JP2000119487A

JP2000119487A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置

Info

Publication number: JP2000119487A
Application number: JP29114998A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Kuroyanagi; 秋久黒柳; Takashi Taniguchi; 剛史谷口; Shinya Akizuki; 伸也秋月
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な成形性および作業性を有し、しかも耐半
田性および低応力性に優れた半導体装置を得ることので
きる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】下記のエポキシ化合物〔（Ａ）成分〕と、
硬化剤〔（Ｂ）成分〕と、無機質充填剤〔（Ｃ）成分〕
と、ブタジエン系ゴム粒子〔（Ｄ）成分〕を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物である。（Ａ）下記の一般式（１）で表されるビフェノール類
（ａ１）と、上記ビフェノール類（ａ１）以外の多価フ
ェノール類（ａ２）とを重量混合比（ａ１／ａ２）でａ
１／ａ２＝５／９５〜４０／６０の割合で混合してなる
混合多価フェノールを、エピハロヒドリンと付加反応さ
せるとともに閉環反応させることにより得られるエポキ
シ化合物。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐半田性、成形性
および低応力性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成
物およびそれを用いて得られる信頼性の高い半導体装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体
素子は、通常、エポキシ樹脂組成物を用いてトランスフ
ァー成形により樹脂封止される。この種のパッケージと
して、従来から各種形態のパッケージが開発されてい
る。上記樹脂封止の際に用いられるエポキシ樹脂組成物
としては、通常、エポキシ樹脂を主体とし、これに硬化
剤成分としてのフェノール樹脂と、無機質充填剤を含有
するものが用いられている。特に、上記エポキシ樹脂と
して、近年、耐半田性に優れていることからビフェニル
型エポキシ樹脂が広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ビ
フェニル型エポキシ樹脂を用いた封止材料は、その硬化
性の低さや、さらに得られるパッケージにボイドが発生
したり、連続成形性等に劣るという欠点を有している。
一方、上記エポキシ樹脂として、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂に代表される多官能エポキシ樹脂が多く
用いられているが、上記多官能エポキシ樹脂は、一般的
に樹脂粘度が高く、例えば、耐半田性を良好なものとす
るため、上記無機質充填剤をより高充填とすることがで
きず、充分な耐半田特性が得られないという問題があ
る。したがって、近年、上記多官能エポキシ樹脂でも、
その分子量が調整され低粘度としたタイプのものが出回
っている。しかし、このエポキシ樹脂は低粘度ではある
が、それとともに軟化点も低下して作業性等に問題があ
る。

【０００４】一方、上記エポキシ樹脂組成物に、低応力
性の向上を目的として、従来から、シリコーン化合物や
液状ゴムを添加する方法が採られている。この方法によ
り、確かに低応力化はある程度向上するが、耐半田性や
成形性が低下するという欠点を有するようになる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、良好な成形性および作業性を有し、しかも耐半
田性および低応力性に優れた半導体装置を得ることので
きる半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用い
た信頼性の高い半導体装置の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。

【０００７】（Ａ）下記の一般式（１）で表されるビフ
ェノール類（ａ１）と、上記ビフェノール類（ａ１）以
外の多価フェノール類（ａ２）とを重量混合比（ａ１／
ａ２）でａ１／ａ２＝５／９５〜４０／６０の割合で混
合してなる混合多価フェノールを、エピハロヒドリンと
付加反応させるとともに閉環反応させることにより得ら
れるエポキシ化合物。

【化２】（Ｂ）硬化剤。（Ｃ）無機質充填剤。（Ｄ）ブタジエン系ゴム粒子。

【０００８】また、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置を第２
の要旨とする。

【０００９】すなわち、本発明者らは、耐半田性、流動
性および成形性に優れると同時に低応力化の向上が図ら
れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るために一連
の研究を重ねた。その結果、前記特殊なエポキシ化合物
を用いるとともに、ブタジエン系ゴム粒子を用いると、
従来のように、例えば、低応力化の向上を図るためにシ
リコーン化合物等を用いた場合に比べて、耐半田性およ
び成形性の低下が抑制されて上記諸特性に優れるように
なり、所期の目的が達成されることを見出し本発明に到
達した。

