(57)【要約】【課題】封止面を上にして凸の形状に反りやすい薄型の片面封止型半導体パッケージにおいて、混練性やタブレット打錠性、成形時のバリ特性を損なうことなく、かつ難燃性や充填性を維持しながら高成形収縮特性を達成し、反りを低減することができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物とそれを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】封止厚が０．３ｍｍ以内であり、はんだボールを除いたインターポーザの厚み（Ｘ）が封止厚×１／２≦Ｘ≦封止厚×３を満足する片面封止型半導体装置に使用される半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、球状溶融シリカ、および金属水酸物を含有し、球状溶融シリカは４５μｍ以下の粒子の含有量が９９質量％以上であり、球状溶融シリカおよび金属水酸物の平均粒径はそれぞれ１．０〜１０μｍの範囲内であり、球状溶融シリカの含有量が１０〜４０質量％、金属水酸物の含有量が２０〜５０質量％、球状溶融シリカおよび金属水酸物の合計含有量が３０〜７０質量％の範囲内であり、１７５℃で組成物を成形した後室温に冷却した際の成形収縮率が０．６％以上であることを特徴としている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止厚が０．３ｍｍ以内であり、はんだボールを除いたインターポーザの厚み（Ｘ）が封止厚×１／２≦Ｘ≦封止厚×３を満足する片面封止型半導体装置に使用される半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、球状溶融シリカ、および金属水酸物を含有し、前記球状溶融シリカは４５μｍ以下の粒子の含有量が９９質量％以上であり、前記球状溶融シリカおよび前記金属水酸物の平均粒径はそれぞれ１．０〜１０μｍの範囲内であり、前記球状溶融シリカの含有量が１０〜４０質量％、前記金属水酸物の含有量が２０〜５０質量％、前記球状溶融シリカおよび前記金属水酸物の合計含有量が３０〜７０質量％の範囲内であり、１７５℃で組成物を成形した後室温に冷却した際の成形収縮率が０．６％以上であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
１７５℃におけるゲル化時間が１５〜５０秒の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されていることを特徴とする片面封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片面封止型半導体装置の封止材料として用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物とそれを用いた片面封止型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化、高機能化の市場動向において、半導体装置の高集積化、薄型化が進み、また、半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、従来用いてきたリードフレームの代わりに、有機基板やセラミック基板などの基板に半導体素子を搭載し、基板と半導体素子とを接続部材で電気的に接続した後、半導体素子と接続部材とを封止材料により成形封止して得られるエリア実装型半導体装置への移行が進んでいる。
【０００３】
すなわち、さらなる小型化、軽量化などに対応すべく、パッケージの形態もＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）といったものから、より多ピン化に対応しやすく、かつより高密度実装が可能なＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）を含めたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などのエリア実装型半導体装置へ移行しつつある。
【０００４】
これらのエリア実装型半導体装置は、近年、高速化、多機能化を実現するために、フェースダウン型、積層（スタックド）型、フリップチップ型、ウェハーレベル型など、新しい構造のものが開発されているが、それらの多くが半導体素子搭載面側の片面のみをエポキシ樹脂組成物などの封止材料で封止した後、裏面にはんだボールを形成して実装基板との接合を行う片面封止型半導体装置（片面封止型パッケージ）の形態を有している。また、片面封止型半導体装置に用いられる樹脂基板としては、硬質回路基板やフレキシブル回路基板が主に使用されるが、硬質回路基板としては、ガラス基材エポキシ樹脂基板、ガラス基材ビスマレイミド・トリアジン樹脂基板などが主に使用される。
【０００５】
片面封止型半導体装置（特許文献１、２）は、半導体装置の形状が片面封止であるため、基板と封止材料との物性値の差異などが原因で、成形温度から室温まで冷却した時、またはリフロー工程での熱履歴によって、半導体装置中心部を起点として反り変形が生じやすいという問題がある。この反り変形に伴って、成形品を搬送する際の搬送系エラーを誘発するだけでなく、半導体素子搭載用基板に同一面となるように配置した複数のはんだボールに高低差が生じ、パッケージＤ／Ｃ動作検査工程などの試験を行った場合、コネクタ接続に支障をきたして十分な検査を行えないなどの不具合が発生することがある。また、半導体装置を実装基板に表面実装した時、はんだボールの一部が対応する配線層に完全に接続されず、接続部の信頼性を低下させることがある。
【０００６】
これまでのＢＧＡパッケージでは、基板の半導体素子搭載面からの封止樹脂硬化体の厚みが１ｍｍ前後と厚く、成形時の封止樹脂の収縮が大きいことによるＳｍｉｌｅ反り（封止面を上にした場合下に凸の反り）の低減が課題であった。
【０００７】
しかしながら、ＢＧＡにおけるパッケージ反りの方向は、主な構成要素である基板、半導体素子および封止樹脂硬化体の厚み、平面上での面積、各要素の諸物性によって変わり、例えば封止厚が０．３ｍｍ以内であり、はんだボールを除いたインターポーザの厚み（Ｘ）が封止厚×１／２≦Ｘ≦封止厚×３を満足するような薄型ＢＧＡにおいては、パッケージ反りの方向が逆になり、Ｃｒｙ反り（封止面を上にした場合上に凸の反り）の低減が課題となるケースがある。この場合、従来のＳｍｉｌｅ反りを低減するための技術では対応できないものとなっている。
【０００８】
例えば、このＣｒｙ反りを矯正するためには、封止材料には高成形収縮率、高線膨張といったＳｍｉｌｅ反りを低減するための技術とは逆の特性が求められている。
【０００９】
