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JP7573244B2 - Encapsulating resin composition and semiconductor device - Google Patents
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Description

本開示は、封止用樹脂組成物、及び半導体装置に関し、詳しくは、半導体素子等の電子部品を封止するための封止用樹脂組成物、及びこの封止用樹脂組成物から作製される封止材を備える半導体装置に関する。The present disclosure relates to an encapsulating resin composition and a semiconductor device, and more particularly to an encapsulating resin composition for encapsulating electronic components such as semiconductor elements, and a semiconductor device including an encapsulant made from the encapsulating resin composition.

特許文献1では、液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、シリコーンゴム微粒子、シリコーン変性エポキシ樹脂、芳香族アミン硬化剤、カップリング剤、無機充填剤、及び有機溶剤を含有する封止用液状エポキシ樹脂組成物を開示している。この封止用液状エポキシ樹脂組成物では、低反り性が要求される電子部品装置に適用しても、反りが小さく抑えられ、かつ強度、耐熱衝撃性、耐湿性等の信頼性に優れることが開示されている。 Patent Document 1 discloses a liquid epoxy resin composition for sealing that contains liquid bisphenol-type epoxy resin, silicone rubber fine particles, silicone-modified epoxy resin, aromatic amine curing agent, coupling agent, inorganic filler, and organic solvent. It is disclosed that this liquid epoxy resin composition for sealing can suppress warpage to a minimum even when applied to electronic component devices that require low warpage, and has excellent reliability such as strength, thermal shock resistance, and moisture resistance.

特開2007-23272号公報JP 2007-23272 A

本開示の目的は、基材と、大型のチップとの間を封止する封止材を作製する場合であっても、基材とチップとの間に充填されやすく、かつ封止材にクラック生じにくい封止用樹脂組成物及びこの封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止材を備える半導体装置を提供することである。The object of the present disclosure is to provide an encapsulating resin composition that is easy to fill between a substrate and a chip and is less likely to cause cracks in the encapsulating material, even when preparing an encapsulating material that seals between the substrate and a large chip, and a semiconductor device that includes an encapsulating material made of a cured product of this encapsulating resin composition.

本開示の一態様に係る封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)と、リン酸(B)と、リン酸ポリエステル(C)と、を含有する。前記エポキシ樹脂(A)は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有するシリコーン樹脂(A1)を含有する。The encapsulating resin composition according to one embodiment of the present disclosure contains an epoxy resin (A), phosphoric acid (B), and a phosphate polyester (C). The epoxy resin (A) contains a silicone resin (A1) having two or more epoxy groups in one molecule.

本開示の一態様に係る半導体装置は、基材と、前記基材に実装される実装部品と、前記基材と前記実装部品との隙間を封止する封止材と、を備える。前記封止材は、前記封止用樹脂組成物の硬化物からなる。A semiconductor device according to one aspect of the present disclosure includes a substrate, a mounting component mounted on the substrate, and a sealant that seals a gap between the substrate and the mounting component. The sealant is made of a cured product of the sealing resin composition.

図1は、本開示の一実施形態に係る半導体装置を示す概略の断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure.

1.概要
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)と、リン酸(B)と、リン酸ポリエステル(C)と、を含有する。エポキシ樹脂(A)は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有するシリコーン樹脂(A1)を含有する。
1. Overview The encapsulating resin composition according to the present embodiment contains an epoxy resin (A), a phosphoric acid (B), and a phosphate polyester (C). The epoxy resin (A) contains a silicone resin (A1) having two or more epoxy groups in one molecule.

従来、封止用の樹脂組成物において、シリカ等の無機充填材(フィラー)を配合することによって、樹脂組成物から作製される封止材の、耐熱性の向上、及び線膨張係数(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)を低下させることが行われてきた。しかしながら、樹脂組成物中でのフィラーの割合を高くしすぎると、フィラーが凝集しやすくなり、樹脂組成物の粘度が過度に上昇することで、流動性が低下し、その結果、成形性が低下するおそれがあった。そして、樹脂組成物を成形する際の成形性が低下すると、半導体装置における基材と半導体チップとの間の隙間を樹脂組成物で封止するにあたって、樹脂組成物を隙間の奥まで十分に充填できないという問題があった。Conventionally, by blending an inorganic filler such as silica in a resin composition for sealing, the heat resistance of the sealing material made from the resin composition has been improved and the coefficient of thermal expansion (CTE) has been reduced. However, if the proportion of the filler in the resin composition is too high, the filler tends to aggregate, and the viscosity of the resin composition increases excessively, decreasing the flowability, which may result in a decrease in moldability. If the moldability of the resin composition decreases when molding the resin composition, there is a problem that the resin composition cannot be sufficiently filled deep into the gap between the substrate and the semiconductor chip in a semiconductor device when sealing the gap with the resin composition.

また、近年、チップを大型化させることも行われている。チップの大型化に伴い、封止材のサイズも大型化し、これにより封止材にかかる応力が大きくなりやすく、そのため耐熱衝撃性等の性能が十分に得られないことがあった。そのため、封止材のクラック、剥離等が生じやすくなる。また、組成物から封止材を作製する場合、チップが大型化すると、基板等の基材とチップとの間に組成物を十分に充填することが困難になるという問題もあった。In recent years, chips have also been made larger. As chips become larger, the size of the encapsulant also becomes larger, which tends to increase the stress on the encapsulant, and as a result, performance such as thermal shock resistance may not be fully achieved. This makes the encapsulant more susceptible to cracking and peeling. In addition, when encapsulants are made from compositions, there is a problem in that it becomes difficult to sufficiently fill the gap between the chip and a base material such as a substrate when the chip becomes larger.

これに対し、本実施形態の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)がシリコーン樹脂(A1)を含有することで、封止用樹脂組成物に熱硬化性を付与でき、かつ封止用樹脂組成物及び封止用樹脂組成物の硬化物の貯蔵弾性率を低めることができる。また、封止用樹脂組成物から作製される硬化物におけるCTEを低めることができる。また、本実施形態の封止用樹脂組成物は、粘度を低く維持することができ、かつチクソ指数も1に近づけることができるため、良好な流動性を有しうる。In contrast, the encapsulating resin composition of the present embodiment can impart thermosetting properties to the encapsulating resin composition and can reduce the storage modulus of the encapsulating resin composition and the cured product of the encapsulating resin composition by containing the silicone resin (A1) in the epoxy resin (A). In addition, the CTE of the cured product produced from the encapsulating resin composition can be reduced. In addition, the encapsulating resin composition of the present embodiment can maintain a low viscosity and can have a thixotropic index close to 1, so that it can have good fluidity.

さらに、封止用樹脂組成物は、リン酸(B)及びリン酸ポリエステル(C)を含有することで、封止用樹脂組成物中における成分の分散性を向上できる。そのため、仮にシリコーン樹脂(A1)によって粘度が上昇しやすくなっても、封止用樹脂組成物の分散性が高められているため、良好な流動性を維持可能である。これにより、封止用樹脂組成物で基材と実装基板との間の隙間で流動させやすく、そのため封止材を隙間に充分に充填させやすい。Furthermore, by containing phosphoric acid (B) and phosphate polyester (C), the encapsulating resin composition can improve the dispersibility of the components in the encapsulating resin composition. Therefore, even if the viscosity is easily increased by the silicone resin (A1), the encapsulating resin composition can maintain good fluidity because of the increased dispersibility. This makes it easier for the encapsulating resin composition to flow in the gap between the substrate and the mounting board, and therefore makes it easier to sufficiently fill the gap with the encapsulant.

本実施形態の封止用樹脂組成物では、上記のとおり、良好な流動性を実現でき、封止用樹脂組成物から作製される硬化物の低CTE化、及び低弾性率化を達成できる。特に、本実施形態の封止用樹脂組成物から作製される硬化物は、シリコーン樹脂(A1)とリン酸(B)と、リン酸ポリエステル(C)とを含有することで、低CTE化、及び低弾性率化だけでなく、破壊靭性K1cの向上が実現できうる。なお、本開示において、破壊靭性K1cとは、欠陥を有する材料に力がかかった際の破壊に対する抵抗である。破壊靭性は、後掲の実施例に記載の方法により測定される。そして、本実施形態の封止用樹脂組成物では、破壊靭性が高いことで、クラックを生じにくい封止材を作製可能である。特に、本実施形態では、半導体装置の高機能化に伴う半導体チップのチップサイズが大型化された場合のクラックを生じにくくすることができ、かつ半導体装置の信頼性を向上させることができる。As described above, the encapsulating resin composition of this embodiment can achieve good fluidity, and can achieve a low CTE and low elastic modulus of the cured product produced from the encapsulating resin composition. In particular, the cured product produced from the encapsulating resin composition of this embodiment can achieve not only a low CTE and low elastic modulus, but also an improvement in fracture toughness K1c, by containing silicone resin (A1), phosphoric acid (B), and phosphate polyester (C). In this disclosure, fracture toughness K1c is resistance to fracture when a force is applied to a material having a defect. The fracture toughness is measured by the method described in the examples below. And, with the encapsulating resin composition of this embodiment, it is possible to produce an encapsulating material that is less likely to crack due to its high fracture toughness. In particular, in this embodiment, it is possible to make it less likely to crack when the chip size of the semiconductor chip is increased due to the high functionality of the semiconductor device, and to improve the reliability of the semiconductor device.

なお、本開示において、チップが大型化するとは、例えば実装部品における半導体チップ等のチップサイズが、平面視矩形状であり一辺の長さが25mm以上であること、又は平面視での面積が625mm2以上であることを意味する。ただし、本実施形態では、チップのサイズは前記には制限されず、本実施形態にかかる組成物は、チップのサイズがいかなる場合であっても適用されうる。 In the present disclosure, larger chips means, for example, that the chip size of a semiconductor chip or the like in a mounting component is rectangular in plan view with a side length of 25 mm or more, or that the area in plan view is 625 mm2 or more. However, in this embodiment, the chip size is not limited to the above, and the composition according to this embodiment can be applied regardless of the chip size.

このような封止用樹脂組成物の好ましい特性は、より具体的には、以下で説明する組成の成分を適宜調整することにより、実現可能である。More specifically, the preferred properties of such an encapsulating resin composition can be achieved by appropriately adjusting the components of the composition described below.

本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、図1に示すように、半導体装置1において、基材2と半導体チップ等の実装部品3との間を封止する封止材4に好適に用いることができる。特に、封止用樹脂組成物は、アンダーフィル材として好適に用いることができる。封止用樹脂組成物がアンダーフィル材として用いられ、封止用樹脂組成物から封止材4を作製すると、封止材4にクラックが発生しにくくできる。As shown in FIG. 1, the encapsulating resin composition according to this embodiment can be suitably used as an encapsulating material 4 that seals between a substrate 2 and a mounting component 3 such as a semiconductor chip in a semiconductor device 1. In particular, the encapsulating resin composition can be suitably used as an underfill material. When the encapsulating resin composition is used as an underfill material and the encapsulating material 4 is produced from the encapsulating resin composition, the encapsulating material 4 is less susceptible to cracks.

2.詳細
封止用樹脂組成物に含まれうる成分について、詳細に説明する。
2. Details Components that may be contained in the encapsulating resin composition will be described in detail.

[エポキシ樹脂(A)]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)を含有する。エポキシ樹脂(A)は、熱硬化性の成分である。エポキシ樹脂(A)は、1分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する。本実施形態では、エポキシ樹脂(A)は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有するシリコーン樹脂(A1)を含有する。
[Epoxy resin (A)]
The encapsulating resin composition of the present embodiment contains an epoxy resin (A). The epoxy resin (A) is a thermosetting component. The epoxy resin (A) has at least one epoxy group in one molecule. In the present embodiment, the epoxy resin (A) contains a silicone resin (A1) having two or more epoxy groups in one molecule.

