(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）プレゲル化剤：（Ａ）と（Ｂ）の合計１００質量部に対して５〜３０質量部  及び
（Ｄ）充填材：（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して１００〜２，５００質量部
を含む硬化性エポキシ樹脂組成物を用いて、
半導体素子が搭載された２００ｍｍ角以上の大きさである基板の半導体素子搭載面又は半導体素子が形成された直径２００ｍｍφ以上のウエハの半導体素子形成面を一括封止する半導体素子搭載基材封止工程を有する半導体素子搭載基材封止方法であって、
該半導体素子搭載基材封止工程における一括封止時の条件が、
（ａ）圧縮成型、
（ｂ）成型温度：１００〜１７５℃、
（ｃ）成型時間：２〜２０分  及び
（ｄ）成型圧力：１５０〜３５０ｋＮ、
であることを特徴とする半導体素子搭載基材封止方法。
【請求項２】
半導体素子搭載基材封止工程において、更に次の条件
（ｅ）硬化温度：１００〜２５０℃  及び
（ｆ）硬化時間：０．５〜１０時間
でポストキュアーを行う、請求項１記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【請求項３】
（Ｂ）硬化剤が酸無水物系硬化剤であり、その使用量が、（Ａ）エポキシ樹脂中のエポキシ基１モルに対して該酸無水物系硬化剤中の酸無水物基のモル比が０．５〜１．５になる量である請求項１又は２記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【請求項４】
（Ｂ）硬化剤がフェノール系硬化剤であり、その使用量が、前記（Ａ）エポキシ樹脂中のエポキシ基１モルに対して該フェノール系硬化剤中のフェノール性水酸基のモル比が０．５〜２．０になる量である請求項１又は２記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【請求項５】
（Ｃ）プレゲル化剤の成分が熱可塑性樹脂である請求項１〜４いずれか１項に記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子搭載基材封止方法に関するものであり、特に、特定の半導体素子封止用樹脂組成物を用いて特定の条件下圧縮成型することにより大面積のシリコンウエハ及び基板を一括封止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は目覚しい技術革新を迎えている。スマートフォン、タブレットなどの携帯情報、通信端末は大容量の情報を高速で処理できるように、ＴＳＶ（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ（スルー・シリコン・ビア））技術を用いて複数の半導体素子を多層接続している。多層接続された半導体素子を８インチ（約２０センチ）ないし１２インチ（３０センチ）のシリコンインターポーザーに複数個フリップチップ接続した後、熱硬化樹脂によりインターポーザーごとに封止する。その後、半導体素子上の不要な硬化樹脂を研磨した後、個片化すれば、薄型で小型、多機能かつ高速処理可能な半導体装置を得ることができる。更に近年では、半導体素子の積層化に伴って、封止層が厚くなるため、封止した樹脂層を研磨して薄型にした半導体装置が主流となってきている（特許文献１）。
【０００３】
小径ウエハなどの基板を使用した場合は、現状でも大きな問題もなく半導体素子を封止成型できる。しかし、８インチ以上、近年では２０インチウエハや、２０インチを超えるパネルの成型では、封止後のエポキシ樹脂などの収縮応力が大きいため、半導体素子が金属などの基板から剥離するという問題があり、量産化が困難であった。また、ウエハやガラス基板、金属基板の大口径化にともなう上記のような問題を解決するには、樹脂にフィラーを９０質量％以上充填したり、樹脂の低弾性化で硬化時の収縮応力を小さくしたりすることが必要であった（特許文献２）。
【０００４】
また、シリコンインターポーザー上に熱硬化樹脂を全面封止した場合、シリコンと熱硬化性樹脂の熱膨張係数の違いから大きな反りが発生する。反りが大きいとその後の研磨工程や個片化工程において問題が生じるため、反りの防止が大きな技術課題となっている。
【０００５】
反りを防止するために、従来、エポキシ樹脂と酸無水物やフェノール樹脂などの硬化剤を用いた組成物に、フィラーを８５質量％以上充填し、応力緩和のためにゴムや熱可塑性樹脂を配合した封止材が使用されてきた（特許文献３）。しかし、このような組成物は、フィラーを高充填するため流動性に乏しく、薄膜の封止成型時に未充填を生じたり、ウエハ外周部にフローマークが発生したりするといった問題があった。
【０００６】
なお、未充填とは、ウエハ外周部に発生する樹脂の欠けのことであり、未充填が発生すると後工程でウエハを搬送するときに、センサーが未充填部をノッチと誤認識して、位置合わせ特性の低下が懸念される。また、フローマークとは、成型物の中心から外側に向かって放射状に残る白い流動痕のことであり、フローマークが発生すると外観不良や硬化物の物性のバラつき、それに伴う信頼性の低下等が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２２９７７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０９４５３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１６８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、大面積のシリコンウエハまたは基板を樹脂組成物で一括封止する際に、未充填やフローマーク等の成型不良を発生することのない封止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】
