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公開番号2025011966
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114447
出願日2023-07-12
発明の名称TSV用モールドアンダーフィル材として用いるための液状エポキシ樹脂組成物
出願人エスケーハイニックス株式会社,SK hynix Inc.,ナミックス株式会社
代理人弁理士法人津国
主分類C08L 63/00 20060101AFI20250117BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】本発明は、高密度の配線を含みつつも、駆動時に発生する熱を十分に放出し、かつ高い信頼性を有する電子部品をもたらし得る、TSV用モールドアンダーフィル材としての使用に適した液状エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)シリカフィラー及びアルミナフィラーからなる無機フィラー及び(D)カーボンブラックを含み、前記(A)エポキシ樹脂が特定の脂肪族エポキシ樹脂を含み、前記アルミナフィラーが特定の粒度分布を有し、熱伝導率が所定の範囲内である硬化物を与える。本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、熱伝導率の高い硬化物を与えるので、同組成物をTSV用モールドアンダーフィル材として用いて製造された電子部品を含む半導体装置では、熱による性能低下が抑制される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ＴＳＶ用モールドアンダーフィル材として用いるための液状エポキシ樹脂組成物であって、下記（Ａ）～（Ｄ）：
（Ａ）エポキシ樹脂；
（Ｂ）硬化剤；
（Ｃ）シリカフィラー及びアルミナフィラーからなる無機フィラー；及び
（Ｄ）カーボンブラック
を含み、
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、下記式（Ｉ）：
JPEG
2025011966000005.jpg
20
161
［式中、ｎは、１～１５の整数である。］
で示される脂肪族エポキシ樹脂を含み、
前記アルミナフィラーの平均粒径が０．１μｍ～０．３μｍであり、
前記（Ａ）エポキシ樹脂の質量を１００質量部とするとき、前記（Ｄ）カーボンブラックの含有量が０．１質量部以上、１．５質量部以下であり、
熱伝導率が０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満である硬化物を与える、液状エポキシ樹脂組成物。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
（Ｅ）イオントラップ剤を更に含み、
塩化物イオン（Ｃｌ
－
）の含有量が、前記液状エポキシ樹脂組成物の総質量に対して０．０１ｐｐｍ以上、２．５ｐｐｍ未満であり、
前記塩化物イオンの含有量が、前記液状エポキシ樹脂組成物の５ｍｍ角に粉砕した硬化物を、濃度０．１ｇ／ｃｍ
３
、温度１２１℃、湿度１００％、２ａｔｍの条件で水に２０時間浸漬して得られる抽出液を、イオンクロマトグラフィーに付すことを含む方法により測定される、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｅ）イオントラップ剤が、ビスマス系化合物、ジルコニウム系化合物、アンチモン系化合物から選択される少なくとも１種を含む、請求項２記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ｅ）イオントラップ剤の平均粒径が０．０１μｍ～２μｍである、請求項２記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記式（Ｉ）で示される脂肪族エポキシ樹脂の全塩素量が３０００ｐｐｍ以下であり、
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、前記式（Ｉ）で示される脂肪族エポキシ樹脂と組み合わせて、全塩素量が３０００ｐｐｍ以下である他のエポキシ樹脂を含む、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
前記液状エポキシ樹脂組成物の総質量を１００質量部とするとき、前記（Ｃ）無機フィラーの含有量が５０～９０質量部である、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、分子中に芳香環を有するエポキシ樹脂を更に含む、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
前記（Ｂ）硬化剤が、フェノール化合物及び含窒素複素環化合物よりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
（Ｆ）シリコーン系添加剤を更に含む、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項１０】
