半導体封止用エポキシ樹脂組成物、半導体装置およびその製造方法
【課題】耐湿性と耐マイグレーション性を両立させた半導体、特にＣＯＦ型半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を封止剤として用いてなる半導体装置および該半導体装置の製造方法の提供。
【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）を含み、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対して金属錯体（Ｃ）が０．２〜３．０質量部、カップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）が合わせて３．０〜５．５質量部である、低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を用いてなる半導体装置および該半導体装置の製造方法。
【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）を含み、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対して金属錯体（Ｃ）が０．２〜３．０質量部、カップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）が合わせて３．０〜５．５質量部である、低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を用いてなる半導体装置および該半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体のフリップチップ、とりわけＣＯＦ（チップオンフィルム）型のフリップチップの封止に用いる、高信頼性、高絶縁性および高作業性の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を用いてなる半導体装置および該半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ドライバＩＣを搭載した半導体装置としてフレキシブル基板上に半導体チップ（素子）を搭載したＣＯＦ（チップオンフィルム）やＴＣＰ（テープキャリヤーパッケージ）などが知られている。なお、該ＣＯＦは、配線を有するフレキシブル基板上に半導体チップなどが搭載されている構造を有する半導体装置と定義される。近年液晶ドライバの多出力化などの要求が強くなり、配線パターンの微細化に優れるＣＯＦ実装が多くなっている。しかし、該微細配線パターンによる配線間の狭ピッチ化や駆動電圧の高電圧化により、該配線パターンに電流が流れたときに配線中の金属がイオン化し移動し、本来の配線位置ではない場所に析出堆積して配線間の絶縁劣化や回路短絡を起こすマイグレーションが起き易くなっている。よって、長期間のマイグレーションの発生防止は、半導体装置の信頼性を確保する上で極めて重要である。
【０００３】
半導体装置の封止剤としてエポキシ樹脂組成物が多用されているが、ＣＯＦ実装においては、半導体チップ（集積回路）の下に封止剤を充填し封止する際に、封止剤中の溶剤などの揮発によるボイドの形成を防止するために無溶剤のエポキシ樹脂組成物が用いられている。そして、近年の狭ギャップ化、狭ピッチ（例えば、３０μｍ以下）化に伴うマイグレーションの発生防止や、実装時の作業性などの点から、無溶剤のエポキシ樹脂組成物の低粘度化への要求が強い。
【０００４】
硬化剤として酸無水物を用いるとエポキシ樹脂組成物の粘度が低減できるが、ＣＯＦ実装においては、ＣＯＦ型半導体装置の信頼性に影響する耐湿性、特に耐マイグレーション性の不足がクローズアップされている。また、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用いるとエポキシ樹脂組成物の粘度が高めになる傾向があり、作業性を低下させる場合がある。
【０００５】
硬化剤としての芳香族アミンはエポキシ樹脂組成物を比較的低粘度化しやすく作業性がよく、接着性、耐熱性、耐湿性にも優れた組成物を提供するが、硬化に高温と長時間を要し、耐マイグレーション性が良くない問題がある。硬化速度を速めるためにイミダゾール、三級アミンなどを添加することが試みられているが、増粘による作業性の低下や吸湿などによる反応性の低下などの一液性の特性劣化が起き易く、イオン性不純物の増加や耐湿性の劣化を引起す場合がある。該イオン性不純物や水分はイオンマイグレーションの原因になることがあるので、硬化触媒の選択、組成物調製の際の緻密な工程管理、品質管理が新たに必要になる。
【０００６】
エポキシ樹脂組成物のマイグレーションを防止するための添加剤が提案されている。例えば、エポキシ樹脂に、ポリビニルパラフェノール、２−ビニル−４，６−ジアミノ−ｓ−トリアジンおよびイミダゾール化合物を配合した封止用樹脂組成物（特許文献１）や、ソルダーレジスト（エポキシ樹脂など）に金属イオン結合剤としてベンゾトリアゾール類、トリアジン類、および、これらのイソシアヌル酸付加物を配合した封止用樹脂組成物（特許文献２）が提案されている。
【０００７】
しかし、これらのマイグレーション防止剤が固形または粉末である場合には、粒径や粒度を精密に調整しても、エポキシ樹脂に均一に分散することが困難である。マイグレーション防止剤が均一に分散していない場合、封止用樹脂組成物を半導体装置に適用しても、期待するマイグレーション防止効果が得られない。
マイグレーション防止剤が液状または溶液の場合は、均一分散が可能であるが、エポキシ樹脂との均一性が増すため、反応が速く進行し、一液型封止用樹脂組成物として使用しにくいという新たな問題があった。
【０００８】
以上のように、マイグレーション防止のために、硬化剤の選択、硬化触媒の使用、マイグレーション防止剤の使用などの提案があるが、近年のＣＯＦ実装において厳しく要求される低粘度化（作業性）と耐マイグレーション性を両立できるエポキシ樹脂組成物が存在しないというのが現状である。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−１２７２２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３３０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が同時に有することがなかった、耐湿性と耐マイグレーション性を両立させた半導体、特にＣＯＦ型半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を封止剤として用いてなる半導体装置、特にＣＯＦ型半導体装置、および、該組成物を用いて半導体装置、特にＣＯＦ型半導体装置に半導体チップを実装する半導体装置、特にＣＯＦ型半導体装置の製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）を含み、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対して金属錯体（Ｃ）が０．２〜３．０質量部、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）が合わせて３．０〜５．５質量部である、低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、である。
【００１２】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、シランカップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比は６５／３５〜３５／６５であることが好ましい。
