(57)【要約】【課題】半導体装置の製造における製造安定性の向上を図る。【解決手段】基板３０の表面に、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を塗布する工程と、基板３０表面に、接着剤組成物を介して半導体素子２０を搭載する工程と、を備える。接着剤組成物は、非反応性溶剤を実質的に含まず、かつ４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を塗布する工程と、
前記基板表面に、前記接着剤組成物を介して半導体素子を搭載する工程と、
を備え、
前記接着剤組成物は、
非反応性溶剤を実質的に含まず、かつ
４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記接着剤組成物を塗布する前記工程において、
前記基板表面には、ジェットディスペンサ法を用いて前記接着剤組成物により構成されるドットが形成され、かつ前記ドットの長径Ｌ１と短径Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２が１．００以上１．３５以下である半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記接着剤組成物は、熱硬化性樹脂と、充填剤と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記充填剤は、球状の充填剤を含む半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記充填剤の平均粒径Ｄ５０は、０．１μｍ以上７μｍ以下である半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記充填剤は、比重が３以上である材料により構成される成分を含む半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板表面には、複数の前記半導体素子が搭載される半導体装置の製造方法。
【請求項８】
ジェットディスペンサ法を用いて基板上に塗布され、前記基板と半導体素子を接着する接着層を形成するために用いられる接着剤組成物であって、
非反応性溶剤を実質的に含まず、
４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である接着剤組成物。
【請求項９】
請求項８に記載の接着剤組成物において、
熱硬化性樹脂と、充填剤と、を含む接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、および接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等の電子部品は、たとえば接着層を介して基板上に搭載される。このような接着層に用いられる接着剤に関する技術として、たとえば特許文献１および２に記載されるものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１および２は、いずれも電子部品用接着剤に関する技術である。特許文献１には、ＣＶ値が１０％以下であるスペーサー粒子と、エポキシ化合物と、硬化剤と、を含有する電子部品用接着剤が記載されている。特許文献２には、エポキシ化合物と、無水コハク酸化合物と、硬化促進剤と、を含有する電子部品用接着剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０８４８４３号パンフレット
【特許文献２】特開２００９−１５８７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ジェットディスペンサ法を用いて、半導体素子を基板に接着するための接着層を形成することが検討されている。しかしながら、このような接着層を形成する工程を有する半導体装置の製造方法においては、製造安定性のさらなる向上が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
基板の表面に、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を塗布する工程と、
前記基板表面に、前記接着剤組成物を介して半導体素子を搭載する工程と、
を備え、
前記接着剤組成物は、
非反応性溶剤を実質的に含まず、かつ
４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、
ジェットディスペンサ法を用いて基板上に塗布され、前記基板と半導体素子を接着する接着層を形成するために用いられる接着剤組成物であって、
非反応性溶剤を実質的に含まず、
４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である接着剤組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体装置の製造における製造安定性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す断面図である。
本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法は、基板３０の表面に、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を塗布する工程と、上記基板３０の表面に、接着剤組成物を介して半導体素子２０を搭載する工程と、を備える。半導体装置１００の製造方法において用いられる接着剤組成物は、非反応性溶剤を実質的に含まない。また、当該接着剤組成物は、４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である。
