(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のダイボンド用樹脂組成物層を介して基板の片面に第一の半導体素子が搭載され、さらに当該第一の半導体素子の上に、当該第一の半導体素子と同一又は異なる１又は２以上の第二の半導体素子が第二のダイボンド用樹脂組成物層を介して積層された積層素子構造を有し、かつ、封止用樹脂組成物によって実質的に該基板の該第一及び第二の半導体素子が搭載された面のみが封止されるエリア実装型半導体装置であって、
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層は、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下である、熱硬化性樹脂及び充填材を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂ペースト又は熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成され、
前記第二のダイボンド用樹脂組成物層は、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分として含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成され、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を主成分とする前記封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下であることを特徴とするエリア実装型半導体装置。
【請求項２】
前記第二のダイボンド用樹脂組成物層を形成する樹脂フィルムは、前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０重量部以上１００重量部以下の割合で含有するダイボンド用樹脂組成物からなる、請求項１に記載のエリア実装型半導体装置。
【請求項３】
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層は、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂を含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成されている、請求項１又は２に記載のエリア実装型半導体装置。
【請求項４】
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層を形成する樹脂フィルムは、前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０重量部以上１００重量部以下の割合で含有するダイボンド用樹脂組成物からなる、請求項３に記載のエリア実装型半導体装置。
【請求項５】
第一のダイボンド用樹脂組成物層を介して基板の片面に第一の半導体素子を搭載する工程、
当該第一の半導体素子の上に、当該第一の半導体素子と同一又は異なる１又は２以上の第二の半導体素子を第二のダイボンド用樹脂組成物層を介して積層する工程、
封止用樹脂組成物によって実質的に該基板の該第一及び第二の半導体素子が搭載された面のみを封止する工程を含むエリア実装型半導体装置の製造方法であって、
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層を、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下である、熱硬化性樹脂及び充填材を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂ペースト又は熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成し、
前記第二のダイボンド用樹脂組成物層を、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分として含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成し、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を主成分とする前記封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下であることを特徴とするエリア実装型半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層を、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂を含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成する、請求項５に記載のエリア実装型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エリア実装型半導体装置並びにそれに用いるダイボンド用樹脂組成物、封止用樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器が小型化、軽量化、高機能化している市場動向において、半導体（集積回路（ＩＣ）ともいう）の高集積化が年々進み、また半導体装置（以下、パッケージともいう）の表面実装化が促進されるなかで、新規にエリア実装型半導体装置が開発され、好ましく使用される半導体装置は従来構造の半導体装置からエリア実装型半導体装置へ移行し始めている。具体的には、エリア実装型半導体装置としては、ボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡという）、あるいは更に小型化を追求したチップサイズパッケージ（以下、ＣＳＰという）が代表的である。これらのエリア実装型半導体装置はクワッドフラットパッケージ（以下、ＱＦＰという）、スモールアウトラインパッケージ（以下、ＳＯＰという）に代表される従来の表面実装型半導体装置では、電極配列がＩＣの周辺構造である実装方式のため、電極をＩＣの周辺から引き出すことしかできないために限界に近づいている多ピン化及び高速化への要求に対応するために開発されたものである。
エリア実装型半導体装置の構造としては、ビスマレイミド・トリアジン（以下、ＢＴという）樹脂／銅箔回路基板に代表される硬質回路基板あるいはポリイミド樹脂フィルム／銅箔回路基板に代表されるフレキシブル回路基板等の基板の片面上に半導体素子を搭載し、その素子搭載面、即ち該基板の片面のみが樹脂組成物等で成形・封止されている。該基板の素子搭載面の反対面には半田ボールが格子状又は周辺状に並列して形成され、該半導体装置を半導体装置用の回路基板に実装する際には、該半田ボールが形成された面と該回路基板との接合を行う。このような実装方式は電極配列がマトリックス構造であるため、ＩＣ搭載エリア内を利用して電極を引き出すことができ、入力端子の増大、小型化に有利である。尚、半導体素子を搭載する基板として、上記有機回路基板以外にもリードフレーム等の金属基板を用いる構造も提案されている。【０００３】
上述したように、これらエリア実装型半導体装置の構造は基板の素子搭載面のみを樹脂組成物で封止し、半田ボール形成面側は封止しないという片面封止の形態をとっている。ごく希に、リードフレーム等の金属基板等では、半田ボール形成面でも数十μｍ程度の封止樹脂層が存在することもあるが、素子搭載面では数百μｍから数ｍｍ程度の封止樹脂層が形成されるため、そのような金属基板等においても実質的に片面封止となっている。片面封止であると有機基板や金属基板と樹脂組成物の硬化物との間での熱膨張及び熱収縮の不整合あるいは樹脂組成物の成形及び硬化時の硬化収縮による影響により、これらの半導体装置では成形直後から反りが発生しやすい。また、これらの半導体装置を実装する回路基板上に半田接合を行う場合、樹脂組成物の硬化物の吸湿により半導体装置内部に存在する水分が、半田リフロー処理中に高温にさらされた時に急激に気化することによって発生する応力で半導体装置にクラックが発生する。
この問題を解決するために、耐熱性、密着性に優れたレジンを適用した封止材（例えば特許文献１参照。）や、接着強度を上げたダイボンド材（例えば特許文献２参照。）が検討されている。しかし、近年、環境問題から従来よりも高融点の無鉛半田の使用が増加しており、この無鉛半田の適用により実装温度を従来よりも約２０℃高くする必要があり、実装後の半導体装置の信頼性が現状より著しく低下する問題が生じている。このようなことから樹脂組成物の改善による半導体装置の信頼性の向上要求が加速的に強くなってきており、耐リフロークラック性により優れた半導体装置の登場が望まれている。【０００４】
更に近年、半導体装置の高性能化のため、機能等の異なる素子を同一装置に搭載する半導体装置（パッケージ）が登場してきた。その一つとしてスタックド・パッケージ（以下積層素子搭載エリア実装型半導体装置ともいう）がある。スタックド・パッケージとは、機能等の異なる複数の半導体素子（例えばロジック素子、メモリー素子等）を接着剤等を介して積層してそれぞれの素子を電気的に接合し、より効率的に機能を発現させるパッケージである。この場合、積層によりパッケージの厚みが厚くなることを避けるため、積層素子に用いる半導体素子自身の厚みは薄く、例えば２００μｍを下回るように、設計される場合も多く、半導体素子（チップ）自体の脆弱性が増大する。また、パッケージの小型化と相まって、基板と直に接着される半導体素子のチップ面積の該半導体素子が搭載される基板面積に対する比が増大し、基板と直に接着される半導体素子にかかる応力が増大する。更に、半導体素子は上述した積層構造を有するため、非常に多くの界面が存在する。このような理由により、上記スタックド・パッケージ全体の信頼性を維持又は向上させることは困難であった。【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０２８４２号公報（第２〜６頁）
【特許文献２】特開２００１−１２３０１３号公報（第２〜８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、無鉛半田使用の表面実装によっても高い信頼性を有する半導体素子又は積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置、並びにそれに用いるダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
［１］第一のダイボンド用樹脂組成物層を介して基板の片面に第一の半導体素子が搭載され、さらに当該第一の半導体素子の上に、当該第一の半導体素子と同一又は異なる１又は２以上の第二の半導体素子が第二のダイボンド用樹脂組成物層を介して積層された積層素子構造を有し、かつ、封止用樹脂組成物によって実質的に該基板の該第一及び第二の半導体素子が搭載された面のみが封止されるエリア実装型半導体装置であって、
