JP2000344871A

JP2000344871A - 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

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Publication number: JP2000344871A
Application number: JP15708499A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nakao; 稔中尾
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体素子面およびリードフレーム面に対する
接着性と成形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）〜（Ｅ）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。そして、上記
（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の合計量が、エポキシ樹脂
組成物全体中０．１〜０．２重量％の範囲に設定されて
いる。（Ａ）エポキシ樹脂。（Ｂ）フェノール樹脂。（Ｃ）両末端にアミノ基を有するシリコーン化合物。（Ｄ）メルカプト基を有するシランカップリング剤およ
びエポキシ基を有するシランカップリング剤の少なくと
も一方。（Ｅ）下記の一般式（１）で表される化合物および下記
の一般式（２）で表される化合物からなる離型剤。【化１】Ｃ_kＨ_2k+1ＣＯＯＣ_jＨ_2j+1 …（１）〔上記式（１）において、ｋは１２〜１８の整数、ｊは
３０〜５０の整数である。〕【化２】

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て
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら用いられている半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、
リードフレームや半導体素子表面に対する接着性が充分
ではなかった。特に、半導体素子表面にポリイミド樹脂
系コーティング材を用いてなる半導体装置では、上記ポ
リイミド樹脂系コーティング材で被覆された半導体素子
表面と封止樹脂との接着性に劣り、その結果、半田実装
時に半導体素子表面と封止樹脂との間に剥離が生じ易く
なり、耐湿信頼性に劣るという欠点を有していた。一
方、上記充分な接着性を付与すると成形時の離型性に問
題が生じることがあり、接着性および成形性の双方とも
満足のいく封止材料が得られていないのが実情であっ
た。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、半導体素子面およびリードフレーム面に対する
接着性と成形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。

【０００５】

【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）〜（Ｅ）成分を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記（Ｃ）成
分および（Ｄ）成分の合計量が、エポキシ樹脂組成物全
体中０．１〜０．２重量％の範囲に設定されている半導
体封止用エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。（Ａ）エポキシ樹脂。（Ｂ）フェノール樹脂。（Ｃ）両末端にアミノ基を有するシリコーン化合物。（Ｄ）メルカプト基を有するシランカップリング剤およ
びエポキシ基を有するシランカップリング剤の少なくと
も一方。（Ｅ）下記の一般式（１）で表される化合物および下記
の一般式（２）で表される化合物からなる離型剤。

【０００６】

【化３】Ｃ_kＨ_2k+1ＣＯＯＣ_jＨ_2j+1 …（１）〔上記式（１）において、ｋは１２〜１８の整数、ｊは
３０〜５０の整数である。〕

【０００７】

【化４】

【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樹脂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、本発明者は、半導体素子および
リードフレームとの接着性ならびに成形性に優れた封止
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、上記特定のシリコーン化合物と、
メルカプト基を有するシランカップリング剤およびエポ
キシ基を有するシランカップリング剤の少なくとも一方
とを特定量用いるとともに、特定の異なる２種類の離型
剤を用いると、半導体素子およびリードフレームとの接
着性が向上するとともに離型性が向上して、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見
出し本発明に到達した。

【００１０】また、上記特定のシリコーン化合物と、メ
ルカプト基を有するシランカップリング剤およびエポキ
シ基を有するシランカップリング剤の少なくとも一方の
配合比を特定の割合に設定すると、半導体装置を構成す
る半導体素子およびリードフレームと封止樹脂との接着
性が向上し、半田実装時における剥離やクラックの発生
が抑制でき、信頼性の高い半導体装置を得ることができ
る。特に半導体素子表面にポリイミド等のコート材が塗
布された場合にその効果を発揮する。

【００１１】さらに、上記一般式（１）で表される化合
物（Ｅ１）と一般式（２）で表される化合物（Ｅ２）の
混合比を特定割合に設定すると、半導体装置をトランス
ファーモールド等の成形機で成形する際に、成形金型と
の適度な離型性を保持しつつ、半導体装置内の剥離の発
生を抑制することができる。

