(57)【要約】【課題】ノンフロー法による半導体装置の製造方法における封止材として用いても、半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する際に、プリント配線板の電極と半導体チップの電極との間に、樹脂のかみこみが発生することを抑制し、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続でき、さらに、硬化性の充分に高いエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】プリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材として用いられる液状のエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、前記硬化剤が、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを含むエポキシ樹脂組成物を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路が形成されているプリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材として用いられる液状のエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、
前記硬化剤が、無水コハク酸と、１，２−置換コハク酸無水物とを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記無水コハク酸の含有量が、前記１，２−置換コハク酸無水物１００質量部に対して、２０〜１２０質量部である請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記無水コハク酸の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物全量に対して、４〜２４質量％である請求項１又は請求項２に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記１，２−置換コハク酸無水物が、テトラヒドロフタル酸無水物の誘導体である請求項１〜３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
回路が形成されているプリント配線板の半導体チップ搭載領域に、液状のエポキシ樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
前記エポキシ樹脂組成物が塗布された半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する半導体チップ搭載工程とを備え、
前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、
前記硬化剤が、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体チップ搭載工程が、
前記プリント配線板の半導体チップ搭載領域における回路と、前記半導体チップの電極上に形成された突起電極とが接触するように、前記プリント配線板に前記半導体チップを載置する載置工程と、
前記プリント配線板と前記半導体チップとを加熱及び加圧する熱圧接により、前記プリント配線板に前記半導体チップを電気的に接続するとともに、前記プリント配線板の半導体チップ搭載領域に塗布されたエポキシ樹脂組成物を硬化させる熱圧接工程とを備える請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記熱圧接工程が、２〜１０秒間行われる請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記無水コハク酸の含有量が、前記１，２−置換コハク酸無水物１００質量部に対して、２０〜１２０質量部である請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記無水コハク酸の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物全量に対して、４〜２４質量％である請求項５〜８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記１，２−置換コハク酸無水物が、テトラヒドロフタル酸無水物の誘導体である請求項５〜９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法により得られることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ樹脂組成物、前記エポキシ樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法、及び前記製造方法により得られる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、半導体チップや基板等を、封止材で封止して半導体パッケージを形成することにより得られる。また、半導体装置は、高密度化、高集積化、及び動作の高速化等が求められる傾向にあり、それに伴って、小型化及び薄型化等を達成できる半導体パッケージが要求されている。このような要求に対応する半導体装置の製造方法としては、例えば、フリップチップ実装等によるものが挙げられる。
【０００３】
フリップチップ実装とは、半導体チップの外部接続用の電極に、はんだ等からなるバンプ電極（突起電極）を直接形成し、このバンプ電極を用いて回路基板（プリント配線板）にフェイスダウンで接続し、半導体チップをプリント配線板に搭載する方法である。具体的には、例えば、以下のようにして製造される。まず、プリント配線板の半導体チップ搭載領域における回路と、半導体チップの電極上に形成された突起電極とが接触するように、前記プリント配線板に前記半導体チップを載置して、前記プリント配線板と前記半導体チップとを熱圧接や超音波接合等の接合によって、前記プリント配線板に前記半導体チップを電気的に接続する。そして、前記プリント配線板と前記半導体チップとの間に形成される隙間に、封止材として、液状のエポキシ樹脂組成物等を注入する。そして、その注入された封止材であるエポキシ樹脂組成物を加熱等によって硬化させる。このような封止材は、半導体チップとプリント配線板との熱膨張率の差異によってバンプ接合部等に発生する応力を緩和し、耐湿性や気密性等を確保して半導体装置の信頼性を高める機能を有している。そして、このような封止材としては、半導体チップとプリント配線板との隙間に、毛細管現象等により注入させる必要があり、流動性が高いものが求められている。
