JP2000091476A

JP2000091476A - 半導体装置

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Publication number: JP2000091476A
Application number: JP11203116A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yamaguchi; 美穂山口; Hiroko Yamamoto; 裕子山本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2000-03-31
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: JP4121674B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱サイクルテスト特性および耐クラック性に優
れ、かつ反りの発生が抑制され、しかも環境汚染問題に
対して問題のない優れた難燃性が付与された信頼性に優
れた半導体装置を提供する。【解決手段】下記の（Ｘ）成分を含有する封止用樹脂組
成物からなる樹脂硬化体で半導体素子が封止された半導
体装置であって、上記樹脂硬化体が、熱機械分析測定に
よる線膨張曲線の二次微分ピークを２つ以上有し、これ
らの二次微分ピークのうち、両端に位置する２つのピー
ク間隔が２０℃以上である。（Ｘ）下記の一般式（１）
で表される多面体形状の複合化金属水酸化物。【化１】ｍ（Ｍ_aＯ_b）・ｎ（Ｑ_dＯ_e）・ｃＨ₂Ｏ・・・（１）〔上記式（１）において、ＭとＱは互いに異なる金属元
素であり、Ｑは、周期律表のIVａ，Ｖａ，VIａ， VII
ａ，VIII，Ｉｂ，IIｂから選ばれた族に属する金属元素
である。また、ｍ，ｎ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは正数であ
って、互いに同一の値であってもよいし、異なる値であ
ってもよい。〕

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を樹脂
硬化体で封止した半導体装置に関するものであり、詳し
くは、反りの発生が抑制されて信頼性に優れ、かつ環境
汚染に対しても良好な特徴を示す半導体装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体装置分野における半導体素
子のパッケージ（封止）技術は、半導体素子の高集積化
および小形化に伴い、益々複雑なものになっている。従
来から、樹脂硬化体を用いて半導体素子を封止するプラ
スチックパッケージは、その量産性やコスト性が優れる
ことから賞用されている。このプラスチックパッケージ
において、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）が
広く用いられていたが、この他にも、プラスチックリー
ド付チップキャリア（ＰＬＣＣ），４方向フラットパッ
ケージ（ＱＦＰ），薄型４方向フラットパッケージ（Ｔ
ＱＦＰ），薄型スモールアウトラインパッケージ（ＴＳ
ＯＰ）などの表面実装用パッケージが用いられるように
なってきた。さらに、最近の入出力（Ｉ／Ｏ）電気特性
の著しい向上およびパッケージ技術の容易さから、いわ
ゆる片面封止が注目され、一部において実用化されてい
る。

【０００３】上記片面封止の具体例としては、図１に示
すようなＢＧＡ（ボールグリッドアレー，ＢａｌｌＧ
ｒｉｄＡｒｒａｙ）と通称されるパッケージ形態の半
導体装置があげられる。図示のように、この半導体装置
１は、半導体素子３が基板４上に搭載され、上記半導体
素子３が、樹脂硬化体２により封止されている。この樹
脂硬化体２による封止は、基板４の半導体素子３を搭載
している側面のみの封止（片面封止）である。そして、
この基板の封止面と反対側の面に、略球形状の半田端子
５が設けられている。なお、図１において、１０ａはワ
イヤーである。

【０００４】この他の片面封止の例としては、図２に示
すように、ヒートシンク１２を設けた半導体装置があげ
られる。このヒートシンク１２は、半導体素子３から発
生する熱を放熱するためのものである。同図に示すよう
に、基板４ａの所定部にヒートシンク１２が配置され、
このヒートシンク１２上に位置するように半導体素子３
が基板４ａ上に搭載されている。そして、この半導体素
子３は、樹脂硬化体２により封止されており、この封止
も、上記と同様に、基板４ａの半導体素子３を搭載して
いる側面のみの片面封止である。また、図２において、
１０ａは図１と同様にワイヤーである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、樹脂硬化
体で半導体素子を封止した半導体装置は、量産性に優
れ、かつ低コストのものであり、さらに上記片面封止の
半導体装置は、半導体素子の高集積化による高性能化が
可能なものである。しかしながら、これら従来の樹脂硬
化体を用いたプラスチックパッケージ半導体装置は、セ
ラミックパッケージの半導体装置と比較して、熱サイク
ルテスト（ＴＣＴテスト）特性や半田浸漬時の耐クラッ
ク性（以下適宜「耐クラック性」ともいう）が充分でな
く、また、半導体装置において反りが発生するという問
題がある。すなわち、プラスチックパッケージ半導体装
置の製造の際、樹脂硬化体による封止工程後（常温）か
らリフロー工程にいたるまでに種々の加熱処理工程を経
るが、上記樹脂硬化体や基板等の線膨張係数等の物性が
各々相違するため、半導体装置が、線膨張係数が小さい
側に反ってしまうのである。このような反りが発生した
半導体装置は、樹脂硬化体，基板，半導体素子等の部品
間に隙間が生じるため、半導体装置内部への水分の浸入
等により著しく信頼性に欠けるものとなる。特に、この
反りの問題は、上記片面封止の半導体装置やヒートシン
クを有する半導体装置において深刻であり、半導体装置
の高性能化を図っても、信頼性が伴わないのが実情であ
る。

【０００６】しかも、このような半導体装置における樹
脂硬化体においては、通常、難燃性が要求されることか
ら、例えば、アンチモン化合物やブロム化合物等の従来
公知の難燃剤が使用されてきた。しかし、このような従
来公知の難燃剤の使用は、アンチモンやブロム等を含む
ことから近年問題となっている環境汚染を考慮した場
合、決して望ましいものではなく、このような点から、
環境汚染の点からも問題のない、かつ優れた難燃性が付
与された樹脂硬化体が望まれている。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、ＴＣＴテスト特性および耐クラック性に優れ、
かつ反りの発生が抑制され、しかも環境汚染問題に対し
て問題のない優れた難燃性が付与された信頼性に優れた
半導体装置の提供をその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は、下記の（Ｘ）成分を含有す
る封止用樹脂組成物からなる樹脂硬化体で半導体素子が
封止された半導体装置であって、上記樹脂硬化体が、熱
機械分析測定による線膨張曲線の二次微分ピークを２つ
以上有し、これらの二次微分ピークのうち、両端に位置
する２つのピーク間隔が２０℃以上であるという構成を
とる。（Ｘ）下記の一般式（１）で表される多面体形状の複合
化金属水酸化物。

【０００９】

【化２】ｍ（Ｍ_aＯ_b）・ｎ（Ｑ_dＯ_e）・ｃＨ₂Ｏ・・・（１）〔上記式（１）において、ＭとＱは互いに異なる金属元
素であり、Ｑは、周期律表のIVａ，Ｖａ，VIａ， VII
ａ，VIII，Ｉｂ，IIｂから選ばれた族に属する金属元素
である。また、ｍ，ｎ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは正数であ
って、互いに同一の値であってもよいし、異なる値であ
ってもよい。〕

