(57)【要約】【課題】熱伝導性及び充填性に優れるアンダーフィル材、並びにこれを用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂と、硬化剤と、充填材とを含み、前記充填材は、アミノシランで表面処理され、かつ平均粒径が２μｍ〜１０μｍであるアルミナを含むアンダーフィル材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と、硬化剤と、充填材とを含み、
前記充填材は、アミノシランで表面処理され、かつ平均粒径が２μｍ〜１０μｍであるアルミナを含むアンダーフィル材。
【請求項２】
前記アミノシランは、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランを含む請求項１に記載のアンダーフィル材。
【請求項３】
前記アルミナの含有率は、前記アンダーフィル材の全量に対して７０質量％以上である請求項１又は請求項２に記載のアンダーフィル材。
【請求項４】
前記アルミナはα線量が０．０２ｃｏｕｎｔ／ｃｍ２・ｈ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
【請求項５】
前記硬化剤は、アミン硬化剤を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
【請求項６】
前記アミン硬化剤は、ジエチルトルエンジアミンを含む請求項５に記載のアンダーフィル材。
【請求項７】
前記ジエチルトルエンジアミンの含有率は、前記アミン硬化剤の全量に対して５０質量％以上である請求項６に記載のアンダーフィル材。
【請求項８】
前記エポキシ樹脂は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の少なくとも一方を含む請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
【請求項９】
前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂の含有率は、前記エポキシ樹脂の全量に対して５０質量％以上である請求項８に記載のアンダーフィル材。
【請求項１０】
前記グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の含有率は、前記エポキシ樹脂の全量に対して１０質量％以上である請求項８又は請求項９に記載のアンダーフィル材。
【請求項１１】
支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のアンダーフィル材の硬化物と、を備える半導体パッケージ。
【請求項１２】
支持体と、前記支持体上に配置される半導体素子との間の空隙を請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンダーフィル材、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の実装技術においては、基板と半導体チップとの間の空隙を充填するためにアンダーフィル材と呼ばれる液状のアンダーフィル材が広く用いられている。
例えば、特許文献１にはビスフェノール型エポキシ樹脂にアミノフェノールエポキシ樹脂を特定量配合することで良好な注入性と封止後のフィレットクラックの抑制を達成した液状封止材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０９３１４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンダーフィル材には一般に充填材が含まれており、例えば熱伝導性を高めるために充填材としてアルミナを用いる場合がある。このとき、アルミナの含有量を増やすとアンダーフィル材の熱伝導性が向上する傾向にある一方、アンダーフィル材の粘度が上昇して充填性が低下する傾向にある。そこで、アルミナを含む充填材を用いた場合に、高い熱伝導性と粘度低減とを両立したアンダーフィル材が望ましい。
【０００５】
本発明は、熱伝導性及び充填性に優れるアンダーフィル材、並びにこれを用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施形態が含まれる。
＜１＞  エポキシ樹脂と、硬化剤と、充填材とを含み、前記充填材は、アミノシランで表面処理され、かつ平均粒径が２μｍ〜１０μｍであるアルミナを含むアンダーフィル材。
＜２＞  前記アミノシランは、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランを含む＜１＞に記載のアンダーフィル材。
＜３＞  前記アルミナの含有率は、前記アンダーフィル材の全量に対して７０質量％以上である＜１＞又は＜２＞に記載のアンダーフィル材。
＜４＞  前記アルミナはα線量が０．０２ｃｏｕｎｔ／ｃｍ２・ｈ以下である＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載のアンダーフィル材。
＜５＞  前記硬化剤は、アミン硬化剤を含む＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のアンダーフィル材。
＜６＞  前記アミン硬化剤は、ジエチルトルエンジアミンを含む＜５＞に記載のアンダーフィル材。
＜７＞  前記ジエチルトルエンジアミンの含有率は、前記アミン硬化剤の全量に対して５０質量％以上である＜６＞に記載のアンダーフィル材。
＜８＞  前記エポキシ樹脂は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の少なくとも一方を含む＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載のアンダーフィル材。
＜９＞  前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂の含有率は、前記エポキシ樹脂の全量に対して５０質量％以上である＜８＞に記載のアンダーフィル材。
＜１０＞  前記グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の含有率は、前記エポキシ樹脂の全量に対して１０質量％以上である＜８＞又は＜９＞に記載のアンダーフィル材。
【０００７】