【０００４】
このような封止材としては、例えば、下記特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、常温で液状のエポキシ樹脂と、酸無水物系化合物等の硬化剤類、及び溶剤を含有するエポキシ樹脂組成物が記載されている。特許文献１によれば、フリップチップ実装用材料として特に好適に用いることができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようなフリップチップ実装は、封止材として、流動性の高いエポキシ樹脂組成物を用いたとしても、プリント配線板と半導体チップとの間に形成される隙間への注入には、比較的長時間がかかってしまう。さらに、フリップチップ実装は、上述したように、プリント配線板と半導体チップとの接合と、エポキシ樹脂組成物の硬化とを別の工程で行うことになる。よって、上記のようなフリップチップ実装による半導体装置の製造方法は、製造効率が低いという問題があり、半導体装置の製造方法としては、より効率的なものが求められている。
【０００７】
そこで、より効率的な半導体装置の製造方法としては、ノンフロー法による半導体装置の製造方法、具体的には、プリント配線板の半導体チップ搭載領域に、封止材として、液状のエポキシ樹脂組成物を塗布した後、前記半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載することによって、プリント配線板と半導体チップとを電気的に接続する方法等が挙げられる。より具体的には、例えば、以下のようにして製造される。まず、プリント配線板の半導体チップ搭載領域に、封止材として、液状のエポキシ樹脂組成物を塗布する。そして、プリント配線板の半導体チップ搭載領域における回路と、半導体チップの電極上に形成された突起電極とが接触するように、前記プリント配線板に前記半導体チップを載置して、前記プリント配線板と前記半導体チップとを、熱圧接させる。そうすることによって、前記プリント配線板に前記半導体チップを電気的に接続されるとともに、前記エポキシ樹脂組成物が硬化され、半導体チップが封止される。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載されているような、フリップチップ実装用のエポキシ樹脂組成物を、ノンフロー法による半導体装置の製造方法における封止材として用いると、プリント配線板の回路と、半導体チップに形成された突起電極との間に、エポキシ樹脂組成物が介在したまま硬化する、いわゆる、樹脂のかみこみによって、プリント配線板と半導体チップとの電気的な接続が不充分になるという問題があった。また、このような問題を解決する方法として、封止材として用いるエポキシ樹脂組成物の硬化性を低下させることが考えられるが、そうすると半導体装置の製造効率が低下する。
【０００９】
本発明は、回路が形成されているプリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材、いわゆるノンフロー法による半導体装置の製造方法における封止材として用いても、半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する際に、プリント配線板の電極と半導体チップの電極との間に、樹脂のかみこみが発生することを抑制し、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続でき、さらに、硬化性の充分に高いエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。また、このようなエポキシ樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法、及び前記製造方法によって得られる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】
【００１０】
本発明者等は、従来のエポキシ樹脂組成物を硬化させると、硬化の初期段階において、ミクロゲルを形成した後に、ミクロゲル同士が結合されることによって、硬化されるものであると推察した。そして、半導体チップの搭載時に樹脂のかみこみが発生するのは、エポキシ樹脂組成物の硬化の初期段階で形成されるミクロゲルが原因であると推察した。
【００１１】
そこで、本発明者等は、エポキシ樹脂組成物の組成を検討し、硬化剤として、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを併用することに着目した、以下のような本発明に想到するに到った。
【００１２】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、回路が形成されているプリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材として用いられる液状のエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、前記硬化剤が、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成によれば、上記のような、ノンフロー法による半導体装置の製造方法における封止材として用いても、半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する際に、プリント配線板の電極と半導体チップの電極との間に、樹脂のかみこみが発生することを抑制でき、よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続でき、さらに、硬化性の充分に高いエポキシ樹脂組成物を提供できる。
【００１４】
このことは、上記のような構成のエポキシ樹脂組成物は、硬化剤として、無水コハク酸と１，２−置換コハク酸無水物とを併用することによって、ミクロゲルの形成を抑制しつつ、エポキシ樹脂組成物を硬化させることができることによると考えられる。
【００１５】
