CN1768112A - 密封用环氧树脂成形材料及半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体密封用树脂组合物，其为以(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂为必须成分的半导体封装体密封用环氧树脂成形材料，其特征为，所述无机填充剂(C)的平粒径为12μm或以下且比表面积为3.0m2/g或以上。
Description
本申请是依据同申请人先前所提出的日本专利申请，即特愿2003-103346号(申请日2003年4月7日)、特愿2003-103357号(申请日2003年4月7日)、特愿2003-103435号(申请日2003年4月7日)、特愿2003-103438号(申请日2003年4月7日)及特愿2003-103443号(申请日2003年4月7日)的优先权主张，在这里引用其说明书以作为参考。
技术领域
本发明涉及密封用环氧树脂成形材料及半导体装置。
更详细地说，本发明涉及具有适用于倒装芯片安装用底部填料的优良填充性的密封用环氧树脂成形材料。另外，本发明涉及使用该密封用环氧树脂成形材料密封的，空隙等成形不良情况少，并且耐再流性、耐湿性等可靠性良好的倒装芯片安装型半导体装置。
背景技术
出于生产性和成本等方面的考虑，以往在晶体管、IC等电子部件装置的元件密封领域中是以树脂密封为主流，广泛使用环氧树脂成形材料。这是因为，环氧树脂的电气特性、耐湿性、耐热性、机械特性、与插入物的粘接性等诸多特性的平衡良好。
近年来随着电子部件在印刷电路板的高密度安装化的发展，半导体装置从先前的插针型封装体已经转变成以表面安装型封装体为主流。另外，表面安装型IC、LSI等为了提高安装密度及降低安装高度而成为薄型、小型封装体，因此元件对于封装体的占有面积增加，封装体厚度变得非常薄。另外，随着元件的多功能化和大容量化，促进了芯片面积的增大和多针化，且因焊垫(电极)数增加，促使焊垫间距的缩小化和焊垫尺寸的缩小化，即所谓的焊垫间距狭窄化。另外，为了对应于进一步的小型轻量化，封装方式也从QFP(小型方块平面封装)、SOP(小尺寸封装)等正在向能够更容易地对应于多针化并实现更高密度安装的CSP(芯片尺寸封装)及BGA(球栅阵列封装)。近年来这些封装技术为了实现高速化、多功能化，已开发出倒装型、层积(堆积)型、倒装芯片型、圆片级型等新型结构。
倒装芯片安装是取代以往的引线连接法的连接技术，在半导体芯片的焊垫上附着焊接凸块，利用该凸块与电路板上的焊盘连接。另外，附着有凸块的芯片在电路板上对准位置后，利用再流使焊料熔融，经过自动微调步骤而形成电气性、机械性连接。为了提高如此安装的器件的各种可靠性，将底部填料注入经焊接凸块连接的芯片/电路板的缝隙中。并且为了完全填充已配置焊接凸块的狭窄缝隙而不产生空隙等，底部填料需要有高的填充性。
为了解决该课题，以往是采用使用以双酚型环氧树脂为主成分的溶剂或无溶剂体系的液体型密封用环氧树脂成形材料，利用毛细管现象浸透于芯片/电路板的缝隙中，再固化的方式。
但液体型密封用环氧树脂成形材料的成本较高，因此出于降低成本方面的考虑，开发出了使用固体型密封用环氧树脂成形材料的真空方式的新型成形技术，用于倒装芯片的底部填充。但以往的固体型成形材料的填充性较低，因此难以密封成不发生空隙等不良情况。例如，在制造具备微细间距的焊接凸块等的下一代倒装芯片型半导体装置的过程中，如果使用以往的固体型密封用环氧树脂密封，就会产生直径约0.1mm左右大小的空隙，而无法充分填入到底部填充部。另外，从倒装芯片安装型半导体装置的精细化，即凸块高度和凸块间距减少、伴随输入输出数增大而凸块数和倒装芯片面积增大这种趋势来说，今后将要求更高的填充性。
因此需求适用于倒装芯片安装用底部填料的具有优良填充性的密封用环氧树脂成形材料。另外，需求无成形不良情况、且具有良好耐再流性和耐湿性等可靠性的、具备微细间距焊接凸块等的倒装芯片型半导体装置。
但是，代替以往用作插入物的引线框，目前确立的前端领域半导体装置为，将数个元件搭载于有机衬底或陶瓷衬底等上，使用环氧树脂成形材料一次成形后进行切割的MAP(模块阵列封装)成形方式。该方法因可降低材料成本及提高生产性而逐渐成为成形方式的主流。此时出于元件的高速化及多功能化的观点，取代用于连接元件与配线的Au线，开发出了在元件上安装焊球，利用焊球与电路板上的焊盘连接，这种叫做倒装芯片安装的方法。附着了焊球的芯片在电路板上对准位置后，利用再流使焊球熔融，经自动微调步骤形成电气性、机械性连接。
但倒装芯片安装由于元件表面及焊球部分接触空气，可靠性明显下降。因此，探讨了如何与所述的MAP成形方式组合，提高可靠性，实现半导体的小型化和高速化，并提高生产性。
就组合倒装芯片安装和MAP成形方式而言，会有成形后衬底翘曲和单片切割后封装体翘曲等问题。另外，衬底翘曲会明显妨碍成形后切割成单片半导体芯片的工序和安装焊接凸块的工序，另外封装体翘曲则由于缺乏平坦性，在安装于电路板时会产生连接不良。
为了解决该问题探讨了迄今用于密封元件表面和焊球部的技术，即填充称为底部填料的液状树脂的方法。但液状树脂的成本高于环氧树脂成形材料，且树脂固化后易使衬底翘曲。因此无法对应于以提高生产性为目的的大型衬底的密封，因此开始探讨了低成本且尺寸安定性优异的环氧树脂成形材料的适用性。
已开发出用于倒装芯片底部填充的、使用固体型密封用环氧树脂成形材料的真空方式的新型成形技术。但以往固体型成形材料为了提高填充性而采用填充剂量少于SMD用环氧树脂成形材料的方法，因此当环氧树脂成形材料固化后就会因收缩而容易使衬底及封装体翘曲。
因此需求一种作为倒装芯片安装用底部填料时可维持适当填充性，并且能减少密封后衬底与封装体翘曲的密封用环氧树脂成形材料，以及用其密封后无空隙等成形不良情况，并且耐再流性、耐湿性等可靠性良好的倒装芯片安装型半导体装置。
本发明第1方面是提供，适用于密封具有微细间距凸块且输入输出数(凸块数)较多的倒装芯片安装型半导体装置的密封用环氧树脂成形材料。另外，还提供用本发明密封用环氧树脂成形材料密封的、具有微细间距凸块且输入输出数(凸块数)较多的倒装芯片安装型半导体装置。
本发明第2方面是提供，能减少密封倒装芯片安装型半导体装置后，因衬底翘曲而造成生产上的不良情况和因封装体翘曲而不好安装到电路板等问题的密封用环氧树脂成形材料。另外，还提供用本发明密封用环氧树脂成形材料密封的、可减少因衬底翘曲而造成的生产上的不良情况和因封装体翘曲而不好安装到电路板等问题的倒装芯片安装型半导体装置。
发明内容
本发明涉及下列事项。
1.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，所述的无机填充剂(C)的平均粒径为12μm或以下其比表面积为3.0m2/g或以上。
2.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，所述的无机填充剂(C)为，最大粒径在63μm或以下，且含有5wt％或以上的粒径在20μm或以上的无机填充剂。
3.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，所述的无机填剂(C)的平均粒径为15μm或以下且比表面积为3.0～6.0m2/g，用于具备(a1)～(d1)构成中的一种或以上的半导体装置，
(a1)倒装芯片的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下。
4.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，所述的无机填充剂(C)的比表面积为3.0～6.0m2/g，进一步含有(D)偶合剂。
5.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，所述的密封用环氧树脂成形材料满足基于TMA法的玻璃化温度为150℃或以上、基于JIS-K6911的弯曲弹性率为19GPa或以下、基于JIS-K6911的成形收缩率为0.2％或以下这些条件中的至少一个条件。
附图说明
图1是使用密封用环氧树脂成形材料(密封材料)密封的倒装芯片型BGA(底部填充型)的剖面图。
图2是使用密封用环氧树脂成形材料(密封材料)密封的倒装芯片型BGA(压模成形型)的剖面图。
图3是在电路板1上隔着焊接凸块2配置半导体芯片3时的俯视图(部分透视图)。
图4是半导体装置(倒装芯片BGA)的压模成形一体密封(MAP成形)后的(x)剖面图及(y)俯视图。
图中，1是电路板；2是焊接凸块；3是半导体芯片；4是密封材料；5是底部填充部；a是凸块高度；b是凸块间距；c是半导体芯片的面积；d是密封材料的总厚度；11是电路板；12是焊接凸块；13是半导体芯片；14是密封材料。
具体实施方式
本发明人等为了解决上述课题而专心探讨的结果，发现可以通过以特定无机填充剂为必须成分的特定的半导体装置用密封用环氧树脂成形材料、以及使用该密封用环氧树脂成形材料密封的半导体装置，来达到上述目的，以至完成了本发明。
(环氧树脂)
本发明中使用的(A)环氧树脂可为一般密封用环氧树脂成形材料所使用的物质，并无特别限定，例如可以举出苯酚酚醛清漆型环氧树脂；邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂；以具有三苯甲烷骨架的环氧树脂为首的在酸性催化剂下缩合或缩聚苯酚、甲酚、二甲苯酚、间苯二酚、儿茶酚、双酚A、双酚F等苯酚类和/或α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚类与甲醛、乙醛、丙醛，苯甲醛、水杨醛等具有醛基的化合物而得到的酚醛清漆型树脂的环氧化物；双酚A、双酚F、双酚S、烷基取代或非取代的双酚的二缩水甘油醚；芪型环氧树脂；氢醌型环氧树脂；苯二甲酸、二聚酸等多元酸与表氯醇反应而得到的缩水甘油酯型环氧树脂；二氨基二苯基甲烷、三聚异氰酸等多胺与表氯醇反应而得到的缩水甘缩胺型环氧树脂；二环戊二烯与苯酚类的缩聚树脂的环氧化物；具有萘环的环氧树脂；苯酚-芳烷基树脂、萘酚-芳烷基树脂等芳烷基型酚醛树脂的环氧化物；三羟甲基丙烷型环氧树脂；萜烯改性环氧树脂；用过乙酸等过酸氧化烯烃键而得到的线形脂肪族环氧树脂；脂环族环氧树脂；含硫原子环氧树脂等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。
其中，从填充性及耐再流性的观点来说，优选联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、芪型环氧树脂及含硫原子环氧树脂；从固化性观点来说，优选酚醛清漆型环氧树脂；从低吸湿性观点来说，优选二环戊二烯型环氧树脂；从耐热性及低翘曲性观点来说，优选萘型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂，优选至少含有一种前述环氧树脂。
联苯型环氧树脂可以举出如下列通式(IV)所示的环氧树脂等，双酚F型环氧树脂可以举出如下列通式(V)所示的环氧树脂，芪型环氧树脂可以举出如下到通式(VI)所示的环氧树脂，含硫原子环氧树脂可以举出如下列通式(VII)所示的环氧树脂等。
(式中，R1～R8是选自氢原子及碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，可全部相同或相异。n是0～3的整数。)
(式中，R1～R8是选自氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数6～10的芳基、碳原子数6～10的芳烷基，可全部相同或相异。n是0～3的整数。)
(式中，R1～R8是选自氢原子及碳原子数1～5的取代或非取代的一价烃基，可全部相同或相异。n是0～10的整数。)
(式中，R1～R8是选自氢原子、取代或非取代的碳原子数1～10的烷基、取代或非取代的碳原子数1～10的烷氧基，可全部相同或相异。n是0～3的整数。)
作为上述通式(IV)所示的联苯型环氧树脂，可以举出如以4，4′-双(2，3-环氧丙氧基)联苯或4，4′-双(2，3-环氧丙氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯为主成分的环氧树脂、表氯醇与4，4′-双酚或4，4′-(3，3′，5，5′-四甲基)双酚反应而得到的环氧树脂等。其中优选，以4，4′-双(2，3-环氧丙氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯为主成分的环氧树脂。
作为上述通式(V)所示的双酚F型环氧树脂，可取得的市售品有如以R1、R3、R6及R8为甲基，R2、R4、R5及R7为氢原子，n＝0为主成分的YSLV-80XY(新日铁化学株式会社制商品名)。
上述通式(VI)所示的芪型环氧树脂可在碱性物质存在下反应作为原料的芪系苯酚类与表氯醇而得到。该作为原料的芪系苯酚类可以举出如3-叔丁基-4，4′-二羟基-3′，5，5′-三甲基芪、3-叔丁基-4，4′-二羟基-3′，5′，6-三甲基芪、4，4′-二羟基-3，3′，5，5′-三甲基芪、4，4′-二羟基-3′，3-二叔丁基-5，5′-二甲基芪、4，4′-二羟基-3′，3-二叔丁基-6，6′-二甲基芪等，其中优选3-叔丁基-4，4′-二羟基-3′，5，5′-三甲基芪及4，4′-二羟基-3′，3，5，5′-四甲基芪。这些芪型苯酚类可单独使用或两种或以上组合使用。
上述通式(VII)所示的含硫原子环氧树脂中，优选R2、R3、R6及R7为氢原子且R1、R4、R5及R8为烷基的环氧树脂；更优选R2、R3，R6及R7为氢原子，R1及R8为叔丁基，且R4及R5为甲基的环氧树脂。作为这种化合物可取得的市售品有YSLV-120TE(新日铁化学公司制)等。
上述环氧树脂可单独使用任何一种或两种或以上组合使用，但为了发挥其性能，相对于环氧树脂全量的混合量优选20重量％或以上，更优选30重量％或以上，尤其优选50重量％或以上。
酚醛清漆型环氧树脂可以举出如下列通式(VIII)所示的环氧树脂等。
(式中，R是选自氢原子、碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，n是0～10的整数。)
上述通式(VIII)所示的酚醛清漆型环氧树脂可以通过在酚醛清漆型酚醛树脂中反应表氯醇而容易地得到，其中，通式(VIII)中的R优选为甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基等碳原子数1～10的烷基，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳原子数1～10的烷氧基，更优选为氢原子或甲基。n优选0～3的整数。上述通式(VIII)所示的酚醛清漆型环氧树脂中，又优选邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂。
使用酚醛清漆型环氧树脂时，为了发挥其性能，相对于环氧树脂全量的混合量优选20重量％或以上，更优选30重量％或以上。
二环戊二烯型环氧树脂可以举出如下列通式(IX)所示的环氧树脂等。
(式中，R1及R2为分别选自氢原子、碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，n为0～10的整数，m为0～6的整数。)
上述式(IX)中的R1可以举出如氢原子；甲基、乙基、丙基、丁基，异丙基、叔丁基等烷基；乙烯基、烯丙基、丁烯基等链烯基；卤代烷基、氨基取代烷基、巯基取代烷基等碳原子数1～5的取代或非取代的一价烃基，其中优选甲基、乙基等烷基及氢原子，更优选甲基及氢原子。R2可以举出如氢原子；甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、叔丁基等烷基；乙烯基、烯丙基、丁烯基等链烯基；卤代烷基、氨基取代烷基、巯基取代烷基等碳原子数1～5的取代或非取代的一价烃基，其中优选氢原子。
使用二环戊二烯型环氧树脂时，为了发挥其性能，相对于环氧树脂全量的混合量优选20重量％或以上，更优选30重量％或以上。
萘型环氧树脂可以举出如下列通式(X)所示的环氧树脂等，三苯甲烷型环氧树脂可以举出如下列通式(X1)所示的环氧树脂等。
(式中，R1～R3为分别选自氢原子、取代或非取代的碳原子数1～12的一价烃基，可全部相同或相异。p为1或0，1及m各自为0～11的整数，且(1+m)为1～11的整数，(1+p)为1～12的整数。i为0～3的整数，j为0～2的整数，k为0～4的整数。)
上述通式(X)所示的萘型环氧树脂可以举出如无序地含有1个构成单元及m个构成单元的无规共聚物、交替含有的交替共聚物、规则地含有的共聚物、以嵌段状含有的嵌段共聚物，可单独使用任何一种或两种或以上组合使用。
(式中，R为选自氢原子、碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，n为1～10的整数。)
这些环氧树脂可单独使用任何一种或两者组合使用，但为了发挥其性能，相对于环氧树脂全量的混合量优选20重量％或以上，更优选30重量％或以上，尤其优选50重量％或以上。
上述联苯型环氧树脂、芪型环氧树脂、含硫原子环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、萘型环氧树脂及三苯甲烷型环氧树脂，可单独使用任何一种或两种或以上组合使用，但其混合量相对于环氧树脂全量优选50重量％或以上，更优选60重量％或以上，尤其优选80重量％或以上。
就填充性观点来说，本发明所使用的(A)环氧树脂在150℃的熔融粘度优选2泊或以下，更优选1泊或以下，尤其优选0.5泊或以下。这里，熔融粘度是指，以ICI锥板粘度计测定的粘度。
(固化剂)
本发明所使用的(B)固化剂可为一般密封用环氧树脂成形材料所使用的物质，并无特别限制，例如，在酸性催化剂存在下缩合或缩聚苯酚、甲酚、间苯二酚、儿茶酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚等苯酚类和/或α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚类与甲醛、苯甲醛、水杨醛等具有醛基的化合物而得到的酚醛清漆型酚醛树脂；合成苯酚类和/或萘酚类与二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯而得到的苯酚-芳烷基树脂、萘酚-芳烷基树脂等芳烷基型酚醛树脂；苯酚类和/或萘酚类与环戊二烯共聚合而得到的二环戊二烯型苯酚酚醛清漆型树脂、萘酚醛清漆型树脂等二环戊二烯型酚醛树脂；萜烯改性酚醛树脂等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。
其中，从阻燃性观点来说，优选联苯型酚醛树脂；从耐再流性及固化性观点来说，优选芳烷基型酚醛树脂；从低吸湿性观点来说，优选二环戊二烯型酚醛树脂；从耐热性、低膨胀率及低翘曲性观点来说，优选三苯甲烷型酚醛树脂；从固化性观点来说，优选酚醛清漆型酚醛树脂，优选至少含有一种这些酚醛树脂。
联苯型酚醛树脂可以举出如下列通式(XII)所示的酚醛树脂等。
上述式(XII)中的R1～R9可以全部相同或相异，是选自氢原子，甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基等碳原子数1～10的烷基，乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳原子数1～10的烷氧基，苯基、甲苯基、二甲苯基等碳原子6～10的芳基及苄基、苯乙基等碳原子数6～10的芳烷基，其中优选氢原子及甲基。n为0～10的整数。
上述通式(XII)所示的联苯型酚醛树脂可以举出如R1～R9全部为氢原子的化合物等，其中从熔融粘度观点来说，优选含有50重量％或以上n为1或以上的缩合物的缩合物混合物。作为这种化合物可取得的市售品有如MEH-7851(明和化成株式会社制商品名)。
使用联苯型酚醛树脂时，为了发挥其性能，相对于固化剂全量的混合量优选30重量％或以上，更优选50重量％或以上，尤其优选60重量％或以上。
芳烷基型酚醛树脂可以举出如苯酚-芳烷基树脂、萘酚-芳烷基树脂等，优选下列通式(XIII)所示的苯酚-芳烷基树脂，更优选通式(XIII)中的R为氢原子且n的平均值为0～8的苯酚-芳烷基树脂。具体例可以举出如对二甲苯型苯酚-芳烷基树脂、间二甲苯型苯酚-芳烷基树脂等。使用这些芳烷基型酚醛树脂时，为了发挥其性能，相对于固化剂全量的混合量优选30重量％或以上，更优选50重量％或以上。