【００１２】
ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を基板へ塗布する工程は、たとえばジェットディスペンサの加温ブロック内に充填した接着剤組成物を加熱しながら、接着剤組成物を基板上へ吐出することにより行われる。本発明者は、長時間の塗布作業中において加温ブロック内における接着剤組成物の粘度の上昇が進んだ場合に、たとえば接着層の厚みにおける均一性が低下すること等に起因して、優れた製造安定性を実現することが困難となるおそれがあることを新たに知見した。このような課題は、近年の半導体パッケージの薄型化に伴い顕著となっている。また、ＭＡＰ成形品等の大面積に対する塗布処理においては、とくに懸念すべきものとなる。なお、接着剤組成物の粘度の上昇は、樹脂の反応の進行に起因するものと推測される。
このため、長期作業性に優れた接着剤組成物を実現し、これにより半導体装置の製造における製造安定性を向上させることが求められていた。
【００１３】
鋭意検討の結果、本発明者は、接着剤組成物の粘度比η２（０．５）／η２（５）を適切に制御することによって、接着剤組成物の長期作業性を向上させるに至った。すなわち、本実施形態によれば、接着剤組成物の粘度比η２（０．５）／η２（５）を３以上１０以下とすることにより、長期作業性に優れた接着剤組成物が実現され、ひいては半導体装置の製造安定性の向上に寄与することが可能となる。
【００１４】
以下、本実施形態に係る接着剤組成物、半導体装置１００、および半導体装置１００の製造方法について詳細に説明する。
【００１５】
まず、接着剤組成物について説明する。
接着剤組成物は、ジェットディスペンサ法を用いて基板上に塗布され、基板と半導体素子を接着する接着層を形成するために用いられる。本実施形態においては、たとえばジェットディスペンサの加温ブロック内において加熱された接着剤組成物が、ジェットディスペンス方式によって基板上へ吐出され、これによりダイアタッチ層である接着層が形成されることとなる。このように、ジェットディスペンサ法を用いて接着層を形成することにより、高い生産効率を実現することが可能となる。
【００１６】
本実施形態においては、たとえばＭＡＰ（Ｍｏｌｄ  Ａｒｒａｙ  Ｐａｃｋａｇｅ）成形品の製造に対しても、接着剤組成物を適用することができる。この場合、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を基板上における複数の領域へ塗布することにより、基板上に複数の接着層を形成した後、各接着層上に半導体素子が搭載されることとなる。これにより、さらなる生産効率の向上を図ることができる。ＭＡＰ成形品としては、たとえばＭＡＰ−ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）や、ＭＡＰ−ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）が挙げられる。
【００１７】
本実施形態に係る接着剤組成物は、たとえばペースト状である。
また、接着剤組成物は、たとえば非反応性溶剤を実質的に含まない。これにより、非反応性溶剤の添加に起因した低粘度化による液だれ等を抑制し、作業性に優れた接着剤組成物を実現することができる。ここで、非反応性溶剤とは、接着剤組成物中に含まれる熱硬化性樹脂の架橋反応に関与する反応性基を有していない溶剤であり、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、およびデカヒドロナフタレン等に例示されるアルカンやシクロアルカンを含む炭化水素溶剤、ならびにベンゼン、トルエン、キシレンおよびメシチレン等の芳香族溶剤が挙げられる。また、非反応性溶剤を実質的に含まないとは、接着剤組成物全体に対する非反応性溶剤の含有量が０．１質量％以下である場合を指す。
一方で、接着剤組成物は、非反応性溶剤を含んでいてもよい。接着剤組成物は、たとえば沸点１５０℃以上の非反応性溶剤を含むことができる。このような非反応性溶剤としては、たとえばブチルセロソルブアセテートが挙げられる。
【００１８】
接着剤組成物は、４５℃、４８時間の条件下で保管した後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、の比η２（０．５）／η２（５）が、３以上１０以下である。これにより、上述のとおり、接着剤組成物の長期作業性を向上させ、製造安定性の向上に寄与することができる。また、塗布後、半導体素子を接着するまでの間において接着剤組成物の粘度が増大してしまうことを抑制することもできる。このため、製造マージンに優れた接着剤組成物を得ることができる。また、接着剤組成物をジェットディスペンサ法により塗布して形成されるドットの形状を均一に半球状として、製造安定性の向上に寄与することもできる。また、塗布作業中における液だれの発生等を抑制して、塗布作業性の向上を図ることも可能となる。
なお、本実施形態において、接着剤組成物の粘度η２（０．５）および粘度η２（５）は、たとえば調製直後から温度４５℃、湿度２５％に保たれたクリーンオーブン内において４８時間保管された後の接着剤組成物に対して測定された値とすることができる。
【００１９】