また、前記無水コハク酸の含有量が、前記１，２−置換コハク酸無水物１００質量部に対して、２０〜１２０質量部であることが好ましい。このような構成によれば、硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。
【００１６】
また、前記無水コハク酸の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物全量に対して、４〜２４質量％であることが好ましい。このような構成によれば、硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。
【００１７】
また、前記１，２−置換コハク酸無水物が、テトラヒドロフタル酸無水物の誘導体であることが好ましい。このような構成によれば、硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。
【００１８】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、回路が形成されているプリント配線板の半導体チップ搭載領域に、液状のエポキシ樹脂組成物を塗布する塗布工程と、前記エポキシ樹脂組成物が塗布された半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する半導体チップ搭載工程とを備え、前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、前記硬化剤が、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを含むことを特徴とするものである。
【００１９】
このような構成によれば、半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する際に、プリント配線板の電極と半導体チップの電極との間に、樹脂のかみこみが発生することを抑制でき、用いるエポキシ樹脂組成物の硬化性が充分に高い。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続できる半導体装置を効率的に製造することができる。
【００２０】
また、前記半導体チップ搭載工程が、前記プリント配線板の半導体チップ搭載領域における回路と、前記半導体チップの電極上に形成された突起電極とが接触するように、前記プリント配線板に前記半導体チップを載置する載置工程と、前記プリント配線板と前記半導体チップとを加熱及び加圧する熱圧接により、前記プリント配線板に前記半導体チップを電気的に接続するとともに、前記プリント配線板の半導体チップ搭載領域に塗布されたエポキシ樹脂組成物を硬化させる熱圧接工程とを備えることが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制しつつ、プリント配線板と半導体チップとの接合と封止材であるエポキシ樹脂組成物の硬化と同時に行うことができる。さらに、その接合は、エポキシ樹脂組成物の硬化時の収縮によって、補強される。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００２２】
また、前記熱圧接工程が、２〜１０秒間行われることが好ましい。このような短い時間で熱圧接を行うことによって、プリント配線板と半導体チップとの接合と、エポキシ樹脂組成物の硬化と同時に行うと、一般的には、樹脂のかみこみが発生しやすいが、上記の製造方法によれば、樹脂のかみこみの発生を抑制できる。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００２３】
また、前記無水コハク酸の含有量が、前記１，２−置換コハク酸無水物１００質量部に対して、２０〜１２０質量部であることが好ましい。このような構成によれば、用いるエポキシ樹脂組成物の硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００２４】
また、前記無水コハク酸の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物全量に対して、４〜２４質量％であることが好ましい。このような構成によれば、用いるエポキシ樹脂組成物の硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００２５】
また、前記１，２−置換コハク酸無水物が、テトラヒドロフタル酸無水物の誘導体であることが好ましい。このような構成によれば、用いるエポキシ樹脂組成物の硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００２６】
また、本発明の半導体装置は、前記半導体装置の製造方法により得られることを特徴とするものである。このような構成によれば、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみが抑制され、さらに、プリント配線板と半導体チップとの接合が、エポキシ樹脂組成物の硬化時の収縮によって、補強されている。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、回路が形成されているプリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材、いわゆるノンフロー法による半導体装置の製造方法における封止材として用いても、半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する際に、プリント配線板の電極と半導体チップの電極との間に、樹脂のかみこみが発生することを抑制し、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続でき、さらに、硬化性の充分に高いエポキシ樹脂組成物を提供できる。また、このようなエポキシ樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法、及び前記製造方法によって得られる半導体装置が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態に係るエポキシ樹脂組成物は、回路が形成されているプリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材として用いられる液状のエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、前記硬化剤が、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを含むことを特徴とするものである。ここで、常温とは、１０〜３０℃程度の温度をいう。すなわち、前記エポキシ樹脂組成物は、常温、例えば、２５℃程度で液状であるエポキシ樹脂組成物である。
