(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（１）、（２）及び（３）の工程を含む半導体装置実装用ダイアタッチペーストの製造方法。
（１）シリカ系微粒子分散液あるいはシリカ系微粒子分散ゾルを限外濾過膜処理およびイオン交換処理してアルカリ金属の含有量が２０ｐｐｍ以下であるシリカ系微粒子分散液あるいはシリカ系微粒子分散ゾルを得る工程
（２）前工程に続いて、乾燥処理により平均粒子径が５０〜１０００ｎｍの範囲にあるシリカ系微粒子を得る工程
（３）前工程で得たシリカ系微粒子３０〜９０重量部と樹脂７０〜１０重量部を混合し、Ｅ型粘度計の回転数０．５ｒｐｍの時の粘度（η１）と回転数２．５ｒｐｍの時の粘度（η２）が共に１〜８００Ｐa・ｓの範囲にあり、粘度比（η１）／（η２）が２〜８の範囲にあるペーストを得る工程
【請求項２】
工程（３）において更に硬化触媒を混合することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置実装用ダイアタッチペーストの製造方法。
【請求項３】
前記シリカ系微粒子が、下記式（１）で表される有機珪素化合物で表面処理されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置実装用ダイアタッチペーストの製造方法。
Ｒｎ-ＳｉＸ４−ｎ        （１）
（但し、式中、Ｒは炭素数１〜１０の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｘ：炭素数１〜４のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲン、水素、ｎ：０〜３の整数）
【請求項４】
前記樹脂が、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ＢＴレジン、シアネート系樹脂から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置実装用ダイアタッチペーストの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性に優れ、樹脂への分散性に優れたシリカ系微粒子と樹脂とからなる半導体装置実装用ペ−ストに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置では、基板と半導体素子（チップ）を接着するために接着剤（ダイアタッチということがある）が用いられている。このとき、接着剤としては樹脂にシリカ、アルミナ等の絶縁性の無機フィラ−を配合したり、銀粉、銅粉等の導電性無機フィラ−を配合した半導体用樹脂ペ−ストが用いられている。（特許文献１：特開平１１−６１０８６号公報）
【０００３】
また、半導体装置では、基板上に半導体チップが載置されているが基板と半導体チップは、一般に線膨張率が異なる。基板は有機樹脂を含む材料により構成されており、半導体チップよりも大きな線膨張率を有する。このため、基板上に半導体チップを実装した構造の半導体装置が熱履歴を受けると両者の線膨張率の相違に起因して基板の反りが生じる。従来の半導体装置では、この反りの発生により、半導体チップや、半導体チップとバンプの界面、バンプと基板との界面等に、クラック等の損傷が発生することがあった。
これに加え、基板上に半導体チップが実装されたパッケ−ジが反ると、前述したような損傷の発生のみならず、パッケ−ジを基板に実装することが困難となる。従って、パッケ−ジの反りを抑制することが求められている。
【０００４】
また、基板上に半導体チップをフェイスダウン実装する場合、基板とチップとの間に空隙部が生じるため、その空隙にアンダ−フィルと呼ばれる絶縁材料を充填することが必要となる。アンダ−フィルの材料としては、従来、エポキシ樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂が広く用いられてきた。（特許文献２：特開平１１−２３３５７１号公報）
【０００５】
この時、アンダ−フィルの線膨張率を低減し、前記した損傷を効果的に低減するために、アンダ−フィルの樹脂組成物にあらかじめカップリング剤処理したシリカ粒子等の無機フィラ−を含有させることが提案されている。（ＷＯ２００６／０９８２１９号公報：特許文献３）
【０００６】
また、ＷＯ２００２／０２６６２６号公報（特許文献４）には、アンダ−フィル用フィラ−として非孔性球状シリカ粒子を用い、樹脂混合時の流動性に優れ、低粘度、低チキソトロピ−のアンダ−フィル材を用いること、および非孔性球状シリカ粒子の製造方法が提案されている。
この時の非孔性球状シリカ粒子は、平均粒子径が０．１〜２０μｍで、最大粒子径が平均粒子径の４倍以下、例えば、平均粒子径が１．３μｍ、最大粒子径が３μｍのシリカ粒子が開示されている。しかしながら、粒子径分布を均一にするためにスクリ−ンを用いて解砕したり、分級をし、さらに粗粒を除去する必要があった。
【０００７】
しかしながら、近年、半導体基板の高集積化に伴い、高純度化、粒子径が均一で製造再現性があり、加えて経済性に優れ、アンダ−フィル材、ダイアタッチ封止材等に用いた場合に、樹脂への分散性、流動性に優れ、低粘度化できたり、ダイラタンシ−性を有し、且つ前記損傷等の発生を抑制することのできる無機フィラ−が求められている。
加えて、高集積化に伴い、微細な間隙にアンダ−フィル材を充填したり、微細なダイアタッチ加工が求められている。このため、粒子としては粒子径の小さいものが求められている。
【０００８】
シリカ粒子の製造方法としては種々知られており、高純度のシリカ粒子としては加水分解性有機ケイ素化合物を用いる方法が知られている。
例えば、特開平７−１４０４７２号公報（特許文献５）には、
Ｒ１ｍＳｉ(ＯＲ２)４−ｍ
（式中のＲ１、Ｒ２は、それぞれ特定の有機基を表す。ｍは０〜３の整数である。）
