(57)【要約】【課題】ダム用樹脂組成物とて硬化時間が早く、得られたダムの外観を良好にすることができるダム用樹脂組成物を提供する。【解決手段】液状エポキシ樹脂、潜在型硬化剤を含有する半導体ダム用樹脂組成物であって、上記半導体ダム用樹脂組成物の増粘率が１２０℃で２０％／ｗｅｅｋ以下で、かつ８０℃のゲルタイムが１２０秒以上１８０秒以下、１００℃のゲルタイムが６０秒以上９０秒以下、１２０℃のゲルタイムが３０秒以上４５秒以下に設定されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液状エポキシ樹脂、（ｂ）潜在型硬化剤を含有する半導体ダム用樹脂組成物であって、上記半導体ダム用樹脂組成物の増粘率が１２０℃で２０％／ｗｅｅｋ以下で、かつ８０℃のゲルタイムが１２０秒以上１８０秒以下、１００℃のゲルタイムが６０秒以上９０秒以下、１２０℃のゲルタイムが３０秒以上４５秒以下に設定されていることを特徴とする半導体ダム用樹脂組成物。
【請求項２】
上記（ｂ）の潜在型硬化剤がアミン系硬化剤であることを特徴とする請求項１記載の半導体ダム用樹脂組成物。
【請求項３】
配線回路基板上に、複数の接続用電極部を介して半導体素子が搭載され、上記半導体ダム用樹脂組成物によってダムが形成され、半導体素子とダムとの間が封止樹脂によって封止されてなる半導体装置であって、該ダムが、請求項１又は請求項２に記載の半導体ダム用樹脂組成物によって形成されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状エポキシ樹脂系の樹脂組成物であり、半導体に用いられる封止樹脂の流れを防止する半導体ダム用樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の小型化・高密度化に伴い、半導体装置の実装面積は極めて小さくなり、封止樹脂の封止エリアも次第に狭くなってきている。また、回路基板と半導体素子とを接続するボンディングワイヤーは、その本数が増加する傾向に有る。
上記のような半導体を封止する場合、液状樹脂の流れを防止したり、外観を確保するためにダムを設け、液状エポキシ樹脂組成物にて半導体を封止成形している。
このダム用樹脂組成物と封止樹脂とは、封止樹脂との密着性や硬化収縮の場面より同じ硬化系の樹脂組成物を使用し、ダム用樹脂組成物と封止樹脂とを同時硬化させていた。
しかしながら、上記封止樹脂とダム用樹脂組成物が同じ硬化系であると、ダム用樹脂組成物を先に塗布し、その後、フィル材の封止樹脂を塗布して、同時硬化させると、ダム用樹脂組成物を塗布してフィル材を塗布するまでの間、長時間空気中に暴露される場合があり、硬化不良や外観不良が発生する問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１１０８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、あらかじめダム用樹脂組成物を塗布して硬化させた後、フィル材を塗布して封止成形する方法が採用されるようになった。しかしながら、ダム用樹脂組成物とフィル材とが同じ硬化系であると、ダム用樹脂組成物を硬化させるのに、フィル材を硬化させる時間と同様の時間が必要となり、作業性が悪くなる問題があった。
また、加熱時間が不足すると、ダムとしての高さが得られなかったり、樹脂流れが生じて、外観不良が発生するという問題が生じていた。
【０００４】
そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、ダム用樹脂組成物とて硬化時間が早く、得られたダムの外観を良好にすることができるダム用樹脂組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、（ａ）液状エポキシ樹脂、（ｂ）潜在型硬化剤を含有する半導体ダム用樹脂組成物であって、OLE_LINK1上記半導体ダム用樹脂組成物の増粘率が１２０℃で２０％／ｗｅｅｋ以下で、かつ８０℃のゲルタイムが１２０秒以上１８０秒以下、１００℃のゲルタイムが６０秒以上９０秒以下、１２０℃のゲルタイムが３０秒以上４５秒以下に設定されているOLE_LINK1ことを特徴とする半導体ダム用樹脂組成物を第１の要旨とする。