【００２９】
はじめに、本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物を封止材として用いて製造する半導体装置について説明する。
【００３０】
前記半導体装置は、配線回路が形成されているプリント配線板の、半導体チップを搭載する所定の領域である半導体チップ搭載領域に封止材を予め塗布した後、封止材が塗布された半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する、いわゆるノンフロー法により得られるものである。
【００３１】
前記プリント配線板としては、基材に回路が形成されているプリント配線板であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）やリジットプリント配線板等が挙げられる。また、前記半導体装置としては、前記プリント配線板として、リジットプリント配線板を用いたものよりも、ＦＰＣを用いた、いわゆる、チップオンフィルム（ＣＯＦ）構造の半導体装置が好ましく用いられている。
【００３２】
また、前記基材としては、ＦＰＣの場合、ポリイミド樹脂を含むフィルムが好ましく、例えば、ポリイミドフィルム等が好適に用いられる。また、その厚みとしては、１〜１２５μｍ程度であることが好ましく、１２．５〜７５μｍ程度であることがより好ましい。また、リジットプリント配線板としては、例えば、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板等が挙げられる。また、前記回路は、金属部材により形成されている。前記金属部材としては、銅基材、又は銅基材の表面に錫めっきされたもの等が用いられる。
【００３３】
そして、前記封止材としては、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を含有し、前記硬化剤が、無水コハク酸と、前記１，２−置換コハク酸無水物とを含む液状のエポキシ樹脂組成物である。
【００３４】
前記エポキシ樹脂としては、常温におけるエポキシ樹脂組成物が液状となるものであれば、特に限定なく使用でき、半導体封止用エポキシ樹脂に使用される公知のエポキシ樹脂を使用することができる。具体的には、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、及びビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びブロム含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、さらに、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がより好ましい。エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、後述する硬化剤を用いることによって、プリント配線板への半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる、前述したようなノンフロー法において封止材として用いるノンフロー法用エポキシ樹脂組成物として優れたものが得られる。また、前記エポキシ樹脂としては、液体のエポキシ樹脂であっても、固体のエポキシ樹脂であっても、限定なく使用できるが、常温におけるエポキシ樹脂組成物が液状でなければならないので、通常、液体のエポキシ樹脂が用いられる。また、前記エポキシ樹脂としては、上記各エポキシ樹脂を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３５】
また、前記エポキシ樹脂のエポキシ当量としては、８０〜７００であることが好ましい。エポキシ当量が小さすぎると、硬化性が低く、２〜１０秒間程度の圧接で充分な補強効果が出せない傾向があり、また、大きすぎると、樹脂粘度が高くなり、流動性が低下する傾向がある。
【００３６】
前記硬化剤としては、無水コハク酸と１，２−置換コハク酸無水物を含有する。
【００３７】
前記１，２−置換コハク酸無水物としては、硬化剤として用いられるものであれば、特に限定なく使用できる。前記１，２−置換コハク酸無水物における置換基としては、１位の置換基と２位の置換基とがそれぞれ脂肪族であっても脂環族であってもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、直鎖であっても分岐していてもよい。具体的には、例えば、炭素数１〜２０の、アルキル基、アルケニル基、ナフタレン基、及びジシクロペンテル基などが挙げられる。また、前記１，２−置換コハク酸無水物としては、１位の置換基と２位の置換基とが、環状を形成したもの、例えば、脂環族酸無水物等であってもよい。
【００３８】
前記１，２−置換コハク酸無水物としては、より具体的には、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸；３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、４−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸等のメチルテトラヒドロ無水フタル酸；３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸等のメチルヘキサヒドロ無水フタル酸；３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）シクロへキセン−１，２−ジカルボン酸等の脂環族酸無水物等が挙げられる。この中でも、３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）シクロへキセン−１，２−ジカルボン酸等のテトラヒドロフタル酸無水物の誘導体が好ましく用いられる。そして、このような１，２−置換コハク酸無水物の市販品としては、例えば、ジャパンエポキシレジン株式会社製のＹＨ−３０７を入手しうる。
【００３９】