で表される有機珪素化合物を加水分解、縮重合して得られた粒子を１００〜１０００℃の範囲で温度を変えて熱処理することにより、特定の圧縮弾性率を有する液晶セル用スペ−サ−粒子が得られることが開示されている。この場合は粒子径が大き過ぎる問題点があった。
【０００９】
また、本発明者らは、特開平９−５９３８４号公報（特許文献６）において、特定の有機珪素化合物を用いたオルガノポリシロキサン微粒子の製造方法を開示している。
しかしながら、上記方法では、有機珪素化合物の種類によっては完全に加水分解・縮重合しなかったり、あるいは加水分解・重縮合が遅いために、得られる粒子の収率が低く、しかも収率がバッチによって変動することがあり、粒子径の再現性が不十分であった。
また、この場合も得られる粒子の粒子径が大き過ぎる問題点があった。
【００１０】
また、本願出願人は核粒子として均一な平均粒子径を有するシリカ粒子を調製し、これを疎水化し、ついで界面活性剤存在下に有機珪素化合物に由来する弾性を有する被覆層を形成するポリオルガノシロキサン被覆弾性微粒子の製造方法を提案している。（特開２０００−２０４１６８号公報、特開２０００−２１２４２２号公報：特許文献７，８）
しかしながら、核粒子として粒子径が大きなシリカの核粒子を得るには長時間を要し、さらに弾性被覆層を形成することから、生産性、経済性に難点があった。さらにゲル状物質が生成し、これを除去する必要があった。
また、この場合も得られる粒子の粒子径が大き過ぎる問題点があった。
【００１１】
微細な粒子としては、シリカゾル等の無機酸化物ゾルが知られているが、シリカゾルをそのまま乾燥して用いると粒子が凝集して互いに固着するため本願用途には使用が困難であった。
また、シランカップリング剤で表面処理しても凝集して互いに固着する傾向は低減するものの完全に単分散するか、容易に再分散でききないため、本願用途には使用が困難であった。
【００１２】
さらに、従来のシリカゾルに由来するシリカ粒子はＮａ、Ｋ等のアルカリ金属等を不純物として含むため、封止した後、これら不純物が溶出し、絶縁性を阻害するなど、半導体装置実装用ペ−ストに用いるには問題があった。
本願発明者等は、先ず、これら不純物を低減させるため、限外濾過膜で洗浄処理するとともに、イオン交換樹脂で処理したところ、得られたシリカゾルを乾燥しても互いに強く固着することがなく、樹脂への分散性が向上することを見出して本発明を完成するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−６１０８６号公報
【特許文献２】特開平１１−２３３５７１号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６／０９８２１９号公報
【特許文献４】ＷＯ２００２／０２６６２６号公報
【特許文献５】特開平７−１４０４７２号公報
【特許文献６】特開平９−５９３８４号公報
【特許文献７】特開２０００−２０４１６８号公報
【特許文献８】特開２０００−２１２４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、粒子径が小さく、流動性に優れ、樹脂への分散性に優れたシリカ系微粒子と樹脂とからなる半導体装置実装用ペ−ストを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る半導体装置実装用ペ−ストは、平均粒子径が５０〜１０００ｎｍの範囲にあるシリカ系微粒子と樹脂とからなる半導体装置実装用ペーストであって、該シリカ系微粒子が限外濾過膜処理および／またはイオン交換処理し、ついで乾燥して得られたものであることを特徴とする。
【００１６】
前記シリカ系微粒子のアルカリ金属の含有量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
前記シリカ系微粒子が、下記式（１）で表される有機珪素化合物で表面処理されていることが好ましい。
Ｒｎ-ＳｉＸ４−ｎ        （１）
（但し、式中、Ｒは炭素数１〜１０の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｘ：炭素数１〜４のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲン、水素、ｎ：０〜３の整数）
前記シリカ系微粒子の含有量が３０〜９０重量％の範囲にあることが好ましい。
【００１７】
前記樹脂が、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ＢＴレジン、シアネート系樹脂から選ばれる１種または２種以上であることが好ましい。
前記半導体装置実装用ペ−ストは、Ｅ型粘度計の回転数０．５ｒｐｍの時の粘度（η１）が１〜８００Ｐa・ｓの範囲にあることが好ましく、また、Ｅ型粘度計の回転数２．５ｒｐｍの時の粘度（η２）が１〜８００Ｐa・ｓの範囲にあることが好ましい。
前記粘度（η１）と前記粘度（η２）との粘度比（η１）／（η２）が０．００１〜８の範囲にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、粒子径が小さく、流動性に優れ、樹脂への分散性に優れたシリカ系微粒子と樹脂とからなる半導体装置実装用ペ−ストを提供することができる。
さらに、粒子径が小さく、樹脂への分散性に優れるとともに低粘度で流動性、リフロ−性に優れ、基板とチップとの間の充填性に優れたアンダ−フィル用樹脂ペ−ストを提供することができる。
【００１９】
また、粒子径が小さく、樹脂への分散性に優れるとともに低粘度で塗工性に優れ、且つチキソトロピ−性（リフロ−性が小さい）を有し、基板と半導体素子（チップ）を効果的に接着できるダイアタッチ用樹脂ペ−ストを提供することができる。
ここで、キソトロピ−性とは、せん断応力を受け続けると粘度が次第に低下し液状になり、静止すると粘度が次第に上昇し最終的に固体状になる現象を意味している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半導体装置の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［半導体装置実装用ペ−スト］