【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、エポキシ樹脂（Ａ成分）と、フェノール樹脂（Ｂ成
分）と、特定のシリコーン化合物（Ｃ成分）と、メルカ
プト基を有するシランカップリング剤およびエポキシ基
を有するシランカップリング剤の少なくとも一方（Ｄ成
分）と、特定の離型剤（Ｅ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。

【００１４】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、ジシクロペンタジエン型，ク
レゾールノボラック型，フェノールノボラック型，ビス
フェノール型，ビフェニル型等の各種のエポキシ樹脂を
用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用い
てよいし２種以上併用してもよい。そして、これらエポ
キシ樹脂のなかでも、特に融点または軟化点が室温を超
えていることが好ましい。例えば、ノボラック型エポキ
シ樹脂としては、通常、エポキシ当量１５０〜２５０、
軟化点５０〜１３０℃のものが用いられ、クレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量１８０
〜２１０、軟化点６０〜１１０℃のものが一般に用いら
れる。

【００１５】上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とともに用い
られるフェノール樹脂（Ｂ成分）は、上記エポキシ樹脂
（Ａ成分）の硬化剤として作用するものであり、特に限
定するものではなく、ジシクロペンタジエン型フェノー
ル樹脂，フェノールノボラック樹脂，クレゾールノボラ
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用いてもよいし２種以上
併用してもよい。そして、これらフェノール樹脂として
は、水酸基当量が７０〜２５０，軟化点が５０〜１１０
℃のものを用いることが好ましい。

【００１６】そして、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）と上
記フェノール樹脂（Ｂ成分）の配合割合は、上記エポキ
シ樹脂中のエポキシ基１当量当たり、通常、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。

【００１７】上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられ
る特定のシリコーン化合物（Ｃ成分）としては、両末端
にアミノ基を有するものであって、例えば、下記の一般
式（３）で表されるシリコーン化合物があげられる。上
記シリコーン化合物を用いることにより優れた耐湿信頼
性を得ることができる。これは、上記シリコーン化合物
が表面処理剤的な作用を奏し、エポキシ樹脂組成物硬化
体と半導体素子の接着性がより一層向上するとともに、
撥水性を有することに起因して耐湿性が向上するもので
あると考えられる。

【００１８】

【化５】

【００１９】上記一般式（３）のものを用いる場合、通
常、繰り返し数ｎが０〜４０の整数の両末端アミノ基変
性ジメチルポリシロキサンが用いられる。好ましくは繰
り返し数ｎが０〜２０のものが用いられる。また、上記
式（３）中のＲは、アミノ基を有する一価の有機基であ
るが、より好ましくはアミノ基を有する炭素数１〜８の
アルキル基である。そして、特に好ましくは下記の構造
式（４）で表される両末端アミノプロピル基変性ジメチ
ルポリシロキサンがあげられる。

【００２０】

【化６】

【００２１】上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられるＤ成分
は、メルカプト基を有するシランカップリング剤および
エポキシ基を有するシランカップリング剤の少なくとも
一方である。そして、上記メルカプト基を有するシラン
カップリング剤としては、例えば、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、信越シリコーン社製のＫＢＭ
−８０３に代表されるγ−メルカプトプロピルメチルジ
メトキシシラン等があげられる。一方、上記エポキシ基
を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシラン等があげられる。
特に好ましくは、より接着効果が高いという点から、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いること
である。これらシランカップリング剤（Ｄ成分）は単独
でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００２２】そして、上記Ｃ成分およびＤ成分の合計量
が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体中０．１〜
０．２重量％の範囲に設定する必要がある。特に好まし
くは０．１０〜０．１５重量％である。すなわち、上記
Ｃ成分およびＤ成分の合計量が０．１重量％未満では、
封止樹脂の接着性が低下し、成形時の剥離発生や半田実
装時の剥離の発生、クラックの発生等が生起する傾向が
みられる。また、０．２重量％を超えると、成形時の離
型不良の発生や、流動粘度の異常増加による成形時のワ
イヤー流れ、ダイシフト等の不良発生等が生起する傾向
がみられるからである。

