JP2001131390A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物ならびに半導体装置 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物ならびに半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体部材に対して密着性が高く、さらに、保
存安定性が良好で、成形時の充填性に優れる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物、および該封止用組成物で封止し
てなる半導体装置を提供すること。 【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機
充填材（Ｃ）、式（Ｉ）で示される２価のフェノール化
合物（Ｄ）を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物
であって、該２価のフェノール化合物（Ｄ）の含有量が
全樹脂組成物に対して０．０１〜０．５重量％であるこ
とを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
存安定性が良好で、成形時の充填性に優れる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物、および該封止用組成物で封止し
てなる半導体装置を提供すること。 【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機
充填材（Ｃ）、式（Ｉ）で示される２価のフェノール化
合物（Ｄ）を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物
であって、該２価のフェノール化合物（Ｄ）の含有量が
全樹脂組成物に対して０．０１〜０．５重量％であるこ
とを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体部材に対して
密着性が高く、さらに、保存安定性が良好で、成形時の
充填性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、およ
び該封止用組成物で封止してなる半導体装置に関する。
密着性が高く、さらに、保存安定性が良好で、成形時の
充填性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、およ
び該封止用組成物で封止してなる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ダイオード、トランジスタ、
ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩなど半導体装置の封止方法は樹
脂封止が主流である。樹脂封止には、一般的にエポキシ
樹脂組成物が他の熱硬化性樹脂に比べて成形性、寸法安
定性、接着性、電気特性、機械特性に優れているため、
広く用いられてきた。
ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩなど半導体装置の封止方法は樹
脂封止が主流である。樹脂封止には、一般的にエポキシ
樹脂組成物が他の熱硬化性樹脂に比べて成形性、寸法安
定性、接着性、電気特性、機械特性に優れているため、
広く用いられてきた。
【０００３】しかし、半導体装置の樹脂封止には、半導
体装置封止後のエポキシ樹脂組成物が吸湿し、部品電極
の腐食や、半田リフロー時の樹脂と半導体部材間での剥
離、樹脂部分でのクラックの原因にもなるという問題が
ある。さらに、近年、環境問題の観点から鉛フリー半田
の使用が要求されているが、鉛フリー半田は従来の鉛入
り半田に比べ融点が３０℃以上高く、そのため半田リフ
ロー温度の上昇（２６０〜２８０℃）が必要となり、半
田リフロー時の樹脂と半導体部材間での剥離、樹脂部分
でのクラックが発生しやすい状況となっている。
体装置封止後のエポキシ樹脂組成物が吸湿し、部品電極
の腐食や、半田リフロー時の樹脂と半導体部材間での剥
離、樹脂部分でのクラックの原因にもなるという問題が
ある。さらに、近年、環境問題の観点から鉛フリー半田
の使用が要求されているが、鉛フリー半田は従来の鉛入
り半田に比べ融点が３０℃以上高く、そのため半田リフ
ロー温度の上昇（２６０〜２８０℃）が必要となり、半
田リフロー時の樹脂と半導体部材間での剥離、樹脂部分
でのクラックが発生しやすい状況となっている。
【０００４】このような問題の解決策として、エポキシ
樹脂組成物中の無機充填材の配合量を多くし、低吸湿化
をはかることが提案されている。しかし、無機充填材の
配合量を多くすると、エポキシ樹脂組成物全体での流動
性が低下し、エポキシ樹脂組成物が成形機金型内を流動
する途中において反応が進行してしまい、パッケージの
未充填部分の形成や、ボイド、金線流れ等の成形不良が
発生するばかりでなく、樹脂と半導体部材間での密着性
の低下が起こり、鉛フリー半田に対応したリフロー条件
での耐半田リフロー性の低下という問題を生じていた。
このため、エポキシ樹脂組成物中の無機質充填材の配合
量を多くした場合であっても、良流動性を確保し、パッ
ケージの成形不良を防ぎ、密着性が高く、耐半田リフロ
ー性に優れる方法が必要とされていた。また、エポキシ
樹脂組成物の常温での保存安定性を良好にすることが、
冷凍・冷蔵保存に関するコスト削減や、作業性の問題か
ら必要とされていた。
樹脂組成物中の無機充填材の配合量を多くし、低吸湿化
をはかることが提案されている。しかし、無機充填材の
配合量を多くすると、エポキシ樹脂組成物全体での流動
性が低下し、エポキシ樹脂組成物が成形機金型内を流動
する途中において反応が進行してしまい、パッケージの
未充填部分の形成や、ボイド、金線流れ等の成形不良が
発生するばかりでなく、樹脂と半導体部材間での密着性
の低下が起こり、鉛フリー半田に対応したリフロー条件
での耐半田リフロー性の低下という問題を生じていた。
このため、エポキシ樹脂組成物中の無機質充填材の配合
量を多くした場合であっても、良流動性を確保し、パッ
ケージの成形不良を防ぎ、密着性が高く、耐半田リフロ
ー性に優れる方法が必要とされていた。また、エポキシ
樹脂組成物の常温での保存安定性を良好にすることが、
冷凍・冷蔵保存に関するコスト削減や、作業性の問題か