【０００９】
斯かる実状に鑑み、本発明者は、鋭意研究を行った結果、特定の半導体素子封止用樹脂組成物を用いて特定の条件で圧縮成型することにより大面積のウエハ又は大型基板を一括封止できることを見出し、本発明を完成した。ここで、「大面積のウエハ」とは、直径８インチ（２０センチ）以上、「大型基板」とは２００ｍｍ×２００ｍｍ以上の基板を指す。
【００１０】
即ち、本発明は次のものである。
［１］
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）プレゲル化剤：（Ａ）と（Ｂ）の合計１００質量部に対して５〜３０質量部  及び
（Ｄ）充填材：（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して１００〜２，５００質量部
を含む硬化性エポキシ樹脂組成物を用いて、
半導体素子が搭載された２００ｍｍ角以上の大きさである基板の半導体素子搭載面又は半導体素子が形成された直径２００ｍｍφ以上のウエハの半導体素子形成面を一括封止する半導体素子搭載基材封止工程を有する半導体素子搭載基材封止方法であって、
該半導体素子搭載基材封止工程における一括封止時の条件が、
（ａ）圧縮成型、
（ｂ）成型温度：１００〜１７５℃、
（ｃ）成型時間：２〜２０分  及び
（ｄ）成型圧力：５０〜３５０ｋＮ、
であることを特徴とする半導体素子搭載基材封止方法。
【００１１】
［２］
半導体素子搭載基材封止工程において、更に次の条件
（ｅ）硬化温度：１００〜２５０℃  及び
（ｆ）硬化時間：０．５〜１０時間
でポストキュアーを行う、［１］記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【００１２】
［３］
（Ｂ）硬化剤が酸無水物系硬化剤であり、その使用量が、（Ａ）エポキシ樹脂中のエポキシ基１モルに対して該酸無水物系硬化剤中の酸無水物基のモル比が０．５〜１．５になる量である［１］又は［２］記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【００１３】
［４］
（Ｂ）硬化剤がフェノール系硬化剤であり、その使用量が、前記（Ａ）エポキシ樹脂中のエポキシ基１モルに対して該フェノール系硬化剤中のフェノール性水酸基のモル比が０．５〜２．０になる量である［１］又は［２］記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【００１４】
［５］
（Ｃ）プレゲル化剤の成分が熱可塑性樹脂である［１］〜［４］いずれか１項に記載の半導体素子搭載基材封止方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のウエハまたは基板の封止方法によれば、大面積を有する半導体素子搭載基材一括で封止することができ、未充填やフローマークの発生を抑えることができる。また、本発明の封止方法で封止されたウエハまたは基板は反りが小さく、耐熱性にも優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１７】
［半導体素子封止用樹脂組成物］
本発明に用いる半導体素子封止用樹脂組成物は、次の
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）プレゲル化剤  及び
（Ｄ）充填材
を含む硬化性エポキシ樹脂組成物である。
以下、各成分について詳述する。
【００１８】
［（Ａ）エポキシ樹脂］
本発明に用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂は、半導体素子封止用樹脂組成物の主成分であり、公知のエポキシ樹脂を用いることができる。（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＳ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、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物並びにこれらにリン化合物を導入したリン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、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、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノール類ジグリシジルエーテル化合物が好ましく用いられる。これらは１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００１９】