先ず、本発明に係る半導体装置実装用ペ−ストについて説明する。
本発明に係る半導体装置実装用ペ−ストは、平均粒子径が５０〜１０００ｎｍの範囲にあるシリカ系微粒子と樹脂とからなる半導体装置実装用ペーストであって、該シリカ系微粒子が限外濾過膜処理および／またはイオン交換処理し、ついで乾燥して得られたものであることを特徴とする。
【００２２】
シリカ系微粒子
本発明のシリカ系微粒子としては、シリカ微粒子、シリカ以外の無機酸化物を粒子中に５０重量％未満で含むシリカ・アルミナ、シリカ・ジルコニア、シリカ・チタニア等のシリカ系微粒子が用いられる。なかでも、実質的にシリカのみからなり、粒子径が均一なシリカゾルに由来するシリカ微粒子は好適に用いることができる。
【００２３】
シリカ系微粒子の平均粒子径が５０〜１０００ｎｍ、さらには１０〜５００ｎｍの範囲にあることが好ましい。
シリカ系微粒子の平均粒子径が５０ｎｍ未満の場合は粒子が凝集したり、乾燥した際に互いに固着する場合があり、流動性、樹脂への分散性等に優れた粒子が得られない場合がある。）
シリカ系微粒子の平均粒子径が１０００ｎｍを越えると高集積化に伴い、微細な間隙にアンダ−フィル材を充填したり、微細なダイアタッチ封止加工が求められているが、これらへの対応が困難となる場合がある。
【００２４】
シリカ系微粒子の平均粒子径が前記範囲にあれば、低粘度で、低チキソトロピ−性で浸透性に優れた半導体装置実装用ペ−ストを得ることができる。なお、平均粒子径の選択は、間隙の大きさ等によって適宜選択することが好ましく、間隙が大きい場合は平均粒子径の大きな粒子を用いることができ、間隙が小さい場合は平均粒子径の小さな粒子を用いることが好ましい。
シリカ系微粒子の平均粒子径（Ｄｎ）は走査型電子顕微鏡（日本電子（株）製：ＪＳＭ−５３００型）により写真を撮影し、この画像の２５０個の粒子について画像解析装置（旭化成（株）製：ＩＰ−１０００）を用いて測定される。
【００２５】
前記シリカ系微粒子のアルカリ金属の含有量は２０ｐｐｍ以下、さらには１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
アルカリ金属としては、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等が挙げられるが、主たるアルカリ金属はＮａ、Ｋである。
シリカ系微粒子のアルカリ金属の含有量が２０ｐｐｍを越えると、粒子が凝集したり、乾燥した際に互いに固着する傾向があり、流動性が低く、樹脂への分散性が不充分で、間隙浸透性、リフロー性が不充分となり半導体装置実装用ペ−ストへの使用には不向きである。また、これら不純物が溶出し、絶縁性を阻害する場合がある。
その他、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｕ、Ｔｈ等の金属不純物の他、Ｃｌ、Ｆ等のアニオン性不純物も少ないことが好ましい。
【００２６】
前記シリカ系微粒子は、シリカ系微粒子分散液あるいはシリカ系微粒子分散ゾルを限外濾過膜処理および／またはイオン交換処理し、ついで乾燥することによって得られた粒子であることが好ましい。
【００２７】
限外濾過膜処理は、シリカ系微粒子分散液あるいはシリカ系微粒子分散ゾルの分散媒を従来公知の限外濾過膜にて純水あるいはイオン交換水で置換して洗浄する。この時、純水の使用量はシリカ系微粒子の概ね５重量倍以上、さらには１０重量倍以上であることが好ましい。
純水の使用量がシリカ系微粒子の概ね５重量倍未満の場合は、乾燥した場合に粒子が凝集するとともに互いに固着し、樹脂への分散性が低下し、本発明の目的、特にアンダ−フィル用のフィラ−として用いた場合、浸透性が不充分となる場合がある。
【００２８】
イオン交換処理は、シリカ系微粒子分散液あるいはシリカ系微粒子分散ゾルを、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、両イオン交換樹脂等のイオン交換樹脂で処理する。
陽イオン交換樹脂で処理することにより、アルカリ金属などの金属不純物を低減でき、且つ、乾燥時に粒子が互いに固着する傾向が低下する。
陰イオン交換樹脂で処理することにより、Ｃｌ等の陰イオンを低減でき、且つ、乾燥時に粒子が互いに固着する傾向が低下する。
両イオン交換樹脂で処理することにより、アルカリ金属などの金属不純物、Ｃｌ等の陰イオンを低減でき、且つ、乾燥時に粒子が互いに固着する傾向が低下する。
イオン交換樹脂の使用量は、処理前のアルカリ金属などの金属不純物量、Ｃｌ等の陰イオン不純物量によっても異なるが、少なくとも処理後のシリカ系微粒子中のアルカリ金属が２０ｐｐｍ以下のとなるように処理することが好ましく、概ねシリカ系微粒子の概ね１重量倍以上、さらには２重量倍以上であることが好ましい。
【００２９】
つぎに、前記シリカ系微粒子が、下記式(1)で表される有機珪素化合物で表面処理されていることが好ましい。
Ｒｎ-ＳｉＸ４−ｎ        （１）
（但し、式中、Ｒは炭素数１〜１０の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｘ：炭素数１〜４のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲン、水素、ｎ：０〜３の整数）
【００３０】
