JP2000191886A - 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐湿性および難燃性に優れた半導体封止用樹脂
組成物を提供する。 【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する半導
体封止用樹脂組成物である。 （Ａ）エポキシ樹脂。 （Ｂ）下記の一般式（１）において繰り返し数ｎ＝１と
なるフェノール樹脂が、一般式（１）で表されるフェノ
ール樹脂全体の５０重量％以上を占める一般式（１）で
表されるフェノール樹脂。 【化１】 （Ｃ）下記の一般式（２）で表される多面体形状の複合
化金属水酸化物。 【化２】 ｍ（Ｍ_a Ｏ_b ）・ｎ（Ｑ_d Ｏ_e ）・ｃＨ₂ Ｏ …（２） 〔上記式（２）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、耐湿性および難燃
性に優れた半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた
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、従来からエポキシ樹脂組成物を用いて封止され
電子部品化されている。この電子部品は、難燃性の規格
であるＵＬ９４ Ｖ−０に適合することが必要不可欠で
あり、これまでは、その難燃作用を付与するため、臭素
化エポキシ樹脂や酸化アンチモン等のアンチモン化合物
を添加する方法が採られてきた。

【０００３】ところが、最近、環境保全の観点から、ハ
ロゲン系難燃剤、酸化アンチモンを使用せずに難燃性を
付与した難燃性エポキシ樹脂組成物が要求されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方で、半導体分野の
技術革新により集積度が上がるとともに、実装されるパ
ッケージの大型化、薄型化が進んできた。これにより基
板実装時の熱ストレスが増大し、その際にクラックや剥
離を生起するという問題が生じるため、耐半田性とよば
れる信頼性が求められるようになってきた。このような
背景のなか、例えば、下記の一般式（３）で表されるビ
フェニル型エポキシ樹脂が多く用いられたり、樹脂の粘
度を下げ配合される無機質充填剤を高充填させる方法が
盛んに採用されるようになっている。上記樹脂の粘度を
下げる方法としては、上記のようなビフェニル型エポキ
シ樹脂のように結晶性を示す場合を除き、通常、分子量
分布を低分子側にシフトさせる方法が採られている。こ
の場合、同時に軟化点が下がり、粉体状態での混合に支
障が生じる等の作業性が損なわれると同時に耐湿性が低
下するという問題があった。

【０００５】

【化３】

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、良好な流動性とともに耐湿性および難燃性に優
れた半導体封止用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の提供を目的とする。

【０００７】

【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）〜（Ｃ）成分を含有する半
導体封止用樹脂組成物を第１の要旨とする。

【０００８】（Ａ）エポキシ樹脂。 （Ｂ）下記の一般式（１）において繰り返し数ｎ＝１と
なるフェノール樹脂が、一般式（１）で表されるフェノ
ール樹脂全体の５０重量％以上を占める一般式（１）で
表されるフェノール樹脂。

【化４】 （Ｃ）下記の一般式（２）で表される多面体形状の複合
化金属水酸化物。

【化５】 ｍ（Ｍ_a Ｏ_b ）・ｎ（Ｑ_d Ｏ_e ）・ｃＨ₂ Ｏ …（２） 〔上記式（２）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。〕

【０００９】また、上記半導体封止用樹脂組成物を用い
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。

【００１０】なお、本発明の半導体封止用樹脂組成物に
おける（Ｃ）成分の、多面体形状の複合化金属水酸化物
とは、図２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１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。

【００１１】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。

【００１２】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３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。

【００１３】これに対し、本発明の複合化金属水酸化物
は、図４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４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５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。

【００１４】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。

【００１５】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
（Ｂ_{11 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。

【００１６】すなわち、本発明者らは、良好な流動性と
ともに、耐湿性および難燃性に優れる封止材料を得るた
めに一連の研究を重ねた。その結果、上記３核体のフェ
ノール樹脂を特定量含有するフェノール樹脂〔（Ｂ）成
分〕と上記多面体形状を有する複合化金属水酸化物
〔（Ｃ）成分〕を併用することにより、優れた流動性お
よび難燃性が付与され、しかも上記特定のフェノール樹
脂〔（Ｂ）成分〕を用いるため、低粘度でかつ耐湿性に
優れた高い信頼性を有する半導体装置を得ることのでき
る封止材料が得られることを見出し本発明に到達した。