（Ａ）エポキシ樹脂の配合量は、半導体素子封止用樹脂組成物中、３〜３０質量％とすることが好ましく、特に４〜１５質量％、さらに５〜１０質量％とすることが好ましい。（Ａ）エポキシ樹脂の配合量が３質量％未満の場合、半導体封止用樹脂組成物が成型困難となり、３０質量％を越える場合、封止後の反りが大きくなるおそれがある。
【００２０】
［（Ｂ）硬化剤］
本発明に用いられる半導体素子封止用樹脂組成物中、（Ｂ）成分の硬化剤は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂と反応する硬化剤であれば特に限定されるものではない。この硬化剤は、該硬化剤の分子中の反応性官能基（アミノ基、フェノール性水酸基、酸無水物基等）と、（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基とを反応させ、三次元架橋構造を形成した硬化物を得るために添加される。
【００２１】
（Ｂ）成分の硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられ、なかでも、酸無水物系硬化剤が好ましい。
【００２２】
アミン系硬化剤としては、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン等の芳香族ジアミノジフェニルメタン化合物、２，４−ジアミノトルエン、１，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジアミノベンゼン等が挙がられ、これらを１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。これらの中でも、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、２，４−ジアミノトルエンが好ましい。
【００２３】
（Ａ）成分中に含まれるエポキシ基１モルに対して、アミン系硬化剤中のアミノ基のモル比は、０．７〜１．２が好ましく、０．７〜１．１がより好ましく、０．８５〜１．０５がさらに好ましい。前記モル比が０．７未満では未反応のエポキシ基が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、前記モル比が１．２を超えると硬化物が硬く脆くなり、リフロー時又は温度サイクル時にクラックが発生するおそれがある。
【００２４】
フェノール系硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、レゾルシノール型フェノール樹脂、アリル基含有フェノール樹脂、ビスフェノールＡ型樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＳ型フェノール樹脂等が挙げられ、これらを１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。これらの中でも、アリル基含有フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂が好ましい。
【００２５】
硬化剤としてフェノール樹脂が用いられる場合、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１モルに対して、硬化剤中に含まれるフェノール性水酸基のモル比は、０．５〜２．０が好ましく、０．８〜１．５がより好ましい。
【００２６】
酸無水物系硬化剤としては、例えば、３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、１−イソプロピル−４−メチル−ビシクロ［２．２．２］オクト−５−エン−２、３−ジカルボン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ピロメリット酸二無水物、アロオシメン無水マレイン酸付加物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラビスベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、（３、４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４―ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物等が挙げられ、これらを１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。これらの中でも、３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、１−イソプロピル−４−メチル−ビシクロ［２．２．２］オクト−５−エン−２、３−ジカルボン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。
【００２７】
酸無水物系硬化剤が用いられる場合、（Ａ）エポキシ樹脂中のエポキシ基１モルに対して、硬化剤中の酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）のモル比は、０．５〜１．５であることが好ましく、０．７〜１．３がより好ましく、０．９〜１．１がさらに好ましい。前記モル比が０．５未満では、未反応のエポキシ基が残存することで、ガラス転移温度が低下し、更に密着性も低下するおそれがある。また、前記モル比が１．５を超えると、硬化物が硬く脆くなるためリフロー時又は温度サイクル試験時にクラックが発生するおそれがある。