【００２３】さらに、上記Ｃ成分およびＤ成分の相互の
配合比（Ｃ／Ｄ）が、重量基準で（Ｃ／Ｄ）＝１／４〜
１／２の範囲に設定することが好ましい。特に好ましく
は（Ｃ／Ｄ）＝１／３〜１／２の範囲である。すなわ
ち、上記相互の配合比が１／４（０．２５）未満では、
半導体装置を構成する半導体素子、特にポリイミドコー
トされた半導体素子表面と封止樹脂の接着性が低下し、
成形時の剥離や半田実装時の剥離発生、クラックの発生
が生起する傾向がみられる。一方、１／２（０．５）を
超えると、封止樹脂の粘度が異常に高くなり、半導体装
置成形時のワイヤー流れの発生やダイシフトの発生が生
起する傾向がみられるからである。

【００２４】上記Ａ〜Ｄ成分とともに用いられる特定の
離型剤（Ｅ成分）は、下記の一般式（１）で表される化
合物および下記の一般式（２）で表される化合物の２種
類の化合物からなる離型剤である。

【００２５】

【化７】Ｃ_kＨ_2k+1ＣＯＯＣ_jＨ_2j+1 …（１）〔上記式（１）において、ｋは１２〜１８の整数、ｊは
３０〜５０の整数である。〕

【００２６】

【化８】

【００２７】上記一般式（１）で表される化合物におい
て、式（１）中、繰り返し数ｋは１２〜１８の整数でな
ければならず、さらには１４〜１８の整数であることが
好ましく、特に好ましくは１５〜１７の整数である。一
方、繰り返し数ｊは３０〜５０の整数でなければなら
ず、さらには３２〜４０の整数であることが好ましく、
特に好ましくは３５〜４０の整数である。すなわち、繰
り返し数ｋ，ｊが上記範囲を下回り小さいと、金型面で
の離型剤の熱劣化が著しく、金型汚れの原因となり、か
つ異常滲み出しによるチップやフレーム等との接着力が
低下する。逆に繰り返し数ｋ，ｊが上記範囲を超えて大
きいと、金型と封止樹脂との離型性が低下するからであ
る。

【００２８】そして、上記一般式（２）で表される化合
物において、式（２）中、繰り返し数ｍは４０〜６０の
整数でなければならず、さらには４５〜６０の整数であ
ることが好ましく、特に好ましくは４５〜５５の整数で
ある。すなわち、繰り返し数ｍが上記範囲を下回り小さ
いと、金型面での離型剤の熱劣化が著しく、金型汚れの
原因となり、かつ異常滲み出しによるチップやフレーム
等との接着力が低下する。逆に繰り返し数ｍが上記範囲
を超えて大きいと、金型と封止樹脂との離型性が低下す
るからである。

【００２９】なお、本発明においては、離型剤成分とし
て上記一般式（１）で表される化合物および一般式
（２）で表される化合物からなる離型剤（Ｅ成分）のみ
を用いてもよいし、上記離型剤（Ｅ成分）とともに通常
の離型剤を併用してもよい。上記通常の離型剤として
は、特に限定するものではなく従来公知の各種離型剤、
例えば、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。

【００３０】このように、本発明の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物においては、離型剤成分を上記式（１）お
よび式（２）で表される各化合物の混合物のみで構成し
てもよいし、式（１）および式（２）で表される離型剤
混合物とともに上記従来公知の離型剤を併用した離型剤
成分で構成してもよい。この従来公知の離型剤を併用す
る場合の併用割合は、上記式（１）および式（２）で表
される各化合物の混合物および従来公知の離型剤の合計
量中、上記式（１）および式（２）で表される化合物か
らなる離型剤（Ｅ成分）が少なくとも６０重量％の割合
となるよう設定することが好ましい。特に好ましくは上
記Ｅ成分が全体の少なくとも７０重量％である。