＜１１＞  支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載のアンダーフィル材の硬化物と、を備える半導体パッケージ。
【０００８】
＜１２＞  支持体と、前記支持体上に配置される半導体素子との間の空隙を＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載のアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する半導体パッケージの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱伝導性及び充填性に優れるアンダーフィル材、並びにこれを用いて得られる半導体パッケージ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
【００１１】
本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
【００１２】
＜アンダーフィル材＞
本開示のアンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、充填材とを含み、前記充填材は、アミノシランで表面処理され、かつ平均粒径が２μｍ〜１０μｍであるアルミナを含む。本開示のアンダーフィル材は、アミノシランで表面処理され、かつ平均粒径が２μｍ〜１０μｍであるアルミナを含むことにより、熱伝導性及び充填性に優れる。
【００１３】
［エポキシ樹脂］
アンダーフィル材はエポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂の種類は特に制限されず、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。
【００１４】
エポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミン等の芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂などのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、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、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレン骨格及びビフェニレン骨格の少なくともいずれかを有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格及びビフェニレン骨格の少なくともいずれかを有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂などのアラルキル型エポキシ樹脂、並びにビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイド等の脂環式エポキシ樹脂などの脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
エポキシ樹脂は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の少なくとも一方を含むことが好ましく、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
エポキシ樹脂が、グリシジルアミン型エポキシ樹脂を含むことにより、熱伝導性により優れ、かつ粘度がより低減する傾向にある。
また、エポキシ樹脂が、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を含むことにより、粘度が大きく低減する傾向にある。
【００１６】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミン等の芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられ、中でも、アミノフェノール型グリシジルアミンが好ましく、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノールがより好ましい。
これらのグリシジルアミン型エポキシ樹脂は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられ、中でも、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルが好ましい。
これらのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂の含有率は、熱伝導性の向上及び粘度低減による充填性向上の観点から、エポキシ樹脂の全量に対して５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％〜８５質量％であることがより好ましく、７０質量％〜８０質量％であることが更に好ましい。
【００１９】
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の含有率は、粘度低減による充填性向上の観点から、エポキシ樹脂の全量に対して１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％〜４０質量％であることがより好ましく、２０質量％〜３０質量％であることが更に好ましい。
【００２０】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の合計含有率は、熱伝導性と充填性とのバランスをとる観点から、エポキシ樹脂全量に対して６０質量％〜１００質量％であることが好ましく、７５質量％〜１００質量％であることがより好ましく、９０質量％〜１００質量％であることが更に好ましい。
【００２１】
また、エポキシ樹脂の含有率は、アンダーフィル材全量に対して５質量％〜６０質量％であることが好ましく、１０質量％〜５０質量％であることがより好ましく、１５質量％〜４０質量％であることが更に好ましい。
【００２２】
［硬化剤］