【００２８】
［（Ｃ）プレゲル化剤］
本発明に用いられる（Ｃ）成分のプレゲル化剤は、加熱によりエポキシ樹脂が低粘度化することによる、フローマークの発生や硬化収縮起因の成型体のソリなどを抑制する。前記プレゲル化剤は、組成物調製時に分散しやすい粉体であることが好ましく、また、低温域で容易に溶解し、エポキシ樹脂、必要により使用される硬化剤、充填材、その他の添加剤との相溶性がよいことが好ましい。
【００２９】
前記粉体としては、平均粒径０．２〜５０μｍ、さらには０．５〜５０μｍ、とくには１〜１０μｍ程度の平均粒径を有するものが好ましい。この範囲内であれば、エポキシ樹脂に分散しやすい。なお、前記平均粒径の値は、レーザー光回折法による粒度分布測定における累積質量平均値Ｄ５０（又はメジアン径）によって測定されたものである。また、プレゲル化剤は、前記低温域でエポキシ樹脂などに容易に溶解し、相溶性がよい、熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられ、アクリル樹脂が耐熱性の観点から好ましい。また、プレゲル化剤は、部分架橋物でもよく、より好ましくは非架橋物である。
【００３０】
さらに、プレゲル化剤は、ゲル化効果が高い点から、数平均分子量で１０，０００〜１０，０００，０００、さらには１００，０００〜５，０００，０００のものが好ましい。なお、該数平均分子量は、ポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定された値である。
【００３１】
前記プレゲル化剤の具体例としては、たとえばアイカ工業製の商品名ゼフィアックＦ−３０１、Ｆ−３０３、Ｆ−３２０、Ｆ−３２５、Ｆ−３４０Ｍ、Ｆ−３５１などのアクリル樹脂が挙げられる。これらは単独で使用してもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。前記プレゲル化剤は、概ね２５〜８０℃程度では固形状であり、８０〜１２０℃程度で軟化〜溶融する。プレゲル化剤が軟化〜溶融した後は、他の成分と相溶化してエポキシ樹脂組成物を低粘度化しにくくし、エポキシ樹脂が硬化剤と反応してゲル化するのとあいまって短時間で組成物をゲル状態にすることができる。
【００３２】
前記プレゲル化剤の使用量としては、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤１００質量部に対して、プレゲル化剤５〜３０質量部が好ましく、特に１０〜２０質量部が好ましい。プレゲル化剤の使用量が５質量部未満の場合、エポキシ樹脂が反応してゲル化するまでの間プレゲル化する作用が充分得られないことがあり、３０質量部を越える場合、耐熱性が低下することがある。
【００３３】
［（Ｄ）充填材］
本発明に用いられる（Ｄ）成分の充填材は、半導体素子封止用樹脂組成物の熱膨張率低下や耐湿信頼性向上のために添加される。該充填材としては、例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ、クリストバライト等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維、酸化マグネシウム等が挙げられる。これらの充填材の平均粒径や形状は、用途に応じて選択することができる。なかでも球状アルミナ、球状溶融シリカ、ガラス繊維等が好ましい。
【００３４】
充填材の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して１００〜２，５００質量部が好ましく、特に２００〜１，９００質量部が好ましい。
【００３５】
［（Ｅ）その他の添加剤］
本発明の半導体素子封止用樹脂組成物は、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）成分の所定量を配合することによって得られるが、（Ｅ）成分としてその他の添加剤を必要に応じて本発明の目的、効果を損なわない範囲で添加することができる。かかる添加剤としては、硬化促進剤、重合開始剤、離型剤、難燃剤、イオントラップ剤、酸化防止剤、接着付与剤、低応力剤、着色剤、カップリング剤等が挙げられる。
【００３６】
硬化促進剤は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化反応を促進させるものであれば特に制限されない。該硬化促進剤としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどのリン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７などの第３級アミン化合物、２−メチルイミダゾール、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などのイミダゾール化合物等が挙げられる。なかでもトリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボランが好ましい。硬化促進剤の添加量は、（Ａ）と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して０．１〜１０質量部が好ましく、特に０．５〜５質量部が好ましい。
【００３７】
