(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】
(24)【登録日】2022-06-23
(45)【発行日】2022-07-01
(54)【発明の名称】ディップ用先供給型半導体封止材、それを用いた半導体装置
(51)【国際特許分類】
C08G 59/20 20060101AFI20220624BHJP
C08G 59/40 20060101ALI20220624BHJP
C08L 63/00 20060101ALI20220624BHJP
C08K 5/3437 20060101ALI20220624BHJP
C08K 3/36 20060101ALI20220624BHJP
H01L 23/29 20060101ALI20220624BHJP
H01L 23/31 20060101ALI20220624BHJP
H01L 21/60 20060101ALI20220624BHJP
【ＦＩ】
C08G59/20
C08G59/40
C08L63/00 C
C08K5/3437
C08K3/36
H01L23/30 R
H01L21/60 311S
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2018111178
(22)【出願日】2018-06-11
(65)【公開番号】P2019214644
(43)【公開日】2019-12-19
【審査請求日】2021-03-22
(73)【特許権者】
【識別番号】591252862
【氏名又は名称】ナミックス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(72)【発明者】
【氏名】明道 太樹
(72)【発明者】
【氏名】宗村 真一
(72)【発明者】
【氏名】池田 行宏
(72)【発明者】
【氏名】星山 正明
【審査官】中川 裕文
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１５３９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０２７１７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２２０５１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｇ ５９／２０
Ｃ０８Ｇ ５９／４０
Ｃ０８Ｌ ６３／００
Ｃ０８Ｋ ５／３４３７
Ｃ０８Ｋ ３／３６
Ｈ０１Ｌ ２３／２９
Ｈ０１Ｌ ２１／６０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）フラックス剤、
（Ｄ）チクソトロピー付与剤、
（Ｅ）溶剤を含み、
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の反応基の当量比が、０．１５から０．６２であり、成分（Ａ）～（Ｅ）の合計を１００質量部とした時に、成分（Ｅ）を３５～７５質量部含み、チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２～５．２であることを特徴とするディップ用先供給型半導体封止材。
なお、Ｅ型粘度計を用いて、前記ディップ用先供給型半導体封止材の１ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）、および、前記ディップ用先供給型半導体封止材の１０ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）を測定し、１ｒｐｍで測定した粘度の測定値を、１０ｒｐｍで測定した粘度の測定値により除した値を、前記チクソトロピー指数として示す。
【請求項2】
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、液状エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項3】
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、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、アミノフェノール型エポキシ樹脂、および、ナフタレン型エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項4】
前記（Ｂ）硬化剤が、アミノ硬化剤、酸無水物硬化剤、および、フェノール硬化剤からなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項１～３のいずれかに記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項5】
前記（Ｃ）フラックス剤が、８－キノリノールである、請求項１～４のいずれかに記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項6】
前記（Ｄ）チクソトロピー付与剤が、ブチラール、および、平均粒径５ｎｍ～５０ｎｍのシリカフィラーからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～５のいずれかに記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項7】
（Ｅ）溶剤が、エチレングリコールモノフェニルエーテル、および、ジエチルジグリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれかに記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項8】