ら必要とされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に鑑みなされたものであり、半導体部材に対して
密着性が高く、さらに保存安定性が良好で、成形時の充
填性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および
該封止用組成物で封止してなる半導体装置の提供を目的
とする。
な事情に鑑みなされたものであり、半導体部材に対して
密着性が高く、さらに保存安定性が良好で、成形時の充
填性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および
該封止用組成物で封止してなる半導体装置の提供を目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は主とし
て次のような構成を有する。すなわち、エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、式（Ｉ）で
示される２価のフェノール化合物（Ｄ）を含有する半導
体封止用エポキシ樹脂組成物であって、該２価のフェノ
ール化合物（Ｄ）の含有量が全樹脂組成物に対して０．
０１〜０．５重量％であることを特徴とする半導体封止
用エポキシ樹脂組成物、である。
め、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は主とし
て次のような構成を有する。すなわち、エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、式（Ｉ）で
示される２価のフェノール化合物（Ｄ）を含有する半導
体封止用エポキシ樹脂組成物であって、該２価のフェノ
ール化合物（Ｄ）の含有量が全樹脂組成物に対して０．
０１〜０．５重量％であることを特徴とする半導体封止
用エポキシ樹脂組成物、である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本発明において「重量」とは「質量」を意
味する。
する。なお、本発明において「重量」とは「質量」を意
味する。
【０００８】本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、１
分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であれば
特に限定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般
である。例えばクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、４，４´−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル、４，４´
−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，
５，５´−テトラメチルビフェニル、４，４´−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´
−テトラエチルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラブ
チルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、１，５−ジ（２，３
−エポキシプロポキシ）ナフタレン、１，６−ジ（２，
３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、ナフトールアラ
ルキル型エポキシ樹脂などのナフタレン型エポキシ樹
脂、３−ｔ−ブチル−２，４´−ジヒドロキシ−３´，
５´，６−トリメチルスチルベンのジグリシジルエーテ
ル、３−ｔ−ブチル−４，４´−ジヒドロキシ−３´，
５，５´−トリメチルスチルベンのジグリシジルエーテ
ル、４，４´−ジヒドロキシ−３，３´，５，５´−テ
トラメチルスチルベンのジグリシジルエーテル、４，４
´−ジヒドロキシ−３，３´−ジ−ｔ−ブチル−６，６
´−ジメチルスチルベンのジグリシジルエーテルなどの
スチルベン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格
含有エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹
脂、１，４−ビス（３−メチル−４ヒドロキシクミル）
ベンゼンのジグリシジルエーテル、４，４´−ジヒドロ
キシジフェニルエーテルのジグリシジルエーテル２，２
−ジメチル−５，５´−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４，４
´−ジヒドロキシジフェニルスフィドなどのビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、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、テトラメチルビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、鎖状脂肪族エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピ
ロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化エポキシ樹脂な
どが挙げられ、これらを単独で用いても２種類以上併用
してもかまわない。なかでも、２官能のエポキシ樹脂を
配合することが好ましい。
分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であれば
特に限定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般
である。例えばクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、４，４´−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル、４，４´
−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，
５，５´−テトラメチルビフェニル、４，４´−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´
−テトラエチルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラブ
チルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、１，５−ジ（２，３
−エポキシプロポキシ）ナフタレン、１，６−ジ（２，
３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、ナフトールアラ
ルキル型エポキシ樹脂などのナフタレン型エポキシ樹
脂、３−ｔ−ブチル−２，４´−ジヒドロキシ−３´，
５´，６−トリメチルスチルベンのジグリシジルエーテ
ル、３−ｔ−ブチル−４，４´−ジヒドロキシ−３´，
５，５´−トリメチルスチルベンのジグリシジルエーテ
ル、４，４´−ジヒドロキシ−３，３´，５，５´−テ
トラメチルスチルベンのジグリシジルエーテル、４，４
´−ジヒドロキシ−３，３´−ジ−ｔ−ブチル−６，６
´−ジメチルスチルベンのジグリシジルエーテルなどの
スチルベン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格
含有エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹
脂、１，４−ビス（３−メチル−４ヒドロキシクミル）
ベンゼンのジグリシジルエーテル、４，４´−ジヒドロ
キシジフェニルエーテルのジグリシジルエーテル２，２
−ジメチル−５，５´−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４，４
´−ジヒドロキシジフェニルスフィドなどのビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、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、テトラメチルビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、鎖状脂肪族エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピ
ロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化エポキシ樹脂な
どが挙げられ、これらを単独で用いても２種類以上併用
してもかまわない。なかでも、２官能のエポキシ樹脂を
配合することが好ましい。
【０００９】本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配
合量としては、エポキシ樹脂組成物全体に対して通常２
〜２５重量％、特に２〜１０重量％が好ましい。
合量としては、エポキシ樹脂組成物全体に対して通常２
〜２５重量％、特に２〜１０重量％が好ましい。
【００１０】本発明において硬化剤（Ｂ）は、エポキシ
樹脂と反応する化合物であれば任意であるが、硬化物と
した場合に吸水率が低い化合物としてフェノール性水酸
基を有する硬化剤が好ましく用いられる。フェノール性
水酸基を有する硬化剤の具体例としては、フェノールノ
ボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトール
ノボラック樹脂などのノボラック樹脂、トリス（ヒドロ
キシフェニル）メタン、１，１，２−トリス（ヒドロキ
シフェニル）エタン、１，１，３−トリス（ヒドロキシ
フェニル）プロパン、テルペンとフェノールの縮合化合
物、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、
ビフェニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂、などが
挙げられ、これらを単独で用いても、２種類以上併用し
て用いてもかまわない。
樹脂と反応する化合物であれば任意であるが、硬化物と
した場合に吸水率が低い化合物としてフェノール性水酸
基を有する硬化剤が好ましく用いられる。フェノール性
水酸基を有する硬化剤の具体例としては、フェノールノ
ボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトール
ノボラック樹脂などのノボラック樹脂、トリス（ヒドロ
キシフェニル）メタン、１，１，２−トリス（ヒドロキ
シフェニル）エタン、１，１，３−トリス（ヒドロキシ
フェニル）プロパン、テルペンとフェノールの縮合化合
物、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、
ビフェニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂、などが
挙げられ、これらを単独で用いても、２種類以上併用し
て用いてもかまわない。
【００１１】本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量は
エポキシ樹脂組成物全体に対して通常２〜２２重量％で
あり、好ましくは２〜１０重量％である。さらに、硬化
剤（Ｂ）には、テルペンとフェノールの縮合化合物、ジ
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールア
ラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂およびビフェ
ニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂からなる群から
選ばれる少なくとも１種の樹脂を含有することが、流動
性ばかりでなく、密着性、耐半田リフロー性が優れる点
から好ましく、さらに硬化剤（Ｂ）の全体量のうち５０
重量％以上含有することがより好ましい。
エポキシ樹脂組成物全体に対して通常２〜２２重量％で
あり、好ましくは２〜１０重量％である。さらに、硬化
剤（Ｂ）には、テルペンとフェノールの縮合化合物、ジ
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールア
ラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂およびビフェ
ニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂からなる群から
選ばれる少なくとも１種の樹脂を含有することが、流動
性ばかりでなく、密着性、耐半田リフロー性が優れる点
から好ましく、さらに硬化剤（Ｂ）の全体量のうち５０
重量％以上含有することがより好ましい。
