JP2002356605A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の小型化に対応し、絶縁性に優れた
エポキシ樹脂組成物の開発。 【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び最
大粒子系が１０ミクロン以下である金属酸化物系黒色顔
料を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物を用い
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、半導体装置内部で
のインナーリード間、ワイヤー間のリークや導電を防止
するための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。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置を封止するためのエポ
キシ樹脂組成物には、カーボンブラックが使用されてき
た。その主たる目的としては、硬化後の成型品を着色す
ること及び紫外から赤外領域に渡る波長領域の光を吸収
し半導体の誤動作を防止することである。この場合、カ
ーボンブラックの種類と添加量は成型品に対して要求さ
れる性能により適宜決定され、選択されてきた。この着
色剤としてのカーボンブラックは、その一次粒子の粒径
は１０〜１００ｎｍと小さいものの、一次粒子単体とし
て存在することはなく、それが凝集した二次凝集物とし
て存在しており、その凝集物の最大粒径は、銘柄によっ
て異なるが１μｍ程度から最大５ｍｍ程度のものまでが
混在している。

【０００３】一方、半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、固形組成物の場合は通常エポキシ樹脂、硬化剤、硬
化促進剤、無機充填材、カーボンブラック、シランカッ
プリング剤、シリコンオイル等の各成分をミキサー等で
乾式混合した後、ミキシングロール、コニーダー等で溶
融混練して製造されている。又、液状組成物の場合は上
記の各成分を３本ロールミル等を用いて分散化すること
により製造されている。この様にして得られたエポキシ
樹脂組成物中には５０〜数１００μｍのカーボンブラッ
クの二次凝集物、或いは用いたカーボンブラックよりも
粒径が大きい二次的に生成したカーボンブラックの凝集
物が存在している。一方、近年、半導体装置が益々ファ
インピッチ化するのに伴い、インナーリード間やワイヤ
ー間の間隔が加速度的に狭くなりつつある。その為、そ
れらの間隙にカーボンブラックの凝集物が入り込みイン
ナーリード間或いはワイヤー間でリークしたり、絶縁性
が取れなっかたりという問題が発生しており、その解決
が求められている。これに対し、カーボンブラックを篩
を用いて問題のない粒度まで分級して使用したり、カー
ボンブラックを絶縁性の大きい材料でグラフト化したり
してその問題の解決を計る為の提案がなされてきた。し
かしながら、上記いずれの方法もコストアップするとい
う問題があり、更に、前者の場合は半導体のファインピ
ッチ化が更に進んでインナーリードやワイヤー間の間隔
がよりいっそう狭くなった場合はそれに対応する粒度ま
で分級することが困難となるというプロセス状の問題、
更には前記した製造中でのカーボンブラックの再凝集と
いった問題を抱えている。又、後者の場合はグラフト化
材料の半導体への悪影響、或いは完全にグラフト化され
ないことに依る導通といった問題があり、未だその解決
は計られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体装置
のファインピッチ化に対応可能でインナーリードやワイ
ヤー間でのリークや導電がないエポキシ樹脂組成物を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記性能を満足
させるエポキシ樹脂組成物が得られることを見出したも
のである。即ち本発明は（１）エポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤及び最大粒径が１０μm以下である金属酸化
物系黒色顔料を必須成分として含有するエポキシ樹脂組
成物、（２）金属酸化物系黒色顔料がエポキシ樹脂組成
物１００重量部中に０．０５〜２０重量部含有されてい
る上記（１）記載のエポキシ樹脂組成物、（３）の金属
酸化物系黒色顔料が酸化コバルト、四三酸化鉄、チタン
ブラック及び銅−鉄−マンガンからなる群より選ばれる
１種以上である上記（１）又は（２）記載のエポキシ樹
脂組成物、（４）サンドグラインドミルを使用して最大
粒径１０μm以下に製造された金属酸化物系黒色顔料を
用いた上記（１）乃至（３）の何れか１項に記載のエポ
キシ樹脂組成物、（５）無機充填材を含有してなる上記
（１）乃至（４）の何れか１項に記載のエポキシ樹脂組
成物、（６）上記（１）乃至（５）の何れか１項に記載
のエポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止してなる半導
体装置に関する。