【００３１】上記一般式（１）で表される化合物（Ｅ
１）と一般式（２）で表される化合物（Ｅ２）の混合比
は、重量基準で、（Ｅ１）／（Ｅ２）＝３／１〜１／３
の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは（Ｅ
１）／（Ｅ２）＝２／１〜１／２の範囲である。すなわ
ち、両化合物の混合比が上記範囲を外れると、離型性不
良や、バリの発生等の問題が生じる傾向がみられるから
である。

【００３２】そして、上記特定の離型剤成分（Ｅ成分）
の含有割合は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体
中、０．０５〜１．０重量％の範囲に設定することが好
ましく、特に好ましくは０．１〜０．３重量％である。
すなわち、上記Ｅ成分の割合が上記範囲を下回り少な過
ぎると、所望の離型性を得ることが困難となり、逆に上
記範囲を上回り多過ぎると、異常滲み出しによるパッケ
ージ表面のくもりや、金型表面のくもり、さらに接着力
の低下傾向がみられるからである。

【００３３】本発明においては、上記Ａ〜Ｅ成分ととも
に各種の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、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。

【００３４】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。

【００３５】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〜Ｅ成分および無機質充填剤以外
に、硬化促進剤、顔料、可撓性付与剤、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。

【００３６】上記硬化促進剤としては、例えば、トリフ
ェニルホスフィン等の有機ホスフィン系化合物、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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】そして、上記他の添加剤以外に、ノボラッ
ク型ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃剤や三酸
化アンチモン等の難燃助剤を用いることができる。

【００４１】さらに、上記ハロゲン系難燃剤以外に、下
記の一般式（５）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。

【００４２】

【化９】ｍ（Ｍ_aＯ_b）・ｎ（Ｑ_dＯ_e）・ｃＨ₂Ｏ …（５）〔上記式（５）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。〕

【００４３】上記一般式（５）で表される複合化金属水
酸化物に関して、式（５）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。

【００４４】また、上記一般式（５）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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。
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。

【００４８】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。

【００４９】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、エポキシ樹脂（Ａ成分）、フェノール樹脂
（Ｂ成分）、特定のシリコーン化合物（Ｃ成分）、メル
カプト基を有するシランカップリング剤およびエポキシ
基を有するシランカップリング剤の少なくとも一方（Ｄ
成分）および特定の離型剤（Ｅ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
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
封止用樹脂組成物を製造することができる。

【００５０】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。そして、本発明の半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物は、通常の半導体素子に対してはもち
ろん、特に、表面にポリイミド樹脂系コーティング材か
らなるコーティング層が形成された半導体素子に対して
優れた接着性を示す。

【００５１】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００５２】まず、下記に示す各成分を準備した。

【００５３】〔エポキシ樹脂Ａ〕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７０℃）

【００５４】〔エポキシ樹脂Ｂ〕ノボラック型ブロム化エポキシ樹脂（エポキシ当量４５
５、軟化点８０℃）

【００５５】〔フェノール樹脂〕フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０５、軟化点
８３℃）

【００５６】〔シリコーン化合物〕下記の式（６）で表
される両末端アミノプロピル基変性ジメチルポリシロキ
サン

【化１０】

【００５７】〔離型剤Ａ〕下記の構造式（Ａ）で表され
る化合物

【化１１】Ｃ₁₅Ｈ₃₁ＣＯＯＣ₄₀Ｈ₈₁ …（Ａ）

【００５８】〔離型剤Ｂ〕下記の構造式（Ｂ）で表され
る化合物

【００５９】

【化１２】Ｃ₁₇Ｈ₃₅ＣＯＯＣ₃₈Ｈ₇₇ …（Ｂ）

【００６０】〔離型剤Ｃ〕下記の構造式（Ｃ）で表され
る化合物

【化１３】

【００６１】〔離型剤Ｄ〕下記の構造式（Ｄ）で表され
る化合物

【化１４】

【００６２】〔シリカ粉末〕球状溶融シリカ粉末（平均粒径３０μｍ）

【００６３】〔シランカップリング剤Ａ〕 γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン

【００６４】〔シランカップリング剤Ｂ〕 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン

【００６５】

【実施例１〜１６、比較例１〜９】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。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】

