JP2001316565A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2001316565A JP2001316565A JP2000136524A JP2000136524A JP2001316565A JP 2001316565 A JP2001316565 A JP 2001316565A JP 2000136524 A JP2000136524 A JP 2000136524A JP 2000136524 A JP2000136524 A JP 2000136524A JP 2001316565 A JP2001316565 A JP 2001316565A
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- resin composition
- group
- phosphazene compound
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハロゲン系難燃剤及びアンチモン化合物を含
まず、成形性、及び難燃性、高温保管特性、耐湿信頼性
及び耐半田クラック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】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、（Ｅ）ホ
スファゼン化合物を必須成分とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物である。
まず、成形性、及び難燃性、高温保管特性、耐湿信頼性
及び耐半田クラック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】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、（Ｅ）ホ
スファゼン化合物を必須成分とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲン系難燃
剤、アンチモン化合物を含まず、難燃性、高温保管特性
に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び半導体
装置に関するものである。
剤、アンチモン化合物を含まず、難燃性、高温保管特性
に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び半導体
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品は、主にエポキシ樹脂組成物で封止さ
れている。これらのエポキシ樹脂組成物中には、難燃性
を付与するために、通常臭素原子含有難燃剤、及び三酸
化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンな
どのアンチモン化合物が配合されている。しかしなが
ら、世界的な環境保護の意識の高まりの中、ハロゲン系
難燃剤やアンチモン化合物を使用しないで、難燃性を有
するエポキシ樹脂組成物の要求が大きくなってきてい
る。又、ハロゲン系難燃剤及びアンチモン化合物を含む
エポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置を高温下で
保管した場合、これらの難燃剤成分から熱分解したハロ
ゲン化物が遊離し、半導体素子の接合部を腐食し、半導
体装置の信頼性を損なうことが知られており、難燃剤と
してハロゲン系難燃剤とアンチモン化合物を使用しなく
ても難燃グレードがＵＬ−９４のＶ−０を達成できるエ
ポキシ樹脂組成物が要求されている。このように、半導
体装置を高温下（例えば、１８５℃等）に保管した後の
半導体素子の接合部（ボンディングパッド部）の耐腐食
性のことを高温保管特性といい、この高温保管特性を改
善する手法としては、五酸化二アンチモンを使用する方
法（特開昭５５−１４６９５０号公報）や、酸化アンチ
モンと有機ホスフィンとを組み合わせる方法（特開昭６
１−５３３２１号公報）等が提案され、効果が確認され
ているが、最近の半導体装置に対する高温保管特性の高
い要求レベルに対して、エポキシ樹脂組成物の種類によ
っては不満足なものもある。これらの要求に対して、種
々の難燃剤が検討されている。例えば、水酸化アルミニ
ウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、ホウ素系
化合物が検討されてきたが、これらは多量に配合しない
と難燃性の効果が発現せず、しかも硬化性を低下させる
おそれがある。又、半導体装置の表面実装化が一般的に
なってきている現状では、吸湿した半導体装置が半田処
理時に高温にさらされ、気化した水蒸気の爆発的応力に
よりパッケージにクラックが発生したり、あるいは半導
体素子やリードフレームと半導体封止材料との界面に剥
離が発生することにより、電気的信頼性を大きく損なう
不良が生じ、これらの不良の防止、即ち耐半田性の向上
が大きな課題となっている。更に、近年の環境問題に対
して、半導体装置の実装に用いる半田に含まれる鉛を無
くす方向になってきており、それに伴い、半田処理の温
度が上昇することが確実視されており、要求される耐半
田性はより厳しくなると考えられる。この耐半田性の向
上のために、半導体封止用エポキシ樹脂組成物は無機充
填材を多量に配合することにより、これを用いて得られ
る半導体装置の低吸湿化、低熱膨張化、高強度化を図っ
てきている。このため、エポキシ樹脂としては低粘度型
のものや、常温では結晶性であるが融点を越えると極め
て低粘性を示す結晶性エポキシ樹脂を使用して、無機充
填材の配合量の増加に伴うエポキシ樹脂組成物の成形時
の流動性の低下を防止する手法が一般的にとられてい
る。結晶性エポキシ樹脂はガラス転移温度が低いため、
高温保管特性を向上させるためには、ハロゲン系難燃
剤、アンチモン化合物を使用しない系が求められてお
り、硬化阻害を起こすような難燃剤の使用は難しい。即
ち、難燃性を維持し、成形性、高温保管特性に優れ、ハ
ロゲン系難燃剤、及びアンチモン化合物を使用しないエ
ポキシ樹脂組成物が求められている。
回路等の電子部品は、主にエポキシ樹脂組成物で封止さ
れている。これらのエポキシ樹脂組成物中には、難燃性
を付与するために、通常臭素原子含有難燃剤、及び三酸
