JP2000169557A - エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填性や作業性が優れ、硬化物が熱や光によ
って変色し難い、半導体等の電子部品を成形することが
でき、作業性、特性の両面で改善をはかることができる
エポキシ樹脂組成物、半導体封止装置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）芳香族スル
ホニウムカチオンを主成分とするカチオン重合開始剤、
（Ｃ）塩素法により製造された酸化チタン充填剤および
（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物全体に
対して、（Ａ）のエポキシ樹脂を５〜５０重量％、
（Ｂ）のカチオン重合開始剤を０．０１〜５重量％、
（Ｃ）の酸化チタン充填剤を５〜７０重量％、（Ｄ）の
無機質充填剤を５〜８０重量％、それぞれ含有してなる
ことを特徴とする成形用樹脂組成物である。また、この
樹脂組成物を使用して製造された半導体封止装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の電子部
品を封止するに用いられるエポキシ樹脂組成物に関し、
また、その樹脂組成物を使用して製造された半導体封止
装置に関する。更に詳しくは、無機質充填剤と酸化チタ
ン充填剤および熱硬化性エポキシ樹脂を主成分とし、熱
硬化性、保存安定性に優れ、硬化物が熱や光によって変
色しにくいエポキシ樹脂組成物と半導体封止装置であ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体等の電子部品は、それを外部環境
から保護するためにセラミックパッケージまたは樹脂パ
ッケージ等で封止されているが、この封止材料について
は、コスト、生産性等の面から無機質充填剤を含有させ
た合成樹脂組成物によるものが普及している。

【０００３】従来、かかる合成樹脂組成物は、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂とシリカ等の無機充填剤とから構
成されているが、これらの樹脂組成物は、熱硬化性に優
れ、保存安定性にも優れ、しかも低コストであるものが
望ましい。

【０００４】特に、オプトデバイスに使用される白色の
合成樹脂組成物は、このほかに可視光領域を中心とした
近紫外から近赤外領域の波長の光を反射しなければなら
ず、硬化物が熱や光によって変色しないことが望まし
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主剤に
エポキシ樹脂を用い、硬化剤としてフェノール樹脂やア
ミン系または酸無水物系の硬化剤を用いた従来の樹脂組
成物は、熱硬化性に優れている反面、保存安定性が悪
く、低温での保管が必要であったり、また液状の樹脂組
成物では主剤と硬化剤とを分け二液として保存する必要
があった。

【０００６】この他、エポキシ樹脂のカチオン重合系を
熱硬化性樹脂として使用した場合には、充填剤として酸
化チタンを用いると、重合開始剤が失活し、硬化阻害に
より使用できないとう問題もあった。

【０００７】本発明の目的は、前述のような酸化チタン
充填剤およびカチオン重合系エポキシ樹脂を使用するす
るにもかかわらず、熱硬化性に優れ、保存安定性にも優
れ、充填性や作業性がよく、硬化物が熱や光によってあ
まり変化せず、かつ成形に適した熱硬化性樹脂組成物と
半導体封止装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、エポキシ樹脂
のカチオン重合系をバインダーとした場合、硫酸法によ
るものでなく塩素法により製造された酸化チタン充填剤
との組合せが、優れた特性をもつことを知り、後述する
組成のエポキシ樹脂組成物が上記の目的を達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成したものである。

【０００９】即ち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）芳香族スルホニウムカチオンを主成分とするカチ
オン重合開始剤、（Ｃ）塩素法により製造された酸化チ
タン充填剤および（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、
樹脂組成物全体に対して、（Ａ）のエポキシ樹脂を５〜
５０重量％、（Ｂ）のカチオン重合開始剤を０．０１〜
５重量％、（Ｃ）の酸化チタン充填剤を５〜７０重量
％、（Ｄ）の無機質充填剤を５〜８０重量％、それぞれ
含有してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物であ
る。また、このエポキシ樹脂組成物の硬化物によって、
半導体チップが封止されてなることを特徴とする半導体
封止装置である。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ｃ）塩
素法により製造された酸化チタン充填剤と（Ｄ）無機質
充填剤を（Ａ）エポキシ樹脂に配合させたものである。

【００１２】本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂として
は、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリ
シジルエステル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、臭素化
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、各種ノボラック型エ
ポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエ
ン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げ
られ、こられは単独又は２種以上混合して使用すること
ができる。