(式中，R为氢原子、碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，n为0～10的整数。)
二环戊二烯型酚醛树脂可以举出如下列通式(XIV)所示的酚醛树脂等。
(式中，R1及R2为各自独立地选自氢原子、碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，n为0～10的整数，m为0～6的整数。)
使用二环戊二烯型酚醛树脂时，为了发挥其性能，相对于固化剂全量的混合量优选30重量％或以上，更优选50重量％或以上。
三苯甲烷型酚醛树脂可以举出如下列通式(XV)所示的酚醛树脂。
(式中，R选自氢原子、碳原子数1～10的取代或非取代的一价烃基，n为1～10的整数。)
使用三苯甲烷型酚醛树脂时，为了发挥其性能，相对于固化剂全量的混合量优选30重量％或以上，更优选50重量％或以上。
酚醛清漆型酚醛树脂可以举出如苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、萘酚酚醛清漆树脂等，其中优选苯酚酚醛清漆树脂。使用酚醛清漆型酚醛树脂时，为了发挥其性能，相对于固化剂全量的混合量优选30重量％或以上，更优选50重量％或以上。
上述联苯型酚醛树脂、芳烷基型酚醛树脂、二环戊二烯型酚醛树脂、三苯甲烷型酚醛树脂及酚醛清漆型酚醛树脂可单独使用任一种或组合使用两种或以上，其合计混合量相对于固化剂全量优选60重量％或以上，更优选80重量％或以上。
从填充性观点来说，本发明所使用的(B)固化剂在150℃的熔融粘度优选2泊或以下，更优选1泊或以下。这里，熔融粘度表示ICI粘度。
(A)环氧树脂与(B)固化剂的当量比，即，固化剂中羟基数对环氧树脂中环氧基数之比(固化剂中羟基数/环氧树脂中环氧基数)并无特别限制，但为了抑制各自的未反应组分，优选设定在0.5～2的范围，更优选0.6～1.3。为了得到具有优良的成形性及耐再流性的密封用环氧树脂成形材料，进一步优选设定在0.8～1.2的范围。
(无机填充剂)
本发明所使用的(C)无机填充剂是出于吸湿性、降低线膨胀系数、提高热传导性、提高强度而添加到密封用环氧树脂成形材料中，可以举出如熔融硅石、结晶硅石、氧化铝、锆石、硅酸钙、碳酸钙，钛酸钾、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化铍，氧化锆、锆石、镁橄榄石、块滑石、尖晶石，莫来石、二氧化钛等的粉体或将其制成球形的珠、玻璃纤维等。另外，具有阻燃效果的无机填充剂可以举出如氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌等。
这些无机填充剂可单独使用或两种或以上组合使用。其中，从填充性及降低线膨胀系数观点来说优选熔融硅石，从高热传导性观点来说优选氧化铝，无机填充剂的形状从填充性及模具摩耗性方面考虑则优选球形。
本发明所使用的(C)无机填充剂优选平均粒径为15μm或以下且比表面积为3.0～6.0m2/g，这样就可以满足具有微细间距凸块的倒装芯片安装用底部填充用途的填充性。平均粒径更优选10μm或以下，尤其优选8μm或以下。超过15μm时就难以将环氧树脂成形材料注入到用凸块连接的芯片/电路板的间隙，填充性下降。另外，比表面积更优选3.5～5.5m2/g，尤其优选4.0～5.0m2/g。低于3.0m2/g及超过6.0m2/g时，用凸块连接的芯片/电路板的间隙中容易产生空隙，而会降低填充性。
从填充性观点来说可以用筛网筛除(C)无机填充剂的粗粒子组分。此时优选53μm或以上的(C)成分在0.5重量％或以下，更优选30μm或以上的(C)成分在0.5重量％或以下，尤其优选20μm或以上的(C)成分在0.5重量％或以下。
从填充性及可靠性观点来说，(C)无机填充剂相对于密封用环氧树脂成形材料的混合量优选60～95重量％，更优选70～90重量％，尤其优选75～85重量％。低于60重量％时会倾向于降低耐再流性，而超过95重量％时则会倾向于降低填充性。
(偶合剂)
为了提高树脂成分与填充剂的粘接性，本发明的密封用环氧树脂成形材料优选添加偶合剂。可在达到本发明效果的范围内根据需要并用偶合剂。偶合剂可为一般密封用环氧树脂成形材料所使用的物质，并无特别限制，例如可以举出具有伯氨基、仲氨基或叔氨基的硅烷化合物、环氧硅烷，巯基硅烷、烷基硅烷、苯基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等各种硅烷类化合物，钛类化合物、铝螯合物类、铝/锆类化合物等。这些可以单独使用或两种或以上组合使用。
偶合剂的合计混合量相对于密封用环氧树脂成形材料优选0.037～4.75重量％，更优选0.088～2.3重量％。低于0.037重量％时会倾向于降低与电路板的粘接性，另外，超过4.75重量％时会增加挥发成分，而易产生空隙等有关填充性的成形不良情况，且倾向于降低封装体的成形性。
(具有仲氨基的硅烷偶合剂)
上述偶合剂优选(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂，但可以在能够达到本发明效果的范围内根据需要并用其它偶合剂。
本发明所使用的(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂可为分子内具有仲氨基的硅烷化合物，并无特别限制，例如，γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基乙基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基甲基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基甲基三乙氧基硅烷、γ-苯胺基甲基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基甲基甲基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基甲基乙基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基甲基乙基二甲氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷，N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基乙基二乙氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基乙基二甲氧基硅烷、γ-(N-甲基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-丁基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-苄基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-甲基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N-乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N-丁基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N-苄基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N-甲基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-(N-乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-(N-丁基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N-苄基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(β-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等。
其中从填充性观点来说，优选下列通式(I)所示的氨基硅烷偶合剂。
(式中，R1为选自氢原子、碳原子数1～6的烷基及碳原子数1～2的烷氧基，R2为选自碳原子数1～6的烷基及苯基，R3为甲基或乙基，n为1～6的整数，m为1～3的整数。)
上述通式(I)所示氨基硅烷偶合剂可以举出如γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基乙基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基甲基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基甲基三乙氧基硅烷、γ-苯胺基甲基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基甲基甲基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基甲基乙基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基甲基乙基二甲氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基乙基二乙氧基硅烷、N-(对甲氧基苯基)-γ-氨基丙基乙基二甲氧基硅烷等。尤其优选γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷。
(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂相对于密封用环氧树脂成形材料的混合量优选0.037～4.75重量％，更优选0.088～2.3重量％。低于0.037重量％时会降低流动性，而存在容易产生空隙等有关填充性的成形不良情况和降低与电路板的粘接性的倾向。超过4.75重量％时会增加挥发成分，而存在容易产生空隙等有关填充性的成形不良情况和降低封装体成形性的倾向。
可以与(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂并用的其它偶合剂，可以是-般密封用环氧树脂成形材料所使用的物质，并无特别限制，例如可以举出具有伯氨基和/或叔氨基的硅烷化合物，环氧硅烷、巯基硅烷、烷基硅烷、苯基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等各种硅烷类化合物、钛类化合物、铝螯合物类、铝/锆类化合物等。具体例可以举出如乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酸基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(N，N-二甲基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N，N-二乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-(N，N-二丁基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-甲基)苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-乙基)苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N，N-二甲基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N，N-二乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N，N-二丁基)氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-(N-甲基)苯胺基丙基三乙氧基硅烷，γ-(N-乙基)苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N，N-二甲基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N，N-二乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N，N-二丁基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-(N-甲基)苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N-乙基)苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷，N-(三甲氧基硅烷基丙基)亚乙基二胺、N-(二甲氧基甲基硅烷基异丙基)亚乙基二胺、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等硅烷类偶合剂；异丙基三异硬脂酰钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、异丙基三(N-氨基乙基-氨基乙基)钛酸酯、四辛基双(双十三烷基亚磷酸酯)钛酸酯、四(2，2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)双(双十三烷基)亚磷酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧基乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)亚乙基钛酸酯、异丙基三辛酰钛酸酯、异丙基二甲基丙烯基异硬脂酰钛酸酯、异丙基三月桂基苯磺酰钛酸酯、异丙基异硬脂酰二丙烯基钛酸酯、异丙基三(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯等钛酸酯类偶合剂等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。
使用该其它偶合剂时，为了发挥性能，(D)具有仲氨基的硅烷偶合剂相对于偶合剂全量的混合量优选30重量％或以上，更优选50重量％或以上。
含上述(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂的偶合剂全部混合量，相对于密封用环氧树脂成形材料优选0.037～4.75重量％，更优选0.088～2.3重量％。低于0.037重量％时会倾向于降低与电路板的粘接性，超过4.75重量％时会增加挥发成分，而易倾向于产生空隙等有关填充性的成形不良情况，且倾向于降低封装体的成形性。另外，上述偶合剂相对于(C)无机填充剂的混合量优选0.05～5重量％，更优选0.1～2.5重量％。规定混合量的理由同上述。
(偶合剂覆盖率)
本发明使用偶合剂时，偶合剂对无机填充剂的覆盖率优选0.3～1.0，更优选0.4～0.9，进一步优选0.5～0.8的范围。偶合剂的覆盖率大于1.0时，会因成形时所产生的挥发成分而增加气泡，故倾向于易使薄壁部产生空隙。另外，偶合剂的覆盖率小于0.3时会降低树脂与填充物的粘接力，而倾向于降低成形品强度。
环氧树脂成形材料的偶合剂覆盖率X被定义为如(xxx)式。
X(％)＝Sc/Sf (xxx)
式中，Sc和Sf各自为环氧树脂成形材料的全部偶合剂的总最小覆盖面积和全部填料的总表面积，是用(yyy)式和(zzz)式定义。
Sc＝A1×W1+A2×W2…+An×Mn(n为使用的偶合剂种类数量)(yyy)
Sf＝B1×W1+B2×W2…+B1×W1(1为使用的填充材料种类数量)(zzz)
式中，A及M各自为各偶合剂的最小覆盖面积及其使用量，B及W各自为各填料的比表面积及其使用量。
(控制偶合剂覆盖率的方法)
如果已知环氧树脂成形材料所使用的各偶合剂及无机填充剂各自的最小覆盖面积及比表面积，就可以由(xxx)式、(yyy)式及(zzz)式算出成为目的偶合剂覆盖率的偶合剂及填充材料的使用量。
(磷化合物)
从填充性及阻燃性观点来看，本发明优选进一步含有(E)磷化合物。本发明所使用的(E)磷化合物并无特别限制，例如，覆盖或无覆盖红磷；环膦嗪等含磷及氮化合物；氮川三亚甲基膦酸三钙盐、甲烷-1-羟基-1，1-二膦酸二钙盐等膦酸盐；三苯基膦氧化物、2-(二苯基氧膦基)氢醌、2，2-[(2-(二苯基氧膦基)-1，4-亚苯基)双(氧基亚甲基)]双-环氧乙烷、三正辛基膦氧化物等膦化合物；具有磷原子的酯化合物、环膦嗪等含磷及氮化合物等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。其中，从耐湿可靠性观点来说，优选磷酸酯、膦氧化物。
因红磷具有阻燃剂作用，故只要可以得到本发明效果就没有特别限制，但优选以热固性树脂覆盖的红磷、以无机化合物及有机化合物覆盖的红磷等覆盖红磷。
以热固性树脂覆盖的红磷使用的热固性树脂并无特别限制，例如可以举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂，氰酸酯树脂、尿素-甲醛树脂、苯胺-甲醛树脂，呋喃树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。另外，也可以使用这些树脂的单体或低聚物同时进行覆盖和聚合，覆盖由聚合得到的热固性树脂，或者热固性树脂也可以先覆盖后再固化。其中，从与混合到密封用环氧树脂成形材料的基体树脂的相溶性观点来说，优选环氧树脂、酚醛树脂及三聚氰胺树脂。
以无机化合物及有机化合物覆盖的红磷使用的无机化合物并无特别限制，例如可以举出氢氧化铝、氢氧化镁，氢氧化钙、氢氧化钛、氢氧化锆、含水氧化锆、氢氧化铋、碳酸钡、碳酸钙、氧化锌、氧化钛、氧化镍、氧化铁等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。其中，优选磷酸离子补充效果优良的氢氧化锆、含水氧化锆、氢氧化铝及氧化锌。
另外，以无机化合物及有机化合物覆盖的红磷使用的有机化合物并无特别限，例如可以举出偶合剂及螫合剂等在表面处理中使用的低分子量化合物，热塑性树脂、热固性树脂等分子量比较高的化合物等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。其中，从覆盖效果的观点来说，优选热固性树脂，从与混合到密封用环氧树脂成形材料的基体树脂的相溶性观点来说，更优选环氧树脂、酚醛树脂及三聚氰胺树脂。
以无机化合物及有机化合物覆盖红磷时，其覆盖处理的顺序并无特别限制，可在覆盖无机化合物后覆盖有机化合物，或覆盖有机化合物后覆盖无机化合物，或使用两者的混合物同时覆盖。另外，覆盖形态并无特别限制，可为物理性吸附，化学性结合或其它形态。另外，覆盖后无机化合物与有机化合物可为各别存在的状态或者是两者部分或全部结合的状态。
只要可以得到本发明的效果，无机化合物及有机化合物的量并无特别限制，无机化合物与有机化合物的重量比(无机化合物/有机化合物)优选1/99～99/1，更优选10/90～95/5，尤其优选30/70～90/10，优选调整无机化合物及有机化合物或其原料即单体、低聚物的使用量，以成为该重量比。
以热固性树脂覆盖的红磷或以无机化合物及有机化合物覆盖的红磷等覆盖红磷的制造方法并无特别限制，例如可以使用特开昭62-21704号公报、特开昭52-131695号公报等中记载的公知的覆盖方法。另外，只要是可以得到本发明的效果，覆盖膜的厚度并无特别限制，覆盖时可以均匀或不均匀地覆盖在红磷表面。
只要是可以得到本发明的效果，红磷的粒径就没有特别限制，但平均粒径(以粒度分布累积为50重量％的粒径)优选1～100μm，更优选5～50μm。平均粒径低于1μm时，成形品的磷酸离子浓度就增加，而存在耐湿性变差的倾向，如果超过100μm，则用于焊垫间距狭窄的高集成高密度化半体装置时，存在容易产生电线变形、短路、断裂等不良情况的倾向。
