(57)【要約】【課題】加熱硬化物のＴｇを９５℃以上にすることができる、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノール系硬化剤を含む、エポキシ樹脂組成物の提供。【解決手段】（Ａ）液状エポキシ樹脂、および、（Ｂ）フェノール系硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物であって、前記（Ｂ）フェノール系硬化剤として、特定の構造の化合物を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。【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、および、（Ｂ）フェノール系硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物であって、
前記（Ｂ）フェノール系硬化剤として、下記式（１）で表わされる化合物を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【化１】
2013253195.tif 000014
（式（１）中、Ｙ1およびＹ2は、[化２]または［化３］で表わされる構造の少なくとも１つであり、該構造中のｎおよびｍは０〜４である。式（１）中、Ｘ1およびＸ2は、Ｈ、または、［化４］または［化５］で表わされる構造のいずれか１つであり、該構造中のｏおよびｐは１〜４である。但し、式（１）は、［化３］で表わされる構造（ｍは１〜４）および［化５］で表わされる構造（ｐは１〜４）のうち、少なくとも一方を含む）。
【化２】
2013253195.tif 000015
【化３】
2013253195.tif 000016
【化４】
2013253195.tif 000017
【化５】
2013253195.tif 000018
【請求項２】
前記（Ｂ）フェノール系硬化剤の含有量が、前記（Ａ）液状エポキシ樹脂のエポキシ当量に対して、０．６〜１．３当量である、請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
さらに、（Ｃ）硬化促進剤を含有する、請求項１または２に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ｃ）硬化促進剤がイミダゾール系硬化促進剤である、請求項３に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
さらに、（Ｄ）シランカップリング剤を含有する、請求項１〜４のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
さらに、（Ｅ）フィラーを含有する、請求項１〜５のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を含む液状半導体封止材。
【請求項８】
請求項７に記載の液状半導体封止材を用いて封止されたフリップチップ型半導体素子を有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンダーフィル材として用いられるエポキシ樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化、高性能化に伴い半導体の実装形態がワイヤーボンド型からフリップチップ型へと変化してきている。
フリップチップ型の半導体装置は、バンプ電極を介して基板上の電極部と半導体素子とが接続された構造を持っている。この構造の半導体装置は、温度サイクル等の熱付加が加わった際に、エポキシ樹脂等の有機材料製の基板と、半導体素子と、の熱膨張係数の差によってバンプ電極に応力がかかり、バンプ電極にクラック等の不良が発生することが問題となっている。この不良発生を抑制するために、アンダーフィル材と呼ばれる液状封止材を用いて、半導体素子と基板との間のギャップを封止し、両者を互いに固定することによって、耐サーマルサイクル性を向上させることが広く行われている。
【０００３】
アンダーフィル材の供給方法としては、半導体素子と、基板上の電極部と、を接続させた後、半導体素子の外周に沿ってアンダーフィル材を塗布（ディスペンス）し、毛細管現象を利用して、両者の間隙にアンダーフィル材を注入するキャピラリーフローが一般的である。アンダーフィル材の注入後、該アンダーフィル材を加熱硬化させることで両者の接続部位を補強する。
【０００４】
アンダーフィル材は、注入性、接着性、硬化性、保存安定性等に優れることが求められる。また、アンダーフィル材で封止した部位が、耐湿性、耐サーマルサイクル性等に優れることが求められる。
【０００５】
アンダーフィル材としては、上述した要求特性を満足するため、エポキシ樹脂を主剤とし、該エポキシ樹脂の硬化剤、および、無機充填材を含有する組成物（エポキシ樹脂組成物）が通常用いられる。
アンダーフィル材として用いられるエポキシ樹脂組成物は、上記の成分に加えて、硬化促進剤を含有する場合もある。
【０００６】
上記の目的で使用されるエポキシ樹脂の硬化剤としては、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤などがある。
これらの中で、芳香族アミン等のアミン系硬化剤は、加熱硬化物のガラス転移点（Ｔｇ）の調整が容易である点でフェノール系硬化剤や酸無水物系硬化剤に比べて優れているが、硬化が遅く、ブリードやクリーピングが発生しやすい問題がある。
一方、フェノール系硬化剤は、硬化が早いため、ブリードやクリーピングが発生するおそれを解消できる。また、酸無水物系硬化剤と比較した場合、加熱硬化物に発生する応力が低い点で優れている。フェノール系硬化剤を用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、たとえば、特許文献１、２に開示されている。
