(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点２４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物において、前記熱硬化性樹脂バインダーがエポキシ樹脂および硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂は、次の式（Ｉ）：
【化１】
0005571730.tif 000007
（式中、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、Ｒ3はそれぞれ独立にメチル基、塩素原子、または臭素原子を示し、ａは０〜２の整数を示す。Ｘは、エチレンオキシエチル基、ジ（エチレンオキシ）エチル基、トリ（エチレンオキシ）エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ（プロピレンオキシ）プロピル基、トリ（プロピレンオキシ）プロピル基、または炭素数２〜１５のアルキレン基を示す。ｍは自然数でありその平均は１．２〜５である。）で表される構造を有する直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）、および次の式（II）：
【化２】
0005571730.tif 000008
（式中、Ｒ4およびＲ5はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、Ｒ6はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基またはハロゲン原子を示し、ｂは０〜４の整数を示す。ｎは自然数でありその平均は２５〜５００である。）で表される構造を有する重量平均分子量（Ｍｗ）１５０００〜７００００の直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）から選ばれる少なくとも１種を含み、前記硬化剤は、酸無水物基の残基として全炭素数のうち７０％以上が主鎖のアルキレン基またはアルキル基を構成する炭素数７〜２０の炭化水素基を有する酸無水物当量２００〜４００の脂肪族酸無水物からなる酸無水物硬化剤を含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂は、前記直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）および前記直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）の両方を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項３】
前記式（Ｉ）で表わされる直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）を前記エポキシ樹脂全量に対して５０〜９５質量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項４】
前記式（II）で表わされる直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）を前記エポキシ樹脂全量に対して１〜２０質量％含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項５】
前記酸無水物硬化剤を前記硬化剤全量に対して５０〜９５質量％含有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて、半導体部品の端子と回路基板の電極とが接合された接合部を備え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、例えば、半導体部品を実装するための導電ペースト、特に熱硬化性低温はんだペーストとして用いられる熱硬化性樹脂組成物およびこの熱硬化性樹脂組成物を用いて半導体部品を実装した半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パッケージなどの半導体装置の高密度化・多ピン化に伴い、従来のＱＦＰ（Quad Flat Package）のようにリードを用いてはんだ付けにより回路基板に実装する方法に代替する方法が急増してきている。このような方法の代表的なものとしては、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）のようにはんだボール（はんだバンプ）を用いて回路基板に実装する方法がある。
【０００３】
従来、回路基板などに半導体部品を実装する際には、クリームはんだと呼ばれる材料が使用されている。
【０００４】
クリームはんだは、はんだ粒子、フラックス成分、および溶剤を含む組成物である。このクリームはんだを使用した部品実装では、クリームはんだがリフロー炉中ではんだ粒子の融点以上の温度に加熱されることで、はんだ粒子が溶融する。それと共に、高温でフラックス成分によりはんだ粒子表面の酸化層が除去されて、はんだ粒子が一体化し、これにより回路基板などの導体配線と半導体部品との間の導通が確保される。このようなクリームはんだを使用した部品実装プロセス（はんだリフロープロセス）では多くの部品を一括して接続でき、生産性を高めることができる。
【０００５】
