JP2001294647A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性、速硬化性、保存性に優れ、成形後や
半田処理時の反りが小さく、耐半田クラック性に優れた
エリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供す
ること。 【解決手段】 式（１）及び／又は式（２）の結晶性エ
ポキシ樹脂、式（３）のα−ナフトールアラルキル樹
脂、テトラ置換ホスホニウム（Ｘ）と１分子内にフェノ
ール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｙ）及び前記化
合物（Ｙ）の共役塩基との分子会合体であって、該共役
塩基が前記化合物（Ｙ）から１個の水素を除いたフェノ
キシド型化合物からなる硬化促進剤、及び無機充填材を
必須成分とするエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板や
金属リードフレームの片面に半導体素子を搭載し、その
搭載面側の実質的に片面のみを樹脂封止されたいわゆる
エリア実装型半導体装置に適した半導体封止用エポキシ
樹脂組成物、及びこ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】近年の電子機器の小型化、軽量化、高機
能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が年々
進み、又、半導体装置の表面実装化が促進されるなか
で、新規にエリア実装型半導体装置が開発され、従来構
造の装置から移行し始めている。エリア実装型半導体装
置としては、ボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡとい
う）、あるいは更に小型化を追求したチップサイズパッ
ケージ（以下、ＣＳＰという）等が代表的であるが、こ
れらは従来のＱＦＰ、ＳＯＰ等に代表される表面実装型
半導体装置では限界に近づいている多ピン化・高速化へ
の要求に対応するために開発されたものである。構造と
しては、ビスマレイミド・トリアジン（以下、ＢＴとい
う）樹脂／銅箔回路基板に代表される硬質回路基板、あ
るいはポリイミド樹脂フィルム／銅箔回路基板に代表さ
れるフレキシブル回路基板の片面上に半導体素子を搭載
し、その半導体素子搭載面、即ち基板の片面のみがエポ
キシ樹脂組成物等で成形・封止されている。又、基板の
半導体素子搭載面の反対面には、半田ボールを２次元的
に並列して形成し、半導体装置を実装する回路基板との
接合を行うという特徴を有している。更に、半導体素子
を搭載する基板としては、上記有機回路基板以外にもリ
ードフレーム等の金属基板を用いる構造も開発されてい
る。

【０００３】これらエリア実装型半導体装置の構造は、
基板の半導体素子搭載面のみをエポキシ樹脂組成物で封
止し、半田ボール形成面側は封止しないという片面封止
の形態をとっている。ごく希に、リードフレーム等の金
属基板等では、半田ボール形成面でも数十μｍ程度の封
止樹脂層が存在することもあるが、半導体素子搭載面で
は数百μｍから数ｍｍ程度の封止樹脂層が形成されるた
め、実質的に片面封止となっている。このため、有機基
板や金属基板とエポキシ樹脂組成物の硬化物との間での
熱膨張・熱収縮の不整合、あるいはエポキシ樹脂組成物
の成形・硬化時の硬化収縮による影響で、これらの半導
体装置では成形直後から反りが発生しやすい。又、これ
らの半導体装置を実装する回路基板上に半田接合を行う
場合、２００℃以上の加熱工程を経るが、この際にも半
導体装置の反りが発生し、多数の半田ボールが平坦とな
らず、半導体装置を実装する回路基板から浮き上がって
しまい、電気的接合の信頼性が低下する問題が起こる。
基板上の実質的に片面のみをエポキシ樹脂組成物で封止
した半導体装置において、反りを低減するには、基板の
線膨張係数とエポキシ樹脂組成物の硬化物の線膨張係数
を近づけること、及びエポキシ樹脂組成物の成形・硬化
時の硬化収縮量を小さくすることの二つの方法が重要で
ある。基板としては、有機基板では、ＢＴ樹脂やポリイ
ミド樹脂のような高いガラス転移温度（以下、Ｔｇとい
う）を有する樹脂が広く用いられており、これらはエポ
キシ樹脂組成物の成形温度である１７０℃近辺よりも高
いＴｇを有する。従って、成形温度から室温までの冷却
過程では有機基板の線膨張係数α１（以下、α１とい
う）の領域のみで収縮するので、エポキシ樹脂組成物の
硬化物もＴｇが高く、且つα１が有機基板と同じであ
り、更に硬化収縮量がゼロであれば反りはほぼゼロであ
ると考えられる。このため、トリフェノールメタン型エ
ポキシ樹脂とトリフェノールメタン型フェノール樹脂と
の組合せによりＴｇを高くし、無機充填材の配合量でα
１を合わせる手法が既に提案されている。