【００１２】さらには、エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤
（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿信頼性の点か
ら（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が０．５〜２、特
に０．７〜１．５の範囲にあることが好ましい。
（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿信頼性の点か
ら（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が０．５〜２、特
に０．７〜１．５の範囲にあることが好ましい。
【００１３】本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）と硬
化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するために硬化促進剤を用
いてもよい。硬化促進剤としてはエポキシ樹脂（Ａ）と
硬化剤（Ｂ）との反応を促進するものであれば公知のも
のを任意に使用できる。硬化促進剤の具体例としては２
−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２
−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシル
イミダゾールなどのイミダゾール類およびそれらの塩、
トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチ
ルベンジルアミンなどの３級アミン化合物、１，８−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−
ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン、７−メチル−
１，５，７−トリアザビシクロ（４，４，０）デセン−
５などのアミジン化合物およびそれらの塩、トリフェニ
ルホスフィン、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）
ホスフィン、トリス（４−アルキルフェニル）ホスフィ
ン、トリアルキルホスフィンなどリン化合物およびそれ
らの塩などが用いられる。これらの硬化促進剤は２種以
上を併用しても良く、さらには予め使用する硬化剤
（Ｂ）またはエポキシ樹脂（Ａ）と溶融混合させた後添
加しても良い。
化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するために硬化促進剤を用
いてもよい。硬化促進剤としてはエポキシ樹脂（Ａ）と
硬化剤（Ｂ）との反応を促進するものであれば公知のも
のを任意に使用できる。硬化促進剤の具体例としては２
−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２
−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシル
イミダゾールなどのイミダゾール類およびそれらの塩、
トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチ
ルベンジルアミンなどの３級アミン化合物、１，８−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−
ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン、７−メチル−
１，５，７−トリアザビシクロ（４，４，０）デセン−
５などのアミジン化合物およびそれらの塩、トリフェニ
ルホスフィン、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）
ホスフィン、トリス（４−アルキルフェニル）ホスフィ
ン、トリアルキルホスフィンなどリン化合物およびそれ
らの塩などが用いられる。これらの硬化促進剤は２種以
上を併用しても良く、さらには予め使用する硬化剤
（Ｂ）またはエポキシ樹脂（Ａ）と溶融混合させた後添
加しても良い。
【００１４】本発明における無機充填材（Ｃ）として
は、非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、酸
化マグネシウムアルミニウム、ジルコニア、ジルコン、
クレー、タルク、マイカ、珪酸カルシウム、酸化チタ
ン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙
げられる。形状も球状、破砕状、繊維状など任意のもの
が使用でき、なかでも球状を配合することが好ましい。
は、非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、酸
化マグネシウムアルミニウム、ジルコニア、ジルコン、
クレー、タルク、マイカ、珪酸カルシウム、酸化チタ
ン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙
げられる。形状も球状、破砕状、繊維状など任意のもの
が使用でき、なかでも球状を配合することが好ましい。
【００１５】無機充填材（Ｃ）の配合量としては、通
常、樹脂組成物中７０重量％以上であり、低吸湿性、成
形性の点から、８０〜９５重量％の範囲が好ましい。さ
らに、流動性、成形時のバリの低減、取り扱い易さに優
れる点から、平均粒径が５〜３０μｍ、比表面積が２．
５〜５．０ｍ2／ｇであることが好ましい。
常、樹脂組成物中７０重量％以上であり、低吸湿性、成
形性の点から、８０〜９５重量％の範囲が好ましい。さ
らに、流動性、成形時のバリの低減、取り扱い易さに優
れる点から、平均粒径が５〜３０μｍ、比表面積が２．
５〜５．０ｍ2／ｇであることが好ましい。
【００１６】本発明においては、式（Ｉ）で示される２
価のフェノール化合物（Ｄ）を含有する。
価のフェノール化合物（Ｄ）を含有する。
【化２】 （上記式（Ｉ）において、６つのＲのうち２つは水酸基
である。残りの４つは水素原子、アミノ基、アルキル
基、カルボキシル基等の有機基を示し、それぞれ異なっ
ていても同一でもよい。）
である。残りの４つは水素原子、アミノ基、アルキル
基、カルボキシル基等の有機基を示し、それぞれ異なっ
ていても同一でもよい。）