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層は、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下である、熱硬化性樹脂及び充填材を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂ペースト又は熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成され、
前記第二のダイボンド用樹脂組成物層は、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分として含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成され、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を主成分とする前記封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下であることを特徴とするエリア実装型半導体装置、
［２］前記第二のダイボンド用樹脂組成物層を形成する樹脂フィルムは、前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０重量部以上１００重量部以下の割合で含有するダイボンド用樹脂組成物からなる、上記［１］に記載のエリア実装型半導体装置、
［３］前記第一のダイボンド用樹脂組成物層は、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂を含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成されている、上記［１］又は［２］に記載のエリア実装型半導体装置、
［４］前記第一のダイボンド用樹脂組成物層を形成する樹脂フィルムは、前記アクリル系樹脂１００重量部に対し、熱硬化性樹脂を１０重量部以上１００重量部以下の割合で含有するダイボンド用樹脂組成物からなる、上記［３］に記載のエリア実装型半導体装置、
［５］第一のダイボンド用樹脂組成物層を介して基板の片面に第一の半導体素子を搭載する工程、
当該第一の半導体素子の上に、当該第一の半導体素子と同一又は異なる１又は２以上の第二の半導体素子を第二のダイボンド用樹脂組成物層を介して積層する工程、
封止用樹脂組成物によって実質的に該基板の該第一及び第二の半導体素子が搭載された面のみを封止する工程を含むエリア実装型半導体装置の製造方法であって、
前記第一のダイボンド用樹脂組成物層を、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下である、熱硬化性樹脂及び充填材を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂ペースト又は熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分とするダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成し、
前記第二のダイボンド用樹脂組成物層を、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分として含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成し、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を主成分とする前記封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下であることを特徴とするエリア実装型半導体装置の製造方法、
［６］前記第一のダイボンド用樹脂組成物層を、重量平均分子量が１０万以上３５万以下であるアクリル系樹脂を含有し、硬化後の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であるダイボンド用樹脂組成物からなる樹脂フィルムにより形成する、上記［５］に記載のエリア実装型半導体装置の製造方法、
である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、従来よりも高い実装温度においても、低応力性に優れ、耐半田クラック性が良好であるダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を得ることができる。また、本発明のダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を適用すると、従来よりも高い実装温度で無鉛半田を使用して表面実装を行っても高い信頼性を有する半導体素子又は積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一個の半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の断面図。
【図２】二個の半導体素子からなる積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の断面図。
【符号の説明】
【００１０】
１    封止樹脂（封止用樹脂組成物の硬化物）
２    基板
３    接着剤層（ダイボンド用樹脂組成物の硬化物）
３ａ  第一の接着剤層（ダイボンド用樹脂組成物の硬化物）
３ｂ  第二の接着剤層
４    半導体素子
４ａ  第一の半導体素子
４ｂ  第二の半導体素子
５    金ワイヤ
６    半田ボール
７    レジスト層
８    半導体装置
９    積層素子
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のエリア実装型半導体装置は、ダイボンド用樹脂組成物を介して基板の片面に半導体素子が搭載され、かつ、封止用樹脂組成物によって実質的に該基板の該半導体素子が搭載された面のみが封止される半導体装置であって、前記ダイボンド用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であり、前記封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする材料を適用することにより、無鉛半田使用の表面実装によっても高い信頼性を有する本発明のエリア実装型半導体装置が得られる。
また、本発明のエリア実装型半導体装置は、上記ダイボンド用樹脂組成物を介して基板の片面に搭載された半導体素子の上に当該半導体素子と同一又は異なる１又は２以上の半導体素子が更に積層された積層素子構造を有するエリア実装型半導体装置であってもよい。
以下、本発明について詳細に説明する。【００１２】
ダイボンド用樹脂組成物とは、半導体装置を製造するための半導体素子と基板とを接着する樹脂組成物をいい、本発明で用いられるダイボンド用樹脂組成物は、その硬化物の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であることが必須であるが、その形態としては特に限定するものではなく、例えば樹脂ペースト又は樹脂フィルム等が挙げられる。【００１３】
本発明のダイボンド用樹脂組成物として用いることができる樹脂ペースト（以下、ダイボンド用樹脂ペーストともいう）は、熱硬化性樹脂と充填材を主成分とし、その硬化物の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であることを特徴とするものである。前記樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂は、樹脂、硬化剤、硬化促進剤等からなる一般的な熱硬化性樹脂であり、特に限定されるものではないがペーストを形成する材料であることから室温で液状であることが望ましい。
ここで、弾性率は以下の方法によって求める。テフロン（登録商標）シート上に樹脂ペーストを幅４ｍｍ、長さ約５０ｍｍ、厚さ２００μｍに塗布し、所定温度（例えば１７５℃）のオーブン中で所定時間（例えば、３０分）硬化した後、樹脂ペースト硬化物をテフロン（登録商標）シートから剥がし、動的粘弾性測定装置を用いて試験長２０ｍｍ、−１００℃から３３０℃まで昇温速度５℃／分、周波数１０Ｈｚで測定し、２６０℃での弾性率（以下、貯蔵弾性率ともいう）を算出する。【００１４】
前記樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂の例としては、液状のエポキシ樹脂、各種アクリル樹脂、マレイミド樹脂、アリール基を有するトリアリールイソシアヌレート等のラジカル重合性官能基を有する化合物、液状のシアネート樹脂等が挙げられ、これらは何れも１種類あるいは複数種併用して使うことが可能である。
液状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Ｅ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン型の液状エポキシ樹脂等をあげることができる。【００１５】
前記ラジカル重合性官能基を有する化合物の例としては、脂環式（メタ）アクリル酸エステル、脂肪族（メタ）アクリル酸エステル、芳香族（メタ）アクリル酸エステル、脂肪族ジカルボン酸（メタ）アクリル酸エステル、芳香族ジカルボン酸（メタ）アクリル酸エステル、マレイミド、アリル化合物等が挙げられる。
前記液状のシアネート樹脂の例としては、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジシアナートジフェニルメタン、２，２−ビス（４−シアナートフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−シアナートフェニル）エタン、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、ビスフェノールＦ型シアネート樹脂等が挙げられる。【００１６】
本発明においては、樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂として、室温で固体の熱硬化性樹脂も樹脂ペーストの特性低下が起きない程度に混合して用いることも可能である。併用することができる室温で固体の熱硬化性樹脂の例としては、特に限定するものではないが、エポキシ樹脂では例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック類とエピクロルヒドリンとの反応により得られるポリグリシジルエーテル、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型（フェニレン、ジフェニレン骨格を含む）エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を含むエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。またｎ−ブチルグリシジルエーテル、バーサティック酸グリシジルエステル、スチレンオキサイド、エチルヘキシルグリシジルエーテル、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、ブチルフェニルグリシジルエーテル等のモノエポキシ樹脂も用いることが可能である。マレイミド樹脂では例えば、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］プロパン等のビスマレイミド樹脂が挙げられる。【００１７】