前記無水コハク酸の含有量が、前記１，２−置換コハク酸無水物１００質量部に対して、２０〜１２０質量部であることが好ましく、３０〜８０質量部であることがより好ましい。また、前記無水コハク酸の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物全量に対して、４〜２４質量％であることが好ましく、６〜１６質量％であることがより好ましい。前記硬化剤中での無水コハク酸の含有量が少なすぎると、無水コハク酸を含有させることによる効果が充分に発揮できず、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを充分に抑制できない傾向がある。また、前記硬化剤中での無水コハク酸の含有量が多すぎると、硬化性が低下する傾向がある。したがって、前記無水コハク酸の含有量を、上記各範囲内にすることによって、硬化性をより高めつつ、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制できる。
【００４０】
また、前記硬化剤としては、前記無水コハク酸及び前記１，２−置換コハク酸無水物を含有していれば、前記無水コハク酸及び前記１，２−置換コハク酸無水物以外の硬化剤（他の硬化剤）をさらに含有してもよい。前記他の硬化剤としては、公知の硬化剤を挙げることができ、具体的には、例えば、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン等のアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤、液状ポリメルカプタンやポリサルファイド樹脂等のポリメルカプタン系硬化剤等が挙げられる。
【００４１】
また、前記硬化剤としては、前記無水コハク酸及び前記１，２−置換コハク酸無水物とからなることがより好ましい。すなわち、前記無水コハク酸及び前記１，２−置換コハク酸無水物の合計含有量が、前記硬化剤全量に対して、１００質量％であることがより好ましい。前記無水コハク酸及び前記１，２−置換コハク酸無水物の合計含有量が少なすぎると、前記無水コハク酸及び前記１，２−置換コハク酸無水物との併用の効果を充分に発揮できなくなり、硬化性と樹脂のかみこみ抑制とを両立することが困難になる傾向がある。
【００４２】
また、前記硬化剤の含有量としては、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂に対する割合（硬化剤／エポキシ樹脂）が、当量比で、０．１〜１．５であることが好ましい。
【００４３】
また、前記硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との硬化反応を促進することができるものであれば、特に限定することなく使用できる。具体的には、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール系化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−７−ウンデセン（ＤＢＵ）等の第三級アミン、マイクロカプセル型硬化促進剤等が挙げられる。この中でも、イミダゾール系化合物が好ましい。硬化剤として、前述の硬化剤を用い、硬化促進剤として、イミダゾール系化合物を用いることによって、硬化性、及び樹脂のかみこみ抑制に優れたものが得られる。また、前記硬化促進剤は、前記各硬化促進剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４４】
前記硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物全量に対して、１０〜６０質量％であることが好ましい。
【００４５】
前記エポキシ樹脂組成物には、上記以外の組成として、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば、無機充填材、カップリング剤、着色剤、消泡剤、及び改質剤等を必要に応じて添加してもよい。
【００４６】
また、前記エポキシ樹脂組成物は、無機充填材を含有することが好ましい。前記無機充填材を含有させることによって、低熱膨張化、及び作業性改善等の性能を発揮でき、さらに、原材料コストを低減できる。よって、半導体チップやプリント配線板との熱膨張率の差を調整することができる。前記無機充填材としては、特に限定なく、従来公知の無機充填材を用いることができる。具体的には、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、微分シリカ、アルミナ、窒化珪素、及びマグネシア等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。無機充填材としては、前記無機充填材の中でも、低粘度化と流動特性との向上の点から、球状の溶融シリカが好ましい。また、前記無機充填材が球状である場合、例えば、球状の溶融シリカの場合、平均粒子径が０．２〜３０μｍが好ましく、０．２〜５μｍがより好ましい。なお、平均粒子径は、レーザ回折散乱法等により測定することができる。
【００４７】
また、前記無機充填材の含有量は、前記無機充填材を含有させる場合であっても、エポキシ樹脂組成物全量の５０質量％以下であることが好ましい。
【００４８】
前記カップリング剤としては、具体的には、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−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。前記着色剤としては、例えば、カーボンブラック等の顔料や染料等が挙げられる。
【００４９】
前記エポキシ樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂、前記硬化剤、前記硬化促進剤、及び必要に応じて、前記添加剤等を所定の含有量となるように、同時又は順次配合し、各成分が均一に分散するように、ミキサ等で混合し、その後、ロールやニーダ等によって混練して製造する。混合や混練時に、必要に応じて加熱処理や冷却処理を施してもよい。また、上記各成分を配合する順番には特に制限はない。
【００５０】
前記エポキシ樹脂組成物は、前記プリント配線板の、半導体チップを搭載する前の半導体チップ搭載領域に予め塗布することによって、前記半導体チップ搭載領域に前記半導体チップを搭載した後に形成される前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間を封止するための封止材として用いられる。
