(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）結晶性エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、及び（Ｅ）高分子カチオン系分散剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、前記高分子カチオン系分散剤が、ポリアミンを主鎖とする炭化水素系グラフト共重合体からなる高分子カチオン系分散剤であるエポキシ樹脂組成物をシート状に成形してなることを特徴とする半導体封止用樹脂シート。
【請求項２】
（Ａ）結晶性エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体封止用樹脂シート。
【請求項３】
（Ｄ）無機充填剤が、シリカ粉末を含むことを特徴とする請求項１または２記載の半導体封止用樹脂シート。
【請求項４】
（Ｄ）無機充填剤の含有量が、組成物全体の７０〜９２質量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂シート。
【請求項５】
（Ｅ）高分子カチオン系分散剤の含有量が、組成物全体の０．０５〜５質量％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂シート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂シートを用いてコンプレッション成形により半導体素子を封止してなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用樹脂シート、及びこれを用いた樹脂封止型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に用いられる電子部品として、半導体素子を樹脂封止して得られた半導体パッケージがある。従来、この半導体パッケージは、固形のエポキシ樹脂封止材のトランスファー成形により一般に製造されている。一方、近年、電子機器の小型化、軽量化に伴い、電子部品の配線基板への高密度実装が要求されるようになり、半導体パッケージにおいても小型化、薄型化、軽量化が進められている。
具体的には、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）、より小型化、軽量化したＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等の半導体パッケージが開発されている。さらに最近では、半導体素子の回路面を配線基板側に向けて搭載する、いわゆるフェイスダウン型パッケージのフリップチップやウエハレベルＣＳＰ等も開発されてきている。
【０００３】
このように半導体パッケージの薄型化等の進展に伴い、従来のトランスファー成形では対応できない場合が生じてきた。すなわち、例えば、半導体パッケージが薄くなると、硬化後の特性等を考慮して配合している無機充填剤の封止材中の割合が多くなるため、トランスファー成形時の封止材の溶融粘度が高くなり充填性が低下する。その結果、充填不良、成形物中のボイドの残存、ワイヤ流れ（ボンンディングワイヤの変形・破損）及びステージシフトの増大等が生じ、成形品の品質が低下する。
【０００４】
そこで、トランスファ成形に代わる封止方法として、コンプレッション（圧縮）成形法の適用が検討され、これに用いるシート状の封止材料が種々提案されている。例えば、特許文献１には、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化触媒（または硬化促進剤）及び無機フィラーを含有するエポキシ樹脂組成物からなる樹脂シートを複数枚積層し加熱圧着した封止用樹脂シートが開示されている。また、特許文献２には、７０〜１５０℃で軟化または溶融する熱硬化性樹脂組成物からなる厚さ３．０ｍｍ以下のシート状の封止材料が開示されている。
【０００５】
しかしながら、前者の封止用樹脂シートは、パッケージやウエハサイズが大きくなると、成形品に反りが発生するという問題があった（この問題は、例えば、シリカ等の無機充填剤を多量に配合することで改善し得るが、その場合、溶融粘度の増大により、前述したような充填不良等の問題が生ずる）。一方、後者は大サイズのパッケージ等にも十分対応できるものの、より薄型化を図るために、シート厚さを０．５ｍｍ程度まで薄くすると、割れやすくなり、また金型への搬入が困難になるなど、取り扱い性の点で課題を生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７３６２１号公報
【特許文献２】特開２００６−２１６８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、厚さが薄くなっても取り扱い性や成形性が良好で、かつ長期に亘って柔軟性が保持され、これを用いてコンプレッション成形法により半導体素子を効率よく、かつ良好に封止できる半導体封止用樹脂シート、及びそのような半導体封止用樹脂シートを用いて封止された高品質で高い信頼性を備えた樹脂封止型半導体装置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】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、結晶性エポキシ樹脂に特定の分散剤を併用することにより、厚さが薄くなっても取り扱い性及び成形性が良好であるとともに、長期に亘って柔軟性が保持される半導体封止用樹脂シートが得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明の一態様に係る半導体封止用樹脂シートは、（Ａ）結晶性エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、及び（Ｅ）高分子カチオン系分散剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、前記高分子カチオン系分散剤が、ポリアミンを主鎖とする炭化水素系グラフト共重合体からなる高分子カチオン系分散剤であるエポキシ樹脂組成物をシート状に成形してなることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の他の態様に係る樹脂封止型半導体装置は、上記半導体封止用樹脂シートを用いてコンプレッション成形により半導体素子を封止してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、取り扱い性及び成形性が良好で、かつ長期に亘って柔軟性が保持され、これを用いてコンプレッション成形法により半導体素子を効率よく、かつ良好に封止できる半導体封止用樹脂シート、並びにそのような半導体封止用樹脂シートを封止された高品質で高い信頼性を備えた樹脂封止型半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物の各成分について説明する。