添加されるフラックス成分としては、アビエチン酸に代表されるロジン成分材料や各種アミンおよびその塩、さらにはセバシン酸、アジピン酸などの高融点有機酸などが知られている。
【０００６】
また、近年では、従来の代表的なはんだであるＰｂ共晶はんだに代替して、いわゆるＰｂフリーはんだが使用され始めている。Ｐｂフリーはんだとしては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだや、Ｂｉのような低融点金属を用いたはんだなどが知られている。従来の代表的なはんだであるＰｂ共晶はんだは融点１８３℃であるが、一方で、代表的なＰｂフリーはんだであるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだは、これよりもさらに３０℃程度融点が高い。そのため、従来のはんだリフロープロセスでは、最高温度で２１５〜２６０℃という高い温度で部品実装が行われている。
【０００７】
本発明者らは、このようなＰｂフリーはんだに適するものとして、樹脂成分としてエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を配合し、はんだ溶融とともに樹脂を熱硬化させる熱硬化性樹脂組成物の開発を進めてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。この熱硬化性樹脂組成物はクリームはんだとして機能するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６３５００号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７７２６５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０２５９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＢＧＡやＣＳＰは、携帯電話などのモバイル機器などに用いられることが多いため、ＢＧＡやＣＳＰの実装構造には耐落下衝撃性が求められる。
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、耐落下衝撃性を向上させることができる熱硬化性樹脂組成物とそれを用いて半導体部品を実装した半導体装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、融点２４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物において、熱硬化性樹脂バインダーがエポキシ樹脂および硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂は、次の式（Ｉ）：
【化１】
0005571730.tif 000002
（式中、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、Ｒ3はそれぞれ独立にメチル基、塩素原子、または臭素原子を示し、ａは０〜２の整数を示す。Ｘは、エチレンオキシエチル基、ジ（エチレンオキシ）エチル基、トリ（エチレンオキシ）エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ（プロピレンオキシ）プロピル基、トリ（プロピレンオキシ）プロピル基、または炭素数２〜１５のアルキレン基を示す。ｍは自然数でありその平均は１．２〜５である。）で表される構造を有する直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）、および次の式（II）：
【化２】
0005571730.tif 000003
（式中、Ｒ4およびＲ5はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、Ｒ6はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基またはハロゲン原子を示し、ｂは０〜４の整数を示す。ｎは自然数でありその平均は２５〜５００である。）で表される構造を有する重量平均分子量（Ｍｗ）１５０００〜７００００の直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）から選ばれる少なくとも１種を含み、前記硬化剤は、酸無水物基の残基として全炭素数のうち７０％以上が主鎖のアルキレン基またはアルキル基を構成する炭素数７〜２０の炭化水素基を有する酸無水物当量２００〜４００の脂肪族酸無水物からなる酸無水物硬化剤を含むことを特徴とする。
【００１２】
この熱硬化性樹脂組成物において、前記エポキシ樹脂は、直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）および直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）の両方を含むことが好ましい。
【００１４】
この熱硬化性樹脂組成物において、式（Ｉ）で表わされる直鎖状２官能エポキシ樹脂（
Ａ）を前記エポキシ樹脂全量に対して５０〜９５質量％含有することが好ましい。
【００１６】
この熱硬化性樹脂組成物において、式（II）で表わされる直鎖状２官能フェノキシ樹脂
（Ｂ）を前記エポキシ樹脂全量に対して１〜２０質量％含有することが好ましい。
【００１７】
