JP3959364B2

JP3959364B2 - 半導体の実装方法および該方法に用いる樹脂封止材料

Info

Publication number: JP3959364B2
Application number: JP2003098183A
Authority: JP
Inventors: 錠志後藤; 辰弥奥野
Original assignee: Sunstar Giken KK
Current assignee: Sunstar Giken KK
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: JP2004304125A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の実装方法および該方法に用いる樹脂封止材料、更に詳しくは、いわゆる圧接型の実装方法において加熱処理による、有機樹脂系配線基板からの揮散ガスによる該基板と樹脂封止材料の接着界面乃至樹脂封止材料におけるボイド発生を防止もしくは抑制することを目的とした実装方法、並びに該方法によって得られる半導体実装装置および該方法に用いるガス捕捉剤を含有する樹脂封止材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体実装の技術革新は目覚ましく、小型コンパクト化、高密度化、高機能化、大容量化、高信頼化、軽量化、低コスト化が図られている。
従来より行なわれてきた半導体の実装方法は、配線基板上に半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で配し、両部材の電極を鉛合金半田、銀合金半田、金合金バンプまたは導電性接着剤などを用いて電気接続した後、両部材の接合間隙部にアンダーフィル材を注入し、加熱処理で熱硬化させることによって実施されている。ここで、アンダーフィル材は、両部材の電極面の保護や接合強度の向上を図り、両部材の熱膨張率の差異に基づく熱サイクル時の伸縮変化による電極の接合不良の発生を抑制し、熱疲労寿命など信頼性の向上に寄与する。
【０００３】
しかし、この実装方法では、両部材の接合間隙が狭いため、アンダーフィル材の注入に時間を要し、しかも注入が全体に行渡らずに気泡を巻込むなどの問題があった。
この問題は、近時の小型コンパクト化の傾向により、導体回路の繊細化の方向、かつ上記接合間隙が極小化しつつあり、これに伴なってますます深刻化の状況にあった。さらに、上記電極の電気接続とアンダーフィル材の加熱硬化に、それぞれ加熱工程が必要であった。
【０００４】
そこで、かかる注入型に代わる方法として、配線基板の導体回路を形成した表面に、加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なう、いわゆる圧接型の実装方法の検討がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この圧接型の実装方法において、有機樹脂系の配線基板を用いた場合、上記加熱処理によって、かかる有機樹脂系配線基板から多量のガス（主に水蒸気を含む）が揮散し、これによって樹脂封止材料が発泡し、該配線基板と樹脂封止材料との接着界面乃至樹脂封止材料にフクレ、気泡、発泡等（これらを合せて、ボイドと称す）が発生することが少なくなく、このため、電気回路の欠損あるいは導体回路の欠損などが起こり、熱疲労寿命など信頼性に問題があった。
なお、従来の注入型では、電気接続時の加熱処理で、配線基板が加熱乾燥され、この時に前記配線基板からガスが揮散するので、上述のようなガス揮散は回避されるものと思われる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記圧接型の実装方法において有機樹脂系配線基板を用いた場合のボイド発生を防止もしくは抑制すべきため鋭意検討を進めたところ、熱硬化型樹脂封止材料にガス捕捉剤（たとえば水蒸気捕捉剤）を加えておけば、所期目的が達成しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した表面に、ガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記有機樹脂系配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なうことを特徴とする半導体の実装方法；
該実装方法によって得られる、有機樹脂系配線基板、半導体素子または電子部品、および両部材の間隙に介在されるガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料から成ることを特徴とする半導体実装装置；
該実装方法に用いる、エポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤から成る加熱硬化型樹脂封止材料；および
有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した表面に、加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記有機樹脂系配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なう半導体の実装方法において、上記樹脂封止材料にガス捕捉剤を加えておくことにより、加熱処理によって有機樹脂系配線基板から揮散するガスを捕捉することにより、該基板と樹脂封止材料の接着界面乃至樹脂封止材料におけるボイド発生を防止することを特徴とする半導体実装方法およびボイド発生の防止方法を提供するものである。