【００１７】そして、上記複合化金属水酸化物〔（Ｃ）
成分〕として、前記粒度分布（ｃ１）〜（ｃ３）を有す
るものを用いる場合、流動性および難燃性に一層優れる
ようになる。

【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】本発明の半導体封止用樹脂組成物は、エポ
キシ樹脂（Ａ成分）と、特定のフェノール樹脂（Ｂ成
分）と、特定の多面体形状の複合化金属水酸化物（Ｃ成
分）を用いて得られるものであり、通常、粉末状あるい
はこれを打錠したタブレット状になっている。または、
樹脂組成物を溶融混練した後、略円柱状等の顆粒体に成
形した顆粒状、さらにシート状に成形したシート状の封
止材料となっている。

【００２０】上記エポキシ樹脂（Ａ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エポキシ樹脂が
用いられる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂
等があげられる。

【００２１】そして、上記ビフェニル型エポキシ樹脂と
しては、例えば、下記の一般式（３）で表されるビフェ
ニル型エポキシ樹脂があげられる。

【００２２】

【化６】

【００２３】上記一般式（３）中のＲ₁ 〜Ｒ₄ で表され
る、−Ｈ（水素）または炭素数１〜５のアルキル基のう
ち、上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ
−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブ
チル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の直
鎖状または分岐状の低級アルキル基があげられ、特にメ
チル基が好ましく、上記Ｒ₁ 〜Ｒ₄ は互いに同一であっ
ても異なっていてもよい。なかでも、低吸湿性および反
応性という観点から、上記Ｒ₁ 〜Ｒ₄ が全てメチル基で
ある下記の式（４）で表される構造のビフェニル型エポ
キシ樹脂を用いることが特に好適である。

【００２４】

【化７】

【００２５】上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とともに用い
られる特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）は、下記の一般
式（１）において繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹
脂が、一般式（１）で表されるフェノール樹脂全体の５
０重量％以上を占める一般式（１）で表されるフェノー
ル樹脂である。

【００２６】

【化８】

【００２７】上記式（１）において、繰り返し数ｎは０
〜６である。そして、本発明においては、上記式（１）
で表されるフェノール樹脂の、繰り返し数ｎ＝１となる
フェノール樹脂が、式（１）で表されるフェノール樹脂
全体の５０重量％以上を占める必要がある。特に好まし
くは５０〜８０重量％である。すなわち、ｎ＝１である
３核体のフェノール樹脂が、式（１）全体中の５０重量
％未満では、粘度が上昇し、流動性が損なわれるからで
ある。

【００２８】上記特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）とし
ては、例えば、つぎのようなものをあげることができ
る。すなわち、荒川化学社製のＰ−１０００、三井化学
社製のＶＲ−８２１０等があげられる。

【００２９】本発明では、上記特定のフェノール樹脂を
用いることが特徴であるが、上記特定のフェノール樹脂
とともに従来公知のフェノール樹脂を併用してもよい。
従来公知のフェノール樹脂としては、例えば、フェノー
ルノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノール
Ａ型ノボラック、ナフトールノボラックおよびフェノー
ルアラルキル樹脂、下記の一般式（５），（６），
（７）で表されるフェノール樹脂等があげられる。上記
フェノール樹脂は単独でもしくは２種以上併せて用いる
ことができる。

【００３０】

【化９】

【００３１】

【化１０】

【００３２】

【化１１】

【００３３】上記式（５）において、繰り返し数ｍは０
以上の整数である。そして、上記式（６）において、繰
り返し数ｐ，ｑはそれぞれ、１以上の整数である。な
お、上記（６）で表されるフェノール樹脂における、繰
り返し単位ｐ，ｑは、ブロック，ランダム，交互等の態
様のいずれであってもよい。つぎに、上記式（７）にお
いて、繰り返し数ｒは０以上の整数である。

【００３４】このように従来公知のフェノール樹脂を併
用する場合、従来公知のフェノール樹脂の占める割合は
フェノール樹脂成分全体中５０重量％以下に設定するこ
とが好ましい。特に好ましくは０〜３０重量％である。

【００３５】上記エポキシ樹脂（Ａ成分）と特定のフェ
ノール樹脂（Ｂ成分）を含むフェノール樹脂成分の配合
割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量当たり、フ
ェノール樹脂成分中の水酸基が０．７〜１．３当量とな
るように設定することが好ましく、なかでも０．９〜
１．１当量となるよう設定することが特に好ましい。