本発明に用いる（Ａ）成分のエポキシ樹脂は、結晶性エポキシ樹脂を含むものである。結晶性エポキシ樹脂は、結晶性を有するエポキシ樹脂であれば、分子構造、分子量等に制限されることなく用いることができるが、なかでも、常温で結晶性を有するビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。なお、ビフェニル型エポキシ樹脂は、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂であるが、本発明におけるビフェニル骨格には、ビフェニル環のうち少なくとも一方の芳香族環を水素添加してなるものも含まれる。
ビフェニル型エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、エピクロルヒドリンと４，４’−ビフェノール、または４，４’−（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールのようなビフェノール化合物とを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、４，４’−（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェニルのグリシジルエーテルが好ましい。ビフェニル型エポキシ樹脂は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１４】
ビフェニル型エポキシ樹脂として使用される市販品を例示すると、例えば、三菱化学（株）製のＹＸ−４０００（エポキシ当量１８５、融点１０５℃）、同ＹＸ−４０００Ｋ（エポキシ当量１８５、融点１０５℃）、同ＹＸ−４０００Ｈ（エポキシ当量１９３、融点１０５℃）、同ＹＬ−６１２１Ｈ（エポキシ当量１７２、融点１０５℃）（以上、いずれも商品名）等が挙げられる。
【００１５】
結晶性エポキシ樹脂、特にビフェニル型エポキシ樹脂の使用により、後述する（Ｄ）成分の無機充填剤を高充填しても組成物の溶融粘度を好適な範囲に維持しやすくすることができ、さらに耐熱性に優れた半導体封止用樹脂シートを得ることができる。
【００１６】
本発明においては、ビフェニルエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂の１種以上を、結晶性、非結晶性に拘わらず、本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。ビフェニル型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環型エポキシ樹脂、スチルベン型二官能エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素変性エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１７】
本発明に用いられる（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤としては、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基と反応し得るフェノール性水酸基を分子中に２個以上有するものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール類とホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドを反応させて得られる、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、これらのノボラック型フェノール樹脂をエポキシ化またはブチル化した変性ノボラック型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、多官能型フェノール樹脂等が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１８】
この（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の配合量は、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂が有するエポキシ基数（ａ）に対する（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤が有するフェノール性水酸基数（ｂ）の比（ｂ）／（ａ）が０．３以上１．５以下となる範囲が好ましく、０．５以上１．２以下となる範囲がより好ましい。比（ｂ）／（ａ）が０．３未満では、硬化物の耐湿信頼性が低下し、逆に１．５を超えると、硬化物の強度が低下する。
【００１９】