化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンな
どのアンチモン化合物が配合されている。しかしなが
ら、世界的な環境保護の意識の高まりの中、ハロゲン系
難燃剤やアンチモン化合物を使用しないで、難燃性を有
するエポキシ樹脂組成物の要求が大きくなってきてい
る。又、ハロゲン系難燃剤及びアンチモン化合物を含む
エポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置を高温下で
保管した場合、これらの難燃剤成分から熱分解したハロ
ゲン化物が遊離し、半導体素子の接合部を腐食し、半導
体装置の信頼性を損なうことが知られており、難燃剤と
してハロゲン系難燃剤とアンチモン化合物を使用しなく
ても難燃グレードがＵＬ−９４のＶ−０を達成できるエ
ポキシ樹脂組成物が要求されている。このように、半導
体装置を高温下（例えば、１８５℃等）に保管した後の
半導体素子の接合部（ボンディングパッド部）の耐腐食
性のことを高温保管特性といい、この高温保管特性を改
善する手法としては、五酸化二アンチモンを使用する方
法（特開昭５５−１４６９５０号公報）や、酸化アンチ
モンと有機ホスフィンとを組み合わせる方法（特開昭６
１−５３３２１号公報）等が提案され、効果が確認され
ているが、最近の半導体装置に対する高温保管特性の高
い要求レベルに対して、エポキシ樹脂組成物の種類によ
っては不満足なものもある。これらの要求に対して、種
々の難燃剤が検討されている。例えば、水酸化アルミニ
ウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、ホウ素系
化合物が検討されてきたが、これらは多量に配合しない
と難燃性の効果が発現せず、しかも硬化性を低下させる
おそれがある。又、半導体装置の表面実装化が一般的に
なってきている現状では、吸湿した半導体装置が半田処
理時に高温にさらされ、気化した水蒸気の爆発的応力に
よりパッケージにクラックが発生したり、あるいは半導
体素子やリードフレームと半導体封止材料との界面に剥
離が発生することにより、電気的信頼性を大きく損なう
不良が生じ、これらの不良の防止、即ち耐半田性の向上
が大きな課題となっている。更に、近年の環境問題に対
して、半導体装置の実装に用いる半田に含まれる鉛を無
くす方向になってきており、それに伴い、半田処理の温
度が上昇することが確実視されており、要求される耐半
田性はより厳しくなると考えられる。この耐半田性の向
上のために、半導体封止用エポキシ樹脂組成物は無機充
填材を多量に配合することにより、これを用いて得られ
る半導体装置の低吸湿化、低熱膨張化、高強度化を図っ
てきている。このため、エポキシ樹脂としては低粘度型
のものや、常温では結晶性であるが融点を越えると極め
て低粘性を示す結晶性エポキシ樹脂を使用して、無機充
填材の配合量の増加に伴うエポキシ樹脂組成物の成形時
の流動性の低下を防止する手法が一般的にとられてい
る。結晶性エポキシ樹脂はガラス転移温度が低いため、
高温保管特性を向上させるためには、ハロゲン系難燃
剤、アンチモン化合物を使用しない系が求められてお
り、硬化阻害を起こすような難燃剤の使用は難しい。即
ち、難燃性を維持し、成形性、高温保管特性に優れ、ハ
ロゲン系難燃剤、及びアンチモン化合物を使用しないエ
ポキシ樹脂組成物が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ハロゲン系
難燃剤、及びアンチモン化合物を含まず成形性、難燃
性、高温保管特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組
成物、及びこれを用いて半導体素子を封止してなる半導
体装置を提供するものである。
難燃剤、及びアンチモン化合物を含まず成形性、難燃
性、高温保管特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組
成物、及びこれを用いて半導体素子を封止してなる半導
体装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）エポキ
シ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、
（Ｄ）無機充填材、及び（Ｅ）ホスファゼン化合物を必
須成分とするエポキシ樹脂組成物である。更に好ましい
形態としては、ホスファゼン化合物が環状ホスファゼン
化合物であり、より好ましくは式（１）で示される環状
ホスファゼン化合物である。また、これを用いて半導体
素子を封止してなる半導体装置である。
シ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、
（Ｄ）無機充填材、及び（Ｅ）ホスファゼン化合物を必
須成分とするエポキシ樹脂組成物である。更に好ましい
形態としては、ホスファゼン化合物が環状ホスファゼン
化合物であり、より好ましくは式（１）で示される環状
ホスファゼン化合物である。また、これを用いて半導体
素子を封止してなる半導体装置である。
【化２】 （式中、ｎは３〜７の整数、Ｒは互いに同一もしくは異
なる有機基を示し、アルキル基、アルケニル基、アルコ
キシ基、アリール基、アリールオキシ基等が一般的であ
るが、又、アミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、フ
ルオロアルキル基等に代表される様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｆ
原子等を含有していても差し支えない。これらのホスフ
ァゼン化合物は、単独でも混合して用いてもよい。）
なる有機基を示し、アルキル基、アルケニル基、アルコ
キシ基、アリール基、アリールオキシ基等が一般的であ
るが、又、アミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、フ
ルオロアルキル基等に代表される様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｆ
原子等を含有していても差し支えない。これらのホスフ
ァゼン化合物は、単独でも混合して用いてもよい。）
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂とし
ては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマ
ー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分
子構造を特に限定するものではないが、例えば、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂、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、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、ト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリ
フェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エ
ポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フ
ェニレン骨格、ジフェニレン骨格等を有する）、ナフト
ール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混
合して用いても差し支えない。
ては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマ
ー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分
子構造を特に限定するものではないが、例えば、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂、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、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、ト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリ
フェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エ
ポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フ
ェニレン骨格、ジフェニレン骨格等を有する）、ナフト
ール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混
合して用いても差し支えない。
【０００６】本発明に用いるフェノール樹脂としては、
１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマ
ー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分
子構造を特に限定するものではないが、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、テルペン変性フ
ェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ジフェニレン骨格
等を有する）、ナフトールアラルキル樹脂等が挙げら
れ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
特に、フェノ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等が好ましい。これらの配合
量としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェノ
ール樹脂のフェノール性水酸基数の比が０．８〜１．３
が好ましい。
１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマ
ー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分
子構造を特に限定するものではないが、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、テルペン変性フ
ェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ジフェニレン骨格
等を有する）、ナフトールアラルキル樹脂等が挙げら
れ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
特に、フェノ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等が好ましい。これらの配合
量としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェノ
ール樹脂のフェノール性水酸基数の比が０．８〜１．３
が好ましい。
【０００７】本発明に用いる硬化促進剤としては、エポ
キシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる
ものであればよく、一般に封止材料に使用するものを使
用することができる。例えば、１，８−ジアザビシクロ
（５，４，０）ウンデセン−７、トリフェニルホスフィ
ン、２−メチルイミダゾール、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が挙げられ、これらは
単独でも混合して用いても差し支えない。
キシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる
ものであればよく、一般に封止材料に使用するものを使
用することができる。例えば、１，８−ジアザビシクロ
（５，４，０）ウンデセン−７、トリフェニルホスフィ
ン、２−メチルイミダゾール、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が挙げられ、これらは
単独でも混合して用いても差し支えない。
【０００８】本発明に用いる無機充填材としては、一般
に封止材料に使用されているものを使用することができ
る。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミ
ナ、窒化珪素等が挙げられ、これらは単独でも混合して
用いても差し支えない。無機充填材の配合量としては、
成形性と耐半田性のバランスから、全エポキシ樹脂組成
物中に６０〜９５重量％含有することが好ましい。６０
重量％未満だと、吸湿率の上昇に伴う耐半田性が低下