【００１３】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、金属錯体（Ｃ）がアルミニウムトリスアセチルアセトネートであることが好ましい。
【００１４】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、芳香族アミン（Ｂ）はアルキレンジアニリン構造を有し、芳香環に少なくとも一つの置換基がある芳香族アミンであることが好ましい。
【００１５】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、芳香族アミン（Ｂ）は４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）であることが好ましい。
【００１６】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、カップリング剤（Ｄ）は３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物および／またはＮ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミンであることが好ましい。
【００１７】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、シラン化合物（Ｅ）はジフェニルジアルコキシシランであることが好ましい。
【００１８】
本発明の前記いずれかの半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、１００℃における粘度が０．５〜７０．０mPa・sであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記いずれかの低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置、である。
【００２０】
また、本発明は、前記いずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＣＯＦ型半導体を封止する半導体の製造方法、である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は低粘度で、接着性、耐熱性、耐湿性などにも優れる。また、該組成物は無溶剤で低粘度ゆえに、特にＣＯＦ型半導体素子の実装の際の環境への影響がなく、ボイドの発生もなく、作業性に優れる。また、該組成物を用いて実装した半導体装置は、耐湿性および耐マイグレーション性に優れるので、配線間の絶縁劣化や回路短絡がない。また、外観不良の問題もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（エポキシ樹脂組成物）
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の主要成分は、エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）である。該エポキシ樹脂組成物の粘度は、１００℃において０．５〜７０．０mPa・s、好ましくは０．５〜６５．０mPa・s、より好ましくは０．５〜６０．０mPa・sである。７０．０mPa・s以上になると注入時間が長くなり過ぎたり、未注入部分が発生したりして、生産効率の低下と外観、信頼性の劣化が起こる。０．５mPa・s未満になると、注入部分以外への流れ出しや形状保持力の低下が起こり、汚染や外観、信頼性の劣化が起こる。
【００２３】
なお、シラン化合物（Ｅ）はシランカップリング剤を含まない。よって、カップリング剤（Ｄ）としてシランカップリング剤を用いた場合でも、シラン化合物（Ｅ）が不可欠である。すなわち、金属錯体（Ｃ）、シランカップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）の三者が共存して初めて、エポキシ樹脂（Ａ）の芳香族アミン（Ｂ）による硬化を促進し、エポキシ樹脂組成物の粘度を低くし、かつ、芳香族アミン（Ｂ）がエポキシ樹脂硬化物にもたらす好ましい特性の数々を発現させるだけでなく、ついに、耐マイグレーション性を成就したのである。シランカップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比は６５／３５〜３５／６５であり、好ましくは５５／４５〜４５／５５である。
【００２４】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂（Ａ）は半導体封止用組成物の主剤、基剤である。エポキシ樹脂（Ａ）は、組成物として狭ピッチ配線部や狭ギャップ部へ侵入できる粘度に調整可能な範囲であれば液状、固形いずれでも構わないが、低粘度化しやすい液状樹脂であることが好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）は単独でも複数を併用することもできる。
【００２５】
具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのグリシジルエーテルであるビスフェノール型エポキシ樹脂：ジグリシジルアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、パラアミノフェノール型エポキシ樹脂などの液状グリシジルアミン型エポキシ樹脂；（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、１−メチル−４−（２−メチルオキシラニル）−７−オキサビシクロ［４，１，０］ヘプタンなどの脂環型エポキシ樹脂；２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンジグリシジルエーテルなどの水添型エポキシ樹脂、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などのエポキシ基を有するシクロヘキサンオリゴマー、ノボラック型エポキシ樹脂などである。好ましいのは液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、液状グリシジルアミン型エポキシ樹脂、エポキシ基を有するシクロヘキサンオリゴマーであり、特に好ましいのは液状ビスフェノールＡエポキシ樹脂、液状ビスフェノールＦエポキシ樹脂、液状パラアミノフェノール型エポキシ樹脂、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、液状ビスフェノールＡエポキシ樹脂の水素化物、（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、１，２：８，９−ジエポキシネンなどである。
【００２６】
（芳香族アミン）
芳香族アミン（Ｂ）はエポキシ樹脂の硬化剤である。芳香族アミン（Ｂ）は、組成物として狭ピッチ配線部や狭ギャップ部へ侵入できる粘度に調整可能な範囲であれば液状、固形いずれでも構わないが、侵入速度などの観点から組成物を低粘度化しやすい液状芳香族アミンであることが好ましい。芳香族アミン（Ｂ）はアルキレンジアニリン構造を有し、芳香環に少なくとも一つの置換基がある芳香族アミンが好ましい。置換基はメチル基、エチル基などのアルキル基、メトキシ基などのアルコキシ基であることが好ましい。芳香族アミン（Ｂ）はそれを生成する際に副生するオリゴマーなどを含有していても差支えない。芳香族アミン（Ｂ）は単独でも複数を併用することもできる。
【００２７】