本発明に用いられる（Ｃ）成分の硬化促進剤は、（Ａ）成分の結晶性エポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の硬化反応を促進するものであれば、特に制限されることなく使用される。具体例としては、イミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、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、２−ウンデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２，４−ジ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、４−メチルイミダゾール、４−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−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−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ（シアノエトキシ）メチルイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール塩酸塩、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−エチル−４′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール類；１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］ノネン、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等のジアザビシクロ化合物及びこれらの塩；トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、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、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）フェノール等の三級アミン類；トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、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、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス（ジフェニルホスフィノ）メタン、１，２‐ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン等の有機ホスフィン化合物；テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェ���ルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等のテトラ‐またはトリフェニルボロン塩等が挙げられる。これらのなかでも、流動性及び成形性が良好であるという観点から、イミダゾール類が好ましい。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２０】
この（Ｃ）成分の硬化促進剤の配合量は、組成物全体に対し、０．１〜５質量％の範囲が好ましい。配合量が０．１質量％未満では、硬化性の促進にあまり効果がなく、逆に５質量％を超えると、成形品の耐湿信頼性が低下するおそれがある。
【００２１】
本発明に用いられる（Ｄ）成分の無機充填剤は、この種の樹脂組成物に一般に使用されているものであれば、特に制限されることなく使用することができる。その具体例としては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、破砕シリカ、合成シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウムなどの酸化物粉末、水酸アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水酸化物粉末、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化ケイ素などの窒化物粉末などが挙げられる。これらの無機充填剤は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２２】
（Ｄ）成分の無機充填剤としては、半導体封止用樹脂シートの取り扱い性や成形性を高める観点からは、なかでもシリカ粉末が好ましく、溶融シリカが特に好ましい。溶融シリカ以外のシリカを使用する場合、その割合はシリカ粉末全体の３０質量％未満とすることが好ましい。これらのシリカ粉末は、平均粒径が０．５〜４０μｍであることが好ましく、５〜３０μｍであることがより好ましく、また、最大粒径が１０５μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．５μｍ未満では、樹脂組成物の流動性が低下し、成形性が損なわれるおそれがある。一方、平均粒径が４０μｍを超えると、成形品に反りが発生したり、寸法精度が低下したりするおそれがある。また、最大粒径が１０５μｍを超えると、成形性が低下するおそれがある。なお、シリカ粉末の平均粒径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置により求めることができ、平均粒径は、同装置で測定された粒度分布において積算体積が５０％になる粒径（ｄ５０）である。
【００２３】
（Ｄ）成分の無機充填剤の配合量は、組成物全体に対し、７０〜９２質量％の範囲が好ましく、７５〜９０質量％の範囲がより好ましい。７０質量％未満では、線膨張係数が増大して、成形品の寸法精度、耐湿性、機械的強度等が低下し、また、９５質量％を超えると、半導体封止用樹脂シートが割れやすくなる。また、溶融粘度が増大して流動性が低下するととともに、成形性が低下するおそれがある。
【００２４】
本発明に用いられる（Ｅ）成分の高分子カチオン系分散剤としては、ポリカルボン酸またはポリアミンを主骨格とするものが挙げられる。ポリアミンを主骨格とするものが特に好ましい。ポリアミンを主骨格とする高分子カチオン系分散剤の市販品を例示すると、例えば、クローダジャパン（株）製のＫＤ−１（商品名）が挙げられる。また、ポリカルボン酸を主骨格とする高分子カチオン系分散剤の市販品を例示すると、例えば、クローダジャパン（株）製のＫＤ−９（商品名）が挙げられる。高分子カチオン系分散剤は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
高分子カチオン系分散剤を（Ａ）成分の結晶性エポキシ樹脂とともに使用することにより、（Ｄ）成分の無機充填剤を高充填した際の組成物の溶融粘度を好適な範囲に維持することがより容易になり、また半導体封止用樹脂シートの耐熱性もより高めることができる。
