JP2001214040A

JP2001214040A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

Info

Publication number: JP2001214040A
Application number: JP2000178901A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Mizushima; 英典水嶋; Kazuhiro Arai; 一弘新井; Kazutoshi Tomiyoshi; 和俊富吉; Toshio Shiobara; 利夫塩原
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）無機質充填剤、（Ｄ）平均粒径が０．１〜
１０μｍであるジシアンジアミドとフェノール樹脂とを
重量比１：１〜１：１０の割合で溶融混合した混合物を
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。【効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、パッケージの反りを少なくすることができ、また硬
化性が良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性が良好でか
つ高いガラス転移温度を与える半導体封止用エポキシ樹
脂組成物及びその硬化物で封止された半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
半導体デバイスは、樹脂封止型のダイオード、トランジ
スター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流であり、エポキ
シ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気
特性、機械特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ
樹脂組成物で半導体装置を封止することが一般的であ
る。

【０００３】一方、半導体パッケージも種々の形状のも
のが開発され、従来から使用されているエポキシ樹脂組
成物で封止した場合、パッケージが反ってしまい、基板
に実装できないといった問題が発生している。特にＴＳ
ＯＰなどの薄型パッケージやＢＧＡなどの片面成形パッ
ケージが大きな問題である。

【０００４】一般に、パッケージの反りを低減するため
ガラス転移温度を１９０℃以上に高くしたり、線膨張係
数をできるだけ小さくする方法が採られている。膨張係
数を下げるためには、フィラーを高充填するため粘度が
高くなり、成形性が低下したり、金線曲がりやダイパッ
ドの変形を招いてしまう。また、ガラス転移温度を高く
するには重合度の高い樹脂を使用しなければならないこ
とから、この場合も組成物の粘度が高くなってしまい、
成形性を低下させてしまう。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ガラス転移温度の高い硬化物を与え、パッケージの反り
を大幅に低減することができる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物及びこれによって封止された半導体装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、無機質充填剤を
含むエポキシ樹脂組成物において、平均粒径が０．１〜
１０μｍのジシアンジアミドとフェノール樹脂との特定
割合の混合物を配合することにより、重合度の高い樹脂
を使用しなくともガラス転移温度を高くすることが可能
になり、組成物の粘度上昇を抑えることができ、またパ
ッケージ反りレベル低減にも優れたものであることを知
見し、本発明をなすに至った。

【０００７】従って、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無機質充填剤、（Ｄ）平
均粒径が０．１〜１０μｍであるジシアンジアミドとフ
ェノール樹脂とを重量比１：１〜１：１０の割合で溶融
混合した混合物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及びその硬化物にて封止された半
導体装置を提供する。

【０００８】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂
（Ａ）としては特に制限されないが、ガラス転移温度を
高くし、パッケージ反りレベル低減効果を有効に発揮さ
せる点から多官能型エポキシ樹脂を使用する。多官能型
エポキシ樹脂としては、下記構造のものが好適に用いら
れる。

【０００９】

【化１】（式中、Ｒは水素原子又はメチル基、エチル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、
ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアル
キル基に代表される炭素数１〜６の一価炭化水素基であ
る。Ｒ’は水素原子、メチル基又はエチル基であり、好
ましくは水素原子である。また、ｎは０〜６の整数であ
る。）

【００１０】上記多官能型エポキシ樹脂組成物の中で
は、特にトリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフ
ェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールア
ルカン型エポキシ樹脂が好ましい。

【００１１】本発明においては、上記多官能型エポキシ
樹脂以外に、他のエポキシ樹脂を使用することができ
る。他のエポキシ樹脂としては、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
等のノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ
樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、
ビフェニル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナ
フタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポ
キシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物等のビ
スフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹
脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を併用
することができる。

【００１２】この場合、多官能型エポキシ樹脂が全エポ
キシ樹脂中に占める割合を５０〜１００重量％、特に７
０〜１００重量％とすることが好ましい。

【００１３】なお、上記エポキシ樹脂は軟化点が５０〜
１２０℃でエポキシ当量が１００〜４００を有するもの
が好ましい。軟化点が５０℃より低いエポキシ樹脂を用
いた場合、硬化物のガラス転移温度が低下するばかり
か、成形時にバリやボイドが発生し易くなり、軟化点が
１２０℃より高い場合には、粘度が高くなりすぎて成形
できなくなるおそれがある。