【０００８】
本発明における有機樹脂系配線基板は一般に、水分（湿分）や低分子の揮発成分が存在および／または吸着しており、前述の通り、電気接続や加熱硬化時の加熱処理で、特に１２０℃以上になったとき多量のガス（主に水蒸気を含む）を揮散する。
かかる配線基板としては、たとえばガラス繊維織布または不織布にエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合体、フェノール樹脂等を含浸せしめ、適当厚みに積層し、表面に導体回路を形成したものが使用されてよい。特に一般汎用的な用途には、ガラスエポキシ基板が多用される。
【０００９】
本発明で用いる、ガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料（以下、当該封止材料と称す）は、エポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤で構成される。
上記エポキシ樹脂としては、通常のたとえばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジェン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等、さらに各種変性エポキシ樹脂、たとえば植物油変性エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、ダイマー酸変性エポキシ樹脂等が挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物を適量範囲で使用する。
【００１０】
上記硬化剤としては、たとえばメチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、トリアルキル系無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ドデシルコハク酸、無水メチルナジック酸、無水マレイン酸、無水ピロメリット酸、無水クロレンディック酸などの酸無水物；
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジェン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂などのフェノール樹脂類；
【００１１】
アミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルスルフィド、フェニレンジアミン、トルイレンジアミン、メタキシレンジアミン、メタアミノベンジルアミン、ベンジジン、ルコロフェニレンジアミン、ビスジアミノフェニルスルホン、ジアミノピリジン、イソフタル酸ジヒドラジドなどの芳香族ポリアミン；
ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジエチレンテトラミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、アミノエチルピペラジン、ビスアミノプロピルピペラジン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビスヘキサメチレントリアミン、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ジシアンジアミドなどの脂肪族ポリアミン；
【００１２】
アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、ブタンテトラカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、ドデセニルコハク酸、クロレンデック酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、アゼライン酸、イカホロン酸、９，１０−エポキシステアリン酸、カンホロン酸、グルタル酸、シクロプロパンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シトラコン酸、ジメチルコハク酸、フェニルコハク酸、ジメトキシフタル酸、シュウ酸、スベリン酸、テトラメチルコハク酸、ナフタレンジカルボン酸、１，２，３−プロパントリカルボン酸、マロン酸、メサコン酸、メソシュウ酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロキシフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸、メチルナジック酸、３，３’，４，４’−テトラカルボキシベンゾフェノン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジメチルシラン、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、ビス（エキソ−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，３−ジカルボン酸）スルホン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（２−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル）ベンゼンビス（トリメリット酸）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、２，３，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−テトラカルボキシナフタレン、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸、ベンゼン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、２，６−ジクロルナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、ピロリジン−２，３，４，５−テトラカルボン酸などのポリカルボン酸化合物等
が挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物を適量範囲で使用する。
【００１３】
さらに、必要に応じて硬化促進触媒として、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジンイソシアヌール酸付加物、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−アリール−４，５−ジフェニルイミダゾール、２，４，５−トリフェニルイミダゾール等を適量配合してもよい。
【００１４】
上記ガス捕捉剤は、有機樹脂系配線基板から揮散するガス成分を捕捉しうるものであって、特に該ガス成分に主として含まれる水蒸気の捕捉剤、具体的には、水分子と反応する化合物、たとえばケチミン化合物、アルコキシシリル基含有ケチミン化合物、アルコキシシラン化合物、金属酸化物、無水硫酸金属塩および金属アルコキシド化合物が挙げられ、これらの群から選ばれる１種または２種以上の混合物を使用する。使用量は通常、当該封止材料全量中０．０５〜１０％（重量％、以下同様）、好ましくは０．１〜５％の範囲で選定すればよい。０．０５％未満では、ガスを十分には捕捉することができず、この結果ボイド発生の開始温度が高くならず、また１０％を越えると、加熱処理中の硬化挙動に影響したり、物性上脆弱になる傾向にある。
【００１５】
上記ケチミン化合物は一般に、ＮＨ_２もしくはＮＨ基含有アミノ化合物に対しほぼ当量乃至過剰量のカルボニル化合物またはアルデヒド化合物を適当な有機溶媒（トルエン、キシレンなど）中、吸水剤の存在下または加熱還流下で脱水縮合反応させることによって製造され、水分の存在下で水を捕捉して加水分解し、該加水分解によって生成するアミノ化合物のＮＨ_２もしくはＮＨ基は、該封止材料中のエポキシ樹脂と反応を起こし、硬化機能を付加したり、硬化反応を促進する。
【００１６】
上記アミノ化合物としては、たとえばメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノール、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノヘキサン、ジアミノオクタン、ジアミノシクロヘキサン、ダイマー酸アミド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノプロピル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルジアミノプロパン、ジシアンジアミド、１，２，３−トリアミノプロパン、１，２，３−トリアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノ−２−アミノメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−アミノメチルブタン、１，３−ジアミノ−２−アミノメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−アミノメチルブタン、１，３−ジアミノ−２−メチル−２−アミノメチルプロパン、トリス（２−アミノエチル）エタン、トリス（６−アミノヘキシル）イソシアヌレート、１，３−ジアミノ−２−メチルアミノプロパン、２−アミノ−１，３−ビス（イソプロピルアミノ）−２−メチルプロパン、２−アミノ−１−イソプロピルアミノ−２−イソプロピルアミノメチルブタン、テトラキス（アミノメチル）メタン、テトラキス（メチルアミノメチル）メタン、テトラキス（２−アミノエチルアミノメチル）メタン、１，１，１−トリス（２−アミノエチルアミノメチル）エタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサエチレンオクタミン、ノナエチレンデカミン、１，３−ビス（２−アミノエチル）プロパン、トリエチレン−ビス（トリメチレン）ヘキサミン、ビス（３−アミノプロピル）アミン、１，３−ビス（３−アミノプロピルアミノ）プロパン、スペルミジン、ホモスペルルミジン、Ｎ−（４−アミノブチル）カダベリン、ビス（５−アミノペンチル）アミン、スペルミン、１，６−ビス（２−アミノエチルアミノ）ヘキサン、１，１０−ビス（２−アミノエチルアミノ）デカン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、チオモルホリン、リジン、オルニチン、アルギニン、アニリン、ジフェニルアミン、ベンジルアミン、ピロール、イミダゾール、トリアゾール、（メタ）アクリル酸モノヒドラジド、２−アミノエチル（メタ）アクリレート、アリルアミン、Ｎ−メチルアリルアミン、ジアリルアミン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド等、さらに、前記硬化剤として例示した芳香族ポリアミンや脂肪族ポリアミンが挙げられる。
【００１７】