長期作業性や製造マージンの向上を図る観点からは、接着剤組成物の粘度比η２（０．５）／η２（５）が、３．５以上であることがより好ましい。また、塗布作業性を向上させる観点からは、接着剤組成物の粘度比η２（０．５）／η２（５）が、８以下であることがより好ましい。
【００２０】
接着剤組成物は、調製直後において、ＢＦ型粘度計を用いて測定される２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η１（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η１（５）と、の比η１（０．５）／η１（５）が、たとえば３以上１５以下である。これにより、接着剤組成物をジェットディスペンサ法により塗布して形成されるドットの形状を均一に半球状として、製造安定性の向上に寄与することができる。また、塗布作業中における液だれの発生等を抑制して、塗布作業性の向上を図ることができる。製造安定性や塗布作業性を向上させる観点からは、接着剤組成物の粘度比η１（０．５）／η１（５）が、４以上１０以下であることがより好ましい。
【００２１】
なお、本実施形態において、接着剤組成物の粘度η１（０．５）、粘度η１（５）、粘度比η１（０．５）／η１（５）、粘度η２（０．５）、粘度η２（５）および粘度比η２（０．５）／η２（５）は、たとえば接着剤組成物を構成する各成分の種類や配合量、接着剤組成物の作製方法を適切に調整することにより制御することが可能である。
【００２２】
本実施形態に係る接着剤組成物は、たとえば熱硬化性樹脂（Ａ）と、充填剤（Ｂ）と、を含む。これにより、半導体素子を接着するための接着層を形成する接着剤として、とくに好適な接着剤組成物を実現することができる。
【００２３】
（熱硬化性樹脂（Ａ））
接着剤組成物に含まれる熱硬化性樹脂（Ａ）としては、加熱により３次元的網目構造を形成する一般的な熱硬化性樹脂を用いることができる。本実施形態において、熱硬化性樹脂（Ａ）は、とくに限定されないが、たとえばシアネート樹脂、エポキシ樹脂、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を１分子内に２つ以上有する樹脂、およびマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、接着剤組成物の接着性を向上させる観点からは、エポキシ樹脂を含むことがとくに好ましい。
【００２４】
熱硬化性樹脂（Ａ）として用いられるエポキシ樹脂としては、１分子内にグリシジル基を２つ以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。本実施形態におけるエポキシ樹脂としては、たとえばビフェニル型エポキシ樹脂；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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；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等のノボラック型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂；フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂；ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等の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等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。また、エポキシ樹脂としては、たとえばグリシジル基を１分子内に２つ以上含む化合物のうちの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビフェノールなどのビスフェノール化合物またはこれらの誘導体、水素添加ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＦ、水素添加ビフェノール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノールなどの脂環構造を有するジオールまたはこれらの誘導体、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオールなどの脂肪族ジオールまたはこれらの誘導体などをエポキシ化した２官能のもの、トリヒドロキシフェニルメタン骨格、アミノフェノール骨格を有する３官能のもの、を用いることも可能である。熱硬化性樹脂（Ａ）としてのエポキシ樹脂は、上記に例示されたものから選択される一種または二種以上を含むことができる。
これらの中でも、塗布作業性や接着性を向上させる観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂を含むことがより好ましく、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含むことがとくに好ましい。また、本実施形態においては、塗布作業性をより効果的に向上させる観点からは、室温（２５℃）において液状である液状エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
【００２５】