【００１４】また、上記エポキシ樹脂を半導体封止用に
用いる場合、加水分解性塩素が１，０００ｐｐｍ以下、
特に５００ｐｐｍ以下、ナトリウム及びカリウムはそれ
ぞれ１０ｐｐｍ以下とすることが好適である。加水分解
性塩素が１，０００ｐｐｍを超えたり、ナトリウム及び
カリウムが１０ｐｐｍを超える樹脂で半導体装置を封止
し、長時間高温高湿下に該半導体装置を放置すると、耐
湿性が劣化する場合がある。

【００１５】次に、エポキシ樹脂の硬化剤（Ｂ）として
は、１分子中にフェノール性水酸基を少なくとも２個以
上有するフェノール樹脂を使用する。このような硬化剤
として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾ
ールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、
パラキシリレン変性ノボラック樹脂、メタキシリレン変
性ノボラック樹脂、オルソキシリレン変性ノボラック樹
脂等のキシリレン変性ノボラック樹脂、ビスフェノール
Ａ型樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂等のビスフェノール
型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、レゾ
ール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、
ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、トリフェノー
ルアルカン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、
ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂などが例示され、いずれのフェノ
ール樹脂も使用可能である。

【００１６】これらのフェノール樹脂の中で耐熱性やパ
ッケージの反り、成形性を考慮した場合、フェノールノ
ボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラッ
ク型フェノール樹脂、或いはトリフェノールメタン、ト
リフェノールエタン、トリフェノールプロパン等のトリ
フェノールアルカン型フェノール樹脂及びその重合体な
どの使用が好ましい。また、これらフェノール樹脂に上
記他のフェノール樹脂を特性を損なわない範囲で使用し
てもよい。また、アミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤を
上記フェノール樹脂と併用してもよい。

【００１７】なお、これらの硬化剤は、軟化点が６０〜
１５０℃、特に７０〜１３０℃であるものが好ましい。
また、水酸基当量としては９０〜２５０のものが好まし
い。更に、このようなフェノール樹脂を半導体封止用に
用いる場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下と
することが好ましく、１０ｐｐｍを超えたものを用いて
半導体装置を封止し、長時間高温高湿下で半導体装置を
放置した場合、耐湿性の劣化が促進される場合がある。

【００１８】上記硬化剤の配合量は別に制限されない
が、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対する硬化剤中のフ
ェノール性水酸基のモル比を０．５〜１．５の範囲、特
に０．８〜１．２の範囲にすることが好適である。

【００１９】無機質充填剤（Ｃ）としては、通常エポキ
シ樹脂組成物に配合されるものを使用することができ
る。この無機質充填剤は、封止材の膨張係数を小さく
し、半導体素子に加わる応力を低下させるために配合さ
れ、具体的には、破砕状や球状の形状を有する溶融シリ
カ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にはアルミ
ナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能であ
る。

【００２０】なお、硬化物の低膨張化と成形性とを両立
させるために、球状と破砕品のブレンド、或いは球状品
のみを用いることが推奨される。また、上記無機質充填
剤は予めシランカップリング剤で表面処理して使用する
ことが好ましい。

【００２１】これら無機質充填剤の平均粒径は、通常
０．５〜４０μｍ、好ましくは３〜３０μｍ、特に５〜
２０μｍであることが好ましい。なお、本発明におい
て、平均粒径は、例えばレーザー光回折法による重量平
均値（又はメジアン径）等として求めることができる。

【００２２】無機質充填剤の配合量は、（Ａ）成分のエ
ポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂との合計１０
０部（重量部、以下同じ）に対して１００〜１，０００
部、好ましくは２５０〜１，０００部、更に好ましくは
３５０〜９００部である。また、その充填量は、全組成
物中７０重量％以上、特に７５重量％以上であることが
好ましい。充填量が少なすぎると、膨張係数が大きくな
って半導体素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化
を招く場合がある。なお、充填量の上限は、通常９２重
量％以下である。