【００１０】すなわち、本発明者らは、上記ＴＣＴテス
ト特性，耐クラック性，反りの問題に加えて、優れた難
燃性を付与しつつ環境汚染問題を解決するために、封止
用の樹脂硬化体を中心に一連の研究を重ねた。その過程
で、まず、封止用樹脂硬化体の組成や物性を検討し、種
々の樹脂硬化体を試作したところ、熱機械分析（ＴＭ
Ａ）測定による線膨張曲線の二次微分ピークを２つ以上
有し、かつこれらのピークのうち、両端に位置する２つ
のピークの間隔が２０℃以上の樹脂硬化体を用いて半導
体素子を封止し半導体装置を作製すれば、所期の課題の
うち、ＴＣＴテスト特性，耐クラック性，反りの問題を
解決することができ、これら目的を満たした半導体装置
を得ることができることを突き止めた。つぎに、残りの
課題である優れた難燃性を付与しつつ環境汚染問題を解
決するために、さらに研究を重ねた結果、難燃剤とし
て、上記一般式（１）で表される多面体形状の複合化金
属水酸化物を用い、これを含有する封止用樹脂組成物で
樹脂硬化体を形成すると、この複合化金属水酸化物は従
来のような毒性を有する化合物ではないため、環境汚染
問題に対して何ら問題が発生せず、しかも優れた難燃性
を付与することができることを見出し本発明に到達し
た。このように、本発明により、環境問題に対し対応
し、かつ信頼性に優れた半導体装置を提供することがで
き、特に、半導体装置の高性能化が可能な片面封止の半
導体装置に高い信頼性を付与することが可能となる。

【００１１】本発明において、上記ＴＭＡ測定は、ＪＩ
ＳＫ７１９７に準じて行った。ただし、ＪＩＳＫ
７１９７の３．に示された試験片の状態調節について
は、硬化樹脂体の吸湿による線膨張係数の二次微分ピー
クへのノイズを抑えるため、樹脂硬化体〔通常は、標準
硬化条件、即ち、１７５℃，７０ｋｇ／ｃｍ²（プラン
ジャー圧）で２分間トランスファー予備成形を行った
後、１７５℃で５時間ポストキュアーして作製する〕
を、９５℃で２４時間乾燥させ、さらに１５０℃で２０
分間予備加熱後、２５℃に冷却した樹脂硬化体について
行った（ＪＩＳＫ７１９７の５．に示された試験片
は、２０ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍの形状のものを用い
た）。また、上記ＴＭＡ測定の二次微分ピークとは、つ
ぎのものをいう。すなわち、樹脂硬化体についてＴＭＡ
測定を行うと、図６（Ａ）に示すように、樹脂硬化体の
長さ変化率（％）と測定温度（℃）との関係を示す曲線
が得られる。通常、この曲線において、樹脂硬化体の状
態変化に対応する点（変曲点）が現れる。そして、この
樹脂硬化体の長さ変化率（％）と測定温度（℃）との関
係を示す曲線について、測定温度（℃）で一回微分し
〔図６（Ｂ）参照〕、さらにもう一回微分（二次微分）
すると、図６（Ｃ）に示すように、上記変曲点に対応す
る測定温度で、極大値（ピーク）が得られ、このピーク
を、本発明において、二次微分ピークというのである。

【００１２】また、本発明における上記（Ｘ）成分であ
る、多面体形状の複合化金属水酸化物とは、図１０に示
すような、六角板形状を有するもの、あるいは、鱗片状
等のように、いわゆる厚みの薄い平板形状の結晶形状を
有するものではなく、縦，横とともに厚み方向（ｃ軸方
向）への結晶成長が大きい、例えば、板状結晶のものが
厚み方向（ｃ軸方向）に結晶成長してより立体的かつ球
状に近似させた粒状の結晶形状、例えば、略１２面体，
略８面体，略４面体等の形状を有する複合化金属水酸化
物をいい、通常、これらの混合物である。もちろん、上
記多面体形状は、結晶の成長のしかた以外にも、粉砕や
摩砕等によっても多面体の形は変化し、より立体的かつ
球状に近似させることが可能となる。この多面体形状の
複合化金属水酸化物の結晶形状を表す走査型電子顕微鏡
写真（倍率５００００倍）の一例を図９に示す。このよ
うに、本発明では、上記多面体形状の複合化金属水酸化
物を用いることにより、従来のような六角板形状を有す
るもの、あるいは、鱗片状等のように、平板形状の結晶
形状を有するものに比べ、樹脂組成物の流動性の低下を
抑制することができる。

【００１３】本発明の複合化金属水酸化物の形状につい
て、略８面体形状のものを例にしてさらに詳細に説明す
る。すなわち、本発明の複合化金属水酸化物の一例であ
る８面体形状のものは、平行な上下２面の基底面と外周
６面の角錐面とからなり、上記角錐面が上向き傾斜面と
下向き傾斜面とが交互に配設された８面体形状を呈して
いる。

【００１４】より詳しく説明すると、従来の厚みの薄い
平板形状の結晶形状を有するものは、例えば、結晶構造
としては六方晶系であり、図１１に示すように、ミラー
・ブラベー指数において（００・１）面で表される上下
２面の基底面１０と、｛１０・０｝の型面に属する６面
の角筒面１１で外周が囲まれた六角柱状である。そし
て、〔００１〕方向（ｃ軸方向）への結晶成長が少ない
ため、薄い六角柱状を呈している。

【００１５】これに対し、本発明の複合化金属水酸化物
は、図１２に示すように、結晶成長時の晶癖制御によ
り、（００・１）面で表される上下２面の基底面１２
と、｛１０・１｝の型面に属する６面の角錘面１３で外
周が囲まれている。そして、上記角錘面１３は、（１０
・１）面等の上向き傾斜面１３ａと、（１０・−１）面
等の下向き傾斜面１３ｂとが交互に配設された特殊な晶
癖を有する８面体形状を呈している。また、ｃ軸方向へ
の結晶成長も従来のものに比べて大きい。図１２に示す
ものは、板状に近い形状であるが、さらにｃ軸方向への
結晶成長が進み、晶癖が顕著に現れて等方的になったも
のを図１３に示す。このように、本発明の複合化金属水
酸化物は、正８面体に近い形状のものも含むものであ
る。すなわち、基底面の長軸径と基底面間の厚みとの比
率（長軸径／厚み）は、１〜９が好適である。この長軸
径と厚みとの比率の上限値としてより好適なのは、７で
ある。なお、上記ミラー・ブラベー指数において、「１
バー」は、「−１」と表示した。

【００１６】このように、本発明の複合化金属水酸化物
が、外周を囲む６つの面が、｛１０・１｝に属する角錘
面であることは、つぎのことからわかる。すなわち、本
発明の複合化金属水酸化物の結晶を、ｃ軸方向から走査
型電子顕微鏡で観察すると、この結晶は、ｃ軸を回転軸
とする３回回転対称を呈している。また、粉末Ｘ線回折
による格子定数の測定値を用いた（１０・１）面と｛１
０・１｝の型面との面間角度の計算値が、走査型電子顕
微鏡観察における面間角度の測定値とほぼ一致する。