具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、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、γ-グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリエキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、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トリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（β−グリシドキシエトキシ）プロピルトリメトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシメチルトリエキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-（メタ）アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラオクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、3-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、Ｎ-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、等が挙げられる。
【００３１】
表面処理は、例えば、シリカ系微粒子のアルコール分散液に前記した有機珪素化合物を所定量加え、これに水を加え、必要に応じて有機珪素化合物の加水分解用触媒として酸またはアルカリを加えて有機珪素化合物を加水分解する等、従来公知の方法を採用することができる。
有機ケイ素化合物によるシリカ系微粒子の表面処理量は、シリカ系微粒子の平均粒子径によっても異なるが、有機ケイ素化合物とシリカ系微粒子との重量比（有機ケイ素化合物の固形分としての重量／シリカ系微粒子固形分としての重量）は０．０１〜０．５さらには０．０２〜０．４の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
前記重量比が０．０１未満の場合は、シリカ系微粒子の表面が有機珪素化合物の薄い被覆となるため、樹脂への分散性が不充分となることがある。
前記重量比が０．５を超えてもさらに流動性が向上したり、樹脂への分散性が向上することもなく、また、表面処理効率（有機珪素化合物の利用率）が低下し、経済性が低下する。
なお、樹脂が親水性樹脂の場合は、特に表面処理する必要はないが、必要に応じてｎ＝０の有機ケイ素化合物を用いる。
また、樹脂が疎水性樹脂の場合は、必要に応じてｎ＝１〜３、好ましくはｎ＝１の有機ケイ素化合物を用いる。
【００３３】
半導体装置実装用ペ−スト中のシリカ系微粒子の含有量は３０〜９０重量％、さらには４０〜８０重量％の範囲にあることが好ましい。
シリカ系微粒子の含有量が３０重量％未満の場合は、粒子が少ないので膨張率が樹脂のみの場合と大きく変わらず、バンプ周辺にクラックが発生する場合があり、また、基板に反りが生じたり、半導体素子が損傷する場合がある。
シリカ系微粒子の含有量が９０重量％を越えると、樹脂が少なくなるので、高粘度となることがある。また、分散性が不充分となり、本発明の目的、特にアンダ−フィル用のフィラ−として用いた場合、浸透性が不充分となる場合がある。
【００３４】
樹脂
本発明の半導体装置実装用ペ−ストに用いる樹脂は、半導体装置実装用ペ−ストの粘度が低く、基板と半導体チップの間の空隙に迅速かつ緻密に充填でき、クラックが生じたり、樹脂の膨張によって基板のそりが生じることが無ければ特に制限はない。また、半導体装置実装用ペ−ストの粘度が低く、塗工性に優れ、且つチキソトロピ−性（リフロ−性が小さい）を有し、基板と半導体素子（チップ）効果的に接着できれば特に制限はない。これらの樹脂としては、従来公知のエポキシ系樹脂、ポロイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ＢＴレジン、シアネ−ト系樹脂等は好適に用いることができる。
なお、上記において、ペーストの粘度を低下するには分子量の低い樹脂、例えば樹脂モノマー、樹脂オリゴマー等を混合して用いることもできる。さらに、必用に応じて粘度を下げる場合は、溶媒を少量添加することもできる。
【００３５】
半導体装置実装用ペ−スト中の樹脂の含有量は１０〜７０重量％、さらには２０〜６０重量％の範囲にあることが好ましい。
半導体装置実装用ペ−スト中の樹脂の含有量が１０重量％未満の場合は、樹脂が少なくなるので、基板との密着性が不充分となったり、ぺ−ストが高粘度となることがあり、また、分散性が不充分となり、本発明の目的、特にアンダ−フィル用のフィラ−として用いた場合、浸透性が不充分となる場合がある。
半導体装置実装用ペ−スト中の樹脂の含有量が７０重量％を越えると、粒子が少ないので膨張率が樹脂のみの場合と変わらず大きく、バンプ周辺にクラックが発生する場合があり、また、基板に反りが生じたり、半導体素子が損傷する場合がある。また、浸透性が不充分となり、狭い隙間に迅速に、緻密に充填できない場合がある。
【００３６】
硬化触媒
本発明の半導体装置実装用ペ−ストには、必要に応じて硬化触媒を用いることができる。硬化触媒としては樹脂によっても異なるが、酸無水物、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸錫等の有機金属、トリエチルアミン等の有機アミン、イミダゾ−ル類、フェノ−ル化合物等が挙げられる。酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
【００３７】
本発明の半導体装置実装用ペ−ストは、用途、用法によって２種のペ−ストに分類される。１つは、粘度が低く、リフロ−性、間隙浸透性、高密着性、耐クラック性等を有するペ−ストであり、アンダ−フィル用として好適に用いることができる。
他の１つは、比較的粘度が低く、かつチキソトロピ−性、具体的には基板上にペ−ストを滴下した場合にリフロ−することなく形状を維持できる性質を有するペ−ストであり、ダイアタッチ用として好適に用いることができる。
【００３８】
半導体実装用ペ−ストは、Ｅ型粘度計の回転数０．５ｒｐｍの時の粘度（η１）が１〜８００Ｐa・ｓ、さらには１〜６００Ｐa・ｓの範囲にあることが好ましい。
前記粘度（η１）が１Ｐa・ｓ未満のものは得ることが困難であり、得られたとしてもダイアタッチ用としては不向きな場合があり、８００Ｐa・ｓを越えると、ダイアタッチ用としてもアンダ−フィル用としても不向きな場合がある。ここで、アンダ−フィル用としては５０Ｐa・ｓ以下であることが好ましい。