なお、上記脱水縮合反応でアミノ化合物として、アミノアルコキシシラン化合物、たとえばアミノメチルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）アミノメチルトリメトキシシラン、アミノメチルジエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）アミノメチルトリブトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノ−β−メチルプロピルトリメトキシシラン等を用いれば、アルコキシシリル基含有ケチミン化合物が得られる。
ここで、アミノアルコキシシラン化合物の他の例として、上記アミノアルコキシシラン化合物と後述のエポキシアルコキシシラン化合物やメルカプトアルコキシシラン化合物の反応生成物（但し、アルコキシ基とＮＨ_２もしくはＮＨ基を含有する場合）も好適に使用することもできる。
このようにして得られるアルコキシシリル基含有ケチミン化合物は、加水分解性のアルコキシ基とケチミン基を有することから、水分捕捉の点でより有利である。
【００１８】
上記カルボニル化合物としては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジブチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、トリメチルシクロヘキサノン、アセトニルアセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸メチルエチル、ジベンゾインメタン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ベンゾフェノン等が挙げられ；
また上記アルデヒド化合物としては、たとえばアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、イソブチルアルデヒド、オクチルアルデヒド、エチルヘキシルアルデヒド、グリオキサール、ベンズアルデヒド、トルアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、プロピルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、トリメチルベンズアルデヒド、アニスアルデヒド、エトキシベンズアルデヒド等が挙げられる。
かかるカルボニル化合物あるいはアルデヒド化合物にあって、ケチミン化合物の加水分解後に加熱条件下で揮発しないことが望ましく、この点で、沸点１５０℃以上、好ましくは２００℃以上のものが望ましい。
【００１９】
上記アルコキシシラン化合物としては、たとえばγ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルメチルジメトキシシランなどのエポキシアルコキシシラン化合物；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、β−メルカプトエチルトリメトキシシランなどのメルカプトアルコキシシラン化合物；ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシランなどのビニルアルコキシシラン化合物等が挙げられる。
かかるアルコキシシラン化合物は、加水分解性のアルコキシ基を有することから、水蒸気捕捉剤として機能することができる。なお、該化合物に含まれるアルコキシシリル基は、基板に対する接着性の向上効果もある。
【００２０】
上記金属酸化物としては、たとえば酸化カルシウム、酸化リン、酸化ホウ素、シリカ、さらに合成シリカ、活性アルミナ、ゼオライト等が挙げられ、また上記無水硫酸金属塩としては、たとえば無水硫酸マグネシウム、無水硫酸カルシウム等が挙げられる。
【００２１】
上記金属アルコキシド化合物としては、たとえばアルミニウムイソプロピレート、アルミニウム−sec−ブチレート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−ｎ−ブチルチタネート、ジルコニウム−ｎ−ブチレート、ジルコニウム−エチルシリケートなどが挙げられる。さらにオルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、ジメトキシプロパン等も用いることができる。
【００２２】
かかるエポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤以外に、必要に応じて通常の添加剤、たとえば反応性希釈剤（ブチルグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ’−ジグリシジル−ｏ−トルイジン、フェニルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルなど）、非反応性希釈剤（ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルアジペート、石油系溶剤など）等を適量配合されてよい。
また必要に応じて、通常の無機質充填剤（溶融シリカ、結晶シリカ、球状シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミニウム、窒化珪素、マグネシア、マグネシウムシリケート、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなど）、消泡剤、レベリング剤、染料、顔料、防錆剤等を適量加えてもよい。