具体的には、メタフェニレンジアミン、１，３−トルエンジアミン、１，４−トルエンジアミン、２，４−トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、２，４−ジアミノアニソールなどの芳香環１個のアミン；２，４−ジアミノジフェニルメタン、４，４−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタンなどの芳香環２個のアミン、ポリテトラメチレンオキシドジパラアミノベンゾエートなどの芳香族アミンなどが挙げられる。これら例示の芳香族アミンは固形なので、加熱して液状化して、エポキシ樹脂と混合することが好ましい。特に好ましいのは反応性などの点から４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）である。
【００２８】
芳香族アミン（Ｂ）は、そのアミノ基が、エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基１当量に対し０．８〜１．５当量、好ましくは０．９〜１．２当量の割合になるように配合される。該範囲外であると、エポキシ樹脂組成物の半導体素子に対する接着強度の低下やガラス転移点の低下などの問題が起きることがある。
【００２９】
（金属錯体）
金属錯体は（Ｃ）エポキシ樹脂（Ａ）の硬化を促進する触媒成分である。金属錯体は、硬化促進作用を有するものであれば特に限定されないが、所望の加熱温度における硬化促進作用を発現し、一液型組成物として使用可能であり、耐マイグレーション性を阻害しないものが好ましい。金属としてはアルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅などが挙げられるが、アルミニウムが好ましい。
配位子としては、アセチルアセトナート、ピリジン、トリフェニルホスフィン、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸などが挙げられるが、アセチルアセトナートが好ましい。
【００３０】
具体的には、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリス（オクタデシルアセチルアセトネート）、アルミニウムトリス（ヘキサデシルアセチルアセトネート）、アルミニウムエチルアセチルアセトネートなどのアルミニウムのアセチルアセトネート錯体が挙げられるが、硬化性、一液性などの点からアルミニウムトリスアセチルアセトネートが好ましい。
【００３１】
金属錯体（Ｃ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対し、硬化性や一液安定性などの点から０．２〜３．０質量部、好ましくは０．３〜１．５質量部配合することが好ましい。該範囲より少ないとエポキシ樹脂組成物の硬化性が劣り、該範囲より多いとエポキシ樹脂組成物の安定性が悪くなる。
【００３２】
（カップリング剤）
カップリング剤（Ｄ）は主にエポキシ樹脂（Ａ）の硬化を促進する触媒の１成分として作用する。カップリング剤（Ｄ）はエポキシ樹脂組成物の硬化物の膨れなどの外観不良や一液安定性を損なわないものであれば、特に限定されず、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが用いられる。シランカップリング剤はケチミン構造を有するものが好ましい。勿論、カップリング剤（Ｄ）を併用することができる。
【００３３】
具体的には、γ−グリシドキシトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル）チタネートなどである。特に好ましいのはγ−グリシドキシトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル）チタネートなどであり、これらの併用である。
【００３４】
カップリング剤（Ｄ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対し、硬化性や一液安定性などの点からシラン化合物（Ｅ）と合わせて０．５〜５．５質量部配合する。該範囲より少ないとエポキシ樹脂組成物の硬化性が劣り、該範囲より多いとエポキシ樹脂組成物の硬化性や硬化物に膨れやボイドが生じる。
【００３５】
（シラン化合物）
シラン化合物（Ｅ）は主にエポキシ樹脂（Ａ）の硬化を促進する触媒の１成分として作用する。シラン化合物（Ｅ）はエポキシ樹脂組成物の硬化物の膨れなどの外観不良や一液安定性を損なわないものであれば、特に限定されないが、フェニル基を有するシラン化合物、および、アルコキシ基を含有するシラン化合物が好ましい。なお、該シラン化合物（Ｅ）はシランカップリング剤を含まない。勿論、シラン化合物（Ｅ）を併用してもよい。
【００３６】
具体的には、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルメチルメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリ（パラメトキシフェニル）メトキシシラン、パラメチルベンジルトリメトキシシランなどのアルコキシを有するフェニルシラン化合物が挙げられる。好ましいのはジフェニルジメトキシシランなどである。
【００３７】
シラン化合物（Ｅ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対し、硬化性や一液安定性などの点からシランカップリング剤（Ｄ）と合わせて０．５〜５．５重量部配合する。該範囲より少ないとエポキシ樹脂組成物の硬化性が劣り、該範囲より多いとエポキシ樹脂組成物の硬化性や硬化物に膨れやボイドが生じる。
なお、カップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比は６５／３５〜３５／６５、好ましくは５５／４５〜４５／５５である。該質量比を逸脱するとエポキシ樹脂組成物の硬化性の低下が起こり、半導体装置の外観不良や保存安定性の低下が起きる。
【００３８】
（その他の配合物）
前記必須成分（Ａ）〜（Ｅ）を含有するエポキシ樹脂組成物に、レベリング剤、着色剤、イオントラップ剤、消泡剤、充填剤などを配合することができる。各配合物の種類、配合量は常法通りである。また、オキタセン、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。
【００３９】
（組成物の調製）
本発明のエポキシ樹脂組成物は、成分（Ａ）〜（Ｅ）およびその他の配合物を混合し、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。エポキシ樹脂（Ａ）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。
【００４０】
（半導体装置）
半導体装置は、図１にその１例の断面図を示すように、基材（フレキシブルフィルム）１に複数の配線５（バリア層２、導体層３およびスズめっき層４からなる）が配置された配線基板６と、該配線基板６に搭載された半導体チップ７を封止剤８で結合した構造を基本とする。配線基板６は、基材１に複数の配線５、ソルダーレジスト９をこの順に積層した構造であり、配線５の一端は搭載する半導体チップ７に、他端を外部機器に接続できるようになっている。ソルダーレジスト９は、基材１の上に配線５を覆って保護することにより、ショートや断線を防止する。なお、基板１がフレキシブルフィルムの場合がＣＯＦである。
【００４１】
（半導体チップの実装）
半導体チップの実装は例えば、以下の手順で実施される。