【００１７】さらに、本発明の複合化金属水酸化物は、
粉末Ｘ線回折における（１１０）面のピークの半価幅Ｂ
₁₁₀と、（００１）面のピークの半価幅Ｂ₀₀₁との比
（Ｂ₁₁ ₀／Ｂ₀₀₁）が、１．４以上である。このことか
らも、ｃ軸方向への結晶性が良いことと、厚みが成長し
ていることが確認できる。すなわち、従来の水酸化マグ
ネシウム等の結晶では、ｃ軸方向への結晶が成長してお
らず、（００１）面のピークがブロードで半価幅Ｂ₀₀₁
も大きくなる。したがって（Ｂ₁₁₀／Ｂ₀₀₁）の価は、
小さくなる。これに対し、本発明の複合化金属水酸化物
では、ｃ軸方向の結晶性が良いために、（００１）面の
ピークが鋭く、細くなり、半価幅Ｂ₀₀₁も小さくなる。
したがって（Ｂ₁₁₀／Ｂ₀₀₁）の価が大きくなるのであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００１９】本発明の半導体装置は、半導体素子を、特
定の複合化金属水酸化物を含有する封止用樹脂組成物か
らなる特殊な樹脂硬化体で封止したものである。

【００２０】上記特殊な樹脂硬化体は、ＴＭＡ測定によ
る線膨張曲線の二次微分ピークを２つ以上有し、かつこ
れらのピークのうち、両端に位置する２つのピークの間
隔が２０℃以上の樹脂硬化体であれば、特に制限するも
のではない。このような樹脂硬化体としては、例えば、
それぞれ異なる特定範囲のガラス転移点（Ｔｇ）を有す
る２種類の樹脂組成物の混合物を硬化させたものがあげ
られる。このような樹脂組成物の混合物として、例え
ば、下記の樹脂組成物（ａ）および樹脂組成物（ｂ）の
混合物があげられる。（ａ）その硬化体のガラス転移点（Ｔｇ）が１７０〜２
５０℃である、特定の複合化金属水酸化物を含有する樹
脂組成物。（ｂ）その硬化体のガラス転移点（Ｔｇ）が１００〜１
４０℃である、特定の複合化金属水酸化物を含有する樹
脂組成物。

【００２１】上記ガラス転移点（Ｔｇ）が、１７０〜２
５０℃である樹脂組成物（ａ）としては、例えば、主剤
としてエポキシ樹脂が用いられ、硬化剤としてフェノー
ル樹脂が用いられ、かつ、特殊な難燃剤である特定の複
合化金属水酸化物が用いられるエポキシ樹脂−フェノー
ル樹脂硬化系のエポキシ樹脂組成物があげられる。

【００２２】上記樹脂組成物（ａ）のエポキシ樹脂（主
剤）としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
や、下記の一般式（２），（３）で表されるエポキシ樹
脂があげられる。

【００２３】

【化３】

【００２４】

【化４】

【００２５】上記一般式（２），（３）で表されるエポ
キシ樹脂は、通常、軟化点が４０〜１２０℃、エポキシ
当量が１２０〜２５０ｇ／ｅｑ、１５０℃のＩＣＩコー
ンプレート粘度計（コーディックス社製）による粘度
（以下「ＩＣＩ粘度〕という）が０．１〜１０ポイズの
範囲にある。

【００２６】また、上記エポキシ樹脂の他に、下記の一
般式（４），（５）で表されるエポキシ樹脂があげられ
る。

【００２７】

【化５】

【００２８】

【化６】

【００２９】上記一般式（４），（５）で表されるエポ
キシ樹脂は、通常、軟化点が５０〜１２０℃、１５０℃
でのＩＣＩ粘度が０．５〜２．０ポイズのものである。

【００３０】これらのエポキシ樹脂は、単独で用いても
よいし、２種類以上併用してもよい。また、これらのエ
ポキシ樹脂のなかで、上記一般式（４），（５）で表さ
れるものを使用することが好ましい。これは、上記エポ
キシ樹脂は低粘度であるため、得られる樹脂組成物が高
流動となるからである。

【００３１】そして、上記樹脂組成物（ａ）の硬化剤で
あるフェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹
脂，クレゾールノボラック樹脂，ナフトナールノボラッ
ク樹脂等があげられる。これらのフェノール樹脂は、通
常、軟化点が４０〜１２０℃、水酸基当量が、７０〜２
８０ｇ／ｅｑ、１５０℃のＩＣＩ粘度が０．１〜１５ポ
イズである。これらのフェノール樹脂のなかで、好まし
いものは、軟化点が５０〜９０℃、水酸基当量が９０〜
１５０ｇ／ｅｑ、１５０℃のＩＣＩ粘度が０．１〜１．
０ポイズの範囲のものであり、例えば、下記の一般式
（６）で表されるフェノール樹脂である。

【００３２】

【化７】

【００３３】そして、上記樹脂組成物（ａ）に用いられ
る、特殊な難燃剤となる複合化金属水酸化物は、下記の
一般式（１）で表される多面体形状の複合化金属水酸化
物である。

【００３４】

【化８】ｍ（Ｍ_aＯ_b）・ｎ（Ｑ_dＯ_e）・ｃＨ₂Ｏ・・・（１）〔上記式（１）において、ＭとＱは互いに異なる金属元
素であり、Ｑは、周期律表のIVａ，Ｖａ，VIａ， VII
ａ，VIII，Ｉｂ，IIｂから選ばれた族に属する金属元素
である。また、ｍ，ｎ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは正数であ
って、互いに同一の値であってもよいし、異なる値であ
ってもよい。〕

【００３５】上記一般式（１）で表される複合化金属水
酸化物に関して、式（１）中の金属元素を示すＭとして
は、Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃ
ｕ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｂ等があげられる。

【００３６】また、上記一般式（１）で表される複合化
金属水酸化物中のもう一つの金属元素を示すＱは、周期
律表のIVａ，Ｖａ，VIａ， VIIａ，VIII，Ｉｂ，IIｂか
ら選ばれた族に属する金属である。例えば、鉄，コバル
ト，ニッケル，パラジウム，銅，亜鉛等があげられ、単
独でもしくは２種以上併せて選択される。

【００３７】このような結晶形状が多面体形状を有する
複合化金属水酸化物は、例えば、複合化金属水酸化物の
製造工程における各種条件等を制御することにより、
縦，横とともに厚み方向（ｃ軸方向）への結晶成長が大
きい、所望の多面体形状、例えば、略１２面体、略８面
体、略４面体等の形状を有する複合化金属水酸化物を得
ることができる。