エポキシ樹脂(A)の25℃における粘度は、100mPa・s以上20Pa・s以下であることが好ましい。エポキシ樹脂(A)の粘度は、例えばB型回転粘度計を用いて、回転速度50rpmの条件で測定できる。The viscosity of the epoxy resin (A) at 25°C is preferably 100 mPa·s or more and 20 Pa·s or less. The viscosity of the epoxy resin (A) can be measured, for example, using a B-type rotational viscometer at a rotation speed of 50 rpm.

[シリコーン樹脂(A1)]
封止用樹脂組成物は、上記のとおり、シリコーン樹脂(A1)を含有する。シリコーン樹脂(A1)は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有する。
[Silicone resin (A1)]
As described above, the encapsulating resin composition contains the silicone resin (A1). The silicone resin (A1) has two or more epoxy groups in one molecule.

シリコーン樹脂とは、分子内にシロキサン結合を有する化合物である。本実施形態では、シリコーン樹脂(A1)は、1分子内に少なくとも1つのシロキサン結合と、2つ以上のエポキシ基とを有する。本実施形態の封止用樹脂組成物におけるシリコーン樹脂(A1)は、シロキサン骨格を有していることで、CTEの低下に寄与しうる。また、エポキシ基を有するため、封止用樹脂組成物に熱硬化性を付与することができる。A silicone resin is a compound having a siloxane bond in a molecule. In this embodiment, the silicone resin (A1) has at least one siloxane bond and two or more epoxy groups in one molecule. The silicone resin (A1) in the encapsulating resin composition of this embodiment has a siloxane skeleton, which can contribute to a decrease in CTE. In addition, since it has an epoxy group, it can impart thermosetting properties to the encapsulating resin composition.

シリコーン樹脂(A1)は、1分子の末端に、少なくとも一つのエポキシ基を有することが好ましい。この場合、シリコーン樹脂(A1)は凝集を生じにくいため、過度に封止用樹脂組成物の粘度を上昇させにくく、そのため、良好な流動性を確保することができる。ここで、1分子の末端とは、分子中のシロキサン結合においてケイ素原子に結合する連結鎖の、ケイ素原子から最も離れた端の位置をいう。例えば、シリコーン樹脂(A1)が分枝状である場合であっても、末端とは、各々の分枝の端の位置のいずれかであってよい。シリコーン樹脂(A1)において、エポキシ基が分子内の末端に存在すると、封止用樹脂組成物の反応性が過度に上昇しにくいため、封止用樹脂組成物の保存安定性を維持できうる。このため、封止用樹脂組成物を成形する際に、成形性(加工性)を維持でき、成形の途中では硬化しにくく、基材と半導体チップとの間の隙間に充填しやすい。It is preferable that the silicone resin (A1) has at least one epoxy group at the end of one molecule. In this case, since the silicone resin (A1) is not likely to cause aggregation, it is not likely to excessively increase the viscosity of the encapsulating resin composition, and therefore good fluidity can be ensured. Here, the end of one molecule refers to the position of the end of the linking chain that is bonded to the silicon atom in the siloxane bond in the molecule, which is the farthest from the silicon atom. For example, even if the silicone resin (A1) is branched, the end may be any of the ends of each branch. In the silicone resin (A1), if an epoxy group is present at the end of the molecule, the reactivity of the encapsulating resin composition is not likely to increase excessively, and the storage stability of the encapsulating resin composition can be maintained. Therefore, when the encapsulating resin composition is molded, moldability (processability) can be maintained, it is not likely to harden during molding, and it is easy to fill the gap between the substrate and the semiconductor chip.

シリコーン樹脂(A1)は、25℃において液状であることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の粘度を、成形するにあたっての良好な粘度に特に調整しやすい。また、この場合、封止用樹脂組成物が溶剤を含有しなくても、好適な粘度を有するように調製しやすい。シリコーン樹脂(A1)の25℃における粘度は、例えば1000mPa・s以下であることが好ましい。It is preferable that the silicone resin (A1) is liquid at 25°C. In this case, the viscosity of the encapsulating resin composition is particularly easy to adjust to a suitable viscosity for molding. Also, in this case, even if the encapsulating resin composition does not contain a solvent, it is easy to prepare it to have a suitable viscosity. The viscosity of the silicone resin (A1) at 25°C is preferably, for example, 1000 mPa·s or less.

エポキシ樹脂(A)全量に対するシリコーン樹脂(A1)の含有量は、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の低粘度化、及び破壊靭性K1cの向上に寄与しうる。シリコーン樹脂(A1)の含有量は、0.5質量%以上12.0質量%以下であればより好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であれば更に好ましい。The content of silicone resin (A1) relative to the total amount of epoxy resin (A) is preferably 0.1% by mass or more and 15.0% by mass or less. In this case, it can contribute to lowering the viscosity of the encapsulating resin composition and improving the fracture toughness K1c. The content of silicone resin (A1) is more preferably 0.5% by mass or more and 12.0% by mass or less, and even more preferably 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less.

[ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)]
エポキシ樹脂(A)は、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)を更に含有することが好ましい。すなわち、封止用樹脂組成物は、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)を更に含有することが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物に熱硬化性を付与できる。
[Bisphenol-type epoxy resin (A2)]
The epoxy resin (A) preferably further contains a bisphenol-type epoxy resin (A2). That is, the encapsulating resin composition preferably further contains a bisphenol-type epoxy resin (A2). In this case, the encapsulating resin composition can be provided with thermosetting properties.

ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)は、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、及びビスフェノールS型エポキシ樹脂、並びにこれらの樹脂の誘導体からなる群から選択される少なくとも一種を含有する。ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)は、特にビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有することが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物に、より良好な熱硬化性を付与できる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂は、2つのフェノール骨格が1つのエチレン鎖を介して結合した化合物である。ビスフェノールF型エポキシ樹脂は、フェノール骨格中に置換基を有していてもよい。The bisphenol type epoxy resin (A2) contains at least one selected from the group consisting of, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, and derivatives of these resins. The bisphenol type epoxy resin (A2) preferably contains a bisphenol F type epoxy resin in particular. In this case, the encapsulating resin composition can be imparted with better thermosetting properties. The bisphenol F type epoxy resin is a compound in which two phenol skeletons are bonded via one ethylene chain. The bisphenol F type epoxy resin may have a substituent in the phenol skeleton.

ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)の25℃における粘度は、例えば1000mPa・s以上4000mPa・s以下であることが好ましい。The viscosity of the bisphenol type epoxy resin (A2) at 25°C is preferably, for example, 1000 mPa·s or more and 4000 mPa·s or less.

[芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)]
エポキシ樹脂(A)は、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)を更に含有することが好ましい。すなわち、封止用樹脂組成物は、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)を更に含有することが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の保存安定性を維持しながら、封止用樹脂組成物に、より良好な熱硬化性を付与できる。
[Aromatic amino epoxy resin (A3)]
It is preferable that the epoxy resin (A) further contains an aromatic aminoepoxy resin (A3). That is, it is preferable that the encapsulating resin composition further contains an aromatic aminoepoxy resin (A3). In this case, it is possible to impart better thermosetting properties to the encapsulating resin composition while maintaining the storage stability of the encapsulating resin composition.

芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)は、芳香環と、芳香環に結合するアミノ基と、1分子中に3つ以上のエポキシ基とを有することが好ましい。すなわち、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)は、3官能以上であることが好ましい。The aromatic amino epoxy resin (A3) preferably has an aromatic ring, an amino group bonded to the aromatic ring, and three or more epoxy groups in one molecule. In other words, the aromatic amino epoxy resin (A3) is preferably trifunctional or more.

芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)は、芳香環と、芳香環に結合するアミノ基、アミノ基に結合するエポキシ基、及び芳香環に結合するアミノ基とは別の位置に結合するエポキシ基を備えることがより好ましい。すなわち、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)は、3つ以上のエポキシ基を有する場合、少なくとも1つが、芳香環に結合するアミノ基に結合していることが好ましい。It is more preferable that the aromatic amino epoxy resin (A3) has an aromatic ring, an amino group bonded to the aromatic ring, an epoxy group bonded to the amino group, and an epoxy group bonded to a position other than that of the amino group bonded to the aromatic ring. In other words, when the aromatic amino epoxy resin (A3) has three or more epoxy groups, it is preferable that at least one of them is bonded to an amino group bonded to the aromatic ring.

芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)の具体的な例としては、例えばN,N-ジグリシジル-p-グリシジルオキシアニリン等を挙げることができる。なお、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)は、前記の化合物に限らない。 Specific examples of aromatic aminoepoxy resins (A3) include N,N-diglycidyl-p-glycidyloxyaniline. Note that aromatic aminoepoxy resins (A3) are not limited to the above compounds.

芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)の25℃における粘度は、400mPa・s以上800mPa・s以下であることが好ましい。The viscosity of the aromatic aminoepoxy resin (A3) at 25°C is preferably 400 mPa·s or more and 800 mPa·s or less.

エポキシ樹脂(A)は、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)と、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)とのうち少なくとも一方を更に含有することが好ましい。封止用樹脂組成物は、上記のビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)と、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)との両方を含有することがより好ましい。この場合、封止用樹脂組成物における成分の適度な硬化反応を進行させやすく、このため、封止用樹脂組成物から作製される封止材で良好に基材と半導体チップとの間の隙間を封止しやすい。封止用樹脂組成物が、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)と芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)とを含有する場合、エポキシ樹脂(A)に対するビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)と芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)との合計量の質量割合は、85質量%以上95質量%以下であれば好ましい。It is preferable that the epoxy resin (A) further contains at least one of a bisphenol type epoxy resin (A2) and an aromatic amino epoxy resin (A3). It is more preferable that the encapsulating resin composition contains both the above-mentioned bisphenol type epoxy resin (A2) and the aromatic amino epoxy resin (A3). In this case, it is easy to proceed with a moderate curing reaction of the components in the encapsulating resin composition, and therefore it is easy to seal the gap between the substrate and the semiconductor chip with the encapsulant made from the encapsulating resin composition. When the encapsulating resin composition contains the bisphenol type epoxy resin (A2) and the aromatic amino epoxy resin (A3), it is preferable that the mass ratio of the total amount of the bisphenol type epoxy resin (A2) and the aromatic amino epoxy resin (A3) to the epoxy resin (A) is 85% by mass or more and 95% by mass or less.

封止用樹脂組成物がビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)及び芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)を含有する場合、封止用樹脂組成物全量に対するビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)及び芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)合計含有量は、30質量%以上50質量%以下であることが好ましく、35質量%以上45質量%以下であればより好ましく、30質量%以上40質量%以下であれば更に好ましい。この範囲内であれば、封止用樹脂組成物の流動性をより良好に維持しやすく、基材と半導体チップとの間の隙間に良好に充填できるため、基材と半導体チップとの間の隙間を十分に封止することができる。When the encapsulating resin composition contains a bisphenol type epoxy resin (A2) and an aromatic amino epoxy resin (A3), the total content of the bisphenol type epoxy resin (A2) and the aromatic amino epoxy resin (A3) relative to the total amount of the encapsulating resin composition is preferably 30% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 35% by mass or more and 45% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or more and 40% by mass or less. If it is within this range, the fluidity of the encapsulating resin composition is more easily maintained and the gap between the substrate and the semiconductor chip can be filled well, so that the gap between the substrate and the semiconductor chip can be sufficiently sealed.

なお、封止用樹脂組成物においてエポキシ樹脂(A)に含まれうる成分は、上記で説明したものに限らず、上記以外のエポキシ基を有する樹脂を含有してもよい。In addition, the components that may be contained in the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition are not limited to those described above, and may contain resins having epoxy groups other than those described above.