また、本発明は、上記（ｂ）成分である潜在型硬化剤がアミン系硬化剤である半導体ダム用樹脂組成物を第２の要旨とする。
また、本発明は、配線回路基板上に、複数の接続用電極部を介して半導体素子が搭載され、上記半導体ダム用樹脂組成物によってダムが形成され、半導体素子とダムとの間が封止樹脂によって封止されてなる半導体装置であって、該ダムが、請求項１又は請求項２に記載の半導体ダム用樹脂組成物によって形成されている半導体装置を第３の要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るダム用樹脂組成物によれば、（ａ）液状エポキシ樹脂と（ｂ）潜在型硬化剤を含有し、その増粘率が１２０℃で２０％／ｗｅｅｋ以下で、かつ８０℃のゲルタイムが１２０秒以上１８０秒以下、１００℃のゲルタイムが６０秒以上９０秒以下、１２０℃のゲルタイムが３０秒以上４５秒以下に設定されていることによって、一液性のダム用樹脂組成物でありながら硬化速度を飛躍的に高めることができ、封止樹脂と併せて、随時硬化させて使用した場合でも、封止樹脂との硬化バランスが保たれ、外観が優れたものを形成することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
本発明に係るダム用樹脂組成物は、室温で液状であって、（ａ）液状エポキシ樹脂及び（ｂ）潜在型硬化剤を含有するものであり、１２０℃での増粘率が２０％／ｗｅｅｋ以下で、かつ８０℃のゲルタイムが１２０秒以上１８０秒以下、１００℃のゲルタイムが６０秒以上９０秒以下、１２０℃のゲルタイムが３０秒以上４５秒以下に設定されている。
上記液状エポキシ樹脂（ａ成分）としては、室温（約２５℃）で液状を示すものであれば特に限定するものではなく各種のエポキシ樹脂を用いることができる。例えば、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独であるいは２種以上併せて用いられる。
なお、本発明において上記液状エポキシ樹脂とは、単独で用いた場合室温で液状を示すことはもちろん、２種以上併用した場合において最終的にエポキシ樹脂成分として室温で液状を示すものも含む。
そして、ａ成分である液状エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が１５０〜２２０ｇ／ｅｐのものを用いることが好ましく、なかでもエポキシ当量が１７０〜２００ｇ／ｅｐのものを用いることが好ましい。
上記潜在型硬化剤（ｂ成分）としては、アミンアダクト系、マイクロカプセルアミン系、ヒドラジド系などの潜在型硬化剤が使用される。特に、液状エポキシ樹脂との硬化反応と即硬化の面より、アミンアダクト系、マイクロカプセルアミン系などアミン系の潜在性硬化剤を使用することが好ましい。前記アミンアダクト系潜在性硬化剤は、各種のものが市販されている。これらのものを例示すると、アミン／エポキシアダクト系硬化剤としては、アミキュア ＰＮ−２３（味の素ファインテクノ社）、アミキュア ＰＮ−Ｆ（味の素ファインテクノ社）、アミキュア ＰＮ−Ｈ（味の素ファインテクノ社）、アミキュア ＭＹ−２４（味の素ファインテクノ社）、ハードナー Ｈ−３６１５Ｓ（エー・シー・アール社）、ハードナー Ｈ−３２９３Ｓ（エー・シー・アール社）、ノバキュア ＨＸ−３７４２（旭化成エポキシ社）、Ａｎｃａｍｉｎｅ ２０１４ＡＳ（パシフィックアンカーケミカル社）、Ａｎｃａｍｉｎｅ ２０１４ＡＦＧ（パシフィックアンカーケミカル社）等が挙げられる。アミン／尿素アダクト系硬化剤としては、フジキュア ＦＸＢ−１０５０（富士化成工業社）、フジキュア ＦＸＥ−１０００（富士化成工業社）、フジキュア ＦＸＲ−１０３０（富士化成工業社）等が挙げられる。特にその配合量を限定するものではないが、１５ｐｈｒ〜２５ｐｈｒが硬化速度、ゲル化の特性が著しく良好で好ましい。上記の硬化剤を用いることによって、液状エポキシ樹脂組成物の硬化速度を飛躍的に高めることができ、得られた半導体用ダム用樹脂組成物の硬化物の外観が優れたものが得ることができ、半導体装置の製造方法において、ダム用樹脂組成物を短時間で硬化させることが可能になり製造効率を改善することができる。