【００２６】
上記効果を得るために、（Ｅ）成分の高分子カチオン系分散剤の配合量は、組成物全体に対し、０．０５〜５質量％の範囲が好ましく、０．１〜２質量％の範囲がより好ましい。０．０５質量％未満では、上記効果が十分得られず、また、半導体封止用樹脂シートがべたつくようになり、金型からの離型が困難になることがある。
【００２７】
本発明の封止用樹脂組成物には、以上の各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、カップリング剤；合成ワックス、天然ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸等の金属塩等の離型剤；カーボンブラック、コバルトブルー等の着色剤；シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力付与剤、ハイドロタルサイト類、イオン捕捉剤等を配合することができる。
【００２８】
カップリング剤としては、エポキシシラン系、アミノシラン系、ウレイドシラン系、ビニルシラン系、アルキルシラン系、有機チタネート系、アルミニウムアルコレート系等のカップリング剤が使用される。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して用いてもよい。成形性、難燃性、硬化性等の観点からは、なかでもアミノシラン系カップリング剤が好ましく、特に、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、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等が好ましい。
【００２９】
カップリング剤の配合量は、組成物全体の０．０１質量％以上３質量％以下となる範囲が好ましく、０．１質量％以上１質量％以下となる範囲がより好ましい。組成物全体の０．０１質量％未満では、成形性の向上にあまり効果がなく、逆に３質量％を超えると、成形時に発泡して成形品にボイドや表面膨れ等が発生するおそれがある。
【００３０】
エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、（Ａ）結晶性エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、（Ｅ）高分子カチオン系分散剤、及び前述した必要に応じて配合される各種成分をミキサー等によって十分に混合（ドライブレンド）した後、熱ロールやニーダ等の混練装置により溶融混練し、冷却後、適当な大きさに粉砕する。粉砕方法は、特に制限されず、一般的な粉砕機、例えば、スピードミル、カッティングミル、ボールミル、サイクロンミル、ハンマーミル、振動ミル、カッターミル、グラインダーミル等を用いることができる。好ましくは、スピードミルである。粉砕物は、その後、篩い分級やエアー分級等によって所定の粒度分布を持つ粒子集合体に調整することができる。
【００３１】
本発明の半導体封止用樹脂シートは、上記のように調製されたエポキシ樹脂組成物を加圧部材間で加熱溶融し圧縮してシート状に成形することにより得られる。
より具体的には、ポリエステルフィルム等の耐熱性の離型フィルム上に上記エポキシ樹脂組成物を略均一な厚さになるように供給して樹脂層を形成した後、樹脂層を加熱軟化させながらロール及び熱プレスにより圧延する。その際、樹脂層上にもポリエステルフィルム等の耐熱性フィルムを配置する。このようにして樹脂層を所望の厚さに圧延した後、冷却固化し、耐熱性フィルムを剥離し、さらに必要に応じて所望の大きさ、形状に切断する。これにより、半導体封止用樹脂シートが得られる。なお、樹脂層を軟化させる際の加熱温度は、通常、８０〜１５０℃程度である。加熱温度が８０℃未満では、溶融混合が不十分となり、１５０℃を超えると、硬化反応が進み過ぎて樹脂封止成形性が低下するおそれがある。
【００３２】
半導体封止用樹脂シートは、高化式フローテスターによって温度１７５℃、荷重１０ｋｇ（剪断応力１．２３×１０５Ｐａ）の条件で測定される溶融粘度が、２〜５０Ｐａ・ｓであることが好ましく、３〜２０Ｐａ・ｓであることがより好ましい。溶融粘度が２Ｐａ・ｓ未満ではバリが生じやすくなり、５０Ｐａ・ｓを超えると充填性が低下し、ボイドや未充填部分が発生するおそれがある。
【００３３】
また、半導体封止用樹脂シートは、厚さが０．１〜２ｍｍであることが好ましい。厚さが０．１ｍｍ以上であれば割れるおそれはなく、取り扱い性に優れ、コンプレッション成形用金型への搬入も支障なく容易に行うことができる。また、厚さが２ｍｍ以下であれば、半導体封止時に金型内での樹脂シートの溶融が遅延して成形が不良になることもない。
【００３４】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記半導体封止用樹脂シートを用いてコンプレッション成形により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。以下、その方法の一例を記載する。
まず、コンプレッション成形用金型のキャビティー内に、半導体素子を実装した基板を、２枚の上記半導体封止用樹脂シートで挟み込んで配置し、所定の温度、所定の圧力でコンプレッション成形する。成形条件は、温度１００〜１９０℃、圧力４〜１２ＭＰａとすることが好ましい。成形後、１３０〜１９０℃の温度で、２〜８時間程度の後硬化を行う。これにより樹脂封止型半導体装置が完成する。
【００３５】
このようにして得られる樹脂封止型半導体装置は、薄くても取扱いやすく、かつ成形性に優れる半導体封止用樹脂シートを用いたコンプレッション成形により封止されているので、薄型であっても高い品質、高い信頼性を具備することができる。
【００３６】
なお、本発明の半導体装置において封止される半導体素子は、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＣ、ＬＳ、ダイオード、サイリスタ、トランジスタ等が例示されるが、従来の封止材料では困難であった、封止後の厚さが０．１〜１．５ｍｍとなるような半導体素子の場合に、本発明は特に有用である。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、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、以下の実施例及び比較例において使用した材料は表１に示した通りである。