【０００４】又、赤外線リフロー、ベーパーフェイズソ
ルダリング、半田浸漬等の手段での半田処理による半田
接合を行う場合、エポキシ樹脂組成物の硬化物並びに有
機基板からの吸湿により半導体装置内部に存在する水分
が高温で急激に気化することによる応力で半導体装置に
クラックが発生したり、有機基板の半導体素子搭載面と
エポキシ樹脂組成物の硬化物との界面で剥離が発生する
こともあり、エポキシ樹脂組成物の硬化物の高強度化、
低応力化、低吸湿化とともに、有機基板との高密着性も
求められる。従来のＢＧＡやＣＳＰ等のエリア実装型半
導体装置には、反りの低減のためにトリフェノールメタ
ン型エポキシ樹脂とトリフェノールメタン型フェノール
樹脂を樹脂成分とするエポキシ樹脂組成物が用いられて
きた。このエポキシ樹脂組成物は、Ｔｇが高く、硬化
性、熱時曲げ強度に優れた特性を有しているが、硬化物
の吸湿率が高く、又、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が
比較的高く、無機充填材の高充填化には限界があり、低
吸湿化が不十分で、耐半田クラック性には問題があっ
た。一方、従来のＱＦＰやＳＯＰ等の表面実装型半導体
装置では、半田実装時のクラックや各素材界面での剥離
の防止のために、ビフェニル型エポキシ樹脂に代表され
るような結晶性エポキシ樹脂を使用しているが、トリフ
ェノールメタン型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組
成物の硬化物と比較してＴｇが低いため成形温度から室
温までの冷却課程における収縮が大きくなりパッケージ
の反りが大きく、且つ硬化が遅いのが問題であった。

