JP2002114890A - 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄型の表面実装型パッケージにおいてもチップ
シフトが少なく、耐リフロークラック性及び耐ボイド性
に優れた封止用エポキシ樹脂成形材料、並びにこれによ
り封止した素子を備えた電子部品装置を提供する。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤及び（Ｄ）充填剤を必須成分とし、Ｓ
ＤＲ粘度が１００Ｐａ・ｓ以下である封止用エポキシ樹
脂成形材料、並びにこの封止用エポキシ樹脂成形材料に
より封止された素子を備えた電子部品装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に薄型の表面実
装型パッケージに好適な、耐リフロークラック性及び耐
ボイド性に優れた封止用エポキシ樹脂成形材料並びにこ
れにより封止された素子を備える電子部品装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トランジスタ、ＩＣ等の電子
部品装置の素子封止の分野では生産性、コスト等の面か
ら樹脂封止が主流となり、エポキシ樹脂成形材料が広く
用いられている。この理由は、エポキシ樹脂が作業性、
成形性、電気特性、耐湿性、耐熱性、機械特性、インサ
ート品との接着性等の諸特性にバランスがとれているた
めである。

【０００３】近年、電子部品の高密度実装化が進んでい
る。これに伴い、電子部品装置は従来のピン挿入型のパ
ッケージから、表面実装型のパッケージが主流になって
いる。表面実装型のＩＣ、ＬＳＩなどは、実装密度を高
くし実装高さを低くするために、薄型、小型のパッケー
ジになっており、素子のパッケージに対する占有体積が
大きくなり、パッケージの肉厚は非常に薄くなってき
た。さらに、これらのパッケージは従来のピン挿入型の
ものと実装方法が異なっている。すなわち、ピン挿入型
パッケージはピンを配線板に挿入した後、配線板裏面か
らはんだ付けを行うため、パッケージが直接高温にさら
されることがなかった。しかし、表面実装型ＩＣは配線
板表面に仮止めを行い、はんだバスやリフロー装置など
で処理されるため、直接はんだ付け温度（リフロー温
度）にさらされる。この結果、ＩＣパッケージが吸湿し
た場合、はんだ付け時に吸湿水分が急激に膨張気化し
て、発生した蒸気圧が剥離応力として働き、素子、リー
ドフレーム等のインサートと封止用エポキシ樹脂成形材
料との間で剥離が発生し、パッケージをクラックさせて
しまう。現在、この現象が表面実装型ＩＣに係わる大き
な問題となっている。

【０００４】また、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Pac
kage）、ＴＱＦＰ（Thin Quad FlatPackage）等の肉厚
が非常に薄いパッケージでは、封止用エポキシ樹脂成形
材料の粘性が高いと、成形時にチップシフトが発生し、
これらのシフトにより、ボイドが発生したり、上下の封
止用エポキシ樹脂成形材料の肉厚のバランスが崩れ、リ
フロークラックが発生したりしてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現行のベース樹脂組成
で封止したＩＣパッケージでは、上記の問題が避けられ
ないため、ＩＣを防湿梱包して出荷したり、配線板へ実
装する前に予めＩＣを十分乾燥して使用するなどの方法
がとられている。しかし、これらの方法は手間がかか
り、コストも高くなる。また、高化式フローテスタ、Ｒ
ＰＡで測定した粘度を低くする方向で、従来封止用エポ
キシ樹脂成形材料の組成設計を行ってきたが、これらの
方法だけでは十分な解決には至っていない。