【００２３】本発明においては、（Ｄ）成分として、ジ
シアンジアミドと上記硬化剤のフェノール樹脂との溶融
混合物を配合する。この場合、ジシアンジアミドの平均
粒径は０．１〜１０μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、よ
り好ましくは２〜５μｍである。平均粒径が小さすぎる
と取り扱い性が低下し、大きすぎるとフェノール樹脂と
の分散が不十分となり、封止材のガラス転移温度が上が
らず、パッケージの反り低減効果が不十分になる。

【００２４】ジシアンジアミドとフェノール樹脂との溶
融混合比率は、重量比として１：１〜１：１０であり、
好ましくは１：４〜１：９である。ジシアンジアミドの
割合が多すぎると十分な分散効果が得られず、パッケー
ジ反りレベル低減効果が得られず、一方ジシアンジアミ
ドの割合が少なすぎると、生産性が低下し、コストアッ
プとなる不利が生じる。

【００２５】ジシアンジアミドとフェノール樹脂との溶
融混合物は、両者を溶融温度下で完全に溶融混合するま
で撹拌することによって得ることができる。この場合、
溶融混合条件は、適宜選定することができるが、２００
℃以上、特に２０５〜２２０℃の温度とすることが好ま
しい。温度が低すぎるとジシアンジアミドが完全に溶融
せず、フェノール樹脂との十分な分散ができなくなり、
封止材のガラス転移温度が上がらず、パッケージの反り
低減効果が不十分となるおそれがある。なお、温度が高
すぎると、長時間混合した場合、フェノール樹脂の酸化
が進行し、ゲル化物が増加し、また組成物の硬化性が低
下し、同様にガラス転移温度が上がらず、パッケージの
反り低減効果が不十分となる場合がある。

【００２６】（Ｄ）成分の配合量は、ジシアンジアミド
の配合量として、上記（Ａ），（Ｂ）成分の合計１００
部に対し０．１〜５部、特に１〜２部が好ましい。ジシ
アンジアミドの配合量が少なすぎると、十分なパッケー
ジ反りレベル低減効果が得られず、多すぎると流動性が
低下するおそれがある。

【００２７】本発明の組成物には、任意成分として必要
に応じて更に熱可塑性樹脂系の微粒子を配合することが
できるもので、これにより良好なパッケージ反りレベル
低減効果及び接着性を与えることができる。

【００２８】この熱可塑性樹脂系の微粒子に使用される
熱可塑性樹脂としては、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ
オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂など種々のも
のを挙げることができるが、反りレベル低減効果、接着
性等の点から、特に（メタ）アクリル系樹脂の微粒子が
好適に使用される。

【００２９】ここで、（メタ）アクリル系微粒子として
は、ゴム状微粒子或いは樹脂状微粒子のいずれであって
もよく、（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリロニ
トリル、メタアクリロニトリル、アクリル酸エステル、
イタコン酸エステル、メタクリル酸エステル、クロトン
酸エステル等の炭素数１〜８のアルキルエステル（この
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ
ｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、２
−エチルヘキシル基、オクチル基等が挙げられる）やこ
のアルキルエステルのアルキル基がアリル基等の置換基
を有する（メタ）アクリル系単量体の単独重合体又はこ
れら単量体の２種以上を共重合させた共重合体や上記
（メタ）アクリル系単量体の１種以上と、スチレン、α
−メチルスチレン等の芳香族環含有オレフィン単量体や
ブタジエン、イソプレン等のゴム弾性を付与し得るジエ
ン系単量体との１種以上を共重合させた共重合体などが
用いられる。また、この（メタ）アクリル系微粒子とし
ては、上記した（メタ）アクリル系単量体の１種以上の
（共）重合体或いは上記（メタ）アクリル系単量体の１
種以上とジエン系単量体の１種以上の共重合体からな
る、例えばガラス転移点が２５℃以下の、ゴム状ポリマ
ーをコア層とし、コア層の外層部に上記（メタ）アクリ
ル系単量体及び／又はスチレン系単量体（芳香族環含有
オレフィン単量体）を（共）重合させた、例えばガラス
転移点が６０℃以上の、樹脂状のシェル（外殻）層を有
する、いわゆるコア−シェル構造を有する複合微粒子を
使用することもできる。