さらに、（Ｆ）硬化促進剤を含有する、請求項１～７のいずれかに記載のディップ用先供給型半導体封止材。
【請求項9】
請求項１～８のいずれかに記載のディップ型先供給型半導体封止剤を用いた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディップ用先供給型半導体封止材、それを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体チップ（半導体素子）を基板（またはパッケージ）に実装する手法の一つにフリップチップ実装がある。フリップチップ実装は、半導体チップと基板とをバンプ（はんだボール）を用いて電気的に接続する技術である。バンプの周辺を補強するため、半導体チップと基板の間には半導体封止材が充填される。フリップチップ実装においては、従来、半導体チップと基板とを接続した後、半導体チップと基板との間隙（ギャップ）に、ディスペンサを用いて、液状の半導体封止材を充填させるプロセス（以下「後供給型」プロセスという）が広く用いられている。
【0003】
製品の小型化や高信頼性化の要求から、ギャップをより狭くすることが求められている。しかし、後供給型プロセスでは狭ギャップ化への対応に問題があった。
これに対し、近年、基板上の所定の部位に液状の半導体封止材を、ディスペンサを用いて塗布し、その上から半導体チップを載せ、その後、半導体封止材の硬化および半導体チップと基板との接続を行うプロセス（以下「先供給型」プロセスという）が開発されている（特許文献１）。
これに対し、近年、基板上の所定の部位に液状の半導体封止材を、ディスペンサを用いて塗布し、その上から半導体チップを載せ、その後、半導体封止材の硬化および半導体チップと基板との接続を行うプロセス（以下「先供給型」プロセスという）が開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－１７１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したように、先供給型プロセスでは、従来、基板上の所定の部位に、液状の半導体封止材を、ディスペンサを用いて塗布しているが、基板上に載置する半導体チップに対し、ディッピングにより、液状の半導体封止材を塗布した後、基板上にダイマウントし、その後、半導体封止材の硬化および半導体チップと基板との接続を行う新たなプロセスとすれば、作業性が向上するため好ましい。
【0006】
本発明は、ディップ用先供給型半導体封止材、および、それを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するため、本願発明者らは、ディップ用先供給型半導体封止材について鋭意検討した。その結果、以下が課題となることを見出した。
上記した新たなプロセスでは、ディッピングにより液状の半導体封止材を塗布した半導体チップを、常温で基板上にダイマウントした後、所定の温度に加熱して、半導体封止材をリフローさせて半導体チップと基板とを接続し、その後、半導体封止材を加熱硬化する。ここで、半導体封止材のリフロー時には、ダイが固定されていないため、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まり接続不良を生じるおそれがある。
上記した新たなプロセスでは、ディッピングにより液状の半導体封止材を塗布した半導体チップを、常温で基板上にダイマウントした後、所定の温度に加熱して、半導体封止材をリフローさせて半導体チップと基板とを接続し、その後、半導体封止材を加熱硬化する。ここで、半導体封止材のリフロー時には、ダイが固定されていないため、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まり接続不良を生じるおそれがある。
【0008】
本願発明は、上記課題を解決するため、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）フラックス剤、（Ｄ）チクソトロピー付与剤、（Ｅ）溶剤を含み、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の反応基の当量比が、０．１５から０．６２であり、成分（Ａ）～（Ｅ）の合計を１００質量部とした時に、成分（Ｅ）を３５～７５質量部含み、チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２～５．２であることを特徴とするディップ用先供給型半導体封止材を提供する。
【0009】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材において、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、液状エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
【0010】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材において、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、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、アミノフェノール型エポキシ樹脂、および、ナフタレン型エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。
【0011】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材において、前記（Ｂ）硬化剤が、アミノ硬化剤、酸無水物硬化剤、および、フェノール硬化剤からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。