【０００６】本発明はかかる状況に鑑みなされたもの
で、薄型の表面実装型パッケージにおいてもチップシフ
トが少なく、耐リフロークラック性及び耐ボイド性に優
れた封止用エポキシ樹脂成形材料並びにこれにより封止
した素子を備えた電子部品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】発明者らは上記の課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、低せん断領域の
粘度の測定が可能なＳＤＲで測定した粘度（ＳＤＲ粘
度）がチップシフトに関係していることを突き止め、こ
のＳＤＲ粘度を規定した特定の封止用エポキシ樹脂成形
材料により上記の目的を達成しうることを見い出し、本
発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、（１）（Ａ）エポキ
シ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤及び（Ｄ）充
填剤を必須成分とし、ＳＤＲ粘度が１００Ｐａ・ｓ以下
である封止用エポキシ樹脂成形材料、（２）（Ｃ）硬化
促進剤が有機ホスフィン化合物とキノン化合物との付加
物を含有してなる上記（１）記載の封止用エポキシ樹脂
成形材料、（３）有機ホスフィン化合物がトリフェニル
ホスフィンで、キノン化合物が１，４−ベンゾキノンで
ある上記（２）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（４）（Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂
を５０重量％以下含有してなる上記（１）〜（３）のい
ずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、（５）
（Ｂ）硬化剤がフェノール・アラルキル樹脂を５０重量
％以上含有してなる上記（１）〜（４）のいずれかに記
載の封止用エポキシ樹脂成形材料、及び（６）（Ｄ）充
填剤の配合量が封止用エポキシ樹脂成形材料に対して７
８〜９５重量％である上記（１）〜（５）のいずれかに
記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、並びに（７）上記
（１）〜（７）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂
成形材料により封止された素子を備えた電子部品装置に
関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる（Ａ）
エポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に
使用されているもので特に制限はないが、例えば、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール、ク
レゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビ
スフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のフェノール類及
び／又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキ
シナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデ
ヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化
合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノ
ボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置
換又は非置換のビフェノール等のジグリシジルエーテル
などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、スチルベン
型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタ
ル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンの
反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹
脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポ
リアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグ
リシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン
とフェノ−ル類及び／又はナフトール類との共縮合樹脂
のエポキシ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、
フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂
等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、トリ
メチロールプロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポ
キシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して
得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ
樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上
を組み合わせて用いてもよい。

【００１０】中でも、下記一般式（Ｉ）等で示されるビ
フェニル型エポキシ樹脂を用いる場合、連続作業性の観
点から、その配合量はエポキシ樹脂に対して５０重量％
以下とすることが好ましい。

【化１】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素原子及び炭素数１〜１０の置
換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同
一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示
す。） 上記一般式（Ｉ）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂
としては、例えば、４，４’−ビス（２，３−エポキシ
プロポキシ）ビフェニル又は４，４’−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメ
チルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂、エピクロ
ルヒドリンと４，４’−ビフェノール又は４，４’−
（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールと
を反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。

【００１１】本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤
は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されてい
るもので特に制限はないが、例えば、フェノール、クレ
ゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノ
ール等のフェノール類及び／又はα−ナフトール、β−
ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類
とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物と
を酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、フ
ェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキ
シレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成
されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラ
ルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂などが挙げ
られ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて
用いてもよい。

【００１２】中でも耐リフロークラック性及び接着性の
観点からは、下記一般式（II）等で示されるフェノール
・アラルキル樹脂が好ましく、Ｒが水素原子で、ｎの平
均値が０〜８であるフェノール・アラルキル樹脂がより
好ましく、具体例としては、ｐ−キシリレン型ザイロッ
ク、ｍ−キシリレン型ザイロック等が挙げられる。この
フェノール・アラルキル樹脂を用いる場合、その配合量
は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して５０
重量％以上が好ましい。

【化２】 （ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は
非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の
整数を示す。）

【００１３】（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との当
量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数／硬化
剤中の水酸基数の比は、特に制限はないが、それぞれの
未反応分を少なく抑えるために０．５〜２の範囲に設定
されることが好ましく、０．６〜１．３がより好まし
い。成形性及び耐リフロークラック性に優れる封止用エ
ポキシ樹脂成形材料を得るためには０．８〜１．２の範
囲に設定されることがさらに好ましい。