【００３０】本発明の上記アクリル系微粒子に代表され
る熱可塑性樹脂系の微粒子の製造方法としては様々な方
法が挙げられるが、生産性及び球状度が高い熱可塑性樹
脂系微粒子を製造するためには通常懸濁重合法及び乳化
重合法などで従来から公知の方法で製造することができ
る。

【００３１】このような方法で得られる熱可塑性樹脂系
微粒子の平均粒径としては０．１〜５０μｍであり、望
ましくは０．１〜２５μｍ、より望ましくは０．３〜２
０μｍである。０．１μｍ未満では粒径が小さすぎて多
量に熱可塑性樹脂系の微粒子を配合すると粘度が高くな
る上、場合によってはパッケージの反り低減効果が不十
分になる。また、５０μｍを超えると、粒径が大きすぎ
て成形時にゲートづまりなどを引き起こしたり、また場
合によってはパッケージの反り低減効果が不十分とな
る。この熱可塑性樹脂系微粒子の形状は、球状、破砕
状、無定形など特に限定されないが、低反り性の点で、
球状であることが好ましい。

【００３２】エポキシ樹脂組成物への本発明の熱可塑性
樹脂系微粒子の配合量としては（Ａ），（Ｂ）成分の合
計１００部に対して０〜１５部、好ましくは０．５〜１
５部が望ましく、更に好ましくは１〜１０部である。１
５部を超えると硬化性は十分であるが、コストアップと
なり不利となってしまう場合がある。

【００３３】なお、上記アクリル系微粒子などの熱可塑
性樹脂系微粒子は、ジシアンジアミドとフェノール樹脂
との溶融混合時に同時に混合することができ、これによ
り一層のパッケージ反りレベル低減効果を与えることが
できる。この場合、熱可塑性樹脂系微粒子と硬化剤（フ
ェノール樹脂）との比率は、重量比として１：１〜１：
１０、特に１：４〜１：９となるように使用することが
好ましい。熱可塑性樹脂系微粒子のフェノール樹脂に対
する割合が多すぎると、十分な分散効果が得られず、十
分なパッケージ反りレベル低減効果の更なる向上が達成
されない場合がある。

【００３４】本発明のエポキシ樹脂組成物には、任意成
分として硬化触媒を配合することが好ましく、特にこの
硬化触媒の一形態としてマイクロカプセル化された硬化
触媒を配合することが好ましい。本発明の硬化触媒及び
マイクロカプセルの芯物質として用いる硬化触媒として
は、従来から公知のエポキシ樹脂の硬化触媒として知ら
れているものであればいかなるものも使用可能である。
中でも、窒素含有化合物、有機リン系化合物が好まし
く、特にイミダゾール化合物やオルガノホスフィン化合
物が触媒として有用である。

【００３５】イミダゾール化合物としては、下記一般式
（１）で示されるものを使用することができる。

【００３６】

【化２】（式中、Ｒ¹及びＲ²は水素原子、又はメチル基、エチル
基、ヒドロキシメチル基、フェニル基等のアルキル基、
置換アルキル基、アリール基などの炭素数１〜１２の置
換もしくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ³はメチル基、
エチル基、フェニル基、アリル基等のアルキル基、アル
ケニル基、アリール基などの炭素数１〜１２の置換もし
くは非置換の一価炭化水素基を示し、Ｒ⁴は水素原子、
メチル基、エチル基、シアノエチル基、ベンジル基等の
アルキル基、置換アルキル基、アラルキル基などの炭素
数１〜１２の置換もしくは非置換の一価炭化水素基、又
は下記式（２）で示される基である。なお、置換一価炭
化水素基としては、ヒドロキシ置換、シアノ置換などの
ものを挙げることができる。）

【００３７】

【化３】

【００３８】具体的には、２−メチルイミダゾール、２
−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミ
ダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、
１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シア
ノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル
−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジ
ヒドロキシメチルイミダゾール、２−アリル−４，５−
ジフェニルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−
［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ
−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル
−４’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ
−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチル
イミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジンイ
ソシアヌール酸付加物、２−フェニル−４−メチル−５
−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。