【００１７】本発明における式（Ｉ）で示される２価の
フェノール化合物（Ｄ）の具体例としては、１，２−ジ
ヒドロキシベンゼン、１，３−ジヒドロキシベンゼン、
１，４−ジヒドロキシベンゼン、２，５−ジヒドロキシ
ベンズアルデヒド、３，４−ジヒドロキシベンズアルデ
ヒド、１，２−ジヒドロキシベンゼン−３，５−ジスル
フォニックアシッド、２，３−ジヒドロキシベンゾイッ
クアシッド、２，４−ジヒドロキシベンゾイックアシッ
ド、２，５−ジヒドロキシベンゾイックアシッド、２，
６−ジヒドロキシベンゾイックアシッド、３，４−ジヒ
ドロキシベンゾイックアシッド、３，５−ジヒドロキシ
ベンゾイックアシッド、２，４−ジヒドロキシベンゾフ
ェノン、３，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、１，２
−ジヒドロキシ−４−ニトロベンゼン、２，５−ジヒド
ロキシフェニルアセティックアシッド、３，４−ジヒド
ロキシフェニルアセティックアシッド、２，６−ジヒド
ロキシトルエン、３，５−ジヒドロキシトルエン、２，
３−ジヒドロキシトルエン、３，４−ジヒドロキシトル
エンなどが挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。これらを単独で用いても、２種類以上併用しても
かまわない。また、あらかじめ、硬化剤（Ｂ）、エポキ
シ樹脂（Ａ）等の樹脂中に溶融混合させて用いてもかま
わない。
フェノール化合物（Ｄ）の具体例としては、１，２−ジ
ヒドロキシベンゼン、１，３−ジヒドロキシベンゼン、
１，４−ジヒドロキシベンゼン、２，５−ジヒドロキシ
ベンズアルデヒド、３，４−ジヒドロキシベンズアルデ
ヒド、１，２−ジヒドロキシベンゼン−３，５−ジスル
フォニックアシッド、２，３−ジヒドロキシベンゾイッ
クアシッド、２，４−ジヒドロキシベンゾイックアシッ
ド、２，５−ジヒドロキシベンゾイックアシッド、２，
６−ジヒドロキシベンゾイックアシッド、３，４−ジヒ
ドロキシベンゾイックアシッド、３，５−ジヒドロキシ
ベンゾイックアシッド、２，４−ジヒドロキシベンゾフ
ェノン、３，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、１，２
−ジヒドロキシ−４−ニトロベンゼン、２，５−ジヒド
ロキシフェニルアセティックアシッド、３，４−ジヒド
ロキシフェニルアセティックアシッド、２，６−ジヒド
ロキシトルエン、３，５−ジヒドロキシトルエン、２，
３−ジヒドロキシトルエン、３，４−ジヒドロキシトル
エンなどが挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。これらを単独で用いても、２種類以上併用しても
かまわない。また、あらかじめ、硬化剤（Ｂ）、エポキ
シ樹脂（Ａ）等の樹脂中に溶融混合させて用いてもかま
わない。
【００１８】２価のフェノール化合物（Ｄ）の添加量と
しては、樹脂組成物中０．０１〜０．５０重量％とする
ものであり、好ましくは０．０３〜０．２０重量％であ
るこのように、２価のフェノール化合物（Ｄ）を少量、
添加剤として用いることで、特に無機充填材（Ｃ）の配
合量を樹脂組成物中７５〜９５重量％とした場合にも、
成形時の充填性が良く、半導体部材に対して密着性が高
く、鉛フリー半田を用いた耐半田リフロー性も良好で、
保存安定性に優れ、さらに、ハロゲン系難燃剤を含まず
に難燃化が可能な環境対応型の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得ることができる。２価のフェノール化合物
（Ｄ）の添加量が０．０１〜０．５０重量％の範囲から
外れると、上記効果を十分得ることができない。
しては、樹脂組成物中０．０１〜０．５０重量％とする
ものであり、好ましくは０．０３〜０．２０重量％であ
るこのように、２価のフェノール化合物（Ｄ）を少量、
添加剤として用いることで、特に無機充填材（Ｃ）の配
合量を樹脂組成物中７５〜９５重量％とした場合にも、
成形時の充填性が良く、半導体部材に対して密着性が高
く、鉛フリー半田を用いた耐半田リフロー性も良好で、
保存安定性に優れ、さらに、ハロゲン系難燃剤を含まず
に難燃化が可能な環境対応型の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得ることができる。２価のフェノール化合物
（Ｄ）の添加量が０．０１〜０．５０重量％の範囲から
外れると、上記効果を十分得ることができない。
【００１９】特に、２価のフェノール化合物（Ｄ）とし
て、２つの水酸基がそれぞれ隣接する位置にある２価の
フェノール化合物を用いることが、上記効果が十分得ら
れることから好ましい。
て、２つの水酸基がそれぞれ隣接する位置にある２価の
フェノール化合物を用いることが、上記効果が十分得ら
れることから好ましい。
【００２０】本発明において、エポキシ樹脂組成物にシ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤を配合しておくことが、得られる半導体
装置の信頼性の点で好ましい。カップリング剤はそのま
ま配合しても、あらかじめ無機充填材（Ｃ）に表面処理
しておいても同様の効果が期待できる。
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤を配合しておくことが、得られる半導体
装置の信頼性の点で好ましい。カップリング剤はそのま
ま配合しても、あらかじめ無機充填材（Ｃ）に表面処理
しておいても同様の効果が期待できる。
【００２１】カップリング剤としては、好ましくは有機
基および加水分解性基が珪素原子に直接結合したシラン
カップリング剤が使用され、具体的には、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
ロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイ
ドプロピルトリエトキシシランなどが好ましく用いられ
る。
基および加水分解性基が珪素原子に直接結合したシラン
カップリング剤が使用され、具体的には、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
ロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイ
ドプロピルトリエトキシシランなどが好ましく用いられ
る。
【００２２】また、カップリング剤の添加量は通常、エ