【発明の実施の形態】

【０００６】本発明で用いられるエポキシ樹脂として
は、ポリフェノール化合物のグリシジルエーテル化物で
ある多官能エポキシ樹脂、各種ノボラック樹脂のグリシ
ジルエーテル化物である多官能エポキシ樹脂、脂環式エ
ポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、グリシジルエステ
ル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、
ハロゲン化フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹
脂が挙げられる。ポリフェノール化合物のグリシジルエ
ーテル化物である多官能エポキシ樹脂としては、ビスフ
ェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、
４，４’−ビフェニルフェノール、テトラメチルビスフ
ェノールＡ、ジメチルビスフェノールＡ、テトラメチル
ビスフェノールＦ、ジメチルビスフェノールＦ、テトラ
メチルビスフェノールＳ、ジメチルビスフェノールＳ、
テトラメチル−４，４’−ビフェノール、ジメチル−
４，４’−ビフェニルフェノール、１−（４−ヒドロキ
シフェニル）−２−［４−（１，１−ビス−（４−ヒド
ロキシフェニル）エチル）フェニル］プロパン、２，
２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェノール）、４，４’−ブチリデン−ビス（３−
メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、トリスヒ
ドロキシフェニルメタン、レゾルシノール、ハイドロキ
ノン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有する
フェノール類、１，１−ジ−４−ヒドロキシフェニルフ
ルオレン等のフルオレン骨格を有するフェノール類又は
フェノール化ポリブタジエン等のポリフェノール化合物
のグリシジルエーテル化物である多官能エポキシ樹脂が
挙げられ、各種ノボラック樹脂のグリシジルエーテル化
物である多官能エポキシ樹脂としては、フェノール、ク
レゾール類、エチルフェノール類、ブチルフェノール
類、オクチルフェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフ
ェノールＦ、ビスフェノールＳ、ナフトール類等の各種
フェノールを原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨
格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエ
ン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格
含有フェノールノボラック樹脂又はフルオレン骨格含有
フェノールノボラック樹脂等の各種ノボラック樹脂のグ
リシジルエーテル化物が挙げられ、脂環式エポキシ樹脂
としてはシクロヘキサン等の脂肪族骨格を有する脂環式
エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂としては１，４−
ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリエチ
レングリコール又はペンタエリスリトール等の多価アル
コールのグリシジルエーテル類、複素環式エポキシ樹脂
としてはイソシアヌル環又はヒダントイン環等の複素環
を有する複素環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル系
エポキシ樹脂としてはヘキサヒドロフタル酸ジグリシジ
ルエステル等のカルボン酸類からなるエポキシ樹脂、グ
リシジルアミン系エポキシ樹脂としてはアニリン又はト
ルイジン等のアミン類をグリシジル化したエポキシ樹
脂、ハロゲン化フェノール類をグリシジル化したエポキ
シ樹脂としてはブロム化ビスフェノールＡ、ブロム化ビ
スフェノールＦ、ブロム化ビスフェノールＳ、ブロム化
フェノールノボラック、ブロム化クレゾールノボラッ
ク、クロル化ビスフェノールＳ又はクロル化ビスフェノ
ールＡ等のハロゲン化フェノール類をグリシジル化した
エポキシ樹脂が挙げられる。これらエポキシ樹脂は液状
又は固形の何れの形でも用いられる。 これらエポキシ
樹脂のうち、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビ
スフェノールＳ、テトラメチル−４，４’−ビフェノー
ル、１−（４−ヒドロキシフェニル）−２−［４−
（１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）エチル）
フェニル］プロパン、レゾルシノール、１，１−ジ−４
−ヒドロキシフェニルフルオレンのグリシジルエーテル
化物、フェノール、クレゾール類、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ又はナフトール類
を原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェ
ノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有
フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノ
ールノボラック樹脂、フルオレン骨格含有フェノールノ
ボラック樹脂のグリシジルエーテル化物、シクロヘキサ
ン環を有する脂環式エポキシ樹脂、１，６−ヘキサンジ
オール、ポリエチレングリコールのグリシジルエーテル
類、トリグリシジルイソシアヌレート、ヘキサヒドロフ
タル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジ
グリシジルエステル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、
Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ブロム化ビスフェノ
ールＡ、ブロム化フェノールノボラック、ブロム化クレ
ゾールノボラックのグリシジル化物が好ましい。更に好
ましくはビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、テトラ
メチル−４，４’−ビフェノール、１−（４−ヒドロキ
シフェニル）−２−［４−（１，１−ビス−（４−ヒド
ロキシフェニル）エチル）フェニル］プロパン、レゾル
シノール、１，１−ジ−４−ヒドロキシフェニルフルオ
レンのグリシジルエーテル化物、フェノール、クレゾー
ル類、ビスフェノールＡ、ナフトール類を原料とするノ
ボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラッ
ク樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボ
ラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック
樹脂、フルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂の
グリシジルエーテル化物、シクロヘキサン環を有する脂
環式エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル
エステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステ
ル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシ
ジルトルイジン、ブロム化ビスフェノールＡ、ブロム化
フェノールノボラックのグリシジル化物であり、通常半
導体封止に用いられるグレードのエポキシ樹脂が用いら
れる。 更に、これらエポキシ樹脂は耐湿性向上のため
不純物として塩素イオン、臭素イオン、ナトリュウムイ
オン、カリュウムイオン、カルシュウムイオン等の不純
物イオンが極力少ないことが望ましい。又これらエポキ
シ樹脂は耐熱性付与、可撓性等必要に応じ１種又は２種
以上の混合物として用いることが出来る。

