(57)【要約】    【課題】  例えば半導体チップなどの電子部品素子の接合に用いられたときに硬化後の特性に優れているだけでなく、信頼性に優れた接合を与え得る熱硬化性樹脂組成物、及び該熱硬化性樹脂組成物を用いた電子部品を提供する。    【解決手段】  熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂の硬化剤とを含む熱硬化性樹脂組成物であって、硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定されたｔａｎδのピーク値が０．５以上であり、かつｔａｎδのピーク温度が１５０℃以上である、熱硬化性樹脂組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂の硬化剤とを含む熱硬化性樹脂組成物であって、
硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定されたｔａｎδのピーク値が０．５以上であり、かつｔａｎδのピーク温度が１５０℃以上であることを特徴とする、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ系化合物である、請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項３】
硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定された３０℃における貯蔵弾性率が２０００〜４０００ＭＰａの範囲にあり、かつ２６０℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａ以下である、請求項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項４】
無機フィラーを含まないか、若しくは前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して、無機フィラーを１０重量部以下の割合で含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項５】
電子部品素子と、前記電子部品素子が実装される基板とを備え、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて、前記基板上に前記電子部品素子が接合されていることを特徴とする、電子部品。
【請求項６】
前記電子部品素子と前記基板との接着強度が１２０Ｎ／４ｍｍ2以上であり、かつ前記電子部品素子と前記基板とを剥離させたときの破壊面が、前記電子部品素子または前記基板の界面でないことを特徴とする、請求項５に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体チップなどの電子部品素子の接合に用いられる熱硬化性樹脂組成物に関し、より詳細には、硬化後の特性に優れているだけでなく、信頼性に優れた接合を与え得る熱硬化性樹脂組成物、及び該熱硬化性樹脂組成物を用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップでは、各種信頼性を高めるために、半導体チップがパッケージに収納されたり、パッケージ材に実装された構造などが用いられている。近年、小型化及び薄型化を果たすために、半導体チップをパッケージ化するに際し、フリップチップ実装法が広く用いられてきている。フリップチップ実装法では、半導体チップの回路形成面を下面とし、かつ該下面上にパッケージ側の電極ランドと電気的に接続するための金属バンプを下方に突出するように設けている。そして、下面側から半導体チップが基板上に実装され、かつ上記金属バンプが基板上の電極ランドに電気的に接続されている。半導体チップの下面である回路形成面と基板との間の隙間には、アンダーフィル材として、エポキシ樹脂組成物などが充填され、接合部の補強及び半導体チップの保護が図られている。
【０００３】
近年、半導体チップなどの電子部品素子では、高集積化及び多機能化に伴って、電子部品素子を外部と接続するための端子電極部分の数が増大している。そのため、フリップチップ実装法に用いられるように端子電極として多数の金属バンプが設けられている電子部品素子では、バンプの小径化及びバンプ間ピッチの狭ピッチ化が進行している。よって、上記アンダーフィル材として用いられる硬化物では、接合の信頼性を十分に高め得ること、取扱性や冷熱サイクルに対する信頼性に優れていること、バンプや配線電極等の汚染もしくは腐食を引き起こし難いことなどが強く望まれている。
【０００４】
下記の特許文献１には、動的粘弾性測定装置を用いて測定される２５℃の貯蔵弾性率が１０〜２０００ＭＰａ、かつ２６０℃での貯蔵弾性率が３〜５０ＭＰａである接着剤の硬化物からなる接着剤層を備える半導体装置が開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載の接着剤の硬化物では、室温付近における貯蔵弾性率が低く、かつ高温における貯蔵弾性率が上記範囲にあるため、取扱性に優れるとともに、冷熱サイクル時の熱応力を緩和させることができる。よって、リフロー時のクラックの発生が生じ難く、耐熱性に優れているとされている。