[リン酸(B)]
封止用樹脂組成物は、リン酸(B)を含有する。リン酸(B)は、下記式(1)で示す構造を有する。
[Phosphoric acid (B)]
The encapsulating resin composition contains phosphoric acid (B). The phosphoric acid (B) has a structure represented by the following formula (1).

Figure 0007573244000001
Figure 0007573244000001

封止用樹脂組成物がリン酸(B)を含有すると、後述のリン酸ポリエステル(C)による封止用樹脂組成物中の分散性の向上の効果を促進しうる。リン酸(B)は、リン酸ポリエステル(C)と混合することで調製された混合物で封止用樹脂組成物に配合されていることが好ましい。When the encapsulating resin composition contains phosphoric acid (B), it can promote the effect of improving the dispersibility in the encapsulating resin composition by the phosphoric acid polyester (C) described below. It is preferable that phosphoric acid (B) is mixed with phosphoric acid polyester (C) to prepare a mixture and then blended into the encapsulating resin composition.

[リン酸ポリエステル(C)]
封止用樹脂組成物は、リン酸ポリエステル(C)を含有する。封止用樹脂組成物がリン酸ポリエステル(C)を含有すると、封止用樹脂組成物中の成分の分散性を高めやすい。このため、封止用樹脂組成物が、ケイ素を含む化合物であるシリコーン樹脂(A1)を含有していても、封止用樹脂組成物の粘度を過度に上昇しにくくし、良好な流動性を確保できる。さらに、封止用樹脂組成物から作製される硬化物のCTE低減の効果を阻害しにくい。また、封止用樹脂組成物は、リン酸(B)とリン酸ポリエステル(C)とを含有することで、無機充填材(フィラー)の割合を高めても分散性を低下させにくい。このため、封止用樹脂組成物のフィラーの割合を容易に高めることができ、封止用樹脂組成物から作製される硬化物のCTEを低めることをより容易に達成しやすい。
[Phosphate polyester (C)]
The encapsulating resin composition contains a phosphate polyester (C). When the encapsulating resin composition contains the phosphate polyester (C), the dispersibility of the components in the encapsulating resin composition is easily increased. Therefore, even if the encapsulating resin composition contains a silicone resin (A1) that is a compound containing silicon, the viscosity of the encapsulating resin composition is unlikely to increase excessively, and good fluidity can be ensured. Furthermore, the effect of reducing the CTE of the cured product produced from the encapsulating resin composition is unlikely to be hindered. In addition, the encapsulating resin composition contains phosphoric acid (B) and the phosphate polyester (C), so that the dispersibility is unlikely to decrease even if the proportion of the inorganic filler (filler) is increased. Therefore, the proportion of the filler in the encapsulating resin composition can be easily increased, and it is easier to achieve a reduction in the CTE of the cured product produced from the encapsulating resin composition.

リン酸ポリエステル(C)は、下記式(2)で示す構造を有しうる。The phosphate polyester (C) may have a structure shown in the following formula (2).

Figure 0007573244000002
Figure 0007573244000002

式(2)中、R1、R2、及びR3は、例えば各々独立にアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基からなる群から選択される置換基である。R1、R2、及びR3は、各々独立に長鎖状であってもよく、分枝状であってもよい。なお、R1、R2、及びR3のうち少なくとも一つは水素原子であってもよい。すなわち、リン酸ポリエステル(C)は、リン酸(B)の式(1)中における、少なくとも2つの水素原子が各々独立にR1、R2、及びR3で置換された化合物である。 In formula (2), R 1 , R 2 , and R 3 are, for example, each independently a substituent selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group. R 1 , R 2 , and R 3 may each independently be a long chain or a branched chain. At least one of R 1 , R 2 , and R 3 may be a hydrogen atom. That is, phosphoric acid polyester (C) is a compound in which at least two hydrogen atoms in formula (1) of phosphoric acid (B) are each independently substituted with R 1 , R 2 , and R 3 .

置換基R1、R2、及びR3は、リン原子を含んでいてもよく、例えばリン酸ポリエステル(C)は、例えば下記式(3)で示されるポリリン酸から誘導される化合物であってよい。すなわち、リン酸ポリエステル(C)は、1分子内にリン原子を2つ以上有していてもよい。 The substituents R 1 , R 2 , and R 3 may each contain a phosphorus atom, and for example, the phosphate polyester (C) may be a compound derived from polyphosphoric acid represented by the following formula (3). That is, the phosphate polyester (C) may have two or more phosphorus atoms in one molecule.

Figure 0007573244000003
Figure 0007573244000003

式(3)において、nは2以上である。リン酸ポリエステル(C)が式(3)から誘導される場合、式(3)における水素原子の少なくとも2つがアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基からなる群から選択される基で置換されていればよい。また、リン酸ポリエステル(C)は、末端にヒドロキシ基を有していてもよい。なお、n=1の場合、式(1)で示されるリン酸(B)に相当する。In formula (3), n is 2 or more. When the phosphate polyester (C) is derived from formula (3), at least two of the hydrogen atoms in formula (3) may be substituted with a group selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group. The phosphate polyester (C) may also have a hydroxyl group at the end. When n=1, it corresponds to the phosphate (B) represented by formula (1).

リン酸ポリエステル(C)は、前記に限られず、例えば適宜のアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル等をリン酸エステル化剤で反応させた反応物を含んでもよい。The phosphate polyester (C) is not limited to the above, and may include, for example, a reaction product obtained by reacting an appropriate alkyl ether, polyalkylene glycol monoalkyl ether, etc. with a phosphate esterifying agent.

リン酸ポリエステル(C)の具体的な製品の例は、例えばビッグケミー・ジャパン株式会社製のBYK-Wシリーズ(例えば、BYK-W9010等)、DISPERBYKシリーズ(例えばDISPERBYK-111等)等に含まれうるリン酸ポリエステルを挙げることができる。 Specific examples of phosphate polyester (C) products include phosphate polyesters that may be included in the BYK-W series (e.g., BYK-W9010, etc.) and DISPERBYK series (e.g., DISPERBYK-111, etc.) manufactured by BYK-Chemie Japan Co., Ltd.

封止用樹脂組成物において、リン酸ポリエステル(C)の質量割合は、0質量%超100質量%未満であることが好ましく、0.01質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、0.02質量%以上50質量%以下であることが更に好ましく、0.05質量%以上10質量%未満であることが特に好ましい。In the encapsulating resin composition, the mass proportion of the phosphate polyester (C) is preferably more than 0 mass% and less than 100 mass%, more preferably 0.01 mass% or more and 90 mass% or less, even more preferably 0.02 mass% or more and 50 mass% or less, and particularly preferably 0.05 mass% or more and less than 10 mass%.

封止用樹脂組成物がシリカ(E1)を含有する場合、シリカ(E1)に対する、リン酸(B)とリン酸ポリエステル(C)との合計の質量割合は、0.05質量%以上1.0質量%以下であることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の硬化物のCTEをより低めることができうる。リン酸ポリエステル(C)の質量割合は、0.1質量%以上0.5質量%以下であることがより好ましく、0.2質量%以上0.4質量%以下であれば更に好ましい。この場合、封止用樹脂組成物により良好な流動性を付与することができ、これにより封止用樹脂組成物を隙間に更に充填しやすくできる。When the encapsulating resin composition contains silica (E1), the total mass ratio of phosphoric acid (B) and phosphate polyester (C) to silica (E1) is preferably 0.05% by mass or more and 1.0% by mass or less. In this case, the CTE of the cured product of the encapsulating resin composition can be further reduced. The mass ratio of the phosphate polyester (C) is more preferably 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less, and even more preferably 0.2% by mass or more and 0.4% by mass or less. In this case, the encapsulating resin composition can be given better fluidity, which makes it easier to fill the gaps with the encapsulating resin composition.

封止用樹脂組成物において、シリコーン樹脂(A1)に対するリン酸(B)とリン酸ポリエステル(C)との合計の質量割合は、30質量%以上70質量%以下であればより好ましく、40質量%以上60質量%以下であれば更に好ましい。In the encapsulating resin composition, the total mass ratio of phosphoric acid (B) and phosphate polyester (C) to silicone resin (A1) is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less.

[硬化助剤(D)]
封止用樹脂組成物は、硬化助剤(D)を含有することが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の保存安定性に寄与しうる。また、この場合、封止用樹脂組成物を硬化させるにあたって、硬化反応の速度をコントロールできうる。なお、硬化助剤(D)は、硬化促進剤を含む。硬化助剤(D)は、封止用樹脂組成物において、硬化性の成分の反応の進行を促す機能を有する。本実施形態では、封止用樹脂組成物におけるシリコーン樹脂(A1)の硬化反応の進行を緩やかに促進しうる。また、封止用樹脂組成物がビスフェノール型エポキシ樹脂(A2)及び芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)等の硬化性成分を含有する場合には、これらの成分の硬化も促進しうる。特に本実施形態では、封止用樹脂組成物におけるエポキシ樹脂(A)を硬化させるにあたって、硬化助剤(D)は、過剰に硬化反応が進行しすぎるのを抑制しうる。すなわち、硬化助剤(D)は、封止用樹脂組成物の硬化の反応性を過剰に高めにくく、良好な硬化速度で硬化を進行させることができる。このため、封止用樹脂組成物の成形時の温度上昇等によって、封止用樹脂組成物が硬化し始めても、急激な硬化の進行をしにくくできることで、成形途中で流動性を損ないにくく、これにより、十分に充填されてから硬化させることができる。
[Curing aid (D)]
The encapsulating resin composition preferably contains a curing aid (D). In this case, it can contribute to the storage stability of the encapsulating resin composition. In addition, in this case, when the encapsulating resin composition is cured, the speed of the curing reaction can be controlled. The curing aid (D) includes a curing accelerator. The curing aid (D) has a function of promoting the progress of the reaction of the curable components in the encapsulating resin composition. In this embodiment, the curing aid (D) can gently promote the progress of the curing reaction of the silicone resin (A1) in the encapsulating resin composition. In addition, when the encapsulating resin composition contains curable components such as the bisphenol type epoxy resin (A2) and the aromatic amino epoxy resin (A3), the curing of these components can also be promoted. In particular, in this embodiment, when the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition is cured, the curing aid (D) can suppress the curing reaction from proceeding excessively. That is, the curing aid (D) is unlikely to excessively increase the reactivity of the curing of the encapsulating resin composition, and the curing can proceed at a good curing speed. Therefore, even if the encapsulating resin composition begins to harden due to a rise in temperature during molding, etc., the hardening is unlikely to progress rapidly, so that the fluidity is unlikely to be lost during molding, and as a result, the encapsulating resin composition can be hardened after being sufficiently filled.

硬化助剤(D)は、キレート化合物(D1)を含有することが好ましい。この場合、キレート化合物(D1)中の金属原子がエポキシ樹脂(A)における酸素原子を配位しうるため、封止用樹脂組成物におけるエポキシ樹脂(A)の過度な熱硬化反応を抑制しうる。これにより、封止用樹脂組成物の保存安定性をより向上させうる。また、この場合、封止用樹脂組成物の粘度の過度な上昇も抑制されうる。このため、封止用樹脂組成物の流動性もより良好に維持可能である。It is preferable that the curing aid (D) contains a chelate compound (D1). In this case, the metal atom in the chelate compound (D1) can coordinate with the oxygen atom in the epoxy resin (A), so that excessive thermosetting reaction of the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition can be suppressed. This can further improve the storage stability of the encapsulating resin composition. In addition, in this case, excessive increase in the viscosity of the encapsulating resin composition can also be suppressed. Therefore, the fluidity of the encapsulating resin composition can be better maintained.