（１）フレキシブル配線基板６を、金ブンプ（突起電極）１０を有する半導体チップ７と接合する。なお、配線５の表面の半導体チップ７との接合に関与しない部分を、ソルダーレジスト９が被覆保護している。
（２）該接合後、半導体チップ７とフレキシブル配線基板６との間に封止剤８（封止用エポキシ樹脂組成物）を充填し、加熱硬化して、半導体装置１１を製造する。
【実施例】
【００４２】
（実施例１〜８、比較例１〜１２）
表１に示す成分を、表１に示す量で量り取り、一挙に混合した混合物を三本ロールミル混練し、均一なエポキシ樹脂組成物を得た。ついで、該組成物を減圧下に置き、組成物中の気泡を除去し、評価用試料にした。該組成物および該組成物の硬化物（半導体装置）の安定性、耐マイグレーションおよび外観を下記の装置、方法を用いて評価した。なお、耐マイグレーション性は、絶縁性をもって代用評価した。
【００４３】
（安定性）
Ｅ型粘度計（東機産業（株）製、型式TVE-22H形）を用いて、液温２５℃、１０ｒｐｍで評価用試料の粘度を測定した。その後、評価用試料を密閉容器中に室温（２５℃）で２４時間放置した。再度評価用の試料の粘度を測定した。該放置前後の粘度から増粘比を求めた。該増粘比が２．０未満の場合を、安定性が良好で合格（○）、２．０以上の場合を安定性が不良で不合格（×）とした。
【００４４】
（硬化性）
評価用試料を、ポリイミドフィルムの上に搭載したシリコンチップ（２×２０×０．７５ｍｍ）の長辺側面に接するように１０ｍｇ塗布して、該評価用試料をシリコンチップの下に注入し封止した試験片を製造した。該試験片をオーブンへ入れ、１５０℃で加熱し、エポキシ樹脂を硬化させた。加熱後の試験片を垂直に立てて、評価用試料の垂れ下がり状態を目視観察した。時間が１０分未満の場合を、硬化性良好と見て合格（○）、１０分以上の場合を、硬化性不良と見て不合格（×）とした。
【００４５】
（絶縁性）
ポリイミドフィルムの上に形成された櫛歯型電極（材質：銅の上にスズめっき、パターンピッチ：３０μｍ、電極幅：１５μｍ）の上に評価用試料を塗布し、１５０℃で９０分間加熱し、硬化させて試験片を製造した。加熱後の試験片を８５℃、湿度８５％の槽（エスペック（株）製、型式SH-641）へ入れ、電極間に６０Ｖの直流電圧を印加して、電極間の抵抗を測定した。抵抗が１×１０８Ω以上で５００時間以上持続した場合を、絶縁性良好と見て合格（○）、抵抗が１×１０８Ω以上で５００時間未満の持続の場合を、絶縁性不良と見て不合格（×）とした。そして、絶縁性が合格の場合を、実使用に支障がない絶縁性保持特性があると判定した。
【００４６】
（外観）
評価用試料の約５ｇを金属ケース（５０ｍｍφ）に量り取り、１５０℃で９０分間加熱し、硬化させて、試験片を作製した。該試験片の硬化状態（皺、ボイド）を目視観察した。
また、ガラス基板を５０μｍのギャップを空けて張り合わせ、該ギャップの中に評価用試料を毛管作用により注入し、その後、１５０℃で９０分間加熱し硬化させ、試験片を作製した。該試験片の硬化状態を目視観察し、ボイドの有無を確認した。いずれにおいても皺、ボイドがない場合を、外観良好と見て合格（○）とし、いずれか一方に皺、ボイドがある場合を、外観不良と見て不合格（×）とした。
【００４７】
【表１】
【表２】
【００４８】
【表３】
【表４】
【００４９】
【表５】
【表６】
【００５０】
実施例１と比較例１との対比からシラン（Ｅ）の有無が硬化物の外観に違いをもたらすことが明らかである。
実施例１と比較例２との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の安定性と硬化性に違いをもたらすことが明らかである。
実施例１と比較例３〜４との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の硬化性に違いをもたらすことが明らかである。
実施例１と比較例５との対比からカップリング剤（Ｄ）の有無が硬化物の外観に違いをもたらすことが明らかである。
【００５１】
実施例４と比較例８との対比からカップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）の合計量が少ないと組成物の硬化性と絶縁性に劣ることが明らかである。
実施例５と比較例６との対比から金属錯体（Ｃ）の量が少ないと組成物の硬化性と絶縁性に劣ることが明らかである。
実施例６と比較例７との対比から金属錯体（Ｃ）の量が多いと組成物の安定性に劣ることが明らかである。
【００５２】
実施例７と比較例９との対比からカップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）の合計量が多いと硬化物の外観に劣ることが明らかである。
実施例８と比較例１０との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の硬化性に差をもたらすことが明らかである。
実施例８と比較例１１との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の硬化性と絶縁性に差をもたらすことが明らかである。
実施例８と比較例１２との対比から芳香族アミン（Ｂ）および金属錯体（Ｃ）の有無が組成物の安定性と絶縁性に差をもたらすことが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のエポキシ樹脂組成物は半導体装置の封止剤として好適である。特にＣＯＦ実装に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の半導体装置の１例の断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 基材（フレキシブルフィルム）
５ 配線
６ 配線基板
７ 半導体チップ（素子）
８ エポキシ樹脂組成物（封止剤）
９ ソルダーレジスト
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体のフリップチップ、とりわけＣＯＦ（チップオンフィルム）型のフリップチップの封止に用いる、高信頼性、高絶縁性および高作業性の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を用いてなる半導体装置および該半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ドライバＩＣを搭載した半導体装置としてフレキシブル基板上に半導体チップ（素子）を搭載したＣＯＦ（チップオンフィルム）やＴＣＰ（テープキャリヤーパッケージ）などが知られている。なお、該ＣＯＦは、配線を有するフレキシブル基板上に半導体チップなどが搭載されている構造を有する半導体装置と定義される。近年液晶ドライバの多出力化などの要求が強くなり、配線パターンの微細化に優れるＣＯＦ実装が多くなっている。しかし、該微細配線パターンによる配線間の狭ピッチ化や駆動電圧の高電圧化により、該配線パターンに電流が流れたときに配線中の金属がイオン化し移動し、本来の配線位置ではない場所に析出堆積して配線間の絶縁劣化や回路短絡を起こすマイグレーションが起き易くなっている。よって、長期間のマイグレーションの発生防止は、半導体装置の信頼性を確保する上で極めて重要である。
【０００３】
半導体装置の封止剤としてエポキシ樹脂組成物が多用されているが、ＣＯＦ実装においては、半導体チップ（集積回路）の下に封止剤を充填し封止する際に、封止剤中の溶剤などの揮発によるボイドの形成を防止するために無溶剤のエポキシ樹脂組成物が用いられている。そして、近年の狭ギャップ化、狭ピッチ（例えば、３０μｍ以下）化に伴うマイグレーションの発生防止や、実装時の作業性などの点から、無溶剤のエポキシ樹脂組成物の低粘度化への要求が強い。