し、９５重量％を越えると、ワイヤースィープ及びパッ
ドシフト等の成形性の問題が生じ、好ましくない。
に封止材料に使用されているものを使用することができ
る。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミ
ナ、窒化珪素等が挙げられ、これらは単独でも混合して
用いても差し支えない。無機充填材の配合量としては、
成形性と耐半田性のバランスから、全エポキシ樹脂組成
物中に６０〜９５重量％含有することが好ましい。６０
重量％未満だと、吸湿率の上昇に伴う耐半田性が低下
し、９５重量％を越えると、ワイヤースィープ及びパッ
ドシフト等の成形性の問題が生じ、好ましくない。
【０００９】本発明に用いるホスファゼン化合物は、化
合物中にホスファゼン構造を有するものであれば良く、
例えば、式（２）で示される構造を有する化合物等を挙
げることができ、難燃剤として作用する。
合物中にホスファゼン構造を有するものであれば良く、
例えば、式（２）で示される構造を有する化合物等を挙
げることができ、難燃剤として作用する。
【化３】 （式（２）中のｎは３〜１０００の整数であり、Ｒとし
ては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ
基、アリール基、アリールオキシ基等が一般的である
が、又、アミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、フル
オロアルキル基等に代表される様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｆ原
子等を含有していても差し支えない。これらのホスファ
ゼン化合物は、単独でも混合して用いてもよい。） ホスファゼン化合物の難燃機構は、その含有しているリ
ンによる炭化促進効果、即ち、硬化物の表面に不燃性の
炭化層を形成することにより、硬化物表面の保護、及び
酸素を遮断する効果が得られること、又、含有している
窒素により、熱分解時に窒素ガスが発生し、気相におい
ても酸素を遮断することによる。この固相と気相の両方
で働く難燃効果から、ホスファゼン化合物は高い難燃性
を付与することができる。
ては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ
基、アリール基、アリールオキシ基等が一般的である
が、又、アミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、フル
オロアルキル基等に代表される様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｆ原
子等を含有していても差し支えない。これらのホスファ
ゼン化合物は、単独でも混合して用いてもよい。） ホスファゼン化合物の難燃機構は、その含有しているリ
ンによる炭化促進効果、即ち、硬化物の表面に不燃性の
炭化層を形成することにより、硬化物表面の保護、及び
酸素を遮断する効果が得られること、又、含有している
窒素により、熱分解時に窒素ガスが発生し、気相におい
ても酸素を遮断することによる。この固相と気相の両方
で働く難燃効果から、ホスファゼン化合物は高い難燃性
を付与することができる。
【００１０】好ましいホスファゼン化合物としては、本
発明のエポキシ樹脂組成物の流動性の点から、環状ホス
ファゼン化合物である。環状ホスファゼン化合物として
は、例えば、式（１）で示される環状ホスファゼン化合
物等があり、式（１）中のｎは、３〜７の整数であるこ
とが好ましい。更に、３量体の６員環を主成分としてい
ることがより好ましい。式（１）で示される環状ホスフ
ァゼン化合物としては、具体的には、例えば、ヘキサプ
ロピルシクロトリホスファゼン、テトラエトキシジプロ
ポキシシクロトリホスファゼン、ヘキサフェノキシシク
ロトリホスファゼン、ヘキサアニリノシクロトリホスフ
ァゼン、ヘキサキス（３−メルカプトプロピル）シクロ
トリホスファゼン、ヘキサキス（ヘプタフルオロプロピ
ルオキシ）シクロトリホスファゼン等が一例として挙げ
られる。又、別の環状ホスファゼン化合物の例として、
難燃性を高めるために、一つの環状ホスファゼンが別の
有機基を介して他の環状ホスファゼンと結合した形態の
化合物も好ましい。例えば、式（１）で示される一つの
環状ホスファゼンのＲの一部が他の環状ホスファゼンの
Ｒの一部との間で別の有機基を介して結合した形態の化
合物でも良く、これらの別の有機基は、単独の基だけで
はなく、他の基との複合の基でも良い。例えば、有機基
の両末端にホスファゼン基を有している化合物でも良
い。これらの環状ホスファゼン同士を結合する別の有機
基としては、例えば、１，６−ジオキシヘキサンなどの
ようにジオール化合物の水酸基から水素原子を除いた有
機基、あるいはハイドロキノン、４，４’−ビフェノー
ル、ビスフェノールＦ等の２官能フェノール化合物等の
ジヒドロキシ化合物から水素原子を除いた基等を好まし
く用いることができる。
発明のエポキシ樹脂組成物の流動性の点から、環状ホス
ファゼン化合物である。環状ホスファゼン化合物として
は、例えば、式（１）で示される環状ホスファゼン化合
物等があり、式（１）中のｎは、３〜７の整数であるこ
とが好ましい。更に、３量体の６員環を主成分としてい
ることがより好ましい。式（１）で示される環状ホスフ
ァゼン化合物としては、具体的には、例えば、ヘキサプ
ロピルシクロトリホスファゼン、テトラエトキシジプロ
ポキシシクロトリホスファゼン、ヘキサフェノキシシク
ロトリホスファゼン、ヘキサアニリノシクロトリホスフ
ァゼン、ヘキサキス（３−メルカプトプロピル）シクロ
トリホスファゼン、ヘキサキス（ヘプタフルオロプロピ
ルオキシ）シクロトリホスファゼン等が一例として挙げ
られる。又、別の環状ホスファゼン化合物の例として、
難燃性を高めるために、一つの環状ホスファゼンが別の
有機基を介して他の環状ホスファゼンと結合した形態の
化合物も好ましい。例えば、式（１）で示される一つの
環状ホスファゼンのＲの一部が他の環状ホスファゼンの
Ｒの一部との間で別の有機基を介して結合した形態の化
合物でも良く、これらの別の有機基は、単独の基だけで
はなく、他の基との複合の基でも良い。例えば、有機基
の両末端にホスファゼン基を有している化合物でも良
い。これらの環状ホスファゼン同士を結合する別の有機
基としては、例えば、１，６−ジオキシヘキサンなどの
ようにジオール化合物の水酸基から水素原子を除いた有