【００３８】本発明に用いられる多面体形状の複合化金
属水酸化物は、その一例として結晶外形が略８面体の多
面体構造を示し、アスペクト比が１〜８程度、好ましく
は１〜７、特に好ましくは１〜４に調整されたもので、
例えば、式（１）中の、Ｍ＝Ｍｇ，Ｑ＝Ｚｎの場合につ
いて述べると、つぎのようにして作製することができ
る。すなわち、まず、水酸化マグネシウム水溶液に硝酸
亜鉛化合物を添加し、原料となる部分複合化金属水酸化
物を作製する。ついで、この原料を、８００〜１５００
℃の範囲で、より好ましくは１０００〜１３００℃の範
囲で焼成することにより、複合化金属酸化物を作製す
る。この複合化金属酸化物は、ｍ（ＭｇＯ）・ｎ（Ｚｎ
Ｏ）の組成で示されるが、さらにカルボン酸、カルボン
酸の金属塩、無機酸および無機酸の金属塩からなる群か
ら選ばれた少なくとも一種を上記複合化金属酸化物に対
して約０．１〜６ｍｏｌ％共存する水媒体中の系で強攪
拌しながら４０℃以上の温度で水和反応させることによ
り、ｍ（ＭｇＯ）・ｎ（ＺｎＯ）・ｃＨ₂Ｏで示され
る、本発明の多面体形状を有する複合化金属水酸化物を
作製することができる。

【００３９】上記製法において、原料としては、上述し
た方法で得られる部分複合化金属水酸化物だけでなく、
例えば、共沈法によって得られる複合化金属水酸化物，
水酸化マグネシウムとＺｎの混合物，酸化マグネシウム
とＺｎ酸化物の混合物，炭酸マグネシウムとＺｎ炭酸塩
との混合物等も用いることができる。また、水和反応時
の攪拌は、均一性や分散性の向上、カルボン酸、カルボ
ン酸の金属塩、無機酸および無機酸の金属塩からなる群
から選ばれた少なくとも一種との接触効率向上等のた
め、強攪拌が好ましく、さらに強力な高剪断攪拌であれ
ばなお好ましい。このような攪拌は、例えば、回転羽根
式の攪拌機において、回転羽根の周速を５ｍ／ｓ以上と
して行うのが好ましい。

【００４０】上記カルボン酸としては、特に限定される
ものではないが、好ましくはモノカルボン酸、オキシカ
ルボン酸（オキシ酸）等があげられる。上記モノカルボ
ン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、吉草酸、カプロン酸、アクリル酸、クロトン酸等が
あげられ、上記オキシカルボン酸（オキシ酸）として
は、例えば、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、
α−オキシ酪酸、グリセリン酸、サリチル酸、安息香
酸、没食子酸等があげられる。また、上記カルボン酸の
金属塩としては、特に限定されるものではないが、好ま
しくは酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛等があげられる。そ
して、上記無機酸としては、特に限定されるものではな
いが、好ましくは硝酸、塩酸等があげられる。また、上
記無機酸の金属塩としては、特に限定されるものではな
いが、好ましくは硝酸マグネシウム、硝酸亜鉛等があげ
られる。

【００４１】上記多面体形状を有する複合化金属水酸化
物の具体的な代表例としては、ｓＭｇＯ・（１−ｓ）Ｎ
ｉＯ・ｃＨ₂Ｏ〔０＜ｓ＜１、０＜ｃ≦１〕、ｓＭｇＯ
・（１−ｓ）ＺｎＯ・ｃＨ₂Ｏ〔０＜ｓ＜１、０＜ｃ≦
１〕、ｓＡｌ₂Ｏ₃・（１−ｓ）Ｆｅ₂Ｏ₃・ｃＨ₂Ｏ
〔０＜ｓ＜１、０＜ｃ≦３〕等があげられる。なかで
も、酸化マグネシウム・酸化ニッケルの水和物、酸化マ
グネシウム・酸化亜鉛の水和物が特に好ましく用いられ
る。

【００４２】そして、上記多面体形状を有する複合化金
属水酸化物（Ｘ成分）は、レーザー式粒度測定機による
平均粒径０．５〜１０μｍの範囲のものを用いることが
好ましく、より好ましくは０．６〜６μｍである。すな
わち、上記複合化金属水酸化物の平均粒径が１０μｍを
超え大きくなると、難燃効果が低下する傾向がみられる
からである。

【００４３】また、上記多面体形状を有する複合化金属
水酸化物（Ｘ成分）のアスペクト比は、通常、１〜８、
好ましくは１〜７、特に好ましくは１〜４である。ここ
でいうアスペクト比とは、複合化金属水酸化物の長径と
短径との比で表したものである。すなわち、アスペクト
比が８を超えると、この複合化金属水酸化物を含有する
樹脂組成物が溶融したときの粘度低下に対する効果が乏
しくなる。

【００４４】そして、上記樹脂組成物（ａ）には、上記
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、多面体形状の複合化金
属水酸化物、および場合により無機質充填剤を用いるこ
とができる。上記無機質充填剤としては、特に限定する
ものではなく従来公知の各種充填剤があげられる。例え
ば、石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末、アルミナ粉
末、炭酸カルシウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素およびカ
ーボンブラック粉末等があげられる。これらは単独でも
しくは２種以上併せて用いられる。そして、上記無機質
充填剤として、得られる硬化物の線膨張係数を低減でき
るという点からシリカ粉末を用いることが好ましい。な
かでも、シリカ粉末として溶融シリカ粉末、とりわけ球
状溶融シリカ粉末を用いることが樹脂組成物の良好な流
動性という点から特に好ましい。また、上記無機質充填
剤において、その平均粒径が１０〜７０μｍの範囲であ
ることが好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍであ
る。すなわち、先に述べたように、複合化金属水酸化物
の平均粒径が前記範囲内であるとともに、無機質充填剤
の平均粒径が上記範囲内であると、樹脂組成物の良好な
流動性が得られる。また、上記シリカ粉末としては、場
合によりシリカ粉末を摩砕処理してなる摩砕シリカ粉末
を用いることもできる。

【００４５】上記多面体形状を有する複合化金属水酸化
物（Ｘ成分）の含有量に関しては、この多面体形状を有
する複合化金属水酸化物（Ｘ成分）に上記無機質充填剤
を加算した無機物全体の合計量が、樹脂組成物（ａ）全
体の６０重量％以上となるよう設定することが好まし
い。特に好ましくは７０〜９３重量％である。すなわ
ち、無機物の含有量が６０重量％未満では、難燃性が低
下する傾向がみられるからである。

【００４６】そして、樹脂組成物全体中の、多面体形状
を有する複合化金属水酸化物（Ｘ成分）の占める割合
は、１〜３０重量％の範囲に設定されることが好まし
く、特に好ましくは２〜２８重量％である。すなわち、
上記複合化金属水酸化物の占める割合が１重量％未満で
は、難燃化効果が不充分となり、３０重量％を超える
と、樹脂組成物硬化体中の塩素イオン濃度が高くなる傾
向がみられるからである。

【００４７】つぎに、上記ガラス転移点（Ｔｇ）が、１
００〜１４０℃である樹脂組成物（ｂ）としては、特に
制限するものではなく、先に述べた上記樹脂組成物
（ａ）と同様の、前記一般式（１）で表される多面体形
状の複合化金属水酸化物を含有するエポキシ樹脂−フェ
ノール樹脂硬化系のエポキシ樹脂組成物があげられる。