アンダーフィル材は硬化剤を含む。硬化剤の種類は特に制限されず、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。具体的には、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、酸無水物硬化剤、ポリメルカプタン硬化剤、ポリアミノアミド硬化剤、イソシアネート硬化剤、ブロックイソシアネート硬化剤等が挙げられる。硬化剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
アンダーフィル材に使用する硬化剤は、常温（２５℃）で液状のものが好ましく、被着体への接着性の観点からは、アミン硬化剤であることが好ましい。アミン硬化剤としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ｎ−プロピルアミン、２−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン等の脂肪族アミン化合物、ジエチルトルエンジアミン、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２−メチルアニリン等の芳香族アミン化合物、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール等のイミダゾール化合物、イミダゾリン、２−メチルイミダゾリン、２−エチルイミダゾリン等のイミダゾリン化合物などが挙げられる。これらの中でも芳香族アミン化合物が好ましく、アンダーフィル材の粘度低減の観点から、ジエチルトルエンジアミンがより好ましい。
【００２４】
アンダーフィル材がアミン硬化剤としてジエチルトルエンジアミンを含む場合、ジエチルトルエンジアミンの含有率は特に制限されず、例えば、アミン硬化剤の全量に対して５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることが更に好ましい。
【００２５】
エポキシ樹脂と硬化剤の配合比は、それぞれの未反応分を少なく抑える関連からは、エポキシ樹脂のエポキシ基の数に対する硬化剤の官能基（アミン硬化剤の場合は活性水素）の数の比（硬化剤の官能基数／エポキシ樹脂のエポキシ基数）が０．５〜２．０の範囲内となるように設定されることが好ましく、０．６〜１．３の範囲内となるように設定されることがより好ましい。成形性と耐リフロー性の観点からは、０．８〜１．２の範囲内となるように設定されることが更に好ましい。
【００２６】
［充填材］
アンダーフィル材は、充填材を含み、充填材は、アミノシランで表面処理され、かつ平均粒径が２μｍ〜１０μｍであるアルミナ（以下、「特定アルミナ」とも称する。）を含む。アミノシランで表面処理されたアルミナを用いることにより、アミノシランで表面処理されていないアルミナを用いる場合と比べてアンダーフィル材の粘度が低減される傾向にある。また、平均粒径が２μｍ以上であるアルミナを含むことにより、アンダーフィル材の熱伝導性に優れる傾向にあり、かつ平均粒径が１０μｍ以下であるアルミナを含むことにより、アンダーフィル材の狭い隙間への充填性がより向上する傾向にある。
【００２７】
前述の特定アルミナは、アミノシランで表面処理されている。アミノシランとしては、１級アミノ基、２級アミノ基及び３級アミノ基からなる群から選ばれる１種以上のアミノ基を有するアミノシランが挙げられ、より具体的には、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。中でも、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。
アミノシランは１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
前述の特定アルミナは、α線量が０．０２ｃｏｕｎｔ／ｃｍ２・ｈ以下であることが好ましく、０．０１５ｃｏｕｎｔ／ｃｍ２・ｈ以下であることがより好ましく、０．０１ｃｏｕｎｔ／ｃｍ２・ｈ以下であることが更に好ましい。特定アルミナのα線量が０．０２ｃｏｕｎｔ／ｃｍ２・ｈ以下であることにより、本開示のアンダーフィル材を使用した際に、α線の影響を受け易い半導体素子における誤動作を抑制できる傾向にある。
【００２９】
充填材としては、前述の特定アルミナを含んでいれば特に制限されない。また、充填材は、前述の特定アルミナ以外のその他の充填材を含んでいてもよい。その他の充填材としては、具体的には、シリカ、ガラス、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレー、マイカ等の無機材料が挙げられる。また、その他の充填材として、難燃効果を有する充填材を用いてもよい。難燃効果を有する充填材としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムと亜鉛の複合水酸化物等の複合金属水酸化物、硼酸亜鉛などが挙げられる。
【００３０】
上記その他の充填材の中でも、熱膨張率低減の観点からはシリカが好ましい。
その他の充填材は１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
アンダーフィル材に含まれる特定アルミナの含有率は、特に制限されず、熱伝導性向上の観点からは、特定アルミナの含有率は多いほど好ましい。例えば、アンダーフィル材全量に対して７０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、７７．５質量％以上であることが更に好ましく、８０質量％以上であることが特に好ましい。
一方、粘度上昇を抑制する観点からは、特定アルミナの含有率は、アンダーフィル材全量に対して９０質量％以下であることが好ましく、８５質量％以下であることがより好ましく、８３質量％以下であることが更に好ましい。
【００３２】
アンダーフィル材に含まれる特定アルミナの含有率（体積含有率）は、特に制限されず、流動性及び強度の観点からは、アンダーフィル材の全量に対して３０体積％〜７０体積％であることが好ましく、４０体積％〜６０体積％であることがより好ましい。
【００３３】
また、充填材は、熱伝導性の観点から、充填材全量に対し、特定アルミナを７５質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むことが更に好ましく、１００質量％含むことが特に好ましい。
また、充填材は、線膨張係数の低減等の観点から、充填材全量に対し、特定アルミナを９５質量％以下含んでいてもよく、９０質量％以下含んでいてもよく、８５質量％以下含んでいてもよい。
【００３４】