この熱硬化性樹脂組成物において、前記酸無水物硬化剤を前記硬化剤全量に対して５０〜９５質量％含有することが好ましい。
【００１８】
本発明の半導体装置は、上記の熱硬化性樹脂組成物を用いて、半導体部品の端子と回路基板の電極とが接合された接合部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱硬化性樹脂組成物によれば、これを用いて半導体部品を実装した半導体装置の耐落下衝撃性を向上させることができる。
【００２０】
本発明の半導体装置によれば、耐落下衝撃性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明について詳細に説明する。
【００２２】
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、融点が２４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する。
【００２３】
はんだ粒子としては、融点２４０℃以下のはんだ粒子が用いられる。
【００２４】
はんだ粒子の融点の下限は特に限定されるものではないが、１３０℃以上であることが好ましい。
【００２５】
はんだ粒子としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｎをベースとした合金などを用いることができる。具体的には、例えば、ＳｎとＡｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｉｎなどの金属との合金などを用いることができる。
【００２６】
熱硬化性樹脂組成物中のはんだ粒子の含有量は、４０〜９５質量％の範囲が好ましく、７０〜９５質量％の範囲がより好ましい。この範囲内にすると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物による半導体部品の電気的接合性や熱硬化性樹脂バインダーによる補強効果を十分に発揮させることができ、高粘度化による塗布作業性の低下も抑制することができる。
【００２７】
熱硬化性樹脂バインダーは、エポキシ樹脂および硬化剤を主成分として含有する。エポキシ樹脂は比較的低温で硬化すると共に接着性が高いため、従来のはんだリフロー処理より低い温度でも十分な硬化性を発揮して部品実装を可能とすると共に十分な補強効果を発揮することができる。
【００２８】
エポキシ樹脂としては、直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）および直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）から選ばれる少なくとも１種の柔軟性エポキシ樹脂が用いられる。
【００２９】
これらの柔軟性エポキシ樹脂を、後述する柔軟性硬化剤と併用することで、耐落下衝撃性を向上させることができる。
【００３０】
直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）は、芳香核に他の基との結合部位を有する芳香族炭化水素基（ａ１）と、エーテル結合を含む炭化水素基（ａ２）またはその他の炭化水素基（ａ３）とが、アセタール結合（ａ４）を介して結合した構造を有する。そして、グリシジルオキシ基が前記芳香族炭化水素基（ａ１）に結合した構造を有する。
【００３１】
ここで、芳香核に結合部位を有する芳香族炭化水素基（ａ１）は、芳香族炭化水素化合物において、芳香核に他の構造単位との結合部位を有する炭化水素基である。このような芳香族炭化水素基（ａ１）としては、具体的には、例えば、（i）ベンゼン環を１つのみ有する構造からなる炭化水素基、（ii）ベンゼン環が単結合を介して結合した構造からなる炭化水素基、（iii）ベンゼン環が脂肪族炭素原子を介して結合した構造からなる炭化水素基、および（iv）ベンゼン環が脂肪族環状炭化水素基を介して結合した構造からなる炭化水素基、（ｖ）複数のベンゼン環が縮合多環化した構造からなる炭化水素基、（vi）ベンゼン環がアラルキル基を介して結合した構造からなる炭化水素基などが挙げられる。
【００３２】
これらの構造のなかでも、前記構造（iii）で表される芳香族炭化水素基が好ましく、特にメチレンジフェニレン基および２，２−プロパン−ジフェニル基が好ましい。
【００３３】
エーテル結合を含む炭化水素基（ａ２）またはその他の炭化水素基（ａ３）は、柔軟性骨格として機能する。すなわち、直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）に柔軟性を付与するソフトセグメントとして機能し、この直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）を硬化させて得られる硬化物は極めて柔軟なものとなる。エーテル結合を含む炭化水素基（ａ２）としては、アルキレンオキシアルキレン基（ａ２−１）が好ましく、その他の炭化水素基（ａ３）としては、炭素原子数２〜１５の直鎖状アルキレン基（ａ３−１）が好ましい。
【００３４】
ここで、アルキレンオキシアルキレン基（ａ２−１）は、例えば、エチレンオキサイドを重付加反応して形成されるエチレンオキシエチル基およびポリ（エチレンオキシ）エチル基、プロピレンオキサイドを重付加反応して形成されるプロピレンオキシプロピル基およびポリ（プロピレンオキシ）プロピル基の他、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを共重付加反応させて得られるエチレンオキシ基とプロピレンオキシ基とが共存するものであってもよい。