【０００９】
また、本発明のダム用樹脂組成物は、液状エポキシ樹脂および潜在型硬化剤に加えて、必要に応じて添加剤や無機充填剤を加えることもできる。添加剤としては、例えば、カップリング剤、密着性付与剤、顔料、染料、消泡剤、改質剤、増粘剤、難燃剤等を用いることができる。
また、無機充填剤としては、成形性、流動性や耐熱性などの特性に応じて加えることが可能で、例えば、シリカ、アルミナ、酸化アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、クレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化ベリリウム等が挙げられる。特に、結晶シリカ、溶融シリカ、合成シリカが特に好ましく用いられる。無機充填材の添加量は、樹脂組成物全量に対して８５質量％以下であることが好ましい。８５重量％を超えると、流動性が低下し、吐出および塗布作業性が悪くなる傾向がみられるからである。
【００１０】
また、本発明に係る半導体用ダム用樹脂組成物は、１２０℃での増粘率が２０％／ｗｅｅｋ以下で、かつ８０℃のゲルタイムが１２０秒以上１８０秒以下、１００℃のゲルタイムが６０秒以上９０秒以下、１２０℃のゲルタイムが３０秒以上４５秒以下であることが好ましい。これにより、ダム用樹脂組成物を硬化させる場合において、硬化時間を短縮することが可能となり、製造効率の向上を十分に達成することができるものである。
【００１１】
本発明に係るダム用樹脂組成物を調製するにあたっては、上記の各成分を撹拌型のミキサーで混合したり、ビーズミルで分散混合したり、ロールニーダーで分散混合したりすることによって、行うことができる。なお、これら以外の混合方法を採用してもよい。
【００１２】
本発明に係る半導体装置は、上記のようにして得たダム用樹脂組成物でダムを形成した後、封止樹脂で半導体チップを封止することによって、製造することができる。特に、本発明に係る半導体ダム用樹脂組成物は、小型化された半導体チップを実装する際に用いるのが好ましい。具体的には、まず、上記のようにして得たダム用樹脂組成物を半導体チップの周囲にダムを形成するために回路基板の表面に塗布する。この回路基板としては、ＦＲ４やＦＲ５等の繊維基材を含む有機基板や、ポリイミドやポリエステル等の有機フィルムのほか、セラミックス等の無機基板等を用いることができる。そして、加熱温度７０〜１３０℃、加熱時間２〜２０分で加熱し、ダム用樹脂組成物を硬化させる。そして、ダム材で囲われた領域に封止樹脂であるエポキシ樹脂組成物をさらに回路基板の表面に塗布する。次に、エポキシ樹脂組成物を塗布した回路基板を、１００〜１７５℃で１〜６時間加熱してエポキシ樹脂組成物を完全硬化させる。
【００１３】
本発明のダム用樹脂組成物を使用するにあたり、封止樹脂としては、酸無水物系又はフェノール系硬化剤を使用した熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また、アミン系の硬化剤を使用する場合は、吸湿性、内部応力の面で好ましくない。
【００１４】
上記のような半導体装置の製造方法であれば、ダム用樹脂組成物の硬化時間を短縮することができ、半導体装置の製造効率を改善することができる。また、このようにして得られた半導体装置にあっては、流動性の高い封止樹脂を使用することが可能になり、ボイド残存が少なく、高充填の優れた封止樹脂の硬化樹脂層を形成することができるものである。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００１６】