【００１４】本発明において用いられる（Ｃ）硬化促進
剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されて
いるもので特に制限はないが、例えば、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、５、６−ジブチ
ルアミノ−１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウ
ンデセン−７等のシクロアミジン化合物及びこれらの化
合物に無水マレイン酸、１，４−ベンゾキノン、２，５
−トルキノン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチ
ルベンゾキノン、２，６−ジメチルベンゾキノン、２，
３−ジメトキシ−５−メチル−１，４−ベンゾキノン、
２，３−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル
−１，４−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェ
ニルメタン、フェノール樹脂などのπ結合をもつ化合物
を付加してなる分子内分極を有する化合物、ベンジルジ
メチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ
エタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノー
ル等の３級アミン類及びこれらの誘導体、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等のイミダゾール類及びこれ
らの誘導体、トリブチルホスフィン、メチルジフェニル
ホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メ
チルフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フ
ェニルホスフィン等の有機ホスフィン化合物及びこれら
の有機ホスフィン化合物に無水マレイン酸、上記キノン
化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ
結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有するリ
ン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニル
ボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレ
ート、２−エチル−４−メチルイミダゾールテトラフェ
ニルボレート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェニルボ
レート等のテトラフェニルボロン塩及びこれらの誘導体
などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組
み合わせて用いてもよい。中でも成形性、耐リフローク
ラック性の観点からは有機ホスフィン化合物とキノン化
合物との付加物が好ましく、トリフェニルホスフィンと
１，４−ベンゾキノンとの付加物がより好ましい。

【００１５】（Ｃ）硬化促進剤の配合量は、硬化促進効
果が達成される量であれば特に制限されるものではない
が、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．００５〜
２重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜１重量
％である。０．００５重量％未満では短時間での硬化性
に劣る傾向があり、２重量％を超えると硬化速度が速す
ぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向がある。

【００１６】本発明において用いられる（Ｄ）充填剤
は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向
上のために成形材料に配合されるものであり、無機充填
剤を用いることが好ましい。例えば、溶融シリカ、結晶
シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カ
ルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒
化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコ
ン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライ
ト、チタニア等の粉体、又はこれらを球形化したビー
ズ、ガラス繊維などが挙げられる。さらに、難燃効果の
ある無機充填剤としては水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛等が挙げられ
る。これらの無機充填剤は単独で用いても２種以上を組
み合わせて用いてもよい。中でも、線膨張係数の低減の
観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアル
ミナが好ましく、無機充填剤の形状は成形時の流動性及
び金型摩耗性の点から球形が好ましい。 （Ｄ）充填剤の配合量は、耐リフロークラック性及び成
形性の観点から、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して
７８〜９５重量％が好ましく、８０〜９０重量％がより
好ましい。