【表３】

【００６９】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、フローテスター粘度および接着
性、成形性、耐半田性、金線流れ評価を測定した。その
結果を後記の表４〜表６に併せて示す。

【００７０】〔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に準じて測定した。

【００７１】〔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。

【００７２】〔接着性〕上記各エポキシ樹脂組成物の硬
化体と、表面に厚み１０μｍのポリイミド樹脂系コーテ
ィング層が形成された半導体素子（大きさ：１０ｍｍ×
１０ｍｍ×厚み５２０μｍ、表面に窒化珪素膜が形成さ
れている）との接着力をつぎのようにして測定した。す
なわち、図１に示すように、上記半導体素子１のポリイ
ミド樹脂系コーティング層形成面にエポキシ樹脂組成物
の硬化体２が形成された接着力測定用サンプルを作製し
た（半導体素子１と硬化体２との接着部面積は１０ｍｍ
²である）。上記作製条件は、トランスファーモールド
で１７５℃×２分間とした。つぎに、上記サンプルをキ
ュアー（１７５℃×５時間）した後、８５℃／８５％Ｒ
Ｈの恒温恒湿槽中で、２４時間吸湿させた。そして、図
２（Ａ）に示すように、素子固定治具４が設けられた熱
板３上の凹部に上記サンプル５を載置して固定し、６０
秒間２４０℃で加熱した。この後、図２（Ｂ）に示すよ
うに、サンプル５の硬化体２の側方から、加圧治具７に
て矢印Ｐ方向に剪断力を加え、半導体素子１から硬化体
２が剥がれた時点の圧力をプッシュプルゲージ６にて読
み取り、これを接着力とした。

【００７３】〔成形性〕トーワ（ＴＯＷＡ）社製のオー
トモールドマシン（ＣＰＳ−４０Ｌ）を使用して、金型
をクリーニングした後、型慣れ樹脂（日東電工社製、Ｋ
ＮＲ−３Ｋ）を成形し、その後連続して上記実施例およ
び比較例のエポキシ樹脂組成物を用いて成形した。そし
て、金型面のくもりが発生するまでの成形可能回数をカ
ウントし評価した。

【００７４】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。

【００７５】〔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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】〔金線流れ評価〕上記ＬＱＦＰ−１４４に
半導体素子（７ｍｍ×７ｍｍ）を載置し、金ワイヤー
（太さ：直径２５μｍ）を張り（最大長：４ｍｍ）、上
記実施例および比較例のエポキシ樹脂組成物を用いて、
トーワ（ＴＯＷＡ）社製のオートモールドマシン（ＣＰ
Ｓ−４０Ｌ）により成形（条件：１７５℃×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。すなわち、上記半導体装置の作製時におい
て、図３に示すように、ダイパッド１０を有するＬＱＦ
Ｐのパッケージフレームに金線ワイヤー１４（ワイヤー
最大長：４ｍｍ）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３
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Ｘ線解析装置〔ソフ
テックス（ＳＯＦＴＥＸ）社製：ＳＵ−１００ＡＷ型〕
を用いて、図４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１
４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。そして、上記金線流れ率が１０％
を超えるものを不良品と判断し×と表示し、１０％以下
のものを良品と判断し○として表示した。