前記熱硬化性樹脂の含有量は、全樹脂ペースト中に２０％以下であることが好ましい。該熱硬化性樹脂の含有量が前記範囲外であると樹脂ペーストが増粘しディスペンス等の塗布作業に支障をきたす。【００１８】
樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合の硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂、脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシアンジアミド、ジカルボン酸ジヒドラジド化合物、カルボン酸無水物等が例として挙げられる。前記硬化剤の含有量は、「エポキシ樹脂の総エポキシ基数／硬化剤の総活性水素数」で規定され（但し、硬化剤が酸無水物等の場合は加水分解した後の硬化剤の総活性水素数とする）、その範囲は０．８以上、１．２以下であることが好ましい。該含有量が前記上限値を超えると耐熱性が著しく低下し、また前記下限値を下回ると耐熱性ならびに吸水率の悪化を伴い好ましくない。【００１９】
樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合の硬化促進剤兼硬化剤としては、例えば、各種のイミダゾール化合物があり、その例としては、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−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−Ｃ１１Ｈ２３−イミダゾール等の一般的なイミダゾール、トリアジンやイソシアヌル酸を付加したイミダゾールである２，４−ジアミノ−６−｛２−メチルイミダゾール−（１）｝−エチル−Ｓ−トリアジン、またそのイソシアネート付加物等があり、これらは何れも１種類あるいは複数種併用して使うことが可能である。前記硬化促進剤兼硬化剤の含有量は、全樹脂ペイスト中に０．０１重量％以上、１０重量％以下であることが好ましい。該含有量が前記範囲外であると硬化性の低下、ポットライフの悪化を招く。【００２０】
樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂としてラジカル重合性官能基を有する化合物を用いる場合の重合開始剤としては、通常ラジカル重合に用いられている触媒であれば特に限定しないが、例えば有機過酸化物等の熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。前記重合開始剤の含有量は、全樹脂ペースト中に０．００１重量％以上、２重量％以下であることが好ましい。該含有量が前記範囲外であると硬化性の低下、ポットライフの悪化を引き起こす。【００２１】
樹脂ペーストに用いる熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂を用いる場合の硬化触媒としては、例えば、銅アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート等の金属錯体が挙げられる。前記硬化触媒の含有量はシアネート樹脂１００重量部に対し０．１重量部以上、１．０重量部以下であることが好ましい。該含有量が前記範囲外であると硬化性、ポットライフ等の影響を及ぼす。【００２２】
樹脂ペーストに用いることができる充填材には、無機充填材と有機充填材とがある。無機充填材としては、例えば、金粉、銀粉、銅粉、アルミニウム粉等の金属粉や、溶融シリカ、結晶シリカ、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミ、タルク等がある。有機充填材としては、例えば、シリコーン樹脂、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ベンゾグアナミンやメラミンとホルムアルデヒドとの架橋物等がある。この内、金属粉は主に導電性や熱伝導性を付与するために用いられるが、粒径や形状等の種類が多く、かつ入手が安易であることから銀粉が特に好ましい。【００２３】
樹脂ペーストで使用する充填材は、ハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。イオン性不純物は樹脂ペーストの硬化物に対し熱水抽出しイオンクロマトグラフィー法等によって測定することができる。また、充填材の形状としてはフレーク状、鱗片状、樹枝状や球状等の充填材が用いられる。必要とする樹脂ペーストの粘度により、使用する充填材の粒径は異なるが、通常平均粒径は０．３以上、２０μｍ以下、最大粒径は５０μｍ程度以下が好ましい。平均粒径が上記範囲内であると、粘度の上昇や、塗布又は硬化時の樹脂成分流出によるブリードの発生を抑えることができる。また、最大粒径が上記範囲内であると、樹脂ペーストを塗布するときに、樹脂ペーストがニードルの出口を塞ぎ連続使用できなくなるといった事態を防止することができる。また比較的粗い充填材と細かい充填材とを混合して用いることもでき、種類、形状についても各種のものを適宜混合してもよい。ここで、粒径を測定する方法としてはレーザー粒度分布計等がある。【００２４】
必要とされる特性を付与するために、樹脂ペーストに用いる充填材として、例えば、粒径が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度のナノスケール充填材、シリカとアクリルとの複合材、有機充填材の表面に金属コーティングを施したような有機と無機の複合充填材等を添加しても良い。
尚、樹脂ペーストに用いる充填材は、予め表面をアルコキシシラン、アリロキシシラン、シラザン、オルガノアミノシラン等のシランカップリング剤等で処理したものを用いてもよい。【００２５】
尚、本発明で用いることができるダイボンド用樹脂ペーストの粘度は、好ましくは１０Ｐａ・ｓ以上、５０Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１５Ｐａ・ｓ以上、３５Ｐａ・ｓ以下である。粘度は、Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い、２５℃、２．５ｒｐｍでの値を樹脂ペースト作製後に測定することができる。ダイボンド用樹脂ペーストの粘度が上記範囲外であると塗布する際に糸引きやタレが起こり好ましくない。【００２６】
本発明で用いることができるダイボンド用樹脂ペーストには、必要により用途に応じた特性を損なわない範囲内で、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、低応力化剤、顔料、染料、消泡剤、界面活性剤、溶剤等の添加剤を用いることができる。
本発明で用いることができるダイボンド用樹脂ペーストの製造方法としては、例えば各成分を予備混合し、三本ロール、湿式ビーズミル等を用いて混練して樹脂ペーストを得た後、真空下で脱泡すること等がある。【００２７】
本発明で用いることができるダイボンド用樹脂ペーストの硬化物の２６０℃における弾性率を１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下とするためには、例えば、熱硬化性樹脂として水素添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等の液状のエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の固形のエポキシ樹脂、分子内にラジカル重合可能な官能基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリルアミド基、マレイミド基、ビニルエステル基、ビニルエーテル基等）を有するポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリアルキレンオキシド、脂肪族ポリエステル、ポリノルボルネン等の化合物等などを用いることで、樹脂骨格に脂肪鎖（炭化水素鎖）又は脂環骨格等、芳香環を含まない骨格を多く導入することが望ましい。また、カルボキシル基末端ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、フタル酸エステル等の低応力化剤を用いることも効果的である。【００２８】
本発明で用いることができるダイボンド用樹脂ペーストを用いて、半導体素子をプリント配線板、金属リードフレーム、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板等の半導体素子搭載用基板に接着する方法は、多点ニードルや一点ニードルによる点塗布、一点ニードルによる線塗布、スクリーン印刷やスタンピング等で樹脂ペーストを基板に塗布した後、半導体素子を搭載し、オーブンやホットプレート、インラインキュア装置等で加熱して樹脂ペーストを硬化する等の公知の方法を用いればよい。また、本発明のダイボンド用樹脂ペーストは、同様に積層素子を構成する半導体素子と半導体素子との間の接合に適用してもよい。【００２９】
本発明のダイボンド用樹脂組成物として用いることができる樹脂フィルム（以下ダイボンド用樹脂フィルムともいう）は、熱可塑性樹脂と硬化性樹脂を主成分とし、その硬化物の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であることを特徴とするものである。
ここで、弾性率は以下の方法で測定する。前記樹脂フィルムを、所定温度（例えば１８０℃）のオーブン中で所定時間（例えば６０分間）加熱硬化させた後、動的粘弾性測定装置を用いて試験長２０ｍｍ、−１００℃から３３０℃まで昇温速度５℃／分、周波数１０Ｈｚで測定し、２６０℃での弾性率（貯蔵弾性率）を算出する。【００３０】
尚、硬化後の樹脂フィルムの厚みは５μｍ以上、５０μ以下であることが好ましい。該樹脂フィルムの厚みが上記下限値を下回ると接着時にボイドが残りやすく、上記上限値を超えるとパッケージ全体の厚みが厚くなるので好ましくない。【００３１】
前記樹脂フィルムで用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、前記樹脂フィルムの初期密着性を向上することができるため、アクリル系樹脂が好ましい。ここで初期密着性とは、ダイボンド用樹脂フィルムで半導体素子と基板とを接着した際の初期段階における密着性であり、すなわちダイボンド用樹脂フィルムを硬化処理する前の密着性を意味する。【００３２】