熱硬化性樹脂（Ａ）として用いられるシアネート樹脂は、とくに限定されないが、たとえば１，３−ジシアナトベンゼン、１，４−ジシアナトベンゼン、１，３，５−トリシアナトベンゼン、１，３−ジシアナトナフタレン、１，４−ジシアナトナフタレン、１，６−ジシアナトナフタレン、１，８−ジシアナトナフタレン、２，６−ジシアナトナフタレン、２，７−ジシアナトナフタレン、１，３，６−トリシアナトナフタレン、４，４'−ジシアナトビフェニル、ビス（４−シアナトフェニル）メタン、ビス（３，５−ジメチル−４−シアナトフェニル）メタン、２，２−ビス（４−シアナトフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−シアナトフェニル）プロパン、ビス（４−シアナトフェニル）エーテル、ビス（４−シアナトフェニル）チオエーテル、ビス（４−シアナトフェニル）スルホン、トリス（４−シアナトフェニル）ホスファイト、トリス（４−シアナトフェニル）ホスフェート、ノボラック樹脂とハロゲン化シアンとの反応により得られるシアネート類、ならびにこれらの多官能シアネート樹脂のシアネート基を三量化することによって形成されるトリアジン環を有するプレポリマーから選択される一種または二種以上を含むことができる。上記プレポリマーは、上記の多官能シアネート樹脂モノマーを、たとえば鉱酸、ルイス酸などの酸、ナトリウムアルコラート、第三級アミン類などの塩基、または炭酸ナトリウムなどの塩類を触媒として重合させることにより得ることができる。
【００２６】
熱硬化性樹脂（Ａ）として用いられるラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を１分子内に２つ以上有する樹脂としては、たとえば分子内に（メタ）アクリロイル基を二つ以上有するラジカル重合性のアクリル樹脂を使用することができる。本実施形態においては、上記アクリル樹脂として、分子量が５００〜１００００であるポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリ（メタ）アクリレートであって、（メタ）アクリル基を有する化合物を含むことができる。なお、熱硬化性樹脂（Ａ）としてラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を１分子内に２つ以上有する樹脂を用いる場合、接着剤組成物は、たとえば熱ラジカル重合開始剤等の重合開始剤を含むことができる。
【００２７】
熱硬化性樹脂（Ａ）として用いられるマレイミド樹脂は、とくに限定されないが、たとえばＮ，Ｎ'−（４，４'−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパンなどのビスマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を含むことができる。
【００２８】
本実施形態において、接着剤組成物中における熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して５質量％以上であることが好ましく、７質量％以上であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の流動性を向上させ、塗布作業性のさらなる向上を図ることができる。一方で、接着剤組成物中における熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して３０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物を用いて形成される接着層の耐リフロー性や耐湿性を向上させることができる。
【００２９】
（充填剤（Ｂ））
接着剤組成物に含まれる充填剤（Ｂ）は、たとえば銀粉、金粉、銅粉等の金属粉；タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩；酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカ等の酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物；チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等の無機充填材、およびアクリルゴム、ニトリルゴム、アクリロニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリイソブチレンゴム等の有機充填材から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、長期作業性を向上させる観点からは、銀粉等の金属粉や、アルミナ、シリカ等の酸化物を含むことが好ましく、銀粉等の金属粉を含むことがより好ましく、銀粉を含むことがとくに好ましい。
【００３０】
充填剤（Ｂ）としては、たとえば球状の充填剤を含むことが好ましい。これにより、塗布作業中における接着剤組成物の粘度が上昇することを、より効果的に抑制することができる。また、接着剤組成物をジェットディスペンサ法により塗布して形成されるドットの形状を、より均一にすることができる。本実施形態においては、とくに好ましい態様の一例として、充填剤（Ｂ）として球状銀粉を含む接着剤組成物を使用することができる。
【００３１】