機基、あるいはハイドロキノン、４，４’−ビフェノー
ル、ビスフェノールＦ等の２官能フェノール化合物等の
ジヒドロキシ化合物から水素原子を除いた基等を好まし
く用いることができる。
【００１１】式（１）、式（２）中のＲとしては、耐熱
性、耐湿性の観点からはアリールオキシ基が好ましく、
エポキシ樹脂との相溶性やエポキシ樹脂組成物の流動性
の観点から、２ｎ個のＲのうち、少なくともｎ個がフェ
ノキシ基であることが、より好ましい。本発明のホスフ
ァゼン化合物の融点としては、６０〜１００℃であるも
のが好ましい。本発明のホスファゼン化合物の配合量
は、全エポキシ樹脂組成物中に０．０１〜１０重量％が
好ましく、更に好ましくは０．１〜５重量％である。
０．０１重量％未満だと難燃性が不足し、１０重量％を
越えると硬化性、耐熱性及び強度が低下し、吸湿率が増
加するので好ましくない。
性、耐湿性の観点からはアリールオキシ基が好ましく、
エポキシ樹脂との相溶性やエポキシ樹脂組成物の流動性
の観点から、２ｎ個のＲのうち、少なくともｎ個がフェ
ノキシ基であることが、より好ましい。本発明のホスフ
ァゼン化合物の融点としては、６０〜１００℃であるも
のが好ましい。本発明のホスファゼン化合物の配合量
は、全エポキシ樹脂組成物中に０．０１〜１０重量％が
好ましく、更に好ましくは０．１〜５重量％である。
０．０１重量％未満だと難燃性が不足し、１０重量％を
越えると硬化性、耐熱性及び強度が低下し、吸湿率が増
加するので好ましくない。
【００１２】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜
（Ｅ）成分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じ
てシランカップリング剤、カーボンブラック等の着色
剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤、及びシリ
コーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤
を適宜配合しても差し支えない。又、本発明のエポキシ
樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分、及びその他の添加
剤等をミキサー等を用いて充分に均一に混合した後、更
に熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、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
導体素子等の各種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従来からの
成形方法で硬化成形すればよい。
（Ｅ）成分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じ
てシランカップリング剤、カーボンブラック等の着色
剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤、及びシリ
コーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤
を適宜配合しても差し支えない。又、本発明のエポキシ
樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分、及びその他の添加
剤等をミキサー等を用いて充分に均一に混合した後、更
に熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、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
導体素子等の各種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従来からの
成形方法で硬化成形すればよい。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割
合は重量部とする。 ＜実施例１＞ 式（３）の構造を主成分とするビフェニル型エポキシ樹脂（融点１０５℃、エ ポキシ当量１９１ｇ／ｅｑ．） ５．８重量部
が、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割
合は重量部とする。 ＜実施例１＞ 式（３）の構造を主成分とするビフェニル型エポキシ樹脂（融点１０５℃、エ ポキシ当量１９１ｇ／ｅｑ．） ５．８重量部
【化４】
【００１４】 式（４）で示されるフェノール樹脂（軟化点７５℃、水酸基当量１７４ｇ／ｅ ｑ．） ５．２重量部
【化５】
【００１５】 トリフェニルホスフィン ０．２重量部 溶融球状シリカ（平均粒径２０μｍ） ８７．０重量部 式（５）で示されるホスファゼン化合物１ １．０重量部
【化６】 カーボンブラック ０．３重量部 カルナバワックス ０．５重量部 をミキサーを用いて常温で混合した後、表面温度が９０
℃と４５℃の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。
℃と４５℃の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。
【００１６】＜評価方法＞ 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て、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。 硬化性：金型温度１７５℃、硬化時間２分で成形し、型
開き１０秒後のバコール硬度（Ｎｏ．９３５）を測定し
た値とした。 吸湿率：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７
５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で直径
５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を成形し、１７５℃、８時
間で後硬化し、８５℃、相対湿度８５％の環境下で１６
８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％。 熱時曲げ強度：熱時曲げ強度をＪＩＳ Ｋ ６９１１に