また、近年では、上記のような封止材料においても、環境規制に対応したハロゲンフリー、アンチモンフリーの難燃性の実現が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−００７５７０号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このＣｒｙ反りを矯正するための高成形収縮率や高線膨張を達成するには、封止材料のフィラーコンテント（充填剤量：ＦＣ）を低くすることが望ましいが、ＦＣを低くすると、難燃性の確保が困難になる問題点や、組成物の粘度が大きく低下することにより混練性やタブレット打錠性が低下するという問題点や、成形時のバリが著しく悪化するという問題点があった。
【００１２】
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、封止面を上にして凸の形状に反りやすい薄型の片面封止型半導体パッケージにおいて、混練性やタブレット打錠性、成形時のバリ特性を損なうことなく、かつ難燃性や充填性を維持しながら高成形収縮特性を達成し、反りを低減することができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物とそれを用い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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、封止厚が０．３ｍｍ以内であり、はんだボールを除いたインターポーザの厚み（Ｘ）が封止厚×１／２≦Ｘ≦封止厚×３を満足する片面封止型半導体装置に使用される半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、球状溶融シリカ、および金属水酸物を含有し、球状溶融シリカは４５μｍ以下の粒子の含有量が９９質量％以上であり、球状溶融シリカおよび金属水酸物の平均粒径はそれぞれ１．０〜１０μｍの範囲内であり、球状溶融シリカの含有量が１０〜４０質量％、金属水酸物の含有量が２０〜５０質量％、球状溶融シリカおよび金属水酸物の合計含有量が３０〜７０質量％の範囲内であり、１７５℃で組成物を成形した後室温に冷却した際の成形収縮率が０．６％以上であることを特徴としている。
【００１４】
この半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、１７５℃におけるゲル化時間が１５〜５０秒の範囲内であることが好ましい。
【００１５】
本発明の片面封止型半導体装置は、前記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置によれば、混練性やタブレット打錠性、成形時のバリ特性を損なうことなく、かつ難燃性や充填性を維持しながら高成形収縮特性を達成し、反りを低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に配合されるエポキシ樹脂は、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、分子構造は特に限定されず各種のものを用いることができる。
【００１９】
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）などの各種のエポキシ樹脂を用いることができる。
【００２０】
さらに具体的には、例えば、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（フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのフェノール類および／またはα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレンなどのナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒドなどのアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合または共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したもの）；トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂（トリフェニルメタン型エポキシ樹脂）；ジシクロペンタジエンとフェノール類との共縮合樹脂のエポキシ化物（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂）；フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂などのアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物（フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂など）；ビフェニレン型エポキシ樹脂；ナフタレン環を有するエポキシ樹脂（ナフタレン型エポキシ樹脂）；ビフェニル型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；ビスフェノール型エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂など）；硫黄含有エポキシ樹脂；ハイドロキノン型エポキシ樹脂；トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂；ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸などのポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂；フタル酸、ダイマー酸などの多塩基酸とエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂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。
【００２１】
半導体封止用エポキシ樹脂組成物としての耐湿信頼性を考慮すると、エポキシ樹脂中に含まれるイオン性不純物であるＮａイオンやＣｌイオンが極力少ない方が好ましく、硬化性などを考慮すると、エポキシ樹脂のエポキシ当量は１００〜５００ｇ／ｅｑが好ましい。
【００２２】
中でも、エポキシ当量１００〜３５０ｇ／ｅｑのビフェニル型エポキシ樹脂およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂を好ましく用いることができる。