【０００７】
しかしながら、フェノール系硬化剤は、アミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤に比べて、加熱硬化物のＴｇが低いため、アンダーフィル材で封止した部位が、耐サーマルサイクル性に劣る点が問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２１９５４３号公報
【特許文献２】特開２００２−２９４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来技術における問題点を解決するため、加熱硬化物の高Ｔｇ化、具体的には、Ｔｇを９５℃以上にすることができる、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノール系硬化剤を含む、エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、および、（Ｂ）フェノール系硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物であって、
前記（Ｂ）フェノール系硬化剤として、下記式（１）で表わされる化合物を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供する。
【化１】
2013253195.tif 000002
（式（１）中、Ｙ1およびＹ2は、[化２]または［化３］で表わされる構造の少なくとも１つであり、該構造中のｎおよびｍは０〜４である。式（１）中、Ｘ1およびＸ2は、Ｈ、または、［化４］または［化５］で表わされる構造のいずれか１つであり、該構造中のｏおよびｐは１〜４である。但し、式（１）は、［化３］で表わされる構造（ｍは１〜４）および［化５］で表わされる構造（ｐは１〜４）のうち、少なくとも一方を含む）。
【化２】
2013253195.tif 000003
【化３】
2013253195.tif 000004
【化４】
2013253195.tif 000005
【化５】
2013253195.tif 000006
【００１１】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、前記（Ｂ）フェノール系硬化剤の含有量が、前記（Ａ）液状エポキシ樹脂のエポキシ当量に対して、０．６〜１．３当量であることが好ましい。
【００１２】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに、（Ｃ）硬化促進剤を含有することが好ましい。
前記（Ｃ）硬化促進剤は、イミダゾール系硬化促進剤であることが好ましい。
【００１３】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに、（Ｄ）シランカップリング剤を含有することが好ましい。
【００１４】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに、（Ｅ）フィラーを含有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、本発明のエポキシ樹脂組成物を含む液状半導体封止材を提供する。
【００１６】
また、本発明は、本発明の液状半導体封止材を用いて封止されたフリップチップ型半導体素子を有する半導体装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂の硬化剤として、フェノール系硬化剤を用いているため、加熱硬化時の硬化が早いため、半導体装置のアンダーフィル材として使用した場合、ブリードやクリーピングが発生するおそれがない。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂の硬化剤として、フェノール系硬化剤を用いているにもかかわらず、加熱硬化物のＴｇが９５℃以上と高い。このため、半導体装置のアンダーフィル材として使用した場合に、アンダーフィル材で封止した部位が耐サーマルサイクル性に優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、以下に示す（Ａ），（Ｂ）成分を必須成分として含有する。
【００１９】
（Ａ）液状エポキシ樹脂
（Ａ）成分の液状エポキシ樹脂は、本発明のエポキシ樹脂組成物の主剤をなす成分である。
本発明において、液状エポキシ樹脂とは常温で液状のエポキシ樹脂を意味する。
本発明における液状エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の平均分子量が約４００以下のもの；ｐ−グリシジルオキシフェニルジメチルトリスビスフェノールＡジグリシジルエーテルのような分岐状多官能ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂の平均分子量が約５７０以下のもの；ビニル（３，４−シクロヘキセン）ジオキシド、３，４−エポキシシクロヘキシルカルボン酸（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル、アジピン酸ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）５，１−スピロ（３，４−エポキシシクロヘキシル）−ｍ−ジオキサンのような脂環式エポキシ樹脂；３，３´，５，５´−テトラメチル−４，４´−ジグリシジルオキシビフェニルのようなビフェニル型エポキシ樹脂；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル、３−メチルヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル、ヘキサヒドロテレフタル酸ジグリシジルのようなグリシジルエステル型エポキシ樹脂；ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、テトラグリシジル−ｍ−キシリレンジアミン、テトラグリシジルビス（アミノメチル）シクロヘキサンのようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂；ならびに１，３−ジグリシジル−５−メチル−５−エチルヒダントインのようなヒダントイン型エポキシ樹脂；ナフタレン環含有エポキシ樹脂が例示される。