【００１７】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、
チップシフトの発生を抑制する観点から、ＳＤＲ粘度が
１００Ｐａ・ｓ以下であることが必要で、９０Ｐａ・ｓ
以下が好ましく、８０Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。こ
こでＳＤＲ粘度とは、スリットダイレオメータを用いて
測定した粘度で、スリット形状が８ｍｍ幅×０．８ｍｍ
厚×１２．５ｍｍ長、測定温度が１７５℃、せん断速度
が５０ｓ^−１の条件で測定した粘度をいい、測定開始後
１０秒の値で定義した。好ましくは図１に示すような装
置で測定される。図１の装置（スリットダイレオメー
タ）は、一定速度で駆動するプランジャー１、リザーバ
２（封止用エポキシ樹脂成形材料３溜め）を介してその
先端に封止用エポキシ樹脂成形材料を流出させるための
スリット４が設けられた金型５を備え、スリット４の上
流側には流動圧力を測定するための圧力センサ６及びス
リット部には温度センサ７が設けられている。溶融した
封止用エポキシ樹脂成形材料を、一定の流量Ｑでスリッ
トから流出させ、この時の圧力損失Δｐを測定すれば、
次の式（１）により粘度ηを求めることができる。 η＝（Δｐ・Ｗ・Ｈ^３・ｆ（Ｗ／Ｈ））／４ＬＱ……（１） ここで、ηは粘度（Ｐａ・ｓ）、Δｐは圧力損失（Ｐ
ａ）、２Ｗはスリットの幅（ｍｍ）、２Ｈはスリットの
厚み（ｍｍ）、Ｌはスリットの長さ（ｍｍ）を示す。Ｑ
は流量（ｍｍ^３／ｓ）でプランジャー速度とプランジャ
ーの断面積の積で示される。また、ｆ（Ｗ／Ｈ）はスリ
ット形状定数で、Ｗ／Ｈ＝１０のとき、ｆ（Ｗ／Ｈ）＝
５．０である。ＳＤＲ粘度の測定においては、せん断速
度を特定することが重要で、せん断速度γ（ｓ^−１）
は、次の式（２）により求めることができる。用いるプ
ランジャーの断面積及び速度を調整することにより流量
Ｑを調整して、任意のせん断速度γを設定することがで
きる。 γ＝４Ｑ／（（１＋Ｈ／Ｗ）・Ｗ・Ｈ^２・ｆ（Ｗ／Ｈ））……（２） 図１の装置（スリットダイレオメータ）を用いてＳＤＲ
粘度を測定した結果の一例を図２に示す。ＳＤＲ粘度の
測定値データは図２に示すような粘度の時間変化で得ら
れ、実成形における充填時間に対応する時刻における粘
度を得ることができる。本発明においては、溶融した封
止用エポキシ樹脂成形材料がスリットから流出を開始し
てから１０秒後の測定結果から、ＳＤＲ粘度を定義し
た。ＳＤＲ粘度は、高化式フローテスタ粘度やＲＰＡ粘
度と異なり、封止用エポキシ樹脂成形材料粘度によらず
一定のせん断速度下で測定できるため、プランジャー速
度とスリット形状の変更によって、実成形に対応する任
意のせん断速度で測定が可能である。

【００１８】本発明においては、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）充填剤及びそ
の他の添加剤として用いる成分の組み合わせ及び配合量
を調整することによって、ＳＤＲ粘度が１００Ｐａ・ｓ
以下である封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることがで
きる。（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤及び（Ｃ）硬
化促進剤の選定と（Ｄ）充填剤の配合量が特に重要であ
る。

【００１９】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、樹脂成分と充填剤との接着性を高めるために、必要
に応じて、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノ
シラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラ
ン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニ
ウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物
等の公知のカップリング剤を添加することができる。こ
れらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキ
シ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、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、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、γ-アニリノプロピルトリメト
キシシラン、γ-アニリノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、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、γ−（β−
アミノエチル）アミノプロピルジメトキシメチルシラ
ン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジア
ミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エ
チレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチル
ジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、Ｎ−β
−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメ
トキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシ
シラン等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジ
オクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピ
ルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネー
ト、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）
チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−
１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネ
ート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシア
セテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェ
ート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノ
イルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステア
ロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼン
スルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイル
ジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチル
ホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフ
ェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチ
ルホスファイト）チタネート等のチタネート系カップリ
ング剤などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以
上を組み合わせて用いてもよい。

【００２０】上記カップリング剤の配合量は、（Ｄ）充
填剤に対して０．０５〜３重量％であることが好まし
く、０．１〜２．５重量％がより好ましい。０．０５重
量％未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があ
り、３重量％を超えるとパッケージの成形性が低下する
傾向がある。

【００２１】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン酸エ
ステル、赤リン等の燐化合物、メラミン、メラミンシア
ヌレート、メラミン変性フェノール樹脂、グアナミン変
性フェノール樹脂等の含窒素化合物、シクロホスファゼ
ン等の燐／窒素含有化合物、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化モ
リブデン、フェロセン等の金属化合物などの従来公知の
難燃剤を必要に応じて添加することができる。