【特許文献１】特開２００３−６０１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、低弾性率にすることにより取扱性や冷熱サイクルに対する信頼性等は向上されているが、接合信頼性や、応力緩和性などの全ての要求品質を充分に満たすことは困難であった。
【０００７】
一般的にアンダーフィル材として用いるエポキシ樹脂組成物では、その剛性を高めるために例えばシリカなどの無機フィラーが配合されて、接合の信頼性が高められていた。しかしながら、無機フィラーを多量に含有させたアンダーフィル材では、上記狭ピッチ化が進んだ場合、特に配線電極間のピッチが５０μｍ以下の狭ピッチとなった場合には、配線電極間に無機フィラーが付着し、基板上の配線電極と、半導体チップの金属バンプとの間に入り込むおそれがあった。そのため、配線電極と金属バンプとの導通不良が生じることがあった。また、狭ピッチ化を進めた場合、基板上の電極間において所望でない短絡が生じることがあった。他方、無機フィラーが配合されていないアンダーフィル材も知られているが、この場合、接合の信頼性が低下せざるをえなかった。
【０００８】
接合の信頼性を向上させるために、エポキシ樹脂組成物などのガラス転移温度Ｔｇを高くする方法も知られているが、Ｔｇを高くすると応力緩和性に劣りがちであった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、例えば半導体チップなどの電子部品素子の接合に用いられたときに硬化後の特性に優れているだけでなく、信頼性に優れた接合を与え得る熱硬化性樹脂組成物、及び該熱硬化性樹脂組成物を用いた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂の硬化剤とを含む熱硬化性樹脂組成物であって、硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定されたｔａｎδのピーク値が０．５以上であり、かつｔａｎδのピーク温度が１５０℃以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の熱硬化性樹脂組成物のある特定の局面では、熱硬化性樹脂はエポキシ系化合物である。
【００１２】
本発明の熱硬化性樹脂組成物の他の特定の局面では、硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定された３０℃における貯蔵弾性率が２０００〜４０００ＭＰａの範囲にあり、かつ２６０℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａ以下である。
【００１３】
本発明の熱硬化性樹脂組成物のさらに他の特定の局面では、無機フィラーを含まないか、若しくは熱硬化性樹脂１００重量部に対して、無機フィラーを１０重量部以下の割合で含んでいる。
【００１４】
本発明の電子部品は、電子部品素子と、電子部品素子が実装される基板とを備え、本発明に従って構成された熱硬化性樹脂組成物を用いて、基板上に電子部品素子が接合されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明のある特定の局面では、電子部品は、電子部品素子と基板との接着強度が１２０Ｎ／４ｍｍ2以上であり、かつ電子部品素子と基板とを剥離させたときの破壊面が、電子部品素子または基板の界面でないことを特徴とする。
【００１６】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１７】
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂の硬化剤とを含んでいる。本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定されたｔａｎδのピーク値が０．５以上であり、かつｔａｎδのピーク温度が１５０℃以上であることを特徴とする。本発明では、硬化物のｔａｎδのピーク値が０．５以上であり、かつｔａｎδのピーク温度が１５０℃以上であるため、応力緩和性に優れており、優れた接合信頼性を与える。ｔａｎδのピーク値が０．５未満であると、応力緩和性が十分でないことがあり、ピーク温度が１５０℃未満であるとＴｇが低く信頼性試験時に軟化をおこし信頼性が低下することがある。
【００１８】