【0012】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材において、前記（Ｃ）フラックス剤が、８－キノリノールであることが好ましい。
【0013】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材において、前記（Ｄ）チクソトロピー付与剤が、ブチラール、および、平均粒径５ｎｍ～５０ｎｍのシリカフィラーからなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。
【0014】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材において、（Ｅ）溶剤が、エチレングリコールモノフェニルエーテル、および、ジエチルジグリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。
【0015】
本発明のディップ用先供給型半導体封止材は、さらに、（Ｆ）硬化促進剤を含有することが好ましい。
【0016】
また、本発明は、本発明のディップ型先供給型半導体封止剤を用いた半導体装置を提供する。
【発明の効果】
【0017】
本発明のディップ型先供給型半導体封止材によれば、半導体封止材のリフロー時におけるダイシフトや基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まることによる接続不良が防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明のディップ型先供給型半導体封止材について詳細に説明する。
本発明のディップ型先供給型半導体封止材（以下、「本発明の半導体封止材」と記載する。）は、以下に示す成分（Ａ）～成分（Ｅ）を必須成分として含有する。
本発明のディップ型先供給型半導体封止材（以下、「本発明の半導体封止材」と記載する。）は、以下に示す成分（Ａ）～成分（Ｅ）を必須成分として含有する。
【0019】
（Ａ）エポキシ樹脂
成分（Ａ）のエポキシ樹脂は、本発明の半導体封止材の主剤をなす成分である。
成分（Ａ）のエポキシ樹脂は、常温で液状である液状エポキシ樹脂を含むことが好ましい。常温で固体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。
成分（Ａ）のエポキシ樹脂は、本発明の半導体封止材の主剤をなす成分である。
成分（Ａ）のエポキシ樹脂は、常温で液状である液状エポキシ樹脂を含むことが好ましい。常温で固体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。
【0020】
成分（Ａ）のエポキシ樹脂としては、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、アミノフェノール型エポキシ樹脂、および、ナフタレン型エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。
【0021】
成分（Ａ）のエポキシ樹脂は、単独でも、２種以上併用してもよい。
【0022】
（Ｂ）硬化剤
成分（Ｂ）の硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤であれば、特に限定されず、公知のものを使用することができる。
成分（Ｂ）の硬化剤としては、アミノ硬化剤、酸無水物硬化剤、および、フェノール硬化剤からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい
成分（Ｂ）の硬化剤は、単独でも、２種以上併用してもよい。
成分（Ｂ）の硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤であれば、特に限定されず、公知のものを使用することができる。
成分（Ｂ）の硬化剤としては、アミノ硬化剤、酸無水物硬化剤、および、フェノール硬化剤からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい
成分（Ｂ）の硬化剤は、単独でも、２種以上併用してもよい。
【0023】
成分（Ａ）のエポキシ樹脂と、成分（Ｂ）の硬化剤は、反応基の当量比（成分（Ｂ）の硬化剤の反応基／成分（Ａ）のエポキシ樹脂の反応基）が、０．１５から０．６２である。
反応基の当量比が０．６２以下であることにより、本発明の半導体封止材のリフロー時に、成分（Ａ）のエポキシ樹脂が硬化して、基板電極とはんだ電極との接続不良を生じることが防止される。反応基の当量比は、好ましくは０．６以下、より好ましくは０．５未満である。
一方、反応基の当量比が０．１５以上であることにより、本発明の半導体封止材の加熱硬化時に、成分（Ａ）のエポキシ樹脂を完全硬化させることができる。
反応基の当量比が０．６２以下であることにより、本発明の半導体封止材のリフロー時に、成分（Ａ）のエポキシ樹脂が硬化して、基板電極とはんだ電極との接続不良を生じることが防止される。反応基の当量比は、好ましくは０．６以下、より好ましくは０．５未満である。
一方、反応基の当量比が０．１５以上であることにより、本発明の半導体封止材の加熱硬化時に、成分（Ａ）のエポキシ樹脂を完全硬化させることができる。
【0024】
（Ｃ）フラックス剤
成分（Ｃ）のフラックス剤は、フラックス活性剤をなす成分である。
本発明の半導体封止材は、成分（Ｃ）を含有することにより、電気的接続性およびその信頼性が高い。
成分（Ｃ）のフラックス剤は、フラックス活性剤をなす成分である。
本発明の半導体封止材は、成分（Ｃ）を含有することにより、電気的接続性およびその信頼性が高い。
【0025】
成分（Ｃ）のフラックス剤としては、８－キノリノールが、フラックス活性、ボイド抑制等の理由から好ましい。
【0026】
（Ｄ）チクソトロピー付与剤