【００２２】また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性、高温放置特性を
向上させる観点から陰イオン交換体を添加することもで
きる。陰イオン交換体としては特に制限はなく、従来公
知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタ
ルサイト類や、マグネシウム、アルミニウム、チタン、
ジルコニウム、ビスマスから選ばれる元素の含水酸化物
等が挙げられ、これらを単独又は２種以上を組み合わせ
て用いることができる。中でも、下記一般式（III）で
示されるハイドロタルサイトが好ましい。

【化３】 Ｍｇ_１−ＸＡｌ_Ｘ（ＯＨ）_２（ＣＯ_３）_Ｘ／２・ｍＨ_２Ｏ ……（III ） （０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の整数）

【００２３】さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂成形
材料には、その他の添加剤として、高級脂肪酸、高級脂
肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリオレフィン系ワ
ックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の離型剤、
カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイルやシリ
コーンゴム粉末等の応力緩和剤などを必要に応じて配合
することができる。

【００２４】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、
各種原材料を均一に分散混合できるのであれば、いかな
る手法を用いても調製できるが、一般的な手法として、
所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合し
た後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し
た後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。成形
条件に合うような寸法及び重量でタブレット化すると使
いやすい。

【００２５】本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形
材料により素子を封止して得られる電子部品装置として
は、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、配線
板、ガラス、シリコンウエハ等の支持部材に、半導体チ
ップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動
素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の素
子を搭載し、必要な部分を本発明の封止用エポキシ樹脂
成形材料で封止した、電子部品装置などが挙げられる。
このような電子部品装置としては、例えば、リードフレ
ーム上に半導体素子を固定し、ボンディングパッド等の
素子の端子部とリード部をワイヤボンディングやバンプ
で接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を
用いてトランスファ成形などにより封止してなる、ＤＩ
Ｐ（DualInline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded
Chip Carrier）、ＱＦＰ（QuadFlat Package）、ＳＯ
Ｐ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline
J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Pac
kage）、ＴＱＦＰ（ThinQuad Flat Package）等の一般
的な樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにバンプで接続し
た半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料で封止したＴＣＰ（Tape Carrier Package）、配線板
やガラス上に形成した配線に、ワイヤーボンディング、
フリップチップボンディング、はんだ等で接続した半導
体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の
能動素子及び／又はコンデンサ、抵抗体、コイル等の受
動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止
したＣＯＢ（Chip On Board）モジュール、ハイブリッ
ドＩＣ、マルチチップモジュール、裏面に配線板接続用
の端子を形成した有機基板の表面に素子を搭載し、バン
プまたはワイヤボンディングにより素子と有機基板に形
成された配線を接続した後、本発明の封止用エポキシ樹
脂成形材料で素子を封止したＢＧＡ（Ball Grid Arra
y）、ＣＳＰ（Chip Size Package）などが挙げられる。
また、プリント回路板にも本発明の封止用エポキシ樹脂
成形材料は有効に使用できる。

【００２６】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用
いて素子を封止する方法としては、低圧トランスファ成
形法が最も一般的であるが、インジェクション成形法、
圧縮成形法等を用いてもよい。