【００２３】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、硬化剤が配合される。硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物硬化剤、アミン硬化剤などを用いることができる。中でも、硬化性や硬化物の物性などを考慮すると、フェノール樹脂系硬化剤が好ましい。
【００２４】
フェノール樹脂系硬化剤としては、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、ナフトールノボラック樹脂などのノボラック型樹脂、フェニレン骨格また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、フェニレン骨格また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などのアラルキル型樹脂、トリフェノールメタン型樹脂などの多官能型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトールノボラック樹脂などのジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのビスフェノール型樹脂、ビスフェノールＳなどの硫黄原子含有型フェノール樹脂、トリアジン変性ノボラック樹脂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。
【００２５】
フェノール樹脂系硬化剤は、硬化性などを考慮すると、水酸基当量は７０〜２５０ｇ／ｅｑが好ましく、軟化点は５０〜１２０℃が好ましい。
【００２６】
フェノール樹脂系硬化剤の含有量は、好ましくは、フェノール性水酸基とエポキシ基との当量比（ＯＨ基当量／エポキシ基当量）が０．５〜１．５となる量であり、より好ましくは当量比が０．８〜１．２となる量である。当量比がこのような範囲内であると、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化性を高め、ガラス転移温度の低下を抑制し、耐湿信頼性を高めることができる。
【００２７】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、硬化促進剤が配合される。硬化促進剤としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、５，６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７などのシクロアミジン類、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの第３級アミン類、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィンなど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、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレートなどのテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリン・テトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩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。
【００２８】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、球状溶融シリカが配合される。球状溶融シリカは、他の無機充填剤に比べて充填性および流動性も高めることができる。
【００２９】
球状溶融シリカは、平均粒径が１．０〜１０μｍの範囲内である。球状溶融シリカの平均粒径が１．０μｍ以上であると流動性の低下を抑制でき、平均粒径が１０μｍ以下であると組成物の粘度低下による混練性や打錠性の低下を抑制でき、粗粒子が充填性を阻害することも抑制できる。
【００３０】
なお、ここで平均粒径は、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（例えば、株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００など）を用いて、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から、累積分布によるメディアン径（ｄ５０、体積基準）として求めることができる。
【００３１】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物における球状溶融シリカの含有量は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の全量に対して１０〜４０質量％の範囲内である。球状溶融シリカの含有量をこのような範囲内とし、金属水酸化物と併用することで、混練性やタブレット打錠性、成形時のバリ特性を損なうことなく、かつ難燃性や充填性を維持しながら高成形収縮特性を達成し、反りを低減することができる。
【００３２】
球状溶融シリカは、４５μｍ以下の粒子の含有量が９９質量％以上である。この範囲のものを用いることで、粗大粒子による充填性の低下を抑制することができる。このような特定の粒度分布を有する球状溶融シリカは、市販されているものをそのままで用いる他、それらの複数を混合したり、篩分したりすることなどにより調整して得ることができる。
【００３３】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、金属水酸化物が配合される。金属水酸化物を配合することで、難燃性を維持しつつ成形収縮率（線膨張係数）を大きくでき、薄型パッケージの低反り化を達成することができる。
【００３４】
金属水酸化物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。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。また、金属水酸化物の結晶中の一部の元素を、鉄、ニッケル、チタン、亜鉛、珪素などの別の元素と置換し、固溶体を形成したものを用いることもできる。
【００３５】
金属水酸化物は、平均粒径が１．０〜１０μｍの範囲内である。金属水酸化物の平均粒径が１．０μｍ以上であると流動性の低下を抑制でき、平均粒径が１０μｍ以下であると組成物の粘度低下による混練性や打錠性の低下を抑制でき、粗粒子が充填性を阻害することも抑制できる。
【００３６】
なお、ここで平均粒径は、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（例えば、株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００など）を用いて、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から、累積分布によるメディアン径（ｄ５０、体積基準）として求めることができる。