【０００５】又、電子・電気材料、特にＩＣ封止材料は
近年、生産効率の向上を目的とした速硬化性と、物流・
保管時の取り扱い性向上のための保存性の向上とが求め
られるようになってきている。従来、電子・電気分野向
けエポキシ樹脂には、硬化促進剤としてホスフィン類、
アミン類、イミダゾール系化合物、ジアザビシクロウン
デセン等の含窒素複素環式化合物、第四級アンモニウ
ム、ホスホニウム或いはアルソニウム化合物等の種々の
化合物が使用されている。これらの一般に使用される硬
化促進剤は、常温等の比較的低温においても硬化促進作
用を示す場合が多い。このことは、エポキシ樹脂組成物
の製造時及び得られたエポキシ樹脂組成物の保存時の粘
度上昇や、流動性の低下、硬化性のバラツキ等、製品と
しての品質を低下させる原因となっている。この問題を
解決すべく、最近では低温での粘度、流動性の経時変化
を抑え、賦形、成形時の加熱によってのみ硬化反応を起
こすような、いわゆる潜伏性硬化促進剤の研究が盛んに
なされている。その手段として、硬化促進剤の活性点を
イオン対により保護することで、潜伏性を発現する研究
がなされており、特開平８−４１２９０号公報では、種
々の有機酸とホスホニウムイオンとの塩構造を有する潜
伏性硬化促進剤が開示されている。しかし、このホスホ
ニウム塩は特定の高次の分子構造を有さず、イオン対が
比較的容易に外部環境の影響を受けるため、最近の低分
子エポキシ樹脂やフェノールアラルキル樹脂を用いる半
導体封止材料においては、保存性が低下する問題が生じ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、保存性、且
つ速硬化性に優れ、成形後や半田処理時の反りが小さ
く、耐半田クラック性に優れるエリア実装型半導体封止
用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、［１］（Ａ）
一般式（１）及び／又は一般式（２）で示される結晶性
エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂中に３０〜１００重量％
含むエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で示されるα−
ナフトールアラルキル樹脂を総樹脂硬化剤中に３０〜１
００重量％含む樹脂硬化剤、（Ｃ）テトラ置換ホスホニ
ウム（Ｘ）と１分子内にフェノール性水酸基を２個以上
有する化合物（Ｙ）及び１分子内にフェノール性水酸基
を２個以上有する化合物（Ｙ）の共役塩基との分子会合
体であって、該共役塩基が前記フェノール性水酸基を１
分子内に２個以上有する化合物（Ｙ）から１個の水素を
除いたフェノキシド型化合物からなる硬化促進剤、及び
（Ｄ）無機充填材を必須成分とし、全エポキシ樹脂のエ
ポキシ基に対する全フェノール樹脂硬化剤のフェノール
性水酸基の当量比が０．５〜２．０であり、前記分子会
合体の含有量が全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂硬化
剤の合計量１００重量部当たり０．４〜２０重量部であ
り、無機充填材の含有量が全エポキシ樹脂と全フェノー
ル樹脂硬化剤の合計量１００重量部当たり２５０〜１４
００重量部であることを特徴とするエリア実装型半導体
封止用エポキシ樹脂組成物、

【化４】 （ただし、式中のＲは、炭素数１〜６の鎖状もしくは環
状アルキル基、又はフェニル基の中から選択される基で
あり、それらは互いに同一であっても異なっていてもよ
い。ｍ＝０〜４）

【０００８】

【化５】

【０００９】

【化６】 （ｎは平均値で１〜７の正数） ［２］１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する
化合物（Ｙ）が、ジヒドロキシベンゼン類、トリヒドロ
キシベンゼン類、ビスフェノール類、ビフェノール類、
ジヒドロキシナフタレン類、フェノールノボラック樹
脂、フェノールアラルキル樹脂の中から選択される１種
以上である第［１］項記載のエリア実装型半導体封止用
エポキシ樹脂組成物、［３］基板の片面に半導体素子が
搭載され、この半導体素子が搭載された基板面側の実質
的に片面のみが第［１］〜［２］項記載のいずれかのエ
ポキシ樹脂組成物によって封止されていることを特徴と
する半導体装置、である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に用いる一般式（１）、一
般式（２）で示される結晶性エポキシ樹脂は、１分子中
に２個のエポキシ基を有する２官能性エポキシ樹脂で、
従来の多官能性エポキシ樹脂に比べ、溶融粘度が低く流
動性に優れる。従って無機充填材を多く配合することが
でき、エポキシ樹脂組成物の硬化物の低熱膨張化及び低
吸湿化が図られ、耐半田クラック性が向上する。又、本
発明の一般式（１）、一般式（２）で示されるエポキシ
樹脂の特性を損なわない範囲で、他のエポキシ樹脂を併
用できる。併用できるエポキシ樹脂としては、例えば、
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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有
エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂等が挙げら
れ、これらは単独でも混合して用いても良い。本発明の
一般式（１）及び／又は一般式（２）で示される結晶性
エポキシ樹脂の含有量としては、総エポキシ樹脂中に３
０〜１００重量％が好ましく、特に５０〜１００重量％
が好ましい。３０重量％未満だとエポキシ樹脂組成物の
流動性が不十分になるので好ましくない。