【０００４】
硬化剤として酸無水物を用いるとエポキシ樹脂組成物の粘度が低減できるが、ＣＯＦ実装においては、ＣＯＦ型半導体装置の信頼性に影響する耐湿性、特に耐マイグレーション性の不足がクローズアップされている。また、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用いるとエポキシ樹脂組成物の粘度が高めになる傾向があり、作業性を低下させる場合がある。
【０００５】
硬化剤としての芳香族アミンはエポキシ樹脂組成物を比較的低粘度化しやすく作業性がよく、接着性、耐熱性、耐湿性にも優れた組成物を提供するが、硬化に高温と長時間を要し、耐マイグレーション性が良くない問題がある。硬化速度を速めるためにイミダゾール、三級アミンなどを添加することが試みられているが、増粘による作業性の低下や吸湿などによる反応性の低下などの一液性の特性劣化が起き易く、イオン性不純物の増加や耐湿性の劣化を引起す場合がある。該イオン性不純物や水分はイオンマイグレーションの原因になることがあるので、硬化触媒の選択、組成物調製の際の緻密な工程管理、品質管理が新たに必要になる。
【０００６】
エポキシ樹脂組成物のマイグレーションを防止するための添加剤が提案されている。例えば、エポキシ樹脂に、ポリビニルパラフェノール、２−ビニル−４，６−ジアミノ−ｓ−トリアジンおよびイミダゾール化合物を配合した封止用樹脂組成物（特許文献１）や、ソルダーレジスト（エポキシ樹脂など）に金属イオン結合剤としてベンゾトリアゾール類、トリアジン類、および、これらのイソシアヌル酸付加物を配合した封止用樹脂組成物（特許文献２）が提案されている。
【０００７】
しかし、これらのマイグレーション防止剤が固形または粉末である場合には、粒径や粒度を精密に調整しても、エポキシ樹脂に均一に分散することが困難である。マイグレーション防止剤が均一に分散していない場合、封止用樹脂組成物を半導体装置に適用しても、期待するマイグレーション防止効果が得られない。
マイグレーション防止剤が液状または溶液の場合は、均一分散が可能であるが、エポキシ樹脂との均一性が増すため、反応が速く進行し、一液型封止用樹脂組成物として使用しにくいという新たな問題があった。
【０００８】
以上のように、マイグレーション防止のために、硬化剤の選択、硬化触媒の使用、マイグレーション防止剤の使用などの提案があるが、近年のＣＯＦ実装において厳しく要求される低粘度化（作業性）と耐マイグレーション性を両立できるエポキシ樹脂組成物が存在しないというのが現状である。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−１２７２２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３３０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が同時に有することがなかった、耐湿性と耐マイグレーション性を両立させた半導体、特にＣＯＦ型半導体封止用エポキシ樹脂組成物、該組成物を封止剤として用いてなる半導体装置、特にＣＯＦ型半導体装置、および、該組成物を用いて半導体装置、特にＣＯＦ型半導体装置に半導体チップを実装する半導体装置、特にＣＯＦ型半導体装置の製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）を含み、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対して金属錯体（Ｃ）が０．２〜３．０質量部、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）が合わせて３．０〜５．５質量部である、低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、である。
【００１２】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、シランカップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比は６５／３５〜３５／６５であることが好ましい。
【００１３】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、金属錯体（Ｃ）がアルミニウムトリスアセチルアセトネートであることが好ましい。
【００１４】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、芳香族アミン（Ｂ）はアルキレンジアニリン構造を有し、芳香環に少なくとも一つの置換基がある芳香族アミンであることが好ましい。
【００１５】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、芳香族アミン（Ｂ）は４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）であることが好ましい。
【００１６】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、カップリング剤（Ｄ）は３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物および／またはＮ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミンであることが好ましい。
【００１７】
本発明の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、シラン化合物（Ｅ）はジフェニルジアルコキシシランであることが好ましい。
【００１８】
本発明の前記いずれかの半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、１００℃における粘度が０．５〜７０．０mPa・sであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記いずれかの低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置、である。
【００２０】
また、本発明は、前記いずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＣＯＦ型半導体を封止する半導体の製造方法、である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は低粘度で、接着性、耐熱性、耐湿性などにも優れる。また、該組成物は無溶剤で低粘度ゆえに、特にＣＯＦ型半導体素子の実装の際の環境への影響がなく、ボイドの発生もなく、作業性に優れる。また、該組成物を用いて実装した半導体装置は、耐湿性および耐マイグレーション性に優れるので、配線間の絶縁劣化や回路短絡がない。また、外観不良の問題もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（エポキシ樹脂組成物）
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の主要成分は、エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）である。該エポキシ樹脂組成物の粘度は、１００℃において０．５〜７０．０mPa・s、好ましくは０．５〜６５．０mPa・s、より好ましくは０．５〜６０．０mPa・sである。７０．０mPa・s以上になると注入時間が長くなり過ぎたり、未注入部分が発生したりして、生産効率の低下と外観、信頼性の劣化が起こる。０．５mPa・s未満になると、注入部分以外への流れ出しや形状保持力の低下が起こり、汚染や外観、信頼性の劣化が起こる。