準じて（２４０℃で）測定した。単位はＮ／ｍｍ2。 難燃性：低圧トランスファー成形機を用いて成形温度１
７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で試験片
（１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×３．２ｍｍ）を成形し、
１７５℃、８時間で後硬化した後、ＵＬ−９４垂直法に
準じてΣＦ、Ｆmaxを測定し、難燃性を判定した。 耐半田性：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８
０ｐＱＦＰ（２ｍｍ厚、チップサイズ９．０ｍｍ×９．
０ｍｍ）を成形し、１７５℃、８時間で後硬化し、得ら
れたパッケージを８５℃、相対湿度８５％で１６８時間
放置し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。
顕微鏡でパッケージを観察し、クラック発生率［（外部
クラック発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１
００］を算出した。単位は％。又、半導体素子とエポキ
シ樹脂組成物の硬化物の剥離面積の割合を超音波探傷装
置を用いて測定し、剥離率［（剥離面積）／（半導体素
子面積）×１００］を求めた。単位は％。 高温保管特性：低圧トランスファー成形機を用いて成形
温度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で
１６ｐＤＩＰ（チップサイズ３．０ｍｍ×３．５ｍｍ）
を成形し、１７５℃、８時間で後硬化した後、高温保管
試験（１８５℃、１０００時間）を行い、配線間の電気
抵抗値が初期値に対し２０％増加したパッケージを不良
と判定した。１５個のパッケージ中の不良率を百分率で
示した。単位は％。
ラルフロー測定用の金型を用いて、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。 硬化性：金型温度１７５℃、硬化時間２分で成形し、型
開き１０秒後のバコール硬度（Ｎｏ．９３５）を測定し
た値とした。 吸湿率：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７
５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で直径
５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を成形し、１７５℃、８時
間で後硬化し、８５℃、相対湿度８５％の環境下で１６
８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％。 熱時曲げ強度：熱時曲げ強度をＪＩＳ Ｋ ６９１１に
準じて（２４０℃で）測定した。単位はＮ／ｍｍ2。 難燃性：低圧トランスファー成形機を用いて成形温度１
７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で試験片
（１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×３．２ｍｍ）を成形し、
１７５℃、８時間で後硬化した後、ＵＬ−９４垂直法に
準じてΣＦ、Ｆmaxを測定し、難燃性を判定した。 耐半田性：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８
０ｐＱＦＰ（２ｍｍ厚、チップサイズ９．０ｍｍ×９．
０ｍｍ）を成形し、１７５℃、８時間で後硬化し、得ら
れたパッケージを８５℃、相対湿度８５％で１６８時間
放置し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。
顕微鏡でパッケージを観察し、クラック発生率［（外部
クラック発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１
００］を算出した。単位は％。又、半導体素子とエポキ
シ樹脂組成物の硬化物の剥離面積の割合を超音波探傷装
置を用いて測定し、剥離率［（剥離面積）／（半導体素
子面積）×１００］を求めた。単位は％。 高温保管特性：低圧トランスファー成形機を用いて成形
温度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で
１６ｐＤＩＰ（チップサイズ３．０ｍｍ×３．５ｍｍ）
を成形し、１７５℃、８時間で後硬化した後、高温保管
試験（１８５℃、１０００時間）を行い、配線間の電気
抵抗値が初期値に対し２０％増加したパッケージを不良
と判定した。１５個のパッケージ中の不良率を百分率で
示した。単位は％。
【００１７】＜実施例２、３＞表１の配合に従い、実施
例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１
と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。 ＜比較例１〜４＞表１の配合に従い、実施例１と同様に
してエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして
評価を行った。結果を表１に示す。なお、実施例で用い
たホスファゼン化合物２は式（６）の構造で示される。
又、比較例で用いた臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂はエポキシ当量３６５ｇ／ｅｑ．、臭素原子含有率
４８重量％である。
例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１
と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。 ＜比較例１〜４＞表１の配合に従い、実施例１と同様に
してエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして
評価を行った。結果を表１に示す。なお、実施例で用い
たホスファゼン化合物２は式（６）の構造で示される。
又、比較例で用いた臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂はエポキシ当量３６５ｇ／ｅｑ．、臭素原子含有率
４８重量％である。
【化７】
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明に従うと、ハロゲン系難燃剤、及