【００１１】本発明のエポキシ樹脂の融点としては、５
０〜１５０℃の範囲にあることが好ましく、特に、９０
〜１２０℃が好ましい。５０℃未満だと、常温でブロッ
キング性が低くなり、作業性やこれを用いたエポキシ樹
脂組成物の常温保存性の低下が見られるので好ましくな
い。１５０℃を越えると、加熱混練の際、エポキシ樹脂
が十分に溶融できず、不均一なエポキシ樹脂組成物とな
り、エポキシ樹脂組成物の硬化物の物性にバラツキが見
られる可能性があるため好ましくない。本発明でのエポ
キシ樹脂の融点とは、示差走査熱量計（セイコー電子工
業（株）・製）を用い、エポキシ樹脂１０ｍｇ前後を精
秤し、昇温速度５℃／分で測定した吸熱ピークの温度を
言う。

【００１２】本発明で用いる一般式（３）で示されるα
−ナフトールアラルキル樹脂は、剛直なα−ナフトール
骨格を１分子中に少なくとも２個以上有するため、エポ
キシ樹脂組成物の硬化物の吸湿率が低くなるという特徴
を有している。更に、β−ナフトール骨格を有する樹脂
硬化剤と比較して、硬化時のエポキシ樹脂組成物の硬化
収縮量が小さく、接着強度の低下あるいは硬化物のＴｇ
の低下等が生じにくいという特徴を有している。一般式
（３）中のｎは、平均値で１〜７の正数が好ましい。１
未満だと反応性が十分でなく、硬化性に劣るので好まし
くない。７を越えると、流動性が低下し、成形性が劣化
する傾向があるので好ましくない。又、一般式（３）の
α−ナフトールアラルキル樹脂の特性を損なわない範囲
で、他の樹脂硬化剤を併用できる。併用できる樹脂硬化
剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレ
ゾールノボラック樹脂、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、テルペン変性
フェノール樹脂、トリフェノールメタン化合物等が挙げ
られ、これらは単独でも混合して用いても良い。本発明
の一般式（３）のα−ナフトールアラルキル樹脂の含有
量としては、総樹脂硬化剤中に３０〜１００重量％が好
ましく、特に５０〜１００重量％が好ましい。３０重量
％未満だと低吸湿性及び低収縮性が不十分なので好まし
くない。

【００１３】全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノー
ル樹脂硬化剤のフェノール性水酸基との当量比は、０．
５〜２．０が好ましく、この範囲を外れると、エポキシ
樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のＴｇの低下
等のおそれがあるので好ましくない。

【００１４】本発明に用いる硬化促進剤である分子会合
体は、テトラ置換ホスホニウム（Ｘ）と１分子内にフェ
ノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｙ）及び１分
子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物
（Ｙ）の共役塩基との分子会合体であって、該共役塩基
が前記フェノール性水酸基を１分子内に２個以上有する
化合物（Ｙ）から１個の水素を除いたフェノキシド型化
合物である。その構成成分の一つであるテトラ置換ホス
ホニウム（Ｘ）の置換基については何ら限定されず、置
換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。例え
ば、置換又は無置換のアリール基やアルキル基を置換基
に有するテトラ置換ホスホニウムイオンが、熱や加水分
解に対して安定であり好ましい。具体的には、テトラフ
ェニルホスホニウム、テトラトリルホスホニウム、テト
ラエチルフェニルホスホニウム、テトラメトキシフェニ
ルホスホニウム、テトラナフチルホスホニウム、テトラ
ベンジルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウ
ム、ｎ−ブチルトリフェニルホスホニウム、２−ヒドロ
キシエチルトリフェニルホスホニウム、トリメチルフェ
ニルホスホニウム、メチルジエチルフェニルホスホニウ
ム、メチルジアリルフェニルホスホニウム、テトラ−ｎ
−ブチルホスホニウム等を例示できる。

