JP2000230035A

JP2000230035A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置

Info

Publication number: JP2000230035A
Application number: JP11033304A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nakao; 稔中尾
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体素子面あるいはリードフレーム面に対す
る接着性とともに硬化性に優れた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（Ａ）〜（Ｃ）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）で表されるエポキシ樹脂。【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、リードフレームお
よび半導体素子との接着性および硬化性に優れた半導体
封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた耐半田性
に優れた半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トランジスタ，ＩＣ，ＬＳＩ
等の半導体素子は、外部環境からの保護および半導体素
子のハンドリングを簡易にする観点から、プラスチック
パッケージ等により封止され半導体装置化されている。
そして、上記プラスチックパッケージに用いられる封止
材料としては、一般にエポキシ樹脂組成物が使用され、
さらに上記エポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂成
分として、従来、耐半田性を要求される場合には低吸湿
材であるビフェニル系エポキシ樹脂が用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このビ
フェニル系エポキシ樹脂を用いた封止材料からなる封止
樹脂（硬化体）は、半導体素子面あるいはリードフレー
ム面に対する接着性が充分ではなかったため、耐半田性
に関して満足し得るものではなかった。

【０００４】一方、近年、安全性等への配慮から、ブロ
ム／アンチモン系の難燃剤に代えて、ノンハロゲン／ノ
ンアンチモン系の無機系難燃剤が使用されるようになっ
てきている。しかしながら、上記無機系難燃剤を使用し
た結果、得られる封止材料の樹脂組成物のバランスが悪
くなり、封止材料の硬化性の低下や、樹脂溶融粘度の上
昇、硬化物の低吸湿性の低下等がみられるようになって
きている。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、半導体素子面あるいはリードフレーム面に対す
る接着性とともに硬化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耐半田性に優れ
た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）〜（Ｃ）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）で表されるエポ
キシ樹脂。

【０００８】

【化３】

【０００９】（Ｂ）トリフェニルメタン系エポキシ樹
脂。（Ｃ）フェノール樹脂。

【００１０】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樹脂封止してなる半導体装置を
第２の要旨とする。

【００１１】すなわち、本発明者は、半導体素子および
リードフレームとの接着性に優れ、しかも硬化性に優れ
た封止材料となる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、従来から用いられているビ
フェニル系エポキシ樹脂よりもさらに低吸湿性を示す上
記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂を用いると半導
体素子およびリードフレームとの接着性が向上し、さら
に硬化物の高温時での機械強度が向上し、結果、得られ
る半導体装置が耐半田性に優れるようになることを突き
止めた。さらに、上記トリフェニルメタン系エポキシ樹
脂を併用すると、上記式（１）で表されるエポキシ樹脂
のみの使用による架橋密度の不足を補うことができ、硬
化性が向上することを見出し本発明に到達した。

【００１２】そして、上記式（１）で表されるエポキシ
樹脂とトリフェニルメタン系エポキシ樹脂とフェノール
樹脂とともに金属水酸化物を用いた場合、従来から用い
られているブロム化エポキシ樹脂等のように環境汚染を
招くこともなく難燃性を付与することができ、封止材料
の無公害性がより一層向上するようになる。

【００１３】

【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。

【００１４】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、特定のエポキシ樹脂（Ａ成分）と、トリフェニルメ
タン系エポキシ樹脂（Ｂ成分）と、フェノール樹脂（Ｃ
成分）と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。

【００１５】上記特定のエポキシ樹脂（Ａ成分）は、下
記の一般式（１）で表されるエポキシ樹脂である。

【００１６】

【化４】

【００１７】なお、上記一般式（１）において、ｎ，ｍ
がそれぞれ０の場合は、下記の一般式（１ａ）で表され
るエポキシ樹脂である。

【００１８】

【化５】

【００１９】そして、上記一般式（１）で表されるエポ
キシ樹脂のなかでも、式（１）中のＲ′がＨであるもの
が好ましく、さらには低吸湿性という観点から、下記の
式（３）で表されるエポキシ樹脂、もしくは下記の式
（３）で表されるエポキシ樹脂と下記の式（４）で表さ
れるエポキシ樹脂の混合物を用いることが好ましい。上
記式（３）で表されるエポキシ樹脂と式（４）で表され
るエポキシ樹脂の混合物において、その混合比率はモル
比で〔式（３）で表されるエポキシ樹脂〕／〔式（４）
で表されるエポキシ樹脂〕＝７／３〜３／７の範囲が好
ましい。