【００４８】上記樹脂組成物（ｂ）のエポキシ樹脂（主
剤）としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂のような２官能のエポキシ樹脂があげられる。このエ
ポキシ樹脂は、通常、軟化点が２０〜１６０℃、エポキ
シ当量が９０〜２２０ｇ／ｅｑ、１５０℃のＩＣＩ粘度
が０．０１〜１０ポイズのものである。このようなエポ
キシ樹脂のなかで、好ましいものは、軟化点が５０〜１
５０℃、エポキシ当量が１２０〜２１０ｇ／ｅｑ、１５
０℃でのＩＣＩ粘度が０．０１〜０．２ポイズの範囲の
ものであり、例えば、下記の一般式（７）〜（９）で表
されるものである。

【００４９】

【化９】

【００５０】

【化１０】

【００５１】

【化１１】

【００５２】これらのエポキシ樹脂は、単独で用いても
よいし、２種類以上併用してもよい。

【００５３】そして、上記樹脂組成物（ｂ）の硬化剤で
あるフェノール樹脂としては、例えば、下記の一般式
（１０）〜（１２）で表されるものがあげられる。

【００５４】

【化１２】

【００５５】

【化１３】

【００５６】

【化１４】

【００５７】これらのフェノール樹脂は、通常、軟化点
が４０〜１２０℃、水酸基当量が７０〜３４０ｇ／ｅ
ｑ、１５０℃のＩＣＩ粘度が０．１〜１５ポイズの範囲
のものである。このなかで、好ましいのは、軟化点が５
０〜９０℃、水酸基当量が１４０〜２８０ｇ／ｅｑ、１
５０℃のＩＣＩ粘度が０．１〜２．０の範囲のものであ
る。

【００５８】上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）において、
各エポキシ樹脂（主剤）とフェノール樹脂（硬化剤）と
の配合割合は、両樹脂組成物とも、エポキシ樹脂中のエ
ポキシ基１当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が０．
８〜１．２当量となるようにすることが好ましい。特に
好ましくは、上記エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量当
たりフェノール樹脂中の水酸基が、０．９〜１．１当量
である。

【００５９】上記主剤（エポキシ樹脂）および硬化剤
（フェノール樹脂）とともに用いられる多面体形状の複
合化金属水酸化物は、前記樹脂組成物（ａ）で述べたも
のと同様のものがあげられる。

【００６０】さらに、上記多面体形状の複合化金属水酸
化物とともに、前記樹脂組成物（ａ）と同様、場合によ
り無機質充填剤を用いることができる。上記無機質充填
剤としては、先に述べた樹脂組成物（ａ）と同様のもの
があげられる。

【００６１】そして、上記多面体形状の複合化金属水酸
化物および無機質充填剤の含有量も、先に述べた樹脂組
成物（ａ）の設定と同様の割合に設定することが好まし
い。

【００６２】そして、上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）に
は、それぞれ、主剤（エポキシ樹脂）および硬化剤（フ
ェノール樹脂）の他に、必要に応じて各種添加剤が配合
される。

【００６３】上記添加剤の一つとして、低応力化剤があ
げられる。この低応力化剤の配合により、得られる半導
体装置の反りがより効果的に防止されるようになる。ま
た、ＴＣＴテスト特性や耐クラック性も極めて良好なも
のとなる。この低応力化剤としては、シリコーンゴムや
オレフィンゴム等があげられるが、好ましくは、下記の
一般式（１３），（１４）で表されるシリコーン化合物
である。

【００６４】

【化１５】

【００６５】

【化１６】

【００６６】上記シリコーン化合物の配合割合は、それ
ぞれの樹脂組成物全体に対し、３０％以下が好ましい。
特に好ましくは、０．３〜１５％の範囲である。

【００６７】また、その他の添加剤として、硬化促進剤
があげられる。この硬化促進剤は、特に制限するもので
はなく、例えば、三級アミン，四級アンモニウム塩，イ
ミダゾール類，ホウ素化合物があげられる。これらは、
単独でもしくは二種類以上併用される。このなかでも、
リン系化合物が好ましい。

【００６８】さらに、上記添加剤として、三酸化アンチ
モンやリン系化合物等の難燃剤、カーボンブラックや酸
化チタン等の顔料、パラフィンや脂肪族エステル等の離
型剤、シランカップリング剤等のカップリング剤を用い
ることができる。また、上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）
は、各々またはいずれか一方を複数の組成物で用いるこ
ともできる。この時の上記（ａ），（ｂ）のピーク間隔
の判定は、後述において説明する。

【００６９】つぎに、上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）の
混合物は、例えば、以下のようにして作製される。

【００７０】すなわち、上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）
ごとに、その主剤と硬化剤、および前記多面体形状を有
する複合化金属水酸化物（Ｘ成分）、さらに必要に応じ
て無機質充填剤，低応力化剤，他の難燃剤，顔料，離型
剤，カップリング剤をそれぞれ所定量で配合する。つい
で、これらの各混合物を、ミキシングロール機等の混練
機を用いて加熱状態でそれぞれ溶融混練した後室温まで
冷却し、公知の手段でそれぞれ粉砕することにより、各
樹脂組成物（ａ），（ｂ）を作製する。このとき、これ
ら樹脂組成物（ａ），（ｂ）は、Ｂステージ（半硬化状
態）であることが好ましい。その後、これら樹脂組成物
（ａ），（ｂ）の粉砕物を所定の配合比で配合して混合
し、この混合物をこのまま使用するか好ましくは必要に
応じてタブレット等に打錠するという一連の工程によ
り、目的とする樹脂組成物（ａ），（ｂ）の混合物を得
ることができる。なお、上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）
の配合比（重量比）は、通常、ａ／ｂ＝１／４〜４／
１、好ましくはａ／ｂ＝１／３〜３／１である。なお、
この樹脂組成物（ａ），（ｂ）の混合物は、その有機樹
脂成分が、５〜２５重量％であることが好ましく、特に
好ましくは５〜１５重量％である。すなわち、５重量％
未満であると、得られる樹脂組成物の流動性が悪くな
り、半導体素子封止において成形不良が発生するおそれ
があり、逆に、２５重量％を超えると、得られる樹脂硬
化体において反りが発生するおそれがあるからである。
なお、上記有機樹脂成分とは、エポキシ樹脂（主剤），
硬化剤，触媒（硬化促進剤），離型剤，低応力化剤，カ
ップリング剤，顔料をいう。