キレート化合物(D1)は、例えばアルミニウムアセチルアセトネート、チタンアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンアセトアセテート、ジルコニウムエチルアセトアセテート、及びジルコニウムテトラアセチルアセトネートからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含む。キレート化合物(D1)は、アルミニウムアセチルアセトネートを含有することが好ましい。The chelate compound (D1) contains at least one compound selected from the group consisting of, for example, aluminum acetylacetonate, titanium acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium acetoacetate, zirconium ethylacetoacetate, and zirconium tetraacetylacetonate. It is preferable that the chelate compound (D1) contains aluminum acetylacetonate.

硬化助剤(D)を含有する場合、エポキシ樹脂(A)に対する硬化助剤(D)の質量割合は、0.01質量%以上2.0質量%以下であることが好ましく、0.03質量%以上1.5質量%以下であればより好ましく、0.1質量%以上1.0質量%以下であれば更に好ましい。この範囲内であれば、封止用樹脂組成物におけるエポキシ樹脂(A)の硬化性を良好にでき、チップサイズが大型化しても、基材と半導体チップとの間の隙間を封止用樹脂組成物の硬化物で十分に封止することができる。When the curing aid (D) is contained, the mass ratio of the curing aid (D) to the epoxy resin (A) is preferably 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or more and 1.5% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less. If it is within this range, the curing property of the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition can be improved, and even if the chip size is increased, the gap between the substrate and the semiconductor chip can be sufficiently sealed with the cured product of the encapsulating resin composition.

硬化助剤(D)に対するキレート化合物(D1)の含有量は、20質量%以上100質量%以下であれば好ましく、30質量%以上90質量%以下であればより好ましく、50質量%以上70質量%以下であれば更に好ましい。The content of the chelate compound (D1) relative to the curing aid (D) is preferably 20% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or more and 70% by mass or less.

[無機充填材(E)]
封止用樹脂組成物は、無機充填材(E)を含有することが好ましい。無機充填材(E)は、封止用樹脂組成物から作製される硬化物の線膨張係数の低下に寄与することができる。また、本実施形態では、封止用樹脂組成物がリン酸(B)とリン酸ポリエステル(C)とを含有するため、無機充填材(E)を含有していても、封止用樹脂組成物の分散性を低下させにくい。このため、封止用樹脂組成物の粘度の過度な上昇は生じにくく、流動性を維持でき、チクソ性を悪化させにくい。これにより、封止用樹脂組成物は、無機充填材(E)の含有量を増加させても、流動性が悪化しにくく、かつ封止用樹脂組成物の線膨張係数を低くすることができる。
[Inorganic filler (E)]
The encapsulating resin composition preferably contains an inorganic filler (E). The inorganic filler (E) contributes to a decrease in the linear expansion coefficient of a cured product produced from the encapsulating resin composition. In the present embodiment, since the encapsulating resin composition contains phosphoric acid (B) and phosphoric acid polyester (C), even if the encapsulating resin composition contains an inorganic filler (E), the encapsulating resin composition can be encapsulated. Therefore, the viscosity of the encapsulating resin composition is not likely to increase excessively, the fluidity can be maintained, and the thixotropy is not likely to deteriorate. In the encapsulating resin composition, even if the content of the inorganic filler (E) is increased, the flowability is not easily deteriorated, and the linear expansion coefficient of the encapsulating resin composition can be reduced.

無機充填材(E)は、シリカ(E1)を含有することが好ましく、シリカ(E1)の少なくとも一部がカップリング剤により表面処理されていることも好ましい。この場合、シリコーン樹脂(A1)にシリカ(E1)が馴染みやすくでき、そのため封止用樹脂組成物の分散性の向上に更に寄与することができる。カップリング剤は、例えばシランカップリング剤である。シランカップリング剤としては、例えばエポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基、及びフェニル基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を有する化合物が挙げられる。シランカップリング剤は、フェニル基を有するシランカップリング剤であることが好ましい。すなわち、シリカ(E1)の少なくとも一部が、フェニル基を有するシランカップリング剤により表面処理されていることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物における、シリコーン樹脂(A1)にシリカ(E1)を特に馴染みやすくでき、封止用樹脂組成物の分散性を更に向上させることができる。It is preferable that the inorganic filler (E) contains silica (E1), and it is also preferable that at least a part of the silica (E1) is surface-treated with a coupling agent. In this case, the silica (E1) can be easily compatible with the silicone resin (A1), which can further contribute to improving the dispersibility of the encapsulating resin composition. The coupling agent is, for example, a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include compounds having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a (meth)acryloyl group, and a phenyl group. It is preferable that the silane coupling agent is a silane coupling agent having a phenyl group. That is, it is preferable that at least a part of the silica (E1) is surface-treated with a silane coupling agent having a phenyl group. In this case, the silica (E1) can be particularly easily compatible with the silicone resin (A1) in the encapsulating resin composition, which can further improve the dispersibility of the encapsulating resin composition.

無機充填材(E)がシリカ(E1)を含有する場合、シリカ(E1)は、第一のシリカフィラー(E11)と、第一のシリカフィラー(E11)とは平均粒径の異なる第二のシリカフィラー(E12)とを含むことが好ましい。本開示における「平均粒径」は、体積平均径である。体積平均径は、レーザー回折・散乱法で測定して得られる粒度分布から算出される。粒度分布は、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置により測定でき、レーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えば株式会社堀場製作所製のLA-960シリーズを挙げることができる。When the inorganic filler (E) contains silica (E1), it is preferable that the silica (E1) contains a first silica filler (E11) and a second silica filler (E12) having an average particle size different from that of the first silica filler (E11). In this disclosure, the "average particle size" is the volume average diameter. The volume average diameter is calculated from the particle size distribution obtained by measurement using a laser diffraction/scattering method. The particle size distribution can be measured, for example, by a laser diffraction particle size distribution measuring device, and an example of the laser diffraction particle size distribution measuring device is the LA-960 series manufactured by Horiba, Ltd.

第一のシリカフィラー(E11)の平均粒径は、0.1μm以上1.5μm以下であることが好ましく、この場合の第一のシリカフィラー(E11)の粒度分布における標準偏差は、0.01以上1.0未満であることが好ましい。また、第二のシリカフィラー(E12)の平均粒径は、第一のシリカフィラー(E11)の平均粒径に対して10%以上50%以下であり、かつ第二のシリカフィラー(E12)の粒度分布における標準偏差が0.01以上1.0未満であることが好ましい。ここで、本開示における「粒度分布における標準偏差」とは、粒度分布の広狭を示す指標である。粒度分布における標準偏差により、粒子の粒径が揃っているか否かを判断できる。粒度分布における標準偏差は、次のようにして算出することができる。上記の平均粒径(体積平均径)と同様に、レーザー回折・散乱法で測定して得られる粒度分布において、各々の粒子の粒径のデータと、平均粒径とから標準偏差が算出できる。封止用樹脂組成物におけるシリカ(E1)のうち第一のシリカフィラー(E11)及び第二のシリカフィラー(E12)の各々におけるシリカ粒子は、粒度分布における標準偏差が0.01以上1,0未満であると、封止用樹脂組成物の粘度をより低めることができる。これにより、封止用樹脂組成物は、流動性を確保できる。このため、封止用樹脂組成物で、基板と半導体素子との間の隙間を封止するにあたって、より優れた成形性を達成可能である。The average particle size of the first silica filler (E11) is preferably 0.1 μm or more and 1.5 μm or less, and in this case, the standard deviation in the particle size distribution of the first silica filler (E11) is preferably 0.01 or more and less than 1.0. The average particle size of the second silica filler (E12) is preferably 10% or more and 50% or less of the average particle size of the first silica filler (E11), and the standard deviation in the particle size distribution of the second silica filler (E12) is preferably 0.01 or more and less than 1.0. Here, the "standard deviation in the particle size distribution" in this disclosure is an index indicating the width or narrowness of the particle size distribution. The standard deviation in the particle size distribution can be used to determine whether the particle size of the particles is uniform or not. The standard deviation in the particle size distribution can be calculated as follows. As with the above average particle size (volume average diameter), the standard deviation can be calculated from the particle size data of each particle and the average particle size in the particle size distribution obtained by measuring using the laser diffraction/scattering method. When the silica particles in each of the first silica filler (E11) and the second silica filler (E12) of the silica (E1) in the encapsulating resin composition have a standard deviation in particle size distribution of 0.01 or more and less than 1.0, the viscosity of the encapsulating resin composition can be further reduced. This ensures the flowability of the encapsulating resin composition. Therefore, when the encapsulating resin composition is used to seal the gap between the substrate and the semiconductor element, it is possible to achieve better moldability.

第一のシリカフィラー(E11)の平均粒径は、0.1μm以上1.0μm以下であればより好ましい。また、第一のシリカフィラー(E11)の粒度分布における標準偏差が0.01以上0.6以下であれば好ましく、0.02以上0.40以下であればより好ましく、0.02以上0.36以下であれば更に好ましく、0.05以上0.36以下であれば特に好ましい。第二のシリカフィラー(E12)の平均粒径は、上記を満たすものであれば特に制限されないが、第二のシリカフィラー(E12)の平均粒径は、例えば0.01μm以上0.75μm以下とすることができる。第二のシリカフィラー(E12)の粒度分布における標準偏差が、0.01以上0.10未満であれば好ましく、0.02以上0.08以下であればより好ましく、0.03以上0.08以下であれば更に好ましく、0.04以上0.06以下であれば特に好ましい。The average particle size of the first silica filler (E11) is preferably 0.1 μm or more and 1.0 μm or less. The standard deviation in the particle size distribution of the first silica filler (E11) is preferably 0.01 or more and 0.6 or less, more preferably 0.02 or more and 0.40 or less, even more preferably 0.02 or more and 0.36 or less, and particularly preferably 0.05 or more and 0.36 or less. The average particle size of the second silica filler (E12) is not particularly limited as long as it satisfies the above, but the average particle size of the second silica filler (E12) can be, for example, 0.01 μm or more and 0.75 μm or less. The standard deviation in the particle size distribution of the second silica filler (E12) is preferably 0.01 or more and less than 0.10, more preferably 0.02 or more and 0.08 or less, even more preferably 0.03 or more and 0.08 or less, and particularly preferably 0.04 or more and 0.06 or less.