【００２７】

【実施例】次に実施例により本発明を説明するが、本発
明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２８】実施例１〜１０、比較例１〜２ エポキシ樹脂としてエポキシ当量１９５、軟化点６５℃
のｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ
樹脂１：住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＣＮ−１９
０）及び／又はエポキシ当量１９６、融点１０６℃のビ
フェニル型エポキシ樹脂（エポキシ樹脂２：油化シェル
エポキシ株式会社製商品名エピコートＹＸ−４０００
Ｈ）、硬化剤として軟化点７０℃のフェノール・アラル
キル樹脂（硬化剤１：三井化学株式会社製商品名ミレッ
クスＸＬ−２２５）及び／又はフェノールノボラック樹
脂（硬化剤２：明和化成株式会社製商品名Ｈ−１０
０）、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンと１，
４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤１）又はジア
ザビシクロウンデセンのフェノールノボラック塩（硬化
促進剤２：サンアプロ株式会社製商品名ＳＡ−８４
１）、充填剤として平均粒径５．５μｍ、比表面積５．
０ｍ^２／ｇの角状溶融シリカ及び平均粒径３０μｍ、比
表面積３．８ｍ^２／ｇの球状溶融シリカ、カップリング
剤としてエポキシシラン（日本ユニカー株式会社製商品
名Ａ−１８７）、難燃剤として臭素含量４８重量％のビ
スフェノールＡ型臭素化エポキシ樹脂（臭素化エポキ
シ：住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＢ−４００Ｔ）
及び三酸化アンチモン（住友金属鉱山株式会社製商品名
ＲＸ）、離型剤としてポリエチレンワックス（クラリア
ントジャパン株式会社製商品名ＰＥＤ−１９１）及びカ
ルナバワックス（株式会社セラリカＮＯＤＡ製）、着色
剤としてカーボンブラック（キャボット・スペシャリテ
ィ・ケミカルズ・インク製商品名ＭＯＮＡＲＣＨ８０
０）をそれぞれ表１に示す重量部で配合し、予備混合
（ドライブレンド）した後、混練温度８０℃、混練時間
１０分の条件で二軸ロール混練を行い、冷却粉砕して、
実施例１〜１０及び比較例１〜２の封止用エポキシ樹脂
成形材料を作製した。