また、１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンのようなシリコーン骨格をもつエポキシ樹脂も使用することができる。さらに、（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグルシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルのようなジエポキシド化合物；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテルのようなトリエポキシド化合物等も例示される。
中でも好ましくは、液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、液状アミノフェノール型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂である。さらに好ましくは液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ｐ−アミノフェノール型液状エポキシ樹脂、１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）テトラメチルジシロキサンである。
（Ａ）成分としての液状エポキシ樹脂は、単独でも、２種以上併用してもよい。
また、常温で固体のエポキシ樹脂であっても、液状のエポキシ樹脂と併用することにより、混合物として液状を示す場合は用いることができる。
【００２０】
（Ｂ）フェノール系硬化剤
（Ｂ）成分は、（Ａ）成分の液状エポキシ樹脂の硬化剤である。
本発明では、（Ｂ）フェノール系硬化剤として、下記式（１）で表わされる化合物を用いる。
【化６】
2013253195.tif 000007
式（１）中、Ｙ1およびＹ2は、[化７]または［化８］で表わされる構造の少なくとも１つであり、該構造中のｎおよびｍは０〜４であり、好ましくは２〜３である。ここで、[化７]または［化８］で表わされる構造の少なくとも１つとあるのは、Ｙ1およびＹ2が、[化７]で表わされる構造と、［化８］で表わされる構造と、を有する場合、例えば、[化７]で表わされる構造と、［化８］で表わされる構造と、が連結した構造である場合も含むためである。
式（１）中、Ｘ1およびＸ2は、Ｈ、または、［化９］または［化１０］で表わされる構造のいずれか１つであり、該構造中のｏおよびｐは１〜４であり、好ましくは２〜３である。
但し、式（１）は、［化８］で表わされる構造（ｍは１〜４）および［化１０］で表わされる構造（ｐは１〜４）のうち、少なくとも一方を含む。
また、式（１）において、[化７]〜［化１０］で表わされる構造中のｎ、ｍ、ｏおよびｐの和（ｎ＋ｍ＋ｏ＋ｐ）が１〜１６であることが好ましく、１〜６であることがより好ましい。
【００２１】
【化７】
2013253195.tif 000008
【００２２】
【化８】
2013253195.tif 000009
【００２３】
【化９】
2013253195.tif 000010
【００２４】
【化１０】
2013253195.tif 000011
【００２５】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）成分の液状エポキシ樹脂の硬化剤として、上記式（１）で表わされる化合物を用いているため、フェノール系硬化剤を使用しているにもかかわらず、加熱硬化物の高Ｔｇ化を図ることができる。具体的には、加熱硬化物のＴｇを９５℃以上にすることができる。この理由は、明らかではないが、式（１）が、繰り返し単位中に水酸基を２個有する、［化８］で表わされる構造（ｍは１〜４）および［化１０］で表わされる構造（ｐは１〜４）のうち、少なくとも一方を含むことによると考えられる。
【００２６】
（Ｂ）成分の硬化剤として、上記式（１）で表わされる化合物を２種以上併用してもよい。
【００２７】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、（Ｂ）成分の硬化剤の配合割合は特に限定されないが、（Ａ）成分の液状エポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して、０．６〜１．３当当量であることが好ましく、０．７５〜１．２当量であることがより好ましく、０．８５〜１．１当量であることがさらに好ましい。
【００２８】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記（Ａ），（Ｂ）成分以外に、以下に述べる成分を必要に応じて含有してもよい。
【００２９】
（Ｃ）：硬化促進剤
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ｃ）成分として硬化促進剤を含有することが好ましい。
（Ｃ）成分としての硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化促進剤であれば、特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、イミダゾール系硬化促進剤（マイクロカプセル型、エポキシアダクト型を含む）、第三級アミン系硬化促進剤、リン化合物系硬化促進剤等が挙げられる。