第一のシリカフィラー(E11)、及び第二のシリカフィラー(E12)の各々は、いずれも湿式シリカであることが好ましい。湿式シリカとは、液体中で合成される非晶質のシリカであり、例えば湿式シリカは、沈降法、及びゾルゲル法からなる群から選択される少なくとも一種の方法で作製可能である。湿式シリカは、特に、ゾルゲル法で作製されることが好ましい。この場合、湿式シリカの粒子の平均粒径を0.1μm以上1.5μm以下といったように比較的小さく抑えることができ、かつ粒度分布のバラつき生じにくくすることができる。すなわち、この場合、第一のシリカフィラー(E11)及び第二のシリカフィラー(E12)の粒子の粒径を揃えることが容易にできる。なお、ゾルゲル法とは、コロイド等の微粒子が溶液中に分散したゾル状態から、流動性のなくなるゲル状態を経て固体物質を得る合成方法であり、合成方法は適宜の方法を採用すればよい。なお、本開示の第一のシリカフィラー(E11)がゾルゲル法で作製されていることは、適宜の第一のシリカフィラー(E11)の粒子を切断し、その断面を観察することで確認できる。具体的には、例えば、封止用樹脂組成物の硬化物を切断し、その切断面を電子顕微鏡等で観察し、切断面におけるシリカの粒径を測定することで、ゾルゲル法で作製されたものであると判断できる。第二のシリカフィラー(E12)、及び後述の第三のシリカフィラー(E13)がゾルゲル法で作製されていることも、第一のシリカフィラー(E11)と同様にして確認できる。It is preferable that the first silica filler (E11) and the second silica filler (E12) are both wet silica. Wet silica is amorphous silica synthesized in a liquid. For example, wet silica can be produced by at least one method selected from the group consisting of a precipitation method and a sol-gel method. It is particularly preferable that the wet silica is produced by the sol-gel method. In this case, the average particle size of the wet silica particles can be kept relatively small, such as 0.1 μm or more and 1.5 μm or less, and the particle size distribution can be made less likely to vary. That is, in this case, the particle size of the first silica filler (E11) and the second silica filler (E12) can be easily made uniform. The sol-gel method is a synthesis method in which a solid substance is obtained from a sol state in which fine particles such as colloids are dispersed in a solution, via a gel state in which fluidity is lost, and an appropriate synthesis method may be adopted. In addition, the first silica filler (E11) of the present disclosure can be confirmed to be produced by the sol-gel method by cutting a suitable particle of the first silica filler (E11) and observing the cross section. Specifically, for example, the cured product of the sealing resin composition is cut, the cut surface is observed with an electron microscope, etc., and the particle size of silica on the cut surface is measured, so that it can be determined that it is produced by the sol-gel method. It can also be confirmed that the second silica filler (E12) and the third silica filler (E13) described later are produced by the sol-gel method in the same manner as the first silica filler (E11).

シリカ(E1)は、第一のシリカフィラー(E11)及び第二のシリカフィラー(E12)のいずれとも平均粒径が異なる第三のシリカフィラー(E13)を更に含むことも好ましい。すなわち、封止用樹脂組成物は、第一のシリカフィラー(E11)と、第二のシリカフィラー(E12)と、第三のシリカフィラー(E13)とを含有することも好ましい。シリカ(E1)が第三のシリカフィラー(E13)を含有する場合、第三のシリカフィラー(E13)の平均粒径は、第二のシリカフィラー(E12)の平均粒径よりも小さければ、特に制限されない。第三のシリカフィラー(E13)の粒度分布における標準偏差は、0.01以上0.10未満であれば好ましく、0.02以上0.09以下であればより好ましく、0.03以上0.08以下であれば更に好ましく、0.04以上0.06以下であれば特に好ましい。封止用樹脂組成物が、第三のシリカフィラー(E13)を含有すると、封止用樹脂組成物は、特に流動性をより低めることができ、また封止用樹脂組成物の流動性を低めても、良好なチクソ性を有しうる。第三のシリカフィラー(E13)の質量割合は、シリカ(E1)全量に対して、5質量%以上40質量%以下であることが好ましい。シリカ(E1)全量に対する第三のシリカフィラー(E13)の質量割合が5質量%以上であれば、チクソ性をより良好にでき、40質量%以下であれば、良好な流動性を維持することができる。It is also preferable that the silica (E1) further contains a third silica filler (E13) whose average particle size is different from both the first silica filler (E11) and the second silica filler (E12). That is, it is also preferable that the sealing resin composition contains the first silica filler (E11), the second silica filler (E12), and the third silica filler (E13). When the silica (E1) contains the third silica filler (E13), the average particle size of the third silica filler (E13) is not particularly limited as long as it is smaller than the average particle size of the second silica filler (E12). The standard deviation in the particle size distribution of the third silica filler (E13) is preferably 0.01 or more and less than 0.10, more preferably 0.02 or more and 0.09 or less, even more preferably 0.03 or more and 0.08 or less, and particularly preferably 0.04 or more and 0.06 or less. When the encapsulating resin composition contains the third silica filler (E13), the encapsulating resin composition can have a particularly low fluidity, and can have good thixotropy even if the fluidity of the encapsulating resin composition is low. The mass ratio of the third silica filler (E13) is preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the total amount of silica (E1). If the mass ratio of the third silica filler (E13) with respect to the total amount of silica (E1) is 5% by mass or more, the thixotropy can be made better, and if it is 40% by mass or less, good fluidity can be maintained.

シリカ(E1)が第三のシリカフィラー(E13)を含む場合にあっては、第三のシリカ(E13)も、湿式シリカであることが好ましい。この場合、第三のシリカフィラー(E13)もゾルゲル法で作製された湿式シリカであることが好ましい。この場合、第一のシリカフィラー(E11)、第二のシリカフィラー(E12)、及び第三のシリカフィラー(E13)の各々が、粒径の揃ったシリカ粒子となるように調整しやすい。When the silica (E1) contains a third silica filler (E13), the third silica (E13) is also preferably a wet silica. In this case, the third silica filler (E13) is also preferably a wet silica produced by a sol-gel method. In this case, it is easy to adjust each of the first silica filler (E11), the second silica filler (E12), and the third silica filler (E13) to be silica particles with a uniform particle size.

第一のシリカフィラー(E11)は、カップリング剤により表面処理されていてもよい。シリカフィラーの表面処理は、例えばゾルゲル法で作製された湿式シリカに、カップリング剤(例えばシランカップリング剤)を反応させることで可能である。第二のシリカフィラー(E12)及び第三のシリカフィラー(E13)も同様に、カップリング剤により表面処理されていてもよい。The first silica filler (E11) may be surface-treated with a coupling agent. The surface treatment of the silica filler can be performed, for example, by reacting wet silica prepared by a sol-gel method with a coupling agent (e.g., a silane coupling agent). The second silica filler (E12) and the third silica filler (E13) may also be surface-treated with a coupling agent.

シリカ(E1)における第一のシリカフィラー(E11)と第二のシリカフィラー(E12)の質量比は、60:40~98:2の範囲内であれば好ましい。シリカ(E1)が第三のシリカフィラー(E13)を更に含む場合、第一のシリカフィラー(E11)と第二のシリカフィラー(E12)と第三のシリカフィラー(E13)質量比は、60:30:10~90:8:2の範囲内であれば好ましい。The mass ratio of the first silica filler (E11) to the second silica filler (E12) in the silica (E1) is preferably within the range of 60:40 to 98:2. When the silica (E1) further contains a third silica filler (E13), the mass ratio of the first silica filler (E11), the second silica filler (E12), and the third silica filler (E13) is preferably within the range of 60:30:10 to 90:8:2.

無機充填材(E)を含有する場合、封止用樹脂組成物全量に対する無機充填材(E)の含有量は、50質量%以上75質量%以下であることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物のCTEをより低めることが可能となる。本実施形態では、比較的無機充填材の割合を多くしても、封止用樹脂組成物の流動性を特に良好に維持できる。そのため、封止用樹脂組成物の隙間への未充填を生じにくくできる。無機充填材(E)の含有量は、50質量%以上70質量%以下であればより好ましく、55質量%以上65質量%以下であれば更に好ましい。When the inorganic filler (E) is contained, the content of the inorganic filler (E) relative to the total amount of the encapsulating resin composition is preferably 50% by mass or more and 75% by mass or less. In this case, it is possible to further reduce the CTE of the encapsulating resin composition. In this embodiment, even if the proportion of the inorganic filler is relatively high, the fluidity of the encapsulating resin composition can be particularly well maintained. Therefore, it is possible to prevent the encapsulating resin composition from being left unfilled in the gaps. The content of the inorganic filler (E) is preferably 50% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 55% by mass or more and 65% by mass or less.

無機充填材(E)は、本開示の効果を阻害しない限りにおいて、シリカ以外の充填材を含有してもよい。The inorganic filler (E) may contain fillers other than silica as long as they do not impair the effects of the present disclosure.

[その他の成分]
封止用樹脂組成物は、本開示の効果を阻害しない限りにおいて、上記で説明した成分以外の成分を含有できる。例えば、封止用樹脂組成物は、上記で説明した以外の樹脂成分を含有してもよい。
[Other ingredients]
The encapsulating resin composition may contain components other than those described above, as long as the effects of the present disclosure are not impaired. For example, the encapsulating resin composition may contain a resin component other than those described above.

また、封止用樹脂組成物は、適宜の添加剤を含有できる。添加剤の例としては、例えば硬化剤、フラックス、粘度調整剤、表面調整剤、シランカップリング剤、消泡剤、レベリング剤、低応力剤、及び顔料等が挙げられる。The encapsulating resin composition may contain appropriate additives. Examples of additives include curing agents, fluxes, viscosity modifiers, surface modifiers, silane coupling agents, defoamers, leveling agents, stress reducing agents, and pigments.

例えば、封止用樹脂組成物がシランカップリング剤を含有することが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物におけるシリコーン樹脂(A1)とシランカップリング剤との相溶性が向上し、封止用樹脂組成物の分散性をより高めやすい。また、封止用樹脂組成物がシリカ(E1)を含有する場合にも、封止用樹脂組成物の分散性をより高めやすい。シランカップリング剤は、適宜のカップリング剤を採用可能であるが、例えば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、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、及び3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤であってもよい。For example, it is preferable that the encapsulating resin composition contains a silane coupling agent. In this case, the compatibility between the silicone resin (A1) and the silane coupling agent in the encapsulating resin composition is improved, and the dispersibility of the encapsulating resin composition is easily improved. In addition, when the encapsulating resin composition contains silica (E1), the dispersibility of the encapsulating resin composition is easily improved. As the silane coupling agent, any suitable coupling agent can be used, but it may also be an epoxy silane coupling agent such as 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.

封止用樹脂組成物は、有機溶剤を含まず、又は有機溶剤の含有割合が0.5質量%以下であることが好ましい。It is preferable that the encapsulating resin composition does not contain organic solvents or contains 0.5 mass% or less of organic solvents.

封止用樹脂組成物は、例えば上記成分を配合し、必要に応じて適宜の添加剤を加えて混合することで得られる。具体的には、封止用樹脂組成物は、例えば次の方法により調製できる。The encapsulating resin composition can be obtained, for example, by blending the above components and adding appropriate additives as necessary. Specifically, the encapsulating resin composition can be prepared, for example, by the following method.

まず、上記で説明した封止用樹脂組成物に含まれうる成分を、同時に又は順次配合することで、混合物を得る。この混合物を、必要に応じて加熱処理や冷却処理を行いながら撹拌して混合する。First, the components that can be included in the encapsulating resin composition described above are mixed together, either simultaneously or sequentially, to obtain a mixture. This mixture is stirred and mixed while being heated or cooled as necessary.

次に、必要に応じて、この混合物に添加剤を加え、必要に応じて加熱処理や冷却処理を行いながら、再度撹拌して均一に分散されるまで混合する。これにより、封止用樹脂組成物を得ることができる。混合物の攪拌のためには、例えばディスパー、プラネタリーミキサー、ボールミル、3本ロール、及びビーズミルなどを、必要により適宜組み合わせて適用することができる。Next, additives are added to the mixture as necessary, and the mixture is stirred again while being heated or cooled as necessary until it is uniformly dispersed. This allows the encapsulating resin composition to be obtained. To stir the mixture, for example, a disperser, planetary mixer, ball mill, three-roll mill, and bead mill can be used in appropriate combination as necessary.

封止用樹脂組成物の25℃における粘度は、35Pa・s未満であることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物を成形するにあたって、ジェットディスペンスによる塗布作業性、及び吐出安定性が向上しうる。また、この場合、半導体チップ等の実装部品の下への良好な充填性を達成しうる。封止用樹脂組成物の25℃における粘度は、25Pa・s以下であればより好ましく、20Pa・s以下であれば更に好ましい。封止用樹脂組成物の25℃における粘度の下限は特に制限されないが、例えば2Pa・s以上である。The viscosity of the encapsulating resin composition at 25°C is preferably less than 35 Pa·s. In this case, when molding the encapsulating resin composition, the coating workability by jet dispensing and the discharge stability can be improved. In addition, in this case, good filling properties under mounting components such as semiconductor chips can be achieved. The viscosity of the encapsulating resin composition at 25°C is more preferably 25 Pa·s or less, and even more preferably 20 Pa·s or less. The lower limit of the viscosity of the encapsulating resin composition at 25°C is not particularly limited, but is, for example, 2 Pa·s or more.