びアンチモン化合物を含まず、成形性に優れた半導体封
止用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、難燃性、高温保管特性、耐湿信頼性、及び耐半
田クラック性に優れる。
びアンチモン化合物を含まず、成形性に優れた半導体封
止用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、難燃性、高温保管特性、耐湿信頼性、及び耐半
田クラック性に優れる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 CC03X CC10X CD03W CD04W CD05W CD06W CD18W DJ016 EU118 EW138 EW157 EY018 FD016 FD137 FD14X FD158 GQ05 4J036 AC02 AC18 AD01 AD07 AD08 AD10 AE05 AF06 AF07 AK02 DC41 DC46 FA04 FA05 FA06 FB07 GA06 GA23 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB07 EB12 EC20
Claims (6)
- 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、及び
（Ｅ）ホスファゼン化合物を必須成分とすることを特徴
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 ホスファゼン化合物が、環状ホスファゼ
ン化合物である請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 - 【請求項３】 環状ホスファゼン化合物が、式（１）で
示される環状ホスファゼン化合物である請求項２記載の
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中、ｎは３〜７の整数、Ｒは互いに同一もしくは異
なる有機基を示し、アルキル基、アルケニル基、アルコ
キシ基、アリール基、アリールオキシ基等が一般的であ
るが、又、アミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、フ
ルオロアルキル基等に代表される様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｆ
原子等を含有していても差し支えない。これらのホスフ
ァゼン化合物は、単独でも混合して用いてもよい。） - 【請求項４】 式（１）で示される環状ホスファゼン化
合物の２ｎ個のＲのうち、少なくともｎ個がフェノキシ
基である請求項３記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 - 【請求項５】 全エポキシ樹脂組成物中に含有される臭
素原子及びアンチモン原子が、それぞれ０．１重量％未
満である請求項１、２、３、又は４記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項６】 請求項１〜５記載のいずれかの半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止して
なることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000136524A JP2001316565A (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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| JP2000136524A JP2001316565A (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001316565A true JP2001316565A (ja) | 2001-11-16 |
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|---|---|---|---|
| JP2000136524A Pending JP2001316565A (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001316565A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7122587B2 (en) * | 2002-10-10 | 2006-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Semiconductor encapsulating flame retardant epoxy resin composition and semiconductor device |
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| JPS61113613A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-05-31 | Fujitsu Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH06247989A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-09-06 | Nippon Kayaku Co Ltd | 環状ホスファゼン化合物、樹脂組成物及びその硬化物 |
| JPH10259292A (ja) * | 1997-01-17 | 1998-09-29 | Hitachi Chem Co Ltd | 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品 |
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-
2000
- 2000-05-10 JP JP2000136524A patent/JP2001316565A/ja active Pending
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