【００１０】そして、上記無機質充填剤として溶融シリ
カ粉末を用いるとともに、その含有量をエポキシ樹脂組
成物全体中の７５重量％以上に設定することにより、さ
らに良好な耐半田性試験およびサーマルサイクル試験に
おいて優れた結果が得られるようになる。

【００１１】また、上記無機質充填剤として、真円度
０．７以上の球状溶融シリカ粉末を用いる場合、より一
層優れた流動性が得られるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて詳しく説明する。

【００１３】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、特定のエポキシ化合物（Ａ成分）と、硬化剤（Ｂ成
分）と、無機質充填剤（Ｃ成分）と、ブタジエン系ゴム
粒子（Ｄ成分）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。

【００１４】本発明に用いる特定のエポキシ化合物（Ａ
成分）は、下記の一般式（１）で表されるビフェノール
類（ａ１）と、上記ビフェノール類（ａ１）以外の多価
フェノール類（ａ２）とを特定の重量混合比で混合して
なる混合多価フェノールを、エピハロヒドリンと付加反
応させるとともに閉環反応させることにより得られる。

【００１５】

【化３】

【００１６】上記式（１）で表されるビフェノール類
（ａ１）の具体例としては、４，４′−ジヒドロキシビ
フェニル、３，３′，５，５′−テトラメチル−４，
４′−ジヒドロキシビフェニル、３，３′，５，５′−
テトラエチル−４，４′−ジヒドロキシビフェニル、
３，３′，５，５′−テトラプロピル−４，４′−ジヒ
ドロキシビフェニル等があげられる。

【００１７】上記式（１）で表されるビフェノール類
（ａ１）以外の多価フェノール類（ａ２）としては、例
えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、
レゾルシンノボラック、ビスフェノールＡ型ノボラッ
ク、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒドやサリチルアルデ
ヒド等から誘導される多価フェノール等があげられる。
なかでも、成形性、耐湿信頼性、耐半田性という点か
ら、クレゾールノボラックを用いることが好ましい。

【００１８】そして、上記式（１）で表されるビフェノ
ール類（ａ１）と、このビフェノール類（ａ１）以外の
多価フェノール類（ａ２）との混合割合は、重量混合比
（ａ１／ａ２）でａ１／ａ２＝５／９５〜４０／６０の
割合に設定することが好ましく、特に好ましくはａ１／
ａ２＝１０／９０〜３０／７０の割合である。すなわ
ち、両者の混合割合において、上記ビフェノール類（ａ
１）以外の多価フェノール類（ａ２）の割合が多くなる
と、得られる半導体封止用エポキシ樹脂組成物におい
て、粘度が高く流動性に劣り、無機質充填剤の高充填化
が不可能となり、良好な耐半田性を得ることができな
い。また、多価フェノール類（ａ２）の割合が少なすぎ
ると、硬化性の劣化、ボイドの発生や連続成形性の点で
劣るからである。

【００１９】そして、上記式（１）で表されるビフェノ
ール類（ａ１）と、上記ビフェノール類（ａ１）以外の
多価フェノール類（ａ２）とを上記特定の重量混合比で
混合してなる混合多価フェノールに、エピハロヒドリン
を付加反応させるとともに閉環反応させることにより特
定のエポキシ化合物が得られる。その際、上記エピハロ
ヒドリンとしては、一般に、エピクロルヒドリン、エピ
ブロムヒドリン等が用いられる。