【００７１】また、上記方法の他に、樹脂組成物ごとに
調製せずに、最初から混合物として上記樹脂組成物
（ａ），（ｂ）の混合物を調製する方法がある。すなわ
ち、主剤と硬化剤、および前記多面体形状の複合化金属
水酸化物（Ｘ成分）、さらに必要に応じて無機質充填
剤，低応力化剤，他の難燃剤，顔料，離型剤，カップリ
ング剤を、樹脂組成物（ａ），（ｂ）の最終的な上記所
定の配合比となるように配合する。ついで、この混合物
をミキシングロール機等の混練機を用いて加熱溶融状態
で溶融混練して、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
によっても、目的とする上記樹脂組成物（ａ），（ｂ）
の混合物を得ることができる。なお、この場合も、その
有機樹脂成分は、５〜２５重量％であることが好まし
く、特に好ましくは５〜１５重量％である。

【００７２】つぎに、この樹脂組成物（ａ），（ｂ）の
混合物を硬化させて半導体素子を封止する方法は、特に
制限するものではなく、通常のトランスファー成形等の
公知のモールド法によって行うことができる。このよう
にして、本発明の半導体装置を作製することができる。
なお、本発明において、上記樹脂組成物の硬化は、通
常、加熱によるものであるが、これに限定されず、例え
ば、紫外線による硬化も含めるものである。また、本発
明の半導体装置において、半導体素子を基板に搭載する
場合の基板としては、繊維補強基板（繊維補強ポリイミ
ド樹脂板，高Ｔｇエポキシ樹脂積層板等）を使用するこ
とが好ましく、特に好ましくは、ＢＴ（ビスマレイミド
トリアジン／ガラスクロス基板）レジンである。

【００７３】そして、本発明の半導体装置は、図１に示
す片面封止のＢＧＡ形状のものに限定されない。この他
に、図２に示すように、基板４ａの所定位置にヒートシ
ンク１２を配置し、この上に半導体素子３を搭載して片
面封止したものがあげられる。

【００７４】上記のような片面封止の半導体装置におい
て、そのサイズは下記に示す通りである。すなわち、図
１のＢＧＡ形状の半導体装置を例にとると、基板４とし
てＢＴ基板等の繊維補強基板を用いた場合、その片面の
面積を、１００〜１００００ｍｍ²の範囲にすることが
好ましく、特に好ましくは６２５〜３６００ｍｍ²の範
囲である。また、基板４の形状が方形の場合、正方形で
あることが好ましい。基板の形状が長方形の場合は、通
常、短辺の長さを１とすると、長辺の長さを１〜３程度
の割合とされる。そして、基板４の厚みｂは、好ましく
は、０．０５〜３ｍｍであり、特に好ましくは０．１〜
１．０ｍｍである。そして、樹脂硬化体２の専有面（半
導体素子３底面を含む樹脂硬化体２底面）の形状が方形
の場合は、正方形が好ましく、またこの占有面の面積
は、１００〜１００００ｍｍ²の範囲が好ましく、特に
好ましくは、６２５〜３６００ｍｍ²の範囲である。ま
た、樹脂硬化体２の厚みａは、０．２〜３ｍｍの範囲が
好ましく、特に好ましくは、０．２〜１．４ｍｍの範囲
である。このように、基板および樹脂硬化体のサイズ等
を所定の好適条件とすることにより、より効果的に樹脂
硬化体の反りの発生が防止されるようになる。

【００７５】また、本発明の半導体装置において、片面
封止の他の態様としては、図７に示すような、薄板状ヒ
ートシンク１２ｂの上に半導体素子３を直接搭載し、こ
の半導体素子３を樹脂硬化体２ａで封止した半導体装置
があげられる。図示のように、樹脂硬化体２ａによる封
止は、薄板状ヒートシンク１２ｂの底面を除いた全体を
封止したものである。このような半導体装置において、
薄板状ヒートシンク１２ｂとしては、銅，アルミニウム
等の金属板があげられ、その形状が方形である場合は、
正方形であることが好ましい。また、薄板状ヒートシン
ク１２ｂの片面の面積は、１００〜１００００ｍｍ²の
範囲が好ましい。また、薄板状ヒートシンク１２ｂの厚
みｂは、０．０５〜３ｍｍの範囲が好ましい。また、樹
脂硬化体２ａの専有面（ヒートシンク１２ｂ底面を含む
樹脂硬化体２ａ底面）の形状が方形である場合は、正方
形が好ましく、この占有面の面積は、１００〜１４４０
０ｍｍ²の範囲が好ましい。専有面の形状が長方形の場
合は、通常、短辺の長さを１とすると長辺の長さを１〜
３程度の割合とされる。そして、樹脂硬化体２ａの厚み
ａは、０．２５〜４ｍｍの範囲が好ましく、特に好まし
くは、０．８〜３ｍｍの範囲である。

【００７６】そして、この他に、本発明の半導体装置と
して、図３に示すように、リードフレーム１１の上に半
導体素子３が搭載され、この半導体素子３搭載部の略真
下の部分にヒートシンク１２ａが上記リードフレーム１
１と接触するように配置され、これらが、リードフレー
ム１１のリード部先端を除き、樹脂硬化体２で封止され
た半導体装置があげられる。なお、本発明において、図
３に示すような封止形態も片面封止に含める趣旨であ
る。これは、ヒートシンク１２ａの底面が、封止されず
に露出しているため、両面封止とは言えないからであ
る。なお、同図において、１０ａは、半導体素子３とリ
ードフレーム１１とを接続するためのワイヤーである。
さらに、本発明の半導体装置のその他の例として、図４
に示すような形態のものをあげることができる。図４に
おいて、図１と同一部分には、同一符号を付している。

【００７７】上記図１，図２，図４に示す半導体装置に
おいて、半導体チップ３へのインプットおよびアウトプ
ット信号は、マザーボードへの接続端子となる略球状の
半田端子（ボール）５，基板４，ワイヤー１０ａを介し
て行われる。ボール、一般には半田ボール５から入った
インプット信号は、基板、一般にはＢＴ基板４の内部に
形成された回路、スルーホールを介してワイヤーボンバ
ッドに到達する。このワイヤーボンバッドによりワイヤ
ー、一般には金ワイヤー１０ａを介して半導体チップ３
上に到達する。半導体チップ３よりのアウトプット信号
については、このルートと全く逆の流れで外部に情報が
供給される。

【００７８】そして、本発明の樹脂硬化体は、ＴＭＡ測
定による線膨張曲線の二次微分ピークを２つ以上有し、
かつこれらのピークのうち、両端に位置する２つのピー
ク間隔が２０℃以上となる。従来の樹脂硬化体につい
て、ＴＭＡ測定をすれば、図６（Ａ）に示すように、Ｔ
ＭＡによる線膨張曲線の状態変移点は一つである。この
ＴＭＡの線膨張曲線を温度で一次微分すると図６（Ｂ）
のような、階段状の曲線が得られ、さらにこれを温度で
二次微分すると、図６（Ｃ）に示すように、上記状態変
移点に相当する部分が一つのピークとして現れる。これ
に対し、本発明の樹脂硬化体は、例えば、図８（Ａ）に
示すように、そのＴＭＡの線膨張曲線の状態変移点は、
２つであり、これを温度で二次微分すると、図８（Ｂ）
に示すように、２つのピークが得られ、この二つのピー
クの間隔Ｄが、２０℃以上となる。なお、図８におい
て、二次微分ピークが２つの場合を例としたが、本発明
の樹脂硬化体は、これに限らず、３つの二次微分ピー
ク、４つの二次微分ピーク、あるいはそれ以上の二次微
分ピークをもつ場合にも適用される。この場合には、両
端に位置する２つのピーク間隔が２０℃以上であればよ
い。好ましくは相隣接するピークの間隔の少なくとも１
つが２０℃以上のものである。なお、上記ピーク間隔
は、前記したように、通常、２０℃以上であるが、好ま
しくは３０〜１５０℃であり、特に好ましくは３０〜１
００℃の範囲である。