充填剤（Ｂ）の平均粒径Ｄ５０は、たとえば０．１μｍ以上７μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上６μｍ以下であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の長期作業性をより効果的に向上させることができる。また、ディスペンサのニードルに接着剤組成物がつまってしまうことを抑制し、接着剤組成物の作業性をより効果的に向上させることができる。また、接着剤組成物を用いて形成される接着層の耐リフロー性や強度を向上させることも可能となる。なお、充填剤（Ｂ）の平均粒径は、たとえばレーザー回折散乱法、または動的光散乱法等によって測定することができる。
【００３２】
充填剤（Ｂ）は、たとえば比重が３以上である材料により構成される成分を含むことが好ましく、比重が４以上である材料により構成される成分を含むことがより好ましい。これにより、接着剤組成物をジェットディスペンサ法により塗布して形成されるドットの形状を、より均一に半球状として、製造安定性の向上に寄与することが可能となる。なお、充填剤（Ｂ）を構成する材料の比重の上限値は、とくに限定されないが、たとえば２０とすることができる。また、充填剤（Ｂ）を構成する材料の比重としては、たとえば公知文献に記載される真比重の値を採用することができる。
【００３３】
本実施形態において、接着剤組成物中における充填剤（Ｂ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物を用いて形成される接着層について、低熱膨張性や、耐湿信頼性、耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。一方で、接着剤組成物中における充填剤（Ｂ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の流動性を向上させ、塗布作業性や接着層の均一性を向上させることができる。
【００３４】
（硬化剤（Ｃ））
接着剤組成物は、たとえば硬化剤（Ｃ）を含むことができる。これにより、接着剤組成物の硬化性を向上させることができる。硬化剤（Ｃ）は、たとえば脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシアンジアミド、ジヒドラジド化合物、酸無水物、およびフェノール化合物から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、ジシアンジアミドおよびフェノール化合物のうちの少なくとも一方を含むことが、製造安定性を向上させる観点からとくに好ましい。
【００３５】
硬化剤（Ｃ）として用いられるジヒドラジド化合物としては、アジピン酸ジヒドラジド、ドデカン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、ｐ−オキシ安息香酸ジヒドラジドなどのカルボン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。また、硬化剤（Ｃ）として用いられる酸無水物としてはフタル酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、無水マレイン酸とポリブタジエンの反応物、無水マレイン酸とスチレンの共重合体等が挙げられる。
【００３６】
硬化剤（Ｃ）として用いられるフェノール化合物は、１分子内にフェノール性水酸基を２つ以上有する化合物である。より好ましい１分子内のフェノール性水酸基の数は２〜５であり、とくに好ましい１分子内のフェノール性水酸基数は２つまたは３つである。これにより、接着剤組成物の塗布作業性をより効果的に向上させることができるとともに、硬化時に架橋構造を形成して接着剤組成物の硬化物特性を優れたものとすることができる。上記フェノール化合物は、たとえばビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラメチルビスフェノールＳ、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、テトラメチルビフェノール、エチリデンビスフェノール、メチルエチリデンビス（メチルフェノール）、シクロへキシリデンビスフェノール、ビフェノールなどのビスフェノール類およびその誘導体、トリ（ヒドロキシフェニル）メタン、トリ（ヒドロキシフェニル）エタンなどの３官能のフェノール類およびその誘導体、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのフェノール類とホルムアルデヒドを反応することで得られる化合物で２核体または３核体がメインのものおよびその誘導体から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、ビスフェノール類を含むことがより好ましく、ビスフェノールＦを含むことがとくに好ましい。
【００３７】
本実施形態において、接着剤組成物中における硬化剤（Ｃ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１．０質量％以上であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の硬化性を、より効果的に向上させることができる。一方で、接着剤組成物中における硬化剤（Ｃ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して１０質量％以下であることが好ましく、７質量％以下であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物を用いて形成される接着層の、低熱膨張性や、耐リフロー性、耐湿性を向上させることができる。