【００２０】上記混合多価フェノールとエピハロヒドリ
ンの付加反応および閉環反応は、常法に従いつぎのよう
にして行われる。すなわち、攪拌装置、温度計およびコ
ンデンサーを備えた反応容器中に、所定量のビフェノー
ル類、多価フェノール類、エピハロヒドリンおよびイロ
プロピルアルコールを加えて溶解させ、ついで、その溶
液を３５℃まで加熱したのち、所定量の水酸化ナトリウ
ム水溶液を１時間かけて滴下する。その間に、徐々に昇
温し、水酸化ナトリウム水溶液の滴下終了時に６５℃に
なるようにし、その後６５℃で３０分間保持して反応を
完了させ、ついで水洗して副生塩および過剰の水酸化ナ
トリウムを除去してから、減圧下で過剰のエピハロヒド
リンおよびイソプロピルアルコールを蒸発して除き、粗
エポキシ化合物が得られる。ついで、この粗エポキシ化
合物をトルエンに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を加
えて６５℃で１時間保持して閉環反応を行わせる。閉環
反応終了後、第一リン酸ナトリウムを加え、過剰の水酸
化ナトリウムを中和し、水洗して副生塩を除去してか
ら、減圧下で溶剤を完全に除去することにより目的とす
るエポキシ化合物が得られる。

【００２１】なお、本発明においては、エポキシ樹脂成
分として、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）以外
に、他のエポキシ樹脂を併用してもよい。他のエポキシ
樹脂としては、特に限定するものではなく従来公知のエ
ポキシ樹脂、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、ナフタレン型
等の各種エポキシ樹脂やブロム化エポキシ樹脂等があげ
られる。そして、上記他のエポキシ樹脂を併用する場合
の併用割合は、本発明の効果を阻害しない程度に設定す
ればよく、例えば、他のエポキシ樹脂をエポキシ樹脂成
分全体の５０重量％以下に設定することが好ましい。

【００２２】上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）とと
もに用いられる硬化剤（Ｂ成分）は、エポキシ樹脂に対
する硬化剤として作用するものであって特に限定するも
のではなく、例えば、従来公知の各種フェノール樹脂が
用いられる。具体的には、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラ
ック樹脂、フェノールアラルキル樹脂等があげられる。
これらフェノール樹脂は単独でもしくは２種以上併せて
用いられる。特に、低吸湿性および低高温弾性率による
良好な耐半田性が得られるという点で、下記の一般式
（２）で表されるフェノール樹脂が好適に用いられる。

【００２３】

【化４】

【００２４】上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）と硬
化剤（Ｂ成分）の配合割合は、硬化剤としてフェノール
樹脂を用いる場合、エポキシ化合物中のエポキシ基１当
量あたり、フェノール樹脂中の水酸基当量が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。

【００２５】上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられ
る無機質充填剤（Ｃ成分）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。上記シ
リカ粉末としては、溶融シリカ粉末、結晶性シリカ粉末
等があげられる。なかでも、上記シリカ粉末として破砕
あるいは球状の溶融シリカ粉末、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１０〜４０μｍの範囲であることが
好ましく、より好ましくは１５〜３０μｍである。この
平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置によ
り測定される。

【００２６】さらに、上記球状溶融シリカ粉末として、
平均の真円度が０．７以上であることが好ましい。特に
好ましくは真円度０．８以上であることである。すなわ
ち、混合物全体が真円度０．７以上であることにより、
より一層流動性が向上し、金線流れやダイシフト等が発
生せず、良好な成形性が得られる傾向がみられるからで
ある。

【００２７】なお、上記真円度は、つぎのようにして算
出される。すなわち、図１（ａ）に示すように、真円度
の測定対象となる対象物の投影像１において、その実面
積をαとし、上記投影像１の周囲の長さをＰＭとした場
合、図１（ｂ）に示すように、上記投影像１と周囲の長
さが同じＰＭとなる真円の投影像２を想定する。そし
て、上記投影像２の面積α′を算出する。その結果、上
記投影像１の実面積αと投影像２の面積α′の比（α／
α′）が真円度を示し、この値（α／α′）は下記の数
式（Ａ）により算出される。したがって、真円度が１．
０とは、この定義からも明らかなように、真円であると
いえる。そして、対象物の外周に凹凸が多ければ多いほ
どその真円度は１．０よりも順次小さくなる。なお、本
発明において、上記球状溶融シリカ粉末の真円度とは、
測定対象となるシリカ粉末から一部を抽出し上記方法に
て測定して得られる値であり、通常、平均の真円度をい
う。