前記アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を意味し、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および上記の単量体と他の単量体との共重合体等が挙げられる。
また、前記アクリル系樹脂としては、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基等の官能基を有する化合物を含有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）が好ましい。このような官能基を有する化合物を有するアクリル系樹脂を用いることにより、半導体素子の被着体への密着性をより向上することができる。前記官能基を持つ化合物を有するアクリル系樹脂として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、ニトリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。これらの中でも特にニトリル基を持つ化合物を含むアクリル酸共重合体が好ましい。これにより、被着体への密着性を特に向上することができる。【００３３】
前記官能基を持つ化合物を含有するアクリル系樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂の含有量全体の０．５重量％以上、４０重量％以下が好ましく、特に５重量％以上、３０重量％以下が好ましい。含有量が前記範囲内であると、ダイボンド用樹脂フィルムが適度な密着性を有し、ダイボンド用樹脂フィルムの作製において良好な作業性を得ることができる。【００３４】
前記樹脂フィルムで用いられる熱可塑性樹脂（特にアクリル系樹脂）の重量平均分子量は、特に限定されないが、１０万以上が好ましく、特に１５万以上、１００万以下が好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、特にダイボンド用樹脂フィルムの成膜性を向上することができる。【００３５】
前記樹脂フィルムで用いられる硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が挙げられる。なお、硬化性樹脂としては、後述するような硬化剤としての機能を有するようなものを含んでも良い。
前記硬化性樹脂は、前記樹脂フィルムの耐熱性（特に２６０℃での耐半田リフロー性）を特に向上することができるため、熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。【００３６】
前記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性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、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エポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。これらの中でも、前記樹脂フィルムの耐熱性及び密着性をより向上することができるため、エポキシ樹脂が特に好ましい。【００３７】
前記エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、結晶性エポキシ樹脂が好ましい。このような結晶性エポキシ樹脂としては、ビフェニル骨格、ビスフェノール骨格、スチルベン骨格等の剛直な構造を主鎖に有し、比較的低分子量であるものが挙げられる。結晶性エポキシ樹脂が好ましい理由は、常温では結晶化している固体であるが、融点以上の温度域では急速に融解して低粘度の液状に変化するからである。それによって、前記樹脂フィルムの初期密着性をより向上することができる。【００３８】
前記結晶性エポキシ樹脂の融点は、特に限定されないが、５０℃以上、１５０℃以下が好ましく、特に６０℃以上、１４０℃以下が好ましい。前記結晶性エポキシ樹脂の融点が前記範囲内であると、特に前記樹脂フィルムの低温接着性を向上することができる。
前記融点は、例えば示差走査熱量計を用いて、常温から昇温速度５℃／分で昇温した結晶融解の吸熱ピークの頂点温度で評価することができる。【００３９】
前記熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０重量部以上、１００重量部以下が好ましく、特に３０重量部以上、７０重量部以下が好ましい。前記熱硬化性樹脂の含有量が前記範囲内であると、樹脂フィルムの耐熱性と靭性をともに向上することができる。【００４０】
前記樹脂フィルムで用いられる硬化性樹脂は、更に紫外線硬化性樹脂を含むことが好ましい。これにより、前記樹脂フィルムの初期密着性をより向上することができる。
前記紫外線硬化性樹脂としては、例えばアクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂、ウレタンアクリレートオリゴマー又はポリエステルウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とする紫外線硬化性樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルフェノール系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、前記樹脂フィルムの初期密着性をより向上することができるため、アクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂が好ましい。前記アクリル系化合物としては、アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルのモノマー等が挙げられ、具体的にはジアクリル酸エチレングリコール、ジメタクリ酸エチレングリコール、ジアクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジメタクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸グリセリン、ジメタクリル酸グリセリン、ジアクリル酸１，１０−デカンジオール、ジメタクリル酸１，１０−デカンジオール等の２官能アクリレート、トリアクリル酸トリメチロールプロパン、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、トリアクリ酸ペンタエリスリトール、トリメタクリ酸ペンタエリスリトール、ヘキサアクリル酸ジペンタエリスリトール、ヘキサメタクリル酸ジペンタエリスリトール等の多官能アクリレートなどが挙げられる。これらの中でもアクリル酸エステルが好ましく、特に好ましくはエステル部位の炭素数が１以上、１５以下のアクリル酸エステル又はメタクリル酸アルキルエステルが好ましい。【００４１】
前記紫外線硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して２０重量部以上、５５重量部以下が好ましく、特に３０重量部以上、４０重量部以下が好ましい。前記紫外線硬化性樹脂の含有量が前記範囲内であると、前記樹脂フィルムの接着性の低下や、前記樹脂フィルムと支持基材との密着力が高すぎることによる前記樹脂フィルムの支持基材からの剥離性の低下を抑えることができる。【００４２】
前記紫外線硬化性樹脂に、更に分子内に水酸基を有する紫外線硬化性樹脂のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを併用することで、前記樹脂フィルムの被着体との密着性や粘接着剤の特性を容易に制御することができる。
また、前記紫外線硬化性樹脂は、特に限定されないが、常温で液状であることが好ましい。これにより、最低溶融粘度を特に低下させることができ、低温接着性をより向上できる。常温で液状の紫外線硬化性樹脂としては、前述したアクリル化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。【００４３】
また、前記紫外線硬化性樹脂には、更に、光重合開始剤を併用することが好ましい。これにより、支持基材からダイボンド用樹脂フィルムを剥離しにくい場合は紫外線を照射することでダイボンド用樹脂フィルムの表面を硬化させ剥離を容易にすることができる。
前記光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルフィニルサルファイド、ベンジル、ジベンジル、ジアセチルなどが挙げられる。【００４４】
前記光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、前記紫外線硬化性樹脂１００重量部に対して１重量部以上、３０重量部以下が好ましく、特に３重量部以上、１５重量部以下が好ましい。前記光重合開始剤の含有量が前記範囲内であると、確実に光重合を開始することができ、また反応性が高くなりすぎることによる保存性の低下を抑えることができる。【００４５】
前記樹脂フィルムは、特に限定されないが、前記樹脂フィルムの被着体への密着性と耐熱性とをより向上することができるため、他の成分としてシアネート基を有する有機化合物を含むことが好ましい。
前記シアネート基を有する有機化合物としては、例えばビスフェノールＡジシアネート、ビスフェノールＦジシアネート、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル、ビスフェノールＥジシアネート、シアネートノボラック樹脂等が挙げられる。【００４６】
前記シアネート基を有する有機化合物の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１重量部以上、５０重量部以下が好ましく、特に３重量部以上、３０重量部以下が好ましい。前記シアネート基を有する有機化合物の含有量が前記範囲内であると、特に前記樹脂フィルムの密着性及び耐熱性を向上させる効果が得られる。【００４７】
前記硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、前記樹脂フィルムは硬化剤（特に、フェノール系硬化剤）を含むことが好ましい。