【００１３】本発明に用いる（Ｂ）芳香族スルホニウム
カチオンを主成分とするカチオン重合開始剤としては、
オニウム塩として芳香族スルホニウムカチオンが使用さ
れていれば、置換基、対アニオンの種類は限定されるも
のではない。具体的には、トリフェニルスルホニウムの
六フッ化アンチモン塩や六フッ化リン塩、ＵＶＥ−１０
１４、ＵＶＥ−１０１６（ＧＥ社製、商品名）、オプト
マーＳＰ１５０、ＳＰ１７０（旭電化工業社製、商品
名）などが挙げられる。

【００１４】本発明に用いる（Ｃ）の塩素法により製造
された酸化チタン充填剤としては、塩素法により製造さ
れた酸化チタンであれば、アナタース型、ルチル型のど
ちらかに限定されるものではない。また、その表面処理
の種類も特に限定されるものではないが、亜鉛および有
機物を含まないものが好ましい。。

【００１５】本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤として
は、例えば、タルク、クレー、マイカ、石英粉末、シリ
カ、軽石粉末、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜
鉛、ガラスビーズ、アルミナ等が挙げられ、こられは単
独又は２種以上混合して使用することができる。

【００１６】次に、上記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）カ
チオン重合開始剤、（Ｃ）酸化チタン充填剤、（Ｄ）無
機質充填剤の存在量であるが、全体の樹脂組成物に対し
て（Ａ）のエポキシ樹脂が５〜５０重量％、（Ｂ）のカ
チオン重合開始剤が０．０１〜５重量％、（Ｃ）の酸化
チタン充填剤が５〜７０重量％、（Ｄ）の無機質充填剤
が５〜８０重量％である。そのように配合することが、
本発明の特性を得るうえで重要である。

【００１７】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上述した
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）芳香族スルホニウムカチオ
ンを主成分とするカチオン重合開始剤、（Ｃ）塩素法に
より製造された酸化チタン充填剤および（Ｄ）無機質充
填剤を主成分とするが、本発明の目的に反しない限り、
また必要に応じて、粘度調整用の溶剤、カップリング
剤、その他の添加剤を配合することができる。その溶剤
としては、非極性炭化水素溶剤、エーテル系溶剤、アセ
タール系溶剤、エステル系溶剤、セロソルブアセテート
系溶剤、カルビトールアセテート系溶剤等が挙げられ、
これらは単独又は２種以上混合して使用することができ
る。

【００１８】本発明のエポキシ樹脂組成物を製造するに
は、前述のエポキシ樹脂に、前述したカチオン重合開始
剤、酸化チタン充填剤、無機質充填剤、その他を、前述
したとおり特定量配合すると、所望の樹脂組成物が得ら
れる。熱硬化性樹脂に充填剤を混練する方法としては、
通常、ニーダ、ロールミル、ミキサーなどを用い常法に
より混練を行い、次いで冷却固化させ適当な大きさに粉
砕して成形材料とすればよい。

【００１９】また、本発明の半導体封止装置は、上述の
成形材料を用いてオプトデバイスなど半導体チップを封
止することにより容易に製造することができる。封止を
行う半導体チップとしては、例えば光源、検出、受動な
どオプトデバイスのほか、集積回路、大規模集積回路、
トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等で特に限定さ
れるものではない。封止の最も一般的な方法としては、
低圧トランスファー成形法があるが、射出成形、圧縮成
形、注形等による封止も可能である。成形材料で封止後
加熱して硬化させ、最終的にはこの硬化物によって封止
された半導体封止装置が得られる。加熱による硬化は、
150 ℃以上に加熱して硬化させることが望ましい。

【００２０】

【作用】本発明においてエポキシ樹脂のカチオン重合系
をバインダーとし、充填剤として、塩素法により製造さ
れた酸化チタン充填剤との組合せを採用し、前述のよう
にして充填剤および熱硬化性の樹脂を使用することによ
り、熱硬化性に優れ、かつ保存安定性に優れ、充填性や
作業性がよく、硬化物が熱や光によってあまり変化せ
ず、かつ成形に適したエポキシ樹脂組成物が得られたも
のである。この樹脂組成物を使用することにより、優れ
た電子部品、半導体装置が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限
定されるものではない。なお、実施例および比較例にお
いて「部」とあるのは「重量部」を意味する。

【００２２】実施例１ クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（樹脂Ａ）２９．
８部、芳香族スルホニウムカチオンを主成分とするカチ
オン重合開始剤Ｂ０．２部、塩素法により製造された平
均粒子径が０．２μｍであるルチル型酸化チタン充填剤
２０部、および平均粒子径が２５μｍである溶融シリカ
充填剤５０部を配合し、ロールミルにて混練後、冷却、
粉砕し、実施例１のエポキシ樹脂組成物を得た。