含磷及氮化合物具有阻燃剂作用，因此只要是可以得到本发明的效果就没有特别限制，例如可以举出主链骨架中含有下列式(XXV)和/或下列式(XXVI)所示重复单元的环状膦嗪化合物，或者含有对膦嗪环中磷原子的取代位置不同的下列式(XXVII)和/或下列式(XXVIII)所示重复单元的化合物等。
该式(XXV)及(XXVII)中，m为1～10的整数；R1～R4为选自可具有取代基的碳原子数1～12的烷基及芳基，可全部相同或相异；A为碳原子数1～4的亚烷基或亚芳基。式(XXVI)及式(XXVIII)中，n为1～10的整数；R5～R8为选自可具有取代基的碳原子数1～12的烷基或芳基，可全部相同或相异；A为碳原子数1～4的亚烷基或亚芳基。另外，式中m个的R1、R2、R3、R4可m个全部相同或相异，n个的R5、R6、R7、R8可n个全部相同或相异。上述式(XXV)～式(XXVIII)中，R1～R8所示的可具有取代基的碳原子数1～12的烷基或芳基并无特别限制，例如可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基，丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等烷基；苯基、1-萘基、2-萘基等芳基；邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2，3-二甲苯基、2，4-二甲苯基、邻枯烯基、间枯烯基、对枯烯基、莱基等烷基取代芳基；苄基、苯乙基等芳基取代烷基等，另外，所取代的取代基可以举出如烷基、烷氧基、芳基、羟基、氨基、环氧基、乙烯基、羟基烷基、烷基氨基等。
上述物质中，从环氧树脂成形材料的耐热性、耐湿性观点来说，优选芳基，更优选苯基或羟基苯基。其中，优选R1～R4中的至少一个为羟基苯基，R1～R8可全部为羟基苯基，但更优选R1～R4中的一个为羟基苯基。R1～R8全部为羟基苯基时易使环氧树脂固化物变脆，另外，R1～R8全部为苯基时无法进入环氧树脂的交联结构，而易降低环氧树脂固化物的耐热性。
上述式(XXV)～式(XXVIII)中，A所示碳原子数1～4的亚烷基或亚芳基并无特别限制，例如可以举出亚甲基、亚乙基、亚丙基，亚异丙基，亚丁基、亚异丁基、亚苯基、亚甲苯基、亚二甲苯基、亚萘基等，其中，从环氧树脂成形材料的耐热性及耐湿性观点来说，优选亚芳基，更优选亚苯基。
环状膦嗪化合物可以为上述式(XXV)～式(XXVIII)中的任何一种聚合物、上述式(XXV)与上述式(XXVI)的共聚物、或上述式(XXVII)与上述式(XXVIII)的共聚物，另外，共聚物时可以为无规共聚物、嵌段共聚物或交互共聚物。其共聚摩尔比m/n并无特别限制，但从提高环氧树脂固化物的耐热性及强度的观点来说，优选为1/0～1/4，更优选为1/0～1/1.5。另外，聚合度m+n为1～20，优选2～8，更优选3～6。
优选的环状膦嗪化合物可以举出下列式(XXIX)的聚合物及下列式(XXX)的共聚物等。
(这里，在式(XXIX)中，m为0～9的整数，R1～R4各自独立为氢或羟基。)
式(XXX)中，m及n为0～9的整数，R1～R4各自独立地选自氢或羟基，R5～R8各自独立地选自氢或羟基。另外，上述式(XXX)所示环状膦嗪化合物可为，交互状、嵌段状或无规状含有下列所示m个重复单元(a)和n个重复单元(b)的物质，但优选以无规状含有。
其中，优选以上述式(XXIX)中R1～R4中的一个为羟基且m为3～6的聚合物为主成分的物质；或者以上述式(XXX)中R1～R4中的一个为羟基，R5～R8全部为氢或一个为羟基，m/n为1/2～1/3，m+n为3～6的共聚物为主成分的物质。另外，可取得的市售的膦嗪化合物则有如SPE-100(大塚化学制商品名)。
磷酸酯可以为磷酸与醇化合物或苯酚化合物的酯化合物，并无特别限制，例如可以举出三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三甲酚磷酸酯、三二甲苯基磷酸酯、甲酚二苯基磷酸酯、二甲苯基二苯基磷酸酯、三(2，6-二甲基苯基)磷酸酯及芳香族缩合磷酸酯等。其中，从耐水解性的观点来看，优选下列通式(II)所示的芳香族缩合磷酸酯。
(式中，8个R为碳原子数1～4的烷基，可全部相同或相异。Ar为芳香族环)。
上述式(II)的磷酸酯的例子可以举出如下列结构式(XVI)～(XX)所示的磷酸酯等。
该磷酸酯的添加量相对于除了填充剂以外的全部添加成分优选为，以磷原子量计在0.2～3.0重量％的范围。少于0.2重量％时会降低填充性，而易产生空隙等成形不良情况，且倾向于降低阻燃效果。超过3.0重量％时会降低成形性及耐湿性，并且成形时会渗出磷酸酯而妨碍外观。
膦氧化物优选下列通式(III)所示的化合物。
(式中，R1、R2及R3为碳原子数1～10的取代或非取代的烷基、芳基、芳烷基及氢原子，可全部相同或相异。但排除全部为氢原子的情况)。
上述通式(I)所示的磷化合物中，从耐水解性观点来说，优选R1～R3为取代或非取代的芳基，尤其优选苯基。
膦氧化物相对于密封用环氧树脂成形材料的混合量优选为，磷原子的量为0.01～0.2重量％，更优选0.02～0.1重量％，尤其优选0.03～0.08重量％。低于0.01重量％时会降低阻燃性，超过0.2重量％时会降低成形性及耐湿性。
(固化促进剂)
从固化性的观点来说，本发明中优选进一步添加(F)固化促进剂。本发明所使用的(F)固化促进剂可为一般密封用环氧树脂成形材料所使用的物质，并无特别限制，例如可以举出1，8-二氮杂-二环(5，4，0)十一烯-7、1，5-二氮杂-二环(4，3，0)壬烯、5，6-二丁基氨基-1，8-二氮杂-二环(5，4，0)十一烯-7等环脒化合物及在该化合物中加成了马来酸酐、1，4-苯醌、2，5-甲苯醌、1，4-萘醌、2，3-二甲基苯醌、2，6-二甲基苯醌、2，3-二甲氧基-5-甲基-1，4-苯醌、2，3-二甲氧基-1，4-苯醌、苯基-1，4-苯醌等醌化合物、二偶氮苯基甲烷、酚醛树脂等具有π键的化合物而得到的具有分子内极化的化合物；苄基二甲胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚等叔胺类及其衍生物；2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等咪唑类及其衍生物；三丁基膦、甲基二苯基膦、三苯基膦、三(4-甲基苯基)膦、二苯基膦、苯基膦等有机膦类及在该膦类中加成了马来酸酐、上述醌化合物、二偶氮苯基甲烷、酚醛树脂等具有π键的化合物而得到的具有分子内极化的化合物；四苯基鏻四苯基硼酸酯、三苯基膦四苯基硼酸酯、2-乙基-4-甲基咪唑四苯基硼酸酯、N-甲基吗啉四苯基硼酸酯等四苯基硼盐及其衍生物等，这些可以单独使用或两种或以上组合使用。其中，从填充性及耐再流性观点来说，优选有机膦与醌化合物的加成物。
固化促进剂的混合量只要是能够达到固化促进效果的量，则没有特别限制，但优选相对于密封用环氧树脂成形材料为0.005～2重量％，更优选0.01～0.5重量％。低于0.005重量％时会有短时间固化性变差的倾向，超过2重量％时则会因固化速度太快而难以得到良好的成形品。
(阻燃剂)
从阻燃性的观点来说，本发明可以进一步添加各种阻燃剂。该阻燃剂可为一般密封用环氧树脂成形材料所使用的物质，并无特别限制，例如可以举出四溴双酚A的二缩水甘油醚化合物或溴化苯酚酚醛清漆环氧树脂等溴化环氧树脂。另外，如氧化锑、红磷及上述磷酸酯等磷化合物、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺改性酚醛树脂及鸟粪胺改性酚醛树脂等含氮化合物；环膦嗪等含磷/氮化合物；氧化锌、氧化铁、氧化钼、二茂铁、上述氢氧化铝、氢氧化镁及复合金属氢氧化物等金属化合物等。
从近年来的环境问题及高温放置特性的观点来说，优选非卤素、非锑系的阻燃剂。其中，从填充性的观点来说，优选磷酸酯，从安全性及耐湿性的观点来说，优选复合金属氢氧化物。
复合金属氢氧化物优选下列组成式(XXI)所示的化合物。
p(M1aOb)·q(M2cOd)·r(M3cOd)·mH2O (XXI)
(式中，M1、M2及M3为相互不同的金属元素，a、b、c、d、p、q及m为正数，r为0或正数)。
其中，进一步优选组成式(XXI)中的r为0的化合物，即下列组成式(XXIa)所示的化合物。
m(M1aOb)·n(M2cOd)·1(H2O) (XXIa)
(式中，M1及M2为相互不同的金属元素，a、b、c、d、m、n及1为正数)。
上述组成式(XXI)及(XXIa)中M1及M2为相互不同的金属元素，并无特别限制，但从阻燃性的观点来说，优选M1及M2为不同，并且M1是选自第3周期的金属元素、IIA族的碱土类金属元素、属于IVB族、IVB族、VIII族、IB族、IIIA族及IVA族的金属元素，而M2是选自IIIB～IIB族的过渡金属元素，更优选M1是选自镁、钙、铝、锡、钛、铁、钴、镍、铜和锌，M2是选自铁、钴、镍、铜和锌。从流动性观点来说，优选M1为镁且M2为锌或镍，更优选M1为镁且M2为锌。
只要是可以得到本发明的效果，上述组成式(XXI)中的p、q、r的摩尔比并无特别限制，但优选r＝0，p与q的摩尔比P/q为99/1～50/50。即，组成式(XXIa)中的m与n的摩尔比m/n优选99/1～50/50。
另外，金属元素的分类是依据，以典型元素为A亚族及以过渡元素为B亚铁的长周期型周期表(出版：共立出版株式会社发行《化学大辞典4》1987年2月15日缩印版第30次印刷)。
复合金属氢氧化物的形状并无特别限制，但从流动性及填充性的观点来说，优选具有适当厚度的多面体形状。另外，复合金属氢氧化物比金属氢氧化物容易得到多面体状的结晶。
复合金属氢氧化物的混合量并无特别限制，但优选相对于密封用环氧树脂成形材料为0.5～20重量％，更优选0.7～15重量％，尤其优选1.4～12重量％。低于0.5重量％时会有阻燃性不充分的倾向，超过20重量％时则会有填充性及耐再流性降低的倾向。
(其它成分)
另外，从提高IC等半导体元件的耐湿性及高温放置特性的观点来说，本发明的密封用环氧树脂成形材料还可以添加阴离子交换体。该阴离子交换体并无特别限制，可为公知的物质，例如水滑石类或选自镁、铝、钛、锆、铋等元素的含水氧化物等，这些可单独使用或两种或以上组合使用。其中，优选下列组成式(XXI)所示的水滑石。
Mg1-xAlx(OH)2(CO3)x/2·mH2O…(XXI)
(0＜X≤0.5，m为正数。)
进而，必要时本发明的密封用环氧树脂成形材料可添加其它添加剂，例如高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、酯蜡、聚烯烃蜡、聚乙烯、氧化聚乙烯等脱模剂、碳黑等着色剂、硅油或硅橡胶粉末等应力缓和剂等。
(加热减量率)
环氧树脂成形材料的加热减量率必须为0.25重量％或以下，优选0.22重量％或以下，更优选0.20重量％或以下。加热减量率超过0.25质量％时，会因成形时所产生的挥发成分而增加气泡，故易使薄肉部产生空隙。
(加热减量率的定义)
测定在重量A的耐热性容器中加入树脂组合物后的重量W0。将其放置于200℃氛围下1小时后，测定容器及树脂组合物的合计重量W。由下列式求出此时的加热减量率Y。
Y＝100×(W0-W)/(W0-A)
(加热减量率的控制方法)
测定加热减量率时所产生的挥发成分主要为水分及醇类。因此，有效方法包括减少成形前环氧树脂成形材料的含水率，使偶合剂的最小必须量最佳化，使用难以生成挥发成分的偶合剂等。
(环氧树脂成形材料固化后的物性)
优选使用符合如下条件中的至少一个条件的密封用环氧树脂成形材料：基于TMA法的玻璃化温度为150℃或以上、基于JIS-K6911的弯曲弹性率为19GPa或以下、基于JIS-K6911的成形收缩率为0.2％或以下。更优选符合两个或以上的上述条件，尤其优选三个全部符合。从翘曲的观点来说，该玻璃化温度优选160℃或以上，更优选170℃或以上。低于150℃时会倾向于增加翘曲。从翘曲的观点来说，弯曲弹性率优选18.5GPa或以下，更优选18GPa或以下。超过19GPa时会倾向于增加翘曲。另外，从翘曲的观点来说，成形收缩率优选0.18％或以下，更优选0.15％或以下。超过0.2％时会倾向于增加翘曲。
(调制及使用方法)
本发明的密封用环氧树脂成形材料，只要是能够均匀地分散混合各种原料，则可以使用任何一种方法调制，作为一般方法可以举出如利用搅拌器等充分混合给定混合量的原料后，利用研磨辊、挤压机、研磨机、行星搅拌器等混合或熔融混练后，进行冷却，并根据需要脱泡、粉碎的方法等。另外，必要时可按照符合成形条件的尺寸及重量制成片剂。
以本发明的密封用环氧树脂成形材料为密封材料密封半导体装置的方法中，最普通的是低压转移成形法，其它还有注射成形法、压缩成形法等。也可以使用分配方式、浇铸方式、印刷方式等。从填充性的观点来说，优选能够在减压状态下成形的成形法。
下面举出几个实施方式说明本发明的密封用环氧树脂成形材料。
(第1实施方式)
有关本发明的密封用环氧树脂成形材料的第1实施方式，可以举出如含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)平均粒径为12μm或以下且比表面积为3.0m2/g或以上的无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料。此时，无机填充剂(C)优选符合如下条件中的至少一个条件：粒径12μm或以下的有50wt％或以上、粒径24μm或以下的有70wt％或以上、粒径32μm或以下的有80wt％、粒径48μm或以下的有90wt％或以上。另外，(C)无机填充剂的平均粒径优选为10μm或以下。(C)无机填充剂的比表面积优选为3.5～5.5m2/g。
优选按照下列观点选定(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂。
选定(A)环氧树脂时优选在150℃的熔融粘度为2泊或以下的物质，更优选1泊或以下的物质。该选择特别有效于(C)无机填充剂的混合比例高的情况。其中，从填充性及可靠性的观点来看，优选使用从联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、芪型环氧树脂及含硫原子环氧树脂中选出的至少一种。另外，从减少倒装芯片安装型封装体的翘曲的观点来看，优选使用从萘型环氧树脂及三苯甲烷型环氧树脂中选出的至少一种。为了兼顾填充性和翘曲性，优选并用从联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、芪型环氧树脂及含硫原子环氧树脂中选出的至少一种与从萘型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂中选出的至少一种。
选定(B)固化剂时优选在150℃的熔融粘度为2泊或以下的物质，更优选1泊或以下的物质。该选择特别有效于(C)无机填充剂的混合比例高的情况。并且有效于就成形性观点而选用从酚醛清漆型环氧树脂中选出的至少一种作为(A)环氧树脂的情况、就低吸湿性观点而选用二环戊二烯型环氧树脂的情况、就耐热性及低翘曲性观点而选用从萘型环氧树脂及三苯甲烷型环氧树脂中选择的至少一种的情况。
选定(C)平均粒径为15μm或以下且比表面积为3.0～6.0m2/g的无机填充剂时，优选在平均粒径为15μm或以下的范围内，考虑适合本发明倒装芯片安装型半导体装置的凸块高度及凸块间距而选择能够注入的大小的即可，但如果选用小于所需大小的物质，就会降低流动性及填充性。为了避免该情况，优选选用比表面积在3.0～6.0m2/g范围的物质。为了使平均粒径及比表面积符合上述范围，有效的做法是组合两种或以上市售的无机填充剂来调节。
另外，必要时可以用筛网筛除(C)无机填充剂中的粗粒子组分。优选53μm或以上的(C)成分为0.5重量％或以下，更优选30μm或以上的(C)成分为0.5重量％或以下，尤其优选20μm或以上的(C)成分为0.5重量％或以下。
选择(C)平均粒径为12μm或以下且比表面积为3.0m2/g或以上的无机填充剂时，优选在平均粒径12μm或以下的范围内，考虑适合本发明倒装芯片安装型半导体装置的凸块高度及凸块间距而选择能够注入的大小的即可，但是若选用小于所需大小的物质会降低流动性，因此应该避免。另外，优选在比表面积3.0m2/g或以上的范围内，选择在能够注入的平均粒径中尽量小的物质。为了使平均粒径及比表面积双方符合上述范围，有效的方法是组合两种或以上市售的无机填充剂。另外，必要时可以筛除(C)无机填充剂中的粗粒子组分。优选53μm或以上的(C)成分为0.5重量％或以下，更优选30μm或以上的(C)成分为0.5重量％或以下，尤其优选20μm或以上的(C)成分为0.5重量％或以下。
除了上述成分外，也可以根据需要添加(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂、(E)磷化合物及(F)固化促进剂中的任一种。可以通过调整各成分的组合方式及混合量，来得到倒装芯片安装型底部填充用密封用环氧树脂成形材料。可以通过调整各成分的组合方式及混合量，来得到倒装芯片安装型底部填充用密封用环氧树脂成形材料。
(第2实施方式)
有关本发明的密封用环氧树脂成形材料的第2实施方式，可以举出含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)最大粒径为63μm或以下且粒径为20μm或以上的有5wt％或以上的无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料。此时，(C)无机填充剂的平均粒径优选10μm或以下。另外，(C)无机填充剂的比表面积优选3.5～5.5m2/g。另外，可按照与第1实施方式相同的观点来选用(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂。
除了上述成分外，也可以根据需要添加(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂、(E)磷化合物及(F)固化促进剂中的任一种。可以通过调整各成分的组合方式及混合量，来得到倒装芯片安装型底部填充用密封用环氧树脂成形材料。
制造具备精细间距的焊接凸块等的下一代倒装芯片型半导体装置时，使用以往的固体型密封用环氧树脂的情况，由于产生直径0.1mm左右的稍微大的空隙而无法填充底部填充部。但通过用第1、2实施方式的本发明的密封用环氧树脂成形材料来作为密封材料，可以消除所述的问题。
(第3实施方式)
有关本发明的密封用环氧树脂成形材料的第3实施方式，可以举出所含必须成分为(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)平均粒径为15μm或以下且比表面积为3.0～6.0m2/g的无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料。可按照与第1实施方式相同的观点来选用(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂。
除了上述成分外，也可以根据需要添加(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂、(E)磷化合物及(F)固化促进剂中的任一种。可以通过调整各成分的组合方式及混合量，来得到倒装芯片安装型底部填充用密封用环氧树脂成形材料。尤其是用于具备下述(a1)～(d1)中一种或以上构成的半导体装置：
(a1)倒装芯片的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d 1)密封材料的总厚度为2mm或以下。
(第4实施方式)
有关本发明的密封用环氧树脂成形材料的第4实施方式，可以举出含有(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)无机填充剂及(D)偶合剂的密封用环氧树脂成形材料，其中，(C)无机填充剂的比表面积为3.0～6.0m2/g。可按照与第1实施方式相同的观点来选用(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂。
(D)偶合剂的填充物覆盖率优选0.3～1.0。另外，200℃/1hr加热后的加热减量率优选0.25重量％或以下。也可以根据需要添加上述成分以外的其它添加剂。可以通过调整各成分的组合方式及混合量，来得到倒装芯片安装型底部填料用密封用环氧树脂成形材料。
(第5实施方式)