【００２０】

【化６】

【００２１】

【化７】

【００２２】そして、このような一般式（１）で表され
るエポキシ樹脂としては、エポキシ当量が２００〜２３
０の範囲であることが好ましく、特に好ましくはエポキ
シ当量が２０５〜２１５の範囲である。また、融点は１
２０〜１４０℃の範囲であることが好ましく、特に好ま
しくは融点が１３０〜１４０℃の範囲である。

【００２３】上記特定のエポキシ樹脂（Ａ成分）ととも
に用いられるトリフェニルメタン系エポキシ樹脂（Ｂ成
分）は、ＣＨに３個のフェニル基を有するとともに、フ
ェニル基を介して隣接するＣＨがそのフェニル基を共有
する構造を備えたエポキシ樹脂であって、例えば、下記
の一般式（２）で表されるエポキシ樹脂があげられる。

【００２４】

【化８】

【００２５】上記式（２）において、Ｒは水素原子また
は炭素数１〜３のアルキル基であり、特に好ましくはＲ
は水素原子である。また、繰り返し数ｎは、０〜５の範
囲であり、特に好ましくは０〜３の範囲である。

【００２６】そして、このような一般式（２）で表され
るエポキシ樹脂としては、エポキシ当量が１６０〜１８
０の範囲であることが好ましく、特に好ましくはエポキ
シ当量が１６２〜１７５の範囲である。また、軟化点は
５０〜８０℃の範囲であることが好ましく、特に好まし
くは軟化点が６０〜７０℃の範囲である。

【００２７】上記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂
（Ａ成分）とトリフェニルメタン系エポキシ樹脂（Ｂ成
分）の混合割合は、重量比で、Ａ成分／Ｂ成分＝９／１
〜６／４の範囲に設定することが好ましく、特に好まし
くはＡ成分／Ｂ成分＝９／１〜８／２の範囲である。す
なわち、Ａ成分とＢ成分の混合割合が上記範囲を外れ、
Ａ成分が多くなり過ぎると、成形物の硬度不足が生じ、
逆にＡ成分が少な過ぎると、成形物の粘度の上昇による
成形品質の低下や成形物の低吸湿性の低下傾向がみられ
るからである。

【００２８】そして、本発明の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物においては、エポキシ樹脂成分を上記一般式
（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ成分）およびトリフ
ェニルメタン系エポキシ樹脂（Ｂ成分）のみで構成して
もよいし、式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ成分）
およびトリフェニルメタン系エポキシ樹脂（Ｂ成分）と
ともに従来公知のエポキシ樹脂を併用してなるエポキシ
樹脂成分で構成してもよい。この従来公知のエポキシ樹
脂を併用する場合の併用割合は、上記一般式（１）で表
されるエポキシ樹脂（Ａ成分）およびトリフェニルメタ
ン系エポキシ樹脂（Ｂ成分）の合計量がエポキシ樹脂成
分全体中少なくとも６０重量％の割合となるよう設定す
ることが好ましい。特に好ましくはエポキシ樹脂成分全
体の少なくとも７５重量％である。上記従来公知のエポ
キシ樹脂としては、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、単独でもしくは２種以上併せて用い
られる。なかでも、ビフェニル型エポキシ樹脂を用いる
ことが好ましく、例えば、下記の一般式（５）で表され
るビフェニル型エポキシ樹脂が用いられる。

【００２９】

【化９】

【００３０】上記一般式（５）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（６）で表される構造のビフェニル型エポ
キシ樹脂、上記Ｒ₁〜Ｒ₄が全てメチル基である下記の
式（６）で表される構造のビフェニル型エポキシ樹脂と
上記Ｒ₁〜Ｒ₄が全て水素である構造のビフェニル型エ
ポキシ樹脂が混合重量比１：１の割合で混合された混合
物を用いることが特に好適である。

【００３１】

【化１０】

【００３２】上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられ
るフェノール樹脂（Ｃ成分）としては、上記Ａ成分およ
びＢ成分を含むエポキシ樹脂成分の硬化剤としての作用
を奏するものであって、特に限定するものではなく従来
公知のものが用いられる。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
ル樹脂等があげられる。なかでも、フェノール樹脂とし
て下記の一般式（７）で表されるフェノールアラルキル
樹脂を用いることが好ましい。

【００３３】

【化１１】

【００３４】上記一般式（７）で表されるフェノールア
ラルキル樹脂としては、水酸基当量１６０〜１９０、軟
化点６０〜９０℃のものを用いることが好ましく、特に
好適なのは水酸基当量１６０〜１８０、軟化点７０〜８
０℃のものである。

【００３５】そして、上記Ａ成分およびＢ成分を主要成
分とするエポキシ樹脂成分と上記フェノール樹脂（Ｃ成
分）の配合割合は、通常、上記エポキシ樹脂成分中のエ
ポキシ基１当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が０．
７〜１．３当量となるように設定され、特に０．８〜
１．２当量となるよう設定することが好ましい。