【００３６】そして、上記Ａ〜Ｂ成分とともに用いられ
る特定の多面体形状の複合化金属水酸化物（Ｃ成分）
は、下記の一般式（２）で表され、かつ結晶形状が多面
体形状を有するものである。

【００３７】

【化１２】 ｍ（Ｍ_a Ｏ_b ）・ｎ（Ｑ_d Ｏ_e ）・ｃＨ₂ Ｏ …（２） 〔上記式（２）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。〕

【００３８】上記一般式（２）で表される複合化金属水
酸化物に関して、式（２）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。

【００３９】また、上記一般式（２）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、Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｚｎ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。

【００４０】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。

【００４１】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（２）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
して酢酸が約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）・ｃＨ₂ Ｏ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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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・ｃＨ₂ Ｏ〔０＜ｓ＜１、０＜ｃ≦１〕、ｓＭｇＯ
・（１−ｓ）ＺｎＯ・ｃＨ₂ Ｏ〔０＜ｓ＜１、０＜ｃ≦
１〕、ｓＡｌ₂ Ｏ₃ ・（１−ｓ）Ｆｅ₂ Ｏ₃ ・ｃＨ₂ Ｏ
〔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、酸化マグネシウム・酸
化銅の水和物が特に好ましく用いられる。

【００４５】そして、上記多面体形状を有する複合化金
属水酸化物（Ｃ成分）としては、下記に示す粒度分布
（ｃ１）〜（ｃ３）を有することが好ましい。なお、下
記に示す粒度分布の測定には、レーザー式粒度測定機を
使用する。 （ｃ１）粒径１．３μｍ未満のものが１０〜３５重量
％。 （ｃ２）粒径１．３〜２．０μｍ未満のものが５０〜６
５重量％。 （ｃ３）粒径２．０μｍ以上のものが１０〜３０重量
％。

【００４６】上記粒度分布において、粒度分布（ｃ１）
の粒径１．３μｍ未満のものが１０重量％未満の場合
は、難燃性の効果が乏しくなり、逆に３５重量％を超え
多くなると、流動性が損なわれる傾向がみられるように
なる。また、粒度分布（ｃ３）の２．０μｍ以上のもの
が１０重量％未満では、流動性が低下し、逆に３０重量
％を超え多くなると、難燃性の効果が乏しくなる傾向が
みられる。なお、上記粒度分布（ｃ１）における粒径の
通常の下限値は０．１μｍであり、上記粒度分布（ｃ
３）における粒径の通常の上限値は１５μｍである。

【００４７】さらに、上記（Ｃ）成分である多面体形状
の複合化金属水酸化物の比表面積が２．０〜４．０ｍ²
／ｇの範囲であることが好ましい。なお、上記（Ｃ）成
分の比表面積の測定は、ＢＥＴ吸着法により測定され
る。

【００４８】また、上記多面体形状を有する複合化金属
水酸化物（Ｃ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。そして、本発明の半導体封止用樹脂組成物の構
成成分として用いられる場合には、一般的に、アスペク
ト比が１〜４のものが用いられる。

【００４９】なお、本発明においては、上記（Ｃ）成分
である多面体形状の複合化金属水酸化物とともに従来の
薄平板形状の複合化金属水酸化物を併用することができ
る。そして、本発明の半導体封止用樹脂組成物が溶融し
たときの粘度低下および流動性の効果の発現という点か
ら、用いられる複合化金属水酸化物全体（従来の薄平板
形状を含む）中の、多面体形状の複合化金属水酸化物の
占める割合を３０〜１００重量％の範囲に設定すること
が好ましい。すなわち、多面体形状の複合化金属水酸化
物の占める割合が３０重量％未満では樹脂組成物の粘度
低下の効果および流動性の向上効果が乏しくなる。

【００５０】上記多面体形状を有する複合化金属水酸化
物（Ｃ成分）を含む複合化金属水酸化物の含有量は、樹
脂組成物全体の１〜３０重量％、特には３〜２５重量％
の範囲に設定することが好ましい。すなわち、上記複合
化金属水酸化物が１重量％未満では、充分な難燃効果を
得ることが困難であり、また、３０重量％を超えると、
流動性が低下し、ワイヤー流れ等の不良を引き起こす傾
向がみられるからである。