【００３７】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物における金属水酸化物の含有量は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の全量に対して２０〜５０質量％の範囲内である。金属水酸化物の含有量をこのような範囲内とすることで、難燃性を維持しつつ成形収縮率（線膨張係数）を大きくでき、薄型パッケージの低反り化を達成することができる。
【００３８】
球状溶融シリカおよび金属水酸物の合計含有量は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の全量に対して３０〜７０質量％の範囲内である。これらの合計含有量が３０質量％以上であると、バリなどによってパッケージの成形が困難になることを抑制でき、難燃性も維持することができる。これらの合計含有量が７０質量％以下であると、成形収縮率を０．６％以下にするのが容易になる。
【００３９】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内において、以上に例示した成分以外に、さらに他の成分を配合することができる。このような成分としては、例えば、カップリング剤、離型剤、着色剤などを挙げることができる。
【００４０】
カップリング剤としては、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メチルジエトキシシラン、β−（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などのグリシドキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシランなどのシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤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。
【００４１】
離型剤としては、例えば、カルナバワックスなどの天然ワックス、ポリエチレンワックスなどの合成ワックス、ステアリン酸、モンタン酸、ステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸およびその金属塩、パラフィン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。
【００４２】
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、フタロシアニン、ペリレンブラック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。
【００４３】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、次のようにして製造することができる。例えば、前記のエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、および必要に応じて他の成分を配合し、ミキサー、ブレンダーなどを用いて十分均一になるまで混合する。その後、熱ロールやニーダーなどの混練機により加熱状態で溶融混合し、これを室温に冷却した後、公知の手段により粉砕することにより半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造することができる。
【００４４】
なお、半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、粉末状であってもよいが、取り扱いを容易にするために、成形条件に合うような寸法と質量に打錠したタブレットとすることが好ましい。
【００４５】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、１７５℃で組成物を成形した後室温に冷却した際の成形収縮率が０．６％以上である。以上に説明したような組成によって成形収縮率を０．６％以上とすることにより、薄型パッケージの低反り化を達成できる。
【００４６】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、１７５℃におけるゲル化時間が１５〜５０秒の範囲内であることが好ましい。ゲル化時間が１５秒以上であると未充填の発生を抑制でき、ゲル化時間が５０秒以内であるとバリによって成形に支障を生じることを抑制できる。
【００４７】
本発明の片面封止型半導体装置は、以上のようにして得られた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止することにより製造することができる。
【００４８】
半導体素子としては、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子などを用いることができる。
【００４９】
本発明の半導体装置のパッケージ形態としては、例えば、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）などのエリア実装型パッケージを挙げることができる。このようなエリア実装型パッケージは、例えば、インターポーザ（回路基板）上にダイボンド材料の硬化物を介して半導体素子が固定され、半導体素子の電極パッドと回路基板上の電極パッドとの間は金属ワイヤにより電気的に接続されるか、もしくは半導体素子上に形成されたはんだボールにより半導体素子が直接インターポーザ上の電極パッドと電気的に接続され、固定される。そして本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により、回路基板の半導体素子が搭載された片面側のみが封止される。回路基板上の電極パッドは回路基板上の非封止面側のはんだボールと内部で接合される。
【００５０】
本発明に用いられるインターポーザの樹脂基板としては、ガラス織布、ガラス不織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス基材エポキシ樹脂基板、ガラス基材ビスマレイミド・トリアジン樹脂基板など、いわゆるリジッド基板が挙げられる。あるいはポリイミド樹脂を用いた、いわゆるフレキシブル基板でもよい。樹脂基板表面には通常、配線回路を保護することを目的として、ソルダレジストが塗布され、露光現像されることによって、外部と電気的接続をとる端子部が開口される。
【００５１】