【００５１】
このようなエポキシ樹脂組成物を封止材として用いた半導体装置は、例えば、以下のようにして得られる。
【００５２】
まず、予め回路（配線回路）が形成されたＦＰＣ等のプリント配線板の、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体チップ（半導体素子）を搭載する所定の領域である半導体チップ搭載領域に、前記エポキシ樹脂組成物を塗布する。ここでの塗布は、特に限定されず、公知の塗布方法を用いることができる。具体的には、例えば、ディスペンサ等による滴下塗布法、やスピンコート法等が挙げられる。
【００５３】
そして、前記エポキシ樹脂組成物を塗布された半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する。より具体的には、例えば、まず、前記プリント配線板の半導体チップ搭載領域における回路と、前記半導体チップの電極上に形成された突起電極（バンプ電極）とが接触するように、前記プリント配線板に前記半導体チップを載置（マウント）する。そうすることによって、前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間にエポキシ樹脂組成物が充填される。そして、前記プリント配線板と前記半導体チップとを加熱及び加圧する熱圧接等によって、前記プリント配線板と前記半導体チップとを接合し、電気的に接続して、前記プリント配線板に前記半導体チップを実装する。その際、前記接合とともに、前記プリント配線板と前記半導体チップとの間の隙間に充填されたエポキシ樹脂組成物も硬化され、前記エポキシ樹脂組成物によって、前記プリント配線板と前記半導体チップとの間が封止される。
【００５４】
上記のような半導体装置の製造方法は、半導体チップの搭載時に発生しうる樹脂のかみこみを抑制しつつ、プリント配線板と半導体チップとの接合と封止材であるエポキシ樹脂組成物の硬化と同時に行うことができる。さらに、その接合は、エポキシ樹脂組成物の硬化時の収縮によって、補強される。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置を効率的に製造することができる。
【００５５】
そして、前記熱圧接としては、２〜１０秒間行われることが好ましい。このような短い時間で熱圧接を行うことによって、プリント配線板と半導体チップとの接合と、エポキシ樹脂組成物の硬化と同時に行うと、一般的には、樹脂のかみこみが発生しやすいが、上記の製造方法によれば、樹脂のかみこみの発生を抑制できる。よって、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続された半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００５６】
上記のように、プリント配線板と半導体チップとの間が封止されることにより得られた半導体装置は、例えば、フラットパネルディスプレイ装置（ＦＰＤ）の駆動パッケージのように、狭ピッチ化、高電圧化の進む分野等に特に好適に用いることができる。
【００５７】
以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５８】
［実施例１〜４、比較例１，２］
下記表１に示した配合（質量部）組成により、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤の各成分を、ホモディスパ（プライミクス株式会社製）を用いて、混合して、液状のエポキシ樹脂組成物を作製した。
【００５９】
ここで、表１において使用した原材料を以下に示す。
【００６０】
（エポキシ樹脂）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製のＹＬ９８０）
（硬化剤）
無水コハク酸
１，２−置換コハク酸無水物（３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）シクロへキセン−１，２−ジカルボン酸、ジャパンエポキシレジン株式会社製のＹＨ−３０７）
（硬化促進剤）
イミダゾール類（旭化成ケミカルズ株式会社製のノバキュアＨＸＡ４９２２ＨＰ）
実施例１〜４、及び比較例１，２で得られたエポキシ樹脂組成物を、下記の方法で評価した。
【００６１】
［樹脂のかみこみ］
ポリイミドフィルム（日立電線株式会社製のカプトンＥＮ）上に、線幅１２μｍ、線間隔１３μｍで０．３μｍ厚の錫めっきを施した櫛型銅パターン回路を形成したテスト基板上に、厚みが約１ｍｍとなるように、エポキシ樹脂組成物を塗布した。その後、バンプ電極を形成した半導体チップを、前記櫛型銅パターン回路と前記バンプ電極とが接触するように載置し、２００℃で１０秒間、熱圧接することによって、半導体装置を２００個作製した。得られた２００個の半導体装置のうち、前記櫛型銅パターン回路と前記バンプ電極との間にエポキシ樹脂組成物の硬化物が介在している、いわゆる樹脂のかみこみが発生した個数を数えた。そして、樹脂のかみこみの発生しなかった半導体装置の数で評価した。なお、樹脂のかみこみは、顕微鏡の観察によって、確認した。
【００６２】
［ゲルタイム］
株式会社サイバー製の自動硬化時間測定装置を用い、１８０℃でのゲルタイム（所定のトルクに達した時点までの時間）を求めた。
【００６３】
結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2010270265.tif 000002
【００６５】
表１によれば、硬化剤として、無水コハク酸と１，２−置換コハク酸無水物とを併用した場合は（実施例１〜４）、１，２−置換コハク酸無水物のみの場合（比較例１）や無水コハク酸のみの場合（比較例２）と比較して、樹脂のかみこみが少なく、ゲルタイムも短かった。より具体的には、比較例１は、ゲルタイムが短かったが、樹脂のかみこみが非常に多く発生し、比較例２は、樹脂のかみこみは発生しなかったが、ゲルタイムが長かった。すなわち、硬化剤として、無水コハク酸と１，２−置換コハク酸無水物とを併用することによって、ノンフロー法による半導体装置の製造方法における封止材として用いても、半導体チップ搭載領域に半導体チップを搭載する際に、プリント配線板の電極と半導体チップの電極との間に、樹脂のかみこみが発生することを抑制し、プリント配線板と半導体チップとが電気的に良好に接続でき、さらに、硬化性の充分に高いエポキシ樹脂組成物を提供できることがわかった。