本発明の半導体封止材は、成分（Ｄ）を含有することにより、チクソを発現する。これにより、本発明の半導体封止材のリフロー時に、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まり接続不良を生じることが抑制される。
本発明の半導体封止材は、成分（Ｄ）を含有することにより、チクソを発現する。これにより、本発明の半導体封止材のリフロー時に、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まり接続不良を生じることが抑制される。
【0027】
成分（Ｄ）のチクソトロピー付与剤として、ブチラール、および、平均粒径５ｎｍ～５０ｎｍのシリカフィラーからなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。
【0028】
成分（Ｄ）のチクソトロピー付与剤は、単独でも、２種以上併用してもよい。例えば、ブチラールとシリカフィラーを併用してもよく、平均粒径が異なる２種以上のシリカフィラーを併用してもよい。
【0029】
成分（Ｄ）のチクソトロピー付与剤は、後述する手順で測定される本発明の半導体封止材のチクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２～５．２となるようにその添加量を調整する。
本発明の半導体封止材のチクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２より低いと、本発明の半導体封止材のリフロー時に、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まり接続不良を生じることを抑制できない。好ましくは１．３以上、より好ましくは２．０以上である。
本発明の半導体封止材のチクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が５．２より高いと、本発明の半導体封止材のリフロー時に、基板電極とはんだ電極との接続が阻害される。
チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が上述した範囲の本発明の半導体封止材は、後述する手順で測定される粘度が１００～５５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
本発明の半導体封止材のチクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２より低いと、本発明の半導体封止材のリフロー時に、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との間に半導体封止材が挟まり接続不良を生じることを抑制できない。好ましくは１．３以上、より好ましくは２．０以上である。
本発明の半導体封止材のチクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が５．２より高いと、本発明の半導体封止材のリフロー時に、基板電極とはんだ電極との接続が阻害される。
チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が上述した範囲の本発明の半導体封止材は、後述する手順で測定される粘度が１００～５５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【0030】
（Ｅ）溶剤
本発明の半導体封止材は、成分（Ｅ）を含有することにより、ディッピングにより液状の半導体封止材を半導体チップに塗布することができ、半導体封止材のリフロー時に、成分（Ｅ）の溶剤が揮発することにより、基板電極とはんだ電極との接続が容易になる。
本発明の半導体封止材は、成分（Ｅ）を含有することにより、ディッピングにより液状の半導体封止材を半導体チップに塗布することができ、半導体封止材のリフロー時に、成分（Ｅ）の溶剤が揮発することにより、基板電極とはんだ電極との接続が容易になる。
【0031】
成分（Ｅ）の溶剤として、エチレングリコールモノフェニルエーテル、および、ジエチルジグリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。
成分（Ｅ）の溶剤は、単独でも、２種以上併用してもよい。
成分（Ｅ）の溶剤は、単独でも、２種以上併用してもよい。
【0032】
本発明の半導体封止材は、成分（Ａ）～（Ｅ）の合計を１００質量部とした時に、成分（Ｅ）を３５～７５質量部含む。成分（Ｅ）が３５質量部未満だと、半導体封止材のリフロー時に、基板電極とはんだ電極との接続不良を生じるおそれがある。成分（Ｅ）が７５質量部超だと、本発明の半導体封止材のリフロー時に、半導体チップが移動して位置がずれるダイシフトや、基板電極とはんだ電極との接続不良を生じるおそれがある。
【0033】
本発明の半導体封止材は、上記成分（Ａ）～（Ｅ）以外に、以下に述べる成分を必要に応じて含有してもよい。
【0034】
（Ｆ）：硬化促進剤
本発明の半導体封止材は、成分（Ｆ）として硬化促進剤を含有してもよい。
成分（Ｆ）としての硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化促進剤であれば、特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、イミダゾール系硬化促進剤（マイクロカプセル型、エポキシアダクト型を含む）、第三級アミン系硬化促進剤、リン化合物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、半導体封止材の他の成分との相溶性、および、半導体封止材の硬化速度という点で優れることから好ましい。
本発明の半導体封止材は、成分（Ｆ）として硬化促進剤を含有してもよい。
