製、マイクロシンＥｘ、１．５μｍ）上に同様に塗工し、乾燥後の樹脂層の厚さが３０μｍになるように、１６０℃の乾燥機で５分間乾燥して、第二樹脂層用の銅箔付き樹脂シート１Ｂ（キャリア材料１Ｂ）を得た。

【0109】

プリプレグの製造
（プリプレグ１）
第一樹脂層用のキャリア材料１Ａ、および第二樹脂層用のキャリア材料１Ｂをガラス繊維基材（日東紡社製Ｔガラス織布、ＷＴＸ−１１６Ｅ、ＩＰＣ規格２１１６Ｔ）の両面に樹脂層が繊維基材と向き合うように配し、図２に示す真空ラミネート装置および熱風乾燥装置により樹脂組成物を含浸させ、銅箔が積層されたプリプレグ１を得た。
具体的には、ガラス繊維基材の両面にキャリア材料Ａおよびキャリア材料Ｂがガラス繊維基材の幅方向の中心に位置するように、それぞれ重ね合わせ、常圧より９．９９９×１０^４Ｐａ（約７５０Ｔｏｒｒ）以上減圧した条件下で、ラミネート速度２ｍ／分、ガラス繊維基材にかかる張力は１４０Ｎ／ｍに設定し、１００℃のラミネートロールを用いて接合した。
ここで、ガラス繊維基材の幅方向寸法の内側領域においては、キャリア材料１Ａおよびキャリア材料１Ｂの樹脂層をガラス繊維基材の両面側にそれぞれ接合するとともに、ガラス繊維基材の幅方向寸法の外側領域においては、キャリア材料１Ａおよびキャリア材料１Ｂの樹脂層同士を接合した。
つぎに、上記接合したものを、１２０℃に設定した横搬送型の熱風乾燥装置内を２分間通すことによって、圧力を作用させることなく加熱処理してプリプレグ１を得た。

【0110】

金属張積層板の製造
銅箔が積層されたプリプレグ１を平滑な金属板に挟み、２２０℃、１．５ＭＰａで２時間加熱加圧成形することにより、金属張積層板を得た。

【0111】

回路基板の製造
上記で得られた金属張積層板をコア基板として用い、その両面にセミアディティブ法でパターン形成した内層回路基板を作成した。その両面に、銅箔付き樹脂シート（キャリア材料１Ａ）を真空ラミネートで積層した後、熱風乾燥装置にて２２０℃で６０分間加熱硬化をおこなった。次いで、キャリア箔を剥離後、炭酸レーザーによりブラインドビアホール（非貫通孔）を形成した。つぎにビア内を、６０℃の膨潤液（アトテックジャパン社製、スウェリングディップ セキュリガント Ｐ）に５分間浸漬し、さらに８０℃の過マンガン酸カリウム水溶液（アトテックジャパン社製、コンセントレート コンパクト ＣＰ）に１０分浸漬後、中和して粗化処理をおこなった。
これを脱脂、触媒付与、活性化の工程を経た後、めっきレジストを形成し、無電解銅めっき皮膜を給電層として回路加工を施した。つぎに、熱風乾燥装置にて２００℃で６０分間アニール処理を行った後、フラッシュエッチングで給電層を除去した。
つぎに、ソルダーレジスト層を積層し、次いで半導体素子搭載ダイパッドなどが露出するように炭酸レーザーによりブラインドビアホール（非貫通孔）を形成した。
最後に、ソルダーレジスト層から露出した回路層上へ、無電解ニッケルめっき層と、無電解金めっき層とからなるめっき層を形成し、得られた基板を１８７ｍｍ×５０ｍｍサイズに切断し、回路基板を得た。

【0112】

＜回路基板に含まれる窒素含量＞
得られた回路基板の４か所以上を偏りのないように切り出した。次いで、切り出した試料からソルダーレジスト層、めっき層等の付着物を除去して凍結粉砕をおこなった。得られた粉砕試料をよく混合し、３００ｍｇ以上の粉砕試料を得た。次いで、ＪＩＳＫ６９１０に示されるケルダール法により粉砕試料中の窒素の量（Ｗ_１）を定量した。また、粉砕試料中の灰分の量（Ｗ_２）は、上記粉砕試料を熱重量測定・示差熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ）にて室温から３０分で７００℃まで昇温し、７００℃４時間ホールドして残渣の重量を測定することにより得た。
測定試料には、有機成分だけでなく、ガラスクロスなどの無機成分も含まれている。そのため、上記灰分の重量（Ｗ_２）を測定し、測定試料の重量（Ｗ_０）から無機成分の重量に相当する灰分の重量（Ｗ_２）を排除して、回路基板に含まれる有機成分の重量（Ｗ_０−Ｗ_２）を計算する。
以下の（１）式より回路基板に含まれる有機成分１００質量％に対する窒素の含有量（Ａ）を算出した。
Ａ（質量％）＝１００×Ｗ_１／（Ｗ_０−Ｗ_２） （１）
得られた値を表１に示す。