【００３９】オルガノホスフィン化合物等の有機リン系
硬化触媒としては、例えば、トリフェニルホスフィン、
トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホ
スフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、ジフェ
ニルトリルホスフィン等のトリオルガノホスフィン、ト
リフェニルホスフィン・トリフェニルボラン等のトリオ
ルガノホスフィンとトリオルガノボランとの塩、テトラ
フェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のテ
トラオルガノホスホニウムとテトラオルガノボレートと
の塩などが挙げられる。これらの中で特に下記一般式
（３）で示されるものが好ましい。

【００４０】

【化４】（式中、Ｒ⁵は水素原子、又は炭素数１〜４のアルキル
基又はアルコキシ基である。）

【００４１】このアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブ
チル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられ、アルコキシ
基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
Ｒ⁵としては好ましくは水素原子又はメチル基である。
式（３）の化合物としては、下記のものが挙げられる。

【００４２】

【化５】

【００４３】本発明で使用するマイクロカプセルは、エ
チレン型単量体のポリマー中に上述する窒素含有化合物
や有機リン系化合物等の硬化触媒が閉じこめられたもの
である。

【００４４】このエチレン型単量体としては、（メタ）
アクリル系単量体、例えばアクリル酸エステル、イタコ
ン酸エステル、メタクリル酸エステル、クロトン酸エス
テル等の炭素数１〜８のアルキルエステルやこのアルキ
ルエステルのアルキル基がアリル基等の置換基を有する
もの、また、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル等の単官能
性単量体、及びエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ジビニルベンゼン、ビスフェノールＡジ（メタ）ア
クリレート、メチレンビス（メタ）アクリルアミド等の
多官能性単量体などが挙げられる。なお、上記ポリマー
の中では、（メタ）アクリレート系単量体の重合物が好
ましい。

【００４５】本発明の上記イミダゾール化合物やオルガ
ノホスフィン化合物等の硬化触媒を含有するマイクロカ
プセルの製造方法としては、様々な方法が挙げられる
が、生産性及び球状度が高いマイクロカプセルを製造す
るためには、通常、懸濁重合法及び乳化重合法などの従
来から公知の方法で製造することができる。

【００４６】この場合、一般的に使用されている触媒の
分子構造から高濃度マイクロカプセル触媒を得るため
に、芯物質である硬化促進剤１０部に対して使用する上
記エチレン型単量体の総量は１０〜２００部程度が好ま
しく、望ましくは１０〜１００部、更に望ましくは２０
〜５０部である。１０部未満ではパッケージの反り低減
効果を十分に付与することが困難となる場合があり、２
００部を超えると触媒の比率が低くなり、十分な硬化性
を得るためにはマイクロカプセル触媒を多量に使用しな
ければならなくなるため、経済的に不利となる場合があ
る。

【００４７】このような方法で得られるマイクロカプセ
ルの平均粒径としては、０．５〜５０μｍであり、望ま
しくは３〜２５μｍである。０．５μｍ未満では粒径が
小さすぎて多量にマイクロカプセルを配合すると粘度が
高くなる上、場合によってはパッケージの反り低減効果
が不十分になる可能性がある。また、５０μｍを超える
と粒径が大きくなりすぎて成形時にゲート詰まりなどを
引き起こしたり、また場合によってはパッケージの反り
低減効果が不十分となる。

【００４８】また、上記マイクロカプセルは、下記性能
を有するものが好ましい。即ち、硬化触媒を含有するマ
イクロカプセルを１ｇ秤取り、これをｏ−クレゾール３
０ｇに混合した後、３０℃で放置し、溶出する触媒をガ
スクロマトグラフで定量した場合、マイクロカプセルか
ら溶出する触媒量が３０℃、１５分でマイクロカプセル
中に含まれる全触媒量の７０重量％以上であるものが好
ましい。７０重量％未満では、エポキシ樹脂組成物を用
いて半導体装置を成形する際に、１７５℃で１分以上の
成形時間が必要となり、生産性が低下する場合がある。
望ましくは、溶出量が７５重量％以上である。