（Ｇ）カップリング剤を更に含む、請求項１記載の液状エポキシ樹脂組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＳＶ用モールドアンダーフィル材として用いるための液状エポキシ樹脂組成物に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の性能を更に高めるために、電子機器を構成する電子部品内のチップ上の配線をより高密度化することが求められている。しかし、チップの単位面積当たりの配線密度を、配線の更なる微細化によって高めることは限界に近づいている。そこで、複数のチップを三次元的に積層することによって、チップの単位面積当たりの配線密度を更に高めることが一般的になってきている。
【０００３】
このような技法においては、積層されたチップ間の接続が必要になる。そのような接続にシリコン貫通電極（ＴｈｒｏｕｇｈＳｉｌｉｃｏｎＶｉａ（ＴＳＶ））技術が採用されることが多くなりつつある。ＴＳＶ技術とは、シリコン製半導体チップをその厚み方向に貫通する電極を設け、積層されたチップ間の接続をこの電極によって行う技術である。
【０００４】
このような積層された複数のチップを含む電子部品の製造においては、従来、各チップを積層する毎に、ウェハーとチップの間、又はチップ同士の間の封止を行った後、積層されたチップ全体を液状の硬化性樹脂組成物で覆ってチップごと圧縮成型に付すことにより、電子部品の外形の成形（オーバーモールディング）を行う、という工程が用いられていた。しかし近年は、製造効率を向上させるため、全てのチップを、封止を行わずに積層した後、積層されたチップ全体を液状の硬化性樹脂組成物で覆ってチップごと圧縮成型に付すことにより、ウェハーとチップの間及び各チップ間の封止、並びに電子部品の外形の成形を一工程で行う、という技法が用いられることが多くなりつつある。このような技法において、ウェハーレベルチップサイズパッケージ技術（回路形成完了後のチップに切り分けられていないウェハーを、そのまま封止することを伴う）が用いられることも多くなっている。このような技法に用いる硬化性樹脂組成物をＴＳＶ用モールドアンダーフィル材又はＴＳＶ用モールドアンダーフィル組成物と称する。ＴＳＶ用モールドアンダーフィル材としては、主として液状エポキシ樹脂組成物が用いられている。なお、上記のような技法により製造される、チップ（一種の半導体素子である）を封止された状態でその内部に含む電子部品を、本明細書では「半導体パッケージ」と称する。
【０００５】
このようなモールドアンダーフィル材は屡々、フィラー及び／又は着色剤を含有する。前者は主に、モールドアンダーフィル材が与える硬化物における熱膨張率の低下、強度の向上等を目的として添加される。このフィラーとしては通常、シリカフィラーが用いられる。後者は、電子部品内の配線への光の影響を低減するために添加されるが、前者が後者と組み合わせて添加され、後者の機能を補助する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特願２０２２－０１０９００
特開２０２１－１７２７９３号公報
国際公開第２０１９／１３１６７０号公報
特開２０１７－１７９１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように配線が高密度化された、三次元的に積層された複数のチップを含む電子部品を含む半導体装置には、電子部品の駆動時に発生する熱により、その性能が低下するという問題があった。この問題は、配線の高密度化によりチップ－ウェハー間やチップ間の距離が短いために、発生した熱が放出されにくいことにより引き起こされる。熱伝導率の低いシリカフィラーを含有するモールドアンダーフィル材を用いて製造された電子部品を含む半導体装置では、この問題はより深刻であった。
【０００８】
また、上記のように配線が高密度化された、複数のバンプを含む電子部品を含む半導体装置には、バンプ間での短絡が起こる可能性があり、信頼性に課題があった。配線の高密度化によりバンプ間の距離がより短くなっていることに伴い、この課題はより顕在化しつつある。このような短絡は、電子部品の製造に用いた硬化性樹脂組成物（例えばＴＳＶ用モールドアンダーフィル材）におけるイオン性不純物、特に塩化物イオンの含有量が高いときに起こりやすい。
【０００９】
電子部品の信頼性試験は種々知られているが、その一つとして、電子部品内部（特に金属部分）の腐食が加速される高温・高湿度条件下（例えば１３０℃、相対湿度８５％）で行われる信頼性試験である、高速加速寿命試験（ＨＡＳＴ試験）がある。ＨＡＳＴ試験には、試験される電子部品にバイアス電圧を印加しない条件下で行うもの（バイアス無印加ＨＡＳＴ試験）と、印加する条件下で行うもの（バイアスＨＡＳＴ試験）がある。従来の液状エポキシ樹脂組成物をＴＳＶ用モールドアンダーフィル材として用いて製造された電子部品を信頼性試験、特にバイアスＨＡＳＴ試験に付すと、短時間で短絡を起こしやすい。
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、高密度の配線を含みつつも、駆動時に発生する熱を十分に放出し、かつ高い信頼性を有する電子部品をもたらし得る、ＴＳＶ用モールドアンダーフィル材としての使用に適した液状エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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