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、動的粘弾性装置を用いて測定された３０℃における貯蔵弾性率が２０００〜４０００ＭＰａの範囲にあり、かつ２６０℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａ以下であることが好ましい。３０℃における貯蔵弾性率が２０００ＭＰa未満であると、室温付近での接合強度を十分に発揮できないことがあり、３０℃における貯蔵弾性率が４０００ＭＰａを超えると、弾性率が高すぎて、チップクラック、そりの原因となることがある。２６０℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａを超えると、半田リフロー時の樹脂クラックが発生する原因となることがある。
【００１９】
（熱硬化性樹脂）
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、熱硬化型ポリイミド系樹脂、ユリア系樹脂、アリル系樹脂、ケイ素系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビスマレイミドトリアジン系樹脂、アルキド系樹脂、フラン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アニリン系樹脂等が挙げられる。なかでも、エポキシ系樹脂、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、熱硬化型ポリイミド系樹脂、ユリア系樹脂、アリル系樹脂、ケイ素系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビスマレイミドトリアジン系樹脂等が好適に用いられる。これらの熱硬化性樹脂は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２０】
熱硬化性樹脂とは、常温では液状、半固形状又は固形状等であって常温下又は加熱下において流動性を示す比較的低分子量の物質からなり、この物質が硬化剤、触媒又は熱の作用によって硬化反応や架橋反応等の化学反応を起こして分子量を増大させながら網目状の三次元構造を形成して不溶不融性となる樹脂を意味する。
【００２１】
本発明では、熱硬化性樹脂として、エポキシ系化合物がより好ましく用いられる。エポキシ系化合物を用いた場合には、冷熱サイクル信頼性、接続信頼性をより一層向上させることができる。
【００２２】
本発明の熱硬化性樹脂組成物において、熱硬化性樹脂であるエポキシ系化合物とは、少なくとも１個のオキシラン環を有する有機化合物をいうものとする。
【００２３】
上記エポキシ化合物としては、特に限定される訳ではないが、例えば、下記の様々なエポキシ樹脂及びエポキシ含有化合物が挙げられる。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ＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、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等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、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、並びにこれらの水添化物や臭素化物；３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサノン−メタ−ジオキサン、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、商品名「ＥＨＰＥ−３１５０」（軟化温度７１℃、ダイセル化学工業社製）等のような脂環族エポキシ樹脂；１，４−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、炭素数が２〜９個（好ましくは２〜４個）のアルキレン基を含むポリオキシアルキレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコール等を含む長鎖ポリオールのポリグリシジルエーテル等のような脂肪族エポキシ樹脂；フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル−ｐ−オキシ安息香酸、サリチル酸のグリシジルエーテル−グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のようなグリシジルエステル型エポキシ樹脂並びにこれらの水添化物；トリグリシジルイソシアヌレート、環状アルキレン尿素のＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体、ｐ−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体、ｍ−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体等のようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂並びにこれらの水添化物；グリシジル（メタ）アクリレートと、エチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸エステル等のラジカル重合性モノマーとの共重合体；エポキシ化ポリブタジエン等のような、共役ジエン化合物を主体とする重合体またはその部分水添物の重合体の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの；エポキシ化ＳＢＳ等のような、「ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロック」と「共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックまたはその部分水添物の重合体ブロック」とを同一分子内にもつブロック共重合体の、共役ジエン化合物の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの；上記各種エポキシ基含有化合物にＮＢＲ、ＣＴＢＮ、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を含有させたゴム変成エポキシ樹脂；等、従来公知の各種エポキシ基含有化合物が挙げられる。上記エポキシ化合物は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
上記エポキシ化合物の中でも、少なくとも、エポキシ基を多量に含むポリマーを用いることにより、硬化された本発明の熱硬化性樹脂組成物の耐熱性を飛躍的に高めることができ、望ましい。このようなエポキシ基を多量に含むポリマーとしては特に限定されないが、エポキシ基含有アクリル系ポリマーが好適に用いられる。
【００２５】
エポキシ基含有ポリマーの重量平均分子量は、５０００〜２０００００の範囲が好ましく、より好ましくは１００００〜１０００００の範囲である。重量平均分子量が５０００未満では、耐熱性を向上させる効果が得られないことがあり、２０００００を超えると貯蔵安定性が低下することがある。
【００２６】
上記エポキシ基含有ポリマーを用いる場合、上記エポキシ化合物全体を１００重量部とした場合、１００重量部中、１重量部〜１０重量部の範囲で用いることが望ましい。１重量部よりも少ない場合には、耐熱性向上効果がさほど得られないことがあり、１０重量部を超えると、熱硬化性樹脂組成物からなるペーストを作製した際の粘度が高くなりすぎ、また糸引などの不具合が生じ易くなるおそれがある。上記エポキシ基含有ポリマーのエポキシ当量としては２００〜１０００の範囲が好ましい。２００〜１０００の範囲のエポキシ当量のエポキシ基含有ポリマーは、他のエポキシ系モノマーと相溶性に優れ、従って得られる硬化物の耐熱性を高めることができ、望ましい。
【００２７】
（硬化剤）
硬化剤としては、使用される熱硬化性樹脂と相溶性を有しない限り、従来から熱硬化性樹脂の硬化剤として知られている適宜の硬化剤を用いることができる。すなわち、硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどの潜在性硬化剤、ジアミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、三級アミン系硬化剤、ホスフィン系硬化剤などが挙げられる。本発明においては、上記硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２８】
上記硬化剤は、一般に、熱硬化性樹脂と当量反応する硬化剤にある付加反応タイプの硬化剤、例えばフェノール、酸無水物、ジシアンジアミドまたはジアミンなどの硬化剤と、重合反応、すなわち熱硬化性樹脂とイオン反応を起こす硬化剤（例えばイミダゾール、三級アミンまたはホスフィンなど）とに大別することができる。後者の硬化剤は、熱硬化性樹脂と当量反応する硬化剤の硬化促進効果をも併せ持つ。すなわち、本発明における硬化剤は、狭い意味での硬化促進剤をも含むものとする。
【００２９】
上記付加反応タイプの硬化剤のみを用いた場合には、熱硬化性樹脂の硬化速度は非常に遅いが、硬化物には、エステルやアミンなどの官能基が残存することとなり、また架橋点間距離も適度な長さとなる。従って、硬化系のバランスがとれ、接着力に優れた硬化物を与える。
【００３０】
他方、上記重合反応タイプの硬化剤のみを用いた場合には、硬化速度は速いものの、硬化物の主鎖はエーテル結合となり、この距離が非常に短くなる。従って、硬化物の応力緩和性が低く、接着信頼性に劣ることがある。
【００３１】
従って、好ましくは、上記付加反応型の硬化剤と、重合反応タイプの硬化剤とを組み合わせることが望ましい。
【００３２】