【００５１】上記Ａ〜Ｃ成分とともに、通常、無機質充
填剤が用いられる。この無機質充填剤としては、破砕
状、摩砕状、球状等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、溶融シリカ粉末および結晶性シリカ粉末等のシ
リカ粉末、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭
化珪素等があげられる。好ましくは流動性という観点か
ら溶融シリカ粉末を、とりわけ球状溶融シリカ粉末を用
いることが特に好ましい。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
ては、レーザー式粒度測定機による平均粒径が１０〜７
０μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは１
０〜５０μｍである。すなわち、先に述べたように、複
合化金属水酸化物が前記粒度分布（ｃ１）〜（ｃ３）を
有するとともに、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。

【００５２】上記無機質充填剤の含有量は、半導体封止
用樹脂組成物全体の６０〜９５重量％となるよう設定す
ることが好ましい。

【００５３】なお、本発明に係る半導体封止用樹脂組成
物には、上記Ａ〜Ｃ成分および無機質充填剤以外に、硬
化促進剤、顔料、離型剤、可撓性付与剤、シランカップ
リング剤等のカップリング剤、イオントラップ剤、接着
付与剤等を必要に応じて適宜に添加することができる。

【００５４】上記硬化促進剤としては、特に限定するも
のではなくエポキシ基と水酸基の反応を促進するもので
あればよく、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン系
化合物、トリエチレンジアミン等の三級アミン類、２−
メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニル
ホスフィン等のリン系化合物等があげられる。これら化
合物は単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００５５】上記顔料としては、カーボンブラック、酸
化チタン等があげられる。また、上記離型剤としては、
カルナバワックス、ポリエチレンワックス、パラフィン
や脂肪酸エステル、脂肪酸塩等があげられる。

【００５６】さらに、上記可撓性付与剤としては、各種
シリコーン化合物やアクリロニトリル−ブタジエンゴム
等があげられる。

【００５７】上記イオントラップ剤としては、水酸化ビ
スマス、ハイドロタルサイト類化合物等があげられる。

【００５８】また、本発明に係る半導体封止用樹脂組成
物では、上記各成分に加えてさらに有機系難燃剤あるい
は赤リン系難燃剤を併用すると、上記多面体形状を有す
る複合化金属水酸化物（Ｃ成分）を含有する複合化金属
水酸化物の使用量を低減させることができ好ましい。上
記有機系難燃剤としては、含窒素有機化合物、含リン有
機化合物、ホスファゼン系化合物等があげられるが、特
に含窒素有機化合物が好ましく用いられる。

【００５９】上記含窒素有機化合物としては、例えば、
メラミン誘導体、シアヌレート誘導体、イソシアヌレー
ト誘導体等の複素環骨格を有する化合物があげられる。
これら有機系難燃剤は単独でもしくは２種以上併せて用
いられる。

【００６０】上記有機系難燃剤は、前記複合化金属水酸
化物と予め機械的に混合した後配合してもよいし、有機
系難燃剤を溶剤に溶解してこれに前記複合化金属水酸化
物を添加して脱溶剤し表面処理したものを用いてもよ
い。

【００６１】そして、上記有機系難燃剤の含有量は、前
記複合化金属水酸化物の使用量（多面体形状の複合化金
属水酸化物と場合により使用される従来の薄平板形状の
複合化金属水酸化物の合計量）の１〜１０重量％の範囲
に設定することが好ましい。特に好ましくは１〜５重量
％である。

【００６２】一方、上記赤リン系難燃剤としては、赤リ
ン粉末、あるいはこの赤リン粉末表面を各種有機物，無
機物で保護コートした赤リン粉末をあげることができ
る。そして、上記赤リン系難燃剤の含有量は、上記有機
系難燃剤の場合と同様、前記複合化金属水酸化物の使用
量（多面体形状の複合化金属水酸化物と場合により使用
される従来の薄平板形状の複合化金属水酸化物の合計
量）の１〜１０重量％の範囲に設定することが好まし
く、特に好ましくは１〜５重量％である。

【００６３】上記有機系難燃剤は、前記複合化金属水酸
化物と予め機械的に混合した後配合してもよいし、有機
系難燃剤を溶剤に溶解してこれに前記複合化金属水酸化
物を添加して脱溶剤し表面処理したものを用いてもよ
い。