有关本发明的密封用环氧树脂成形材料的第5实施方式，可以举出至少含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料中，符合以下条件中的至少一个条件的密封用环氧树脂成形材料：基于TMA法的玻璃化温度为150℃或以上；基于JIS-K6911的弯曲弹性率为19GPa或以下；基于JIS-K6911的成形收缩率为0.2％或以下。可按照与第1实施方式相同的观点来选用(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂。
此时可以用于具备下列(c1)、(d1)及(g1)构成中的一种或以上的半导体装置：
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(g1)一次成形方式的密封材料成形面积为3000mm2或以上。
另外，可以用于具备下列(c2)、(d2)及(g2)构成中的一种或以上的半导体装置：
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(g2)一次成形方式的密封材料成形面积为5000mm2或以上。
第5实施方式所得的半导体装置的翘曲为5.0mm或以下，优选半导体装置的翘曲为2.0mm或以下。
制造具备精细间距的焊接凸块等的下一代倒装芯片型半导体装置时，使用以往的固体型密封用环氧树脂密封的情况，由于产生直径0.1μm左右的稍微大的空隙而无法充分填充底部填充部。但是通过用以上述第1～第5实施方式为代表的本发明密封用环氧树脂来作为密封材料，可以消除所述的问题。即，本发明的密封用环氧树脂成形材料适用于制造具备下面半导体装置部分中说明的给定结构的半导体装置。
另外，根据第5实施方式，可以在维持作为倒装芯片安装用底部填料而适宜的填充性的同时，降低密封后的衬底翘曲及封装体的翘曲。
(半导体装置的实施方式1)
下面将参考图1～图4说明本发明半导体装置的实施方式。但本发明的半导体装置并非限于此。
图1为底部填充型的倒装芯片型BGA的剖面图，图2为压模成形型的倒装芯片型BGA的剖面图。图3为在倒装芯片型BGA的电路板1上隔着焊接凸块2配置半导体芯片3时的俯视图(部分透视图)。
图1所示底部填充型的倒装芯片型BGA的半导体装置10是如下得到：如图3所示在电路板1上以给定凸块间距b配置焊接凸块2；隔着该焊接凸块2以凸块高度a将半导体芯片3连接固定于电路板1上；使用密封用环氧树脂成形材料(密封材料)4密封形成于电路板1与半导体芯片3之间的底部填充部5。图2所示压模成形型的倒装芯片型BGA的半导体装置20，则除了在密封过程中密封底部填充部5且全面覆盖半导体芯片3以外，其它则与前述同样地制造。
这里，制造本发明的半导体装置的实施方式中，优选如下设定半导体装置的凸块高度a、凸块间距b、半导体芯片的面积c及密封材料的总厚度d。
焊接凸块2的高度a优选150μm或以下，更优选100μm或以下，尤其优选80μm或以下。焊接凸块2的间距b，即焊接凸块的中心间隔优选500μm或以下，更优选400μm或以下，尤其优选300μm或以下。
焊接凸块2的个数优选100个或以上，更优选150个或以上，尤其优选200个或以上。
半导体芯片3的面积优选25mm2或以上，更优选50mm2或以上，尤其优选80mm2或以上。
密封材料4的总厚度d优选2mm或以下，更优选1.5mm或以下，尤其优选1.0mm或以下。
另外，底部填充型的总厚度与凸块高度a为相同值。
(半导体装置的实施方式2)
图4为在电路板1上利用焊接凸块2连接固定半导体芯片3后，利用密封用环氧树脂成形材料(密封材料)4密封的倒装芯片型BGA，其中图4的(x)为剖面图(压模成形型)，(y)为俯视图(部分透视图)。
图4所示本发明的半导体装置中，半导体芯片3的面积c优选25mm2或以上，更优选50mm2或以上，尤其优选70mm2或以上。
密封材料4的总厚度d优选2mm或以下，更优选1.5mm或以下，尤其优选1.0mm或以下。
一次成形方式的密封材料成形面积g优选3000mm2或以上，更优选5000mm2或以上。
(半导体装置的其它实施方式)
本发明半导体装置的其它实施方式，可以举出在完成布线的卷带、电路板、玻璃等支撑部件和安装衬底上，搭载半导体芯片、晶体管、二极管、闸流晶体管等有源元件、电容器、电阻器、线圈等无源元件等元件后，利用密封用环氧树脂成形材料密封的倒装芯片安装型半导体装置等。
这里，作为构成所述半导体装置的密封用环氧树脂成形材料，可以使用本发明实施方式的密封用环氧树脂成形材料。例如使用含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)至少符合下列(1)及(2)中的任何一个条件的无机填充剂：
(1)平均粒径为12μm或以下，且比表面积为3.0m2/g或以上；
(2)最大粒径为63μm或以下，且粒径为20μm或以上的无机填充剂含量为5wt％或以上；
并且，根据需要含有(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂及(E)固化促进剂的密封用环氧树脂成形材料。
从提高填充性的观点来说，(C)无机填充剂优选符合条件(1)的无机填充剂，从提高溢料性的观点来说，则优选使用符合条件(2)的无机填充剂，但从这两个观点来说，更优选符合条件(1)及(2)的填充剂。
作为安装衬底并无特别限制，例如可以举出有机衬底、有机薄膜、陶瓷衬底、玻璃衬底等内插衬底、液晶用玻璃衬底、MCM(多芯片模块)用衬底、混合IC用衬底等。
作为本发明半导体装置的实施方式，优选具备一种或以上各自规定为给定值的以下构成：(a)倒装芯片的凸块高度、(b)倒装芯片的凸块间距、(c)半导体芯片的面积、(d)密封材料的总厚度、(e)倒装芯片的凸块数及(f)成形时的通气口厚度。具体而言，优选具备下列(a1)～(f1)中的一种或以上的构成：
(a1)倒装芯片安装时的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(e1)倒装芯片的凸块数为100个或以上；
(f1)成形时的通气口厚度为40μm或以下。
更优选具备下列(a2)～(f2)中的一种或以上的构成的半导体装置：
(a2)倒装芯片安装时的凸块高度为100μm或以下；
(b2)倒装芯片的凸块间距为400μm或以下；
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(e2)倒装芯片的凸块数为150个或以上；
(f2)成形时的通气口厚度为30μm或以下。
尤其优选具备下列(a3)～(f3)中的一种或以上的构成的半导体装置：
(a3)倒装芯片安装时的凸块高度为150μm或以下；
(b3)倒装芯片的凸块间距为300μm或以下；
(c3)半导体芯片的面积为80mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.0mm或以下；
(e3)倒装芯片的凸块数为200个或以上；
(f3)成形时的通气口厚度为20μm或以下。
下面将举出优选的实施方式说明半导体装置，其中，优选以如下组合具备(a)～(f)构成的半导体装置。
从填充性观点来说，优选至少具备构成(a)及构成(b)中的任一方的半导体装置。更具体而言，优选具备构成(a1)及(b1)的半导体装置、具备构成(a1)及(d1)的半导体装置、具备构成(a1)及(c1)的半导体装置、具备构成(b)及(d)的半导体装置，具备构成(b1)及(c1)的半导体装置。更优选具备构成(a2)及(b2)的半导体装置、具备构成(a2)及(d2)的半导体装置、具备构成(a2)及(c2)的半导体装置、具备构成(b2)及(d2)的半导体装置、具备构成(b2)及(c2)的半导体装置。进一步优选具备构成(a3)及(b3)的半导体装置、具备构成(a3)及(d3)的半导体装置、具备构成(a3)及(c3)的半导体装置、具备构成(b3)及(d3)的半导体装置、具备构成(b3)及(c3)的半导体装置。
作为这样的半导体装置可以举出如，以倒装芯片粘结料将半导体芯片连接到形成于电路板或玻璃上的配线后，再以本发明的密封用环氧树脂成形材料密封而得到的COB(Chip On Board)、COG(Chip On Glass)等裸片安装半导体装置；以倒装芯片粘结料将半导体芯片、晶体管、二极管、闸流晶体管等有源元件和/或电容器、电阻器、线圈等无源元件连接到形成于电路板或玻璃上的配线上，再以本发明的密封用环氧树脂成形材料密封而得到的混合IC；将半导体芯片搭载于形成MCM(多芯片模块)母板连接用端子的内插衬底上，再以凸块连接半导体芯片与形成于内插衬底上的配线后，以本发明的密封用环氧树脂成形材料密封半导体芯片搭载侧而得到的BGA(球栅阵列封装)、CSP(芯片尺寸封装)、MCP(多芯片封装)等。另外，该半导体装置可以是在安装衬底上以重叠方式搭载两个或以上元件的层叠(层积)型封装体，或一起以密封用环氧树脂成形材料密封两个或以上元件的一次成形型封装体。
(半导体装置的实施方式2)
所使用的密封用环氧树脂成形材料优选本发明的密封用环氧树脂成形材料。即，至少含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料中，优选所使用的密封用环氧树脂成形材料符合以下条件中的至少一个条件：密封用环氧树脂成形材料基于TMA法的玻璃化温度为150℃或以上，基于JIS-K6911的弯曲弹性率为19GPa或以下，基于JIS-K6911的成形收缩率为0.2％或以下。更优选符合两个或以上的条件，尤其优选三个条件全部符合。从翘曲度的观点来说，玻璃化温度优选160℃或以上，更优选170℃或以上。低于150℃时存在翘曲度增大的倾向。从翘曲度的观点来说，弯曲弹性率优选18.5GPa或以下，更优选18GPa或以下。超过19GPa时存在翘曲度增大的倾向。另外，从翘曲度的观点来说，成形收缩率优选0.18％或以下，更优选0.15％或以下。超过0.2％时存在翘曲度增大的倾向。
使用上述密封用环氧树脂成形材料密封的半导体装置的翘曲度优选5.0mm或以下，更优选2.0mm或以下，尤其优选1.5mm或以下。超过5.0mm时，对于一次成形方式的半导体装置而言，会有损于切割半导体装置单片时及安装电路板时的作业。
作为安装衬底并无特别限制，例如可以举出有机衬底、有机薄膜、陶瓷衬底、玻璃衬底等内插衬底、液晶用玻璃衬底、MCM(多芯片模块)用衬底、混合IC用衬底等。
作为本发明的半导体装置，优选具备一种或以上各自规定为给定值的以下构成：(a)倒装芯片的凸块高度、(b)倒装芯片的凸块间距、(c)半导体芯片的面积、(d)密封材料的总厚度、(e)倒装芯片的凸块数及(g)一次成形方式的密封材料成形面积。
具体而言，优选具备一种或以上下列(a1)～(g1)的构成。
这里，本发明的“密封材料的总厚度”对于底部填充型来说是指凸块高度。
(a1)倒装芯片的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(e1)倒装芯片的凸块数为100个或以上；
(g1)一次成形方式的密封材料成形面积为3000mm2或以上。
更优选具备一种或以上下列(a2)～(g2)的构成。
(a2)倒装芯片的凸块高度为100μm或以下；
(b2)倒装芯片的凸块间距为400μm或以下；
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(e2)倒装芯片的凸块数为150个或以上；
(g2)一次成形方式的密封材料成形面积为5000mm2或以上。
尤其优选具备一种或以上下列(a3)～(g3)的构成。
(a3)倒装芯片的凸块高度为80μm或以下；
(b3)倒装芯片的凸块间距为300μm或以下；
(c3)半导体芯片的面积为80mm2或以上；
(d3)密封材料的总厚度为1.0mm或以下；
(e3)倒装芯片的凸块数为200个或以上；
(g3)一次成形方式的密封材料成形面积为7000mm2或以上。
下面将举出优选的实施方式说明半导体装置，但尤其优选以如下组合具备下列(a)～(g)构成的半导体装置。
从填充性的观点来说，优选具备构成(a)及构成(b)中的至少一方的半导体装置。更具体而言，优选具备构成(a1)及(b1)的半导体装置、具备构成(a1)及(d1)的半导体装置、具备构成(a1)及(c1)的半导体装置、具备构成(b)及(d)的半导体装置、具备构成(b1)及(c1)的半导体装置。更优选具备构成(a2)及(b2)的半导体装置、具备构成(a2)及(d2)的半导体装置、具备构成(a2)及(c2)的半导体装置、具备构成(b2)及(d2)的半导体装置、具备构成(b2)及(c2)的半导体装置。尤其优选具备构成(a3)及(c3)的半导体装置、具备构成(a3)及(d3)的半导体装置、具备构成(a3)及(c3)的半导体装置、具备构成(b3)及(d3)的半导体装置、具备构成(b3)及(c3)的半导体装置。
另外，从翘曲度的观点来说，优选具备构成(c)、构成(d)及构成(g)中的至少一个的半导体装置。更具体而言，优选具备构成(c1)及(g1)的半导体装置、具备构成(c1)及(d1)的半导体装置、具备构成(d1)及(g1)的半导体装置。更优选具备构成(c2)及(g2)的半导体装置、具备构成(c2)及(d2)的半导体装置、具备构成(d2)及(g2)的半导体装置。尤其优选具备构成(c3)及(g3)的半导体装置、具备构成(c3)及(d3)结构的半导体装置、具备构成(d3)及(g3)的半导体装置。
实施例
下面表示本发明的实施例，但本发明的范围并非限于这些实施例。另外，在无特别说明的情况下，各密封用环氧树脂成形材料及半导体装置的评价是基于后面所述的评价方法进行。
实施例A
(实施例A1～A7、比较例A1～A6)
以表1～表3所示混合组成预混(干混)各材料后，以辊表面温度约80℃的双轴辊磨机混练10分钟，接着冷却粉碎，得到实施例A1～A7及比较例A1～A6的各密封用环氧树脂成形材料A1～A13。这里，表中的组成为重量份。
(A)环氧树脂
所使用的联苯型环氧树脂为ジヤパンエポキシレジン社制造的制品名为エピコ一トYH-4000H(环氧当量196，熔点106℃)的物质，溴化环氧树脂为住友化学公司制造的制品名为ESB-400(环氧当量400，溴含量49％的表双型(エピビス型)环氧树脂，2，2′-双(4-羟基-3，5-二溴苯基)丙烷由表氯醇的二缩水甘油醚化改性物)的物质。
(B)固化剂
所使用的(B)固化剂为，羟基当量156、软化点73℃的由下列结构式(XXII)所示的苯酚-苯甲醛-苯二甲基二甲醇盐缩聚物(住金ケミカル公司制品名HE510-05)，以及羟基当量100、软化点83℃的由下列结构式(XXIII)所示的苯酚-羟基苯甲醛树脂(明和化成公司制品名MEH-7500-3S)。
(式中，n为0～8的正数。)
(式中，n为0～8的正数。)
利用转移成形机，以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件将所得合计13种的成形材料各自成形，再以螺旋流动、凝胶时间试验评价。
[制作半导体装置A1(倒装芯片BGA)]
接着，使用密封用环氧树脂成形材料A1～A13制作实施例A1～A7及比较例A1～A6的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例A1～A7(表)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体芯片搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵22mm×横14mm×厚0.3mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵9mm×横8mm×厚0.4mm(面积72mm2)、凸块径145μm、凸块间距200μm、凸块数160个的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为100μm。接着使用密封用环氧树脂成形材料1～7，把半导体元件搭载面以纵22mm×横14mm×厚0.7mm的尺寸用上述条件进行真空转移成形，得到实施例1～7的倒装芯片BGA装置。
比较例A1～A6(表)：除了使用密封用环氧树脂成形材料A8～A13外，其它与实施例A1～A7同样地进行，制作比较例A1～A6的半导体装置。
[制作半导体装置A2(倒装芯片BGA)]
接着，使用密封用环氧树脂成形材料A1～A13，制作实施例A1～A7及比较例A1～A6的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例A1～A7(表)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵22mm×横14mm×厚0.3mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵6mm×横5mm×厚0.4mm(面积30mm2)、凸块径300μm、凸块间距490μm，凸块数120个的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为260μm。接着使用密封用环氧树脂成形材料1～7，把半导体元件搭载面以纵22mm×横14mm×厚1.2mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例的倒装芯片BGA装置。
比较例A1～A6(表)：除了使用密封用环氧树脂成形材料A8～A13外，其它与实施例A1～A7相同地进行，制作比较例A1～A6的半导体装置。
[制作半导体装置A3(倒装芯片BGA)]
接着，使用密封用环氧树脂成形材料A1～A13，制作实施例A1～A7及比较例A1～A6的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例A1～A7(表)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵22mm×横14mm×厚0.3mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵5mm×横4mm×厚0.4mm(面积20mm2)、凸块径390μm、凸块间距700μm、凸块数40个的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为350μm。接着，使用密封用环氧树脂成形材料1～7，把半导体元件搭载面以纵22mm×横14mm×厚2.5mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例1～7的倒装芯片BGA装置。
比较例A1～A6(表)：除了使用密封用环氧树脂成形材料8～13外，其它与实施例A1～A7同样地进行，制作比较例A1～A6的半导体装置。
由下列试验评价所得实施例A1～A7及比较例A1～A6的半导体装置。结果如表2～表3所示。
表1
| 项目 | 填充剂A | 填充剂B | 填充剂C | 填充剂D | 填充剂E | 填充剂F | 填充剂G | |
| 粒度分布(累积重量％) | ～1gm | 11 | 11 | 27 | 27 | 10 | 10 | 11 |
| ～2μm | 20 | 20 | 38 | 42 | 20 | 21 | 25 | |
| ～4μm | 30 | 30 | 45 | 54 | 29 | 31 | 41 | |
| ～6μm | 37 | 36 | 50 | 63 | 34 | 37 | 52 | |
| ～12μm | 50 | 53 | 73 | 86 | 45 | 48 | 82 | |
| ～24μm | 71 | 75 | 87 | 96 | 61 | 68 | 100 | |
| ～32μm | 81 | 83 | 93 | 100 | 72 | 80 | 100 | |
| ～48μm | 95 | 96 | 98 | 100 | 86 | 94 | 100 | |
| ～64μm | 100 | 100 | 100 | 100 | 92 | 97 | 100 | |
| ～96μm | 100 | 100 | 100 | 100 | 98 | 100 | 100 | |
| 平均粒径 | μm | 12 | 11 | 6 | 3 | 18 | 15 | 6 |
| 比表面积 | m2/g | 3.5 | 3.3 | 4.0 | 3.5 | 3.5 | 3.8 | 2.7 |