【００２３】
なお、シラン化合物（Ｅ）はシランカップリング剤を含まない。よって、カップリング剤（Ｄ）としてシランカップリング剤を用いた場合でも、シラン化合物（Ｅ）が不可欠である。すなわち、金属錯体（Ｃ）、シランカップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）の三者が共存して初めて、エポキシ樹脂（Ａ）の芳香族アミン（Ｂ）による硬化を促進し、エポキシ樹脂組成物の粘度を低くし、かつ、芳香族アミン（Ｂ）がエポキシ樹脂硬化物にもたらす好ましい特性の数々を発現させるだけでなく、ついに、耐マイグレーション性を成就したのである。シランカップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比は６５／３５〜３５／６５であり、好ましくは５５／４５〜４５／５５である。
【００２４】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂（Ａ）は半導体封止用組成物の主剤、基剤である。エポキシ樹脂（Ａ）は、組成物として狭ピッチ配線部や狭ギャップ部へ侵入できる粘度に調整可能な範囲であれば液状、固形いずれでも構わないが、低粘度化しやすい液状樹脂であることが好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）は単独でも複数を併用することもできる。
【００２５】
具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのグリシジルエーテルであるビスフェノール型エポキシ樹脂：ジグリシジルアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、パラアミノフェノール型エポキシ樹脂などの液状グリシジルアミン型エポキシ樹脂；（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、１−メチル−４−（２−メチルオキシラニル）−７−オキサビシクロ［４，１，０］ヘプタンなどの脂環型エポキシ樹脂；２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンジグリシジルエーテルなどの水添型エポキシ樹脂、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などのエポキシ基を有するシクロヘキサンオリゴマー、ノボラック型エポキシ樹脂などである。好ましいのは液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、液状グリシジルアミン型エポキシ樹脂、エポキシ基を有するシクロヘキサンオリゴマーであり、特に好ましいのは液状ビスフェノールＡエポキシ樹脂、液状ビスフェノールＦエポキシ樹脂、液状パラアミノフェノール型エポキシ樹脂、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、液状ビスフェノールＡエポキシ樹脂の水素化物、（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、１，２：８，９−ジエポキシネンなどである。
【００２６】
（芳香族アミン）
芳香族アミン（Ｂ）はエポキシ樹脂の硬化剤である。芳香族アミン（Ｂ）は、組成物として狭ピッチ配線部や狭ギャップ部へ侵入できる粘度に調整可能な範囲であれば液状、固形いずれでも構わないが、侵入速度などの観点から組成物を低粘度化しやすい液状芳香族アミンであることが好ましい。芳香族アミン（Ｂ）はアルキレンジアニリン構造を有し、芳香環に少なくとも一つの置換基がある芳香族アミンが好ましい。置換基はメチル基、エチル基などのアルキル基、メトキシ基などのアルコキシ基であることが好ましい。芳香族アミン（Ｂ）はそれを生成する際に副生するオリゴマーなどを含有していても差支えない。芳香族アミン（Ｂ）は単独でも複数を併用することもできる。
【００２７】
具体的には、メタフェニレンジアミン、１，３−トルエンジアミン、１，４−トルエンジアミン、２，４−トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、２，４−ジアミノアニソールなどの芳香環１個のアミン；２，４−ジアミノジフェニルメタン、４，４−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタンなどの芳香環２個のアミン、ポリテトラメチレンオキシドジパラアミノベンゾエートなどの芳香族アミンなどが挙げられる。これら例示の芳香族アミンは固形なので、加熱して液状化して、エポキシ樹脂と混合することが好ましい。特に好ましいのは反応性などの点から４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）である。
【００２８】
芳香族アミン（Ｂ）は、そのアミノ基が、エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基１当量に対し０．８〜１．５当量、好ましくは０．９〜１．２当量の割合になるように配合される。該範囲外であると、エポキシ樹脂組成物の半導体素子に対する接着強度の低下やガラス転移点の低下などの問題が起きることがある。
【００２９】
（金属錯体）
金属錯体は（Ｃ）エポキシ樹脂（Ａ）の硬化を促進する触媒成分である。金属錯体は、硬化促進作用を有するものであれば特に限定されないが、所望の加熱温度における硬化促進作用を発現し、一液型組成物として使用可能であり、耐マイグレーション性を阻害しないものが好ましい。金属としてはアルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅などが挙げられるが、アルミニウムが好ましい。
配位子としては、アセチルアセトナート、ピリジン、トリフェニルホスフィン、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸などが挙げられるが、アセチルアセトナートが好ましい。
【００３０】
具体的には、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリス（オクタデシルアセチルアセトネート）、アルミニウムトリス（ヘキサデシルアセチルアセトネート）、アルミニウムエチルアセチルアセトネートなどのアルミニウムのアセチルアセトネート錯体が挙げられるが、硬化性、一液性などの点からアルミニウムトリスアセチルアセトネートが好ましい。
【００３１】
金属錯体（Ｃ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対し、硬化性や一液安定性などの点から０．２〜３．０質量部、好ましくは０．３〜１．５質量部配合することが好ましい。該範囲より少ないとエポキシ樹脂組成物の硬化性が劣り、該範囲より多いとエポキシ樹脂組成物の安定性が悪くなる。
【００３２】
（カップリング剤）
カップリング剤（Ｄ）は主にエポキシ樹脂（Ａ）の硬化を促進する触媒の１成分として作用する。カップリング剤（Ｄ）はエポキシ樹脂組成物の硬化物の膨れなどの外観不良や一液安定性を損なわないものであれば、特に限定されず、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが用いられる。シランカップリング剤はケチミン構造を有するものが好ましい。勿論、カップリング剤（Ｄ）を併用することができる。
【００３３】