成分（Ｆ）としての硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化促進剤であれば、特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、イミダゾール系硬化促進剤（マイクロカプセル型、エポキシアダクト型を含む）、第三級アミン系硬化促進剤、リン化合物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、半導体封止材の他の成分との相溶性、および、半導体封止材の硬化速度という点で優れることから好ましい。
【0035】
イミダゾール系硬化促進剤の具体例としては、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等のイミダゾール化合物等が挙げられる。
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も用いることができる。すなわち、イミダゾール化合物を尿素やイソシアネート化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤や、イミダゾール化合物をエポキシ化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤も用いることができる。具体的には、例えば、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３０４２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３９２２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３７９２、ノバキュアＨＸ３７４８、ノバキュアＨＸ３７２１、ノバキュアＨＸ３７２２、ノバキュアＨＸ３０８８、ノバキュアＨＸ３７４１、ノバキュアＨＸ３７４２、ノバキュアＨＸ３６１３（いずれも旭化成ケミカルズ社製、商品名）等、アミキュアＰＮ－４０Ｊ（味の素ファインテクノ株式会社製、商品名）、フジキュアＦＸＲ－１１２１富士化成工業株式会社製、商品名）を挙げることができる。
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も用いることができる。すなわち、イミダゾール化合物を尿素やイソシアネート化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤や、イミダゾール化合物をエポキシ化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤も用いることができる。具体的には、例えば、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３０４２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３９２２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３７９２、ノバキュアＨＸ３７４８、ノバキュアＨＸ３７２１、ノバキュアＨＸ３７２２、ノバキュアＨＸ３０８８、ノバキュアＨＸ３７４１、ノバキュアＨＸ３７４２、ノバキュアＨＸ３６１３（いずれも旭化成ケミカルズ社製、商品名）等、アミキュアＰＮ－４０Ｊ（味の素ファインテクノ株式会社製、商品名）、フジキュアＦＸＲ－１１２１富士化成工業株式会社製、商品名）を挙げることができる。
【0036】
成分（Ｆ）として硬化促進剤を含有させる場合、硬化促進剤の含有量の好適範囲は硬化促進剤の種類によって異なる。イミダゾール系硬化促進剤の場合、成分（Ａ）としてのエポキシ樹脂１００質量部に対して、０．０５～５０質量部であることがより好ましく、０．１～３０質量部であることがさらに好ましい。
本発明の半導体封止材が成分（Ｆ）を含有する場合、成分（Ｅ）の含有量は、成分（Ａ）～（Ｆ）の合計を１００質量部とした時に、３５～７５質量部とする。
本発明の半導体封止材が成分（Ｆ）を含有する場合、成分（Ｅ）の含有量は、成分（Ａ）～（Ｆ）の合計を１００質量部とした時に、３５～７５質量部とする。
【0037】
（その他の配合剤）
本発明の半導体封止材は、上記成分（Ａ）～成分（Ｆ）以外の任意成分を必要に応じてさらに含有してもよい。このような任意成分の具体例としては、カップリング剤、分散剤、消泡剤、着色剤、表面調整剤、などを配合することができる。カップリング剤を配合する場合、エポキシ基、または、（メタ）アクリレート基を含有するものが好ましい。
各配合剤の種類、配合量は常法通りである。
また、本発明の半導体封止材の弾性率や応力を調整する目的でエラストマー類を含有させてもよく、本発明の半導体封止材の粘度、靭性等を調整する目的でその他固形樹脂を含有させてもよい。
本発明の半導体封止材が上記の任意成分を含有する場合、成分（Ｅ）の含有量は、成分（Ａ）～（Ｅ）（、含有する場合はさらに成分（Ｆ））と、上記の任意成分との合計を１００質量部とした時に、３５～７５質量部とする。
本発明の半導体封止材は、上記成分（Ａ）～成分（Ｆ）以外の任意成分を必要に応じてさらに含有してもよい。このような任意成分の具体例としては、カップリング剤、分散剤、消泡剤、着色剤、表面調整剤、などを配合することができる。カップリング剤を配合する場合、エポキシ基、または、（メタ）アクリレート基を含有するものが好ましい。
各配合剤の種類、配合量は常法通りである。
また、本発明の半導体封止材の弾性率や応力を調整する目的でエラストマー類を含有させてもよく、本発明の半導体封止材の粘度、靭性等を調整する目的でその他固形樹脂を含有させてもよい。