【００６４】そして、本発明に係る半導体封止用樹脂組
成物において、前記Ａ〜Ｃ成分を含む各成分の好適な組
み合わせは、つぎのとおりである。すなわち、エポキシ
樹脂（Ａ成分）のなかでも、例えば、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂を用いることが好ましく、また無機
質充填剤としては、溶融シリカ粉末を用いることが好ま
しい。さらに、これら各成分に加えて、上記のような複
合化金属水酸化物を用いた場合、離型性が低下する傾向
がみられることから、ワックス類を用いることが好まし
い。

【００６５】本発明に係る半導体封止用樹脂組成物は、
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、エポキシ樹脂（Ａ成分）、特定のフェノール樹脂
（Ｂ成分）、特定の多面体形状の複合化金属水酸化物
（Ｃ成分）および無機質充填剤ならびに必要に応じて他
の添加剤を所定の割合で配合しミキサー等で充分に混合
する。つぎに、この混合物をミキシングロール機やニー
ダー等の混練機を用いて加熱状態で溶融混練し、これを
室温に冷却する。そして、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目的と
する半導体封止用樹脂組成物を製造することができる。

【００６６】あるいは、上記半導体封止用樹脂組成物の
混合物を混練機に導入して溶融状態で混練した後、これ
を略円柱状の顆粒体やペレット状に連続的に成形すると
いう一連の工程によっても半導体封止用樹脂組成物を製
造することができる。

【００６７】さらに、上記半導体封止用樹脂組成物の混
合物をパレット上に受け入れし、これを冷却後、プレス
圧延，ロール圧延，あるいは溶媒を混合したものを塗工
してシート化する等の方法によりシート状の半導体封止
用樹脂組成物を製造することができる。

【００６８】このようにして得られる半導体封止用樹脂
組成物（粉末状，タブレット状，顆粒状等）を用いての
半導体素子の封止方法は、特に限定するものではなく、
通常のトランスファー成形等の公知の成形方法によって
行うことができる。

【００６９】また、上記シート状の半導体封止用樹脂組
成物を用いて、例えば、つぎのようにしてフリップチッ
プ実装による半導体装置を製造することができる。すな
わち、上記シート状半導体封止用樹脂組成物を、接合用
バンプを備えた半導体素子の電極面側に、あるいは、回
路基板のバンプ接合部側に配置し、上記半導体素子と回
路基板とをバンプ接合するとともに両者を樹脂封止によ
る接着封止を行うことによりフリップチップ実装して半
導体装置を製造することができる。

【００７０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００７１】まず、下記に示す各材料を準備した。

【００７２】〔エポキシ樹脂〕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７５℃）

【００７３】〔フェノール樹脂Ａ〕前記一般式（１）に
おいて、Ｒ₁ がメチル基、Ｒ₂ がメチル基、Ｒ₃ がメチ
ル基であるフェノールノボラック樹脂であり、ｎ＝１の
フェノール樹脂成分の含有量が７０重量％であるフェノ
ール樹脂（水酸基当量１０８、軟化点６２℃）（Ｐ−１
０００、荒川化学社製）

【００７４】〔フェノール樹脂Ｂ〕前記一般式（１）に
おいて、Ｒ₁ が水素、Ｒ₂ が水素、Ｒ₃ が水素であるフ
ェノールノボラック樹脂であり、ｎ＝１のフェノール樹
脂成分の含有量が６８重量％であるフェノール樹脂（水
酸基当量１０５、軟化点６０℃）（ＶＲ−８２１０、三
井化学社製）

【００７５】〔フェノール樹脂Ｃ〕前記一般式（１）に
おいて、Ｒ₁ が水素、Ｒ₂ が水素、Ｒ₃ が水素であるフ
ェノールノボラック樹脂であり、ｎ＝１のフェノール樹
脂成分の含有量が３０重量％であるフェノール樹脂（水
酸基当量１０５、軟化点６０℃）

【００７６】〔硬化促進剤〕トリフェニルホスフィン

【００７７】〔無機質充填剤〕溶融シリカ粉末（球形、
平均粒径２５μｍ、比表面積１．４ｍ² ／ｇ）

【００７８】〔シランカップリング剤〕β−（３，４−
エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン

【００７９】〔複合化金属水酸化物〕つぎに、実施例に
先立って下記の表１〜表２に示す多面体形状の複合化金
属水酸化物を準備した。なお、多面体形状の複合化金属
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。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【表２】

【００８２】

【実施例１〜５、比較例１〜２】ついで、下記の表３〜
表４に示す各成分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、
冷却固化した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。

【００８３】

【表３】

【００８４】

【表４】

【００８５】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て、タブレット化し、成
形条件１７５℃×７０ｋｇ／ｃｍ² ×１２０秒間で難燃
性用試験片を成形した。また、ＴＯＷＡ自動成形機でＬ
ＱＦＰ−１１４（大きさ：２０ｍｍ×２０ｍｍ×厚み
１．４ｍｍ）のパッケージを成形した。これら難燃性用
試験片およびパッケージを用いて、難燃性、ワイヤー流
れおよび耐湿性を測定評価した。これらの結果を後記の
表５〜表６に併せて示す。

【００８６】〔難燃性〕ＵＬ９４ Ｖ−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。

【００８７】〔ワイヤー流れ〕上記パッケージについ
て、まず、軟Ｘ線装置により、パッケージ内部の透過画
像を観察することにより、金ワイヤーの変形等の不良の
発生を測定した。測定した結果、金ワイヤーの変形が確
認されたものを×、金ワイヤーの変形が確認されず良好
なパッケージが得られたものを○として評価し表示し
た。

【００８８】〔耐湿性〕このようにして作製した半導体
装置を用いて、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴテス
ト）をバイアスを印加して行った（条件：１３０℃／８
５％ＲＨ、３０Ｖバイアス）。なお、不良モードはリー
ク不良およびオープン不良を測定し、不良発生までの時
間を求めた。

【００８９】

【表５】

【００９０】

【表６】

【００９１】上記表５および表６の結果から、実施例品
は優れた難燃性を示すことはもちろん、ワイヤー流れに
おいて問題が生じず、さらに、耐湿性においても良好な
結果が得られた。これに対して、比較例品はワイヤー流
れにおいて問題が生じ、耐湿性に関しても良好な結果は
得られなかった。

【００９２】

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記特定のフ
ェノール樹脂（Ｂ成分）と前記一般式（１）で表される
多面体形状の複合化金属水酸化物（Ｃ成分）を含有する
半導体封止用樹脂組成物である。このように、上記多面
体形状の複合化金属水酸化物（Ｃ成分）を用いるため、
優れた難燃性および流動性を備えるとともに、上記特定
のフェノール樹脂（Ｂ成分）を用いるため耐湿性に優れ
たものが得られる。したがって、この半導体封止用樹脂
組成物を用いて半導体素子を封止することにより、耐湿
性に優れた高信頼性の半導体装置を得ることができる。

【００９３】そして、上記多面体形状の複合化金属水酸
化物（Ｃ成分）として、前記粒度分布（ｃ１）〜（ｃ
３）を有するものを用いることにより、流動性および難
燃性に一層優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】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３】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４】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５】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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するこ
   とを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 （Ａ）エポキシ樹脂。 （Ｂ）下記の一般式（１）において繰り返し数ｎ＝１と
   なるフェノール樹脂が、一般式（１）で表されるフェノ
   ール樹脂全体の５０重量％以上を占める一般式（１）で
   表されるフェノール樹脂。 【化１】 （Ｃ）下記の一般式（２）で表される多面体形状の複合
   化金属水酸化物。 【化２】 ｍ（Ｍ_a Ｏ_b ）・ｎ（Ｑ_d Ｏ_e ）・ｃＨ₂ Ｏ …（２） 〔上記式（２）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。〕
2. 【請求項２】 上記（Ｃ）成分である多面体形状の複合
   化金属水酸化物が、下記に示す粒度分布（ｃ１）〜（ｃ
   ３）を有する請求項１記載の半導体封止用樹脂組成物。 （ｃ１）粒径１．３μｍ未満のものが１０〜３５重量
   ％。 （ｃ２）粒径１．３〜２．０μｍ未満のものが５０〜６
   ５重量％。 （ｃ３）粒径２．０μｍ以上のものが１０〜３０重量
   ％。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体封止用樹
   脂組成物であって、含窒素有機化合物を含有してなる請
   求項１または２記載の半導体封止用樹脂組成物。
4. 【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。