上記付加反応タイプの硬化剤と、重合反応タイプの硬化剤とを組み合わせるに際しては、硬化物のｐＨを調整するためには、フェノールや酸無水物などの酸性の付加反応タイプの硬化剤と、イミダゾールや三級アミンなどのような塩基性の重合反応タイプの硬化剤とを組み合わせることが好ましい。中でも、作業性に優れ、かつ材料選択性の幅が広いため、酸無水物からなる硬化剤と、イミダゾールからなる硬化剤とを併用することが最も好ましい。
【００３３】
また、本発明では、上記硬化剤は、使用される熱硬化性樹脂と相溶性を有しないことが必要である。もっとも、本発明では、使用される熱硬化性樹脂と相溶性を有する硬化剤を、上記相溶性を有しない硬化剤と併用してもよい。熱硬化性樹脂と相溶性を有する硬化剤のみを用いた場合には、硬化剤による短絡不良の問題は生じ難いが、貯蔵時に安定性が低いという問題点が生じる。上記非相溶性を有する硬化剤としては、潜在性を引き出すために一般的に用いられている硬化剤を挙げることができる。より具体的には、ジシアンジアミド、ヒドラジド系硬化剤、アミンアダクト型硬化剤、マイクロカプセル型硬化剤またはイミダゾール系硬化剤などが上記潜在性の硬化剤として挙げられる。中でも、多くの種類の硬化剤が知られているため、イミダゾール系硬化剤が好適に用いられる。
【００３４】
上記イミダゾール系硬化剤は、下記の一般式（１）で示される構造を有するが、本発明においては、使用するエポキシ化合物に対して非相溶のイミダゾール硬化剤を使用することが必要である。
【００３５】
【化１】
2007016126.tif 000002
【００３６】
（式中、Ｒ1及びＲ2は水素原子、またはメチル基、エチル基、ヒドロキシメチル、フェニル基等のアルキル基、置換アルキル基、アリール基などの炭素数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ3はメチル基、エチル基、フェニル基、アリル基等のアルキル基、アルケニル基、アリール基などの炭素数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、Ｒ4は水素原子、メチル基、エチル基、シアノエチル基、ベンジル基等のアルキル基、置換アルキル基、アラルキル基などの炭素数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素基、または下記式（２）で示される基である。なお、置換一価炭化水素基としては、ヒドロキシ置換、シアノ置換などのものを挙げることができる。）
【００３７】
【化２】
2007016126.tif 000003
【００３８】
本発明においては、上記付加反応タイプの硬化剤の配合割合は、好ましくは、熱硬化性樹脂１００等量に対し、３０〜９５等量、より好ましくは５０〜９０等量の範囲とされる。３０等量未満では、十分な接着強度を有する硬化物を得ることが困難となることがあり、９５等量を超えると、可使時間が長くなるとともに、硬化物の物性が低下するおそれがある。
【００３９】
また、上記重合タイプの硬化剤、すなわち狭い意味での硬化促進剤の配合割合は、熱硬化性樹脂及び上記付加反応タイプの硬化剤の合計１００重量部に対し、０．１〜３０重量部が好ましく、より好ましくは１〜１５重量部である。０．１重量部未満では、硬化速度は極めて遅くなり、良好な硬化物が得られないことがあり、３０重量部を超えると、可使時間が短くなりすぎ、かつ上記重合タイプの硬化剤の残存による電気的特性の劣化を引き起こすおそれがある。
【００４０】
（無機フィラー）
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、無機フィラーを含まないか、若しくは熱硬化性樹脂１００重量部に対して、無機フィラーを１０重量部以下の割合で含むことが好ましい。無機フィラーの配合割合が１０重量％以下であると、無機物由来のチップクラックや、電極間の噛み込みを防止することができる。
【００４１】
上記無機フィラーとしては、シリカが挙げられるが、より好ましくは粒径がナノオーダーであるフュームドシリカが上記問題点を防止するためにはよい。
【００４２】
（その他の添加物）
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物には、本発明の課題達成を阻害しない範囲で、必要に応じて他の添加剤を添加してもよい。このような添加剤としては、導電性粉末、脂肪族水酸基含有化合物、熱可塑性樹脂、シランカップリング剤、密着性向上剤、充填材、補強材、軟化剤、可塑剤、粘度調整剤、揺変剤、安定剤、酸化防止剤、着色剤、脱水剤、難燃剤、帯電防止剤、発泡剤、防黴剤などが挙げられる。これらの添加剤は１種のみが用いられてもよく、２種以上が添加されてもよい。
【００４３】
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物には、他の樹脂成分として各種熱可塑性樹脂の１種または２種以上が配合されてもよい。また、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物には、シランカップリング剤が配合されてもよい。シランカップリング剤を配合すると、耐湿接着性を高めることができる。