【００２８】

【数１】

【００２９】このような無機質充填剤（Ｃ成分）全体の
含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の７５重量％以上で
あることが好ましく、特に好ましくは８０〜９０重量％
である。すなわち、７５重量％未満のように少なすぎる
と、耐半田性および線膨張係数の増大に伴い低応力性に
劣る傾向がみられるからである。

【００３０】上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられるブタジ
エン系ゴム粒子（Ｄ成分）としては通常、メタクリル酸
アルキル，アクリル酸アルキル，ブタジエン，スチレン
等の共重合反応によって得られるものが用いられる。具
体的には、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン
共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ブ
タジエン−スチレン共重合体等があげられる。そして、
上記共重合体のなかでも、ブタジエンの組成比率が７０
重量％以下、メタクリル酸メチルの組成比率が１５重量
％以上のメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共
重合体が好適に用いられる。そして、上記ブタジエン系
ゴム粒子（Ｄ成分）としては、その一次粒子の平均粒径
が０．０５〜４０μｍのものが好ましく用いられ、特に
好ましくは０．０５〜１０μｍである。この一次粒子の
平均粒径は、先の無機質充填剤と同様の方法にて測定さ
れる。

【００３１】上記ブタジエン系ゴム粒子（Ｄ成分）の配
合量は、エポキシ樹脂組成物全体の０．１〜４．０重量
％の割合に設定することが好ましく、より好ましくは
０．１〜２重量％である。すなわち、０．１重量％未満
ではエポキシ樹脂組成物の充分な低応力化効果が得られ
ず、４．０重量％を超えるとゴム粒子に含まれるイオン
性不純物に起因する半導体素子の信頼性の低下がみら
れ、さらにゴム粒子が充分かつ均一に分散しなくなる傾
向がみられるからである。さらに、上記ブタジエン系ゴ
ム粒子（Ｄ成分）としては、その二次粒子の平均粒径が
１００μｍ以下となるものが好ましく、特に好ましくは
二次粒子の平均粒径が２０〜５０μｍである。すなわ
ち、上記二次粒子の平均粒径が特に２０μｍ未満では、
粉体としてのハンドリングが著しく悪くなる傾向がみら
れ、逆に１００μｍを超えると分散不良の発生がみられ
るようになるからである。さらに、本発明に用いられる
ブタジエン系ゴム粒子としては、上記二次粒子における
特定の平均粒径とともに、その二次粒子の８０％以上が
粒径１５０μｍ以下であることが好ましい。特に好まし
くは粒径１５０μｍ以下が１００％である。すなわち、
二次粒子の粒径が１５０μｍ以下が８０％未満では、例
えば、混練機で溶融混合する際に充分な分散状態が得ら
れないからである。そして、上記粒径の特定とともに、
この二次粒子の最大粒径が２５０μｍ以下であることが
好ましい。

【００３２】さらに、本発明の効果を阻害しない範囲
内、例えば、耐半田性および成形性の低下を招くことの
ない範囲内であれば、上記各成分に加えて、シリコーン
化合物を用いてもよい。

【００３３】さらに、本発明の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物には、上記Ａ〜Ｄ成分およびシリコーン化合物
以外に必要に応じて硬化促進剤、ノボラック型ブロム化
エポキシ樹脂等のハロゲン系の難燃剤や三酸化アンチモ
ン等の難燃助剤、カーボンブラック等の顔料、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
リング剤等他の添加剤が適宜に用いられる。

【００３４】上記硬化促進剤としては、アミン型，リン
型等のものがあげられる。アミン型としては、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，
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、リン型として
は、トリフェニルホスフィン等があげられる。これらは
単独でもしくは併せて用いられる。そして、この硬化促
進剤の配合割合は、エポキシ樹脂組成物全体の０．１〜
１．０重量％の割合に設定することが好ましい。さら
に、エポキシ樹脂組成物の流動性を考慮すると好ましく
は０．１５〜０．３５重量％である。

【００３５】本発明の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成分および必要に応じてシリコーン
化合物、ならびに他の添加剤を配合し混合した後、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合
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、上記各成分の配合に際し、予
めエポキシ化合物（Ａ成分）および硬化剤（Ｂ成分）の
少なくとも一方とブタジエン系ゴム粒子（Ｄ成分）を予
備混合し、ついで残りの成分を配合してもよい。