【００３９】
また、Ｅ型粘度計の回転数２．５ｒｐｍの時の粘度（η２）が１〜８００Ｐa・ｓ、さらには１〜６００Ｐa・ｓの範囲にあることが好ましい。
前記粘度（η２）が１Ｐa・ｓ未満のものは得ることが困難であり、得られたとしてもダイアタッチ用としては不向きな場合があり、８００Ｐa・ｓを越えると、ダイアタッチ用としてもアンダ−フィル用としても不向きな場合がある。この場合もアンダ−フィル用としては５０Ｐa・ｓ以下であることが好ましい
【００４０】
また、上記において、粘度（η１）と粘度（η２）との粘度比（η１）／（η２）は０．００１〜８の範囲にあることが好ましい。
ここで、アンダ−フィル用としては粘度比（η１）／（η２）が０．００１〜１の範囲にあることが好ましく、ダイアタッチ用としては粘度比（η１）／（η２）が２〜８の範囲にあることが好ましい。
本発明での粘度の測定は、Ｅ型粘度計（東機産業（株）製：ＴＶＥ２５Ｈ）により、測定温度：３０±５℃で行う。
このような半導体装置実装用ペ−ストは前記ポリオルガノシロキサン粒子と前記樹脂と、必要に応じて硬化触媒とを配合し、混練し、必要に応じて減圧下で脱泡する等して調製することができる。
【００４１】
半導体装置への適用例
つぎに、上記した半導体装置実装用ペ−ストをアンダ−フィル材、ダイアタッチ材として半導体装置に用いる場合について例示する。
本発明の半導体装置実装用ペ−ストは、例えば図１に示すような半導体装置に用いる。
半導体装置（１）は、ＢＧＡ基板（２）と、その上に実装された半導体チップ（３）と、これらの間に設けられた、ＢＧＡ基板（２）および半導体チップ（３）を接着するダイアタッチ材（４）を備えている。
また、図１に示すように、半導体装置（１）は、はんだボール（５）を介してプリント配線基板（６）に実装された後、アンダーフィル材（７）が充填されている。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４３】
［参考例１］
シリカ系微粒子(1)の調製
シリカ系微粒子としてシリカゾル（日揮触媒化成（株）製：スフェリカスラリー５５０、平均粒子径５００ｎｍ、ＳｉＯ２濃度２０重量％、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０．０４重量％）１００００ｇを限外濾過膜（旭化成ケミカルズ（株）製：ＰＳＰ−１０３）を用い、１００Ｌのイオン交換水で処理し、ついで、シリカゾルの１．５倍量の陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SK−1BH）でイオン交換処理し、ついで、シリカゾルの1.5倍量の陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SAN-UPB）でイオン交換処理した。
ついで、１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(1)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(1)について、固着性、アルカリ金属含有量を以下の方法で測定し、結果を表に示す。
【００４４】
固着性
乾燥後の粒子の状態を透過型電子顕微鏡写真で観察し、以下の基準で評価した。
固着粒子が殆ど認められなかった    ：◎
固着粒子が僅かに認められた        ：○
固着粒子が多数認められた          ：△
非固着粒子が殆ど認められなかった  ：×
【００４５】
アルカリ金属
シリカ系微粒子(1)をイオン交換水に分散させ、固形分濃度1重量%のシリカ系微粒子分散液を調整し、密閉のできる容器に移し、１２０℃で２４時間加熱後、シリカ粒子を取り除いた抽出水を、原子吸光度法を用いアルカリ金属量を測定した。
【００４６】
半導体実装用ペ−スト(1)の調製
グリシジルエ−テル入りビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８０１）１００ｇとシリカ系微粒子(1)４５５ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）９５ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(1)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(1)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを以下の方法で測定し、結果を表に示す。
【００４７】
分散性
ガラス基板上にペ−ストを滴下し、カバ−ガラスを被せ、１００gの荷重を３０秒保持した後、広がったペ−ストを光学顕微鏡にて５０倍の倍率で観察し、粒子の分散状態を確認し、下記の判定基準で評価した。
固着粒子が殆ど認められなかった    ：◎
固着粒子が僅かに認められた        ：○
固着粒子が多数認められた          ：△
非固着粒子が殆ど認められなかった  ：×
【００４８】
粘度
Ｅ型粘度計（東機産業（株）製：TVE25H）を用いて、３０℃における回転数０．５ｒｐｍにおける粘度（η１）、２．５ｒｐｍにおける粘度（η２）を測定し、粘度比（η１）／（η２）を求めた。
【００４９】
滴下テスト（リフロ−性）
表面を銀メッキ処理した銅フレ−ム上にペ−ストを滴下し、直後にカバ−ガラスを被せ、２０ｇの荷重を１０秒保持した後、広がったペ−ストの直径を測定し、下記の判定基準で評価した。
Ａ：１０ｍｍ以上  （アンダ−フィル剤として好適）
Ｂ：５ｍｍ以上〜１０ｍｍ未満
Ｃ：５ｍｍ未満  （ダイアタッチ剤として好適）
【００５０】
隙間浸透性
ガラス基板と耐熱性のあるテ−プ（カプトンテ−プ）でガラススペ−ス構造（隙間幅約２０μｍ、長さ２０ｍｍ）をつくり、１００℃の温度に加熱した後、半導体実装用ペ−スト(1)をガラス基板の片側に垂らし、毛細管現象によりガラス隙間に浸透させ、反対側に到達する時間を計測し、以下の判定基準で評価した