さらにまた、有機有機樹脂系配線基板に対する接着性、流動性を向上させるためにオルガノシリコーン化合物、たとえば上述のアミノアルコキシシラン化合物、エポキシアルコキシシラン化合物、メルカプトアルコキシシラン化合物、ビニルアルコキシシラン化合物や、その他末端シラノール基含有オルガノポリシリコーン、ポリエーテル変成シリコーン等を用いることもできるが、樹脂封止材料の放置安定性などを損なわない範囲で用いる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る半導体の実装方法は、上述の有機樹脂系配線基板（以下、単に基板と称す）および当該封止材料を用い、以下の手順に従って実施することができる。
先ず、半導体素子または電子部品の電極に、たとえば鉛合金半田や銀合金半田による電気接続部分を形成する。
一方、基板の導体回路を形成した表面に、当該封止材料を塗布する。塗布は、液体精密定量吐出装置を用いて微量塗布とする。この場合、半導体素子または電子部品の電極面にも微量塗布してもよい。
この状態で、塗布した基板の電極に対して、半導体素子または電子部品をその電極が所定位置となるようフェースダウン方式で圧接し、位置合せをする。
【００２４】
次いで両部材の電極の電気接続には、たとえば鉛合金半田の場合、数十秒から数分間を要して１８０〜２５０℃の半田温度に加熱昇温させる条件下において、はんだ付けによる電気接続を行い、同時に当該封止材料を加熱硬化させる。急速加熱によるため１００℃以上になったとき、特に約１２０℃前後で急激に基板からガス（水蒸気）が揮散するが、このガスは当該封止材料中のガス捕捉剤によって取込まれ、基板と当該封止材料の接着界面乃至当該封止材料のボイド発生が防止もしくは抑制される。
このようにして、基板、半導体素子または電子部品および両部材の間隙に介在される当該封止材料から成る、電気回路の欠損や回路基板の欠損のない信頼性の高い半導体実装装置が得られる。
【００２５】
なお、かかる半導体実装装置は、たとえばＢＧＡ（ball grid array）、ＣＳＰ（chip size package）、ＦＣ（flip chip）、ＬＧＡ（land grip array）、ＳＯＮ（small outline nonleaded package）、ＱＦＮ（quad flat nonleaded package）、ＢＣＣ（bump chip carrier package）等に適用される。
【００２６】
【実施例】
次に実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
実施例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ(株)製「エピコート８２８」）１００部（重量部、以下同様）に、硬化剤として無水メチルハイミック酸３０部とコハク酸３０部、およびガス捕捉剤としてアルコキシシリル基含有ケチミン化合物０．５部を加え、混合して加熱硬化型樹脂封止材料を得る。
【００２７】
実施例２（参考例）
実施例１において、ガス捕捉剤として酸化ホウ素３部を用いる以外は、同様にして加熱硬化型樹脂封止材料を得る。
比較例１
実施例１において、ガス捕捉剤を省略する以外は、同様にして加熱硬化型樹脂封止材料を得る。
【００２８】
ボイド発生の評価方法
１２ｍｍ四角形体の半導体素子の面に対向する、有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した部分に、実施例１，２または比較例１の樹脂封止材料０．１ｇを塗布し、これに半導体素子を圧接した状態で、約２４０秒間を要して最高温度２５０℃となるように加熱せしめ、両部材の電極の電気接続と同時に樹脂封止材料の加熱硬化を行い、圧接界面または樹脂封止材料のボイド発生の有無、及び電気接続の状態を電気抵抗で観察する。
【００２９】
評価結果
実施例１：約１２０℃ではボイド発生が目視で観察されなかった。しかし、１４５℃の加熱温度でボイドの発生が観察された。そして、最高温度２５０℃に加熱硬化せしめた後、電気接続試験では一部ショートしていた。
実施例２：約１２０℃で樹脂封止材料の表面にはボイドが発生しなかったが、１７０℃でボイドが観察され、しかし電気接続試験ではショート現象は見られなかった。硬化した樹脂封止材料にボイド発生はあるが、小さいボイドであり、導体回路に対する影響はなかった。
これに対し、比較例１では、１２０℃で著しくボイドが発生し、また導体回路をショートさせ、大きいボイドが発生した。
【００３０】
【発明の効果】
以上の結果から、ガス捕捉剤を省略した比較例１に比し、実施例１，２では樹脂封止材料のボイドの発生温度の上昇が観察され、基板からの揮散ガスの取込みによって、ボイド発生の防止もしくは抑制が認められる。
本発明の主たる態様および好ましい態様は、以下を包含する。
〔１〕有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した表面に、ガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記有機樹脂系配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なうことを特徴とする半導体の実装方法。
〔２〕両電極の電気接続を、鉛合金半田または銀合金半田のはんだ付けで行なう上記〔１〕に記載の実装方法。
〔３〕ガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料が、エポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤から成る上記〔１〕または〔２〕に記載の実装方法。