離型剤は、硬化物の金型からの離型性を向上させるために添加される。該離型剤としては、例えば、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン、モンタン酸、モンタン酸と飽和アルコール、２−（２−ヒドロキシエチルアミノ）エタノール、エチレングリコール、グリセリン等とのエステル化合物であるモンタンワックス、ステアリン酸、ステアリン酸エステル、ステアリン酸アミド等公知のものを全て使用することができる。
【００３８】
難燃剤は、硬化物に難燃性を付与するために添加される。該難燃剤は公知のものを全て使用することができ、特に制限されない。該難燃剤としては、例えば、ホスファゼン化合物、シリコーン化合物、モリブデン酸亜鉛担持タルク、モリブデン酸亜鉛担持酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化モリブデン等が挙げられる。
【００３９】
イオントラップ剤は、樹脂組成物中に含まれるイオン不純物を捕捉し、熱劣化及び吸湿劣化を防ぐために添加される。イオントラップ剤は公知のものを全て使用することができ、特に制限されない。イオントラップ剤としては、例えば、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス化合物、希土類酸化物等が挙げられる。
【００４０】
（Ｅ）成分の配合量は、半導体素子封止用樹脂組成物の用途により異なるが、いずれの添加剤も半導体素子封止用樹脂組成物全体の１０質量％以下の量が好ましい。
【００４１】
本発明に用いられる半導体素子封止用樹脂組成物の粘度は、ＪＩＳ  Ｚ８８０３：２０１１に準じ、２５℃の測定温度で、Ｅ型粘度計を用いて、試料をセットして２分後の値を測定したものである。半導体素子封止用樹脂組成物の粘度は、好ましくは１０〜１，０００Ｐａ．ｓであり、より好ましくは５０〜７００Ｐａ・ｓである。粘度を調整するには、無機充填剤の使用量を適宜変更すればよい。
【００４２】
［半導体素子封止用樹脂組成物の製造］
本発明の半導体素子封止用樹脂組成物は、例えば、以下に記載されるような方法で製造することができる。
【００４３】
（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤と（Ｃ）プレゲル化剤と（Ｄ）充填材とを、同時に又は別々に必要に応じて加熱処理を行いながら混合、撹拌、溶解及び／又は分散させることにより、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）成分の混合物を得る。このときに、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）成分の混合物に加えて、（Ｅ）成分のその他の添加剤である硬化促進剤、離型剤、難燃剤及びイオントラップ剤などを添加してもよい。（Ａ）〜（Ｅ）の各成分は一種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
上記成分の混合、撹拌、分散等の装置としては、特に限定されるものではないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、３本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル等を使用することができる。また、これら装置を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００４５】
［半導体素子搭載基材封止工程］
本工程は、上記半導体素子封止用樹脂組成物で、大面積の半導体素子搭載基材を一括封止する工程である。
即ち、上記半導体素子封止用樹脂組成物を所定の厚みになるよう計量し、大面積を有するウエハ又は有機基板に搭載された積層半導体素子上に充填する。その基材を圧縮成型可能なモールド装置等を用いて、下記の成型条件である成型温度、成型時間及び成型圧力で封止する。封止後、半導体素子封止用樹脂組成物を更に硬化させるために、必要により所定の硬化温度及び硬化時間でポストキュアーを行う。
【００４６】
（１）樹脂厚
封止樹脂の厚さは、半導体素子により適宜決定すればよいが、５０〜３，０００μｍが好ましく、特に１００〜２，０００μｍが好ましい。また、使用する基材としてシリコンウエハを用いる場合の厚さとしては、成型時に割れやかけ等が生じない厚みであればよく、好ましくは１０〜１，０００μｍであり、さらに好ましくは２０〜７７５μｍである。
【００４７】
（２）基材の大きさ
大面積のシリコンウエハとは、本発明では直径２００ｍｍ以上のウエハを言う。実際には、２００〜４５０ｍｍのウエハが対象である。また、基材として基板を用いる場合には、基板の厚さが圧縮成型時にサポート機能を有する程度であればよく、好ましくは３０μｍ〜５，０００μｍであり、さらに好ましくは５０μｍ〜３，０００μｍである。また、基板の大きさについては、本発明では縦２００ｍｍ以上、横２００ｍｍ以上の四角形であれば「大面積の基板」であるとする。実際には、縦２００〜６５０ｍｍ、横２００〜６５０ｍｍの基板が本発明の対象である。
【００４８】
（３）基材の種類
基材の種類としては、セラミックス基板、表面が絶縁処理された銅やアルミ基板、ＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂基板、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）基板などが挙げられ、特にはＢＴ樹脂基板やセラミックス基板が好ましく用いられる。