これらの中でもイミダゾール系硬化促進剤が、半導体樹脂組成物の他の成分との相溶性、および、半導体樹脂組成物の硬化速度という点で優れることから好ましい。
【００３０】
イミダゾール系硬化促進剤の具体例としては、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−エチル−４−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等のイミダゾール化合物等が挙げられる。
また、マイクロカプセル型イミダゾールやエポキシアダクト型イミダゾールと呼ばれるカプセル化イミダゾールも用いることができる。すなわち、イミダゾール化合物を尿素やイソシアネート化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤や、イミダゾール化合物をエポキシ化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤も用いることができる。具体的には、例えば、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３０４２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３９２２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３７９２、ノバキュアＨＸ３７４８、ノバキュアＨＸ３７２１、ノバキュアＨＸ３７２２、ノバキュアＨＸ３０８８、ノバキュアＨＸ３７４１、ノバキュアＨＸ３７４２、ノバキュアＨＸ３６１３（いずれも旭化成ケミカルズ社製、商品名）等、アミキュアＰＮ−４０Ｊ（味の素ファインテクノ株式会社製、商品名）、フジキュアＦＸＲ−１１２１富士化成工業株式会社製、商品名）を挙げることができる。
【００３１】
（Ｃ）成分として硬化促進剤を含有させる場合、硬化促進剤の含有量の好適範囲は硬化促進剤の種類によって異なる。イミダゾール系硬化促進剤の場合、（Ａ）成分としての液状エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．０５〜３０質量部であることがより好ましく、０．１〜１０質量部であることがさらに好ましい。
【００３２】
（Ｄ）：シランカップリング剤
本発明のエポキシ樹脂組成物は、アンダーフィル材として使用した際の密着性を向上させるために、（Ｄ）成分としてシランカップリング剤を含有してもよい。
（Ｄ）成分のシランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、ビニル系、メタクリル系、アクリル系、メルカプト系等の各種シランカップリング剤を用いることができる。これらの中でも、エポキシ系シランカップリング剤が、エポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として使用した際の密着性および機械的強度を向上させる効果に優れることから好ましい。
エポキシ系シランカップリング剤の具体例としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（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（商品名：ＫＢＭ−３０３、信越化学株式会社製）、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−４０２、信越化学株式会社製）、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−４０３、信越化学株式会社製）、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、（商品名：ＫＢＥ−４０２、信越化学株式会社製）、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（商品名：ＫＢＥ−４０３、信越化学株式会社製）等が挙げられる。
（Ｄ）成分としてシランカップリング剤を含有させる場合、（Ａ）成分の液状エポキシ樹脂、および、（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤の合計質量に対する質量百分率で０．１〜３．０質量％であることが好ましい。
【００３３】
（Ｅ）：フィラー
本発明のエポキシ樹脂組成物を、アンダーフィル材として使用する場合は、（Ｅ）成分として、フィラーを含有させることが好ましい。
（Ｅ）成分として、フィラーを含有させることで、本発明のエポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として使用した場合に、封止した部位の耐湿性および耐サーマルサイクル性、特に耐サーマルサイクル性が向上する。フィラーの使用により耐サーマルサイクル性が向上するのは、線膨張係数を下げることにより、サーマルサイクルによるアンダーフィル材の硬化物の膨張・収縮を抑制できるからである。
【００３４】
フィラーは、添加により線膨張係数を下げる効果を有するものである限り特に限定されず、各種フィラーを使用することができる。具体的には非晶質シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、チッ化ホウ素、チッ化アルミニウム、チッ化珪素等が挙げられる。
これらの中でも、シリカ、特に、非晶質の球状シリカが、本発明のエポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として使用した際に流動性に優れ、硬化物の線膨張係数を低減できることから望ましい。