【００３８】
（硬化促進剤（Ｄ））
接着剤組成物は、たとえば硬化促進剤（Ｄ）を含むことができる。
熱硬化性樹脂（Ａ）としてエポキシ樹脂を用いる場合には、硬化促進剤（Ｄ）として、たとえばエポキシ樹脂と、硬化剤（Ｃ）と、の架橋反応を促進させるものを用いることができる。このような硬化促進剤（Ｄ）は、たとえばイミダゾール類、トリフェニルホスフィンまたはテトラフェニルホスフィンの塩類、ジアザビシクロウンデセンなどのアミン系化合物およびその塩類から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、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−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−Ｃ１１Ｈ２３−イミダゾール、２−メチルイミダゾールと２，４−ジアミノ−６−ビニルトリアジンとの付加物等のイミダゾール化合物が好適に用いられる。なかでもとくに好ましいのは融点が１８０℃以上のイミダゾール化合物である。
【００３９】
熱硬化性樹脂（Ａ）としてシアネート樹脂を用いる場合には、硬化促進剤（Ｄ）として、たとえばオクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、アセチルアセトン鉄などの有機金属錯体、塩化アルミニウム、塩化錫、塩化亜鉛などの金属塩、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミンなどのアミン類から選択される一種または二種以上を含むものを用いることができる。
【００４０】
本実施形態において、接着剤組成物中における硬化促進剤（Ｄ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の硬化性を向上させることができる。一方で、接着剤組成物中における硬化促進剤（Ｄ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して１質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の流動性をより効果的に向上させることができる。
【００４１】
（反応性希釈剤（Ｅ））
接着剤組成物は、たとえば反応性希釈剤（Ｅ）を含むことができる。
反応性希釈剤（Ｅ）は、たとえばフェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテルなどの１官能の芳香族グリシジルエーテル類、脂肪族グリシジルエーテル類から選択される一種または二種以上を含むことができる。これにより、塗布作業性をより効果的に向上させつつ、接着層の平坦化を図ることが可能となる。
【００４２】
本実施形態において、接着剤組成物中における反応性希釈剤（Ｅ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して３質量％以上であることが好ましく、４質量％以上であることがより好ましい。これにより、接着剤組成物の塗布作業性や、接着層の平坦性をより効果的に向上させることができる。一方で、接着剤組成物中における反応性希釈剤（Ｅ）の含有量は、接着剤組成物全体に対して２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましい。これにより、塗布作業中における液だれの発生等を抑制して、塗布作業性の向上を図ることができる。また、接着剤組成物の硬化性を向上させることも可能となる。
【００４３】
接着剤組成物は、必要に応じてその他の添加剤が含まれていてもよい。その他の添加剤としては、エポキシシラン、メルカプトシラン、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、スルフィドシラン等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等に例示されるカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の固形低応力化成分、ハイドロタルサイト等の無機イオン交換体、消泡剤、界面活性剤、各種重合禁止剤、および酸化防止剤等が挙げられる。接着剤組成物は、これらの添加剤のうち一種または二種以上を含むことが可能である。
【００４４】
本実施形態において、接着剤組成物の調製方法は、とくに限定されないが、たとえば上述した各成分を予備混合した後、３本ロールを用いて混練を行い、さらに真空脱泡することにより、ペースト状の樹脂組成物を得ることができる。この際、たとえば予備混合を減圧下にて行う等、調製条件を適切に調整することによって、接着剤組成物における長期作業性の向上に寄与することが可能である。
【００４５】
次に、半導体装置１００について説明する。
半導体装置１００は、基板３０と、基板３０上に接着層１０を介して搭載された半導体素子２０と、を備えている。半導体素子２０と基板３０は、たとえばボンディングワイヤ４０により電気的に接続される。半導体素子２０とボンディングワイヤ４０は、たとえばエポキシ樹脂組成物等を硬化して形成されるモールド樹脂５０により封止される。
基板３０は、たとえばリードフレームまたは有機基板である。図１においては、基板３０が有機基板である場合が例示されている。この場合、基板３０のうち半導体素子２０が搭載される表面と反対側の裏面には、たとえば複数の半田ボール６０が形成される。
【００４６】