前記硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドラジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物（液状酸無水物）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、フェノール樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの中でもフェノール系硬化剤が好ましく、具体的にはビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタン（通称テトラメチルビスフェノールＦ）、４，４’−スルホニルジフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（通称ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンおよびこれらの内ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンの３種の混合物（例えば、本州化学工業（株）製、ビスフェノールＦ−Ｄ）等のビスフェノール類、１，２−ベンゼンジオール、１，３−ベンゼンジオール、１，４−ベンゼンジオール等のジヒドロキシベンゼン類、１，２，４−ベンゼントリオール等のトリヒドロキシベンゼン類、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類の各種異性体、２，２’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール等のビフェノール類の各種異性体等の化合物が挙げられる。【００４８】
前記エポキシ樹脂の硬化剤（特にフェノール系硬化剤）の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して１重量部以上、３０重量部以下が好ましく、特に３重量部以上、１０重量部以下が好ましい。前記エポキシ樹脂の硬化剤の含有量が前記範囲内であると、前記樹脂フィルムの耐熱性を向上させることができ、かつ保存性の低下を抑えることができる。【００４９】
前記樹脂フィルムは、特に限定されないが、前記樹脂フィルムの耐熱性をより向上することができるため、更に充填材を含むことが好ましい。
前記充填材としては、例えば銀、酸化チタン、シリカ、マイカ等の無機充填材、シリコーンゴム、ポリイミド等の微粒子の有機充填材が挙げられる。これらの中でも、前記樹脂フィルムの耐熱性をより向上することができるため、無機充填材（特にシリカフィラー）が好ましい。【００５０】
前記充填材（特に無機充填材）の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１重量部以上、１００重量部以下が好ましく、特に１０重量部以上、５０重量部以下が好ましい。前記充填材の含有量が前記範囲内であると、前記樹脂フィルムの耐熱性及び密着性を向上させることができる。【００５１】
前記充填剤（特に無機充填剤）の平均粒子径は、特に限定されないが、平均粒子径０．１μｍ以上、２５μｍ以下であることが好ましく特に０．５μｍ以上、２０μｍ以下が好ましい。平均粒子径が前記範囲内であると、前記樹脂フィルムの耐熱性を向上させることができ、かつ樹脂フィルムの接着性の低下を抑えることができる。ここで平均粒径はレーザー粒度分布計等によって測定することができる。【００５２】
本発明で用いることができるダイボンド用樹脂フィルムは、例えば前記熱可塑性樹脂と前記硬化性樹脂とを主成分とし、必要に応じて前述した各成分を適宜配合した樹脂組成物を、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、樹脂ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いて該樹脂ワニスを支持基材に塗工し、乾燥させ後、支持基材を除去することによって得ることができる。該支持基材としては、特に限定されないが、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、テフロン（登録商標）等が挙げられる。【００５３】
前記ダイボンド用樹脂フィルムの厚さは、特に限定されないが、３μｍ以上、１００μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上、７５μｍ以下が好ましい。前記ダイボンド用樹脂フィルムの厚さが前記範囲内であると、特に前記ダイボンド用樹脂フィルムの厚さ精度の制御を容易にできる。【００５４】
本発明で用いることができるダイボンド用樹脂フィルムの硬化物の２６０℃における弾性率を１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下とするためには、熱時低弾性及び密着性に優れた前記熱可塑性樹脂（特にアクリル系樹脂）と耐熱性及び密着性に優れた前記熱硬化性樹脂（特にエポキシ樹脂）を併用することが望ましい。使用する熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の種類に応じて併用比率を適宜調整することによって、前記ダイボンド用樹脂フィルムの耐熱性、密着性を低下させることなく、熱時低弾性を有する前記ダイボンド用樹脂フィルムの硬化物を得ることができ、前記ダイボンド用樹脂フィルム内で生じる応力の低減をはかることができる。【００５５】
次に、ダイボンド用樹脂フィルムを用いた半導体素子の接着方法について説明する。
得られた樹脂フィルムは、半導体素子とプリント配線板、金属製のリードフレーム、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板等の半導体素子搭載用基板の接着に用いることができる。【００５６】
上記半導体素子の接着の条件としては半導体素子と前記半導体素子搭載用基板を、該樹脂フィルムを介して温度８０℃以上、２００℃以下、時間０．１秒以上、３０秒以下で圧着する。その後必要に応じてワイヤボンディング、封止材により封入を経て半導体装置を得ることができる。また、本発明のダイボンド用樹脂フィルムは、同様に積層素子を構成する半導体素子と半導体素子との間の接合に適用してもよい。【００５７】
封止用樹脂組成物（以下、封止材ともいう）とは、基板に搭載された半導体素子等の電子部品を封止して半導体装置を形成する樹脂組成物をいい、本発明で用いられる封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材を主成分とし、該封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下で、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。
ここで、弾性率は以下の方法で測定する。ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じ、トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（厚さ）の封止用樹脂組成物の試験片を成形し、１７５℃、２時間で後硬化し、２６０℃にて弾性率（曲げ弾性値ともいう）を測定する。
また、熱膨張係数は以下の方法で測定する。トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、１０ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍ（厚さ）の封止用樹脂組成物の試験片を成形し、１７５℃、２時間で後硬化し、昇温速度５℃／分でＴＭＡ分析（熱機械分析）を行い、ＴＭＡ曲線から２６０℃における熱膨張係数を得る。【００５８】
本発明の封止用樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂としては、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、オルソクレゾール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、フェノールアラルキル型（フェニレン、ジフェニレン骨格を含む）エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を含むエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよい。熱時低弾性を目指すには、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂のように柔軟な構造を有する樹脂が好ましい。しかし、このような熱時低弾性の樹脂は同時に熱時高熱膨張性を有するため、クラック性が低下する。そのため、無機充填材の増量による低熱膨張化も必要となり、エポキシ樹脂の低粘度化も重要となる。よって、熱時低弾性かつ熱時低熱膨張を得るには、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂等の、熱時の柔軟性と流動性のバランスに優れたエポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、単独ではなく複数のエポキシ樹脂を混合して、柔軟性と流動性のバランスを取ることも可能である。【００５９】
本発明の封止用樹脂組成物に硬化剤として用いられるフェノール樹脂としては、上記のエポキシ樹脂と硬化反応をして架橋構造を形成することができる少なくとも一分子に２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。エポキシ樹脂と同様に、熱時低弾性かつ熱時低熱膨張を得る為には、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等の、熱時の柔軟性と流動性のバランスに優れたフェノール樹脂を用いることが好ましい。また、単独ではなく複数のフェノール樹脂を混合して、柔軟性と流動性のバランスを取ることも可能である。
本発明の封止用樹脂組成物に用いられる全エポキシ樹脂のエポキシ基数（ａ）と全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数（ｂ）の当量比（ａ／ｂ）としては、好ましくは０．５以上、２以下であり、特に０．７以上、１．５以下がより好ましい。該当量比が上記範囲内であると、耐湿性、硬化性などの低下を抑えることができる。【００６０】
前記エポキシ樹脂及びフェノール樹脂硬化剤の含有量は、全封止用樹脂組成物中に５重量％以上、２０重量％以下であることが好ましい。該含有量が前記範囲内であると、熱時の熱膨張係数の増大による耐クラック性の低下や、流動性の低下を抑えることができる。【００６１】
本発明の封止用樹脂組成物に用いられる硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒となり得るものを指し、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリブチルアミン等のアミン化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものではなく、単独で用いても併用してもよい。前記硬化剤の含有量は、全封止用樹脂組成物中０．０５重量％以上、２重量％以下であることが好ましい。該含有量が前記範囲外であると硬化性が低下又は流動性、ポットライフ等が低下する。【００６２】