【０００７】更に、前記エポキシ樹脂は固形エポキシ樹
脂と液状エポキシ樹脂といったように２種以上の混合物
として用いることが出来る。その混合割合は得られたエ
ポキシ樹脂組成物の軟化点、作業性、物性に影響を与え
ない範囲で選択する。

【０００８】本発明で用いられる硬化剤としては酸無水
物、アミン類、フェノール類又はイミダゾール類であ
り、酸無水物としてはフタル酸無水物、トリメリット酸
無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリッ
ト酸無水物又はビフェニルテトラカルボン酸無水物等の
芳香族カルボン酸無水物、アゼライン酸、セバシン酸又
はドデカン二酸等の脂肪族カルボン酸の無水物、テトラ
ヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、
ナジック酸無水物、ヘット酸無水物又はハイミック酸無
水物等の脂環式カルボン酸無水物が挙げられ、アミン類
としてはジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニ
ルスルフォン、ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェ
ニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニ
レンジアミン、１，５−ジアミノナフタレン又はｍ−キ
シリレンジアミン等の芳香族アミン、エチレンジアミ
ン、ジエチレンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス
（４−アミノ−３−メチルジシクロヘキシル）メタン又
はポリエーテルジアミン等の脂肪族アミン又はジシアン
アミド、１−（ｏ−トリル）ビグアニド等のグアニジン
類が挙げられる。

【０００９】フェノール類としてはレゾルシノール、カ
テコール、フロログリシノール、ビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ビスフェノール
Ｃ、４，４’−ビフェニルフェノール、テトラメチルビ
スフェノールＡ、ジメチルビスフェノールＡ、テトラメ
チルビスフェノールＦ、ジメチルビスフェノールＦ、テ
トラメチルビスフェノールＳ、ジメチルビスフェノール
Ｓ、テトラメチル−４，４’−ビフェノール、ジメチル
−４，４’−ビフェニルフェノール、１−（４−ヒドロ
キシフェニル）−２−［４−（１，１−ビス−（４−ヒ
ドロキシフェニル）エチル）フェニル］プロパン、２，
２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェノール）、４，４’−ブチリデン−ビス（３−
メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、トリスヒ
ドロキシフェニルメタン、レゾルシノール、ハイドロキ
ノン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有する
フェノール類、１，１−ジ−４−ヒドロキシフェニルフ
ルオレン等のフルオレン骨格を有するフェノール類、フ
ェノール化ポリブタジエン、フェノール、クレゾール
類、エチルフェノール類、ブチルフェノール類、オクチ
ルフェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＳ、ナフトール類等の各種フェノー
ルを原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フ
ェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含
有フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェ
ノールノボラック樹脂、フルオレン骨格含有フェノール
ノボラック樹脂等の各種ノボラック樹脂又はブロム化ビ
スフェノールＡ、ブロム化ビスフェノールＦ、ブロム化
ビスフェノールＳ、ブロム化フェノールノボラック、ブ
ロム化クレゾールノボラック、クロル化ビスフェノール
Ｓ、クロル化ビスフェノールＡ等のハロゲン化フェノー
ル類が挙げられる。

【００１０】イミダゾール類としては２−メチルイミダ
ゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイ
ミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェ
ニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フ
ェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダ
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−フェニルイミダゾール、１
−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、２，４
−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール（１’））
エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’
−ウンデシルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリ
アジン、２，４−ジアミノ−６（２’−エチル，４−メ
チルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、
２，４−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール
（１’））エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付
加物、２-メチルイミダゾールイソシアヌル酸の２：３
付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加
物、２−フェニル−３，５−ジヒドロキシメチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチル−５−メ
チルイミダゾール又は１−シアノエチル−２−フェニル
−３，５−ジシアノエトキシメチルイミダゾール等の各
種イミダゾール類、及び、それらイミダゾール類とフタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、
ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、マレイン酸
又は蓚酸等の多価カルボン酸との塩類が挙げられる。