【００４９】上記硬化触媒乃至マイクロカプセル型硬化
触媒（芯物質としての硬化触媒量として）の配合量とし
ては、（Ａ），（Ｂ）成分の合計１００部に対して、硬
化触媒として通常０〜１５部、好ましくは０．５〜１５
部が望ましく、より好ましくは１〜１０部である。０．
５部未満では十分な硬化性やパッケージ反りレベル低減
効果が得られない場合があり、１５部を超えるとコスト
アップとなる不利が生じる場合がある。

【００５０】上述したジシアンジアミドの特定量をフェ
ノール樹脂に溶融混合したものと、上記マイクロカプセ
ル触媒を併用することにより、成形直後においても１９
０℃以上のガラス転移温度を得ることが可能となり、こ
の結果、パッケージの反りを大幅に低減することができ
る。

【００５１】本発明の組成物には、必要に応じて、該組
成物の硬化物に可撓性や強靭性を付与させたり、接着性
を付与するため、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の芳
香族樹脂とオルガノポリシロキサンとの共重合体からな
る、通常、液状又はペースト状のシリコーン変性共重合
体や各種有機合成ゴム、メタクリル酸メチル−スチレン
−ブタジエン共重合体，スチレン−エチレン−ブテン−
スチレン共重合体などの熱可塑性樹脂、シリコーンゲル
やシリコーンゴムなどの微粉末を添加することができ
る。また、二液タイプのシリコーンゴムやシリコーンゲ
ルで無機質充填剤の表面を処理してもよい。なお、上述
したシリコーン変性共重合体やスチレン−ブタジエン−
メタクリル酸メチル共重合体はエポキシ樹脂の低応力化
に効果を発揮する。

【００５２】上述した低応力化剤としてのシリコーン変
性共重合体及び／又は熱可塑性樹脂、シリコーンゲルや
シリコーンゴム微粉末の使用量は、通常エポキシ樹脂組
成物全体の０．２〜１０重量％、特に０．５〜５重量％
とすることが好ましい。０．２重量％より低い配合量で
は、十分な耐熱衝撃性を付与することができない場合が
あり、一方１０重量％を超える配合量では、機械的強度
が低下する場合がある。

【００５３】更に、本発明の組成物には、カーボンブラ
ック等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチ
モン等の難燃剤、離型剤、カップリング剤などを配合す
ることができる。

【００５４】本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂、硬化剤、無機質充填剤、上記ジシアンジアミドと
フェノール樹脂との溶融混合物、その他の添加物を所定
の組成比で配合し、これを乾式ミキサー等によって十分
均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルー
ダー等による溶融混練りを行い、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ることができる。
この場合、混合機としては混合槽の内底部にブレードが
回転可能に設けられ、このブレードの回転により上記槽
内に投入された粉体が混合されるものが好適に使用さ
れ、例えばヘンシェルミキサー等を使用することができ
る。この混合機は更に混合槽の内側部にチョッパーを回
転可能（ブレードの回転方向に対し直角方向に回転可
能）に設けたものが好適である。

【００５５】ここで、ブレードの回転速度は適宜選定さ
れるが、５０〜５，０００ｒｐｍ、特に１００〜１，０
００ｒｐｍとすることが好ましい。また、チョッパーの
回転速度も特に制限されないが、上記効果を有効に発揮
させる点から、チョッパーの回転速度（Ｔ）とブレード
の回転速度（Ｂ）との比（Ｔ／Ｂ）が２以下、好ましく
は０．５〜２、更に好ましくは１〜２とすることがよ
い。

【００５６】このようにして得られる本発明のエポキシ
樹脂組成物は、各種の半導体装置、特にＴＳＯＰなどの
薄型パッケージやＢＧＡなどの片面成形パッケージの封
止用に有効に利用でき、この場合、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挙げられ
る。なお、成形温度は、通常１６０〜１９０℃である。