具体的には、γ−グリシドキシトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル）チタネートなどである。特に好ましいのはγ−グリシドキシトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル）チタネートなどであり、これらの併用である。
【００３４】
カップリング剤（Ｄ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対し、硬化性や一液安定性などの点からシラン化合物（Ｅ）と合わせて０．５〜５．５質量部配合する。該範囲より少ないとエポキシ樹脂組成物の硬化性が劣り、該範囲より多いとエポキシ樹脂組成物の硬化性や硬化物に膨れやボイドが生じる。
【００３５】
（シラン化合物）
シラン化合物（Ｅ）は主にエポキシ樹脂（Ａ）の硬化を促進する触媒の１成分として作用する。シラン化合物（Ｅ）はエポキシ樹脂組成物の硬化物の膨れなどの外観不良や一液安定性を損なわないものであれば、特に限定されないが、フェニル基を有するシラン化合物、および、アルコキシ基を含有するシラン化合物が好ましい。なお、該シラン化合物（Ｅ）はシランカップリング剤を含まない。勿論、シラン化合物（Ｅ）を併用してもよい。
【００３６】
具体的には、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルメチルメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリ（パラメトキシフェニル）メトキシシラン、パラメチルベンジルトリメトキシシランなどのアルコキシを有するフェニルシラン化合物が挙げられる。好ましいのはジフェニルジメトキシシランなどである。
【００３７】
シラン化合物（Ｅ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対し、硬化性や一液安定性などの点からシランカップリング剤（Ｄ）と合わせて０．５〜５．５重量部配合する。該範囲より少ないとエポキシ樹脂組成物の硬化性が劣り、該範囲より多いとエポキシ樹脂組成物の硬化性や硬化物に膨れやボイドが生じる。
なお、カップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比は６５／３５〜３５／６５、好ましくは５５／４５〜４５／５５である。該質量比を逸脱するとエポキシ樹脂組成物の硬化性の低下が起こり、半導体装置の外観不良や保存安定性の低下が起きる。
【００３８】
（その他の配合物）
前記必須成分（Ａ）〜（Ｅ）を含有するエポキシ樹脂組成物に、レベリング剤、着色剤、イオントラップ剤、消泡剤、充填剤などを配合することができる。各配合物の種類、配合量は常法通りである。また、オキタセン、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。
【００３９】
（組成物の調製）
本発明のエポキシ樹脂組成物は、成分（Ａ）〜（Ｅ）およびその他の配合物を混合し、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。エポキシ樹脂（Ａ）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。
【００４０】
（半導体装置）
半導体装置は、図１にその１例の断面図を示すように、基材（フレキシブルフィルム）１に複数の配線５（バリア層２、導体層３およびスズめっき層４からなる）が配置された配線基板６と、該配線基板６に搭載された半導体チップ７を封止剤８で結合した構造を基本とする。配線基板６は、基材１に複数の配線５、ソルダーレジスト９をこの順に積層した構造であり、配線５の一端は搭載する半導体チップ７に、他端を外部機器に接続できるようになっている。ソルダーレジスト９は、基材１の上に配線５を覆って保護することにより、ショートや断線を防止する。なお、基板１がフレキシブルフィルムの場合がＣＯＦである。
【００４１】
（半導体チップの実装）
半導体チップの実装は例えば、以下の手順で実施される。
（１）フレキシブル配線基板６を、金ブンプ（突起電極）１０を有する半導体チップ７と接合する。なお、配線５の表面の半導体チップ７との接合に関与しない部分を、ソルダーレジスト９が被覆保護している。
（２）該接合後、半導体チップ７とフレキシブル配線基板６との間に封止剤８（封止用エポキシ樹脂組成物）を充填し、加熱硬化して、半導体装置１１を製造する。
【実施例】
【００４２】
（実施例１〜８、比較例１〜１２）
表１に示す成分を、表１に示す量で量り取り、一挙に混合した混合物を三本ロールミル混練し、均一なエポキシ樹脂組成物を得た。ついで、該組成物を減圧下に置き、組成物中の気泡を除去し、評価用試料にした。該組成物および該組成物の硬化物（半導体装置）の安定性、耐マイグレーションおよび外観を下記の装置、方法を用いて評価した。なお、耐マイグレーション性は、絶縁性をもって代用評価した。
【００４３】
（安定性）
Ｅ型粘度計（東機産業（株）製、型式TVE-22H形）を用いて、液温２５℃、１０ｒｐｍで評価用試料の粘度を測定した。その後、評価用試料を密閉容器中に室温（２５℃）で２４時間放置した。再度評価用の試料の粘度を測定した。該放置前後の粘度から増粘比を求めた。該増粘比が２．０未満の場合を、安定性が良好で合格（○）、２．０以上の場合を安定性が不良で不合格（×）とした。
【００４４】
（硬化性）
評価用試料を、ポリイミドフィルムの上に搭載したシリコンチップ（２×２０×０．７５ｍｍ）の長辺側面に接するように１０ｍｇ塗布して、該評価用試料をシリコンチップの下に注入し封止した試験片を製造した。該試験片をオーブンへ入れ、１５０℃で加熱し、エポキシ樹脂を硬化させた。加熱後の試験片を垂直に立てて、評価用試料の垂れ下がり状態を目視観察した。時間が１０分未満の場合を、硬化性良好と見て合格（○）、１０分以上の場合を、硬化性不良と見て不合格（×）とした。
【００４５】
（絶縁性）
ポリイミドフィルムの上に形成された櫛歯型電極（材質：銅の上にスズめっき、パターンピッチ：３０μｍ、電極幅：１５μｍ）の上に評価用試料を塗布し、１５０℃で９０分間加熱し、硬化させて試験片を製造した。加熱後の試験片を８５℃、湿度８５％の槽（エスペック（株）製、型式SH-641）へ入れ、電極間に６０Ｖの直流電圧を印加して、電極間の抵抗を測定した。抵抗が１×１０８Ω以上で５００時間以上持続した場合を、絶縁性良好と見て合格（○）、抵抗が１×１０８Ω以上で５００時間未満の持続の場合を、絶縁性不良と見て不合格（×）とした。そして、絶縁性が合格の場合を、実使用に支障がない絶縁性保持特性があると判定した。
【００４６】
（外観）
評価用試料の約５ｇを金属ケース（５０ｍｍφ）に量り取り、１５０℃で９０分間加熱し、硬化させて、試験片を作製した。該試験片の硬化状態（皺、ボイド）を目視観察した。
また、ガラス基板を５０μｍのギャップを空けて張り合わせ、該ギャップの中に評価用試料を毛管作用により注入し、その後、１５０℃で９０分間加熱し硬化させ、試験片を作製した。該試験片の硬化状態を目視観察し、ボイドの有無を確認した。いずれにおいても皺、ボイドがない場合を、外観良好と見て合格（○）とし、いずれか一方に皺、ボイドがある場合を、外観不良と見て不合格（×）とした。
【００４７】
【表１】
【表２】
【００４８】
【表３】
【表４】
【００４９】
【表５】
【表６】
【００５０】
実施例１と比較例１との対比からシラン（Ｅ）の有無が硬化物の外観に違いをもたらすことが明らかである。
実施例１と比較例２との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の安定性と硬化性に違いをもたらすことが明らかである。