封止用樹脂組成物は、例えば加熱することにより、硬化させることができる。加熱する際の条件、例えば加熱温度、加熱時間、及び最高加熱温度等は、硬化性成分(A)の種類、及び硬化剤等の種類に応じて適宜調整すればよい。The encapsulating resin composition can be cured, for example, by heating. The heating conditions, such as the heating temperature, heating time, and maximum heating temperature, can be adjusted appropriately depending on the type of curable component (A) and the type of curing agent, etc.

封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度Tgは、80℃以上であることが好ましい。また、ガラス転移温度Tgは、180℃未満であることも好ましい。ガラス転移温度Tgが80℃以上であれば、封止用樹脂組成物の硬化物の耐熱性を有しうる。ガラス転移温度Tgは、90℃以上170℃以下であればより好ましい。ガラス転移温度は、例えばTMA(Thermomechanical Analysis)により測定可能である。The glass transition temperature Tg of the cured product of the encapsulating resin composition is preferably 80°C or higher. It is also preferable that the glass transition temperature Tg is less than 180°C. If the glass transition temperature Tg is 80°C or higher, the cured product of the encapsulating resin composition can have heat resistance. It is more preferable that the glass transition temperature Tg is 90°C or higher and 170°C or lower. The glass transition temperature can be measured, for example, by TMA (Thermomechanical Analysis).

封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度Tg以下における線膨張係数(CTE)は、20ppm/℃以上40ppm/℃以下であることが好ましく、30ppm/℃以下であればより好ましく、25ppm/℃以下であれば更に好ましい。この場合、封止用樹脂組成物及封止用樹脂組成物の硬化物において、加熱による反りを生じにくくできる。このため、封止用樹脂組成物の硬化物にクラックをより生じにくくできる。封止用樹脂組成物の硬化物の線膨張係数は、TMAにより測定で得られた結果のTgから、Tg以下の温度の寸法変化と、Tg以上の任意の温度での寸法変化とに基づく接線の傾きを算出することで得られる。The coefficient of linear expansion (CTE) of the cured product of the encapsulating resin composition at or below the glass transition temperature Tg is preferably 20 ppm/°C to 40 ppm/°C, more preferably 30 ppm/°C or less, and even more preferably 25 ppm/°C or less. In this case, the encapsulating resin composition and the cured product of the encapsulating resin composition are less likely to warp due to heating. Therefore, the cured product of the encapsulating resin composition is less likely to crack. The coefficient of linear expansion of the cured product of the encapsulating resin composition is obtained by calculating the slope of the tangent based on the dimensional change at a temperature below Tg and the dimensional change at any temperature above Tg from the Tg obtained by measurement using TMA.

封止用樹脂組成物の硬化物の25℃における貯蔵弾性率は、6.0GPa以上12.0GPa以下であることが好ましく、6.5GPa以上10GPa以下であればより好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の硬化物の加熱による寸法変化が生じにくい。これにより、封止用樹脂組成物の硬化物にクラックをより生じにくくできる。封止用樹脂組成物の硬化物の貯蔵弾性率は、DMA装置により、JIS K6911に準拠して、測定することで得られる。The storage modulus of the cured product of the encapsulating resin composition at 25°C is preferably 6.0 GPa or more and 12.0 GPa or less, and more preferably 6.5 GPa or more and 10 GPa or less. In this case, the dimensional change due to heating of the cured product of the encapsulating resin composition is less likely to occur. This makes it possible to make the cured product of the encapsulating resin composition less likely to crack. The storage modulus of the cured product of the encapsulating resin composition can be obtained by measuring with a DMA device in accordance with JIS K6911.

封止用樹脂組成物の硬化物の25℃における破壊靭性K1cは、2.0MPa・m1/2以上であることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物の硬化物にクラックを更に生じにくくできる。これにより、封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止材を備える半導体装置の信頼性を向上させることができる。硬化物の破壊靭性K1cは、2.5MPa・m1/2以上であればより好ましく、3.0MPa・m1/2以上であれば更に好ましい。なお、破壊靭性K1cは、JIS R1607に準拠して、測定可能である。具体的には、後掲の実施例で説明する方法で測定可能である。 The fracture toughness K1c of the cured product of the encapsulating resin composition at 25°C is preferably 2.0 MPa·m 1/2 or more. In this case, the cured product of the encapsulating resin composition is further prevented from cracking. This improves the reliability of the semiconductor device equipped with the encapsulant made of the cured product of the encapsulating resin composition. The fracture toughness K1c of the cured product is more preferably 2.5 MPa·m 1/2 or more, and even more preferably 3.0 MPa·m 1/2 or more. The fracture toughness K1c can be measured in accordance with JIS R1607. Specifically, it can be measured by the method described in the examples below.

本実施形態の封止用樹脂組成物は、既に述べたとおりアンダーフィル材として好適に用いることができる。封止用樹脂組成物は、特にフリップチップ実装における後供給型のアンダーフィル材として特に好適に用いることができる。As already mentioned, the encapsulating resin composition of this embodiment can be suitably used as an underfill material. The encapsulating resin composition can be particularly suitably used as a post-supply underfill material in flip chip mounting.

図1に、本実施形態の半導体装置1の例を示す。半導体装置1は、半導体チップ等の実装部品3を支持する基材2と、基材2にフェイスダウンで実装される実装部品3と、基材2と実装部品3との隙間を封止する封止材4とを備える。封止材4は、上記で説明した液状の封止用樹脂組成物の硬化物からなる。 Figure 1 shows an example of a semiconductor device 1 according to this embodiment. The semiconductor device 1 comprises a substrate 2 supporting a mounted component 3 such as a semiconductor chip, the mounted component 3 mounted face-down on the substrate 2, and a sealant 4 sealing the gap between the substrate 2 and the mounted component 3. The sealant 4 is made of a cured product of the liquid sealing resin composition described above.

半導体装置1及びその製造方法について、具体的に説明する。 The semiconductor device 1 and its manufacturing method will be described in detail.

半導体装置1は、導体配線21を備える基材2と、バンプ電極33を備え、バンプ電極33が導体配線に接合されることで基材2に実装されている半導体チップ等の実装部品3と、バンプ電極33を覆う封止材4とを備える。封止材4が、上記で説明した封止用樹脂組成物の硬化物である。The semiconductor device 1 includes a substrate 2 having conductor wiring 21, a mounting component 3 such as a semiconductor chip having bump electrodes 33 and mounted on the substrate 2 by bonding the bump electrodes 33 to the conductor wiring, and an encapsulant 4 covering the bump electrodes 33. The encapsulant 4 is a cured product of the encapsulating resin composition described above.

基材2は、例えばマザー基板、パッケージ基板又はインターポーザー基板である。例えば基材2は、ガラスエポキシ製、ポリイミド製、ポリエステル製、セラミック製などの絶縁基板と、その表面上に形成された銅などの導体製の導体配線21とを備える。導体配線21は例えば電極パッドを備える。The substrate 2 is, for example, a motherboard, a package substrate, or an interposer substrate. For example, the substrate 2 includes an insulating substrate made of glass epoxy, polyimide, polyester, ceramic, or the like, and conductor wiring 21 made of a conductor such as copper formed on the surface of the insulating substrate. The conductor wiring 21 includes, for example, an electrode pad.

実装部品3は、例えば半導体チップである。半導体チップは、例えばBGA(ボール・グリッド・アレイ)、LGA(ランド・グリッド・アレイ)、又はCSP(チップ・サイズ・パッケージ)などの、フリップチップ型のチップである。半導体チップは、PoP(パッケージ・オン・パッケージ)型のチップであってもよい。The mounted component 3 is, for example, a semiconductor chip. The semiconductor chip is, for example, a flip-chip type chip such as a BGA (ball grid array), an LGA (land grid array), or a CSP (chip size package). The semiconductor chip may be a PoP (package on package) type chip.

実装部品3は、複数のバンプ電極33を備えていてもよい。バンプ電極33は、はんだを備える。例えばバンプ電極33は、図1に示すように、ピラー31と、ピラー31の先端に設けられた、はんだバンプ32とを備える。はんだバンプ32ははんだから作製され、このため、バンプ電極33ははんだを備える。ピラー31は例えば銅製である。The mounting component 3 may include a plurality of bump electrodes 33. The bump electrodes 33 include solder. For example, as shown in FIG. 1, the bump electrodes 33 include a pillar 31 and a solder bump 32 provided at the tip of the pillar 31. The solder bump 32 is made of solder, and therefore the bump electrodes 33 include solder. The pillar 31 is made of copper, for example.

バンプ電極33の備えるはんだ(例えばはんだバンプ32におけるはんだ)の融点は、特に制限されないが、例えば半導体チップ等の実装部品3を実装する際の実装温度(例えば220~260℃)以下で溶融可能な温度であればよい。また、はんだの組成は、特に制限されず、適宜の組成であってよいが、例えばSn-Ag系はんだ、及びSn-Ag-Cu系はんだとすることができる。なお、はんだを備えるバンプ電極33の構造は上記に限られず、例えばバンプ電極33は、球状のはんだバンプ32(はんだボール)のみを備えてもよい。すなわち、バンプ電極33はピラーを備えなくてもよい。The melting point of the solder (e.g., the solder in the solder bump 32) of the bump electrode 33 is not particularly limited, but may be a temperature at which it can melt at or below the mounting temperature (e.g., 220 to 260°C) when mounting a mounting component 3 such as a semiconductor chip. The composition of the solder is not particularly limited and may be an appropriate composition, for example, Sn-Ag solder and Sn-Ag-Cu solder. The structure of the bump electrode 33 with solder is not limited to the above, and for example, the bump electrode 33 may have only a spherical solder bump 32 (solder ball). In other words, the bump electrode 33 does not need to have a pillar.

図1に示す半導体装置1では、封止材4は、基材2と実装部品3との間の隙間の全体を埋めている。これにより、封止材4はバンプ電極33の全体を覆い、かつバンプ電極33と導体配線21との継ぎ目を覆っている。すなわち、この封止材4は、いわゆるアンダーフィルである。In the semiconductor device 1 shown in Figure 1, the sealing material 4 fills the entire gap between the substrate 2 and the mounted component 3. As a result, the sealing material 4 covers the entire bump electrode 33 and also covers the joint between the bump electrode 33 and the conductor wiring 21. In other words, this sealing material 4 is what is known as an underfill.

半導体装置1の製造方法について、一例をあげて説明するが、半導体装置1の製造方法は、以下に説明する方法に限られず、半導体装置1において、上記で説明した封止用樹脂組成物で、基材2と実装部品3との隙間を覆って封止することができればよい。An example of a method for manufacturing the semiconductor device 1 will be described below, but the method for manufacturing the semiconductor device 1 is not limited to the method described below, and it is sufficient that the gap between the substrate 2 and the mounted component 3 in the semiconductor device 1 can be covered and sealed with the sealing resin composition described above.

まず、導体配線21を備える基材2と、バンプ電極33を備える実装部品3とを用意し、基材2上に実装部品3を配置し、かつ導体配線21上にバンプ電極33を配置する。First, a substrate 2 having conductor wiring 21 and a mounting component 3 having a bump electrode 33 are prepared, the mounting component 3 is placed on the substrate 2, and the bump electrode 33 is placed on the conductor wiring 21.