【００２３】実施例２ 実施例１の配合において、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（樹脂Ａ）を２９．６部、芳香族スルホニウム
カチオンを主成分とするカチオン重合開始剤Ｂを０．４
部とそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして、
実施例２のエポキシ樹脂組成物を得た。

【００２４】実施例３〜４ クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（樹脂Ａ）、芳香
族スルホニウムカチオンを主成分とするカチオン重合開
始剤Ｅ、塩素法により製造された平均粒子径が０．２μ
ｍであるルチル型酸化チタン充填剤、および平均粒子径
が２５μｍである溶融シリカ充填剤を、表１に示す割合
で配合し、ロールミルにて混練後、冷却、粉砕し、実施
例３，４のエポキシ樹脂組成物を得た。

【００２５】比較例１〜２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂とノボラックフェノ
ール樹脂とを当量配合した樹脂Ｆ、有機燐系触媒、塩素
法により製造された平均粒子径が０．２μｍであるルチ
ル型酸化チタン充填剤、および平均粒子径が２５μｍで
ある溶融シリカ充填剤を、表２に示す割合で配合し、ロ
ールミルにて混練後冷却、粉砕し、比較例１，２のエポ
キシ樹脂組成物を得た。

【００２６】比較例３〜４ クレゾールノボラックエポキシ樹脂とノボラックフェノ
ール樹脂とを当量配合した樹脂Ｆ、アミン系触媒、塩素
法により製造された平均粒子径が０．２μｍであるルチ
ル型酸化チタン充填剤、および平均粒子径が２５μｍで
ある溶融シリカ充填剤を、表２に示す割合で配合し、ロ
ールミルにて混練後冷却、粉砕し、比較例３〜４のエポ
キシ樹脂組成物を得た。

【００２７】前記実施例１〜４および比較例１〜４で得
たエポキシ樹脂組成物の硬化性および保存安定性をみる
ため、高化式フロー粘度、ゲルタイム、保存安定性およ
び変色等を測定してこの結果を表１〜２にそれぞれ示し
た。

【００２８】実施例１〜４の樹脂組成物が比較例１〜４
の樹脂組成物より保存安定性に優れ、かつフィラーを高
充填しても樹脂組成物粘度が低く、成形性および作業性
に優れていた。また、実施例１〜４の樹脂組成物が比較
例１〜４の樹脂組成物より熱による硬化物の変色が少な
かった。上述のように、本発明の効果が確認された。

【００２９】

【表１】 ＊１：島津フローテスターＣＦＴ−５００型によって、
１７５℃、荷重１０ｋｇにおける溶融粘度を測定した。 ＊２：１７５℃の熱板上におけるゲル化時間を測定し
た。 ＊３：初期粘度が倍増までの２５℃での保管日数を調査
した。 ＊４：１７５℃×８ｈオーブン加熱後に外観を観察し
た。

【００３０】

【表２】 ＊１：島津フローテスターＣＦＴ−５００型によって、
１７５℃、荷重１０ｋｇにおける溶融粘度を測定した。 ＊２：１７５℃の熱板上におけるゲル化時間を測定し
た。 ＊３：初期粘度が倍増までの２５℃での保管日数を調査
した。 ＊４：１７５℃×８ｈオーブン加熱後に外観を観察し
た。

【００３１】

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物を半導体等
の電子部品の封止に用いることにより、充填性や作業性
が優れ、硬化物が熱や光によって変色し難い、半導体等
の電子部品を成形することができ、作業性、特性の両面
で改善をはかることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 4J002 CD001 CD021 CD041 CD051 CD061 CD121 DE108 DE137 DE148 DE238 DG048 DJ008 DJ018 DJ038 DJ048 DJ058 DL008 EV296 EW016 EY026 FA088 FD017 FD018 GQ05 4J036 AB07 AD07 AD08 AD09 AF06 FA01 FA02 FA05 GA03 GA23 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB02 EB08 EB12 EB13 EC14 EC15 EC20 GA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）芳香族スル
   ホニウムカチオンを主成分とするカチオン重合開始剤、
   （Ｃ）塩素法により製造された酸化チタン充填剤および
   （Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物全体に
   対して、（Ａ）のエポキシ樹脂を５〜５０重量％、
   （Ｂ）のカチオン重合開始剤を０．０１〜５重量％、
   （Ｃ）の酸化チタン充填剤を５〜７０重量％、（Ｄ）の
   無機質充填剤を５〜８０重量％、それぞれ含有してなる
   ことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエポキシ樹脂組成物の硬
   化物によって、半導体チップが封止されてなることを特
   徴とする半導体封止装置。