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恵藤 拓也 池村 和弘 廣島 龍夫 JP 2006125937 公開特許公報(A) 20060518 2004312729 20041027 金属異物検出方法 日東電工株式会社 000003964 マークテック株式会社 390002808 西藤 征彦 100079382 恵藤 拓也 池村 和弘 廣島 龍夫 G01V 8/10 20060101AFI20060414BHJP G01N 25/72 20060101ALI20060414BHJP G01V 9/00 20060101ALI20060414BHJP H01L 23/29 20060101ALI20060414BHJP H01L 23/31 20060101ALI20060414BHJP G01J 5/48 20060101ALN20060414BHJP JPG01V9/04 SG01N25/72 KG01V9/00 AH01L23/30 ZG01J5/48 A 4 1 ＯＬ 10 2G040 2G066 4M109 2G040AA05 2G040AB12 2G040BA02 2G040BA25 2G040CA01 2G040CA23 2G040DA06 2G040DA15 2G040EA04 2G040EB02 2G040HA02 2G066AC20 2G066CA02 4M109EA02 4M109EB03 4M109EB04 4M109EB12 本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造過程で混入する金属異物を検出する金属異物検出方法に関するものである。 従来の半導体装置は、金属リードフレーム上に素子（半導体チップ）が実装され、外部との導通を図るために、上記素子と上記リードフレームのインナーリードとが、金属のワイヤーをボンディングすることにより、接続されている。さらに、上記素子およびリードフレームは、半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止されている。 そして、最近は、電化製品や携帯電話等の高性能化が進んできており、半導体装置においても、小型化，薄型化，高性能化が要請されている。これを実現するために、ＴＳＯＰ（シン・スモール・アウトライン・パッケージ）やＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）等の半導体装置の形態が開発されてきている。また、リードフレームタイプの半導体装置は、外部リードの数に限界があるため、リードでの導通に代わって、ボールやランドで導通を図るＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）やＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）等の開発も進んできている。 このように、小型高性能化が進んでくると、半導体装置内部の金属ワイヤーのピッチが狭くなり、最新の半導体装置では、金属ワイヤーのピッチが１００μｍ弱のものもある。 一方、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造には、一般的に、混合，溶融混練，粉砕の工程があり、各工程では、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の形成材料と製造装置との摩擦や衝突が起こる。このため、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、上記製造装置起因の導電性金属異物が混入する。 このような導電性金属異物が混入した半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、上記素子等を封止すると、上記のような狭ピッチの半導体装置では、上記導電性金属異物が金属ワイヤー間等に挟まり、ショートを引き起こすおそれがある。 そこで、上記導電性金属異物の混入を低減するために、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造工程において、例えば、マグネットを用いて上記導電性金属異物の除去を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特開平９−１７３８９０号公報 しかしながら、上記マグネットを用いた除去方法では、大きなサイズの導電性金属異物や強磁性の導電性金属異物の除去は可能だが、微細な（直径約１００μｍ以下）導電性金属異物や弱磁性の導電性金属異物の除去は充分に行うことはできない。したがって、前記最新の狭ピッチの半導体装置には、依然として、ショートを引き起こすおそれがある。 また、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に電磁波吸収効果等をもたせるために磁性酸化物を含有させる場合があるが、その磁性酸化物を含有させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に対しては、その磁性酸化物もマグネットに付いてしまうため、従来のマグネットを用いた導電性金属異物の除去方法が使用できない。このため、特に大きなサイズの導電性金属異物や強磁性の導電性金属異物であっても、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に含有されたままとなる。 本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、従来のマグネットを用いた導電性金属異物の除去方法では検出できなかった導電性金属異物を検出することができる金属異物検出方法の提供をその目的とする。 上記の目的を達成するため、本発明の金属異物検出方法は、磁化器が発生する磁束中に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物からなる被検査体を位置させ、その被検査体中に金属異物が存在したときに、上記磁束によって、その金属異物を誘導加熱状態にし、ついで、その被検査体の温度分布を測定することにより、上記金属異物を検出するという構成をとる。 