【0113】

半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造
ミキサーを用いて表２に示す各成分を１５〜２８℃で混合し、次いで７０℃〜１００℃でロール混練した。冷却後、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。なお、表２中、各成分の詳細は下記のとおりである。また、表２中の単位は、質量％である。

【0114】

＜（Ａ）エポキシ樹脂＞
エポキシ樹脂ＢＡ：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキルエポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ−３０００）

【0115】

＜（Ｂ）硬化剤＞
硬化剤ＢＡ：ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、明和化成社製、水酸基当量２０３

【0116】

＜（Ｃ）充填材＞
シリカ：ＦＢ−８２０、電気化学工業社製、溶融球状シリカ、平均粒径２６．５μｍ、１０５μｍ以上の粒子１％以下

【0117】

＜（Ｄ）硬化促進剤＞
トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、北興化学工業社製

【0118】

＜その他の成分＞
カップリング剤：３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン
着色剤：カーボンブラック
離型剤：カルナバワックス
腐食防止剤：ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ、協和化学工業社製）

【0119】

エポキシ樹脂組成物の物性を以下の方法により測定した。その結果を表２に示す。

【0120】

＜スパイラルフロー（ＳＦ）＞
低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入し、流動長（単位：ｃｍ）を測定した。

【0121】

＜ゲルタイム（ＧＴ）＞
１７５℃に加熱した熱板上でエポキシ樹脂組成物を溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間（単位：秒）を測定した。

【0122】

半導体装置の製造
アルミニウム製電極パッド（アルミニウム純度９９．９質量％、厚み１μｍ）を備えるＴＥＧ（ＴＥＳＴ ＥＬＥＭＥＮＴ ＧＲＯＵＰ）チップ（３．５ｍｍ×３．５ｍｍ）を上記回路基板のダイパッド部に接着し、ＴＥＧチップの電極パッドと基板の電極パッドとをデイジーチェーン接続となるように、銅ワイヤ（銅純度９９．９９質量％、径２５μｍ）を用いてワイヤピッチ８０μｍでワイヤボンディングした。これを、低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ製「Ｙシリーズ」）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、上記エポキシ樹脂組成物を用いて封止成形して、半導体パッケージを作製した。このパッケージを１７５℃、４時間の条件で後硬化した後、半導体装置を得た。

【0123】

＜半導体装置中の回路基板に含まれる窒素含量＞
得られた半導体装置中の回路基板４か所以上を偏りのないように切り出した。次いで、切り出した試料からソルダーレジスト層、封止したエポキシ樹脂組成物の硬化体、めっき層等の付着物を除去して凍結粉砕を行った。得られた粉砕試料をよく混合し、３００ｍｇ以上の粉砕試料を得た。次いで、ＪＩＳＫ６９１０に示されるケルダール法により粉砕試料中の窒素の量（Ｗ_１）を定量した。また、粉砕試料中の灰分の量（Ｗ_２）は、上記粉砕試料を熱重量測定・示差熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ）にて室温から３０分で７００℃まで昇温し、７００℃４時間ホールドして残渣の重量を測定することにより得た。
測定試料には、有機成分だけでなく、ガラスクロスなどの無機成分も含まれている。そのため、上記灰分の重量（Ｗ_２）を測定し、測定試料の重量（Ｗ_０）から無機成分の重量に相当する灰分の重量（Ｗ_２）を排除して、回路基板に含まれる有機成分の重量（Ｗ_０−Ｗ_２）を計算する。
以下の（１）式より回路基板に含まれる有機成分１００質量％に対する窒素の含有量（Ａ）を算出した。
Ａ（質量％）＝１００×Ｗ_１／（Ｗ_０−Ｗ_２） （１）
得られた半導体装置中の回路基板の窒素含量は、前述の回路基板に含まれる窒素含量とほぼ同じ値であることを確認した。

【0124】

＜高温保管特性＞
得られた半導体装置について半導体装置のＨＴＳＬ（高温保存試験）を行った。具体的には、２００℃で処理し、不良が発生する時間を調べた。不良の判定は、作製したパッケージ１０個を用いて評価し、初期抵抗に対する処理後の抵抗値が１．２倍を超えたパッケージが発生した時間を不良時間とした。その結果を表２に示す。表２中単位は、時間（ｈｏｕｒ）である。

【0125】

（実施例２〜４、比較例１および２）
樹脂ワニスの組成を表１に示す組成に変え、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の組成を表２に示す組成に変えた以外は、実施例１と同様に半導体装置を作製し、各評価をおこなった。

【0126】

【表1】

【0127】

【表2】

【符号の説明】

【0128】

１ 真空ラミネート装置
２ 熱風乾燥装置
３ プリプレグ
４ シート状基材
５ａ キャリア材料
５ｂ キャリア材料
７ ラミネートロール
１００ 半導体装置
１０１ 半導体素子
１０２ 樹脂基板
１０３ 電極パッド
１０４ ダイボンド材硬化体
１０５ 接続端子
１０７ 銅ワイヤ
１０９ エポキシ樹脂組成物の硬化体
１１１ ボール
１１５ 保護膜
１１７ 半田バンプ
１１９ 接続端子

【図1】

【図2】