本実施形態に係る半導体装置１００において、接着層１０は、上述において例示した接着剤組成物を硬化することにより形成される。このため、半導体装置１００を安定的に製造することが可能である。
【００４７】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法について説明する。
まず、基板３０の表面に、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物を塗布する。この接着剤組成物としては、上述において例示したものを使用することができる。このため、長期作業性に優れた本実施形態の接着剤組成物を用いて、安定的な半導体装置１００の製造を可能とすることができる。
【００４８】
ジェットディスペンサ法による接着剤組成物の塗布は、たとえばジェットディスペンサの加温ブロック内に充填された接着剤組成物を加熱しつつ、ジェットディスペンス方式によって基板３０の表面上へ吐出することにより行われる。本実施形態においては、ジェットディスペンサ法により接着剤組成物を吐出して基板３０表面に形成される一つのドットが、たとえば一の接着層１０を構成することとなる。接着剤組成物により構成されるこのドットは、たとえば基板３０表面上において略半球状の形状を有する。
【００４９】
また、ＭＡＰ成型品を製造する場合には、基板３０上には複数の半導体素子２０が搭載される。このため、基板３０は、複数の半導体素子搭載領域を備えることとなる。この場合、複数の半導体素子搭載領域に対してジェットディスペンサ法によって接着剤組成物が吐出され、半導体素子搭載領域毎に接着剤組成物により構成されるドットが形成される。そして、これらのドットが、それぞれ接着層１０を構成する。
【００５０】
ジェットディスペンサ法による接着剤組成物の塗布において、加温ブロック温度、すなわち加温ブロック内に充填された接着剤組成物に対する加熱温度は、たとえば２０℃以上９０℃以下とすることができる。これにより、より安定的な塗布処理を実現することができる。長期作業性の向上や、接着剤組成物により構成されるドットの形状を均一な半球状とする観点からは、上記加熱温度を３０℃以上６０℃以下とすることがより好ましく、３５℃以上５０℃以下とすることがとくに好ましい。加熱温度をこのような高温とする場合においても、本実施形態に係る接着剤組成物を用いることによって、塗布作業中における加温ブロック内の接着剤組成物の増粘を抑制し、良好な作業性を長時間維持することが可能となる。
【００５１】
接着剤組成物を塗布する工程においては、上述のように、たとえば基板３０表面に、ジェットディスペンサ法を用いて接着剤組成物により構成されるドットが形成される。本実施形態においては、上記ドットの長径Ｌ１と短径Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２を、たとえば１．００以上１．３５以下とすることができる。これにより、上記ドットが均一な半球状に形成されることとなり、均一な形状を有する接着層１０の形成が可能となる。したがって、製造安定性のさらなる向上を図ることができる。なお、長径Ｌ１を平面視における上記ドットの最大長さとし、短径Ｌ２を平面視における上記ドットの最小長さとすることができる。
なお、形成されるドットのＬ１／Ｌ２は、接着剤組成物を構成する各成分の種類や配合割合、接着剤組成物の調製方法、およびジェットディスペンサ法による塗布条件をそれぞれ適切に調整することにより制御することが可能である。
【００５２】
次に、基板３０表面に塗布された接着剤組成物を介して、基板３０の表面上に半導体素子２０を搭載する。これにより、半導体素子２０は、接着剤組成物により構成される接着層１０によって基板３０の表面に接着されることとなる。
【００５３】
また、ＭＡＰ成型品を製造する場合には、基板３０上に形成された複数の半導体素子搭載領域のそれぞれに、接着剤組成物を介して半導体素子２０が搭載される。すなわち、基板３０表面には、複数の半導体素子２０が搭載されることとなる。なお、ＭＡＰ成型品の製造においては、たとえば基板３０上の複数の半導体素子搭載領域に対して接着剤組成物を塗布する工程の後に、半導体素子２０を搭載する工程が行われる。このように、接着剤組成物を塗布する工程が長時間に亘る場合であっても、長期作業性に優れる本実施形態に係る接着剤組成物を使用することにより、半導体素子２０の搭載を安定的に行うことが可能となる。
【００５４】
本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法は、基板３０上に半導体素子２０を搭載する上記工程の後に、基板３０と、接着層１０と、半導体素子２０と、により構成される構造体を加熱処理する工程を備えていてもよい。これにより、接着層１０を硬化させて、半導体素子２０をより安定的に基板３０へ接着することが可能となる。
【００５５】
次に、半導体素子２０と基板３０と、をボンディングワイヤ４０により電気的に接続する。次いで、半導体素子２０および基板３０を、モールド樹脂５０により封止する。ＭＡＰ成型品の製造においては、たとえば複数の半導体素子２０がモールド樹脂５０によって一括で封止される。次いで、基板３０の半導体素子２０を搭載する表面と反対側の裏面上に、複数の半田ボール６０を形成する。ＭＡＰ成型品の製造においては、その後半導体素子２０毎に個片化する工程が行われる。
本実施形態においては、たとえばこのようにして半導体装置１００が形成される。
【実施例】
【００５６】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００５７】