本発明の金属異物検出方法によれば、磁化器が発生する磁束中に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物からなる被検査体を位置させるため、その被検査体中に金属異物が存在すれば、その金属異物を、誘導加熱により、発熱させることができる。そして、その被検査体の温度分布を赤外線カメラ等で測定すると、上記金属異物の存在部分が局所的に高温となっているため、上記金属異物を検出することができる。しかも、この検出は、従来のマグネットを用いた方法では検出できなかった小さいものや磁性酸化物に対しても可能となっている。 特に、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物が磁性酸化物を含有する場合には、その磁性酸化物が半導体回路等から発生する電磁波を吸収し、電磁波に敏感な他の素子（半導体チップ）への悪影響が抑制され、さらに、外部からの電磁波も吸収し、素子（半導体チップ）の誤作動も起きにくくするという効果を奏する。 そして、上記磁性酸化物が含有されていると、上記誘導加熱した際には、その磁性酸化物も金属異物も発熱するが、両者の温度上昇率が異なるため、上記磁性酸化物と金属異物とを分離することができる。 つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。 図１は、本発明の金属異物検出方法の一実施の形態を示している。この金属異物検出方法は、タブレット状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔを、磁化器１が発生する磁束中に通すことにより行われる。そして、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔ中に金属異物が存在すると、その金属異物は、上記磁束により、誘導加熱状態になって発熱する。このため、その半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔの温度分布を赤外線カメラ２で測定すると、上記金属異物の存在部分が局所的に高温となっている。このため、上記金属異物を検出することができる。そして、その高温部分を示した上記金属異物を取り除く。 このような金属異物検出方法では、従来のマグネットを用いた方法では困難であった直径１００μｍ以下の金属異物やマグネットに付かないステンレス等の金属異物（磁性酸化物等）でも検出することができるようになる。ただし、上記金属異物検出方法でも、直径２０μｍ未満のものは、小さ過ぎて、現状では、検出困難となっているが、最新の半導体装置における金属ワイヤーのピッチが１００μｍ弱であることを考慮すると、それで充分である。 より詳しく説明すると、上記磁化器１は、対向し合う２つの磁極１１ａ，１１ｂと、これら両磁極１１ａ，１１ｂを接続するヨーク１２と、このヨーク１２の中間部に設けられたコイル１３とを備えており、そのコイル１３は、磁化電源回路１４に接続されている。そして、その磁化電源回路１４からコイル１３に高周波電流（２５〜７０ｋＨｚ）が供給されると、コイル１３は、高周波磁束を発生する。この高周波磁束は、ヨーク１２，一方の磁極１１ａ，他方の磁極１１ｂ，ヨーク１２の磁路を還流する。 また、上記両磁極１１ａ，１１ｂの間には、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔを載置するためのコンベア３が設けられており、そのコンベア３は、両磁極１１ａ，１１ｂの間の磁束と直向する方向に移動するようになっている。そして、上記コンベア３の移動により、その上に載置された半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔが順次、両磁極１１ａ，１１ｂの間の磁束の中を通るようになっている。 上記赤外線カメラ２は、両磁極１１ａ，１１ｂの間の上方に設けられており、磁束の中を通る半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔの温度分布を測定できるようになっている。また、赤外線カメラ２は、撮影制御回路２１を経て、モニタ２２と異物検出回路２３とに接続されている。赤外線カメラ２は、撮影制御回路２１により制御され、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔから放射される赤外線を捕えて電気信号に変換する。そして、上記撮影制御回路２１は、その電気信号をモニタ２２と異物検出回路２３と送る。モニタ２２は、その電気信号に基づいて温度分布画像を画面に表示し、その温度分布画像から金属異物の有無とその存在位置とが視認できる。さらに、上記異物検出回路２３は、測定した半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔからの電気信号と、金属異物が存在しない半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔからの電気信号（予めインプットしておく）とを比較して、金属異物の有無を判定し、金属異物が存在するときは、異物検出信号を発信する。 つぎに、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔについて説明する。 上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔは、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂（Ａ成分）と、フェノール樹脂（Ｂ成分）と、硬化促進剤（Ｃ成分）と、無機質充填剤（Ｄ成分）とを用いて得られるものであって、通常、粉末状もしくはこれを打錠したタブレット状になっている。 