〔４〕加熱硬化型樹脂封止材料が、ガス捕捉剤０．０５〜１０重量％を含有する上記〔１〕乃至〔３〕のいずれか１つに記載の実装方法。
〔５〕ガス捕捉剤が水蒸気捕捉剤である上記〔１〕乃至〔４〕のいずれか１つに記載の実装方法。
〔６〕水蒸気捕捉剤が水分子と反応する化合物である上記〔５〕に記載の実装方法。
〔７〕水分子と反応する化合物が、ケチミン化合物、アルコキシシリル基含有ケチミン化合物、アルコキシシラン化合物、金属酸化物、無水硫酸金属塩および金属アルコキシド化合物の群から選ばれる上記〔６〕に記載の実装方法。
〔８〕金属酸化物が酸化カルシウム、酸化リン、酸化ホウ素または酸化シリカである上記〔７〕に記載の実装方法。
〔９〕上記〔１〕乃至〔８〕のいずれか１つに記載の実装方法によって得られる、有機樹脂系配線基板、半導体素子または電子部品、および両部材の間隙に介在されるガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料から成ることを特徴とする半導体実装装置。
〔１０〕上記〔１〕乃至〔８〕のいずれか１つに記載の実装方法に用いる、エポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤から成る加熱硬化型樹脂封止材料。
〔１１〕ガス捕捉剤０．０５〜１０重量％を含有する上記〔１０〕に記載の加熱硬化型樹脂封止材料。
〔１２〕有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した表面に、加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記有機樹脂系配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なう半導体の実装方法において、上記樹脂封止材料にガス捕捉剤を加えておくことにより、加熱処理によって有機樹脂系配線基板から揮散するガスを捕捉することにより、該基板と樹脂封止材料の接着界面乃至樹脂封止材料におけるボイド発生を防止することを特徴とする半導体実装方法におけるボイド発生の防止方法。
〔１３〕ガス捕捉剤が水蒸気捕捉剤である上記〔１２〕に記載の防止方法。
〔１４〕水蒸気捕捉剤が水分子と反応する化合物である上記〔１３〕に記載の防止方法。
〔１５〕水分子と反応する化合物が、ケチミン化合物、アルコキシシリル基含有ケチミン化合物、アルコキシシラン化合物、金属酸化物、無水硫酸金属塩および金属アルコキシド化合物の群から選ばれる上記〔１４〕に記載の防止方法。
〔１６〕金属酸化物が酸化カルシウム、酸化リン、酸化ホウ素または酸化シリカである上記〔１５〕に記載の防止方法。

Claims

有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した表面に、ガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記有機樹脂系配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なうことを特徴とする半導体の実装方法であって、該ガス捕捉剤は、水分子と反応する、ケチミン化合物、アルコキシシリル基含有ケチミン化合物、アルコキシシラン化合物、無水硫酸金属塩および金属アルコキシド化合物の群から選ばれる水蒸気捕捉剤である、方法。
両電極の電気接続を、鉛合金半田または銀合金半田のはんだ付けで行なう請求項１に記載の実装方法。
ガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料が、エポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤から成る請求項１または２に記載の実装方法。
加熱硬化型樹脂封止材料が、ガス捕捉剤０．０５〜１０重量％を含有する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の実装方法。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の実装方法によって得られる、有機樹脂系配線基板、半導体素子または電子部品、および両部材の間隙に介在されるガス捕捉剤を含有する加熱硬化型樹脂封止材料から成ることを特徴とする半導体実装装置。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の実装方法に用いる、エポキシ樹脂、硬化剤およびガス捕捉剤から成る加熱硬化型樹脂封止材料。
ガス捕捉剤０．０５〜１０重量％を含有する請求項６に記載の加熱硬化型樹脂封止材料。
有機樹脂系配線基板の導体回路を形成した表面に、加熱硬化型樹脂封止材料を塗布した後、半導体素子または電子部品をフェースダウン方式で圧接し、かつ加熱処理に付して、上記有機樹脂系配線基板の電極と半導体素子または電子部品の電極の電気接続と、上記樹脂封止材料の加熱硬化を同時に行なう半導体の実装方法において、上記樹脂封止材料にガス捕捉剤を加えておくことにより、加熱処理によって有機樹脂系配線基板から揮散するガスを捕捉することにより、該基板と樹脂封止材料の接着界面乃至樹脂封止材料におけるボイド発生を防止することを特徴とする半導体実装方法におけるボイド発生の防止方法であって、該ガス捕捉剤は、水分子と反応する、ケチミン化合物、アルコキシシリル基含有ケチミン化合物、アルコキシシラン化合物、無水硫酸金属塩および金属アルコキシド化合物の群から選ばれる水蒸気捕捉剤である、方法。