【００１５】本発明に用いる分子会合体の構成成分であ
る、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化
合物（Ｙ）としては、例えば、ビス（４−ヒドロキシ−
３，５−ジメチルフェニル）メタン（通称テトラメチル
ビスフェノールＦ）、４，４’−スルホニルジフェノー
ル、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（通称ビ
スフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メ
タン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−
ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタ
ン及びこれらの内ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタ
ン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒ
ドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタン
の３種の混合物（例えば、本州化学工業（株）・製、ビ
スフェノールＦ−Ｄ）等のビスフェノール類、１，２−
ベンゼンジオール、１，３−ベンゼンジオール、１，４
−ベンゼンジオール等のジヒドロキシベンゼン類、１，
２，４−ベンゼントリオール等のトリヒドロキシベンゼ
ン類、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキ
シナフタレン類の各種異性体、２，２’−ビフェノー
ル、４，４’−ビフェノール等のビフェノール類の各種
異性体等の化合物が挙げられる。更に、他の構成成分で
ある共役塩基は、上記の化合物（Ｙ）から１個の水素を
除いたフェノキシド型化合物である。

【００１６】本発明の分子会合体は、前述のようにホス
ホニウム−フェノキシド型の塩を構造中に有するが、従
来の技術におけるホスホニウム−有機酸アニオン塩型の
化合物と異なる点は、本発明の分子会合体では水素結合
による高次構造がイオン結合を取り囲んでいる点であ
る。従来の技術における塩では、イオン結合の強さのみ
により反応性を制御しているのに対し、本発明の分子会
合体では、常温ではアニオンの高次構造による囲い込み
が活性点の保護を行う一方、成形の段階においては、こ
の高次構造が崩れることで活性点がむき出しになり、反
応性を発現する、いわゆる潜伏性が付与されている。

【００１７】本発明の分子会合体の製造方法は何ら限定
されないが、代表的な２方法を挙げることができる。１
つ目は、テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート
（Ｚ）と、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有
する化合物（Ｙ）とを、高温下で反応させた後、更に沸
点６０℃以上の溶媒中で熱反応させる方法である。２つ
目は、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する
化合物（Ｙ）と、無機塩基又は有機塩基と、テトラ置換
ホスホニウムハライドとを反応させる方法である。テト
ラ置換ホスホニウムハライドの置換基については何ら限
定されることはなく、置換基は互いに同一であっても異
なっていてもよい。例えば、置換又は無置換のアリール
基やアルキル基を置換基に有するテトラ置換ホスホニウ
ムイオンが、熱や加水分解に対して安定であり好まし
い。具体的には、テトラフェニルホスホニウム、テトラ
トリルホスホニウム、テトラエチルフェニルホスホニウ
ム、テトラメトキシフェニルホスホニウム、テトラナフ
チルホスホニウム、テトラベンジルホスホニウム、エチ
ルトリフェニルホスホニウム、ｎ−ブチルトリフェニル
ホスホニウム、２−ヒドロキシエチルトリフェニルホス
ホニウム、トリメチルフェニルホスホニウム、メチルジ
エチルフェニルホスホニウム、メチルジアリルフェニル
ホスホニウム、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム等を例
示できる。ハライドとしてはクロライドやブロマイドを
例示でき、テトラ置換ホスホニウムハライドの価格や吸
湿等の特性、及び入手のし易さから選択すれば良く、い
ずれを用いても差し支えない。

【００１８】又、本発明の分子会合体の特性を損なわな
い範囲で、他の硬化促進剤を併用してもよい。併用でき
る硬化促進剤としては、例えば、１，８−ジアザビシク
ロ（５，４，０）ウンデセン−７等のアミジン系化合
物、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、２
−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。これらの
硬化促進剤は単独でも混合して用いても差し支えない。
本発明の分子会合体の含有量としては、全エポキシ樹脂
と全フェノール樹脂硬化剤との合計量１００重量部当た
り０．４〜２０重量部が好ましい。配合量が０．４重量
部未満だと、加熱成形時に十分な硬化性が得られないお
それがあり、一方、２０重量部を越えると、硬化が速す
ぎて成形時に流動性の低下による充填不良等を生じるお
それがある。