【００３６】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
においては、上記Ａ〜Ｃ成分とともに、通常、各種の無
機質充填剤が用いられる。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、例えば、石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末、
アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化珪素粉末等
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。このシリカ粉末として
は、溶融シリカ粉末、結晶性シリカ粉末があげられる
が、なかでも球状溶融シリカ粉末を用いることが好まし
く、さらにレーザー式粒度測定機による平均粒径が２０
〜５０μｍの範囲のものを用いることが好ましい。

【００３７】上記無機質充填剤の配合量は、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、
より好ましくは８０〜９０重量％の範囲であり、特に好
ましくは８５〜９０重量％である。すなわち、７５重量
％未満のように少なすぎると、封止樹脂の吸湿量が増大
し、かつ樹脂強度が低下するため、半導体パッケージの
リフロー時にクラックや剥離が発生し易くなる傾向がみ
られるからである。

【００３８】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には、上記Ａ〜Ｃ成分および無機質充填剤以外
に、金属水酸化物（Ｄ成分）を用いてもよい。この金属
水酸化物（Ｄ成分）は難燃作用を奏するものであって、
従来のようなハロゲン系エポキシ樹脂等のように環境汚
染を招くものではなく無公害の難燃剤であり、封止材料
の無公害性が向上する。このような金属水酸化物（Ｄ成
分）としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化亜
鉛、水酸化錫等があげられる。

【００３９】さらに、上記金属水酸化物（Ｄ成分）とし
て下記の一般式（８）で表される多面体形状の複合化金
属水酸化物を用いることができる。この複合化金属水酸
化物は、結晶形状が多面体形状を有するものであり、従
来の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
う。

【００４０】

【化１２】ｍ（Ｍ_aＯ_b）・ｎ（Ｑ_dＯ_e）・ｃＨ₂Ｏ …（８）〔上記式（８）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。〕

【００４１】上記一般式（８）で表される複合化金属水
酸化物に関して、式（８）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。

【００４２】また、上記一般式（８）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。

【００４３】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、通常、これらの混合物からなる。

【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、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・酸化銅の水和物等があげられ
る。

【００４５】そして、上記多面体形状の複合化金属水酸
化物では、その最大粒径が１０μｍ以下であることが好
ましい。特に好ましくは最大粒径が６μｍ以下である。
また、平均粒径が０．５〜５μｍの範囲であることが好
ましく、特に好ましくは０．５〜３μｍの範囲である。
なお、上記最大粒径および平均粒径は、回折散乱式粒度
分布測定装置（堀場ＬＡ−９１０）を用いて測定でき
る。さらに、上記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、上記多面体形状の複合化金属水酸化物の
比表面積の測定は、ＢＥＴ吸着法により測定される。

【００４６】また、上記多面体形状を有する複合化金属
水酸化物のアスペクト比は、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エポキシ樹脂
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。

【００４７】上記金属水酸化物（Ｄ成分）の配合量は、
半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体中、２〜２０重量
％の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは８
〜１５重量％の範囲である。すなわち、金属水酸化物
（Ｄ成分）の配合量が少な過ぎると所望の難燃効果を得
ることが困難であり、逆に配合量が多過ぎると樹脂の粘
度が上昇する傾向がみられるからである。

【００４８】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
には、上記Ａ〜Ｃ成分および無機質充填剤ならびに金属
水酸化物（Ｄ成分）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（γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン等）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。

【００４９】上記硬化促進剤としては、例えば、トリフ
ェニルホスフィン、トリス（ｐ−メチルフェニル）ホス
フィン、トリベンジルホスフィン、トリオクチルホスフ
ィン等の有機ホスフィン化合物、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。

【００５０】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。

【００５１】また、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。

【００５２】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。

【００５３】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、前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂
（Ａ成分）、トリフェニルメタン系エポキシ樹脂（Ｂ成
分）、フェノール樹脂（Ｃ成分）および無機質充填剤、
金属水酸化物（Ｄ成分）ならびに必要に応じて他の添加
剤を所定の割合で配合する。つぎに、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エポキシ樹脂組成物を製造
することができる。

【００５４】このようにして得られる半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物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、半導体装置
化することができる。

【００５５】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００５６】まず、下記に示す各成分を準備した。

【００５７】〔エポキシ樹脂Ａ〕下記の式（ａ）で表さ
れるエポキシ樹脂（エポキシ当量２０８、融点１３５
℃）〔式（ａ）において、Ｒがメチル基（Ｍ）のエポキ
シ樹脂およびＲがｔｅｒｔ−ブチル基（Ｂ）のエポキシ
樹脂の混合物（モル比Ｍ：Ｂ＝６：４）〕