【００２９】

【表１】

【００３０】作製した実施例及び比較例の封止用エポキ
シ樹脂成形材料を、次の各試験により評価した。なお、
封止用エポキシ樹脂成形材料は、トランスファ成形機に
より、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化
時間９０秒の条件で成形した。また、後硬化は１７５℃
で５時間行った。 （１）スパイラルフロー（流動性の指標） ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金
型を用いて封止用エポキシ樹脂成形材料を上記の条件で
成形し、流動距離（ｃｍ）を求めた。 （２）フローテスタ粘度 封止用エポキシ樹脂成形材料２ｇを直径１０ｍｍのタプ
レットにして、高化式フローテスタ（株式会社島津製作
所製）を用いて以下のとおり粘度の測定を行った。タブ
レットをポット部に入れた後、ただちにプランジャーを
のせ、１０秒予熱後、１７５℃で０．９８ＭＰａの圧力
をかけ、溶融した材料をポット中の直径１ｍｍ、高さ１
０ｍｍの円管の中を通過させ、円管通過時の流出スピー
ドより、次式を用いて粘度を算出した。 η＝（π×Ｐ×Ｒ^４）／（８×Ｌ×Ｑ） （ここで、ηは粘度（Ｐａ・ｓ）、Ｐは圧力（Ｐａ）、
Ｒ：円管の直径（ｍｍ）、Ｌは円管の長さ（ｍｍ）、Ｑ
は流量（ｍｍ^３／ｓ）を示す。）流量Ｑは次式により求
められる。 Ｑ＝（Ｘ_ｍａｘ−Ｘ_ｍｉｎ）Ａ／ｔ （ここで、Ｘ_ｍａｘは計測終了点（ｍｍ）、Ｘ_ｍｉｎは
計測開始点（ｍｍ）、ｔは計測時間（ｓ）、Ａはプラン
ジャー断面積（ｍｍ^２）を示す。） （３）ＲＰＡ粘度 ＲＰＡ装置（日立東京エレクトロニクス製Resin Rheolo
gical Parameter Analyzer）を用いて、６５ｃｍ^３の封
止用エポキシ樹脂成形材料を金型温度１７５℃、プラン
ジャー圧力６．９ＭＰａの条件でスパイラル状の直径４
ｍｍの円管金型に流した時の最低溶融粘度を、次式によ
り測定した。 η＝（π×ΔＰ×Ｒ^４）／（８×Ｌ×Ｑ） （ここで、ηは粘度（Ｐａ・ｓ）、ΔＰは圧力損失（Ｐ
ａ）、Ｒは円管の直径（ｍｍ）、Ｌは流動距離（ｍ
ｍ）、Ｑは流量（ｍｍ^３／ｓ）を示す。）流量Ｑはプラ
ンジャー変位量から、圧力損失ΔＰは円管入口部分の圧
力センサにより封止用エポキシ樹脂成形材料の溶融時の
流入圧力とプランジャーの移送圧の差から、それぞれ求
められる。 （４）ＳＤＲ粘度 ８ｍｍ幅×０．８ｍｍ厚×１２．５ｍｍ長のスリット、
及び直径１８．６ｍｍ（断面積２７１．５８ｍｍ^２）の
プランジャーを有するスリットダイレオメータ（図１）
を用いて、測定温度１７５℃、せん断速度γ＝５０ｓ
^−１の条件で、スリットから封止用エポキシ樹脂成形材
料を流出させ、１０秒後の圧力損失Δｐ（Ｐａ）を測定
し、次式によりＳＤＲ粘度η（Ｐａ・ｓ）を求めた。 η＝（Δｐ・Ｗ・Ｈ^３・ｆ（Ｗ／Ｈ））／４ＬＱ ここで、２Ｗはスリットの幅（ｍｍ）、２Ｈはスリット
の厚み（ｍｍ）、Ｌはスリットの長さ（ｍｍ）を示す。
また、ｆ（Ｗ／Ｈ）はスリット形状定数でＷ／Ｈ＝１０
のとき５．０を示す。流量Ｑ（ｍｍ^３／ｓ）はプランジ
ャーの断面積と速度の積から求められ、せん断速度γが
５０ｓ^−１となるようブランジャーの速度を０．１６２
ｍｍ／ｓに調整した。 （５）Ａｌピール接着力 アルミ（Ａｌ）ピール接着力は、厚み３０μｍのアルミ
ホイルを金型に敷き、封止用エポキシ樹脂成形材料をト
ランスファ成形機にて金型温度１８０℃、成形圧力６．
９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形し、１７５℃で
５時間の条件で後硬化して作製した試験片（１２７×１
２．７×４．０ｍｍ）を、テンシロン（オリエンテック
社製ＲＴＭ−１００）を用い、引き剥がし速度５０ｍｍ
／分の条件で、１２．７ｍｍ幅のアルミホイルを直角方
向に引き剥がし、その強度（Ｎ／ｍ）を測定した。 （６）チップシフト及びボイド ＬＯＣ（Lead On Chip）構造の４２アロイリードフレー
ム（日立電線株式会社製）上に８．６×１５．０×０．
２８ｍｍ厚のシリコーンチップを搭載した、リードフレ
ーム上面からパッケージ上面までの厚みが０．２２ｍ
ｍ、チップ下面からパッケージ下面までの厚みが０．２
８ｍｍのＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）を、
封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件でプレス
（エムテックス松村株式会社製ATOM TSOP ２４ｐ用）に
て１７５℃、９．８ＭＰａ、９０ｓの条件で成形して作
製し、チップシフト及び外観ウェルボイドの発生を観察
し、チップシフトについてはシフト量２０μｍ未満を良
好、２０μｍ以上を不良とし、ボイドについてはボイド
量０．３ｍｍ未満のもの良好、０．３ｍｍ以上のものを
不良とした。 （７）耐リフロークラック性 上記（６）と同様にして作製したＴＳＯＰ（Thin Small
Outline Package）を１７５℃で５時間後硬化した後、
８５℃／６５％ＲＨ及び８５℃／８５％ＲＨの条件で１
６８時間加湿した後、２４０℃／１５秒の条件でリフロ
ー処理を行い、クラックの有無を観察し、外部クラック
及び内部クラックの発生がともに見られないものを良
好、内部クラックのみ発生しているものを可、両者とも
発生しているものを不良とした。 （８）連続作業性 外形寸法１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍのＱＦＰ８０ピン
パッケージを１ショットで６０個成形できる金型を用い
て、封止用エポキシ樹脂成形材料を１７５℃、６．９Ｍ
ｐａ、９０秒の条件で連続５０ショット成形し、カル部
の張り付きを観察して、張り付きが見られたショット数
で評価した。連続５０ショット張り付きが見られなかっ
た場合は表２中に「＞５０」と表示した。評価結果を表
２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】ＳＤＲ粘度が本発明の規定範囲外の比較例
１、２は、チップシフト及びボイドの発生が見られ、耐
リフロークラック性に劣っている。これに対して、実施
例１〜１０はいずれもチップシフト及びボイドの発生が
少なく、耐リフロークラック性も良好である。特に、エ
ポキシ樹脂及び硬化剤を好ましい組成で用い、無機充填
剤の配合量が７８〜９５重量％の範囲内である実施例１
〜４は耐リフロークラック性に著しく優れ、連続作業性
も良好であることが示される。