【００５７】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。

【００５８】［実施例１〜８、比較例１〜１７］表１〜
５に示す成分を用い、混合機としてヘンシェルミキサー
を使用して、常法に従ってエポキシ樹脂組成物を調製
し、下記方法によりその性能を評価した。結果を表１〜
５に示す。《スパイラルフロー》１７５℃，６．８６ＭＰａの成形
圧力で成形し、測定した。《ゲル化時間及び溶融粘度》いずれも１７５℃で測定し
た。《パッケージの反り》３５ｍｍ×３５ｍｍ×０．６ｍｍ
のＢＴ基板に７ｍｍ×７ｍｍのチップを搭載し、表１〜
５で記載されているエポキシ樹脂組成物で封止し、パッ
ケージの反りを測定した。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】

【表５】ＥＰＰＮ５０１：トリフェノールメタン型エポキシ樹
脂，日本化薬（株）製ＴＤ２０９３：フェノールノボラック樹脂，大日本イン
キ（株）製ＢＲＥＮ−Ｓ：臭素化ノボラック型エポキシ樹脂，日本
化薬（株）製シリカ：平均粒子径１５μｍの溶融球状シリカＫＢＭ４０３：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン，信越化学工業（株）製Ｓｂ₂Ｏ₃：三酸化アンチモン，住友金属鉱山製ＩＭ−２０３：コア−シェル型アクリル系球状微粒子，
武田薬品工業（株）製（平均粒径０．３μｍ）ジシアンジアミド：エピキュアＤＩＣＹ７，油化シェル
（株）製（平均粒径３．０μｍ）ジシアンジアミド：エピキュアＤＩＣＹ１５，油化シェ
ル（株）製（平均粒径５．０μｍ）ジシアンジアミドとフェノール樹脂との混合条件：２１
０℃で完全溶融混合するまで撹拌（実施例内）２Ｅ４ＭＺのマイクロカプセル：２Ｅ４ＭＺ（２−エチ
ル−４−メチルイミダゾール）を含有したメタクリル酸
メチルの重合体（ｏ−クレゾール中で３０℃，１５分後
におけるマイクロカプセルから触媒の溶出量が８５％）トリフェニルホスフィンのマイクロカプセル：トリフェ
ニルホスフィンを含有したメタクリル酸メチルとスチレ
ンの共重合体（ｏ−クレゾール中で３０℃，１５分後に
おけるマイクロカプセルから触媒の溶出量が８５％）

【００６４】

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、パッケージの反りを少なくすることができ、また
硬化性が良好である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (72)発明者富吉和俊群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内 (72)発明者塩原利夫群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内Ｆターム(参考） 4J002 BB013 BG033 BG043 BG093 BG103 CC04X CC05X CC06X CC07X CD04W CD05W CD06W CE00X CF003 CF063 CL003 DE146 DF016 DJ006 DJ016 ER027 EU118 EU188 EW018 EY018 FA086 FB08X FB096 FB267 FB288 FD013 FD016 FD090 FD130 FD14X FD147 FD158 GJ02 GQ01 4J036 AA01 AC02 DA05 DC31 DC40 DC45 DD07 FA01 FB01 FB02 FB03 FB07 FB11 FB13 GA04 GA06 JA07 4M109 AA01 EA02 EB03 EB04 EB12 EB18 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）無機質充填剤、（Ｄ）平均粒径が０．１〜
１０μｍであるジシアンジアミドとフェノール樹脂とを
重量比１：１〜１：１０の割合で溶融混合した混合物を
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。
【請求項２】更に、平均粒径が０．５〜５０μｍであ
る硬化触媒のマイクロカプセルを含有する請求項１記載
の組成物。
【請求項３】マイクロカプセルが、（メタ）アクリレ
ート系単量体の重合物と、窒素含有化合物及び／又は有
機リン化合物からなる硬化触媒とから形成されたもので
ある請求項２記載の組成物。
【請求項４】更に、平均粒径が０．１〜５０μｍであ
る熱可塑性樹脂系微粒子を含有する請求項１，２又は３
記載の組成物。
【請求項５】エポキシ樹脂が、置換又は非置換のトリ
フェノールアルカン型エポキシ樹脂を含有する請求項１
乃至４のいずれか１項記載の組成物。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項記載のエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物にて封止された半導体装置。