本発明の半導体封止材が上記の任意成分を含有する場合、成分（Ｅ）の含有量は、成分（Ａ）～（Ｅ）（、含有する場合はさらに成分（Ｆ））と、上記の任意成分との合計を１００質量部とした時に、３５～７５質量部とする。
【0038】
（半導体封止材の調製）
本発明の半導体封止材は、慣用の方法により製造することができる。
例えば、成分（Ａ）～成分（Ｅ）、および、含有させる場合はさらに成分（Ｆ）、ならびに、さらに必要に応じて配合する任意成分を添加、もしくは逐次添加し、ニーダー、３本ロール、ボールミルなどの分散装置にて分散、混合する。
本発明の半導体封止材は、慣用の方法により製造することができる。
例えば、成分（Ａ）～成分（Ｅ）、および、含有させる場合はさらに成分（Ｆ）、ならびに、さらに必要に応じて配合する任意成分を添加、もしくは逐次添加し、ニーダー、３本ロール、ボールミルなどの分散装置にて分散、混合する。
【0039】
次に本発明の半導体封止材の使用手順を以下に示す。
本発明の半導体封止材を用いて、半導体チップ（半導体素子）を基板（またはパッケージ）にフリップチップ実装する場合、基板上に載置する半導体チップに対し、ディッピングにより、本発明の半導体封止材を常温にて塗布する。次に、基板上に半導体チップを常温にてダイマウントする。次に、２４０～２５０℃に加熱して、半導体封止材をリフローさせて、基板電極とはんだ電極とを接続させる。その後、１８０℃で４時間～５時間加熱して、半導体封止材を硬化させる。
本発明の半導体封止材を用いて、半導体チップ（半導体素子）を基板（またはパッケージ）にフリップチップ実装する場合、基板上に載置する半導体チップに対し、ディッピングにより、本発明の半導体封止材を常温にて塗布する。次に、基板上に半導体チップを常温にてダイマウントする。次に、２４０～２５０℃に加熱して、半導体封止材をリフローさせて、基板電極とはんだ電極とを接続させる。その後、１８０℃で４時間～５時間加熱して、半導体封止材を硬化させる。
【0040】
本発明の半導体装置は、半導体装置の製造時に、本発明の半導体封止材を使用したものである限り特に限定されない。本発明の半導体装置の具体例としては、フリップチップ構造を有する半導体装置が挙げられる。フリップチップは、バンプと呼ばれる突起状の電極を有しており、この電極を介して基板等の電極と接続される。バンプ材質としては、はんだ、金、銅等が上げられる。フリップチップと接続される基板としては、ＦＲ－４等の単層、または積層された有機基板、シリコン、ガラス、セラミックなどの無機基板があり、銅および銅上への金メッキまたはスズメッキ、はんだ層等を形成した電極が用いられるな。なお、有機基板は表面にソルダーレジストが塗布されていてもよい。
フリップチップ構造の半導体装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリーデバイス、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーデバイス、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等に使用されるドライバーＩＣ等が挙げられる。
フリップチップ構造の半導体装置としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリーデバイス、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーデバイス、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等に使用されるドライバーＩＣ等が挙げられる。
【実施例】
【0041】
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0042】
（実施例１～２０、比較例１～７）
下記表に示す配合割合となるように各原料を３本ロールミルを使用して混合・分散して半導体封止材を調製した。なお、表中の各組成に関する数値は質量部を表している。
下記表に示す配合割合となるように各原料を３本ロールミルを使用して混合・分散して半導体封止材を調製した。なお、表中の各組成に関する数値は質量部を表している。
【0043】
半導体封止材の調製時に使用した成分は以下の通り。
成分（Ａ）
（Ａ１）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、製品名ＹＤＦ８１７０：新日鐵化学株式会社製、エポキシ当量１５８ｇ／ｅｑ
（Ａ２）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、製品名ＥＸＡ８３５ＬＶ：ＤＩＣ株式会社製、エポキシ当量１６５ｇ／ｅｑ
（Ａ３）アミノフェノール型エポキシ樹脂、製品名６３０：三菱化学株式会社製、エポキシ当量９４ｇ／ｅｑ
成分（Ｂ）
（Ｂ１）酸無水物硬化剤、製品名ＹＨ３０６：三菱化学株式会社製、反応基当量２３４ｇ／ｅｑ
（Ｂ２）アミノ硬化剤、製品名ＫＡＹＡＨＡＲＤ Ａ－Ａ：日本化薬株式会社製、反応基当量６３．５ｇ／ｅｑ
（Ｂ３）フェノール硬化剤、製品名ＭＥＨ－８００５：明和化成株式会社製、反応基当量１４１ｇ／ｅｑ
成分（Ｃ）
（Ｃ１）８－キノリノール、和光純薬工業株式会社製
成分（Ｄ）
（Ｄ１）シリカフィラー、製品名ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ８０５：日本アエロジル株式会社製、平均粒径１０ｎｍ
（Ｄ２）ポリビニルブチラール樹脂
成分（Ｅ）
（Ｅ１）製品名ハイソルブ ＥＰＨ（エチレングリコールモノフェニルエーテル）、東邦化学工業株式会社製
（Ｅ２）ジエチルジグリコール、日本乳化剤株式会社製
成分（Ｆ）
（Ｆ１）潜在性イミダゾール系硬化促進剤、製品名Ａｍｉｃｕｒｅ ＣＧ－１４０0、エボニック・ジャパン株式会社製
（Ｆ２）イミダゾール系硬化促進剤、製品名２Ｐ４ＭＺ、四国化成株式会社製
成分（Ａ）