【００７９】

【表４】

【００８０】

【表５】

【００８１】

【表６】

【００８２】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フローテスター粘度の各値から良好
な流動性を備えていることがわかる。しかも、優れた接
着性を備えるとともに成形性評価テストにおいても良好
な結果が得られたことから接着性および離型性の双方と
もに優れたものであることがわかる。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。さら
に、金線流れ評価においても問題無く良品が得られた。
これに対して、比較例品のいくつかは、接着力が実施例
品より低い、あるいは耐半田性評価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。さら
に、成形性評価テストにおいても実施例品よりも劣る結
果が得られた。また、比較例品のいくつかは、金線流れ
評価において問題が発生し不良品が得られた。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記特定のシ
リコーン化合物（Ｃ成分）とメルカプト基を有するシラ
ンカップリング剤およびエポキシ基を有するシランカッ
プリング剤の少なくとも一方（Ｄ成分）とを特定量用い
るとともに、異なる２種類の離型剤（Ｅ成分）を用いた
半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。このため、上
記エポキシ樹脂組成物は、半導体素子およびリードフレ
ームに対する優れた接着性を示すとともに離型性に優れ
ており、半導体装置の良好な成形性を示す。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、半田実装時においても界面剥
離等の発生が防止され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。

【００８４】また、前記特定のシリコーン化合物と、メ
ルカプト基を有するシランカップリング剤およびエポキ
シ基を有するシランカップリング剤の少なくとも一方と
の配合比を特定の割合に設定した場合、半導体装置を構
成する半導体素子およびリードフレームと封止樹脂との
接着性が向上し、半田実装時における剥離やクラックの
発生が抑制でき、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できる。特に半導体素子表面にポリイミド等のコート材
が塗布された場合にその効果を発揮する。

【００８５】さらに、前記一般式（１）で表される化合
物（Ｅ１）と一般式（２）で表される化合物（Ｅ２）の
混合比を特定割合に設定した場合、半導体装置をトラン
スファーモールド等の成形機で成形する際に、成形金型
との適度な離型性を保持しつつ、半導体装置内の剥離の
発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体素子とエポキシ樹脂組成物硬化体の接着
力の測定に使用するサンプルを示す斜視図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）はともに、半導体素子とエ
ポキシ樹脂組成物硬化体の接着力の測定方法を示す模式
図である。

【図３】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４】金線流れ量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）Ｃ０８Ｋ 5/544 Ｃ０８Ｋ 5/544 5/548 5/548 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 ＣＨ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC03X CD00W EH038 EH148 EX076 EX087 GQ05 4J036 AA01 DB23 DD08 FB07 GA28 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA06 EA10 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB18 EB19 EC01 EC03 EC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記（Ｃ）成
分および（Ｄ）成分の合計量が、エポキシ樹脂組成物全
体中０．１〜０．２重量％の範囲に設定されていること
を特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。（Ａ）エポキシ樹脂。（Ｂ）フェノール樹脂。（Ｃ）両末端にアミノ基を有するシリコーン化合物。（Ｄ）メルカプト基を有するシランカップリング剤およ
びエポキシ基を有するシランカップリング剤の少なくと
も一方。（Ｅ）下記の一般式（１）で表される化合物および下記
の一般式（２）で表される化合物からなる離型剤。【化１】Ｃ_kＨ_2k+1ＣＯＯＣ_jＨ_2j+1 …（１）〔上記式（１）において、ｋは１２〜１８の整数、ｊは
３０〜５０の整数である。〕【化２】
【請求項２】上記（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の相互
の配合比〔（Ｃ）／（Ｄ）〕が、重量基準で（Ｃ）／
（Ｄ）＝１／４〜１／２の範囲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（Ｅ）成分において、一般式（１）
で表される化合物（Ｅ１）と一般式（２）で表される化
合物（Ｅ２）の混合比〔（Ｅ１）／（Ｅ２）〕が、重量
基準で、（Ｅ１）／（Ｅ２）＝３／１〜１／３の範囲に
設定されている請求項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樹
脂封止してなる半導体装置。