| 最大粒径 | μm | 63 | 53 | 53 | 30 | 105 | 75 | 30 |
| 20μm或以上填充材料量 | wt％ | 33 | 30 | 15 | 5 | 43 | 37 | 4 |
表2
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 树脂No. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 环氧树脂 | YX-4000H | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 |
| *1 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
| 固化剂 | 结构式(XXII) | 75 | 75 | 75 | 75 | - | - | - |
| 结构式(XXIII) | - | - | - | - | 50 | 50 | 50 | |
| 固化促进剂 | *2 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 偶合剂 | *3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 三氧化锑 | Sb2O3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 脱模剂 | 巴西棕榈蜡 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 着色剂 | 碳黑 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 填充剂 | A | 1850 | - | - | - | - | - | - |
| B | - | 1850 | - | - | 1320 | - | - | |
| C | - | - | 1850 | - | - | 1320 | - | |
| D | - | - | - | 1400 | - | - | 1179 | |
| E | - | - | - | - | - | - | - | |
| F | - | - | - | - | - | - | - | |
| G | - | - | - | - | - | - | - | |
| 螺旋流动 | cm | 105 | 115 | 95 | 100 | 160 | 145 | 130 |
| 凝胶时间 | sec | 38 | 43 | 42 | 45 | 50 | 50 | 52 |
| 溢料 | - | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 空隙产生量 | 半导体装置1 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 |
| 半导体装置2 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | |
| 半导体装置3 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | |
*1：2，2-双(4-羟基-3，5-二溴苯基)丙烷的表氯醇的醚改性物
*2：三苯基膦与苯醌的加成物
*3：γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷
表3
| 项目 | 比较例A1 | 比较例A2 | 比较例A3 | 比较例A4 | 比较例A5 | 比较例A6 | |
| 树脂No. | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
| 环氧树脂 | YX-4000H | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 |
| *1 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
| 固化剂 | 结构式(XXII) | 75 | 75 | 75 | - | - | - |
| 结构式(XXIII) | - | - | - | 50 | 50 | 50 | |
| 固化促进剂 | *2 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 偶合剂 | *3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 二氧化锑 | Sb2O3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 脱模剂 | 巴西棕榈蜡 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 着色剂 | 碳黑 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 填充剂 | A | - | - | - | - | - | - |
| B | - | - | - | - | - | - | |
| C | - | - | - | - | - | - | |
| D | - | - | - | - | - | - | |
| E | 1850 | - | - | 1320 | - | - | |
| F | - | 1850 | - | - | 1320 | - | |
| G | - | - | 1400 | - | - | 1179 | |
| 螺旋流动 | cm | 95 | 100 | 75 | 150 | 160 | 105 |
| 凝胶时间 | sec | 37 | 38 | 42 | 49 | 50 | 50 |
| 溢料 | - | 良好 | 良好 | NG | 良好 | 良好 | NG |
| 空隙产生量 | 半导体装置1 | 20/20 | 10/20 | 15/20 | 20/20 | 8/20 | 11/20 |
| 半导体装置2 | 15/20 | 0/20 | 0/20 | 13/20 | 0/20 | 0/20 | |
| 半导体装置3 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | |
*1：2，2-双(4-羟基-3，5-二溴苯基)丙烷的由表氯醇的醚改性物
*2：三苯基膦与苯醌的加成物
*3：γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷
[评价方法]
(1)螺旋流动(流动性指数)
利用依据EMMI-1-66的螺旋流动测定用模具成形后，求出流动距离。
(2)凝胶时间
利用JSR制Curelasto meter加硫试验机，在试样3g、温度180℃条件下，测定扭矩曲线至上升的时间(s)。
(3)空隙产生量
利用超声波探查映像装置(日立建机公司制HYE-HOCUS型)透视观察半导体装置，观察有无直径0.1mm或以上的空隙产生，再以产生空隙半导体装置数/试验半导体装置数来评价。
(4)溢料
利用设有比釜还厚10μm的缝隙的模具成形后，以游标卡尺求出缝隙内流出的溢料长度。另外，设定缝隙内溢料长度低于10μm为良好，10μm或以上为NG。
本发明倒装芯片安装用的密封用环氧树脂成形材料具有作为底部填料所要求的高填充性，且空隙等成形不良情况较少，因此其工业价值甚大。
实施例B
[制作密封用环氧树脂成形材料]
以表4、表5所示的重量份添加下列成分，再以混练温度80℃、混练时间10分的条件进行辊磨机混练，得到密封用环氧树脂成形材料B1～B19。
(环氧树脂)
所使用的环氧树脂为，环氧当量196、熔点106℃的联苯型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トYX-4000H)；环氧当量186、熔点75℃的双酚F型环氧树脂(新日铁化学株式会社制商品名YSLV-80XY)；环氧当量210、熔点120℃的芪型环氧树脂(住友化学工业株式会社制商品名ESLV-210)；环氧当量245、熔点110℃的含硫原子环氧树脂(新日铁化学株式会社制商品名YSLV-120TE)；环氧当量170、软化点60℃、150℃的熔触粘度2.4泊的三苯酚甲烷型环氧树脂1(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トE1032H>；环氧当量170、软化点70℃、150℃的熔融粒度3.1泊的三苯酚甲烷型环氧树脂2(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トE1032H)；环氧当量195、软化点65℃的邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(住友化学工业株式会社制商品名ESCN-190)。
(固化剂)
所使用的固化剂为，软化点70℃、羟基当量175的苯酚-芳烷基树脂(三井化学株式会社制商品名ミレックスXL-225)；软化点80℃、羟基当量199的联苯型酚醛树脂(明和化成株式会社制商品名MEH-7851)；软化点83℃、羟基当量103、150℃的熔融粘度1.3泊的三苯酚甲烷型环氧树脂1(明和化成制商品名MEH-7500-3S)；软化点101℃、羟基当量101、150℃的熔融粘度3.0泊的三苯酚甲烷型环氧树脂2(明和化成制商品名MEH-7500-SS)；软化点80℃、羟基当量106的苯酚酚醛清漆树脂(明和化成株式会社制商品名H-1)。
(固化促进剂)
所使用的固化促进剂为三苯基膦与对苯醌的加成物(固化促进剂)，偶合剂为含仲氨基的硅烷偶合剂(γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷(苯胺基硅烷))、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(环氧硅烷)。
(阻燃剂)
所使用的阻燃剂为，芳香族缩合磷酸酯(大八化学制商品名PX-200)；三苯基膦氧化物；タテホ化学制复合金属氢氧化物エコ一マグZ-10；三氧化锑；环氧当量375、软化点80℃、溴含量48重量％的双酚A型溴化环氧树脂(住友化学工业株式会社制商品名ESB-400T)。
(无机填充剂)
所使用的无机填充剂为，平均粒径6.7μm、比表面积3.0m2/g的球状熔融硅石1；平均粒径8.8μm，比表面积4.6m2/g的球状熔融硅石2；平均粒径12.5μm、比表面积3.2m2/g的球状熔融硅石3；平均粒径6.0μm、比表面积2.7m2/g的球状熔融硅石4；平均粒径17μm，比表面积3.8m2/g的球状熔融硅石5；平均粒径0.8μm、比表面积6.3m2/g的球状熔融硅石6。
(其它添加剂)
所使用的其它添加剂为巴西棕榈蜡(クラリアント公司制)及碳黑(三菱化学株式会社制商品名MA-100)。
表4密封用环氧树脂成形材料的混合组成1
| 混合成分 | 实施例用密封用环氧树脂成形材料B | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 联苯型环氧树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 85 |
| 双酚F型环氧树脂 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | - |
| 芪型环氧树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 含硫原子环氧树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 三苯酚甲烷型环氧树脂1 | 75 | 75 | 75 | 75 | 75 | 75 | - | 75 | 75 | - |
| 三苯酚甲烷型环氧树脂2 | - | - | - | - | - | - | 75 | - | - | - |
| 邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 溴化环氧树脂 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 苯酚-芳烷基树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 联苯型酚醛树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 三苯酚甲烷型酚醛树脂1 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | - | 55 | 49 |
| 三苯酚甲烷型酚醛树脂2 | - | - | - | - | - | - | - | 55 | - | - |
| 苯酚酚醛清漆树脂 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 固化促进剂 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
| 芳香族缩合磷酸酯 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 三苯基膦氧化物 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 复合金属氢氧化物 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 三氧化锑 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 苯胺基硅烷 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | - | 4.5 |
| 环氧硅烷 | - | - | - | - | - | - | - | - | 4.5 | - |
| 球状熔融硅石1 | 868 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石2 | - | 868 | - | - | - | - | 868 | 868 | 868 | 933 |
| 球状熔融硅石3 | - | - | 868 | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石4 | - | - | - | 868 | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石5 | - | - | - | - | 868 | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石6 | - | - | - | - | - | 868 | - | - | - | - |
| 巴西棕榈蜡 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 碳黑 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 无机填充剂量(重量％) | 83 | 83 | 83 | 83 | 83 | 83 | 83 | 83 | 83 | 84 |
表5密封用环氧树脂成形材料的混合组成2
| 混合成分 | 实施例用密封用环氧树脂成形材料B | ||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | |
| 联苯型环氧树脂 | - | - | - | 85 | - | - | - | - | - |
| 双酚F型环氧树脂 | 85 | - | - | - | - | 100 | 10 | 10 | 10 |
| 芪型环氧树脂 | - | 85 | - | - | - | - | - | - | - |
| 含硫原子环氧树脂 | - | - | 85 | - | - | - | - | - | - |
| 三苯酚甲烷型环氧树脂1 | - | - | - | - | - | - | 90 | 90 | 90 |
| 三苯酚甲烷型环氧树脂2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂 | - | - | - | - | 85 | - | - | - | - |
| 溴化环氧树脂 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | - | - | - | - |
| 苯酚-芳烷基树脂 | - | - | - | 83 | - | - | - | - | - |
| 联苯型酚醛树脂 | - | - | - | - | - | 107 | - | - | - |
| 三苯酚甲烷型酚醛树脂1 | 51 | 46 | 40 | - | - | - | 60 | 60 | 60 |
| 三苯酚甲烷型酚醛树脂2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 苯酚酚醛清漆树脂 | - | - | - | - | 50 | - | - | - | - |
| 固化促进剂 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 2.0 | 3.5 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 芳香族缩合磷酸酯 | - | - | - | - | - | - | 35 | - | - |
| 三苯基膦氧化物 | - | - | - | - | - | - | - | 35 | - |
| 复合金属氢氧化物 | - | - | - | - | - | - | - | - | 150 |
| 三氧化锑 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 苯胺基硅烷 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
| 环氧硅烷 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石2 | 951 | 922 | 890 | 1121 | 613 | 1756 | 1076 | 1076 | 757 |
| 球状熔融硅石3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 球状熔融硅石6 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 巴西棕榈蜡 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 碳黑 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| 无机填充剂量(重量％) | 84 | 84 | 84 | 84 | 78 | 88 | 83 | 83 | 83 |
以表3、表4所示试验项目(螺旋流动、圆板流动、热时硬度、阻燃性)评价所得密封用环氧树脂成形材料B1～B19的特性。结果如表6、表7所示。
表6密封用环氧树脂成形材料的特性1
| 特性 | 实施例用密封用环氧树脂成形材料B | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 螺旋流动(cm) | 171 | 175 | 174 | 100 | 175 | 68 | 113 | 107 | 166 | 232 |
| 动板流动(mm) | 121 | 130 | 127 | 76 | 127 | 56 | 88 | 81 | 102 | 125 |
| 热时硬度(Shore D) | 77 | 77 | 78 | 77 | 78 | 76 | 82 | 83 | 76 | 82 |
| UL-94试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
表7密封用环氧树脂成形材料的特性2