より詳しく説明すると、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）は、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールＡ型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ナフタレン型等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、２種以上を併用してもよい。 上記フェノール樹脂（Ｂ成分）は、上記エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を奏するものであり、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡ型ノボラック、ナフトールノボラック、フェノールアラルキル樹脂等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、２種以上を併用してもよい。 上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量あたり、フェノール樹脂中の水酸基が０．５〜２．０当量となるように配合することが好ましい。より好ましくは、０．８〜１．２当量である。 上記硬化促進剤（Ｃ成分）も、特に限定されるものではなく、例えば、アミン型やリン型等のものがあげられる。そのうちアミン型とてしは、２−イミダゾール等のイミダゾール類、トリエタノールアミンや１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等の三級アミン類等があげられる。また、リン型とてしは、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、２種以上を併用してもよい。そして、この硬化促進剤の配合割合は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔ全体の０．１〜２．０重量％の割合に設定することが好ましい。さらに、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔの流動性を考慮すると、より好ましくは、０．１５〜０．３５重量％である。 上記無機質充填剤（Ｄ成分）も、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、石英ガラス粉末、シリカ粉末、アルミナ、タルク等があげられる。特に好ましくは、球状溶融シリカ粉末、破砕シリカ粉末があげられる。これらは、単独で使用できるほか、２種以上を併用してもよい。そして、この無機質充填剤の配合割合は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔ全体の７０〜９０重量％の割合に設定することが好ましく、より好ましくは、７５〜９０重量％である。さらに、上記無機質充填剤の平均粒径は、１〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは、５〜７５μｍである。 本発明においては、上記Ａ〜Ｄ成分に加えて、電磁波吸収効果や電磁波遮蔽（シールド）効果等の観点から、磁性酸化物（Ｅ成分）を含有させてもよい。この磁性酸化物も、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、酸化鉄、酸化銅、チタン酸バリウム、フェライト等があげられる。そして、この磁性酸化物の配合割合は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔ全体の２０〜９０重量％の割合に設定することが好ましく、より好ましくは、３０〜７０重量％である。さらに、上記磁性酸化物の平均粒径は、１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは、３〜５０μｍである。 なお、上記磁性酸化物（Ｅ成分）が含有されていると、その磁性酸化物も誘導加熱により発熱するが、磁性酸化物と金属異物とは、温度上昇率が異なる（金属異物の方が高い）ため、それらを区別して検出することができ、金属異物の方を除去することができる。 また、本発明では、上記Ａ〜Ｅ成分に加えて、必要に応じて、ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、β−（３，４−エポキシシンクロヘキシル）エチルトリメトキシシランやγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、カルナバワックス等の離型剤等の他の添加剤が適宜用いられる。 そして、本発明における半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、上記Ａ〜Ｄ成分、場合によりＥ成分および必要に応じて他の添加剤を配合した後、ミキシングロール機等の混練機にかけ加熱状態で溶融混練し、これを室温に冷却した後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により製造することができる。 なお、上記実施の形態では、温度分布の測定に赤外線カメラ２を用いたが、それに代えて、放射温度計やサーモグラフィー等を用いてもよい。また、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔをタブレット状に形成したものに対して金属異物検出を行ったが、タブレット状に形成する前の粉末状のものに対して行ってもよい。 つぎに、実施例について従来例と併せて説明する。そこで、まず、検査対象となる下記タブレット１〜８を作製した。〔タブレット１〕 下記のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、無機質充填剤、離型剤および金属異物を準備した。〔エポキシ樹脂〕 下記の一般式（ａ）で表されるビフェニル型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９２、融点１００℃）。