【００３５】
一方、炭素原子数２〜１５の直鎖状アルキレン基（ａ３−１）は、実質的に直鎖状の炭素原子鎖からなる。柔軟性に影響を与えない程度に部分的に分岐構造を採っていてもよいが、柔軟性の点からは分岐を有しない直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。
【００３６】
このような直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）の具体的な化学構造としては、上記式（I）で表わされる構造が好ましく、上記式（I）で表わされる直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）としては、例えば、下記構造式のものが挙げられる。
【００３７】
【化３】
0005571730.tif 000004
【００３８】
この熱硬化性樹脂組成物において、式（I）で表わされる直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）をエポキシ樹脂全量に対して５０〜９５質量％含有することが好ましい。この範囲内にすると、耐落下衝撃性を向上させることができ、作業性の悪化なども抑制することができる。
【００３９】
直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）は、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型などのエポキシ樹脂から合成される、エポキシ基を有するポリヒドロキシポリエーテルである。その重量平均分子量（Ｍｗ）は、１５０００〜７００００、好ましくは３００００〜７００００である。
【００４０】
ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）法により、標準ポリスチレンによる検量線を用いた値とする。また、質量平均分子量／数平均分子量が２〜３の範囲のものが特に好ましい。
【００４１】
中でも、上記式（II）で表わされる直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）が好ましい。これを用いることで、耐落下衝撃性を特に向上させることができる。
【００４２】
この熱硬化性樹脂組成物において、式（II）で表わされる直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）をエポキシ樹脂全量に対して１〜２０質量％含有することが好ましい。この範囲内にすると、耐落下衝撃性を向上させることができ、作業性の悪化なども抑制することができる。
【００４３】
また、この熱硬化性樹脂組成物は、柔軟性エポキシ樹脂として、直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）および直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）の両方を含有することが好ましい。これらの両方を含有することで、耐落下衝撃性の向上に相乗的に作用し、耐落下衝撃性を特に顕著に向上させることができる。
【００４４】
熱硬化性樹脂バインダーには、これらの柔軟性エポキシ樹脂と共に、他のエポキシ樹脂、特に常温で液状のエポキシ樹脂を配合することができる。常温で液状のエポキシ樹脂を用いた場合、はんだ粒子など他の成分を容易に分散することができる。なお、本明細書において「常温で液状」とは、大気圧下での５〜２８℃の温度範囲、特に室温１８℃前後において流動性を持つことを意味する。
【００４５】
常温で液状のエポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するものであれば、その分子量、分子構造は特に限定されず各種のものを用いることができる。
【００４６】
具体的には、例えば、グリシジルエーテル型、グリシジルアミン型、グリシジルエステル型、オレフィン酸化型（脂環式）などの各種の液状のエポキシ樹脂を用いることができる。
【００４７】
さらに具体的には、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型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの水添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、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、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートなどを用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
これらの中でも、半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物の低粘度化と硬化物の物性向上を考慮すると、常温で液状のエポキシ樹脂としてビスフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。
【００４９】