本発明の封止用樹脂組成物に用いられる無機充填材の種類については特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。例えば溶融シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラス繊維等の無機充填材が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。特に溶融シリカが好ましい。溶融シリカは、破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、配合量を高め、かつ封止用樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状シリカを主に用いる方がより好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布は幅広くすることが望ましい。【００６３】
全無機充填材の配合量は、成形性、信頼性のバランスから全封止用樹脂組成物中に８０重量％以上、９５重量％以下が好ましい。無機充填材の配合量が上記範囲内であると、熱時の熱膨張係数の増大による耐クラック性の低下や、流動性の低下を抑えることができる。充填材の増量により、熱時弾性率は増大、熱時熱膨張係数は減少する傾向にあり、熱時低弾性かつ熱時低熱膨張により耐クラック性向上を目指すには、充填材量、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂硬化剤の組み合わせによる配合のバランスを取ることが重要となる。【００６４】
本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。【００６５】
更に、必要に応じて無機充填材をカップリング剤やエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂で予め処理して用いてもよく、処理の方法としては、無機充填材と上記カップリング剤等を溶媒を用いて混合した後に溶媒を除去する方法や、上記カップリング剤等を直接無機充填材に添加し、混合機を用いて処理する方法等がある。これら添加剤のなかでも、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分は、添加により、熱時弾性率は減少、熱時熱膨張係数は増大する傾向にあり、低応力成分の配合量を適宜調整することで、クラック性を向上させることが可能となるが、その際は、充填材量、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂硬化剤の組み合わせによるバランスを取ることが重要となる。【００６６】
本発明で用いることができる封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率が４００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以下とし、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下とするためには、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂等の熱時の柔軟性と流動性のバランスに優れたエポキシ樹脂、及び／又はフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等の熱時の柔軟性と流動性のバランスに優れたフェノール樹脂を用い、更により広い粒度分布を有する球状シリカを用いることで、全充填材の配合量を全封止用樹脂組成物中に対して８０重量％以上、９５重量％以下程度に高充填させることが望ましい。また、本発明における特定の２６０℃における熱膨張係数の上限値を超えない範囲で、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分を添加して、封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における弾性率を下げることもできる。【００６７】
半導体素子等の封止材として用いることができる本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、無機充填材、その他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、ロール、ニーダー又は押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明の封止用樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。特に本発明の封止用樹脂組成物は、低応力性に優れ、耐半田クラック性が良好であるため、半導体素子又は積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置用に最適である。【００６８】
次に、本発明のエリア実装型半導体装置について説明する。本発明のエリア実装型半導体装置は、ダイボンド用樹脂組成物を介して基板の片面に半導体素子が搭載され、かつ、封止用樹脂組成物によって実質的に該基板の該半導体素子が搭載された面のみが封止されたエリア実装型半導体装置であり、上述したダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を用いる。本発明の半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の一態様を図１に示す。図１においては、半導体装置８にレジスト層７及び半田ボール６が形成されているが、特にこのような態様に限定されるものではない。【００６９】
また、本発明のエリア実装型半導体装置は、上記半導体素子の上に当該半導体素子と同一又は異なる１又は２以上の半導体素子が更に積層された積層素子構造を有する積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置であってもよい。本発明の積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の一態様を図２に示す。図２においては、半導体装置８にレジスト層７及び半田ボール６が形成されているが、特にこのような態様に限定されるものではない。【００７０】
本発明のエリア実装型半導体装置に用いる半導体素子は、特に限定されず、例えばロジック素子、メモリー素子等の通常の半導体装置に用いられる半導体素子をいう。また、積層素子における当該半導体素子と異なる半導体素子とは、機能、構造等が異なる半導体素子であることを意味する。【００７１】
このような半導体素子又は積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法は特に限定されないが、例えば以下の方法を例示することができる。尚、半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法は図１、積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法は図２を参照して説明する。【００７２】
＜半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法＞
（樹脂ペーストによる半導体素子の搭載方法）
半導体素子４（半導体素子のサイズ９ｍｍ×９ｍｍ、半導体素子の厚さ０．２０ｍｍ）を、基板２であるビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板（厚さ０．３６ｍｍ、ビスマレイミド・トリアジン樹脂は１５５ｐＦＰＢＧＡ（商品名、三菱ガス化学社製）、ソルダーレジストはＰＳＲ４０００ＡＵＳ３０８（商品名、太陽インキ（株）製））に接着剤層３となるダイボンド用樹脂ペーストを介して搭載し、オーブンで硬化して半導体素子を搭載した基板を得る。ダイボンド用樹脂ペーストの硬化条件は室温から１７５℃まで３０分間で昇温後、１７５℃で３０分間保持する。【００７３】
（樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法）
樹脂フィルムの片面に、厚さ０．２０ｍｍの半導体素子が形成されている半導体ウエハーの裏面（ＩＣが形成されていない面）を６０℃で貼り付け、樹脂フィルムが接合した半導体ウエハーを得る。その後ダイシングフィルムを該樹脂フィルムの上面に貼り付ける。そして、ダイシングソーを用いて、該樹脂フィルム及びダイシングフィルムが接合した半導体ウエハーを半導体素子のサイズが９ｍｍ×９ｍｍとなるようにスピンドル回転数が３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃでダイシング（切断）する。続いて、該ダイシングフィルムの樹脂フィルムが貼り付けられていない面から対応する半導体素子の中心部分を突き上げてダイシングフィルムを樹脂フィルムから剥離し、樹脂フィルムのみが接合した半導体素子を得る。
接着剤層３となる上記樹脂フィルムが接合した半導体素子４を、基板２であるビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板（厚さ０．３６ｍｍ、ビスマレイミド・トリアジン樹脂は１５５ｐＦＰＢＧＡ（商品名、三菱ガス化学社製）、ソルダーレジストはＰＳＲ４０００ＡＵＳ３０８（商品名、太陽インキ（株）製））に１３０℃、１ＭＰａにおいて１．０秒間圧着してダイボンディングし、オーブンで硬化して半導体素子を搭載した基板を得る。樹脂フィルムの硬化条件は室温から１８０℃まで３０分間で昇温後、１８０℃で６０分間保持する。【００７４】
（封止用樹脂組成物によるパッケージ成形方法）
必要に応じて金ワイヤ５等によってワイヤボンディング等を行った後、トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、上記樹脂ペースト又は樹脂フィルムで半導体素子４を搭載した基板２を、封止樹脂１となる封止用樹脂組成物により１６ｍｍ×１６ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのサイズに封止成形した後、１７５℃、２時間で後硬化して本発明の半導体素子４を搭載したエリア実装型半導体装置８（パッケージ）を得る。
本発明のダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を用いて製造した半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置は、回路基板の上に該エリア実装型半導体素子を半田接合する時に実装温度が従来よりも高い２６０℃であっても、低応力性に優れ、耐リフロークラック性に優れる。【００７５】
＜積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法＞
（樹脂ペースト又は樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法）