Ａ：１０秒以下  （アンダ−フィル剤として好適）
Ｂ：１１以上〜２０秒未満
Ｃ：２０秒以上
【００５１】
［参考例２］
シリカ系微粒子(2)の調製
シリカ系微粒子としてシリカゾル（日揮触媒化成（株）製：Ｃａｔａｌｏｉｄ ＳＩ−８０−Ｐ、平均粒子径８０ｎｍ、ＳｉＯ２濃度４０重量％、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０．４重量％）１００００ｇを限外濾過膜（旭化成ケミカルズズ（株）製：ＰＳＰ−１０３）を用い、１００Ｌのイオン交換水で処理し、ついで、シリカゾルの１．５倍量の陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SK−1BH）でイオン交換処理し、ついで、シリカゾルの１．５倍量の陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SAN-UPB）でイオン交換処理した。
ついで、１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(2)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(2)について、固着性、アルカリ金属含有量を測定し、結果を表に示す。
【００５２】
半導体実装用ペ−スト(2)の調製
参考例１において、シリカ系微粒子(2)を用いた以外は同様にして半導体実装用ペ−スト(2)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(2)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００５３】
［参考例３］
半導体実装用ペ−スト(3)の調製
グリシジルエ−テル入りビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８０１）１００ｇと参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)２９３ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）９５ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(3)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(3)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００５４】
［参考例４］
【００５５】
半導体実装用ペ−スト(4)の調製
グリシジルエ−テル入りビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８０１）１００ｇと参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)７８０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）９５ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(4)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(4)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００５６】
［参考例５］
シリカ系微粒子(3)の調製
シリカ系微粒子としてシリカゾル（日揮触媒化成（株）製：スフェリカスラリー５５０、平均粒子径５００ｎｍ、ＳｉＯ２濃度20重量％、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０．０４重量％）１００００ｇを限外濾過膜（旭化成ケミカルズ（株）製：ＰＳＰ−１０３）を用い、６０Ｌのイオン交換水で処理し、ついで、シリカゾルの１倍量の陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SK−1BH）でイオン交換処理し、ついで、シリカゾルの１倍量の陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SAN-UPB）でイオン交換処理した。
ついで、１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(3)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(3)について、固着性、アルカリ金属含有量を測定し、結果を表に示す。
【００５７】
半導体実装用ペ−スト(5)の調製
参考例１において、シリカ系微粒子(3)を用いた以外は同様にして半導体実装用ペ−スト(5)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(5)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００５８】
［参考例６］
シリカ系微粒子(4)の調製
シリカ系微粒子としてシリカゾル（日揮触媒化成（株）製：スフェリカスラリー ５５０、平均粒子径５００ｎｍ、ＳｉＯ２濃度20重量％、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０.０４重量％）１００００ｇを限外濾過膜（旭化成ケミカルズ（株）製：ＰＳＰ−１０３）を用い、１５０Ｌのイオン交換水で処理し、ついで、シリカゾルの３倍量の陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SK−1BH）でイオン交換処理し、ついで、シリカゾルの３倍量の陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SAN-UPB）でイオン交換処理した。