【００５８】

【化１３】

【００５９】〔エポキシ樹脂Ｂ〕上記式（ａ）で表され
るエポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、融点１３３℃）
〔式（ａ）において、Ｒがメチル基（Ｍ）のエポキシ樹
脂およびＲがｔｅｒｔ−ブチル基（Ｂ）のエポキシ樹脂
の混合物（モル比Ｍ：Ｂ＝５：５）〕

【００６０】〔エポキシ樹脂Ｃ〕下記の式（ｂ）で表さ
れるエポキシ樹脂（エポキシ当量２００、融点１３６
℃）

【００６１】

【化１４】

【００６２】〔エポキシ樹脂Ｄ〕下記の式（ｃ）で表さ
れるビフェニル系エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５、
融点１０７℃）

【００６３】

【化１５】

【００６４】〔エポキシ樹脂Ｅ〕下記の式（ｄ）で表さ
れる多官能エポキシ樹脂（エポキシ当量１６８、軟化点
５８℃）

【００６５】

【化１６】

【００６６】〔エポキシ樹脂Ｆ〕クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００、軟化点６５℃）

【００６７】〔エポキシ樹脂Ｇ〕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℃）

【００６８】〔フェノール樹脂〕下記の式（ｅ）で表さ
れるフェノール樹脂（水酸基当量１７０、軟化点８３
℃）

【００６９】

【化１７】

【００７０】〔シリカ粉末〕球状溶融シリカ粉末（平均
粒径３０μｍ）

【００７１】〔金属水酸化物Ａ〕ＭｇＯ・ＺｎＯ・Ｈ₂
Ｏで表される多面体形状の複合化金属水酸化物（平均粒
径１．７μｍ、最大粒径５μｍ）

【００７２】〔金属水酸化物Ｂ〕水酸化マグネシウム

【００７３】〔シランカップリング剤〕γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン

【００７４】

【実施例１〜１６、比較例１〜４】下記の表１〜表３に
示す各原料を、同表に示す割合で配合し、９０℃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。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】

【表３】

【００７８】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、フローテスター粘
度、吸湿率、接着性、熱時硬度、難燃性、臭素／アンチ
モンの有無（無公害性評価）、耐半田性を測定・評価し
た。その結果を後記の表４〜表６に併せて示す。

【００７９】〔スパイラルフロー値〕スパイラルフロー
測定用金型を用い、１７５±５℃にてＥＭＭＩ１−６
６に準じてスパイラルフロー値を測定した。

【００８０】〔ゲルタイム〕規定温度（１７５℃）の熱
平板上に試料（２００〜５００ｍｇ）を載せ、撹拌しな
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。

【００８１】〔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。

【００８２】また、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：１７５℃×２分）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、ＬＱＦＰ−１４４（ダイパッドサイズ：７．５
×７．５ｍｍ、銅製フレーム）である。

【００８３】〔吸湿率〕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、直径５０ｍｍ×厚み１
ｍｍの円板状硬化体を作製した（成形条件：１７５℃×
２分間＋後硬化１７５℃×５時間）。これを、８５℃／
８５％ＲＨ中で１６８時間吸湿させた。このときの吸湿
前後の重量から吸湿率を算出した。

【００８４】〔接着性〕上記各エポキシ樹脂組成物と金
属フレーム板とを用いて、図１に示すように、金属フレ
ーム板１３の左端表面に円錐台形状の樹脂硬化体１５が
設けられた接着力測定サンプルを、トランスファーモー
ルド法（１７５℃×２分間、１７５℃×５時間後硬化）
によって成形した（接着部の面積は１０ｍｍ²）。これ
を用いて、図２に示すように、測定治具１６により樹脂
硬化体１５を挟持した後、この測定治具１６の端部をオ
ートグラフ装置のチャック１７で固定するとともに、測
定サンプルの金属フレーム板１３の端部を他のオートグ
ラフ装置のチャック１８で固定して矢印方向に荷重を加
えながら金属フレーム板１３表面の樹脂硬化体１５が金
属フレーム板１３から剥がれ落ちる際の剪断力を測定し
この値を接着力とした。なお、上記金属フレーム板１３
の材質として、４２アロイ合金（４２ニッケル−鉄合
金）と銅の２種類を用いて測定した。