【００３３】

【発明の効果】本発明になる封止用エポキシ樹脂成形材
料を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば、実
施例で示したようにＴＳＯＰのような薄型の表面実装型
パッケージにおいてもチップシフトが少なく、耐リフロ
ークラック性及び耐ボイド性が良好で、信頼性に優れる
電子部品装置を得ることができるので、その工業的価値
は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＤＲ粘度測定装置（スリットダイレオメー
タ）

【図２】ＳＤＲ粘度の測定結果の一例を示す図

【符号の説明】

１：プランジャー ２：リザーバ ３：封止用エポキシ樹脂成形材料 ４：スリット ５：金型 ６：圧力センサ ７：温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── 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 渡辺 尚紀 茨城県結城市大字鹿窪1772−１ 日立化成 工業株式会社下館事業所内 (72)発明者 安田 俊徳 茨城県結城市大字鹿窪1772−１ 日立化成 工業株式会社下館事業所内 Ｆターム(参考） 4J002 CD041 CD051 CD061 CD101 CD131 CD141 CE002 DE097 DE187 DE237 DJ007 DJ017 DK007 DL007 EE056 EU116 EU136 EW016 FD017 FD142 FD156 GQ05 4J036 AB02 AC05 AD07 AD08 AD10 AD21 AE05 AE07 AF05 AF06 AF08 AF15 AF16 AF19 AF34 AF36 AG07 AH07 AK01 DB06 DB11 DC05 DC10 DC12 DC41 DC46 DD07 FA01 FA02 FA05 FA13 FB06 GA23 JA07 4M109 AA01 EA03 EB02 EB04 EB11 EC03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
   （Ｃ）硬化促進剤及び（Ｄ）充填剤を必須成分とし、Ｓ
   ＤＲ粘度が１００Ｐａ・ｓ以下である封止用エポキシ樹
   脂成形材料。
2. 【請求項２】（Ｃ）硬化促進剤が有機ホスフィン化合物
   とキノン化合物との付加物を含有してなる請求項１記載
   の封止用エポキシ樹脂成形材料。
3. 【請求項３】有機ホスフィン化合物がトリフェニルホス
   フィンで、キノン化合物が１，４−ベンゾキノンである
   請求項２記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
4. 【請求項４】ビフェニル型エポキシ樹脂の配合量が
   （Ａ）エポキシ樹脂に対して５０重量％以下である請求
   項１〜３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材
   料。
5. 【請求項５】（Ｂ）硬化剤がフェノール・アラルキル樹
   脂を５０重量％以上含有してなる請求項１〜４のいずれ
   かに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
6. 【請求項６】（Ｄ）充填剤の配合量が封止用エポキシ樹
   脂成形材料に対して７８〜９５重量％である請求項１〜
   ５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の封止用エ
   ポキシ樹脂成形材料により封止された素子を備えた電子
   部品装置。