なお、特定アルミナの形状及びその他の充填材の形状は、特に限定されず、具体的には粉状、球状、繊維状等が挙げられる。中でも、アンダーフィル材の流動性の点からは、球状が好ましい。
【００３５】
特定アルミナの平均粒径は、２μｍ〜１０μｍであり、アンダーフィル材の熱伝導性及び充填性の観点から、好ましくは２μｍ〜８μｍであり、より好ましくは２μｍ〜６μｍであり、更に好ましくは２μｍ〜５μｍである。特定アルミナの平均粒径は、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置により得られる体積基準の粒度分布において小径側からの体積の累積が５０％となるときの粒径（Ｄ５０）として測定することができる。
【００３６】
［各種添加剤］
アンダーフィル材は、上述の成分に加えて、硬化促進剤、応力緩和剤、カップリング剤、着色剤等の各種添加剤を含んでもよい。アンダーフィル材は、以下に例示する添加剤以外にも必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を含んでもよい。
【００３７】
（硬化促進剤）
アンダーフィル材は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の種類は特に制限されず、エポキシ樹脂及び硬化剤の種類、アンダーフィル材の所望の特性等に応じて選択できる。
【００３８】
アンダーフィル材が硬化促進剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部であることが好ましく、１質量部〜１５質量部であることがより好ましい。
【００３９】
（応力緩和剤）
アンダーフィル材は、応力緩和剤を含んでもよい。応力緩和剤としては、熱可塑性エラストマー、ＮＲ（天然ゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の粒子などが挙げられる。応力緩和剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
アンダーフィル材が応力緩和剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部であることが好ましく、１質量部〜１５質量部であることがより好ましい。
【００４１】
（カップリング剤）
アンダーフィル材は、カップリング剤（アルミナの表面処理に用いるアミノシランを除く）を含んでもよい。カップリング剤としては、１級アミノ基、２級アミノ基及び３級アミノ基からなる群から選ばれる１種以上のアミノ基を有するアミノシラン、エポキシシラン、フェニルシラン、メルカプトシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシラン化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウム／ジルコニウム化合物などが挙げられる。これらの中でもシラン化合物（シランカップリング剤）が好ましい。カップリング剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
アンダーフィル材がカップリング剤を含む場合、カップリング剤の量は、充填材１００質量部に対して０．０５質量部〜５質量部であることが好ましく、０．１質量部〜２．５質量部であることがより好ましい。
【００４３】
（着色剤）
アンダーフィル材は、着色剤を含んでもよい。着色剤としては、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等が挙げられる。着色剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
アンダーフィル材が着色剤を含む場合、その量は硬化性樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計）１００質量部に対して０．０１質量部〜１０質量部であることが好ましく、０．１質量部〜５質量部であることがより好ましい。
【００４５】
（アンダーフィル材の調製方法）
アンダーフィル材の調製方法は特に制限されず、上記各種成分を分散混合できる手法であれば、いかなる手法を用いてもよい。
アンダーフィル材は、例えば、所定の配合量の前記各成分を秤量し、擂潰機、ミキシングロール、プラネタリミキサ等の混合機を用いて混合及び混練し、必要に応じて脱泡することによって得ることができる。
【００４６】
（アンダーフィル材の用途）
アンダーフィル材は、種々の実装技術に用いることができる。特に、フリップチップ型実装技術に用いるアンダーフィル材として好適に用いることができる。例えば、バンプ等で接合された半導体素子と支持体の間の隙間を充填する用途に好適に用いることができる。
【００４７】
半導体素子と支持体の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。アンダーフィル材を用いて半導体素子と支持体の間の隙間を充填する方法は、特に制限されない。例えば、ディスペンサー等を用いて公知の方法により行うことができる。
【００４８】
＜半導体パッケージ＞
本開示の半導体パッケージは、支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子と、前記半導体素子を封止している上述したアンダーフィル材の硬化物と、を備える。
【００４９】
上記半導体パッケージにおいて、半導体素子と支持体の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。上記半導体パッケージでは、アンダーフィル材の硬化物が熱伝導性に優れている。
【００５０】
＜半導体パッケージの製造方法＞
本開示の半導体パッケージの製造方法は、支持体と、前記支持体上に配置された半導体素子との間の空隙を上述したアンダーフィル材で充填する工程と、前記アンダーフィル材を硬化する工程と、を有する。
【００５１】
上記方法において、半導体素子と支持体の種類は特に制限されず、半導体パッケージの分野で一般的に使用されるものから選択できる。アンダーフィル材を用いて半導体素子と支持体の間の隙間を充填する方法、及び充填後にアンダーフィル材を硬化する方法は特に制限されず、公知の手法で行うことができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本開示のアンダーフィル材を実施例によって更に具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（アンダーフィル材の調製）