【００４４】
（製造方法）
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物の製造方法は特に限定されず、上記各種成分を均一に分散・混合することにより得ることができる。この分散・混合方法は特に限定されないが、例えば、三本ロール、らいかい機、プラネタリーミキサーなどによる分散・混練方法を挙げることができる。混合に際し、必要に応じて減圧してもよい。また、遊星式の攪拌機を用いることにより、各成分を混合することが望ましく、それによって金属物の混入を避けつつ、各成分を均一にかつ容易に混合することができる。
【００４５】
（電子部品）
本発明に係る電子部品は、本発明に従って構成された上記熱硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物により、電子部品素子と、電子部品素子が電気的に接続される電極ランドを表面に有する基板の電極ランドに接合されていることを特徴とする。このような構造であれば特に限定されないが、好ましくは、電子部品素子が金属バンプを有し、該金属バンプが上記硬化物により基板上の電極ランドに接合されている構造を挙げることができる。このような構造は、前述したフリップチップ実装法で電子部品素子が基板に実装されている構造であり、例えば半導体チップのパッケージ基板の搭載などに広く用いられている。
【００４６】
図１は、このような本発明の電子部品の一例を模式的に示す正面断面図である。電子部品１では、電子部品素子２は、下面に複数の金属バンプ３を有する。また、基板４の上面には、複数の電極ランド５が形成されている。ここでは、本発明に従って構成された熱硬化性樹脂組成物を硬化させたシート状硬化物６により、金属バンプ３と電極ランド５とが接合され、かつ電気的に接続されている。
【００４７】
なお、接合方法は特に限定されないが、半硬化状態のシート状の熱硬化性樹脂組成物を基板４上に配置し、上方から電子部品素子２の金属バンプ３が形成されている側を下面として圧接させ、該圧接に際し加熱すればよい。圧接に際し、金属バンプ３によりシート状の熱硬化性樹脂組成物が押し退けられ、金属バンプ３が電極ランド５に搭設される。そして、加熱によりシート状の熱硬化性樹脂組成物が硬化し、シート状硬化物６が形成される。もっとも、本発明においては、上記金属バンプ３を有しない電子部品素子を基板上の電極ランドに接合してなる電子部品にも適応することができる。
【００４８】
また、電子部品素子についても、半導体チップの他様々な能動部品もしくは受動部品を用いることができる。さらに、基板についても、様々な電子部品素子が実装される回路基板に限らず、パッケージ材などであってもよい。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂の硬化剤とを含んでいる。本発明では、硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定されたｔａｎδのピーク値が０．５以上であり、かつｔａｎδのピーク温度が１５０℃以上であるため、硬化物による接合の信頼性が向上されている。このように、硬化物による接合の信頼性が高められるため、例えば部材同士を接触させた状態で本発明に係る熱硬化性樹脂組成物を硬化させるだけで、部材同士を確実に接合させることができる。さらに、本発明の熱硬化性樹脂組成物では、冷熱サイクルに対する信頼性にも優れている。
【００５０】
熱硬化性樹脂がエポキシ系化合物である場合には、接合信頼性及び冷熱サイクル信頼性をより一層向上させることができる。
【００５１】
硬化後において、動的粘弾性装置を用いて測定された３０℃における貯蔵弾性率が２０００〜４０００ＭＰａの範囲にあり、かつ２６０℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａ以下である場合には、接合信頼性及び冷熱サイクル信頼性をより一層向上させることができる。
【００５２】
無機フィラーを含まないか、若しくは熱硬化性樹脂１００重量部に対して、無機フィラーを１０重量部以下の割合で含む場合には、例えば、配線電極間に無機フィラーが付着し、基板上の配線電極と、半導体チップの金属バンプとの導通不良の発生を抑制することができる。また、本発明では、無機フィラーの配合割合が１０重量部以下である場合でも、接合信頼性や、冷熱サイクル信頼性に優れている。
【００５３】
本発明の電子部品は、電子部品素子と、前記電子部品素子が実装される基板とを備えている。本発明の電子部品では、本発明に従って構成された熱硬化性樹脂組成物を用いて、基板上に電子部品素子が接合されているため、基板と電子部品素子との接合信頼性が高められている。しかも接続の信頼性に優れた実装構造を提供することができる。特に、電子部品の金属バンプと基板上の電極ランドとが、上記熱硬化性樹脂組成物により接合されている場合には、金属バンプと電極ランドとの接合信頼性が高められるため、電気的接続の信頼性をより一層高めることができる。