【００７９】このように、特殊な熱物性を有する樹脂硬
化体で半導体素子を封止した半導体装置は、加熱による
反りが防止され、かつＴＣＴテスト特性および半田浸漬
時の耐クラック性が優れるようになる。この理由につい
て、明確な説明をすることができないが、本発明者ら
は、半導体装置に関する一連の研究により得た知見に基
づき、つぎのように推察している。すなわち、樹脂硬化
体において、そのガラス転移点（Ｔｇ）領域では、応力
緩和能が発現され、このガラス転移点領域の範囲を広げ
ることにより、樹脂硬化体において、広い温度範囲で応
力緩和能が発現するようになる。したがって、このよう
な物性を有する樹脂硬化体を用いた半導体装置では、樹
脂硬化体の加熱等による反りが発生しないものと推察さ
れる。

【００８０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００８１】まず、実施例および比較例に先立ち、下記
に示す、エポキシ樹脂Ａ〜Ｆ、フェノール樹脂Ｇ〜Ｊ、
シリコーン化合物Ｋを準備した。

【００８２】〔エポキシ樹脂Ａ〕式（１５）で表される
エポキシ樹脂。

【化１７】

【００８３】〔エポキシ樹脂Ｂ〕式（１６）で表される
エポキシ樹脂。

【化１８】

【００８４】〔エポキシ樹脂Ｃ〕式（１７）で表される
エポキシ樹脂。

【化１９】

【００８５】〔エポキシ樹脂Ｄ〕式（１８）で表される
エポキシ樹脂。

【化２０】

【００８６】〔エポキシ樹脂Ｅ〕式（１９）で表される
エポキシ樹脂。

【化２１】

【００８７】〔エポキシ樹脂Ｆ〕式（２０）で表される
エポキシ樹脂。

【化２２】

【００８８】〔フェノール樹脂Ｇ〕式（２１）で表され
るフェノール樹脂。

【化２３】

【００８９】〔フェノール樹脂Ｈ〕式（２２）で表され
るフェノール樹脂。

【化２４】

【００９０】〔フェノール樹脂Ｉ〕式（２３）で表され
るフェノール樹脂。

【化２５】

【００９１】〔フェノール樹脂Ｊ〕式（２４）で表され
るフェノール樹脂。

【化２６】

【００９２】〔シリコーン化合物Ｋ〕式（２５）で表さ
れるシリコーン化合物。

【化２７】

【００９３】さらに、実施例に先立って下記の表１に示
す各種複合化金属水酸化物を準備した。なお、下記の表
１中の複合化金属水酸化物は、先に述べた多面体形状の
複合化金属水酸化物の製造方法に準じて作製した。

【００９４】

【表１】

【００９５】

【実施例１〜３９、比較例１〜４】上記の各原料および
後記の表２〜表８に示すその他の原料を、同表に示す割
合で配合し、ミキシングロール機（温度１００℃）で３
分間溶融混練を行い、冷却固化後粉砕して目的とする粉
末状エポキシ樹脂組成物を得た。なお、実施例３３〜３
８については、後記の表７に示す配合割合によりエポキ
シ樹脂組成物ａ〜ｈを作製し、これを後記の表８に示す
比率（重量比）で配合した他は、その他の実施例と同様
にして所定の粉末状エポキシ樹脂組成物を得た。また、
後記の表９に、上記エポキシ樹脂Ａ〜Ｆとフェノール樹
脂Ｇ〜Ｊの組合わせによるエポキシ樹脂組成物のガラス
転移点（Ｔｇ）を示す。

【００９６】

【表２】

【００９７】

【表３】

【００９８】

【表４】

【００９９】

【表５】

【０１００】

【表６】

【０１０１】

【表７】

【０１０２】

【表８】

【０１０３】

【表９】

【０１０４】つぎに、上記実施例１〜３９、比較例１〜
４のエポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子をトランス
ファー成形（条件：１７５℃×２分、１７５℃×５時間
後硬化）することにより図２に示すようなヒートシンク
付片面封止半導体装置を得た。なお、この半導体装置の
条件は、以下の通りである。樹脂硬化体サイズ：４０×４０×２ｍｍ半導体素子サイズ：１２×１２×０．４ｍｍ基板サイズ：４８×４８×０．８ｍｍ基板材料：ビスマレイミドトリアジン／ガラスクロス基
板（ＢＴ）レジン〔三菱瓦斯化学社製〕

【０１０５】このようにして得られた実施例品１〜３
９，比較例品１〜４の半導体装置について、その樹脂硬
化体のＴＭＡ測定および半導体装置の反りの測定を行っ
た。この結果を、後記の表１０〜表２１に示す。なお、
上記ＴＭＡ測定および反りの測定は、下記に示す方法に
より行った。

【０１０６】〔ＴＭＡ測定〕ＴＭＡ測定装置（ＭＪ−８
００ＧＭ，理学社製）を用い、上記所定の硬化条件で処
理した樹脂硬化体（４×３×２０ｍｍ）を９５℃で２４
時間乾燥させ、その後、３０〜２５０℃の温度領域で、
上記樹脂硬化体の伸びを測定した。なお、この測定条件
は、昇温速度２℃／分である。

【０１０７】〔半導体装置の反りの測定〕室温からリフ
ロー温度の範囲（２５〜２６０℃）においての半導体装
置の反りを測定した。この反りの測定は、図５に示す反
り量Ｌをマイクロディプスメータを用いて行った。

【０１０８】〔難燃性〕各エポキシ樹脂組成物を用いて
厚み１／１６インチの試験片を成形し、ＵＬ９４Ｖ−
０規格の方法に従って難燃性を評価した。なお、合格と
は９４−Ｖ０合格を意味する。

【０１０９】

【表１０】

【０１１０】

【表１１】

【０１１１】

【表１２】

【０１１２】

【表１３】

【０１１３】

【表１４】

【０１１４】

【表１５】

【０１１５】

【表１６】

【０１１６】

【表１７】

【０１１７】

【表１８】

【０１１８】

【表１９】

【０１１９】

【表２０】

【０１２０】

【表２１】

【０１２１】上記表１０〜表２１から、実施例の樹脂硬
化体は、ＴＭＡ測定の二次微分ピークを２つ以上有し、
かつこれらピークの間隔が２０℃以上であった。そし
て、このような樹脂硬化体を用いた実施例品の半導体装
置は、従来の樹脂硬化体を使用した比較例品の半導体装
置に比較して、反り量が極めて僅かであった。