| 特性 | 实施例用密封用环氧树脂成形材料B | ||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | |
| 螺旋流动(cm) | 237 | 229 | 225 | 206 | 145 | 118 | 180 | 178 | 117 |
| 圆板流动(mm) | 127 | 115 | 113 | 110 | 100 | 95 | 133 | 132 | 92 |
| 热时硬度(Shore D) | 80 | 83 | 79 | 73 | 83 | 75 | 70 | 71 | 78 |
| UL-94试验 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
[制作半导体装置B1(倒装芯片BGA)]
接着，使用密封用环氧树脂成形材料B1～B19，制作实施例B1～B16及比较例B1～B3的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，以模具温度165℃、成形压力9.8MPa、真空度530Pa、固化时间90秒的条件成形后，以165℃后固化5小时。
实施例B1～B16(表8、表9)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵40mm×横40mm×厚1.3mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵9mm×横8mm×厚0.4mm(面积72mm2)、凸块径145μm、凸块间距200μm的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为100μm。接着，使用密封用环氧树脂成形材料B1～B3及B7～B19，把半导体元件搭载面以纵12mrm×横12mm×厚0.7mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例B1～B16的倒装芯片BGA装置。
比较例B1～B3(表12)：除了使用密封用环氧树脂成形材料4～6外，其它与实施例B1～B16同样地进行，制作比较例B 1～B3的半导体装置。
[制作半导体装置B2(倒装芯片BGA)]
接着，使用密封用环氧树脂成形材料B1～B19，制作实施例B17～B32及比较例B4～B6的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度165℃、成形压力9.8MPa、真空度530Pa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例17～32(表10、表11)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板、日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵40mm×横40mm×厚1.3mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵6mm×横5mm×厚0.4mm(面积30mm2)、凸块径175μm、凸块间距400μm的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为120μm。接着使用密封用环氧树脂成形材料B1～B3及B7～B19，把半导体元件搭载面以纵12mm×横12mm×厚1.2mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例B17～B32的倒装芯片BGA装置。
比较例B4～B6(表13)：除了使用密封用环氧树脂成形材料4～6外，其它与实施例B17～B32同样地进行，制作比较例B4～B6的半导体装置。
[制作半导体装置B3(倒装芯片BGA)]
使用密封用环氧树脂成形材料B1～B19，制作比较例B7～B25的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度165℃、成形压力9.8MPa，真空度530Pa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
比较例7～25(表14、表15)：在绝缘底基材(玻璃布-半导体装置层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵40mm×横40mm×厚1.3mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵5mm×横4mm×厚0.4mm(面积20mm2)、凸块径250μm、凸块间距700μm的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为180μm。接着使用密封用环氧树脂成形材料1～19，把半导体元件搭载面以纵12mm×横12mm×厚2.5mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到比较例B7～B25的倒装芯片BGA装置。
进行所得实施例B1～B32及比较例B1～B25的半导体装置的空隙生成量试验以评价，评价结果如表8～表15所示。
表8半导体装置的评价结果1(半导体装置B1)
| 特性 | 实施例B | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 1 | 2 | 3 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 空隙生成量 | 2/20 | 0/20 | 2/20 | 3/20 | 4/20 | 3/20 | 0/20 | 0/20 | 1/20 |
表9半导体装置的评价结果2(半导体装置B1)
| 特性 | 实施例B | ||||||
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 空隙生成量 | 0/20 | 0/20 | 2/20 | 2/20 | 0/20 | 0/20 | 3/20 |
表10半导体装置的评价结果3(半导体装置B2)
| 特性 | 实施例B | ||||||||
| 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 1 | 2 | 3 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 空隙生成量 | 1/20 | 0/20 | 1/20 | 3/20 | 3/20 | 2/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 |
表11半导体装置的评价结果4(半导体装置B2)
| 特性 | 实施例B | ||||||
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 空隙生成量 | 0/20 | 0/20 | 1/20 | 1/20 | 0/20 | 0/20 | 2/20 |
表12半导体装置的评价结果5(半导体装置B1)
| 特性 | 比较例B | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 4 | 5 | 6 |
| 空隙生成量 | 11/20 | 未填充 | 18/20 |
表13半导体装置的评价结果6(半导体装置B2)
| 特性 | 比较例B | ||
| 4 | 5 | 6 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 4 | 5 | 6 |
| 空隙生成量 | 8/20 | 未填充 | 10/20 |
表14半导体装置的评价结果7(半导体装置B3)
| 特性 | 比较例B | |||||||||
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 空隙生成量 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 2/20 | 3/20 | 2/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 |
表15半导体装置的评价结果8(半导体装置B3)
| 特性 | 比较例B | ||||||||
| 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 空隙生成量 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 0/20 |
[评价可靠性]
实施例B33～B48(表16、表17)、比较例B26～B28(表17)：
接着，使用密封用环氧树脂成形材料B1～B19评价各种可靠性(耐再流性、耐湿性、高温放置特性)。评价结果如表16、表17所示。另外，评价时使用通过与上述相同的条件制作的半导体装置2。
表16可靠性1(半导体装置B2)
| 特性 | 实施例B | |||||||||
| 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 1 | 2 | 3 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 耐再流性 72h96h168h336h | 0/50/51/53/5 | 0/50/52/53/5 | 0/50/51/54/5 | 0/51/53/55/5 | 0/51/55/55/5 | 0/50/50/53/5 | 0/50/50/52/5 | 0/50/50/52/5 | 0/50/50/52/5 | 0/50/50/50/5 |
| 耐湿性 100h300h500h1000h | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 |
| 高温放置特性 100h300h500h1000h | 0/100/102/1010/10 | 0/100/102/1010/10 | 0/100/103/1010/10 | 0/100/101/107/10 | 0/100/102/107/10 | 0/100/108/1010/10 | 0/100/105/1010/10 | 0/100/106/1010/10 | 0/100/103/108/10 | 0/100/105/1010/10 |
表17可靠性2(半导体装置B2)
| 特性 | 实施例B | 比较例B | |||||||
| 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 26 | 27 | 28 | |
| 密封用环氧树脂成形材料B | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 4 | 5 | 6 |
| 耐再流性 72h96h168h336h | 0/50/50/50/5 | 3/55/55/55/5 | 0/50/50/50/5 | 0/50/50/51/5 | 0/50/50/52/5 | 0/50/53/55/5 | 0/52/54/55/5 | 5/55/55/55/5 | 0/54/55/55/5 |
| 耐湿性 100h300h500h1000h | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/102/105/10 | 0/100/100/102/10 | 0/100/100/100/10 | 3/105/108/1010/10 | 10/1010/1010/1010/10 | 5/108/1010/1010/10 |
| 高温放置特性 100h300h500h1000h | 0/102/108/1010/10 | 0/50/53/55/5 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/102/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/100/100/10 | 0/100/103/109/10 | 0/100/102/1010/10 | 0/100/102/1010/10 |
用不含平均粒径为15μm或以下且比表面积为3.0～6.0m2/g的(C)无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料B4～B6密封的比较例B1～B6的半导体装置，会产生大量空隙及未填充情况，填充性差。另外，比较例B26～B28的半导体装置会降低耐再流性及耐湿性。
相对来说，以含(A)～(C)成分的密封用环氧树脂成形材料B1～B3、B7～B19密封的实施例B1～B32的半导体装置则都是产生空隙少，填充性优良。另外，实施例B33～B48的半导体装置具有优良的耐再流性及耐湿性。
就半导体装置不具备一种或以上的本发明构成(a)～(b)的比较例B7～B25的半导体装置而言，空隙生成量也少，填充性优良，密封用环氧树脂成形材料B1～B3、B7～B19与密封用环氧树脂成形材料B4～B6之间无优势差。
另外，以不含阻燃剂的密封用环氧树脂成形材料B16及含非卤系阻燃剂的密封用环氧树脂成形材料B17～B19密封的实施例B45～B48则具有优良的高温放置特性。
因实施例A的倒装芯片安装用的密封用环氧树脂成形材料具有作为底部填料所要求的高填充性，空隙等成形不良情况少，并且耐再流性、耐湿性等可靠性也优异，因此其工业价值甚大。
[评价方法]
(1)螺旋流动
使用基于EMMI-1-66的螺旋流动测定用模具，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa，固化时间90秒的条件使密封用环氧树脂成形材料成形后，求出流动距离(cm)。
(2)圆板流动
使用具有200mm(W)×200mm(D)×25mm(H)的上模及200mm(W)×200mm(D)×15mm(H)的下模的圆板流动测定用平板模具，将加热至180℃的精确称量的试样(密封用环氧树脂成形材料)5g置于下模中心部，5秒后合上加热至180℃的上模，再以荷重78N、固化时间90秒的条件压缩成形，用游标卡尺测定成形品的长径(mm)及短径(mm)，设定其平均值(mm)为圆板流动。
(3)热时硬度
以上述条件使密封用环氧树脂成形材料成形为直径50mm×厚3mm的圆板后，马上以肖氏D型硬度计测定。
(4)阻燃性
使用成形厚1/16英寸的试验片的模具，以上述条件使密封用环氧树脂成形材料成形后，以180℃后固化5小时，再以UL-94试验法评价阻燃性。
(5)空隙生成量
利用超声波探查映像装置(日立建机公司制HYE-HOCUS型)透视观察半导体装置，观察有无产生直径0.1mm或以上的空隙，再以产生空隙半导体装置数/试验导体装置数来评价。
(6)耐再流性
以85℃、85％RH的条件将各种半导体装置3加湿后，每隔一定时间以260℃、10秒的条件进行再流处理，并观察有无裂缝，以相对于试验封装体数(5)的产生裂缝封装体数来评价。
(7)耐湿性对各种半导体装置3进行前处理后加湿，每隔一定时间检查因铝配线腐蚀而造成的断线不良情况，以相对于试验封装体数(10)的不良封装体数来评价。
这里，前处理方法为，以85℃、85％RH、72小时的条件将扁平封装体加湿后，进行215℃、90秒的汽相再流处理。其后以0.2MPa、121℃的条件加湿。
(8)高温放置特性
将各种半导体装置3保管于200℃的高温槽中，每隔一定时间取出进行导通试验，以相对于试验封装体数(10)的导通不良封装体数评价高温放置特性。
实施例C
[制作密封用环氧树脂成形材料]
以表18所示重量份混合下列各成分后，以混练温度80、混练时间10分钟的条件进行辊磨机混练，得到实施例C1～C4及比较例C1～C4的密封用环氧树脂成形材料。
(环氧树脂)
环氧树脂A：环氧当量196，熔点106℃的联苯型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トYX-4000H)
环氧树脂B：环氧当量176，熔点125℃的联苯型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トYL-6121H)
环氧树脂C：软化点60℃，150℃的熔融粘度2.4泊的三苯酚甲烷型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トE1032H)
环氧树脂D：环氧当量186，熔点75℃的双酚F型环氧树脂(新日铁化学株式会社制商品名YSLV-80XY)
(固化剂)
酚醛树脂A：羟基当量103，150℃的熔融粘度1.3泊的三苯酚甲烷型酚醛树脂(明和化成制商品名MEH-7500-3S)
酚醛树脂B：软化点80℃，羟基当量106的苯酚酚醛清漆树脂(明和化成株式会社制商品名H-1)
(固化促进剂)
固化促进剂A：三苯基膦与对苯醌的加成物
固化促进剂B：三(4-甲基苯基)膦与对苯醌的加成物
(脱模剂)
脱模剂A：聚乙烯蜡(クラリアント公司制)
脱模剂B：褐煤酸酯(クラリアント公司制)
(阻燃剂)
阻燃剂：环氧当量375，软化点80℃，溴含量48重量％的双酚A型溴化环氧树脂(住友化学工业株式会社制商品名ESB-400T)阻燃助剂：三氧化锑
(着色剂)
碳黑：碳黑(三菱化学株式会社制商品名MA-100)
(其它添加剂)
添加剂A：聚醚改性硅油(道康宁东丽有机硅公司制)
添加剂B：环氧改性硅油(道康宁东丽有机硅公司制)
添加剂C：水滑石
添加剂D：氢氧化铋
(偶合剂)
偶合剂A：γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷(苯胺基硅烷)
偶合剂B：甲基三甲氧基硅烷
偶合剂C：γ-巯基丙基三甲氧基硅烷
偶合剂D：γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(环氧硅烷)
(无机填充剂)
熔融硅石：全部是球状熔融硅石
表18
| 实施例C | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 环氧树脂A | 6.06 | 5.96 | 5.06 | |||||
| 环氧树脂B | 6.84 | 6.97 | 6.26 | |||||
| 环氧树脂C | 5.41 | 6.74 | ||||||
| 环氧树脂D | 2.25 | 0.90 | ||||||
| 酚醛树脂 | 3.60 | 4.42 | 4.51 | 4.87 | 3.54 | 3.54 | 4.95 | 4.07 |
| 固化促进剂 | 0.32 | 0.24 | 0.25 | 0.18 | 0.32 | 0.16 | 0.16 | 0.18 |
| 脱模剂 | 0.32 | 0.14 | 0.33 | 0.15 | 0.32 | 0.06 | 0.15 | 0.12 |
| 阻燃剂 | 1.07 | 1.2 | 1.23 | 1.35 | 1.05 | 0.56 | 1.35 | 1.10 |
| 阻燃肋剂 | 1.07 | 1.2 | 1.23 | 1.35 | 1.05 | 0.34 | 1.35 | 1.10 |
| 碳黑 | 0.36 | 0.24 | 0.25 | 0.27 | 0.35 | 0.15 | 0.27 | 0.22 |
| 添加剂 | 1.72 | 1.93 | 1.97 | 1.71 | 1.68 | 0.06 | 2.16 | 1.76 |
| 偶合剂A*1 | 0.31 | 0.35 | 0.17 | 0.19 | 0.47 | 0.39 | 0.32 | |
| 偶合剂B*2 | 0.21 | 0.24 | 0.12 | 0.14 | 0.32 | 0.25 | 0.27 | 0.22 |
| 偶合剂C*3 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| 偶合剂D*4 | 0.37 | |||||||
| 熔融硅石A*5 | 76.46 | 76.48 | 80.46 | |||||
| 熔融硅石B*6 | 66.52 | 66.50 | 65.35 | |||||
| 熔融硅石C*7 | 56.92 | |||||||