また、常温で固形のエポキシ樹脂を併用することもできる。常温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００５０】
熱硬化性樹脂バインダーには、硬化剤として、酸無水物当量２００〜４００の脂肪族酸無水物からなる柔軟性酸無水物硬化剤が配合される。
【００５１】
この柔軟性酸無水物硬化剤を、前述の柔軟性エポキシ樹脂と併用することで、耐落下衝撃性を向上させることができる。
【００５２】
この柔軟性酸無水物硬化剤の中でも、酸無水物基の残基として炭素数７〜２０の炭化水素基を有するものが好ましい。特に、柔軟性骨格によって耐落下衝撃性を向上させる観点からは、この残基の全炭素数のうち７０％以上が主鎖のアルキレン基またはアルキル基を構成する炭化水素基を有するものが好ましい。
【００５３】
このような脂肪族酸無水物として、具体的には、例えば、オクテニルコハク酸無水物、３−ドデセニル無水コハク酸などが挙げられる。
【００５４】
この熱硬化性樹脂組成物において、柔軟性酸無水物硬化剤を硬化剤全量に対して５０〜９５質量％含有することが好ましい。この範囲内にすると、耐落下衝撃性を向上させることができ、作業性の悪化なども抑制することができる。
【００５５】
また、硬化剤としては、この柔軟性酸無水物硬化剤と共に、酸無水物、フェノールノボラック、各種チオール化合物、各種アミン類、ジシアンジアミド、イミダゾール類、金属錯体およびそれらのアダクト化合物、例えば、ポリアミンのアダクト変性物などを併用することができる。中でも、作業性を向上させる点などを考慮すると、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などの液状の硬化剤が好ましい。
【００５６】
硬化剤の使用量は適宜設定されるが、エポキシ樹脂のエポキシ当量に対する硬化剤の化学量論上の当量比が０．８〜１．２の範囲となるようにすることが好ましい。
【００５７】
熱硬化性樹脂バインダーは、エポキシ樹脂および硬化剤の他に、さらに必要に応じて、他の成分を配合することができる。例えば、硬化促進剤を配合することができる。
【００５８】
硬化促進剤としては、各種イミダゾール類などを用いることができる。イミダゾール類としては、例えば、２ＭＺ、Ｃ１１Ｚ、２ＰＺ、２Ｅ４ＭＺ、２Ｐ４ＭＺ、１Ｂ２ＭＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＭＺ−Ａ、Ｃ１１Ｚ−Ａ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＰＨＺ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＰＺ−ＯＫ(四国化成工業株式会社製、製品名)や、これらのイミダゾール類をエポキシ樹脂と付加させた化合物が挙げられる。また、これら硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質などで被覆してマイクロカプセル化したものを用いることもできる。
【００５９】
硬化促進剤としては上記イミダゾール類の他に、例えば３級アミン類、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７や１，５−ジアザビシクロ（４．３．０）ノネン−５などの環状アミン類およびそれらのテトラフェニルボレート塩、トリブチルホスフィンなどのトリアルキルホスフィン類、トリフェニルホスフィンなどのトリアリールホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートやテトラ（ｎ−ブチル）ホスホニウムテトラフェニルボレートなどの４級ホスホニウム塩、Ｆｅアセチルアセトナートなどの金属錯体およびそれらのアダクト化合物を用いることができる。
【００６０】
これらの硬化促進剤の配合量はゲル化時間や保存安定性を考慮して適宜設定される。
【００６１】
本発明の熱硬化性樹脂組成物に配合されるフラックス成分としては、特に限定されるものではなく、アビエチン酸に代表されるロジン成分材料、各種アミンおよびその塩、セバシン塩、アジピン酸、グルタル酸などの有機酸などを用いることができる。
【００６２】
これらのフラックス成分は、一種類の成分であってもよく、二種類以上の成分を混合してもよい。
【００６３】
そしてこれらのフラックス成分の中でも、アビエチン酸、アジピン酸、グルタル酸は、フラックス活性が高く、化合物としての安定性が高いことからより好ましい。
【００６４】
フラックス成分の含有量は、フラックス成分と熱硬化性樹脂バインダーとの合計量に対して１〜５０質量％であることが好ましい。この場合、フラックス成分が優れたフラックス作用を発揮すると共に、熱硬化性樹脂組成物の硬化物による機械的接合性と電気的接合性を更に向上することができる。
【００６５】
熱硬化性樹脂組成物中のフラックス成分の含有量は適宜設定されるが、特に熱硬化性樹脂バインダーの含有量に対してフラックス成分の含有量が１〜５０ｐｈｒの範囲であることが好ましい。このように前記含有量を１ｐｈｒ以上とすることでフラックス成分がフラックスとしての十分な作用を発揮する。また前記含有量が５０ｐｈｒ以下であることで熱硬化性樹脂組成物の硬化物により部品実装時に十分な補強効果を発揮することができる。
【００６６】