【００３６】このようなエポキシ樹脂組成物を用いての
半導体素子の封止は、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方法により行
うことができる。

【００３７】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３８】下記に示す各成分を準備した。

【００３９】〔エポキシａ〕油化シェルエポキシ社製、
ＹＬ−６６４０（エポキシ当量１９２℃）。

【００４０】〔エポキシｂ〕下記の式（３）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
１０７℃）

【００４１】

【化５】

【００４２】〔エポキシｃ〕ｏ−クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５、軟化点８０℃）

【００４３】〔エポキシｄ〕ノボラック型ブロム化エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２７５、軟化点８４℃）

【００４４】〔フェノール樹脂ａ〕フェノールノボラッ
ク樹脂（水酸基当量１０５、軟化点８３℃）

【００４５】〔フェノール樹脂ｂ〕三井化学社製、ＸＬ
Ｃ−２２５

【００４６】〔シリカ粉末ａ〜ｃ〕下記の表１に示す各
種シリカ粉末を準備した。

【００４７】

【表１】

【００４８】〔カップリング剤〕γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン

【００４９】〔ＤＢＵ〕１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７

【００５０】〔カルナバワックス〕

【００５１】〔ブタジエン系ゴム〕一次粒子の平均粒径
０．２μｍのメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体ゴム粒子

【００５２】

【実施例１〜５、比較例１〜５】下記の表２および表３
に示す各原料を、同表に示す割合で配合し、８０〜１２
０℃に加熱したロール混練機（５分間）にかけて溶融混
練した。つぎに、この溶融物を冷却した後粉砕し、さら
にタブレット状に打錠することにより半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を得た。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】このようにして得られた実施例および比較
例のエポキシ樹脂組成物を用い、下記の方法に従ってス
パイラルフロー値、ゲルタイムおよびフローテスター粘
度を測定した。その結果を後記の表４〜表５に併せて示
す。

【００５６】〔スパイラルフロー値〕上記各エポキシ樹
脂組成物を粉末状のまま用い、これを予め規定温度（１
７５±５℃）に加熱した渦巻状のスパイラルフロー用金
型のポットの奥まで挿入し、型締めして型締め圧力を２
１０±１０ｋｇ／ｃｍ²まで上げた。つぎに、型締め圧
力が２１０±１０ｋｇ／ｃｍ²に達した時点で、プラン
ジャーでエポキシ樹脂組成物を注入し、注入圧力７０±
５ｋｇ／ｃｍ²に到達した後、２分間注入圧力をかけ
た。ついで、トランスファー成形機のプランジャー圧力
を抜き、さらに型締め圧力を抜いて金型を開いた。そし
て、成形物の渦巻き長さを最小２．５ｍｍまで測定する
ことによりスパイラルフロー値を得た（ＥＭＭＩ１−
６６に準ずる）。

【００５７】〔ゲルタイム〕規定温度（１７５℃）の熱
平板上に試料（２００〜５００ｍｇ）を載せ、攪拌しな
がら熱平板上に薄く引き伸ばし、試料が熱平板上に溶融
した時点から硬化するまでの時間を読み取りゲル化時間
とした。

【００５８】〔フローテスター粘度〕上記各エポキシ樹
脂組成物を２ｇ精秤し、タブレット状に成形した。そし
て、これを高化式フローテスターのポット内に入れ、１
０ｋｇの荷重をかけて測定した。溶融したエポキシ樹脂
組成物がダイスの穴（直径１．０ｍｍ×１０ｍｍ）を通
過して押し出されるときのピストンの移動速度からサン
プルの溶融粘度を求めた。

【００５９】〔成形性〕金線流れ上記実施例および比較例で得られた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：１７
５℃×９０秒）し、１７５℃×５時間で後硬化すること
により半導体装置を得た。この半導体装置は、ＱＦＰ
（サイズ：２８×２８×厚み３ｍｍ）であり、銅製のリ
ードフレームで、ダイパッドサイズは１３×１３ｍｍ、
チップサイズは１２．５×１２．５ｍｍである。