本発明の半導体装置は、例えば次のようにして製造される。例えば、半導体素子を搭載した回路基板などを金型キャビティ内に設置した後、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を低圧トランスファー成形法、コンプレッション成形法、インジェクション成形法などの方法で成形硬化することができる。
【００５２】
低圧トランスファー成形法の場合は、半導体素子が搭載されたインターポーザなどを金型のキャビティ内に配置した後、このキャビティ内に溶融状態の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を所定の圧力で注入し、溶融した半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、インターポーザ上の半導体素子を包み込みながらキャビティ内を流動し、キャビティ内に充満する。
【００５３】
このときの注入圧力は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物や半導体装置の種類に応じて適宜に設定することができるが、例えば４〜７ＭＰａ、金型温度は、例えば１６０〜１９０℃、成形時間は、例えば３０〜３００秒に設定することができる。
【００５４】
次に、金型を閉じたまま後硬化（ポストキュア）を行った後、型開きして成形物すなわち半導体装置（パッケージ）を取り出す。このときの後硬化条件は、例えば１６０〜１９０℃で２〜８時間に設定することができる。
【００５５】
本発明の片面封止型半導体装置は、薄型で反り量が小さいことから、携帯電話、多機能携帯電話、タブレット端末、ＰＤＡ、デジタルカメラなどの小型携帯機器などに好適である。
【実施例】
【００５６】
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に示す配合量は質量部を表す。
【００５７】
表１に示す配合成分として、以下のものを用いた。
（無機充填剤）
球状溶融シリカ
・４５μｍ以下の粒子が９９質量％以上（４５ｃｕｔ）、平均粒径（ａｖ）１０μｍ
・７４μｍ以下の粒子が９９質量％以上（４５ｃｕｔ）、平均粒径（ａｖ）１０μｍ
・４５μｍ以下の粒子が９９質量％以上（４５ｃｕｔ）、平均粒径（ａｖ）１５μｍ
（金属水酸化物）
水酸化マグネシウム  平均粒径３μｍ
水酸化アルミニウム  平均粒径３μｍ
（エポキシ樹脂）
ビフェニル型エポキシ樹脂、日本化薬（株）「ＮＣ３０００Ｈ」
トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、日本化薬（株）「ＥＰＰＮ５０２Ｈ」
（硬化剤）
フェノール樹脂系硬化剤、明和化成（株）「ＨＦ−３Ｍ」
フェノール樹脂系硬化剤、明和化成（株）「ＭＥＨ７５００」
（硬化促進剤）
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（ＴＰＰ）
（カップリング剤）
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
（離型剤）
カルナバワックス
（着色剤）
カーボンブラック
表１に示す各配合成分を、表１に示す割合で配合し、ミキサー、ブレンダーなどで均一に混合した後、ニーダーやロールで加熱、混練し、その後冷却固化し、次いで粉砕機で所定粒度に粉砕して粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
【００５８】
この半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて次の評価を行った。標準的なトランスファー成形条件は次のとおりである。
(トランスファー成形条件)
金型温度：１７５℃
注入圧力：７０ｋｇｆ／ｃｍ2
注入時間：１０秒
成形時間：１５０秒
[ゲル化時間]
キュラストメータ（ＪＳＲトレーディング社製）を用いて、１７５℃にて半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定し、硬化トルク値が０．１ｋｇｆになるまでの時間（ｓ）をゲル化時間として測定した。
[成形収縮率]
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を上記条件で直径８０ｍｍ×５ｍｍ厚の円盤状の試験片に成形した後、室温まで冷却した後の成形品の直径寸法を、マイクロメーターを用いて測定し、室温の金型寸法に対する成形品の寸法から成形収縮率を算出した。
[バリフロー]
前記のトランスファー成形と同様の成形条件にて、幅５ｍｍ、深さ１０ミクロンのスリット加工を施した金型を用いて封止材料を成形し、スリットに樹脂が浸入した距離（ｍｍ）を測定した。
[パッケージの反り]
１２．５ｍｍ×１２．５ｍｍのＦＢＧＡをトランスファー成形により作製した。ダミーチップとして１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．１５ｍｍのチップを用いた。
【００５９】
成形条件は、金型温度１７５℃、成形圧力７ＭＰａ、注入時間１３ｓ、キュア時間１５０ｓとし、成形後、後硬化（１７５℃×４ｈｒ）、リフロー処理（ｍａｘ２６５℃）を行った。
【００６０】
得られたパッケージの封止面の反りを表面形状測定機で測定し、両対角の反り量の平均をパッケージの反りとした。
【００６１】
この反り量の絶対値が０〜８５μｍの範囲であれば良好もしくは可であり、０に近い程好ましい。
[充填性]
上記パッケージのチップ下の充填状態を超音波探査装置により確認し、未充填がない場合を○、ある場合を×として評価した。
【００６２】
評価結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2014133830.tif 000002
【００６４】
表１より、実施例１〜５では、球状溶融シリカの４５μｍ以下の粒子の含有量が９９質量％以上であり、球状溶融シリカおよび金属水酸物の平均粒径がそれぞれ１．０〜１０μｍの範囲内であり、球状溶融シリカの含有量が１０〜４０質量％、金属水酸物の含有量が２０〜５０質量％、球状溶融シリカおよび金属水酸物の合計含有量が３０〜７０質量％の範囲内であり、１７５℃で組成物を成形した後室温に冷却した際の成形収縮率が０．６％以上である半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた。そして実施例１〜５では、これらの条件の範囲外である比較例１〜５に比べて、混練性やタブレット打錠性、成形時のバリ特性を損なうことなく、かつ難燃性や充填性を維持しながら高成形収縮特性を達成し、反りを低減することができた。
【００６５】
また参考例１、２との対比から、１７５℃におけるゲル化時間が１５〜５０秒の範囲内である場合に充填性やバリなどの特性が良好であることも確認された。