〔フェノール樹脂〕 下記の一般式（ｂ）で表されるフェノールアラルキル樹脂（水酸基当量１７０、融点８３℃）。〔硬化促進剤〕 トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）。〔無機質充填剤ａ〕 平均粒径３０μｍの球状溶融シリカ。〔無機質充填剤ｂ〕 平均粒径１μｍの球状溶融シリカ。〔離型剤〕 カルナバワックス。〔金属異物〕 粒径５０μｍの鉄粉。〔タブレット１の作製〕 エポキシ樹脂１００重量部に対して、フェノール樹脂８９重量部、硬化促進剤３重量部、平均粒径３０μｍの球状溶融シリカ（無機質充填剤ａ）７００重量部、平均粒径１μｍの球状溶融シリカ（無機質充填剤ｂ）１００重量部、離型剤３重量部の割合で同時に配合し、ミキシングロール機（温度１００℃）で３分間溶融混練した。ついで、この溶融物を室温（２５℃）に冷却した後、粉砕することにより、粉末状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。そして、それを打錠してタブレット状（直径２５ｍｍ、厚み３０ｍｍ）に加工した。この際、まず、半量の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を軽く打錠し、針を用いて上記金属異物を上記半量打錠したタブレットの上面中央に１個載置した後、その上から残りの半量を加えて打錠し、金属異物入りのタブレット１を得た。〔タブレット２〕 上記タブレット１において、金属異物を粒径５０μｍのステンレス粉とした。それ以外は、上記タブレット１と同様にした。〔タブレット３〕 上記タブレット１において、金属異物を粒径２０μｍの鉄粉とした。それ以外は、上記タブレット１と同様にした。〔タブレット４〕 上記タブレット１において、金属異物を粒径２０μｍのステンレス粉とした。それ以外は、上記タブレット１と同様にした。〔タブレット５〕 上記タブレット１の作製において、磁性酸化物（平均粒径３０μｍのＮｉ−Ｚｎ系粉砕フェライト）を４００重量部配合した。また、平均粒径３０μｍの球状溶融シリカ（無機質充填剤ａ）の配合を３７０重量部、平均粒径１μｍの球状溶融シリカ（無機質充填剤ｂ）の配合を３０重量部に変えた。それ以外は、上記タブレット１と同様にした。〔タブレット６〕 上記タブレット５において、金属異物を粒径５０μｍのステンレス粉とした。それ以外は、上記タブレット５と同様にした。〔タブレット７〕 上記タブレット５において、金属異物を粒径２０μｍの鉄粉とした。それ以外は、上記タブレット５と同様にした。〔タブレット８〕 上記タブレット５において、金属異物を粒径２０μｍのステンレス粉とした。それ以外は、上記タブレット５と同様にした。〔金属異物の検出〕 上記タブレット１〜８に対して、図１に示す装置を用いて本発明の金属異物検出方法により金属異物の検出を行った。すなわち、各タブレット１〜８を周波数７０ｋＨｚで駆動される磁化器のヨーク間に６秒間位置するようにした。その結果、全てのタブレット１〜８について、金属異物を検出することができた。〔従来例〕 上記タブレット１〜８に打錠する前の粉末状の各半導体封止用エポキシ樹脂組成物に上記各金属異物を混入させたものに対して、前記特許文献１に記載の実施例と同様にして、金属異物の回収を行った。その結果、上記金属異物はいずれも回収されなかった。 上記結果より、本発明の金属異物検出方法では、従来のマグネットを用いた方法では検出できなかった金属異物を検出できることがわかる。 半導体封止用エポキシ樹脂組成物を磁束中に位置させて誘導加熱させることにより、従来検出できなかった小さい金属異物やマグネットに付かない金属異物の検出も可能となり、最新の半導体装置における狭ピッチ（１００μｍ弱）のものに対しても対応できる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。本発明の金属異物検出方法の一実施の形態を示す説明図である。符号の説明 Ｔ 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 １ 磁化器 ２ 赤外線カメラ 磁化器が発生する磁束中に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物からなる被検査体を位置させ、その被検査体中に金属異物が存在したときに、上記磁束によって、その金属異物を誘導加熱状態にし、ついで、その被検査体の温度分布を測定することにより、上記金属異物を検出することを特徴とする金属異物検出方法。 上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物が下記（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有するものである請求項１記載の金属異物検出方法。（Ａ）エポキシ樹脂。（Ｂ）フェノール樹脂。（Ｃ）硬化促進剤。（Ｄ）無機質充填剤。 上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物が上記（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて下記（Ｅ）成分を含有するものである請求項２記載の金属異物検出方法。（Ｅ）磁性酸化物。 上記誘導加熱した際における、磁性酸化物の温度上昇率と金属異物の温度上昇率との違いにより、上記磁性酸化物と金属異物とを分離する請求項３記載の金属異物検出方法。 【課題】従来のマグネットを用いた導電性金属異物の除去方法では除去できなかった導電性金属異物を検出することがてきる金属異物検出方法を提供する。【解決手段】磁化器１が発生する磁束中に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物Ｔからなる被検査体を位置させ、その被検査体中に金属異物が存在したときに、上記磁束によって、その金属異物を誘導加熱状態にし、ついで、その被検査体の温度分布を赤外線カメラ２等で測定することにより、上記金属異物を検出する。【選択図】図１

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