【００６０】すなわち、上記半導体装置の作製時におい
て、図２に示すように、上記で用いた１３ｍｍ角のダイ
パッド１０を有するＱＦＰのパッケージフレームに金線
ワイヤー１４を張り、これを用い上記エポキシ樹脂組成
物により樹脂封止してパッケージを作製した。図２にお
いて、１５は半導体チップ、１６はリードピンである。
そして、作製したパッケージを軟Ｘ線解析装置を用い
て、金線流れ量を測定した。測定は、各パッケージから
１０本ずつ金線を選定して測定し、図３に示すように、
正面方向からの金線ワイヤー１４の流れ量を測定した。
そして、金線ワイヤー１４の流れ量の最大部分となる値
をそのパッケージの金線流れ量の値（ｄｍｍ）とし、金
線流れ率〔（ｄ／Ｌ）×１００〕を算出した。なお、Ｌ
は金線ワイヤー１４間の距離（ｍｍ）を示す。各エポキ
シ樹脂組成物について５個のパッケージを測定し、その
平均値を金線流れの発生量とした。

【００６１】ダイシフト上記金線流れと同様の条件にて半導体装置を作製した。
すなわち、図４に示す形状の、半導体チップ１５が搭載
された１３ｍｍ角のダイパッド１０を有するＱＦＰのパ
ッケージ１１を成形し、このパッケージ１１を切断（一
点鎖線で切断面を示す）して、その切断面を観察し、ダ
イパッドの設計値との差によりダイパッドの変形量を測
定した。すなわち、図５（ａ）に示すように、ダイパッ
ドシフトが発生した状態のパッケージについて、ダイパ
ッド１０の四隅の下の樹脂層の厚み（厚みａμｍ）を測
定した。一方、図５（ｂ）に示すように、ダイパッドシ
フトが発生してない正常な状態のパッケージにおいて、
ダイパッド１０の四隅の下の樹脂層の厚み（厚みｂμ
ｍ）を測定した。このような測定をダイパッド１０の四
隅全てで行い、これら測定値と上記正常品との差（ａ−
ｂ）を絶対値で求め、これを平均値で示した。

【００６２】ボイドの発生上記と同様にして半導体装置を作製した。この半導体装
置について、軟Ｘ線解析装置および超音波探傷装置を用
いてボイドの発生を調べた。ボイドの発生は、半導体装
置２０個中、直径０．３ｍｍ以上のボイドが発生したも
のの個数を調べた。

【００６３】エアベントバリの長さ上記半導体装置の製造において、得られるパッケージの
各コーナー部に対してそれぞれ溝深さ２５μｍのスリッ
トを備えた各金型を用い、上記と同様の条件にてパッケ
ージを成形した。その際の溝に流れ込んだエポキシ樹脂
組成物の流動長さを測定しエアベントバリ長さとした。

【００６４】連続成形性上記半導体装置を連続で成形し、パッケージ表面の汚れ
およびエアーベントつまりを観察した。そして、上記汚
れおよびエアーベントつまりの発生した成形回数を調べ
表示した。

【００６５】〔粉末取り扱い性〕直径４０ｍｍのポリ容
器に１ｋｇの樹脂粉末を充填し、その上から１ｋｇの荷
重をかけ、２０℃、２５℃および３０℃の各温度にて２
４時間放置して粉末のブロッキング状態を確認した。そ
の結果、ブロッキングが確認されたものを×、確認され
なかったものを○として表示した。

【００６６】〔耐半田性〕上記半導体装置を用い、下記
の条件（ａ），（ｂ）にて吸湿させた後、赤外線リフロ
ー（条件：２４０℃×１０秒間）の評価試験（耐半田
性）を行った。そして、クラックが発生した個数（２０
個中）を測定した。（ａ）８５℃／６０％ＲＨ×１６８時間（ｂ）８５℃／８５％ＲＨ×１６８時間