また、熱硬化性樹脂組成物中の熱硬化性樹脂バインダーとフラックス成分の合計量は、前記組成物の全量に対して５〜３０質量％の範囲であることが好ましい。前記含有量を５質量％以上とすることで、熱硬化性樹脂組成物に良好な流動性を付与すると共に、はんだ粒子が一体化した際のボイドの発生を抑制することができ、さらに優れた補強作用を発揮することができる。また前記含有量を３０質量％以下とすることで、熱硬化性樹脂組成物中に十分な量のはんだ粒子を確保することができ、はんだ粒子の溶融一体化が容易となって、接続部分の接続抵抗を十分に低くすることが可能となる。
【００６７】
なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物には、上記必須成分のほか、通常用いられる改質剤、添加剤などが含有されていてもよい。また、熱硬化性樹脂組成物の粘度を低減し、流動性を付与する目的で、低沸点の溶剤や可塑剤を加えることもできる。さらに、印刷形状を保持するためのチクソ性付与剤として、硬化ヒマシ油やステアリン酸アミドなどを添加することも有効である。
【００６８】
熱硬化性樹脂組成物は例えば、次の方法で調製することができる。まず、融点が２４０℃以下のはんだ粒子、エポキシ樹脂の一部または全部、およびフラックス成分を混合する。そしてその混合物に、先にエポキシ樹脂の一部を用いた場合にはその残余と、硬化剤とを添加して混合する。
【００６９】
このとき、エポキシ樹脂、硬化剤といった熱硬化性樹脂バインダーに含まれる成分が液状である場合、容易に各成分を混合することが可能となる。
【００７０】
そして、このように製造すれば、はんだ粒子の周囲にフラックス成分を混合させて熱硬化性樹脂組成物を得ることができ、室温下での保存安定性と加熱時のフラックス作用とを効率よく発現することができる。
【００７１】
こうして得られた熱硬化性樹脂組成物は、上記のとおり熱硬化性樹脂バインダーとしてエポキシ樹脂と硬化剤とを含有しているため、室温下における粘度上昇が抑制される。このため、保存安定性が高いものである。
【００７２】
本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いて、導体配線を有する回路基板などに半導体部品を実装することができる。本発明の半導体装置は、上記の熱硬化性樹脂組成物を用いて、半導体部品の端子と回路基板の電極とが接合された接合部を備えている。
【００７３】
例えば半導体部品として表面実装用のチップ部品を用い、回路基板としてプリント配線板を用いる場合には、熱硬化性樹脂組成物をプリント配線板上の電極（パッド）に塗布する。ここで、回路基板としては、例えば、ガラスエポキシ積層板などに導体パターンを設けて形成されたリジッドプリント配線板や、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムなどに導体パターンを設けて形成されたフレキシブルプリント配線板などを用いることができる。
【００７４】
そして、熱硬化性樹脂組成物の塗布は、例えば、電極と同じ位置に貫通孔を設けたメタルマスクを回路基板に重ねた後、メタルマスクの表面に供給した熱硬化性樹脂組成物をスキージで貫通孔に充填することによって行うことができる。
【００７５】
その後、メタルマスクを回路基板から離すと、電極ごとに熱硬化性樹脂組成物が塗布された回路基板を得ることができる。
【００７６】
次に、熱硬化性樹脂組成物が未硬化状態のまま、半導体部品の端子と回路基板の電極とが対向するように、チップマウンターなどを用いて半導体部品と回路基板とを重ねる。ここで、半導体部品としては、端子としてはんだボールを設けて形成されたＣＳＰ、ＢＧＡ、端子としてリードを設けて形成されたＱＦＰなどの半導体パッケージのほか、パッケージに収容されずに端子を設けて形成された半導体素子（ベアチップ）を用いることができる。
【００７７】
この状態で、チップ部品が配置されたプリント配線板をリフロー炉内で加熱するはんだリフロープロセスなどにより、熱硬化性樹脂組成物を所定の加熱温度まで加熱する。
【００７８】
この加熱温度は、はんだ粒子が十分に溶融し、かつ熱硬化性樹脂バインダーの硬化反応が充分に進行する適宜の温度に設定される。
【００７９】
また、この加熱温度は、はんだ粒子が溶融しきる前にエポキシ樹脂の硬化反応が進行してはんだ粒子の凝集が阻害されるようなことがないように設定されることが好ましい。
【００８０】
そのための好ましい加熱温度は、はんだ粒子の融点よりも１０℃高い温度以上であり、且つはんだ粒子の融点よりも６０℃高い温度以下である。
【００８１】
その後、リフロー方式により、熱硬化性樹脂組成物中のはんだ粒子と、半導体部品の端子を形成しているはんだボールとが溶融する温度まで加熱する。この加熱で熱硬化性樹脂組成物を硬化させることによって、半導体部品と回路基板とを電気的に接続する接合部を設ける。すなわち、加熱されて溶融したはんだ粒子およびはんだボールは一体化してはんだ部を形成すると共に、このはんだ部の周囲を被覆するように、熱硬化性樹脂組成物中の熱硬化性樹脂バインダーが硬化することによって樹脂硬化部を形成する。このように接合部は、はんだ粒子およびはんだボールが溶融一体化したはんだ部と、このはんだ部の周囲を被覆する樹脂硬化部とで形成される。
【００８２】
熱硬化性樹脂組成物が加熱されると、はんだ粒子が溶融すると共に、熱硬化性樹脂組成物中のフラックス成分がフラックス作用を発揮する。
【００８３】
このフラックス作用によりはんだ粒子の表面の酸化層が除去され、はんだ粒子の一体化が促進されると共にはんだ粒子が電極および端子とも溶融接合し、チップ部品の端子とプリント配線板の電極との間の電気的接合がなされる。