本発明の積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置８を製造するには、まず、第一の半導体素子４ａを基板２に搭載する。具体的には、半導体素子のサイズを１０ｍｍ×１０ｍｍ及び厚み１００μｍとする以外は、上述した「半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法」の「樹脂ペーストによる半導体素子の搭載方法」又は「樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法」と同様の方法で、第一の半導体素子４ａを基板２に搭載する。ここで用いられるダイボンド用樹脂組成物は硬化後に第一の接着剤層３ａとなる。
別途、半導体素子のサイズを８ｍｍ×８ｍｍ及び厚み１００μｍとする以外は、上述した「樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法」と同様に、積層素子を形成するための樹脂フィルムが接合した第二の半導体素子４ｂを作製する。ここで、第二の半導体素子４ｂは第一の半導体素子４ａと同一又は異なるものであってよい。
次に、上述した「樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法」と同様の圧着条件で、上記第一の半導体素子４ａの上に、第二の半導体素子４ｂを圧着し、積層素子９を搭載した基板を得る。ここで用いられる樹脂フィルムは硬化後に第二の接着剤層３ｂとなる。【００７６】
（封止用樹脂組成物によるパッケージ成形方法）
上記積層素子９が搭載された基板２を、上述した「半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法」の「封止用樹脂組成物によるパッケージ成形方法」と同様に封止樹脂組成物を用いて１６ｍｍ×１６ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのサイズに封止成形及び後硬化し、本発明の積層素子９を搭載したエリア実装型半導体装置８を得る。【００７７】
尚、第二の半導体素子４ｂを第一の半導体素子４ａ上に搭載する方法としては、本発明の樹脂ペーストを用いてもよいが、樹脂ペーストの積層素子からのはみ出しやブリードが発生することによって、ワイヤボンディングによる第一の半導体素子と第二の半導体素子の電気的接合又は第二の半導体素子と基板との電気的接合に支障をきたす恐れがあるので、積層素子の構成は制限される。このため、第二の半導体素子を搭載する場合には、樹脂フィルムを接着に用いることが好ましい。【００７８】
また、本発明においては、パッケージの機能設計により、２以上の半導体素子を積層した積層素子を形成することもできる。第一の半導体素子４ａと第二の半導体素子４ｂに用いる接着剤、並びに、第二の半導体素子に続く半導体素子の接着に用いる接着剤の物性に関しては、特に限定されないため、本発明の樹脂ペースト又は樹脂フィルムと異なるものを用いることも可能である。ここで、積層素子の構成からワイヤボンディングによる半導体素子と基板との電気的接合に支障をきたす恐れがある場合には、はみ出しやブリードが発生し難い、樹脂フィルム等を用いることが好ましい。【００７９】
本発明の積層素子が搭載されたエリア実装半導体装置においては、基板２と第一の接着剤層３ａを介して接する第一の半導体素子４ａへ応力が高くなるため、少なくとも第一の半導体素子４ａの基板２への接着に用いられる樹脂ペースト又は樹脂フィルムの硬化物の２６０℃における弾性率が１ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以下であることが必要である。【００８０】
また、本発明の積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置は、複数の半導体素子を搭載しているため、半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置よりも、求められる実装条件が厳しくなる。例えば、１個の半導体素子を搭載した半導体装置よりも半導体素子の厚みが薄くなることによる半導体素子の脆弱化、及び基板面積に対する第一の半導体素子の占有面積の増大に伴う応力の増大などの問題がある。しかしながら、本発明のダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を用いて製造した積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置は、回路基板の上に該エリア実装型半導体素子を半田接合する時に実装温度が従来よりも高い２６０℃であっても、低応力性に優れ、耐リフロークラック性に優れる。このような、本発明の積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置は、更なる半導体装置の小型化及び高機能化の要求に対応することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
（１）樹脂ペーストの作成
表１の配合量に従い、以下の各成分を常温において混合した後、三本ロール（ロール間隔５０μｍ／３０μｍ）を用いて室温で５回混練し、樹脂ペーストＰ１〜Ｐ５を作製した。この樹脂ペーストを真空チャンバーにて２ｍｍＨｇで３０分間脱泡した後、以下の方法により各種の特性を評価した。評価結果を表１に示す。【００８２】
＜原料成分＞
用いた原料成分は次のとおりである。
・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）製、エピコート８２８、エポキシ当量１９０、以下ＢＰＡ）
・水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−８０００、エポキシ当量２０６、以下水添ＢＰＡ）
・クレジルグリシジルエーテル（阪本薬品工業（株）製、ｍ，ｐ−ＣＧＥ、エポキシ当量１６５、以下ｍ，ｐ−ＣＧＥ）
・下記式（１）で示される繰り返し単位がテトラメチレンオキサイドのジアクリレート（新中村化学工業（株）製、ＮＫエステルＡ−ＰＴＭＧ６５、以下Ａ−ＰＴＭＧ６５）【００８３】
【化１】
0005315690.tif 000002
【００８４】
・下記式（２）で示されるビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物のジアクリレート（共栄社化学（株）製、ライトアクリレートＢＰ−４ＰＡ、以下ＢＰ−４ＰＡ）【００８５】
【化２】
0005315690.tif 000003
【００８６】
・１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステル１，６ＨＸ−Ａ、以下１，６ＨＸ−Ａ）
・４，４’−ビフェノール（本州化学工業（株）製、ビフェノール、水酸基当量９３、以下ＢＰ）
・ジシアンジアミド（以下ＤＤＡ）
・２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業（株）製、キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ、以下２Ｐ４ＭＨＺ）
・ジクミルパーオキサイド（日本油脂（株）製、パークミルＤ、以下開始剤）
・グリシジル基を有するシランカップリング剤（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−４０３Ｅ、以下エポキシシラン）
・銀粉：平均粒径３μｍで最大粒径３０μｍのフレーク状銀粉
・シリカ：平均粒径２μｍで最大粒径２０μｍの球状シリカ【００８７】
＜評価方法＞
・粘度：Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い２５℃、２．５ｒｐｍでの値を樹脂ペースト作製後に測定した。粘度が１５〜２５Ｐａ・ｓの場合を合格とした。粘度の単位はＰａ・ｓである。
・弾性率：テフロン（登録商標）シート上に樹脂ペーストを幅４ｍｍ、長さ約５０ｍｍ、厚さ２００μｍに塗布し、１７５度のオーブン中で３０分間硬化した後、樹脂ペースト硬化物をテフロン（登録商標）シートから剥がし、動的粘弾性測定装置を用いて試験長２０ｍｍ、−１００℃から３３０℃まで昇温速度５℃／分、周波数１０Ｈｚで測定し、２６０℃での貯蔵弾性率を算出した。【００８８】
（２）樹脂フィルムの作成
＜ダイボンド用樹脂フィルムの樹脂ワニスの調製＞
表２の配合量に従い、以下の各成分を常温においてＭＥＫに溶解し、樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得た。【００８９】
＜原料成分＞
用いた原料成分は次のとおりである。
・アクリル酸エステル共重合体（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド−アクリロニトリル−エチルアクリレート−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００、以下ＳＧ-８０ＨＤＲ）
・クレゾールノボラックエポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、融点８０℃、以下ＥＯＣＮ−１０２０−８０）
・シアネート樹脂（バンティコ（株）製、Ｌ−１０、以下Ｌ−１０）
・シランカップリング剤（信越化学（株）製、ＫＢＭ−４０３Ｅ、以下ＫＢＭ−４０３Ｅ）
・シランカップリング剤（信越化学（株）製、ＫＢＭ−５７３、以下ＫＢＭ−５７３）
・シランカップリング剤（信越化学（株）製、ＫＢＭ５１０３、以下ＫＢＭ−５１０３）
・紫外線硬化性樹脂（共栄社化学（株）製、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ライトエステル１，６ＨＸ、以下１，６ＨＸ）
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、２，２ジメトキシキ−ジフェニルエタン−１−オン、ＩＧ６５１、以下ＩＧ６５１）
・硬化促進剤（四国化成（株）製、イミダゾール化合物、１Ｂ２ＭＺ、以下１Ｂ２ＭＺ）
・溶剤（メチルエチルケトン、以下ＭＥＫ）
・シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＥ−２０５０、平均粒径０．５μｍ、最大粒径５μｍ、以下ＳＥ−２０５０）【００９０】
＜ダイボンド用樹脂フィルムの製造＞
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、支持基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム（王子製紙社製、品番３８ＲＬ−０７（Ｌ）、厚さ３８μｍ）に塗布した後、７０℃で１０分間乾燥し、支持基材であるポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、厚さ２５μｍのダイボンド用樹脂フィルムＦ１〜Ｆ３を得た。以下の方法により得られたダイボンド用樹脂フィルムＦ１〜Ｆ３の特性を評価した。評価結果を表２に示す。【００９１】
＜評価方法＞
・弾性率：前記樹脂フィルムを、１８０℃のオーブン中で６０分間加熱硬化させた後、動的粘弾性測定装置を用いて試験長２０ｍｍ、−１００℃から３３０℃まで昇温速度５℃／分、周波数１０Ｈｚで測定し、２６０℃での貯蔵弾性率を算出した。【００９２】