【００５４】
電子部品素子と基板との接着強度が１２０Ｎ／４ｍｍ2以上であり、かつ電子部品素子と基板とを剥離させたときの破壊面が、電子部品素子または基板の界面でない場合には、基板と電子部品素子との接合信頼性がより一層高められている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を説明することにより本発明を明らかにする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５６】
（使用した材料）
（１）エポキシ化合物
エポキシ基含有アクリルポリマー：日本油脂社製、品番：ＣＰ−３０、重量平均分子量１００００、エポキシ当量５００
ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物：大日本インキ社製、品番：ＨＰ７２００
ナフタレン型エポキシ：大日本インキ社製、品番：ＨＰ４０３２Ｄ
ビスＡ型エポキシ：ＪＥＲ社製、品番：ＥＰ８２８
（２）硬化剤
トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸：ＪＥＲ社製、品番：ＹＨ−３０７
メチルテトラヒドロ無水フタル酸：新日本理化社製
メチルヘキサヒドロ無水フタル酸：新日本理化社製
（３）硬化促進剤
イミダゾール系硬化剤：四国化成工業社製、品番：２ＭＡＯＫ
イミダゾール系硬化剤：四国化成工業社製、品番：２ＭＺＡ
マイクロカプセル型潜在性硬化剤：旭化成社製、品番：ＨＸ３７４８
（４）無機フィラー
シリカ：トクヤマ社製、品番：ＳＥ−５
【００５７】
（実施例１）
下記の表１に示す組成となるように、上記材料を２００ｍｌのポリ容器に秤量し、遊星式攪拌機により均一に混合し、ペーストを得た。このペーストを、開口径２０μｍのポリエステルメッシュを用い、加圧濾過し、さらに１０ｍｌのシリンジ中に充填し、実施例１の熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５８】
（実施例２〜５及び比較例１〜７）
下記の表１に示すように、使用した材料の配合割合を変更したこと除いては、実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５９】
（実施例及び比較例の評価）
上記各熱硬化性樹脂組成物について、（１）動的粘弾性測定装置による貯蔵弾性率の測定、（２）動的粘弾性測定装置によるｔａｎδの測定、（３）接着力評価、（４）ＴＣＴ冷熱サイクル信頼性の評価を下記の要領で行った。
【００６０】
なお、硬化物として、上記のようにして得られた熱硬化性樹脂組成物を１７０℃のオーブン中で３０分間加熱硬化させた後、５ｍｍの幅に切り出したものを用いた。
【００６１】
（１）動的粘弾性測定装置による貯蔵弾性率の測定
硬化物について、アイティー計測社製、ＤＶＡ−２００を用い、３０℃及び２６０℃における貯蔵弾性率Ｅ´を測定した。
【００６２】
（２）動的粘弾性測定装置によるｔａｎδの測定
硬化物について、アイティー計測社製、ＤＶＡ−２００を用い、５℃／分昇温速度で昇温し、ｔａｎδが最大となるピーク値およびそのピーク温度を測定した。
【００６３】
（３）接着力評価
ＦＲ−４基板上に、接着面積が２ｍｍ×２ｍｍになるように熱硬化性樹脂組成物をのせて、さらにギャップが５０ｕｍになるようにスペーサーを噛ませ、２ｍｍ角のチップを２３０℃で２０秒ボンディングした。これを１７０℃で１時間加熱硬化させた。次に、ダイシェアテスターを用いて、３００ｕｍ／ｓの速度で、室温（３０℃）及び１２５℃におけるシェア強度と破壊形態について評価した。
【００６４】
（４）ＴＣＴ冷熱サイクル信頼性の評価
金のスタッドバンプを打ったチップ（１７２ピン、高さｔ＝８０ｕｍ）に対して、デイジーチェーンとなるようにしたＦＲ−４基板（表面金メッキ）を用意した。このＦＲ−４基板上に熱硬化性樹脂組成物をのせた。しかる後、このチップを２３０℃、２０秒、８ｋｇｆの各条件でボンディングし、接合体を得た。得られた接合体の初期抵抗値を測定した。
【００６５】
次に、−４０℃、１０分→室温、５分→１２５℃、１０分を１サイクルとし、このサイクルが連続される恒温槽中に得られた接合体を入れた。所定のサイクルを経過した時に接合体を取出し、抵抗値を測定した。初期抵抗値に対して、サイクル後の抵抗値が３０％以上変化したときのサイクル数を評価した。
【００６６】
結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の熱硬化性樹脂組成物により電子部品素子が基板に接合されている電子部品の一例を示す正面断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１…電子部品
２…電子部品素子
３…金属バンプ
４…基板
５…電極ランド  
【図１】
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