（接着剤組成物の調製）
実施例１〜２および比較例１のそれぞれについて、表１に示す配合に従って各成分を配合し、常圧で５分、７０ｃｍＨｇの減圧下で１５分、予備混合した。次いで、３本ロールを用いて混練し、脱泡することにより接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物は、実質的に非反応性溶剤を含まないものであった。なお、表１中における各成分の詳細は下記のとおりである。また、表１中の単位は、質量％である。
【００５８】
（Ａ）熱硬化性樹脂
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＲＥ−３０３Ｓ）
（Ｂ）充填剤
充填剤１：球状銀粉（ＤＯＷＡエレクトロニクス（株）製、ＦＡ−ＳＳＢ−１１４、平均粒径（Ｄ５０）０．９μｍ、比重１０．５１）
充填剤２：フレーク状銀粉（福田金属箔粉工業（株）製、ＨＫＤ−３８、平均粒径（Ｄ５０）６．５μｍ、比重１０．５１）
充填剤３：球状シリカ（ＭＲＣユニテック（株）製、ＱＳ−４Ｆ２、平均粒径（Ｄ５０）４μｍ、比重２．２）
（Ｃ）硬化剤
硬化剤１：ビスフェノールＦ（ＤＩＣ（株）製、ＤＩＣ−ＢＰＦ）
硬化剤２：ジシアンジアミド（（株）ＡＤＥＫＡ製、ＤＤＡ）
（Ｄ）硬化促進剤
２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール−４，５−ジメタノール（四国化成工業（株）製、２ＰＨＺＰＷ）
（Ｅ）反応性希釈剤
クレジルグリシジルエーテル（阪本薬品工業（株）製、ｍ，ｐ−ＣＧＥ（メタパラクレジルグリシジルエーテル））
【００５９】
（初期チキソ性）
実施例１〜２および比較例１のそれぞれについて、調製直後の接着剤組成物の粘度を測定した。ここでは、ＢＦ粘度計を用いて、２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η１（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η１（５）と、を測定した。得られた結果から粘度比η１（０．５）／η１（５）を算出し、これを初期チキソ性とした。結果を表１に示す。
【００６０】
（保管後チキソ性）
実施例１〜２および比較例１について、調製後、４５℃、４８時間の条件下で保管した接着剤組成物の粘度を測定した。ここでは、ＢＦ粘度計を用いて、２５℃、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度η２（０．５）と、２５℃、回転数５ｒｐｍにおける粘度η２（５）と、を測定した。得られた結果から粘度比η２（０．５）／η２（５）を算出し、これを保管後チキソ性とした。結果を表１に示す。
【００６１】
（塗布試験）
実施例１〜２および比較例１のそれぞれについて、得られた接着剤組成物を１００メッシュでろ過し、加温ブロックに充填した。次いで、この加温ブロックを装着したジェットディスペンサ（武蔵エンジニアリング（株）製、Ｓｈｏｔｍａｓｔｅｒ  ｍｉｎｉ２００Ω）を用いて、ニードル径７５μｍ、吐出圧７０ｋＰａ、加温ブロック温度５５℃の条件下で基板上に接着剤組成物を１０点塗布した。次いで、形成された１０点のドットについて、長径Ｌ１と短径Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２を、それぞれ測定した。各ドットについて、長径Ｌ１は平面視における最大長さであり、短径Ｌ２は平面視における最小長さである。１０点における上記比Ｌ１／Ｌ２の平均値が、１以上１．１５以下であるものを◎とし、１．１５超１．３５以下であるものを○とし、１．３５超であるものを×として、接着剤組成物の塗布作業性を評価した。結果を表１に示す。
【００６２】
（製造安定性）
実施例１〜２および比較例１のそれぞれについて、得られた接着剤組成物を１００メッシュでろ過し、加温ブロックに充填した。次いで、この加温ブロックを装着したジェットディスペンサ（武蔵エンジニアリング（株）製、ＡｅｒｏＪｅｔ）を用いて、ニードル径７５μｍ、吐出圧７０ｋＰａ、加温ブロック温度５５℃の条件下でリードフレーム上に接着剤組成物を塗布した。次いで、リードフレーム上に接着剤組成物を介して半導体素子をマウントした後、接着剤組成物を加熱硬化してサンプルを得た。得られたサンプルについて、半導体素子の角１のリードフレームからの高さ１と、角１の隣の角となる角２のリードフレームからの高さ２または角１の対角に位置する角３のリードフレームからの高さ３と、の差が５μｍ未満であるものを◎とし、５μｍ以上１０μｍ未満であるものを○とし、１０μｍ以上であるものを×として、製造安定性を評価した。結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2015213098.tif 000003
【００６４】
実施例１および２では、保管後チキソ性が３以上１０以下であった。このような実施例１および２においては塗布試験や製造安定性試験において良好な結果が得られていることが分かる。なお、実施例１と同様に各成分を配合したものであって、減圧下における各成分の予備混合を行わなかった接着剤組成物については、ダマが生じ、安定した初期チキソ性、保管後チキソ性の数値が得られなかった。
【符号の説明】
【００６５】
１００  半導体装置
１０  接着層
２０  半導体素子
３０  基板
４０  ボンディングワイヤ
５０  モールド樹脂
６０  半田ボール
【図１】
2015213098.tif 000004