表１及び表２に示す成分を表１及び表２に示す量（質量部）にて混合し、アンダーフィル材を調製した。各成分の詳細は下記のとおりである。エポキシ樹脂と硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂のエポキシ基数と硬化剤の活性水素数が等しくなるように設定した。
なお、表１及び表２中の「−」は該当する成分を混合していないことを示す。
【００５４】
・エポキシ樹脂
商品名「エポトート  ＹＤＦ−８１７０Ｃ」…液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量：１６０ｇ／ｅｑ、新日鉄住金化学株式会社
商品名「ｊＥＲ  ６３０」…トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、エポキシ当量：９５ｇ／ｅｑ、三菱ケミカル株式会社
商品名「ＳＲ−１６ＨＬ」…１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量：１２５ｇ／ｅｑ、阪本薬品工業株式会社
【００５５】
・硬化剤
商品名「ｊＥＲキュア  Ｗ」…ジエチルトルエンジアミン、活性水素当量：４５ｇ／ｅｑ、三菱ケミカル株式会社
【００５６】
・充填材
商品名「ＡＧ９１００−ＳＸＨ」…表面がアミノシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径２．５μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「ＡＭ５−１０ＲＨ」…表面がアミノシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径４．８μｍ、新日鉄住金マテリアルズ株式会社
商品名「ＳＥ２２００−ＳＥＪ」表面がエポキシシランカップリング剤で処理された球状シリカ、平均粒径０．６μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「Ａ２−ＳＥ−Ｇ１」…表面がエポキシシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径０．８μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「ＡＧ２０５４−ＳＩ」…表面処理をしていないアルミナフィラー、平均粒径０．６μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「ＡＧ２０５４−ＳＸＭ」…表面がアミノシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径０．６μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「ＡＧ２０５４−ＳＭＬ」…表面がメタクリルシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径０．６μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「ＡＧ２０５４−ＳＶＪ」…表面がビニルシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径０．６μｍ、株式会社アドマテックス
商品名「ＡＧ２０５４−ＳＰＭ」…表面がフェニルシランカップリング剤で処理されたアルミナフィラー、平均粒径０．６μｍ、株式会社アドマテックス
【００５７】
・着色剤
商品名「ＭＡ−１００」…カーボンブラック、三菱ケミカル株式会社
【００５８】
（１１０℃での粘度の測定）
アンダーフィル材をレオメーター（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製の「ＡＲ２０００」）を用い、４０ｍｍのパラレルプレートにて、せん断速度：３２．５／ｓｅｃの条件で測定した値を１１０℃での粘度とした。
結果を表１及び表２に示す。
なお、表２中の「×（バツ印）」は、アンダーフィル材の粘度が高く、粘度の測定ができなかったことを示す。
【００５９】
（熱伝導率の測定）
アンダーフィル材の熱伝導率の評価を以下のようにして行った。
アンダーフィル材を１７５℃、１時間の条件で硬化して作製した試験片（１．１ｃｍ角、厚み１．１ｍｍ）について、厚さ方向の熱拡散率を測定した。熱拡散率の測定はレーザーフラッシュ法（装置：ＬＦＡ４４７  ｎａｎｏｆｌａｓｈ、ＮＥＴＺＳＣＨ社製）にて行った。パルス光照射は、パルス幅０．３１（ｍｓ）、印加電圧２４７Ｖの条件で行った。測定は雰囲気温度２５℃±１℃で行った。また上記試験片の密度は電子比重計（ＳＤ−２００Ｌ、アルファーミラージュ株式会社製）を用いて測定した。
次いで、式（１）を用いて比熱、密度を熱拡散率に乗算することによって、熱伝導率の値を得た。
λ＝α×Ｃｐ×ρ・・・式（１）
（式（１）中、λは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αは熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、ρは密度（ｄ：ｋｇ／ｍ３）をそれぞれ示す。）
結果を表１及び表２に示す。
なお、表２中の「×（バツ印）」は、アンダーフィル材の粘度が高いため、試験片の成形ができず、熱伝導率の測定ができなかったことを示す。
【００６０】
【表１】
2019077771.tif 000002
【００６１】
【表２】
2019077771.tif 000003
【００６２】
表１に示すように、実施例１〜５のアンダーフィル材では、１１０℃での粘度が低く、かつ熱伝導率が高いため、優れた充填性及び熱伝導性を達成することができた。
一方、表２に示すように、比較例１、５、６、１３及び１４のアンダーフィル材では、熱伝導率が不十分であった。
また、表２に示すように、比較例２、９、１５及び１６のアンダーフィル材では、１１０℃での粘度が高く、高粘度のため、熱伝導率を測定できなかった。
また、表２に示すように、比較例３、４及び１０〜１２のアンダーフィル材では、高粘度のため、粘度の測定及び熱伝導率の測定ができなかった。
更に、表２に示すように、比較例７及び８のアンダーフィル材では、１１０℃での粘度が高かった。