まず、OLE_LINK2実施例１〜３及び比較例１〜４OLE_LINK2のダム用樹脂組成物を調製するのに使用した材料について説明する。各材料の配合量（質量部）は表１に示す。
【００１７】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、品番「エピコート８２８」、エポキシ当量１８８）
（硬化剤）
硬化剤Ａ：アミンアダクト系（株式会社味の素製、品番「アミキュアＰＮ−２３」）
硬化剤Ｂ：酸無水物系（ジャパンエポキシレジン株式会社製、品番「エピキュアＹＨ−３０６」）
硬化剤Ｃ：アミン系（ジエチレントリアミン）
硬化剤Ｄ：カチオン系（旭電化工業株式会社製、品番「アデカオプトンＣＰ-６６」）
（硬化促進剤）
硬化促進剤：（旭化成エポキシ株式会社製、品番「ノバキュアＨＸ−３６１３」）
（無機充填材）
充填材：破砕溶融シリカ（龍森株式会社製、品番「ＲＤ−８Ｆ」）
（増粘剤）
増粘剤（日本アエロジル社製、品番「ＲＹ−２００」）
（着色剤）
カーボンブラック
（性能）ゲルタイム
ホットプレートの温度を８０±２℃、１００±２℃、１２０OLE_LINK3±２℃OLE_LINK3にそれぞれ設定し、このホットプレート上に約１ｇのダム用樹脂組成物を置き、これを撹拌しながら撹拌不能になるまでの時間を測定した。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2005154541.tif 000002
【００１９】
そして、上記の材料を用いて下記の製造方法により半導体ダム用樹脂組成物を調製した。
【００２０】
（製造方法）
ダム用樹脂組成物の構成成分であるエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材及びその他の成分を表１に示す配合量で配合し、これをプラネタリーミキサーで混合し、さらに３本ロールにて分散することによって、エポキシ樹脂組成物を調製した。
そして、上記のようにして得た実施例１〜３及び比較例１〜４のダム用樹脂組成物の特性を下記の方法により評価した。
【００２１】
（１）増粘率
上記で得られたダム用樹脂組成物の粘度を測定し、１週間後の粘度を測定して、初期の粘度から１週間後の粘度の変化率を増粘率とした。硬化した場合は、測定不可とした。
【００２２】
（２）外観
回路基板の表面に内径０．４１ｍｍのニードルで、吐出圧０．４ＭＰａで、４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形を塗布した。そして、８０℃・１０分、１００℃・５分、１２０℃・３分のそれぞれの条件で加熱硬化後以下の特性を確認した。
高さ  ：表面粗さ計にて硬化した上記ダム用樹脂組成物の高さを測定し、いずれのポイントも０．３ｍｍ以上の高さであれば〇、０．３ｍｍより低ければ×とした。
幅    ：光学顕微鏡にて硬化した上記ダム用樹脂組成物の幅を測定し、いずれのポイントも０．５ｍｍ以下の幅であれば〇、０．５ｍｍより大きければ×とした。
硬化度：硬化した上記ダム用樹脂組成物を、２５℃のメチルエチルケトン溶液中に浸漬し、１時間後、質量の減少が１％以下であれば〇、１％を超えるものは×とした。
結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
2005154541.tif 000003
【００２４】
表２に示すように、実施例１〜３の結果と比較例１〜４の結果とを比較すると、実施例１〜３では、上記加熱硬化後の外観が良好であり、ダムとしての高さ、幅を維持できることが確認できた。
【００２５】
一方、比較例１〜４では、ゲルタイムが長すぎて上記加熱硬化条件では完全な硬化物が得られなかった。これは、実施例１〜３に比べて硬化速度が遅く、好ましい流動性が得られていないことが原因と考えられる。