（３）封止材用樹脂組成物の作成
表３の配合に従い、下記の各成分を常温においてミキサーで混合した後、７０〜１２０℃で２本ロ−ル（ロール間隔：１ｍｍ）により混練し、冷却後粉砕して封止材用樹脂組成物を作成した。用いた主な原料成分と得られた樹脂組成物の特性評価方法を以下に示す。評価結果を表３に示す。【００９３】
＜封止材用樹脂組成物に用いた原料＞
・エポキシ樹脂１：ビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ４０００Ｋ、融点１０５℃、エポキシ当量１８５）
・エポキシ樹脂２：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（日本化薬（株）製、ＮＣ３０００Ｐ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７４）
・フェノ−ル樹脂１：ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、軟化点６５℃、水酸基当量２０３）
・フェノ−ル樹脂２：フェノールノボラック樹脂（軟化点８０℃、水酸基当量１０５）
・球状溶融シリカ：平均粒径２０μｍ
・カップリング剤：γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン
・カーボンブラック
・カルナバワックス
・シリコ−ンゴム：平均粒径３μｍ（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製、トレフィルＥ−５００）【００９４】
＜封止材用樹脂組成物の特性評価方法＞
・スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件で封止材用樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。
・ＴＭＡ（熱機械分析）：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、１０ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍ（厚さ）の封止用樹脂組成物の硬化物を成形し、１７５℃、２時間で後硬化し、昇温速度５℃／分でＴＭＡ分析を行った。得られたＴＭＡ曲線の６０℃及び２６０℃での熱膨張係数をそれぞれα１、α２、また６０℃及び２６０℃でのＴＭＡ曲線と接線の交点温度を読み取り、この温度をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。
・曲げ強度、曲げ弾性率（２６０℃）：ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じ、トランスファ−成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（厚さ）の封止材用樹脂組成物の試験片を成形し、１７５℃、２時間で後硬化し、２６０℃にて曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。【００９５】
（４）パッケージ評価方法
（実施例１〜１９、比較例１〜１９）
表４〜７に従いパッケージ（半導体装置）を組み立て、種々の特性を評価した。評価結果を表４〜７に示す。実施例１〜８及び比較例１〜１１は半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置であり、実施例９〜１９及び比較例１２〜１９は積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置である。
パッケージを組み立てる方法とパッケージの評価方法を以下に示す。【００９６】
＜半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法＞
（樹脂ペーストによる半導体素子の搭載方法）
半導体素子（半導体素子のサイズ９ｍｍ×９ｍｍ、半導体素子の厚さ０．２０ｍｍ）を、ビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板（厚さ０．３６ｍｍ、ビスマレイミド・トリアジン樹脂は１５５ｐＦＰＢＧＡ（商品名、三菱ガス化学社製）、ソルダーレジストはＰＳＲ４０００ＡＵＳ３０８（商品名、太陽インキ（株）製））にダイボンド用樹脂ペーストを介して搭載し、オーブンで硬化して半導体素子を搭載した基板を得た。ダイボンド用樹脂ペーストの硬化条件は室温から１７５℃まで３０分間かけて昇温した後、１７５℃で３０分間保持した。硬化後の樹脂ペーストの厚みは約２０μｍであった。【００９７】
（樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法）
樹脂フィルムの片面に、厚さ０．２０ｍｍの半導体素子が形成されている半導体ウエハーの裏面（ＩＣが形成されていない面）を６０℃で貼り付けし、樹脂フィルムが接合した半導体ウエハーを得た。その後ダイシングフィルムを該樹脂フィルムの上面に貼り付けた。そして、ダイシングソーを用いて、該樹脂フィルム及びダイシングフィルムが接合した半導体ウエハーを半導体素子のサイズが９ｍｍ×９ｍｍとなるようにスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで、ダイシング（切断）した。続いて、該ダイシングフィルムの樹脂フィルムが貼り付けられていない面から対応する半導体素子の中央部分を突上げてダイシングフィルムを樹脂フィルムから剥離し、樹脂フィルムのみが接合した半導体素子を得た。
上記樹脂フィルムが接合した半導体素子を、ビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板（厚さ０．３６ｍｍ、ビスマレイミド・トリアジン樹脂は１５５ｐＦＰＢＧＡ（商品名、三菱ガス化学社製）、ソルダーレジストはＰＳＲ４０００ＡＵＳ３０８（商品名、太陽インキ（株）製））に１３０℃、１ＭＰａにおいて１．０秒間圧着してダイボンディングし、オーブンで硬化して半導体素子を搭載した基板を得た。樹脂フィルムの硬化条件は室温から１８０℃まで３０分で昇温し、１８０℃で６０分間保持した。【００９８】
（封止用樹脂組成物によるパッケージ成形方法）
トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、上記樹脂ペ−スト又は樹脂フィルムで半導体素子を搭載した基板を、封止用樹脂組成物により、１６ｍｍ×１６ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのサイズに封止成形した後、１７５℃、２時間で後硬化して半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置（パッケージ）のサンプルを得た。同様にして該サンプルを２セット（１６個×２）用意した。【００９９】
＜積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法＞
（樹脂ペースト又は樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法）
半導体素子のサイズを１０ｍｍ×１０ｍｍ及び厚み１００μｍとした以外は、上述した「半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法」の「樹脂ペーストによる半導体素子の搭載方法」又は「樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法」と同様の方法で、第一の半導体素子を基板に搭載した。
別途、半導体素子のサイズを８ｍｍ×８ｍｍ及び厚み１００μｍとした以外は、上述した「樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法」と同様に、積層素子を形成するための樹脂フィルムが接合した第二の半導体素子を作製した。ここで、第二の半導体素子は第一の半導体素子と同一の半導体素子である。
次に、上述した「樹脂フィルムによる半導体素子の搭載方法」と同様の圧着条件で、上記第一の半導体素子の上に、第二の半導体素子を圧着し、積層素子を搭載した基板を得た。【０１００】
（封止用樹脂組成物によるパッケージ成形方法）
上記積層素子が搭載された基板を、上述した「半導体素子を搭載したエリア実装型半導体装置の製造方法」の「封止用樹脂組成物によるパッケージ成形方法」と同様に封止樹脂組成物を用いて１６ｍｍ×１６ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのサイズに封止成形及び後硬化し、積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置（パッケージ）のサンプルを得た。同様にして該サンプルを２セット（１６個×２）用意した。【０１０１】
＜耐リフロークラック性評価方法＞
各１セット（１６個）のサンプルを６０℃、相対湿度６０％の環境下で１２０時間加湿処理し、その後ＩＲリフロー（２６０℃）で１０秒間処理した。また、他の１セット（１６個）のサンプルを８５℃、相対湿度６０％の環境下で１６８時間加湿処理し、その後ＩＲリフロー（２６０℃）で１０秒間処理した。処理した各サンプルを超音波探傷装置にて観察し、内部クラック及び界面剥離の有無を調べた。内部クラック又は界面の剥離が１つでも見つかったものは不良とし、不良パッケージの個数（ｎ個）を「ｎ／１６」と表４〜７に表示した。【０１０２】
【表１】
0005315690.tif 000004
【０１０３】
【表２】
0005315690.tif 000005
【０１０４】
【表３】
0005315690.tif 000006
【０１０５】
【表４】
0005315690.tif 000007
【０１０６】
【表５】
0005315690.tif 000008
【０１０７】
【表６】
0005315690.tif 000009
【０１０８】
【表７】
0005315690.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明により得られるダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を用いた半導体装置は、低応力性に優れ、耐半田クラック性が良好である。そのため、プリント配線板や金属リードフレーム等の基板の片面に半導体素子又は積層素子を搭載し、実質的に該半導体素子又は積層素子の搭載面側のみを樹脂封止された、いわゆるエリア実装型半導体装置に対して、本発明により得られるダイボンド用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物を適用することで、半導体素子又は積層素子を搭載したエリア実装型半導体装置の信頼性を向上させることが可能である。
【図１】
0005315690.tif 000011
【図２】
0005315690.tif 000012