（Ａ１）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、製品名ＹＤＦ８１７０：新日鐵化学株式会社製、エポキシ当量１５８ｇ／ｅｑ
（Ａ２）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、製品名ＥＸＡ８３５ＬＶ：ＤＩＣ株式会社製、エポキシ当量１６５ｇ／ｅｑ
（Ａ３）アミノフェノール型エポキシ樹脂、製品名６３０：三菱化学株式会社製、エポキシ当量９４ｇ／ｅｑ
成分（Ｂ）
（Ｂ１）酸無水物硬化剤、製品名ＹＨ３０６：三菱化学株式会社製、反応基当量２３４ｇ／ｅｑ
（Ｂ２）アミノ硬化剤、製品名ＫＡＹＡＨＡＲＤ Ａ－Ａ：日本化薬株式会社製、反応基当量６３．５ｇ／ｅｑ
（Ｂ３）フェノール硬化剤、製品名ＭＥＨ－８００５：明和化成株式会社製、反応基当量１４１ｇ／ｅｑ
成分（Ｃ）
（Ｃ１）８－キノリノール、和光純薬工業株式会社製
成分（Ｄ）
（Ｄ１）シリカフィラー、製品名ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ８０５：日本アエロジル株式会社製、平均粒径１０ｎｍ
（Ｄ２）ポリビニルブチラール樹脂
成分（Ｅ）
（Ｅ１）製品名ハイソルブ ＥＰＨ（エチレングリコールモノフェニルエーテル）、東邦化学工業株式会社製
（Ｅ２）ジエチルジグリコール、日本乳化剤株式会社製
成分（Ｆ）
（Ｆ１）潜在性イミダゾール系硬化促進剤、製品名Ａｍｉｃｕｒｅ ＣＧ－１４０0、エボニック・ジャパン株式会社製
（Ｆ２）イミダゾール系硬化促進剤、製品名２Ｐ４ＭＺ、四国化成株式会社製
【0044】
上記の手順で作製した半導体封止材を用いて、以下の評価を実施した。
【0045】
（粘度）
東機産業社製Ｅ型粘度計（型番：ＴＶＥ－２２Ｈ）を用いて、液温２５℃、５０ｒｐｍで調製直後の評価用試料の粘度を測定した。
東機産業社製Ｅ型粘度計（型番：ＴＶＥ－２２Ｈ）を用いて、液温２５℃、５０ｒｐｍで調製直後の評価用試料の粘度を測定した。
【0046】
（チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．））
東機産業社製Ｅ型粘度計（型番：ＴＶＥ－２２Ｈ）を用いて、１ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）、および、１０ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）測定し、１ｒｐｍで測定した粘度の測定値を、１０ｒｐｍで測定した粘度の測定値により除した値（１０ｒｐｍでの粘度に対する１ｒｐｍでの粘度の比）を、チクソトロピー指数として示す。
東機産業社製Ｅ型粘度計（型番：ＴＶＥ－２２Ｈ）を用いて、１ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）、および、１０ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）測定し、１ｒｐｍで測定した粘度の測定値を、１０ｒｐｍで測定した粘度の測定値により除した値（１０ｒｐｍでの粘度に対する１ｒｐｍでの粘度の比）を、チクソトロピー指数として示す。
【0047】
（実装評価）
下記のデバイスを用いて実装評価を行った。
パッケージサイズ：３０．０ｍｍ×３０．０ｍｍ
チップサイズ：６．０ｍｍ×６・０ｍｍ
チップ厚さ：４００μｍ
バンプ数：２６４
バンプサイズ：１７０μｍ
最小バンプピッチ：３００μｍ
下記のデバイスを用いて実装評価を行った。
パッケージサイズ：３０．０ｍｍ×３０．０ｍｍ
チップサイズ：６．０ｍｍ×６・０ｍｍ
チップ厚さ：４００μｍ
バンプ数：２６４
バンプサイズ：１７０μｍ
最小バンプピッチ：３００μｍ
【0048】
チップの実装面に対し、半導体封止材を膜厚１００μｍになるよう、ディッピングにより常温で塗布した。チップを基板上の所定の位置にダイマウントした後、２４０～２５０℃に加熱して、半導体封止材をリフローさせて、基板電極とはんだ電極とを接続させた。その後、１８０℃で２時間加熱して、半導体封止材を硬化させた。
半導体封止材の硬化後、日立ハイテクノロジーズ製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてバンプの断面観察を行った。
１０サンプルについて、以下の評価を行った。
ダイシフト：ＤＡＧＥ製Ｘ線検査装置（型番：ＸＤ７６００ＮＴ）を用い、作製した半導体装置の半導体チップの銅ピラーと、基板のパッドとの位置ずれを観察した。位置ずれがない場合を「良」、位置ずれがある場合を「不良」とした。
はんだ接続：チップと基板の接合部が観察できるように切断した後、研磨して、チップと基板の接合部を露出させた。次に、日立ハイテクノロジーズ製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５００倍で、露出した接合部を観察した。このとき、接合部に合金層が形成されていないものを不良とした。
バンプ補強：はんだ接続を評価した断面で、はんだの高さに対して５％以上の高さの封止樹脂があれば合格とした。
信頼性：半導体封止材を硬化させたデバイスに、－５５℃、３０分間と１２５℃、３０分間を１サイクルとするサーマルサイクルを掛けた。１，０００サイクル後、抵抗値が初期から５％以上変化したものを不良と判定した。
結果を下記表に示す。
半導体封止材の硬化後、日立ハイテクノロジーズ製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてバンプの断面観察を行った。
１０サンプルについて、以下の評価を行った。
ダイシフト：ＤＡＧＥ製Ｘ線検査装置（型番：ＸＤ７６００ＮＴ）を用い、作製した半導体装置の半導体チップの銅ピラーと、基板のパッドとの位置ずれを観察した。位置ずれがない場合を「良」、位置ずれがある場合を「不良」とした。