【００１９】本発明で用いる無機充填材の種類について
は特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているも
のを使用することができる。例えば、溶融破砕シリカ、
溶融球状シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ、アルミ
ナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、ク
レー、ガラス繊維等が挙げられ、特に溶融球状シリカが
好ましい。球状シリカの形状としては、流動性改善のた
めに限りなく真球状であり、且つ粒度分布がブロードで
あることが好ましい。この無機充填材の含有量として
は、全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂との合計量１０
０重量部当たり２５０〜１４００重量部が好ましい。２
５０重量部未満だと、低熱膨張化、低吸湿性が得られ
ず、耐半田クラック性が不十分となり、１４００重量部
を越えると、流動性が低下し、成形時に充填不良等が生
じたり、高粘度化による半導体装置内の金線変形等の不
都合が生じるおそれがあるので好ましくない。又、必要
に応じて無機充填材をカップリング剤やエポキシ樹脂、
或いはフェノール樹脂硬化剤等で予め処理して用いても
良く、処理の方法としては、例えば、溶剤を用いて混合
した後に溶媒を除去する方法や、直接無機充填材に添加
し、混合機を用いて処理する方法等がある。

【００２０】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜
（Ｄ）成分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸
化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、酸化ビスマス水
和物等の無機イオン交換体、γ-グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラ
ック、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコ
ーンゴム等の低応力化成分、天然ワックス、合成ワック
ス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等
の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合しても
差し支えない。本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）
〜（Ｄ）成分、及びその他の添加剤等をミキサーを用い
て常温混合し、ロール、ニーダー、押出機等の混練機で
溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。本発明のエポキ
シ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封止
し、半導体装置を製造するには、トランスファーモール
ド、コンプレッションモールド、インジェクションモー
ルド等の成形方法で硬化成形すればよい。特に、本発明
のエポキシ樹脂組成物は、エリア実装型半導体装置用に
適している。

【００２１】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定さ
れるものではない。実施例及び比較例で用いたエポキシ
樹脂、樹脂硬化剤の略号及び構造を、まとめて以下に示
す。 ・エポキシ樹脂１：式（４）で示されるエポキシ樹脂を
主成分とする樹脂（融点１０５℃、エポキシ当量：１９
１ｇ／ｅｑ）