なお、ここで言うシリカは、製造原料に由来する有機基、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基を有するものであってもよい。
非晶質の球状シリカとしては、製造容易性の点からコロイダルシリカが好ましい。
また、フィラーとして用いるシリカとしては、特開２００７−１９７６５５号公報に記載の製造方法によって得られたシリカ含有組成物を用いてもよい。
また、フィラーは、シランカップリング剤等で表面処理が施されたものであってもよい。表面処理が施されたフィラーを使用した場合、フィラーの凝集を防止する効果が期待される。これにより、本発明のエポキシ樹脂組成物の保存安定性の向上が期待される。
【００３５】
（Ｅ）成分としてのフィラーは、平均粒径が０．０１〜２０μｍであることが好ましく、０．１〜５μｍであることがより好ましい。
ここで、フィラーの形状は特に限定されず、球状、不定形、りん片状等のいずれの形態であってもよい。なお、フィラーの形状が球状以外の場合、フィラーの平均粒径とは該フィラーの平均最大径を意味する。
【００３６】
（Ｅ）成分として、フィラーを含有させる場合、本発明のエポキシ樹脂組成物におけるフィラーの含有量は３０〜８０質量％であることが好ましい。
ここで言う、フィラーの含有量とは、（Ａ），（Ｂ）成分に加えて、（Ｃ），（Ｄ）成分等の任意の成分まで含めた、本発明のエポキシ樹脂組成物含有成分全量に対する質量％である。
フィラーの含有量が３０質量％未満だと、フィラーの添加により線膨張係数を下げる効果が不十分であり、本発明のエポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として使用した場合に、耐サーマルサイクル性を向上させる効果が不十分となるおそれがある。
一方、フィラーの含有量が８０質量％超だと、本発明のエポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として使用した場合に、キャピラリーフローによる塗布性が低下するおそれがある。
【００３７】
（その他の配合剤）
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｅ）成分以外の成分を必要に応じてさらに含有してもよい。
このような成分の具体例としては、レベリング剤、着色剤、イオントラップ剤、消泡剤、難燃剤などを配合することができる。各配合剤の種類、配合量は常法通りである。また、オキセタン、アクリレート、ビスマレイミドなどの熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマーなどを配合してもよい。
【００３８】
（エポキシ樹脂組成物の調製）
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記（Ａ），（Ｂ）成分、および、含有させる場合はさらに（Ｃ）〜（Ｅ）成分、ならびに、さらに必要に応じて配合するその他の配合剤を混合し、攪拌して調製される。混合攪拌は、ロールミルを用いて行うことができるが、勿論、これに限定されない。（Ａ）成分のエポキシ樹脂が固形の場合には、加熱などにより液状化ないし流動化し混合することが好ましい。
各成分を同時に混合しても、一部成分を先に混合し、残り成分を後から混合するなど、適宜変更しても差支えない。
【００３９】
次に本発明のエポキシ樹脂組成物の特性について述べる。
【００４０】
（初期粘度、ポットライフ（増粘倍率））
本発明のエポキシ樹脂組成物は、初期粘度が低く、アンダーフィル材として使用した場合に、キャピラリーフローによる注入性が良好である。
具体的には、後述する実施例に記載の手順で測定される初期粘度が０．０１〜１００Ｐａ・ｓであり、１〜８０Ｐａ・ｓであることが好ましい。
【００４１】
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、常温での保存安定性が良好であり、ポットライフに優れている。後述する実施例に記載の手順で測定される増粘倍率が２倍以下であり、１．８倍以下であることが好ましい。
【００４２】
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、加熱硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が９５℃以上と高い。このため、アンダーフィル材として使用した場合に、アンダーフィル材で封止した部位が耐サーマルサイクル性に優れている。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、加熱硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が、９８℃以上であることがより好ましい。
【００４３】
これらの特性により、本発明のエポキシ樹脂組成物は、アンダーフィル材と呼ばれる液状半導体封止材として用いるのに好適である。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、接着剤、ソルダーレジスト等の用途にも用いることができる。
【００４４】
次に本発明のエポキシ樹脂組成物の使用方法を、アンダーフィル材としての使用を挙げて説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として使用する場合、以下の手順で基板と半導体素子との間のギャップに本発明のエポキシ樹脂組成物を充填する。
基板をたとえば７０〜１３０℃に加熱しながら、半導体素子の一端に本発明のエポキシ樹脂組成物を塗布すると、毛細管現象によって、基板と半導体素子との間のギャップに本発明のエポキシ樹脂組成物が充填される。この際、本発明のエポキシ樹脂組成物の充填に要する時間を短くするため、基板を傾斜させたり、該ギャップ内外に圧力差を生じさせてもよい。