【００４９】
（４）成型条件
圧縮成型時の成型条件は、成型温度が１００〜１７５℃、好ましくは１２０〜１７５℃、成型時間が２〜２０分、好ましくは３〜１０分、成型圧力が５０〜３５０ｋＮ、好ましくは１５０〜３５０ｋＮである。
【００５０】
（５）完全硬化条件（ポストキュアー）
上記条件で封止された基材は、半導体素子封止用樹脂組成物を更に硬化させるために、温度１００〜２５０℃、好ましくは１５０〜２５０℃で、時間０．５〜１０時間、好ましくは１〜５時間で硬化させることが好ましい。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
［調製例］
調製例１〜１２及び比較調製例１〜４について下記に示す各成分を表１に示す組成比で配合して半導体素子封止用樹脂組成物を調製した。なお、表１において、（Ａ）〜（Ｅ）成分の量は質量部を示す。
【００５３】
（Ａ）エポキシ樹脂
（Ａ１）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（品名：ＹＤＦ−８１７０：三菱化学社製）
（Ａ２）３官能型エポキシ樹脂（品名：ＥＰ６３０：三菱化学社製）
（Ａ３）脂環式エポキシ樹脂（品名：ＣＥＬ２０２１Ｐ：ダイセル社製）
（Ｂ）硬化剤
（Ｂ１）アリルフェノール型フェノール樹脂（品名：ＭＥＨ−８０００Ｈ：明和化成社製）
（Ｂ２）酸無水物硬化剤（品名：リカシッドＭＨ：新日本理化社製）
（Ｃ）プレゲル化剤
（Ｃ１）平均粒径２．０μｍエポキシ基変性アクリル樹脂（品名：Ｆ−３０１：アイカ工業社製）
（Ｃ２）平均粒径２．０μｍアクリル樹脂（品名：Ｆ−３２０：アイカ工業社製）
（Ｄ）充填材
（Ｄ１）平均粒径８μｍの球状シリカ（龍森社製）
（Ｄ２）平均粒径１３μｍの球状シリカ（品名：ＣＳ−６１０３  ５３Ｃ、龍森社製）
（Ｅ）その他の成分
（Ｅ１）マイクロカプセル型潜在性硬化促進剤（品名：ノバキュアＨＸ３０８８：旭化成イーマテリアルズ株式会社製）
（Ｅ２）顔料（品名：三菱カーボン３２３０ＭＪ：三菱化学社製）
【００５４】
［実施例１〜１２］
実施例１〜１０では、ウエハ８インチ／７２５μｍ厚を使用し、実施例１１及び１２では２９０ｍｍ×２９０ｍｍのＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂製の有機基板/厚さ７００μｍを使用した。実施例１〜１２では、半導体素子封止用樹脂組成物として、それぞれ調製例１〜１２の組成物を用いて、アピックヤマダ社製ウエハーモールド装置（ＭＺ８２４−１）にて樹脂厚みを１００μｍに設定し、成型圧力３５０ｋＮ、成型時間６００秒、成型温度１２０℃にて圧縮成型した。その後、各半導体素子封止用樹脂組成物を硬化温度１５０℃、硬化時間４時間にて完全硬化（ポストキュアー）させた。
【００５５】
［比較例１〜４］
比較例１〜４では、ウエハ８インチ／７２５μｍ厚を使用し、半導体素子封止用樹脂組成物として、それぞれ比較調製例１〜４の組成物を用いて、実施例１〜１２と同様の条件で圧縮成型及びポストキュアーを行った。
【００５６】
これら実施例１〜１２、比較例１〜４に関する下記評価項目の測定結果を表１に示す。
【００５７】
［実施例１３〜１８］
実施例１３〜１７ではウエハ８インチ／７２５μｍ厚を使用し、実施例１８では２９０ｍｍ×２９０ｍｍのＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂製の有機基板/厚さ７００μｍを使用した。実施例１３〜１８では、半導体素子封止用樹脂組成物として調製例２の組成物を用いて、アピックヤマダ社製ウエハーモールド装置（ＭＺ８２４−１）にて樹脂厚みを１００μｍに設定し、表２に示す成型条件で成型した。その後、各半導体素子封止用樹脂組成物を表２示すポストキュアー条件で硬化させて実施例１３〜１８を得た。
【００５８】
［比較例５〜９］
比較例５、７〜９ではウエハ８インチ／７２５μｍ厚を使用し、比較例６では２９０ｍｍ×２９０ｍｍのＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂製の有機基板/厚さ７００μｍを使用した。比較例５〜９では、半導体素子封止用樹脂組成物として調製例２の組成物を用いて、アピックヤマダ社製ウエハーモールド装置（ＭＺ８２４−１）にて樹脂厚みを１００μｍに設定し、表２に示す成型条件で成型した。その後、各半導体素子封止用樹脂組成物を表２示すポストキュアー条件で硬化させて比較例５〜９を得た。
【００５９】
これらの実施例１３〜１８及び比較例５〜９に関する下記評価項目の測定結果を表２に示す。
【００６０】
［評価項目］
（１）粘度
ＪＩＳ  Ｚ８８０３：２０１１記載の方法に準じ、２５℃の測定温度で、Ｅ型粘度計を用いて、２分後の値を測定した。
（２）フローマーク、未充填、反り測定
作製した成形物に対して外観目視により、フローマーク、未充填の有無及び反りを確認した。
（３）反り測定
反りの測定方法としては、室温（２５℃）にて成型物を水平な場所に置き、成型物の高さ方向の変位を測定し、最も変位差の大きい数値を読み取ることによって求めた。
【００６１】
【表１】
0006597471.tif 000002
【００６２】
【表２】
0006597471.tif 000003