はんだ接続：チップと基板の接合部が観察できるように切断した後、研磨して、チップと基板の接合部を露出させた。次に、日立ハイテクノロジーズ製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５００倍で、露出した接合部を観察した。このとき、接合部に合金層が形成されていないものを不良とした。
バンプ補強：はんだ接続を評価した断面で、はんだの高さに対して５％以上の高さの封止樹脂があれば合格とした。
信頼性：半導体封止材を硬化させたデバイスに、－５５℃、３０分間と１２５℃、３０分間を１サイクルとするサーマルサイクルを掛けた。１，０００サイクル後、抵抗値が初期から５％以上変化したものを不良と判定した。
結果を下記表に示す。
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
【表3】
【0051】
【表4】
【0052】
実施例１～２０は、チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２～５．２であり、ダイシフト、はんだ接続、バンプ接続、信頼性の評価が全１０サンプルで合格であった。また、実施例１～２０のサンプルの粘度は、粘度が一般に１５０００ｍＰａ・ｓ以上の従来の先供給型半導体封止材に比べて大幅に低かった。
なお、実施例２～７、９～１２は、実施例１に対し、各成分の配合割合を変えた例である。実施例８は、成分（Ｄ）のチクソトロピー付与剤を、シリカフィラー（Ｄ１）からポリビニルブチラール樹脂（Ｄ２）に変えた実施例である。実施例１３～１５は、成分（Ｆ）の硬化促進剤を変えた実施例である。実施例１６，１７は、成分（Ａ）のエポキシ樹脂を変えた実施例である。実施例１８，１９は、成分（Ｂ）の硬化剤を変えた実施例である。実施例２０は、成分（Ｅ）の溶剤をエチレングリコールモノフェニルエーテル（Ｅ１）からジエチルジグリコール（Ｅ２）に変えた実施例である。
成分（Ｅ）の溶剤を配合しなかった比較例１は、粘度が高く、はんだ接続の評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。
チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２より低い比較例２は、ダイシフトの評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、はんだ接続、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。成分（Ｅ）の配合量が３５質量部より低い比較例３は、はんだ接続の評価が全１０サンプル中４サンプルで不合格であった。そのため、残りの６サンプルについてバンプ接続、信頼性の評価を実施した。成分（Ｅ）の配合量が７５質量部より高い比較例４は、ダイシフトの評価が全１０サンプル中６サンプルで不合格であった。そのため、残りの４サンプルについてはんだ接続、バンプ接続、信頼性の評価を実施した。成分（Ａ）のエポキシ樹脂と成分（Ｂ）の硬化剤の反応基の当量比が、０．１５より低い比較例５は、信頼性の評価が全１０サンプルで不合格であった。成分（Ａ）のエポキシ樹脂と成分（Ｂ）の硬化剤の反応基の当量比が、０．６２より高い比較例６は、はんだ接続の評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が５．２より高い比較例７は、はんだ接続の評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。
なお、実施例２～７、９～１２は、実施例１に対し、各成分の配合割合を変えた例である。実施例８は、成分（Ｄ）のチクソトロピー付与剤を、シリカフィラー（Ｄ１）からポリビニルブチラール樹脂（Ｄ２）に変えた実施例である。実施例１３～１５は、成分（Ｆ）の硬化促進剤を変えた実施例である。実施例１６，１７は、成分（Ａ）のエポキシ樹脂を変えた実施例である。実施例１８，１９は、成分（Ｂ）の硬化剤を変えた実施例である。実施例２０は、成分（Ｅ）の溶剤をエチレングリコールモノフェニルエーテル（Ｅ１）からジエチルジグリコール（Ｅ２）に変えた実施例である。
成分（Ｅ）の溶剤を配合しなかった比較例１は、粘度が高く、はんだ接続の評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。
チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が１．２より低い比較例２は、ダイシフトの評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、はんだ接続、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。成分（Ｅ）の配合量が３５質量部より低い比較例３は、はんだ接続の評価が全１０サンプル中４サンプルで不合格であった。そのため、残りの６サンプルについてバンプ接続、信頼性の評価を実施した。成分（Ｅ）の配合量が７５質量部より高い比較例４は、ダイシフトの評価が全１０サンプル中６サンプルで不合格であった。そのため、残りの４サンプルについてはんだ接続、バンプ接続、信頼性の評価を実施した。成分（Ａ）のエポキシ樹脂と成分（Ｂ）の硬化剤の反応基の当量比が、０．１５より低い比較例５は、信頼性の評価が全１０サンプルで不合格であった。成分（Ａ）のエポキシ樹脂と成分（Ｂ）の硬化剤の反応基の当量比が、０．６２より高い比較例６は、はんだ接続の評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）が５．２より高い比較例７は、はんだ接続の評価が全１０サンプルで不合格であった。そのため、バンプ接続、信頼性の評価は実施しなかった。