続いて、封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置し、封止用樹脂組成物及びバンプ電極33に加熱処理を施すことで、封止用樹脂組成物を硬化させて封止材4を作製し、かつバンプ電極33と導体配線21とを電気的に接続する。ここで、封止用樹脂組成物を配置するとは、固形状の封止用樹脂組成物を封止対象物(例えばバンプ電極33など)に配する場合に限らず、液状の封止用樹脂組成物を封止対象物に塗布すること、液状の封止用樹脂組成物を封止対象物の間の隙間に注入して封止対象物を覆うように配されることを含む。Next, the encapsulating resin composition is placed so as to cover the bump electrode 33, and the encapsulating resin composition and the bump electrode 33 are subjected to a heat treatment to harden the encapsulating resin composition to produce the encapsulant 4, and electrically connect the bump electrode 33 and the conductor wiring 21. Here, placing the encapsulating resin composition is not limited to placing a solid encapsulating resin composition on the encapsulated object (such as the bump electrode 33), but also includes applying a liquid encapsulating resin composition to the encapsulated object, and injecting the liquid encapsulating resin composition into the gap between the encapsulated objects to cover the encapsulated objects.

なお、上記の順序は、上記のとおりでなくてもよい。例えば基材2上に実装部品3を配置し、かつ導体配線21上にバンプ電極33を配置した後に、封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置してもよい。逆に、封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置した後に、基材2上に実装部品3を配置し、かつ導体配線21上にバンプ電極33を配置してもよい。また、製造工程中において、結果的に封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置できるのであれば、封止用樹脂組成物をいかなる時期に、実装部品3及び基材2におけるいかなる位置に配置してもよい。The above order does not have to be as described above. For example, the mounting component 3 may be disposed on the substrate 2, the bump electrode 33 may be disposed on the conductor wiring 21, and then the encapsulating resin composition may be disposed so as to cover the bump electrode 33. Conversely, the encapsulating resin composition may be disposed so as to cover the bump electrode 33, and then the mounting component 3 may be disposed on the substrate 2, and the bump electrode 33 may be disposed on the conductor wiring 21. Furthermore, as long as the encapsulating resin composition can be disposed so as to cover the bump electrode 33 during the manufacturing process, the encapsulating resin composition may be disposed at any time and in any position on the mounting component 3 and substrate 2.

具体的には、図1に示す封止材4を作製する場合、例えばまず、基材2上に封止用樹脂組成物を配置した後、基材2上に実装部品3を、基材2と実装部品3との間に封止用樹脂組成物が介在しかつ導体配線21上にバンプ電極33が配置されるように、配置する。これにより、封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置する。また、まず、基材2上に実装部品3を、導体配線21上にバンプ電極33が配置されるように配置した後、基材2と実装部品3との間に封止用樹脂組成物を供給することで、基材2と実装部品3との間に、封止用樹脂組成物を介在させ、かつ封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置してもよい。Specifically, when preparing the encapsulant 4 shown in FIG. 1, for example, first, an encapsulating resin composition is placed on the substrate 2, and then the mounting component 3 is placed on the substrate 2 so that the encapsulating resin composition is between the substrate 2 and the mounting component 3 and the bump electrode 33 is placed on the conductor wiring 21. This causes the encapsulating resin composition to be placed so as to cover the bump electrode 33. Alternatively, first, the mounting component 3 is placed on the substrate 2 so that the bump electrode 33 is placed on the conductor wiring 21, and then the encapsulating resin composition is supplied between the substrate 2 and the mounting component 3, so that the encapsulating resin composition is placed between the substrate 2 and the mounting component 3 and the encapsulating resin composition is placed so as to cover the bump electrode 33.

図1に示す封止材4を作製する場合、例えばまず実装部品3に、バンプ電極33を覆うように封止用樹脂組成物を配置する。続いて、基材2上に実装部品3を、基材2と実装部品3との間に封止用樹脂組成物が介在しかつ導体配線21上にバンプ電極33が配置されるように、配置する。これにより、封止用樹脂組成物を、バンプ電極33を覆うように配置する。 When producing the encapsulant 4 shown in Figure 1, for example, first, an encapsulating resin composition is placed on the mounted component 3 so as to cover the bump electrode 33. Next, the mounted component 3 is placed on the substrate 2 so that the encapsulating resin composition is interposed between the substrate 2 and the mounted component 3, and the bump electrode 33 is placed on the conductor wiring 21. In this way, the encapsulating resin composition is placed so as to cover the bump electrode 33.

基材2上に封止用樹脂組成物を配置し、又は実装部品3に封止用樹脂組成物を配置する場合は、例えばディスペンサーを用いる方法、スクリーン印刷法、インクジェット法又はディッピング法等で、封止用樹脂組成物を配置する。When placing the encapsulating resin composition on the substrate 2 or on the mounted component 3, the encapsulating resin composition is placed by, for example, a method using a dispenser, a screen printing method, an inkjet method, or a dipping method.

封止用樹脂組成物及びバンプ電極33の加熱処理は、例えばリフロー炉等の加熱炉を用いて行う。なお、リフロー炉以外の設備を使用した適宜の方法で加熱処理を行ってもよい。封止用樹脂組成物及びバンプ電極33に加熱処理を施すと、バンプ電極33におけるはんだが溶融することで、バンプ電極33と導体配線21とが電気的に接続され、かつ封止用樹脂組成物が硬化することで封止材4が作製される。これにより、半導体装置1が得られる。加熱処理の条件は、封止用樹脂組成物の組成に応じて、適宜設定すればよい。加熱処理において、最高加熱温度は、例えば220℃以上260℃以下であることが好ましい。なお、上記では、加熱処理の一例を説明したが、前記に限られず、最高加熱温度も、封止用樹脂組成物の組成等に応じて適宜設定すればよい。The heat treatment of the encapsulating resin composition and the bump electrode 33 is performed using a heating furnace such as a reflow furnace. Note that the heat treatment may be performed by an appropriate method using equipment other than a reflow furnace. When the encapsulating resin composition and the bump electrode 33 are subjected to the heat treatment, the solder in the bump electrode 33 melts, electrically connecting the bump electrode 33 and the conductor wiring 21, and the encapsulating resin composition hardens to produce the encapsulating material 4. This results in the semiconductor device 1. The conditions of the heat treatment may be appropriately set according to the composition of the encapsulating resin composition. In the heat treatment, the maximum heating temperature is preferably, for example, 220°C or higher and 260°C or lower. Note that, although an example of the heat treatment has been described above, the heat treatment is not limited to the above, and the maximum heating temperature may also be appropriately set according to the composition of the encapsulating resin composition.

以下、本開示の具体的な実施例を提示する。ただし、本開示は実施例のみに制限されない。 Specific examples of the present disclosure are presented below. However, the present disclosure is not limited to the examples.

1.樹脂組成物の調製
[実施例1~5及び比較例1~5]
後掲の表1中に示す成分を、表1に示す配合割合(質量部)で、ミキサーに投入し、撹拌混合し、3本ロールを用いて、均一に分散させ、樹脂組成物を得た。表1に示す、成分の詳細は、以下のとおりである。
(エポキシ樹脂)
・エポキシ変性シリコーン樹脂1:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製 品名 TSL9906、両末端がエポキシ変性されたシリコーン樹脂。・エポキシ変性シリコーン樹脂2:ADEKA株式会社製 品名EP-3400L、両末端がエポキシ変性されたシリコーン樹脂。
・ビスフェノール型エポキシ樹脂:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製 品名YDF8170。エポキシ当量175eq./g)。
・芳香族アミノエポキシ樹脂:jRR株式会社製 品名636。
(リン酸とリン酸ポリエステルとの混合物)
・リン酸とリン酸ポリエステルとの混合物:ビックケミー・ジャパン株式会社製 品名BYK-W 9010(組成:リン酸ポリエステル含有量90重量%以上100重量%未満、リン酸含有量1重量%以上10重量%未満)。
(硬化剤)
・アミン硬化剤:日本化薬株式会社製 品名 カヤバードA-A。アミン当量65eq./g。
(硬化助剤)
・キレート化合物1:川研ファインケミカル株式会社製 品名アルミキレートA(W)。金属キレート硬化助剤。アルミニウムトリスアセチルアセトネート。
・キレート化合物2:マツモトファインケミカルズ株式会社製 品名TC-100。チタニウムトリスアセチルアセトネート。
(無機充填材)
・シリカ1:ゾルゲル法により作製され、フェニル基を有するシランカップリング剤により表面処理されたシリカ(平均粒径1.0μm。粒度分布における標準偏差は0.04以上0.5以下である。)。
・シリカ2:ゾルゲル法により作製され、フェニル基を有するシランカップリング剤により表面処理されたシリカ(平均粒径0.3μm。粒度分布における標準偏差は0.04以上0.5以下である。)。
・シリカ3:ゾルゲル法により作製され、フェニル基を有するシランカップリング剤により表面処理されたシリカ(平均粒径0.1μm。粒度分布における標準偏差は0.04以上0.5以下である。)。
・シリカ4:ゾルゲル法により作製され、フェニルシランにより表面処理されたシリカ(平均粒径50nm、粒度分布における標準偏差は0.04以上0.5以下である。)。
・シリカ5:ゾルゲル法により作製され、フェニルシランにより表面処理されたシリカ(平均粒径10nm、粒度分布における標準偏差は0.04以上0.5以下である。)。
(添加剤)
・カップリング剤:エポキシシラン(シランカップリング剤。信越化学工業株式会社製 品名 KBM403)。
・着色剤:カーボンブラック(jER株式会社製 品名 MA100)。
1. Preparation of resin composition [Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5]
The components shown in Table 1 below were charged into a mixer in the mixing ratios (parts by mass) shown in Table 1, stirred and mixed, and uniformly dispersed using a three-roll mill to obtain a resin composition. Details of the components shown in Table 1 are as follows.
(Epoxy resin)
Epoxy-modified silicone resin 1: Momentive Performance Materials Japan, LLC, product name TSL9906, silicone resin with epoxy modification at both ends. Epoxy-modified silicone resin 2: ADEKA Corporation, product name EP-3400L, silicone resin with epoxy modification at both ends.
Bisphenol type epoxy resin: bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., product name YDF8170. Epoxy equivalent 175 eq./g).
Aromatic amino epoxy resin: jRR Corporation product name 636.
(Mixture of phosphoric acid and polyester phosphate)
Mixture of phosphoric acid and phosphate polyester: BYK Japan Co., Ltd., product name BYK-W 9010 (composition: phosphate polyester content 90% by weight or more and less than 100% by weight, phosphoric acid content 1% by weight or more and less than 10% by weight).
(Hardening agent)
Amine curing agent: Product name: Kayabard AA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. Amine equivalent: 65 eq./g.
(Curing aid)
Chelate compound 1: Product name Aluminum Chelate A (W) manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. Metal chelate hardening assistant. Aluminum trisacetylacetonate.
Chelate compound 2: Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd. Product name: TC-100. Titanium trisacetylacetonate.
(Inorganic filler)
Silica 1: Silica prepared by a sol-gel method and surface-treated with a silane coupling agent having a phenyl group (average particle size 1.0 μm. Standard deviation in particle size distribution is 0.04 to 0.5).
Silica 2: Silica prepared by a sol-gel method and surface-treated with a silane coupling agent having a phenyl group (average particle size: 0.3 μm. Standard deviation in particle size distribution: 0.04 to 0.5).
Silica 3: Silica prepared by a sol-gel method and surface-treated with a silane coupling agent having a phenyl group (average particle size: 0.1 μm. Standard deviation in particle size distribution: 0.04 to 0.5).
Silica 4: Silica prepared by the sol-gel method and surface-treated with phenylsilane (average particle size: 50 nm, standard deviation in particle size distribution: 0.04 to 0.5).
Silica 5: Silica produced by the sol-gel method and surface-treated with phenylsilane (average particle size: 10 nm, standard deviation in particle size distribution: 0.04 to 0.5).
(Additives)
Coupling agent: epoxy silane (silane coupling agent. Product name KBM403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
Colorant: Carbon black (product name MA100, manufactured by jER Co., Ltd.).