【００８４】
さらに、熱硬化性樹脂バインダーとして含まれるエポキシ樹脂と硬化剤の熱硬化反応が進行し、半導体部品と回路基板との機械的接合がなされる。これにより、回路基板に半導体部品が実装され、半導体装置が作製される。
【実施例】
【００８５】
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、表１および表２に示す配合量は質量部を表す。
【００８６】
表１および表２に示す配合成分として、以下のものを用いた。
(はんだ粒子)
ＪＩＳ Ｈ４２Ｂ：５８Ａに規定されたはんだ組成のものを用いた（Ｓｎ４２Ｂｉ５８）。はんだ粒子は常法に従って作製した。このはんだ粒子の平均粒径は１５μｍ、融点は１３９℃であった。
(熱硬化性樹脂バインダー)
１．エポキシ樹脂
(1) 液状エポキシ樹脂、新日鐵化学株式会社製「エポトートＹＤ１２８」、エポキシ当量１８４〜１９４、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
(2) 柔軟性エポキシ樹脂１、ＤＩＣ（株）製「ＥＸＡ−４８５０」、上記式（Ｉ）で表わされる構造を有するエポキシ樹脂
(3) 柔軟性エポキシ樹脂２、三菱化学（株）製「ｊＥＲ４２５０」、エポキシ当量７５００〜８９００、常温で固形、ビスＡ／ビスＦ混合タイプ、Ｍｗ約６００００、上記式（II）で表わされる構造を有するエポキシ樹脂
２．硬化剤
(1) ＤＩＣ（株）製「エピクロンＢ−６５０」、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸
(2) 新日本理化株式会社製「リカシッドＯＳＡ」、オクテニルコハク酸無水物、酸無水物当量 ２５８ｇ／ｅｑ
３．硬化促進剤
四国化成工業（株）製「キュアゾール２ＭＡ−ＯＫ」、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物
(フラックス成分)
アビエチン酸
【００８７】
はんだ粒子、フラックス成分、エポキシ樹脂をディスパーを用いて均一に混練し、この混練物を１昼夜放置した。一方、硬化剤およびエポキシ樹脂を混合して組成物を調製し、この組成物を前記混練物に添加してこれを均一に混合することによって、熱硬化性樹脂組成物を調製した。
【００８８】
次に、回路基板（ＦＲ−４基板）上のＡｕメッキされた電極にこの熱硬化性樹脂組成物をスクリーン印刷で厚さ０．１ｍｍとなるように供給した。
【００８９】
その後、大きさ１４ｍｍ□、厚み０．８ｍｍ、ボール径０．２５ｍｍ、ピッチ０．４ｍｍのＣＳＰパッケージをフリップチップボンダーを用いて正確に回路基板に実装した。その後、リフロー装置で加熱(１６０℃ ６分)して接続した。
【００９０】
このようにして得た評価用ＣＳＰパッケージについて、ＣＳＰパッケージの落下試験を行った。ＪＥＩＴＡ規格に準拠した落下衝撃試験治具に上記の回路基板をセットし、落下高さ１ｍで１０回連続で落下させた。
【００９１】
その後、ＣＳＰパッケージの接続性を、ボール接続部（計５５２個）からなるデイジーチェーンパターンの導通の有無で判定した。
【００９２】
なお、このデイジーチェーンパターンは、導通の有無をチェックできる箇所が８箇所に分割されており、導通の有無のチェックは、それぞれの８箇所毎に行うことが可能である。これらの８箇所中何箇所の導通がＯＫであるかを評価した。
【００９３】
その結果を表１および表２に示す。
【００９４】
【表１】
0005571730.tif 000005
【００９５】
【表２】
0005571730.tif 000006
【００９６】
表１より、実施例１〜９では、エポキシ樹脂として、直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）および直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）から選ばれる少なくとも１種の柔軟性エポキシ樹脂を用いた。それと共に、硬化剤として、酸無水物当量２００〜４００の脂肪族酸無水物からなる柔軟性酸無水物硬化剤を用いた。その結果、実施例１〜９では、耐落下衝撃性を向上させることができた。
【００９７】
また、実施例１〜９では、鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）をエポキシ樹脂全量に対して５０〜９５質量％、直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）を前記エポキシ樹脂全量に対して１〜２０質量％の範囲で用いた。また、柔軟性酸無水物硬化剤を硬化剤全量に対して５０〜９５質量％の範囲で用いた。そして、液状のエポキシ樹脂や液状の硬化剤を併用した。これよって、作業性の悪化なども抑制することができた。
【００９８】
特に、柔軟性エポキシ樹脂として、直鎖状２官能エポキシ樹脂（Ａ）および直鎖状２官能フェノキシ樹脂（Ｂ）の両方を配合した実施例３、８、９では、導通不良となった箇所が一つもなかった。すなわち、実施例１、２、４〜７に比べても、耐落下衝撃性を特に顕著に向上させることができた。
【００９９】
一方、表２より、上記の柔軟性エポキシ樹脂と柔軟性酸無水物硬化剤を併用しなかった比較例１〜４の場合には、いずれか一方を用いても、落下後に導通が確保できず、耐落下衝撃性は低下した。