| 熔融硅石D*8 | 76.00 | |||||||
| 熔融硅石E*9 | 8.49 | 8.47 | 8.93 | 8.47 | ||||
| 熔融硅石F*10 | 16.65 | 16.65 | 16.31 | 24.37 | ||||
| 平均粒径(μm) | 13.5 | 8.46 | 8.46 | 8.46 | 13.5 | 13.5 | 4.3 | 15.3 |
| 比表面积(m2/g) | 3.43 | 4.62 | 4.62 | 4.62 | 3.43 | 3.43 | 3.04 | 3.40 |
| 偶合剂覆盖率(％) | 0.77 | 0.65 | 0.34 | 0.375 | 1.13 | 0.86 | 1.14 | 0.79 |
| 加热减量率(质量％) | 0.185 | 0.223 | 0.142 | 0.142 | 0.279 | 0.254 | 0.216 | 0.191 |
| 空隙面积(mm2) | 0.103 | 0.124 | 0.115 | 0.110 | 0.181 | 0.146 | 0.149 | 0.175 |
式中的省略语具有如下意思。
*1：最小覆盖面积307.0m2/g；
*2：最小覆盖面积575.6m2/g；
*3：最小覆盖面积399.4m2/g；
*4：最小覆盖面积315.2m2/g；
*5：平均粒径11.7μm，比表面积3.2m2/g；
*6：平均粒径10.8μm、比表面积4.2m2/g；
*7：平均粒径9.3μm、比表面积1.6m2/g；
*8：平均粒径13.5μm、比表面积3.2m2/g；
*9：平均粒径0.6μm、比表面积5.5m2/g；
*10：平均粒径0.5μm、比表面积6.3m2/g。
(1)空隙面积评价方法
将纵9.1mm×横8.2mm×厚0.4mm(面积74.6mm2)，凸块径200μm、凸块深度135μm、凸块间距490μm的半导体元件固定于模槽中央位置，再以模具温度165℃、成形压力4.4MPa、真空度0.1MPa、模槽内填充时间7.5秒、固化时间90秒的成形条件，用密封用环氧树脂成形材料真空转移成形，得到纵14mm×横22mm×厚0.7mm的成形品。
以放大倍数X拍摄出现于所得成形品的凸块部的空隙，再由照片上的空隙面积SP及照片放大倍数，根据(xx)式算出实际的空隙面积SB。
SB＝SP/X (xx)
因本发明倒装芯片安装用的密封用环氧树脂成形材料具有作为底部填料所要求的高填充性，空隙等成形不良情况少，并且耐再流性、耐湿性等可靠性也优异，因此其工业价值甚大。
实施例D
下面将以实施例说明本发明，但本发明的范围并非限于这些实施例。另外，在未特别注明的情况下各密封用环氧树脂成形材料及半导体装置的评价是基于在后面说明的评价方法进行。
[制作密封用环氧树脂成形材料]
以表19、表20所示重量份添加下列各成分后，以混合粉供给量200Kg/h的条件捏和混练，得到密封用环氧树脂成形材料D1～13。
(环氧树脂)
所使用的环氧树脂为，环氧当量196、熔点106℃的联苯型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トYX-4000H)；环氧当量186、熔点75℃的双酚F型环氧树脂(新日铁化学株式会社制商品名YSLV-80XY)；环氧当量245、熔点110℃的含硫原子环氧树脂(新日铁化学株式会社制商品名YSLV-120TE)；环氧当量195、软化点65℃的邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(住友化学工业株式会社制商品名ESCN-190)及环氧当量170、软化点70℃、150℃的熔融粘度3.1泊的三苯酚甲烷型环氧树脂(多官能团型环氧树脂)(ジヤパンエポキシレジン株式会社制商品名エピコ一トE1032H)
(固化剂)
所使用的固化剂为，软化点70℃、羟基当量175的苯酚-芳烷基树脂(三井化学株式会社制商品名ミレツクスXL-225)，软化点80℃、羟基当量106的苯酚酚醛清漆树脂(明和化成株式会社制商品名H-1)；软化点83℃、羟基当量103的多官能团型酚醛树脂(明和化成株式会社制商品名MEH-7500-3S)。
(固化促进剂)
所使用的固化促进剂为三苯基膦与对苯醌的加成物(固化促进剂)。
(偶合剂)
所使用的偶合剂为，γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(环氧硅烷)，含仲氨基的硅烷偶合剂(γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷(苯胺基硅烷))。
(阻燃剂)
所使用的阻燃剂为，三氧化锑及软化点80℃、溴含量4.8重量％的双酚A型溴化环氧树脂(住友化学工业株式会社制商品名ESB-400T)。
(硅树脂)
所使用的硅树脂为甲基苯基硅树脂及硅橡胶。
(无机填充剂)
所使用的无机填充剂为平均粒径28μm、平均粒径20μm、平均粒径8μm、平均粒径0.5μm的球状熔融硅石。
(其它添加剂)
所使用的其它添加剂为高级脂肪酸蜡及碳黑。
表19
| 项目 | 环氧树脂成形材料D | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂 | 7.4 | 6.7 | 4.6 | ||||
| 联苯型环氧树脂 | 6.9 | 7 | 1.4 | ||||
| 含硫原子环氧树脂 | |||||||
| 多官能团型环氧树脂 | 4 | 5.5 | |||||
| 双酚F型环氧树脂 | 3.6 | 2.3 | |||||
| 双酚A型溴化环氧树脂 | 1.3 | 1.4 | 1.2 | 1.2 | 1.3 | 1.2 | 0.7 |
| 苯酚酚醛清漆树脂 | 1.8 | ||||||
| 苯酚芳烷基树脂 | 6.2 | 5.7 | 2.2 | ||||
| 多官能团型酚醛树脂 | 4.8 | 4.9 | 4.5 | 4.6 | |||
| 三苯基膦与对苯醌的加成物 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 |
| 环氧硅烷 | 0.4 | 0.4 | |||||
| 苯胺基硅烷 | 0.4 | 0.2 | 0.4 | 0.2 | 0.3 | ||
| 高级脂肪酸蜡 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 碳黑 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 |
| 三氧化锑 | 1.3 | 1.4 | 1.2 | 1.2 | 0.5 | 0.5 | 0.4 |
| 硅橡胶 | |||||||
| 甲基苯基硅树脂 | 1.3 | 1.4 | 1.2 | 1.2 | |||
| 平均粒径28μm的球状熔融硅石 | |||||||
| 平均粒径20μm的球状熔融硅石 | 75.3 | 76.5 | |||||
| 平均粒径8μm的球状熔融硅石 | 66.1 | 65.9 | 67.3 | 67.3 | 79.4 | ||
| 平均粒径0.5μm的球状熔融硅石 | 16.6 | 16.4 | 16.8 | 16.8 | 8.4 | 8.5 | 8.9 |
| 合计 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
表20
| 项目 | 环氧树脂成形材料D | |||||
| 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
| 邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂 | ||||||
| 联苯型环氧树脂 | 6.7 | 5.1 | 6.3 | 5.2 | ||
| 含硫原子环氧树脂 | 5.1 | |||||
| 多官能团型环氧树脂 | 7.6 | |||||
| 双酚F型环氧树脂 | ||||||
| 双酚A型溴化环氧树脂 | 1.2 | 0.6 | 0.9 | 1.3 | 1.1 | 0.9 |
| 苯酚酚醛清漆树脂 | ||||||
| 苯酚芳烷基树脂 | 6.6 | 4.9 | 2.9 | |||
| 多官能团型酚醛树脂 | 4.9 | 1.9 | 1.5 | |||
| 三苯基膦与对苯醌的加成物 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.2 |
| 环氧硅烷 | 0.4 | |||||
| 苯胺基硅烷 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.3 | 0.3 | |
| 高级脂肪酸蜡 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 碳黑 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.2 |
| 三氧化锑 | 0.5 | 0.3 | 0.4 | 1.3 | 1.1 | 0.9 |
| 硅橡胶 | 3.3 | 2.7 | ||||
| 甲基苯基硅树脂 | 1.3 | |||||
| 平均粒径28μm的球状熔融硅石 | 50.5 | 61.9 | 67.5 | |||
| 平均粒径20μm的球状熔融硅石 | 74.4 | 77.0 | 79.3 | |||
| 平均粒径8μm的球状熔融硅石 | 25.2 | 17.7 | 17.9 | |||
| 平均粒径0.5μm的球状熔融硅石 | 8.4 | 8.9 | 4.5 | 8.3 | 8.5 | 8.7 |
| 合计 | 100 | 100.1 | 100 | 100 | 100 | 100 |
以表中所示试验项目(螺旋流动、圆板流动、热时硬度、弯曲弹性率、成形收缩率、玻璃化温度)评价所得密封用环氧树脂成形材料D1～D13的特性。结果如表21、表22所示。
表21
| 项目 | 单位 | 环氧树脂成形材料D | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| 螺旋流动 | inch | 90 | 73 | 92 | 93 | 53 | 52 | 45 |
| 圆板流动 | mm | 125 | 107 | 117 | 114 | 79 | 92 | 88 |
| 肖氏D热时硬度 | - | 77 | 85 | 86 | 80 | 82 | 81 | 89 |
| 弯曲弹性率 | GPa | 17.8 | 18.3 | 18.5 | 18.5 | 21.6 | 22.3 | 23.8 |
| 成形收缩率 | ％ | 0.189 | 0.122 | 0.13 | 0.142 | 0.344 | 0.339 | 0.165 |
| 玻璃化温度 | ℃ | 163 | 184 | 165 | 161 | 140 | 142 | 146 |
表22
| 项目 | 单位 | 环氧树脂成形材料D | |||||
| 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | ||
| 螺旋流动 | inch | 58 | 54 | 47 | 77 | 75 | 57 |
| 圆板流动 | mm | 90 | 100 | 93 | 117 | 95 | 86 |
| 肖氏D热时硬度 | - | 84 | 81 | 80 | 84 | 75 | 82 |
| 弯曲弹性率 | GPa | 20.8 | 23.4 | 25.6 | 17.1 | 19.7 | 22.2 |
| 成形收缩率 | ％ | 0.362 | 0.169 | 0.164 | 0.177 | 0.181 | 0.145 |
| 玻璃化温度 | ℃ | 118 | 138 | 132 | 185 | 163 | 159 |
[制作半导体装置D1(倒装芯片BGA)]
接着，使用密封用环氧树脂成形材料D1～D13制作实施例D1～D10及比较例D1～D3的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例D1～D10(表23、24)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵40mm×横80mm×厚0.6mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵9mm×横8mm×厚0.4mm(面积72mm2)、凸块径145μm、凸块间距200μm，凸块数160个的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为110μm。接着，使用密封用环氧树脂成形材料D1～D4、D7及D9～D13，把半导体元件搭载面以纵30mm×横70mm×厚0.8mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例D1～D10的倒装芯片BGA装置。
比较例D1～D3(表25)：使用密封用环氧树脂成形材料D5、D6及D8，与实施例D1～D10同样地进行，制作比较例1～3的半导体装置D。
表23
| 项目 | 实施例D | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 环氧树脂成形材料D | 1 | 2 | 3 | 4 | 7 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵40mm×横80mm×厚0.6mm | ||||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||||
| 半导体元件密封外形 | 纵30mm×横70mm×厚0.8mm | ||||
表24
| 项目 | 实施例D | ||||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 环氧树脂成形材料D | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵40mm×横80mm×厚0.6mm | ||||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||||
| 半导体元件密封外形 | 纵30mm×横70mm×厚0.8mm | ||||
表25
| 项目 | 比较例D | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| 环氧树脂成形材料D | 5 | 6 | 8 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵40mm×横80mm×厚0.6mm | ||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||
| 半导体元件密封外形 | 纵30mm×横70mm×厚0.8mm | ||
[制作半导体装置D2(倒装芯片BGA)]
使用密封用环氧树脂成形材料D1～D13制作实施例D11～D20及比较例D4～D6半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例D11～D20(表26、表27)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵50mm×横100mm×厚0.6mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵9mm×横8mm×厚0.4mm(面积72mm2)、凸块径145μm、凸块间距200μm，凸块数160个的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为110μm。接着使用密封用环氧树脂成形材料D1～D4、D7及D9～D13，把半导体元件搭载面以纵40mm×横90mm×厚0.8mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例D11～D20的倒装芯片BGA装置。
比较例D4～D6(表28)：使用密封用环氧树脂成形材料D5、D6及D8，与实施例D11～D20同样地进行，制作比较例D4～D6的半导体装置。
表26
| 项目 | 实施例D | ||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| 环氧树脂成形材料D | 1 | 2 | 3 | 4 | 7 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵50mm×横100mm×厚0.6mm | ||||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||||
| 半导体元件密封外形 | 纵40mm×横90mm×厚0.8mm | ||||
表27
| 项目 | 实施例D | ||||
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| 环氧树脂成形材料D | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵50mm×横100mm×厚0.6mm | ||||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||||
| 半导体元件密封外形 | 纵40mm×横90mm×厚0.8mm | ||||
表28
| 项目 | 比较例D | ||
| 4 | 5 | 6 | |
| 环氧树脂成形材料D | 5 | 6 | 8 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵50mm×横100mm×厚0.6mm | ||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||
| 半导体元件密封外形 | 纵40mm×横90mm×厚0.8mm | ||
[制作半导体装置3(倒装芯片BGA)]
使用密封用环氧树脂成形材料D1～D13制作实施例D21～D30及比较例D7～D9的半导体装置。另外，以密封用环氧树脂成形材料密封的方法为，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时。
实施例D21～D30(表29、30)：在绝缘底基材(玻璃布-环氧树脂层积板，日立化成制造，商品名E-679)上形成微细配线图案后，将绝缘保护抗蚀剂(太阳インキ制造，商品名PSR4000AUS5)涂布于除了半导体元件搭载侧的镀金端子及反面侧的外部连接端子以外的面上，再以120℃将所得外形为纵60mm×横120mm×厚0.6mm的半导体元件搭载用衬底干燥2小时，其后根据IR再流工艺以260℃、10秒的条件对纵9mm×横8mm×厚0.4mm(面积72mm2)、凸块径145μm、凸块间距200μm、凸块数160个的半导体元件进行再流处理来安装。安装后的凸块高度为110μm。接着使用密封用环氧树脂成形材料1～4、7及9～13，把半导体元件搭载面以纵50mm×横110mm×厚0.8mm的尺寸用上述条件真空转移成形，得到实施例D21～D30的倒装芯片BGA装置。
比较例D7～D9(表31)：使用密封用环氧树脂成形材料D5、D6及D8，与实施例D21～D30同样地进行，制作比较例D7～D9的半导体装置。
表29
| 项目 | 实施例D | ||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | |
| 环氧树脂成形材料D | 1 | 2 | 3 | 4 | 7 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵60mm×横120mm×厚0.6mm | ||||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||||
| 半导体元件密封外形 | 纵50mm×横110mm×厚0.8mm | ||||
表30
| 项目 | 实施例D | ||||
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