【００８５】〔熱時硬度〕１７５℃×６０秒の成形条件
で成形して得られた硬化物の硬度（ショアーＤ）をショ
アー硬度計（上島製作所社製）を用いて測定した。

【００８６】〔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。

【００８７】〔臭素／アンチモンの有無〕上記エポキシ
樹脂組成物中に、臭素およびアンチモンが含有されてい
るか否かを確認し、無公害性を評価した。

【００８８】〔耐半田性〕クラック発生数上記半導体装置を用い、８５℃／８５％ＲＨ中で１６８
時間吸湿させた後、２４０℃×１０秒の赤外線（ＩＲ）
リフローで半田評価試験を行った。そして、クラックが
発生したパッケージをカウントした。なお、パッケージ
のクラックの解析は超音波顕微鏡を用いた。

【００８９】半導体素子界面の剥離上記半導体装置を用い、８５℃／８５％ＲＨ中で１６８
時間吸湿させた後、２４０℃×１０秒の赤外線（ＩＲ）
リフローで半田評価試験を行った。そして、半導体素子
と封止樹脂層（硬化体）との界面に剥離が発生したもの
を○、剥離が発生しなかったものを×として評価した。
なお、界面剥離の解析は超音波顕微鏡を用いた。

【００９０】リードフレーム界面の剥離上記半導体装置を用い、８５℃／８５％ＲＨ中で１６８
時間吸湿させた後、２４０℃×１０秒の赤外線（ＩＲ）
リフローで半田評価試験を行った。そして、リードフレ
ームと封止樹脂層（硬化体）との界面に剥離が発生した
ものを○、剥離が発生しなかったものを×として評価し
た。なお、界面剥離の解析は超音波顕微鏡を用いた。

【００９１】

【表４】

【００９２】

【表５】

【００９３】

【表６】

【００９４】上記表４〜表６から、実施例品は、スパイ
ラルフロー値およびゲルタイムの各値から良好な流動性
を備えていることがわかる。しかも、低吸湿性を示して
おり、優れた接着性を備えている。そして、耐半田性試
験においても優れた評価結果が得られていることから信
頼性の高い半導体装置が得られたことがわかる。これに
対して、比較例品は、接着力が実施例品より低く、かつ
耐半田試験においてもクラックが発生し易く、半導体素
子およびリードフレームの界面の少なくともいずれかに
おいて剥離が発生しており半導体装置としての信頼性が
低いものであった。

【００９５】

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記一般式
（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ成分）とトリフェニ
ルメタン系エポキシ樹脂（Ｂ成分）とを併用した半導体
封止用エポキシ樹脂組成物である。このため、半導体素
子およびリードフレームとの接着性が向上し、さらに硬
化物の高温時での機械強度が向上する。さらに、上記ト
リフェニルメタン系エポキシ樹脂を併用するため、上記
式（１）で表されるエポキシ樹脂のみの使用による架橋
密度の不足を補うことができ、硬化性が向上する。した
がって、この半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて
樹脂封止された半導体装置は優れた耐半田性を備えるよ
うになり高信頼性に優れた半導体装置を得ることができ
る。

【００９６】そして、上記式（１）で表されるエポキシ
樹脂とトリフェニルメタン系エポキシ樹脂とフェノール
樹脂とともに金属水酸化物（Ｄ成分）を用いると、従来
から用いられているブロム化エポキシ樹脂等のように環
境汚染を招くこともなく優れた難燃性を付与することが
でき、封止材料の無公害性がより一層向上するようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】エポキシ樹脂組成物からなる樹脂硬化体の接着
性を評価する際に用いられる接着力測定サンプルを示す
斜視図である。

【図２】樹脂硬化体とフレームとの剪断力の測定方法を
示す説明図である。

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 Ｆターム(参考） 4J002 CC043 CC053 CC063 CD051 CD072 CE003 DE076 DE096 DE106 FD010 FD020 FD090 FD136 FD143 FD150 4J036 AC02 AC03 AD04 AD05 AD10 FA02 FB07 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA03 EA06 EB03 EB04 EB07 EB08 EB09 EB12 EB18 EB19 EC01 EC09

Claims

【特許請求の範囲】

【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エポキシ樹脂組成物。（Ａ）下記の一般式（１）で表されるエポキシ樹脂。【化１】（Ｂ）トリフェニルメタン系エポキシ樹脂。（Ｃ）フェノール樹脂。
【請求項２】上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加えて、下記
の（Ｄ）成分を含有する請求項１記載の半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。（Ｄ）金属水酸化物。
【請求項３】上記（Ｂ）成分であるトリフェニルメタ
ン系エポキシ樹脂が、下記の一般式（２）で表されるエ
ポキシ樹脂である請求項１または２記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。【化２】
【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樹
脂封止してなる半導体装置。