該ギャップに本発明のエポキシ樹脂組成物を充填させた後、該基板を所定温度で所定時間、具体的には、８０〜２００℃で０．２〜６時間加熱して、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させることによって、該ギャップを封止する。
【００４５】
本発明の半導体装置は、本発明のエポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材（液状半導体封止材）として使用し、上記の手順で封止部位、すなわち、基板と半導体素子との間のギャップを封止したものである。ここで封止を行う半導体素子としては、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタおよびダイオードおよびコンデンサ等で特に限定されるものではない。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１〜８、比較例１〜２）
下記表に示す配合割合となるように、ロールミルを用いて原料を混練して実施例１〜８、比較例１〜２のエポキシ樹脂組成物を調製した。なお、表中の各組成に関する数値は質量部を表している。
【００４８】
（Ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂Ａ１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、製品名８２８、三菱化学株式会社製
エポキシ樹脂Ａ２：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、製品名ＹＤＦ８１７０、新日鐵化学株式会社製
エポキシ樹脂Ａ３：ナフタレンエポキシ樹脂、製品名ＨＰ４０３２Ｄ、ＤＩＣ株式会社製
（Ｂ）硬化剤
硬化剤Ｂ１：フェノール系硬化剤（上記式（１）で表わされる化合物（上記［化８］で表わされる構造（ｍは１〜４）または上記［化１０］で表わされる構造（ｐは１〜４）の一方を含む。）
硬化剤Ｂ２：フェノール系硬化剤（製品名ＭＥＨ８００５、明和化成株式会社製）
（上記式（１）で表わされる化合物。但し、上記［化８］で表わされる構造および上記［化１０］で表わされる構造は含まない。）
硬化剤Ｂ３：アミン系硬化剤、ジエチルトリエンジアミン、製品名エタキュア１００、ＡＬＢＥＭＡＲＬＥ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製
（Ｃ）硬化促進剤
硬化促進剤Ｃ１：イミダゾール系硬化促進剤、製品名２Ｐ４ＭＨＺ、四国化成工業株式会社製
硬化促進剤Ｃ２：マイクロカプセル型潜在性硬化促進剤（ノバキュアＨＸ３０８８（旭化成イーマテリアルズ株式会社製））
（Ｄ）シランカップリング剤
シランカップリング剤Ｄ１：エポキシ系シランカップリング剤（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）、製品名ＫＢＭ４０３、信越化学工業株式会社製
（Ｅ）フィラー
フィラーＥ１：シリカフィラー、平均粒径１．５μｍ、製品名アドマファインＳＯ−Ｅ５、株式会社アドマテックス製
【００４９】
調製したエポキシ樹脂組成物を評価用試料として以下の評価を実施した。
【００５０】
（ガラス転移温度（Ｔｇ））
評価用試料を１６５℃で１２０ｍｉｎ加熱硬化させ８ｍｍφ×２００ｍｍの円柱状に成形した硬化物について、ブルカーＡＳＸ製ＴＭＡ４０００ＳＡを用いて、ＴＭＡ法によりガラス転移温度を測定した。
【００５１】
（初期粘度、ポットライフ）
調製したエポキシ樹脂組成物について、ブルックフィールド社製回転粘度計ＨＢＤＶ−１（スピンドルＳＣ４−１４使用）用いて、５０ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）を測定して初期粘度とした。次に、液状封止材を密閉容器に入れて２５℃、湿度５０％の環境にて２４時間保管した時点における粘度、および、４８時間保管した時点における粘度を同様の手順で測定し、調製直後の粘度に対する倍率を算出してポットライフの指標となる増粘倍率を求めた。
【００５２】
（チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ））
ブルックフィールド社製回転粘度計ＨＢＤＶ−１（スピンドルＳＣ４−１４使用）用いて、５ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）、および、５０ｒｐｍで２５℃における粘度（Ｐａ・ｓ）測定し、５ｒｐｍで測定した粘度の測定値を、５０ｒｐｍで測定した粘度の測定値により除した値（５０ｒｐｍでの粘度に対する５ｒｐｍでの粘度の比）を、チクソトロピー指数として示す。
【００５３】
（ブリード試験）
プラズマ処理したＳＲ基板上に、評価用試料を数ｍｇ塗布し、１６５℃で１２０ｍｉｎ加熱硬化させた後、光学顕微鏡（オリンパス社製、型式ＳＴＭ６−Ｆ２１−３）を用いて、ブリード幅を測定した。ブリード幅が０μｍの場合を○とし、ブリード幅が０μｍ超１００μｍ以下の場合を△とした。
【００５４】
【表１】
2013253195.tif 000012
【００５５】
【表２】
2013253195.tif 000013
【００５６】
実施例１〜８は、いずれも初期粘度、ポットライフ、チクソトロピー指数、ブリード試験の評価結果がいずれも良好であり、加熱硬化物のガラス転移温度も９５℃以上であった。従来のフェノール系硬化剤（Ｂ２）を使用した比較例１は加熱硬化物のガラス転移温度が低く、９５℃未満であった。アミン系硬化剤（Ｂ３）を使用した比較例２はブリード幅が大きかった。