【００１１】これら硬化剤のうち、どの硬化剤を用いる
かはエポキシ樹脂組成物に要求される特性によって適宜
選択されるが、好ましくは酸無水物類、フェノール類、
アミン類であり、特に好ましくはフェノール類である。
これら硬化剤の使用量はエポキシ樹脂のエポキシ基に対
する硬化剤の当量比において通常０．３〜２．０、好ま
しくは０．４〜１．６、更に好ましくは０．５〜１．３
の範囲で用いられる。

【００１２】本発明のエポキシ樹脂組成物で用いられる
硬化促進剤としては前記した２−メチルイミダゾール、
２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾー
ル、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニル−４
−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイ
ミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾー
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−フェニルイミダゾール、１−シア
ノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、２，４−ジア
ミノ−６（２’−メチルイミダゾール（１’））エチル
−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−ウン
デシルイミダゾール（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
イミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，
４−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール
（１’））エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付
加物、２-メチルイミダゾールイソシアヌル酸の２：３
付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加
物、２−フェニル−３，５−ジヒドロキシメチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチル−５−メ
チルイミダゾール又は１−シアノエチル−２−フェニル
−３，５−ジシアノエトキシメチルイミダゾールの各種
イミダゾール類、及び、それらイミダゾール類とフタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピ
ロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、マレイン酸又
は蓚酸等の多価カルボン酸との塩類、ジシアンジアミド
等のアミド類、１，８−ジアザ−ビシクロ（５．４．
０）ウンデセン−７等のジアザ化合物及びそれらのフェ
ノール類、前記ような多価カルボン酸又はホスフィン酸
類との塩類、トリフェニルホスフィン、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ホスフィン
類、２，４，６−トリスアミノメチルフェノール等のフ
ェノール類、アミンアダクト及びこれら硬化剤をマイク
ロカプセルにしたマイクロカプセル型硬化促進剤等が挙
げられる。これら硬化促進剤のどれを用いるかは、得ら
れるエポキシ樹脂組成物に要求される特性により適宜選
択される。硬化促進剤の使用量は、エポキシ樹脂１００
重量部に対して通常１０重量部以下である。

【００１３】本発明で用いられる金属酸化物系黒色顔料
としては酸化コバルト、四三酸化鉄、酸化第一鉄、酸化
マンガン、チタンブラック、酸化クロム、酸化ビスマ
ス、酸化第一錫、酸化第二銅又は銅−鉄−マンガンから
なる金属の複合金属酸化物等が挙げられ、好ましくは酸
化コバルト、四三酸化鉄、酸化マンガン、チタンブラッ
ク、酸化第二銅又は銅−鉄−マンガンからなる金属の複
合金属酸化物であり、更に好ましくは酸化コバルト、四
三酸化鉄、チタンブラック又は銅−鉄−マンガンからな
る金属の複合金属酸化物である。これらは金属の水酸化
物を加熱脱水することにより、或いは金属の直接酸化に
より得られる。こうして得られた金属酸化物黒色顔料の
一次粒子は最大粒径が５μｍ以下、好ましくは３μｍ以
下、更に好ましくは２μｍ以下、特に好ましくは１μｍ
以下である。これら一次粒子はある程度の数が凝集して
二次粒子を形成していても良い。

【００１４】また、金属酸化物系黒色顔料が二次粒子を
形成している場合にはサンドグラインドミル、アトライ
ター、３本ロール、２本ロール、加圧ニーダー、エクス
トルーダー、コニーダー等の分散化機器を用いて一次粒
子に近づけて用いることが出来る。これら分散機の内好
ましくはサンドグラインドミル、アトライターであり、
特に好ましくはサンドグラインドミルである。サンドグ
ラインドミル、アトライターを用いて分散化する場合
は、通常、溶剤、金属酸化物系黒色顔料、必要に応じて
エポキシ樹脂からなる混合物をガラスビーズ、セラミッ
ク、アルミナ等の分散媒を用いて分散化される。エポキ
シ樹脂が液状の場合には溶剤を使う必要は特になく状況
に応じて使用すれば良い。このとき溶剤に対する黒色顔
料の使用量は通常溶剤１００重量部に対し黒色顔料が１
０〜４００重量部、好ましくは３０〜３５０重量部、更
に好ましくは５０〜３００重量部、特に好ましくは７０
〜２５０重量部である。通常金属酸化物系黒色顔料はエ
ポキシ樹脂の存在下で分散化される。エポキシ樹脂を用
いる場合は黒色顔料とエポキシ樹脂の割合は１：９〜
９：１の範囲で用いられる。溶剤に対する固形分濃度は
特に規定されるものではなく、サンドグラインドミルで
分散化が可能な粘度に濃度を調整すれば良く、通常１０
ｍＰａ・ｓ以下の粘度になるように濃度を調整すれば良
い。溶剤を用いて分散化された金属酸化物系黒色顔料の
場合は分散化後、溶剤を減圧下留去して分散化された黒
色顔料が得られる。またエポキシ樹脂を使用した場合
は、金属酸化物系黒色顔料のエポキシ樹脂分散体が得ら
れるので、そのまま本発明のエポキシ樹脂組成物の成分
となる。こうして分散化された金属酸化物系黒色顔料の
粒径は、近年の半導体装置のファインピッチ化に対応す
るためには最大粒径が１０μｍ以下、好ましくは７μｍ
以下、更に好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは３μ
ｍ以下である。