2.評価
2.1.粘度
上記1.で調製した樹脂組成物の粘度を、BM型粘度計(東機産業株式会社製 型番 TVB-10)を使用して、温度25℃、ロータNo.6 回転速度5rpmの条件で、測定した。得られた測定結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:粘度が25Pa・s未満である。
B:粘度が25Pa・s以上35Pa・s以下である。
C:粘度が35Pa・以上である。
2. Evaluation 2.1. Viscosity The viscosity of the resin composition prepared in 1 above was measured using a BM type viscometer (Model TVB-10, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at a temperature of 25°C, rotor No. 6, and a rotation speed of 5 rpm. Based on the obtained measurement results, the viscosity was evaluated according to the following criteria.
A: Viscosity is less than 25 Pa·s.
B: Viscosity is 25 Pa·s or more and 35 Pa·s or less.
C: Viscosity is 35 Pa or more.

2.2.チクソ指数
上記2.1.と同様の方法で、25℃における粘度を測定した。続いて、回転速度5rpmを、約10分の1の回転速度5rpmに変更して、粘度を測定した。回転速度を変更する前(低速時)の粘度と、回転速度変更後(高速時)の粘度とから、粘度の変化率(低速時での粘度/高速時での粘度)を算出し、これをチクソ指数(TI:Thixotropic Index)とした。得られたチクソ指数に基づき、以下の基準で評価した。
A:TIは、0.7以上1.5未満である。
B:TIは、1.5以上2.5未満である。
C:TIは、2.5以上である。
2.2. Thixotropic Index The viscosity at 25°C was measured in the same manner as in 2.1 above. The rotation speed of 5 rpm was then changed to about 1/10 of the original rotation speed of 5 rpm, and the viscosity was measured. The viscosity change rate (viscosity at low speed/viscosity at high speed) was calculated from the viscosity before the rotation speed was changed (at low speed) and the viscosity after the rotation speed was changed (at high speed), and this was taken as the thixotropic index (TI). Based on the obtained thixotropic index, the following criteria were used for evaluation.
A: TI is 0.7 or more and less than 1.5.
B: TI is 1.5 or more and less than 2.5.
C: TI is 2.5 or more.

2.3.流動性
2枚の平板状のガラス板を幅10μmの間隔(隙間)を空けて、加熱可能な台座(ステージ)上に配置し、ステージの温度を90℃に設定することで、2枚のガラス板を加熱した。ガラス板の温度が90℃に到達してから、10μmの隙間に、上記1.で調製した樹脂組成物を注入し、毛細管現象を利用して隙間を流動させた。樹脂組成物が、注入開始時点から30mmの距離を進むまでの時間を測定した。測定により得られた結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:30mm進むまでの時間は、300秒未満である。
B:30mm進むまでの時間は、300秒以上500秒未満である。
C:30mm進むまでの時間は、500秒以上である。
2.3. Fluidity Two flat glass plates were placed on a heatable stage with a gap of 10 μm between them, and the temperature of the stage was set to 90° C. to heat the two glass plates. After the temperature of the glass plates reached 90° C., the resin composition prepared in 1. above was injected into the 10 μm gap and allowed to flow through the gap by utilizing capillary action. The time it took for the resin composition to travel a distance of 30 mm from the start of injection was measured. Based on the results obtained by the measurement, the evaluation was performed according to the following criteria.
A: The time required to advance 30 mm is less than 300 seconds.
B: The time required to advance 30 mm is 300 seconds or more and less than 500 seconds.
C: The time required to advance 30 mm is 500 seconds or more.

2.4.ガラス転移温度(DMA試験)
上記1.で調製した樹脂組成物を、基材上に塗布し、加熱温度100℃、加熱時間2hの条件で加熱し、続いて更に昇温し、加熱温度150℃、加熱時間2hの条件で加熱させることで樹脂組成物を硬化させ、これにより、樹脂組成物の硬化物を得た。
2.4. Glass transition temperature (DMA test)
The resin composition prepared in 1 above was applied onto a substrate, heated at 100° C. for 2 hours, and then heated at a further elevated temperature of 150° C. for 2 hours to cure the resin composition, thereby obtaining a cured product of the resin composition.

続いて、得られた硬化物を、動的粘弾性測定(DMA)装置(日立ハイテクサイエンス株式会社製 型番DMA7100)により、昇温速度5℃/minの条件で、室温-60℃から280℃まで測定することで得られた結果から、硬化物のガラス転移温度を得た。得られたガラス転移温度の数値(℃)を表1に示した。 The cured product was then measured using a dynamic mechanical analysis (DMA) device (Model DMA7100, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) at a heating rate of 5°C/min from room temperature (-60°C) to 280°C, from which the glass transition temperature of the cured product was obtained. The obtained glass transition temperature values (°C) are shown in Table 1.

2.5.線膨張係数(TMA試験)
上記2.4.と同様の条件で作製した樹脂組成物の硬化物に対し、熱機械分析(TMA)装置(日立ハイテクサイエンス株式会社製 型番TMA7000)装置により、荷重1g、昇温速度5℃/minの条件で、-60℃から280℃まで加熱して、寸法変化を測定することにより得られた結果から線膨張係数を算出し、以下の基準で評価した。
A:35ppm/℃未満である。
C:35ppm/℃以上である。
2.5. Linear expansion coefficient (TMA test)
A cured product of the resin composition prepared under the same conditions as in 2.4 above was heated from -60°C to 280°C using a thermomechanical analyzer (TMA) (Model TMA7000, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) under conditions of a load of 1 g and a heating rate of 5°C/min, and the dimensional change was measured. From the results obtained, the linear expansion coefficient was calculated and evaluated according to the following criteria.
A: Less than 35 ppm/°C.
C: 35 ppm/° C. or more.

2.6.弾性率(貯蔵弾性率)
上記2.4.と同様の条件で作製した樹脂組成物の硬化物に対し、2.4と同様の条件で、DMA装置により、各温度での弾性率を測定した。得られた結果から、貯蔵弾性率を算出し、以下の基準で評価した。
A:6.5GPa以上12.0GPa未満である。
C:12.0GPa以上である。
2.6. Elastic modulus (storage modulus)
The elastic modulus at each temperature was measured using a DMA device under the same conditions as in 2.4 for the cured resin composition prepared under the same conditions as in 2.4. From the results obtained, the storage elastic modulus was calculated and evaluated according to the following criteria.
A: 6.5 GPa or more and less than 12.0 GPa.
C: 12.0 GPa or more.

2.7.破壊靭性(K1c試験)
上記2.4.と同様の条件で作製した樹脂組成物の硬化物から、試験測定用の試験片(長さL:50mm、幅W:10mm、厚さB:5mm)を作製し、試験片に亀裂長さa:4mmの予亀裂を入れた。JIS R1607(ファインセラミックスの室温破壊靭性試験方法)に準拠して、試験片に速度10mm/minで圧力を加えて、破断するまでの試験力を測定した。得られた測定結果から、下記式(1)及び(2)に基づき、K1c値を算出し、得られた数値を表1に示した。破壊靭性K1cは、値が大きいほどクラックに対する耐性が高いと評価できる。
2.7. Fracture toughness (K1c test)
A test specimen (length L: 50 mm, width W: 10 mm, thickness B: 5 mm) for test measurement was prepared from the cured product of the resin composition prepared under the same conditions as in 2.4 above, and a pre-crack with a crack length a: 4 mm was made in the test specimen. In accordance with JIS R1607 (room temperature fracture toughness test method for fine ceramics), pressure was applied to the test specimen at a rate of 10 mm/min to measure the test force until fracture. From the obtained measurement results, the K1c value was calculated based on the following formulas (1) and (2), and the obtained values are shown in Table 1. The fracture toughness K1c can be evaluated as being more resistant to cracks as the value increases.

Figure 0007573244000004
Figure 0007573244000004

Figure 0007573244000005
Figure 0007573244000005

上記式(1)及び(2)中、Pα:試験片が破壊するまでの最大荷重[kgf]、S:3点曲げ支点間距離[mm]、B:試験片の厚さ[mm]、W:試験片の幅[mm]、a:予亀裂の長さ[mm]である。 In the above formulas (1) and (2), Pα: maximum load [kgf] until the test specimen breaks, S: distance between the three-point bending supports [mm], B: thickness of the test specimen [mm], W: width of the test specimen [mm], and a: length of the pre-crack [mm].

Figure 0007573244000006
Figure 0007573244000006

1 半導体装置
2 基材
3 実装部品
4 封止材
Reference Signs List 1 Semiconductor device 2 Substrate 3 Mounted component 4 Sealing material

Claims (7)

エポキシ樹脂(A)と、
リン酸(B)と
リン酸ポリエステル(C)と、を含有し、
前記エポキシ樹脂(A)は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有するシリコーン樹脂(A1)を含有し、
前記エポキシ樹脂(A)は、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(A2)と、芳香族アミノエポキシ樹脂(A3)とのうちの一方又は両方を更に含有する、
封止用樹脂組成物。
An epoxy resin (A),
Contains phosphoric acid (B) and phosphoric acid polyester (C),
The epoxy resin (A) contains a silicone resin (A1) having two or more epoxy groups in one molecule ,
The epoxy resin (A) further contains one or both of a bisphenol F type epoxy resin (A2) and an aromatic amino epoxy resin (A3).
An encapsulating resin composition.
エポキシ樹脂(A)と、An epoxy resin (A),
リン酸(B)とPhosphoric acid (B) and
リン酸ポリエステル(C)と、を含有し、A phosphate polyester (C),
前記エポキシ樹脂(A)は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有するシリコーン樹脂(A1)を含有し、The epoxy resin (A) contains a silicone resin (A1) having two or more epoxy groups in one molecule,
硬化助剤(D)を更に含有し、Further containing a curing aid (D),
前記硬化助剤(D)は、キレート化合物(D1)を含有する、The curing aid (D) contains a chelate compound (D1).
封止用樹脂組成物。An encapsulating resin composition.
硬化助剤(D)を更に含有し、
前記硬化助剤(D)は、キレート化合物(D1)を含有する、
請求項1記載の封止用樹脂組成物。
Further containing a curing aid (D),
The curing aid (D) contains a chelate compound (D1).
The encapsulating resin composition according to claim 1 .
機充填材(E)を更に含有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
Further containing a mechanical filler (E),
The encapsulating resin composition according to claim 1 .
記無機充填材(E)は、シリカ(E1)を含有し、
前記シリカ(E1)の少なくとも一部はカップリング剤により表面処理されている、
請求項4に記載の封止用樹脂組成物。
The inorganic filler (E) contains silica (E1),
At least a part of the silica (E1) is surface-treated with a coupling agent.
The encapsulating resin composition according to claim 4 .
アンダーフィル材である、
請求項1から5のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
It is an underfill material.
The encapsulating resin composition according to claim 1 .
基材と、
前記基材に実装される実装部品と、
前記基材と前記実装部品との間の隙間を封止する封止材と、を備え、
前記封止材は、請求項1から6のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物からなる、
半導体装置。
A substrate;
A mounting component to be mounted on the base material;
a sealant that seals a gap between the base material and the mounted component,
The encapsulant is made of a cured product of the encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 6.
Semiconductor device.
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