ポキシ樹脂組成物全体に対し、０．１〜２重量％であ
る。
ポキシ樹脂組成物全体に対し、０．１〜２重量％であ
る。
【００２３】本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明
の効果を損なわない範囲で、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖
脂肪酸のエステル、パラフィンワックス、シリコーン化
合物などの離型剤を２種類以上併用してもかまわない。
の効果を損なわない範囲で、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖
脂肪酸のエステル、パラフィンワックス、シリコーン化
合物などの離型剤を２種類以上併用してもかまわない。
【００２４】本発明の組成物では、必須成分ではないが
ブロム化合物を配合できる。ブロム化合物は、通常半導
体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃剤として添加される
ものであれば特に限定されず、公知のものが使用でき
る。
ブロム化合物を配合できる。ブロム化合物は、通常半導
体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃剤として添加される
ものであれば特に限定されず、公知のものが使用でき
る。
【００２５】ブロム化合物の好ましい具体例としては、
ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポ
キシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブロム化ポ
リスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキサイド樹
脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェ
ニルエーテルなどが挙げられ、なかでも、ブロム化ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂が、
成形性の点から好ましい。
ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポ
キシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブロム化ポ
リスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキサイド樹
脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェ
ニルエーテルなどが挙げられ、なかでも、ブロム化ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂が、
成形性の点から好ましい。
【００２６】本発明の組成物では、必須成分ではないが
アンチモン化合物を配合することもできる。これは通常
半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加
されるもので、特に限定されず、公知のものが使用でき
る。アンチモン化合物の好ましい具体例としては、三酸
化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンが
挙げられる。
アンチモン化合物を配合することもできる。これは通常
半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加
されるもので、特に限定されず、公知のものが使用でき
る。アンチモン化合物の好ましい具体例としては、三酸
化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンが
挙げられる。
【００２７】本発明のエポキシ樹脂組成物には、カーボ
ンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタルサイト
類、ビスマス系などのイオン捕捉剤、シリコーンゴム、
オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブ
タジエンゴム、などのエラストマー、ポリエチレンなど
の低応力化剤、シリコーンオイルなどの耐湿性改良剤、
および有機過酸化物などの架橋剤を任意に添加すること
ができる。
ンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタルサイト
類、ビスマス系などのイオン捕捉剤、シリコーンゴム、
オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブ
タジエンゴム、などのエラストマー、ポリエチレンなど
の低応力化剤、シリコーンオイルなどの耐湿性改良剤、
および有機過酸化物などの架橋剤を任意に添加すること
ができる。
【００２８】本発明の樹脂組成物の製造方法としては、
例えば溶融混練による方法が用いられ、通常は６０〜１
４０℃で、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロ
ール、単軸もしくは二軸の押出機などを用いた公知の混
練方法により製造できる。この樹脂組成物は通常、粉
末、タブレットまたは液状の状態から、成形によって半
導体封止に供される。半導体素子を封止する方法として
は、低圧トランスファー成形法が一般的であるがインジ
ェクション成形法や圧縮成形法も可能である。成形条件
としては、例えば樹脂組成物を成形温度１５０〜２００
℃、成形圧力５〜１５ＭＰａ、成形時間３０〜３００秒
で成形し、樹脂組成物の硬化物とすることによって半導
体装置が製造される。また、必要に応じて上記成形物を
１００〜２００℃で２〜１５時間、追加加熱処理も行わ
れる。
例えば溶融混練による方法が用いられ、通常は６０〜１
４０℃で、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロ
ール、単軸もしくは二軸の押出機などを用いた公知の混
練方法により製造できる。この樹脂組成物は通常、粉
末、タブレットまたは液状の状態から、成形によって半
導体封止に供される。半導体素子を封止する方法として
は、低圧トランスファー成形法が一般的であるがインジ
ェクション成形法や圧縮成形法も可能である。成形条件
としては、例えば樹脂組成物を成形温度１５０〜２００