| 环氧树脂成形材料D | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵60mm×横120mm×厚0.6mm | ||||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||||
| 半导体元件凸块间距 | 2001μm | ||||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||||
| 半导体元件密封外形 | 纵50mm×横110mm×厚0.8mm | ||||
表31
| 项目 | 比较例D | ||
| 7 | 8 | 9 | |
| 环氧树脂成形材料D | 5 | 6 | 8 |
| 半导体元件搭载用衬底外形 | 纵60mm×横120mm×厚0.6mm | ||
| 半导体元件外形 | 纵9mm×横8mm×厚0.4mm | ||
| 半导体元件凸块径 | 145μm | ||
| 半导体元件凸块间距 | 200μm | ||
| 半导体元件凸块数 | 160个 | ||
| 半导体元件密封外形 | 纵50mm×横110mm×厚0.8mm | ||
通过所得实施例D1～D30及比较例D1～D9的半导体装置的衬底翘曲量试验来评价，比较玻璃化温度、弯曲弹性率、成形收缩率、半导体元件成形时的填充性。将评价结果示于表32～35。
表32
| 项目 | 单位 | 实施例D | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 环氧树脂成形材料D | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 玻璃化温度 | ℃ | 163 | 184 | 165 | 161 | 146 | 138 | 132 | 185 | 163 | 159 |
| 弯曲弹性率 | GPa | 17.8 | 18.3 | 18.5 | 18.5 | 23.8 | 23.4 | 25.6 | 17.1 | 19.7 | 22.2 |
| 成形收缩率 | ％ | 0.189 | 0.122 | 0.130 | 0.142 | 0.165 | 0.169 | 0.164 | 0.177 | 0.181 | 0.145 |
| 衬底翘曲 | mm | 0.9 | 1.1 | 1.1 | 1.0 | 4.5 | 3.8 | 4.2 | 1.1 | 2.4 | 1.8 |
| 成形填充率 | 面积％ | 100 | 100 | 100 | 100 | 66 | 100 | 71 | 100 | 100 | 75 |
表33
| 项目 | 单位 | 实施例D | |||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | ||
| 环氧树脂成形材料D | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 玻璃化温度 | ℃ | 163 | 184 | 165 | 161 | 146 | 138 | 132 | 185 | 163 | 159 |
| 弯曲弹性率 | GPa | 17.8 | 18.3 | 18.5 | 18.5 | 23.8 | 23.4 | 25.6 | 17.1 | 19.7 | 22.2 |
| 成形收缩率 | ％ | 0.189 | 0.122 | 0.130 | 0.142 | 0.165 | 0.169 | 0.164 | 0.177 | 0.181 | 0.145 |
| 衬底翘曲 | mm | 1.5 | 1.6 | 1.4 | 1.5 | 4.9 | 4.0 | 4.8 | 1.7 | 2.8 | 2.2 |
| 成形填充率 | 面积％ | 100 | 100 | 100 | 100 | 54 | 90 | 71 | 98 | 94 | 71 |
表34
| 项目 | 单位 | 实施例D | |||||||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||
| 环氧树脂成形材料D | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 玻璃化温度 | ℃ | 163 | 184 | 165 | 161 | 146 | 138 | 132 | 185 | 163 | 159 |
| 弯曲弹性率 | GPa | 17.8 | 18.3 | 18.5 | 18.5 | 23.8 | 23.4 | 25.6 | 17.1 | 19.7 | 22.2 |
| 成形收缩率 | ％ | 0.189 | 0.122 | 0.130 | 0.142 | 0.165 | 0.169 | 0.164 | 0.177 | 0.181 | 0.145 |
| 衬底翘曲 | mm | 1.8 | 2.0 | 1.9 | 1.9 | 5.0 | 4.3 | 5.0 | 2.0 | 3.1 | 2.5 |
| 成形填充率 | 面积％ | 100 | 100 | 100 | 100 | 66 | 77 | 52 | 88 | 84 | 58 |
表35
| 项目 | 单位 | 比较例D | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 环氧树脂成形材料D | - | 5 | 6 | 8 | 5 | 6 | 8 | 5 | 6 | 8 |
| 玻璃化温度 | ℃ | 140 | 142 | 118 | 140 | 142 | 118 | 140 | 142 | 118 |
| 弯曲弹性率 | GPa | 21.6 | 22.3 | 20.8 | 21.6 | 22.3 | 20.8 | 21.6 | 22.3 | 20.8 |
| 成形收缩率 | ％ | 0.344 | 0.339 | 0.362 | 0.344 | 0.339 | 0.362 | 0.344 | 0.339 | 0.362 |
| 衬底翘曲 | mm | 10.5 | 12.8 | 8.8 | 13.6 | 15.1 | 10.2 | 15.5 | 18.0 | 12.7 |
| 戎形填充率 | 面积％ | 62 | 84 | 95 | 52 | 77 | 84 | 41 | 63 | 71 |
以不符合基于TMA法(差示膨胀方式)的玻璃化温度为150℃或以上、基于JIS K6911的弯曲弹性率为19GPa或以下、基于JIS K6911的成形收缩率为0.2％或以下的任何条件的环氧树脂成形成材料5、6及8密封的比较例1～9，衬底翘曲度都大，成形时的填充性也不好。
相对来说，以符合上述条件中至少一条件的环氧树脂成形材料1～4、7及9～10密封的实施例1～30则衬底翘曲度小，且成形时的填充性也良好。另外，以符合全部条件的环氧树脂成形材料1～4及11密封的实施例则衬底翘曲小于等于2.0mm，特别良好，并且成形时的填充性也是不产生空隙而特别良好。
[评价方法]
(1)螺旋流动
使用基于EMMI-1-66的螺旋流动测定用模具，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件将密封用环氧树脂成形材料成形，求出流动距离(inch)。
(2)圆板流动
使用具有200mm(w)×200mm(D)×25mm(H)的上模及200mm(w)×200mm(D)×15mm(H)的下模的圆板流动测定用平板模具，将精确称量的试样(密封用环氧树脂成形材料)5g置于加热至180℃的下模中心部，5秒后合上加热至180℃的上模，以荷重78N、固化时间90秒的条件压缩成形，用游标卡尺测定成形品的长径(mm)及短径(mm)，将其平均值(mm)作为圆板流动。
(3)热时硬度
以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件将密封用环氧树脂成形材料成形为直径50mm×厚3mm的圆板后，马上以肖氏D型硬度计测定。
(4)弯曲弹性率
使用基于JIS K6911的弯曲试验片成形用模具，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9GPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时，再按照JIS K6911所记载的弯曲试验法测定弯曲弹性率。
(5)成形收缩率
使用依据JIS K6911的成形收缩率测定用模具，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时，再按照JIS K6911所记载的成形收缩率试验法测定成形收缩率。
(6)玻璃化温度
使用可制作20mm×4mm×4mm的试验片的模具，利用转移成形机以模具温度180℃、成形压力6.9MPa、固化时间90秒的条件成形后，以180℃后固化5小时，利用(株)マックサイエンス制TMA装置(TSC 1000)，按照TMA法(差示膨胀方式)测定玻璃化温度及热膨胀系数。
(7)衬底翘曲量
在水平且平滑的面上放置树脂成形后的倒装芯片BGA衬底，用50g砝码固定衬底长度方向的一端，利用矩尺读取另一端从平滑面浮起的尺寸至1/10mm。
(8)成形时的填充率
利用超声波探查映像装置(日立建机公司制HYE-HOCUS型)透视观察半导体装置，算出相对于密封面积的填充面积比例(面积％)来评价。
产业上的利用可能性
本发明倒装芯片安装用的密封用环氧树脂成形材料，具有作为底部填料所要求的高填充性，并且空隙等成形不良情况少，因此其工业价值甚大。另外，本发明倒装芯片安装用的密封用环氧树脂成形材料，具有作为底部填料所要求的低翘曲性，显示出良好的流动特性，因此其工业价值甚大。
如上所述，在不超出本发明的宗旨和范围的条件下，本领域技术人员可以对本发明的优选实施方式进行诸多变更和修正。
Claims (35)
1.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，其特征为，所述无机填充剂(C)的平均粒径为12μm或以下且比表面积为3.0m2/g或以上。
2.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，其特征为，所述无机填充剂(C)为，最大粒径在63μm或以下，且含有5wt％或以上的粒径在20μm或以上的无机填充剂。
3.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，其特征为，所述(C)无机填充剂的平均粒径为15μm或以下且比表面积为3.0～6.0m2/g，用于具备(a1)～(d1)构成中的一种或以上的半导体装置，
(a1)倒装芯片的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下。
4.一种密封用环氧树脂成形材料，含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂，其特征为，所述密封用环氧树脂成形材料符合以下条件中的至少一个条件：基于TMA法的玻璃化温度为150℃或以上；基于JIS-K6911的弯曲弹性率为19GPa或以下；基于JIS-K6911的成形收缩率为0.2％或以下。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(A)环氧树脂在150℃的熔融粘度为2泊或以下。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(A)环氧树脂含有联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、芪型环氧树脂、含硫原子环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、萘型环氧树脂及三苯甲烷型环氧树脂中的至少1种。
7.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(B)固化剂在150℃的熔融粘度为2泊或以下。
8.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(B)固化剂含有联苯型酚醛树脂、芳烷基型酚醛树脂、二环戊二烯型酚醛树脂、三苯甲烷型酚醛树脂及酚醛清漆型酚醛树脂中的至少一种。
9.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，进一步含有(F)固化促进剂。
10.根据权利要求1所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，所述无机填充剂(C)符合以下条件中的至少一个条件：粒径12μm或以下为50wt％或以上；粒径24μm或以下为70wt％或以上；粒径32μm或以下为80wt％或以上；粒径48μm或以下为90wt％或以上。
11.根据权利要求1～3中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(C)无机填充剂的平均粒径为10μm或以下。
12.根据权利要求1～3中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(C)无机填充剂的比表面积为3.5～5.5m2/g。
13.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，进一步含有(D)偶合剂。
14.根据权利要求13所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(D)偶合剂为(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂。
15.根据权利要求14所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(D2)具有仲氨基的硅烷偶合剂含有下列通式(I)所示的化合物，
式中，R1选自氢原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～2的烷氧基；R2选自碳原子数1～6的烷基及苯基；R3表示甲基或乙基；n表示1～6的整数；m表示1～3的整数。
16.根据权利要求1～4中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，进一步含有(E)磷化合物。
17.根据权利要求16所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(E)磷化合物含有磷酸酯。
18.根据权利要求17所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，磷酸酯含有下列通式(II)所示的化合物，
式中，8个R表示碳原子数1～4的烷基，可全部相同或相异；Ar表示芳香族环。
19.根据权利要求16所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(E)磷化合物含有膦氧化物。
20.根据权利要求19所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，膦氧化物含有下列通式(III)所示的化合物，
式中，R1、R2及R3表示碳原子数1～10的取代或非取代的烷基、芳基、芳烷基及氢原子，可全部相同或相异，但排除全部为氢原子的情况。
21.根据权利要求1～3中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，用于具备(a1)～(f1)构成中的一种或以上的半导体装置，
(a1)倒装芯片的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(e1)倒装芯片的凸块数为100个或以上；
(f1)成形时的通气口厚度为40μm或以下。
22.根据权利要求1～3中的任一项所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，用于具备(a2)～(f2)构成中的一种或以上的半导体装置，
(a2)倒装芯片的凸块高度为100μm或以下；
(b2)倒装芯片的凸块间距为400μm或以下；
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(e2)倒装芯片的凸块数为150个或以上；
(f2)成形时的通气口厚度为30μm或以下。
23.根据权利要求13所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，(D)偶合剂的填料覆盖率为0.3～1.0。
24.根据权利要求13所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，200℃/1hr加热后的加热减量率为0.25重量％或以下。
25.根据权利要求23所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，200℃/1hr加热后的加热减量率为0.25重量％或以下。
26.根据权利要求4所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，用于具备以下(c1)、(d1)及(g1)构成中的一种或以上的半导体装置，
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(g1)一次成形方式的密封材料成形面积为3000mm2或以上。
27.根据权利要求4所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，用于具备以下(c2)、(d2)及(g2)构成中的一种或以上的半导体装置，
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(g2)一次成形方式的密封材料成形面积为5000mm2或以上。
28.根据权利要求4所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，半导体装置的翘曲为5.0mm或以下。
29.根据权利要求4所述的密封用环氧树脂成形材料，其特征为，半导体装置的翘曲为2.0mm或以下。
30.根据权利要求4所述的环氧树脂成形材料，其中，(C)无机填充剂含有率相对于环氧树脂成形材料为70～90wt％。
31.一种半导体装置，其特征为，以含有(A)环氧树脂、(B)固化剂及(C)无机填充剂的密封用环氧树脂成形材料密封。
32.根据权利要求29所述的半导体装置，其特征为，具备以下(a1)～(f1)构成中的一种或以上，
(a1)倒装芯片的凸块高度为150μm或以下；
(b1)倒装芯片的凸块间距为500μm或以下；
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(e1)倒装芯片的凸块数为100个或以上；
(f1)成形时的通气口厚度为40μm或以下。
33.根据权利要求29所述的半导体装置，其特征为，具备以下(a2)～(f2)构成中的一种或以上，
(a2)倒装芯片的凸块高度为100μm或以下；
(b2)倒装芯片的凸块间距为400μm或以下；
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(e2)倒装芯片的凸块数为150个或以上；
(f2)成形时的通气口厚度为30μm或以下。
34.根据权利要求29所述的半导体装置，其特征为，具备以下(c1)、(d1)及(g1)构成中的一种或以上，
(c1)半导体芯片的面积为25mm2或以上；
(d1)密封材料的总厚度为2mm或以下；
(g1)一次成形方式的密封材料成形面积为3000mm2或以上。
35.根据权利要求29所述的半导体装置，其特征为，具备以下(c2)、(d2)及(g2)构成中的一种或以上，
(c2)半导体芯片的面积为50mm2或以上；
(d2)密封材料的总厚度为1.5mm或以下；
(g2)一次成形方式的密封材料成形面积为5000mm2或以上。
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