【０１２２】つぎに、上記実施例品および比較例品の半
導体装置について、ＴＣＴテストおよび耐クラック性テ
ストを行った。この結果を、下記の表２２〜表２８に示
す。なお、上記ＴＣＴテストおよび耐クラック性テスト
については下記に示す条件により半導体装置５個中にお
いてクラックが発生した個数で表した。

【０１２３】〔ＴＣＴテスト〕−６５℃（５分）〜１５
０℃（５分）の条件で行った。

【０１２４】〔耐クラック性テスト〕半田溶融液（２６
０℃）中に、半導体装置を４８時間，７２時間，９６時
間の各時間浸漬した後、半導体装置のクラック発生の有
無を確認した。

【０１２５】

【表２２】

【０１２６】

【表２３】

【０１２７】

【表２４】

【０１２８】

【表２５】

【０１２９】

【表２６】

【０１３０】

【表２７】

【０１３１】

【表２８】

【０１３２】上記表２２〜表２８の結果から、実施例品
の半導体装置は、優れたＴＣＴテスト特性および耐クラ
ック性を備えていることがわかる。これに対し、比較例
品の半導体装置は、ＴＣＴテストおよび耐クラック性テ
ストにおいて、全ての半導体装置（５個）に不良が発生
した。

【０１３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置は、
ＴＭＡ測定による線膨張曲線の二次微分ピークを２つ以
上有し、かつこれらのピークのうち、両端に位置する２
つのピークの間隔が２０℃以上の樹脂硬化体を用いて半
導体素子を封止したものである。このように、特殊な樹
脂硬化体を用いた半導体装置は、ＴＣＴテスト特性およ
び耐クラック性が優れるようになり、また、常温からリ
フロー温度までの領域での反りの発生がなくなり、信頼
性が優れたものとなる。しかも、上記樹脂硬化体が、前
記一般式（１）で表される多面体形状の複合化金属水酸
化物を含有する封止用樹脂組成物を用いて形成されてい
るため、この複合化金属水酸化物は従来のような毒性を
有する化合物ではないため、環境汚染問題に対して何ら
問題が発生せず、しかも優れた難燃性を付与することが
できる。

【０１３４】このように、本発明により、環境問題に対
し対応し、かつ信頼性に優れた半導体装置を提供するこ
とができる。特に、反りの問題が深刻であった片面封止
の半導体装置やヒートシンクを設けた半導体装置におい
て、この反りを有効に防止することが可能となるため、
本発明の適用により、集積度が極めて高い高性能半導体
装置に、高い信頼性を付与することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】片面封止半導体装置の一例を示す構成図であ
る。

【図２】上記片面封止半導体装置において、ヒートシン
クを設けた例を示す構成図である。

【図３】リードフレームおよびヒートシンクを用いた片
面封止半導体装置の一例を示す構成図である。

【図４】片面封止半導体装置のその他の例を示す構成図
である。

【図５】半導体装置の反りを測定する状態を示す説明図
である。

【図６】（Ａ）は、従来の半導体装置に使用される樹脂
硬化体のＴＭＡ測定の結果の一例を示すグラフ図であ
り、（Ｂ）は、上記ＴＭＡ測定の測定結果を一次微分し
たグラフ図であり、（Ｃ）は、上記ＴＭＡ測定の測定結
果を二次微分したグラフ図である。

【図７】ヒートシンクの上に半導体素子を搭載した半導
体装置の一例を示す構成図である。

【図８】（Ａ）は、本発明の半導体装置に使用される樹
脂硬化体のＴＭＡ測定の結果の一例を示すグラフ図であ
り、（Ｂ）は、上記ＴＭＡ測定の測定結果を二次微分し
たグラフ図である。

【図９】本発明で用いられる多面体形状の複合化金属水
酸化物の結晶形状の一例を示す走査型電子顕微鏡写真
（倍率５００００倍）である。

【図１０】従来の複合化金属水酸化物の結晶形状の一つ
である六角板状形状を示す斜視図である。

【図１１】従来の複合化金属水酸化物の外形を示す説明
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図１２】本発明の複合化金属水酸化物の外形の一例を
示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図１３】本発明の複合化金属水酸化物の外形の他の例
を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の（Ｘ）成分を含有する封止用樹脂
組成物からなる樹脂硬化体で半導体素子が封止された半
導体装置であって、上記樹脂硬化体が、熱機械分析測定
による線膨張曲線の二次微分ピークを２つ以上有し、こ
れらの二次微分ピークのうち、両端に位置する２つのピ
ーク間隔が２０℃以上であることを特徴とする半導体装
置。（Ｘ）下記の一般式（１）で表される多面体形状の複合
化金属水酸化物。【化１】ｍ（Ｍ_aＯ_b）・ｎ（Ｑ_dＯ_e）・ｃＨ₂Ｏ・・・（１）〔上記式（１）において、ＭとＱは互いに異なる金属元
素であり、Ｑは、周期律表のIVａ，Ｖａ，VIａ， VII
ａ，VIII，Ｉｂ，IIｂから選ばれた族に属する金属元素
である。また、ｍ，ｎ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは正数であ
って、互いに同一の値であってもよいし、異なる値であ
ってもよい。〕
【請求項２】二次微分ピークのうち、相隣接するピー
ク間隔の少なくとも一つが２０℃以上である請求項１記
載の半導体装置。
【請求項３】二次微分ピークのうち、両端に位置する
２つのピーク間隔が３０〜１５０℃の範囲である請求項
１または２記載の半導体装置。
【請求項４】上記樹脂硬化体が、温度差２０℃以上で
相互に異なるガラス転移点（Ｔｇ）を有する２種類以上
の樹脂組成物の混合物を硬化させたものである請求項１
〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】半導体素子が基板上に搭載され、この基
板上の上記半導体素子が上記（Ｘ）成分を含有する封止
用樹脂組成物からなる樹脂硬化体で封止されており、こ
の樹脂硬化体による上記半導体素子の封止が、上記基板
の上記半導体素子を搭載している側面のみの片面封止で
ある請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】上記樹脂硬化体が、上記（Ｘ）成分を含
有するエポキシ樹脂−フェノール樹脂硬化系樹脂組成物
を硬化させたものである請求項１〜５のいずれか一項に
記載の半導体装置。
【請求項７】上記樹脂硬化体が、下記の樹脂組成物
（ａ）および樹脂組成物（ｂ）の混合物を硬化させた樹
脂硬化体であり、上記樹脂組成物（ａ）および樹脂組成
物（ｂ）の混合物の有機樹脂成分濃度が、５〜２５重量
％の範囲である請求項１〜６のいずれか一項に記載の半
導体装置。（ａ）その硬化体のガラス転移点（Ｔｇ）が１７０〜２
５０℃である、上記（Ｘ）成分を含有する樹脂組成物。（ｂ）その硬化体のガラス転移点（Ｔｇ）が１００〜１
４０℃である、上記（Ｘ）成分を含有する樹脂組成物。