ついで、１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(4)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(4)について、固着性、アルカリ金属含有量を測定し、結果を表に示す。
【００５９】
半導体実装用ペ−スト(6)の調製
参考例１において、シリカ系微粒子(4)を用いた以外は同様にして半導体実装用ペ−スト(6)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(6)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６０】
［参考例７］
半導体実装用ペ−スト(7)の調製
シリコ−ン変性ポリイミド系樹脂（信越化学工業工業（株）製：X−２２−８９０４）１００ｇと参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)２３３ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(7)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(7)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６１】
［比較例１］
シリカ系微粒子(R1)の調製
シリカ系微粒子としてシリカゾル（日揮触媒化成（株）製：スフェリカスラリー ５５０、平均粒子径５００ｎｍ、ＳｉＯ２濃度20重量％、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０．０４重量％）を１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(R1)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(R1)について、固着性、アルカリ金属含有量を測定し、結果を表に示す。
【００６２】
半導体実装用ペ−スト(R1)の調製
参考例２において、シリカ系微粒子(R1)を用いた以外は同様にして半導体実装用ペ−スト(R1)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(R1)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６３】
［比較例２］
シリカ系微粒子(R2)の調製
シリカ系微粒子としてシリカゾル（日揮触媒化成（株）製：Ｃａｔａｌｏｉｄ ＳＩ−５０、平均粒子径３０ｎｍ、ＳｉＯ２濃度20重量％、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０．５重量％）１００００ｇを限外濾過膜（旭化成ケミカルズ（株）製：ＰＳＰ−１０３）を用い、１００Ｌのイオン交換水で処理し、ついで、シリカゾルの１．５倍量の陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SK−1BH）でイオン交換処理し、ついで、シリカゾルの１．５倍量の陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SAN-UPB）でイオン交換処理した。
ついで、１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(R2)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(R2)について、固着性、アルカリ金属含有量を測定し、結果を表に示す。
【００６４】
半導体実装用ペ−スト(R2)の調製
参考例１において、シリカ系微粒子(R2)を用いた以外は同様にして半導体実装用ペ−スト(R2)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(R2)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６５】
［比較例３］
シリカ系微粒子(R3)
シリカ系微粒子としてシリカ粒子（（株）トクヤマ製：ファインシールＢ、平均粒子径２２００ｎｍ、シリカ系微粒子中のＮａ２Ｏ含有量０．４３重量％）をイオン交換水にＳｉＯ２濃度２０重量％になる様に分散する。分散液１００００ｇを限外濾過膜（旭化成ケミカルズ（株）製：ＰＳＰ−１０３）を用い、１００Ｌのイオン交換水で処理し、ついで、分散液の１．５倍量の陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SK−1BH）でイオン交換処理し、ついで、分散液の１．５倍量の陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製：SAN-UPB）でイオン交換処理した。
ついで、１２０℃で３６時間乾燥してシリカ系微粒子(R3)を調製した。
得られたシリカ系微粒子(R3)について、固着性、アルカリ金属含有量を測定し、結果を表に示す。
【００６６】
半導体実装用ペ−スト(R3)の調製
参考例１において、シリカ系微粒子(R3)を用いた以外は同様にして半導体実装用ペ−スト(R3)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(R3)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６７】
［実施例８］
半導体実装用ペ−スト(8)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(8)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(8)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６８】
［実施例９］