℃、成形圧力５〜１５ＭＰａ、成形時間３０〜３００秒
で成形し、樹脂組成物の硬化物とすることによって半導
体装置が製造される。また、必要に応じて上記成形物を
１００〜２００℃で２〜１５時間、追加加熱処理も行わ
れる。
【００２９】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、本発明は、ここに掲げる実施例によって限
定されるものではない。
する。なお、本発明は、ここに掲げる実施例によって限
定されるものではない。
【００３０】[実施例１〜２６、比較例１〜４]表１に示
す成分を、表２〜４に示す組成比（重量比）でミキサー
により予備混合した後、バレル温度９０℃の二軸押出機
を用いて５分間溶融混練後、冷却・粉砕し、半導体封止
用エポキシ樹脂組成物を得た。
す成分を、表２〜４に示す組成比（重量比）でミキサー
により予備混合した後、バレル温度９０℃の二軸押出機
を用いて５分間溶融混練後、冷却・粉砕し、半導体封止
用エポキシ樹脂組成物を得た。
【００３１】作製した合計３０種類の組成物について、
２０８pinＬＱＦＰ（外形：２８×２８×１．４ｍｍ、
フレーム材料：銅）用金型（ポット径φ１８ｍｍ）、１
７６pinＬＱＦＰ（外形：２３×２３×１．４ｍｍ、フ
レーム材料：銅）用金型（ポット径φ１６ｍｍ）をそれ
ぞれ用いて、低圧トランスファー成形機で、金型温度１
７５℃、成形時間２分の条件でパッケージを成形した。
保存安定性および成形時の充填性の評価として２０８pi
nＬＱＦＰのパッケージ充填性を、密着性の評価として
１７６pinＬＱＦＰの半田耐熱性（剥離率、外部クラッ
ク）を評価し、表２〜４に示す結果を得た。評価方法の
詳細を以下に記す。
２０８pinＬＱＦＰ（外形：２８×２８×１．４ｍｍ、
フレーム材料：銅）用金型（ポット径φ１８ｍｍ）、１
７６pinＬＱＦＰ（外形：２３×２３×１．４ｍｍ、フ
レーム材料：銅）用金型（ポット径φ１６ｍｍ）をそれ
ぞれ用いて、低圧トランスファー成形機で、金型温度１
７５℃、成形時間２分の条件でパッケージを成形した。
保存安定性および成形時の充填性の評価として２０８pi
nＬＱＦＰのパッケージ充填性を、密着性の評価として
１７６pinＬＱＦＰの半田耐熱性（剥離率、外部クラッ
ク）を評価し、表２〜４に示す結果を得た。評価方法の
詳細を以下に記す。
【００３２】＜パッケージ充填性（成形性）の評価＞組
成物について、低圧トランスファー成形を用いて２０８
pinＬＱＦＰのパッケージを１０個成形後、粘度上昇に
よるチップ変位や流動性の不足等で未充填が発生した不
良パッケージを除く、良好に得られたパッケージ数を求
めた。
成物について、低圧トランスファー成形を用いて２０８
pinＬＱＦＰのパッケージを１０個成形後、粘度上昇に
よるチップ変位や流動性の不足等で未充填が発生した不
良パッケージを除く、良好に得られたパッケージ数を求
めた。
【００３３】＜パッケージ充填性（保存安定性）の評価
＞組成物を３０℃、５０％ＲＨの条件で７２時間保存
し、低圧トランスファー成形を用いて２０８pinＬＱＦ
Ｐのパッケージを１０個成形後、粘度上昇によるチップ
変位や流動性の不足等で未充填が発生した不良パッケー
ジを除く、良好に得られたパッケージ数を求めた。
＞組成物を３０℃、５０％ＲＨの条件で７２時間保存
し、低圧トランスファー成形を用いて２０８pinＬＱＦ
Ｐのパッケージを１０個成形後、粘度上昇によるチップ
変位や流動性の不足等で未充填が発生した不良パッケー
ジを除く、良好に得られたパッケージ数を求めた。
【００３４】＜半田耐熱性の評価＞成形により得られた
１７６pinＬＱＦＰのパッケージ８個を１７５℃で４時
間硬化させ、８５℃、６０％ＲＨ、１６８時間の条件で
加湿処理後、ＩＲリフロー炉を用いて２６０℃で１０秒
間加熱処理した。その後のパッケージを、超音波探傷機
を使用してダイパッド裏面を観察し、ダイパッド裏面の
全面積に対し剥離が生じている面積から剥離率（％）を
求めた。また、目視によりパッケージ外観を観察し、外
部クラックの発生しなかった組成物は良好（○）、外部
クラックの発生した組成物は不良（×）とした。
１７６pinＬＱＦＰのパッケージ８個を１７５℃で４時
間硬化させ、８５℃、６０％ＲＨ、１６８時間の条件で
加湿処理後、ＩＲリフロー炉を用いて２６０℃で１０秒
間加熱処理した。その後のパッケージを、超音波探傷機
を使用してダイパッド裏面を観察し、ダイパッド裏面の
全面積に対し剥離が生じている面積から剥離率（％）を
求めた。また、目視によりパッケージ外観を観察し、外
部クラックの発生しなかった組成物は良好（○）、外部
クラックの発生した組成物は不良（×）とした。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【化３】
【００３７】
【化４】
【００３８】
【化５】
【００３９】
【化６】
【００４０】
【化７】
【００４１】
【化８】
【００４２】
【化９】
【００４３】
【化１０】
【００４４】
【化１１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】表２〜４の実施例に示すように、２価のフ
ェノール化合物の添加量が０．０１〜０．５０重量％の
範囲である半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、従来よ
り高い温度での半田耐熱性の評価において剥離率が小さ
く、外部クラックの発生もなく、パッケージ充填性の評
価において成形性、保存安定性が良い。すなわち、密着
性、成形時の充填性、保存安定性に優れることがわか
る。
ェノール化合物の添加量が０．０１〜０．５０重量％の
範囲である半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、従来よ
り高い温度での半田耐熱性の評価において剥離率が小さ
く、外部クラックの発生もなく、パッケージ充填性の評
価において成形性、保存安定性が良い。すなわち、密着
性、成形時の充填性、保存安定性に優れることがわか
る。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、特に鉛フリー半田に対
応したリフロー条件でも半導体部材に対して密着性が高
く、さらに、保存安定性が良好で、成形時の充填性に優
れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および該封止用
組成物で封止してなる半導体装置を得ることができる。
応したリフロー条件でも半導体部材に対して密着性が高