実施例１と比較例３〜４との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の硬化性に違いをもたらすことが明らかである。
実施例１と比較例５との対比からカップリング剤（Ｄ）の有無が硬化物の外観に違いをもたらすことが明らかである。
【００５１】
実施例４と比較例８との対比からカップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）の合計量が少ないと組成物の硬化性と絶縁性に劣ることが明らかである。
実施例５と比較例６との対比から金属錯体（Ｃ）の量が少ないと組成物の硬化性と絶縁性に劣ることが明らかである。
実施例６と比較例７との対比から金属錯体（Ｃ）の量が多いと組成物の安定性に劣ることが明らかである。
【００５２】
実施例７と比較例９との対比からカップリング剤（Ｄ）およびシラン（Ｅ）の合計量が多いと硬化物の外観に劣ることが明らかである。
実施例８と比較例１０との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の硬化性に差をもたらすことが明らかである。
実施例８と比較例１１との対比からシラン（Ｅ）の有無が組成物の硬化性と絶縁性に差をもたらすことが明らかである。
実施例８と比較例１２との対比から芳香族アミン（Ｂ）および金属錯体（Ｃ）の有無が組成物の安定性と絶縁性に差をもたらすことが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のエポキシ樹脂組成物は半導体装置の封止剤として好適である。特にＣＯＦ実装に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の半導体装置の１例の断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 基材（フレキシブルフィルム）
５ 配線
６ 配線基板
７ 半導体チップ（素子）
８ エポキシ樹脂組成物（封止剤）
９ ソルダーレジスト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）を含み、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対して金属錯体（Ｃ）が０．２〜３．０質量部、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）が合わせて３．０〜５．５質量部である低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
シランカップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比が６５／３５〜３５／６５である請求項１に記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
金属錯体（Ｃ）がアルミニウムトリアセチルアセトネートである請求項１または２に記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
芳香族アミン（Ｂ）がアルキレンジアニリン構造を有し、芳香環に少なくとも一つの置換基がある芳香族アミンである請求項１〜３のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
芳香族アミン（Ｂ）が４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）である請求項４に記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
カップリング剤（Ｄ）が３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物および／またはＮ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミンである請求項１〜５のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
シラン化合物（Ｅ）がジフェニルジアルコキシシランである請求項１〜６のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の１００℃における粘度が０．５〜７０．０mPa・sである低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＣＯＦ型半導体を封止する半導体の製造方法。
【請求項１】
エポキシ樹脂（Ａ）、芳香族アミン（Ｂ）、金属錯体（Ｃ）、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）を含み、エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族アミン（Ｂ）の合計量１００質量部に対して金属錯体（Ｃ）が０．２〜３．０質量部、カップリング剤（Ｄ）およびシラン化合物（Ｅ）が合わせて３．０〜５．５質量部である低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
シランカップリング剤（Ｄ）とシラン化合物（Ｅ）の質量比が６５／３５〜３５／６５である請求項１に記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
金属錯体（Ｃ）がアルミニウムトリアセチルアセトネートである請求項１または２に記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
芳香族アミン（Ｂ）がアルキレンジアニリン構造を有し、芳香環に少なくとも一つの置換基がある芳香族アミンである請求項１〜３のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
芳香族アミン（Ｂ）が４，４’−メチレンビス（２−エチルアニリン）である請求項４に記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
カップリング剤（Ｄ）が３（または２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合物および／またはＮ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミンである請求項１〜５のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
シラン化合物（Ｅ）がジフェニルジアルコキシシランである請求項１〜６のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の１００℃における粘度が０．５〜７０．０mPa・sである低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の低粘度の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＣＯＦ型半導体を封止する半導体の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−２５５１７８（Ｐ２００８−２５５１７８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９７２２０（Ｐ２００７−９７２２０）
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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