エポキシ樹脂は電子部品の封止剤として広く用いられている。しかし, 実装方法の進歩にともなってエポキシ樹脂にも強靱性や接着性の向上, 内部応力や熱膨張性の低下など, よりいっそうの高性能化が望まれている。ここでは, エポキシ樹脂骨格部へのメソゲン基の導入やシリカネットワークとのハイブリッド化などエポキシ樹脂硬化物の強靱性や耐熱性, 接着性の改善についてまとめて紹介する。メソゲン基の導入は応力下での網目鎖の塑性変形を促進し, 硬化物の耐熱性と同時に強靱性を改善する。シリカとのハイブリッド化はミクロブラウン運動を抑制し, 熱時の強度や接着性の向上を導く。

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フォトレジストによるリソグラフィー技術は, 現在の電子産業を支える重要な技術で, 特に半導体や液晶表示画面 (LCD) の製造において, フォトレジストは, 重要な光機能材料である。フェノール樹脂 (ノボラック樹脂) は, フォトレジストの特性を左右する重要な役割を担うベース樹脂として使用されており, 電子産業を支える樹脂として活用されている。本総説では, フォトレジストに活用されているフェノール樹脂について, いままでに報告された報文及び特許について調査・整理した内容を中心に報告する。また, フォトレジスト用樹脂として重要な特性項目である不純物及び分子量バラツキに関し, ppbレベルの低金属不純物を達成するため, フェノール樹脂製造釜の材質として耐食性の金属材料を適用した結果や品質安定のため, 分子量バラツキの少ないフェノール樹脂の製造方法についても紹介する。

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半導体パッケージは複数の材料で構成されており, その信頼性は個々の材料に加え材料の組み合せにも大きく依存する。そこで, 最先端の高速DRAMに用いられるCSP用ダイボンディング材及び封止材を開発するにあたり, 熱応力解析等によって材料の最適物性を明らかにした。
また, 材料物性の制御技術を検討した結果, 低弾性ポリマとエポキシ樹脂のポリマアロイ化によって, 低弾性化と低熱膨張化を両立するダイボンディング材及び液状封止材を開発した。さらに, これらの材料を用いて組み立てたCSPは, 接続信頼性及びPbフリーはんだ実装に必要な高温耐リフロー性の開発目標をそれぞれ達成できることを確認した。

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近年の半導体高密度実装の流れにより, PBGA, FBGAのような片面モールド封止パッケージが広く採用されるようになってきている。これらのパッケージでは, 構造の非対称性により反りが発生しやすく, 実装性等に問題を与える。また最近では, 大面積一括封止による小BGA/CSPが検討されるとともに, 基板も薄型化する傾向にあり, 更に反り低減に対する要求が厳しくなっている。モールド片面封止パッケージの反りの低減には, 封止材料の観点からは, 高Tg化, 低線膨張率化により成形収縮を小さくすることが有効であることが報告されている。しかしながら, 封止材料の高流動性を保持して, 成形収縮を極端に小さくすることは難しい。本報では, 新たに硬化挙動を制御することにより, 低粘度で高流動性を満足しながら.更に反りの少ない封止材料の設計が可能となったので報告する。

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開環反応を利用した新しいタイプのフェノール樹脂に関する研究の一環として, 分子量の異なる2種類のフェノールノボラックのベンゾオキサジン化合物を合成し, これらの化合物とビスオキサゾリンとの硬化反応を行い, その硬化挙動および硬化物物性について検討した。その結果, 硬化反応は170℃でまず, ベンゾオキサジン環が開環し, 次に, 生成したフェノール性水酸基とオキサゾリン環が200℃で反応してアミド結合を生成することがわかった。また, ベンゾオキサジン化合物の分子量による硬化反応性の差を検討した結果, 分子量の小さなベンゾオキサジン化合物を用いた系の方が, 分子が動きやすく, より低温で硬化反応が進行することがわかった。硬化物物性を検討した結果, ベンゾオキサジン化合物を用いた系の方が従来のノボラックを用いた系よりも耐熱性, 破壊靭性, 耐水性が優れていた。また, ベンゾオキサジン化合物の分子量による硬化物物性の差を検討した結果, 破壊靭性は分子量の小さなベンゾオキサジン化合物を用いた系の方が, 耐熱性, 電気絶縁性および耐水性は分子量の大きなベンゾオキサジン化合物を用いた系の方が優れていた。

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本研究では, より低温かつ短時間で硬化するベンゾオキサジン化合物の開発を目的とし, 数平均分子量580で多官能性のビスフェノールA型ノボラックのベンゾオキサジン化合物を合成し, この化合物とビスオキサゾリンとの硬化反応を行い, その硬化挙動および硬化物物性を検討した。その結果, 約130℃以上に加熱することによりベンゾオキサジン環が開環し, 生成したフェノール性水酸基がオキサゾリン環と反応してアミド結合を生成し, 硬化反応が進行することがわかった。ビスフェノールA型ノボラックのベンゾオキサジン化合物とビスオキサゾリンとの溶融混合樹脂のゲル化時間および動的粘弾性挙動を検討した結果, ビスフェノールA型ノボラックのベンゾオキサジン化合物を用いた系は, 一般的なベンゾオキサジン化合物であるビスフェノールAのベンゾオキサジン化合物とビスオキサゾリンとの溶融混合樹脂よりも, より低温かつ短時間で硬化反応が進行することがわかった。また, ビスフェノールA型ノボラックのベンゾオキサジン化合物とビスオキサゾリンから得られた硬化物は, ビスフェノールAのベンゾオキサジン化合物とビスオキサゾリンから得られた硬化物よりも, 耐熱性および耐水性が優れていた。

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