く、さらに、保存安定性が良好で、成形時の充填性に優
れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および該封止用
組成物で封止してなる半導体装置を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 CC032 CC042 CC052 CC072 CD011 CD021 CD041 CD051 CD061 CD071 CD121 DE076 DE096 DE126 DE136 DE146 DE236 DJ006 DJ016 DJ026 DJ036 DJ046 DJ056 DL006 EJ027 EN107 EX000 FA046 FA086 FD016 FD090 FD130 FD142 FD150 FD160 GJ02 GQ05 4J036 AA01 DA01 DB05 DB16 DB22 DC12 FA01 FB06 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03 EB02 EB03 EB06 EB12 EB16 EB18 EC03 EC09 EC14 EC20
Claims (8)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無
機充填材（Ｃ）、式（Ｉ）で示される２価のフェノール
化合物（Ｄ）を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成
物であって、該２価のフェノール化合物（Ｄ）の含有量
が全樹脂組成物に対して０．０１〜０．５重量％である
ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （上記式（Ｉ）において、６つのＲのうち２つは水酸基
である。残りの４つは水素原子、アミノ基、アルキル
基、カルボキシル基等の有機基を示し、それぞれ異なっ
ていても同一でもよい。） - 【請求項２】硬化剤（Ｂ）が、テルペンとフェノールの
縮合化合物、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル
樹脂およびビフェニル骨格含有フェノールアラルキル樹
脂からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 - 【請求項３】式（Ｉ）で示される２価のフェノール化合
物（Ｄ）の２つの水酸基が、それぞれ隣接する位置にあ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】無機充填材（Ｃ）の平均粒径が５〜３０μ
ｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項５】無機充填材（Ｃ）の比表面積が２．５〜
５．０ｍ2／ｇであることを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項６】鉛フリー半田対応半導体装置用であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項７】 請求項１〜６に記載の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されて
なることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項８】 請求項１〜６に記載の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されて
なることを特徴とする鉛フリー半田対応半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31195399A JP4501188B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物ならびに半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31195399A JP4501188B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物ならびに半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001131390A true JP2001131390A (ja) | 2001-05-15 |
| JP4501188B2 JP4501188B2 (ja) | 2010-07-14 |
Family
ID=18023430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31195399A Expired - Lifetime JP4501188B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物ならびに半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4501188B2 (ja) |
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| JP2015038197A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-26 | 味の素株式会社 | 樹脂組成物 |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002322347A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
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| JPH07206995A (ja) * | 1994-01-17 | 1995-08-08 | Dainippon Ink & Chem Inc | エポキシ樹脂組成物及び半導体封止材料 |
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- 1999-11-02 JP JP31195399A patent/JP4501188B2/ja not_active Expired - Lifetime
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