半導体実装用ペ−スト(9)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、参考例２と同様にして調製したシリカ系微粒子(2)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(9)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(9)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００６９】
［実施例１０］
半導体実装用ペ−スト(10)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１１０ｇと、参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)９０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(10)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(10)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７０】
［実施例１１］
半導体実装用ペ−スト(11)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)２１０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(11)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(11)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７１】
［実施例１２］
半導体実装用ペ−スト(12)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、参考例５と同様にして調製したシリカ系微粒子(3)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(12)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(12)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７２】
［実施例１３］
半導体実装用ペ−スト(13)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、参考例６と同様にして調製したシリカ系微粒子(4)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：ｊＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(13)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(13)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７３】
［実施例１４］
半導体実装用ペ−スト(14)の調製
ポリイミド系樹脂（東レ（株）製：セミコファイン  ＳＰ−８１１）１００ｇと、参考例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(1)６７ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(14)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(14)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７４】
［比較例４］
半導体実装用ペ−スト(R4)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１４０ｇと、比較例１と同様にして調製したシリカ系微粒子(R1)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：jＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(R4)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(R4)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７５】
［比較例５］
半導体実装用ペ−スト(R5)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、比較例２と同様にして調製したシリカ系微粒子(R2)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：jＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(R5)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(R5)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７６】
［比較例６］
半導体実装用ペ−スト(R6)の調製
ビスフェノ−ルＡ型のエポキシ系樹脂（三菱化学（株）製：ｊＥＲ  ８２８）１００ｇと、比較例３で用いたシリカ系微粒子(R3)１４０ｇ、硬化剤として酸無水物（メチルテトラヒドロ無水フタル酸）（三菱化学（株）製：jＥＲキュア  ＹＨ−３０７）１１０ｇとを充分に混合して半導体実装用ペ−スト(R6)を調製した。
得られた半導体実装用ペ−スト(R6)について、分散性、粘度、間隙浸透性、滴下テストを行い、結果を表に示す。
【００７７】
【表１】
0006388680.tif 000002
【図１】
0006388680.tif 000003