【００３８】
【表１】
0006389382.tif 000002
【００３９】
（実施例１）
表１に示す結晶性エポキシ樹脂Ｉ、フェノール樹脂Ｉ、溶融シリカＩ、II、高分子カチオン系分散剤Ｉ、硬化促進剤、着色剤、および離型剤を用い、表２に示す組成となるように各原料を常温で混合し、次いで、熱ロールを用いて８０〜１３０℃で加熱混練した。冷却後、スピードミルを用いて粉砕してエポキシ樹脂組成物を調製した。
【００４０】
得られたエポキシ樹脂組成物をポリエステルからなる離型フィルムで挟んで、８０℃の熱板間に置き、１０ＭＰａの圧力で１分間加熱加圧して、厚さ０．５ｍｍの半導体封止用樹脂シートを作製した、
さらに、得られた半導体封止用樹脂シートを用いて半導体チップの封止を行った。すなわち、まず、半導体封止用樹脂シートから１５０ｍｍ×３０ｍｍのシートを切り出した。このシートをコンプレッション成形用金型内に置き、その上に半導体チップを実装した基板を重ね、さらにその上に上記シートを重ね、８．０ＭＰａの加圧下、１７５℃で３０分間の条件でコンプレッション成形した。その後、１７５℃、４時間の後硬化を行い、半導体装置を製造した。
【００４１】
（実施例２〜５、比較例１〜４）
組成を表２に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物を調製し、次いで、得られた組成物を用いて厚さ０．５ｍｍの半導体封止用樹脂シートを作製し、さらに、そのシートを用いて半導体装置を製造した。
【００４２】
上記各実施例及び各比較例で得られたエポキシ樹脂組成物、半導体封止用樹脂シート、および半導体装置（製品）について、下記に示す方法で各種特性を評価した。その結果を表２に併せ示す。
【００４３】
＜樹脂組成物＞
（１）スパイラルフロー
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を用いて、温度１７５℃、圧力９．８ＭＰａでトランスファー成形し、測定した。
（２）ゲルタイム
ＪＩＳ  Ｃ  ２１６１の７．５．１に規定されるゲル化時間Ａ法に準じて、約１ｇのエポキシ樹脂組成物を１７５℃の熱盤上に塗布し、かき混ぜ棒にてかき混ぜ、ゲル状になりかき混ぜられなくなるまでの時間を測定した。
（３）高化式フロー粘度
流動特性評価装置（（株）島津製作所製  製品名 フローテスターＣＦＴ−５００型）により、温度１７５℃、荷重１０ｋｇ（剪断応力１．２３×１０５Ｐａの環境下）における溶融粘度を測定した。
（４）ガラス転移点Ｔｇ
１７５℃で３分間加熱し硬化させて得た硬化物からスティック状のサンプルを作製し、熱分析装置（ＴＭＡ）（セイコーインスツル（株）製  製品名 ＴＭＡ  ＳＳ−１５０）により、昇温速度１０℃／分の条件で昇温してＴＭＡチャートを測定し、２接線の交点から求めた。
（５）曲げ強さ・曲げ弾性率
（４）と同様にして作製したサンプルについて、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準拠して、温度２５℃にて測定した。
（６）吸水率
１２ＭＰａの加圧下、１７５℃で２分間の条件でコンプレッション成形し、次いで、１７５℃、８時間の後硬化を行って直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板状の硬化物を得、これを１２７℃、０．２５ＭＰａの飽和水蒸気中に２４時間放置し、増加した重量を求め、次式より算出した。
吸水率＝増加した重量／硬化物の初期重量
【００４４】
＜シート（半導体封止用樹脂シート）＞
（１）フレキシブル性
幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの半導体封止用樹脂シートを切り出し、一端から１５ｍｍの部分をクランプして、架台上、高さ１８ｍｍにセットし、自重でシートの一端が架台上面に接触するまでの時間を測定した(初期)。
また、これとは別に幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの半導体封止用樹脂シートを切り出し、２５℃で１６８時間放置した後、同様に、一端から１５ｍｍの部分をクランプして、架台上、高さ１８ｍｍにセットし、自重でシートの一端が架台上面に接触するまでの時間を測定した。
【００４５】
＜製品（半導体装置）＞
（１）耐リフロー性（ＭＳＬ試験）
半導体装置に対し、８５℃、８５％ＲＨにて７２時間吸湿処理した後、２４０℃の赤外線リフロー炉中で９０秒間加熱する試験（ＭＳＬ試験）を行い、不良(剥離およびクラック)の発生率を調べた（試料数＝２０）。
（２）耐湿信頼性（プレッシャクッカー試験：ＰＣＴ）
プレッシャクッカー内で、１２７℃、０．２５ＭＰａの条件下、７２時間吸水させた後、２４０℃、９０秒間のベーパーリフローを行い、不良（オープン不良）の発生率を調べた（試料数＝２０）。
（３）高温放置信頼性（高度加速寿命試験：ＨＡＳＴ）
１８０℃の恒温槽中に１０００時間放置し、不良（オープン不良）の発生率を調べた（試料数＝２０）。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
表２から明らかなように、本発明の実施例にかかる半導体封止用樹脂シートは、常温で長時間放置しても柔軟性を有しており、良好な取り扱い性を有していた。
またそのような半導体封止用樹脂シートを用いて製造された半導体装置は、ＭＳＬ試験、プレッシャクッカー試験、高度加速寿命試験のいずれの試験においても良好な結果が得られており、樹脂封止型半導体装置として高い信頼性を有するものであることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の半導体封止用樹脂シート、厚さが薄くなっても取り扱い性や成形性に優れている。したがって、薄型化された半導体素子のコンプレッション成形用封止材料として有用であり、高品質で信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を製造することができる。