【化７】

【００２２】・エポキシ樹脂２：式（５）で示されるエ
ポキシ樹脂を主成分とする樹脂（融点５０℃、エポキシ
当量：１７５ｇ／ｅｑ）

【化８】

【００２３】・エポキシ樹脂３：式（６）で示されるエ
ポキシ樹脂（軟化点５９℃、エポキシ当量：１７１ｇ／
ｅｑ）

【化９】

【００２４】・フェノール樹脂１：式（７）で示される
フェノール樹脂（軟化点８７℃、水酸基当量２１０ｇ／
ｅｑ）

【化１０】

【００２５】・フェノール樹脂２：式（８）で示される
フェノール樹脂（軟化点７０℃、水酸基当量１７０ｇ／
ｅｑ）

【化１１】

【００２６】・フェノール樹脂３：式（９）で示される
フェノール樹脂（軟化点１１０℃、水酸基当量９８ｇ／
ｅｑ）

【化１２】

【００２７】［分子会合体の合成例］１Ｌのセパラブル
フラスコに、本州化学工業（株）・製のビスフェノール
Ｆ−Ｄ［ビス（モノヒドロキシフェニル）メタンの異性
体混合物の商品名。化合物（Ｙ）に相当する。］１２０
ｇ（０．６モル）、北興化学工業（株）・製のテトラフ
ェニルホスホニウムブロマイド１２６ｇ（０．３モ
ル）、メタノール２４６ｇを仕込み、加熱下完全に溶解
させた。そこに水酸化ナトリウム１２ｇ含有するメタノ
ール／水混合溶液を攪拌しながら、内温６５℃の状態で
滴下した。得られた溶液に、更に水を滴下し、滴下終了
後冷却することで、目的物を固形物として得た。濾過し
て固形物を取り出し、更に水中で洗浄し、乾燥させて得
られた生成物を化合物Ｃ１とした。測定溶媒は重メタノ
ールを用い、¹Ｈ−ＮＭＲデータを測定して化合物Ｃ１
の構造を同定した。４．８ｐｐｍ付近及び３．３ｐｐｍ
付近のピークは溶媒のピークである。ここで、６．４〜
７．１ｐｐｍ付近のピーク群は、原料であるビスフェノ
ールＦ［（Ｘ）１モルに対するモル数（ｐ）］及びこの
ビスフェノールＦから１個の水素を除いたフェノキシド
型の共役塩基［（Ｘ）１モルに対するモル数（ｑ）］の
フェニルプロトン、７．６〜８．０ｐｐｍ付近のピーク
群は、テトラフェニルホスホニウム基のフェニルプロト
ンと帰属され、それらの面積比から、モル比が（ｐ＋
ｑ）／（Ｘ）＝２／１であると計算された。

【００２８】［エポキシ樹脂組成物の製造例］配合割合
は重量部とする。 実施例１ エポキシ樹脂１ ５．３４重量部 フェノール樹脂硬化剤１ ５．８６重量部 分子会合体Ｃ１ ０．１９重量部 溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ） ８５．６０重量部 臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２７５ｇ／ｅｑ） ０．９３重量部 三酸化アンチモン ０．９３重量部 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン ０．４０重量部 カーボンブラック ０．２８重量部 カルナバワックス ０．４７重量部 を、常温でミキサーを用いて混合し、７０〜１２０℃で
２本ロールを用いて混練し、冷却後粉砕してエポキシ樹
脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を以下の
方法で評価した。結果を表１に示す。

【００２９】・スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６
に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用い、金型温
度１７５℃、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分
で測定した。単位はｃｍ。 ・硬化トルク：キュラストメータ（（株）オリエンテッ
ク・製、ＪＳＲキュラストメータＩＶＰＳ型）を用い、
金型温度１７５℃、加熱開始９０秒後のトルクを求め
た。キュラストメータにおけるトルクは硬化性のパラメ
ータであり、数値の大きい方が硬化性が良好である。単
位はＮ・ｍ。 ・吸湿率：トランスファー成形機を用いて、金型温度１
７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で直
径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤を成形し、１７５℃、８
時間で後硬化し、更に８５℃、相対湿度６０％の環境下
で１６８時間放置し、重量変化を測定して吸湿率を求め
た。単位は重量％。 ・パッケージ反り量：トランスファー成形機を用いて、
金型温度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時
間２分で２２５ｐＢＧＡ（基板は厚さ０．３６ｍｍ、ビ
スマレイミド・トリアジン／ガラスクロス基板、パッケ
ージサイズは２４×２４ｍｍ、厚さ１．１７ｍｍ、シリ
コンチップはサイズ９×９ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍ、チ
ップと回路基板のボンディングパッドとを２５μｍ径の
金線でボンディングしている。）を成形し、１７５℃、
８時間で後硬化した。室温に冷却後、パッケージのゲー
トから対角線方向に、表面粗さ計を用いて高さ方向の変
位を測定し、変位差の最も大きい値を反り量とした。単
位はμｍ。 ・耐半田クラック性：トランスファー成形機を用いて、
金型温度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時
間２分で２２５ｐＢＧＡ（基板は厚さ０．３６ｍｍ、ビ
スマレイミド・トリアジン／ガラスクロス基板、パッケ
ージサイズは２４×２４ｍｍ、厚さ１．１７ｍｍ、シリ
コンチップはサイズ９×９ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍ、チ
ップと回路基板のボンディングパッドとを２５μｍ径の
金線でボンディングしている。）を成形し、１７５℃、
８時間で後硬化した。得られたパッケージ１０個を、６
０℃、相対湿度６０％の環境下で１２０時間放置もしく
は、８５℃、相対湿度６０％の環境下で１６８時間放置
した後、ＩＲリフロー処理（２４０℃）を行った。処理
後の内部の剥離、及びクラックの有無を超音波探傷機で
観察し、不良パッケージの個数を数えた。不良パッケー
ジの個数がｎ個であるとき、ｎ／１０と表示する。 ・常温保存性：３０℃で１週間保存した後、スパイラル
フローを測定し、調製直後のスパイラルフローに対する
百分率として表した。数値の大きい方が常温保存性が良
好である。単位は％。