【００６７】〔ＴＣＴテスト〕上記半導体装置を用い
て、サーマルサイクル試験（ＴＣＴテスト）を行い、パ
ッケージクラックの発生数を評価した。その際、サーマ
ルサイクル試験の条件としては、−６５℃×１０分間⇔
１５０℃×１０分間を５００サイクル行った。なお、パ
ッケージクラックは、目視および顕微鏡観察により確認
した。

【００６８】これらの評価結果を下記の表４〜表５に併
せて示す。

【００６９】

【表４】

【００７０】

【表５】

【００７１】上記表４〜表５から、実施例品は、スパイ
ラルフロー、ゲルタイムおよびフローテスター粘度の各
値から良好な流動性を備えており、金線流れ、ダイシフ
ト、ボイドの発生等の評価において良好な結果が得られ
た。しかも、耐半田性試験および上記ＴＣＴテストにお
いても優れた評価結果が得られた。また、連続成形性に
おいても優れた特性を示している。これに対して、比較
例品では、成形性および耐半田性の双方を同時に満足さ
せるものは得られなかったことがわかる。

【００７２】さらに、前記実施例１において、エポキシ
樹脂組成物を作製する際に、予めフェノール樹脂とブタ
ジエン系ゴム粒子を予備混合した。それ以外は実施例１
と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ
樹脂組成物を用いて、上記と同様の測定評価を行った結
果、より一層優れた測定評価結果が得られた。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記特定のエ
ポキシ化合物（Ａ成分）とブタジエン系ゴム粒子（Ｄ成
分）を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であ
る。このため、優れた耐半田性を有するとともに、溶融
シリカ粉末を高充填に設定しても、良好な流動性を確保
することができ、優れた成形性を得ることができる。そ
して、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半
導体素子を封止することにより、耐半田性，低応力性等
の信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。

【００７４】そして、上記無機質充填剤として溶融シリ
カ粉末を用いるとともに、その含有量をエポキシ樹脂組
成物全体中の７５重量％以上に設定することにより、さ
らに良好な耐半田性試験およびサーマルサイクル試験に
おいて優れた結果が得られる。

【００７５】また、上記無機質充填剤として、真円度
０．７以上の球状溶融シリカ粉末を用いることにより、
一層優れた流動性が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は無機質充填剤である溶融
シリカ粉末の真円度の測定方法を示す説明図である。

【図２】金線流れ量を測定するために用いるパッケージ
を示す正面図である。

【図３】金線流れ量の測定方法を示す説明図である。

【図４】ダイシフト量を測定するために用いるパッケー
ジを示す正面図である。

【図５】ダイシフトの測定方法を示す説明図であり、
（ａ）はダイシフトが発生した状態を示す断面図であ
り、（ｂ）は正常な状態を示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 23/31 (72)発明者秋月伸也大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 4J002 AC022 BC052 BC072 BG042 BG062 CD051 DA037 DE147 DE237 DJ007 DJ017 DK007 DL007 DM007 FA087 FD017 FD082 FD146 FD150 GQ05 4J036 AD07 AD08 AF06 AF07 AF16 DA01 DA05 FA01 FA02 FA04 FA05 FA06 FB05 FB06 FB07 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA06 EB02 EB04 EB12 EB13 EB19 EC03 EC04 EC05 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。（Ａ）下記の一般式（１）で表されるビフェノール類
（ａ１）と、上記ビフェノール類（ａ１）以外の多価フ
ェノール類（ａ２）とを重量混合比（ａ１／ａ２）でａ
１／ａ２＝５／９５〜４０／６０の割合で混合してなる
混合多価フェノールを、エピハロヒドリンと付加反応さ
せるとともに閉環反応させることにより得られるエポキ
シ化合物。【化１】（Ｂ）硬化剤。（Ｃ）無機質充填剤。（Ｄ）ブタジエン系ゴム粒子。
【請求項２】上記（Ｃ）成分である無機質充填剤が溶
融シリカ粉末であり、かつその含有量がエポキシ樹脂組
成物全体中７５重量％以上に設定されている請求項１記
載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】上記（Ｃ）成分である無機質充填剤が真
円度０．７以上の球状溶融シリカ粉末である請求項１ま
たは２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載の半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封
止してなる半導体装置。