【００３０】実施例２〜６、比較例１〜１１ 表１、表２の配合に従って、実施例１と同様にエポキシ
樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結果
を表１、表２に示す。なお、実施例３、比較例２に用い
たオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエポキ
シ当量は１９６ｇ／ｅｑ、実施例４、比較例３に用いた
フェノールノボラック樹脂の水酸基当量は１０４ｇ／ｅ
ｑである。比較例１に用いた硬化促進剤は、トリフェニ
ルホスフィンである。

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明に従うと、成形性、速硬化性、保
存性に優れ、エリア実装型半導体封止用に適したエポキ
シ樹脂組成物が得られ、これを用いた半導体装置は、成
形後や半田処理時の反りが小さく、且つ耐半田クラック
性に優れている。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CC03X CD03W CD05W DE136 DE146 DJ016 DJ036 DJ046 DL006 FD070 FD090 FD130 FD140 FD160 GQ00 4J036 AA01 AC01 AD01 AD04 AD15 AD20 BA03 DA01 DA02 DB02 DB06 DB11 FA01 FB07 GA04 JA07 KA01 4M109 AA01 BA01 BA04 CA21 CA22 EA03 EA06 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB13 EB19 EC14 EC20 GA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）一般式（１）及び／又は一般式
   （２）で示される結晶性エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂
   中に３０〜１００重量％含むエポキシ樹脂、（Ｂ）一般
   式（３）で示されるα−ナフトールアラルキル樹脂を総
   樹脂硬化剤中に３０〜１００重量％含む樹脂硬化剤、
   （Ｃ）テトラ置換ホスホニウム（Ｘ）と１分子内にフェ
   ノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｙ）及び１分
   子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物
   （Ｙ）の共役塩基との分子会合体であって、該共役塩基
   が前記フェノール性水酸基を１分子内に２個以上有する
   化合物（Ｙ）から１個の水素を除いたフェノキシド型化
   合物からなる硬化促進剤、及び（Ｄ）無機充填材を必須
   成分とし、全エポキシ樹脂のエポキシ基に対する全フェ
   ノール樹脂硬化剤のフェノール性水酸基の当量比が０．
   ５〜２．０であり、前記分子会合体の含有量が全エポキ
   シ樹脂と全フェノール樹脂硬化剤の合計量１００重量部
   当たり０．４〜２０重量部であり、無機充填材の含有量
   が全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂硬化剤の合計量１
   ００重量部当たり２５０〜１４００重量部であることを
   特徴とするエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成
   物。 【化１】 （ただし、式中のＲは、炭素数１〜６の鎖状もしくは環
   状アルキル基、又はフェニル基の中から選択される基で
   あり、それらは互いに同一であっても異なっていてもよ
   い。ｍ＝０〜４） 【化２】 【化３】 （ｎは平均値で１〜７の正数）
2. 【請求項２】 １分子内にフェノール性水酸基を２個以
   上有する化合物（Ｙ）が、ジヒドロキシベンゼン類、ト
   リヒドロキシベンゼン類、ビスフェノール類、ビフェノ
   ール類、ジヒドロキシナフタレン類、フェノールノボラ
   ック樹脂、フェノールアラルキル樹脂の中から選択され
   る１種以上である請求項１記載のエリア実装型半導体封
   止用エポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】 基板の片面に半導体素子が搭載され、こ
   の半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみ
   が請求項１〜２記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物に
   よって封止されていることを特徴とする半導体装置。