【００１５】本発明のエポキシ樹脂組成物において、上
記の様にして得られた黒色顔料の含有量はエポキシ樹脂
組成物に要求される色合い、特性により決定されるが、
通常エポキシ樹脂組成物１００重量部に対して０．０５
〜２０重量部、好ましくは０．１〜１８重量部、更に好
ましくは０．２〜１５重量部である。

【００１６】上記分散化に用いられる溶剤としては、γ
−ブチロラクトン類、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミ
ダゾリジノン等のアミド系溶剤、テトラメチレンスルフ
ォン等のスルフォン類、ジエチレングリコールジメチル
エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エ
チレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコ
ールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルモノアセテート、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシ
レン等の芳香族系溶剤が挙げられる。

【００１７】また本発明のエポキシ樹脂組成物には無機
充填剤が好ましく用いられる。用いうる無機充填剤の具
体例としては、溶融シリカ、結晶シリカ、シリコンカー
バイド、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシュウム、硫酸バリュウム、硫酸カルシュウム、
マイカ、タルク、クレー、アルミナ、酸化マグネシュウ
ム、酸化ジルコニュウム、水酸化アルミニウム、水酸化
マグネシュウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニュウ
ム、珪酸リチュウムアルミニュウム、珪酸ジルコニュウ
ム、チタン酸バリュウム、硝子繊維、炭素繊維、二硫化
モリブデン又はアスベスト等が挙げられ、好ましくは溶
融シリカ、結晶シリカ、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カ
ルシウム、硫酸バリュウム、硫酸カルシュウム、マイ
カ、タルク、クレー、アルミナ又は水酸化アルミニウム
であり、特に好ましくは溶融シリカ、結晶シリカ、アル
ミナ又は窒化ホウ素である。これら無機充填剤の粒度及
び粒形はエポキシ樹脂組成物に要求される特性に応じて
適宜使い分けされる。又、これら充填剤は一種の単独利
用でも、或いは二種以上を混合して用いても良い。

【００１８】本発明のエポキシ樹脂組成物には、目的に
応じ難燃剤、カップリング剤、レベリング剤等を適宜添
加することが出来る。難燃剤としては３酸化アンチモ
ン、５酸化アンチモン、酸化錫、水酸化錫、酸化モリブ
デン、硼酸亜鉛、メタ硼酸バリュウム、赤燐、水酸化ア
ルミニュウム、水酸化マグネシュウム又はアルミン酸カ
ルシュウム等の無機難燃剤、テトラブロモビスフェノー
ルＡ、テトラブロモ無水フタル酸、ヘキサブロモベンゼ
ン、デカブロモビフェニルエーテル又はブロム化フェノ
ールノボラック等の臭素系難燃剤又はトリス（トリブロ
モフェニル）フォスフェート等の燐酸系難燃剤が挙げら
れる。

【００１９】カップリング剤としては、３−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロ
ピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、２−（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、Ｎ−（２−
アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルメ
チルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエト
キシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−（ビニルベ
ンジルアミノ）エチル）３−アミノプロピルトリメトキ
シシラン塩酸塩、３−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラ
ン又は３−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシラ
ン系カップリング剤剤、イソプロピル(Ｎ−エチルアミ
ノエチルアミノ)チタネート、イソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート、チタニュウムジ(ジオクチルピ
ロフォスフェート)オキシアセテート、テトライソプロ
ピルジ(ジオクチルフォスファイト)チタネート又はネオ
アルコキシトリ(p−Ｎ−(β−アミノエチル)アミノフェ
ニル)チタネート等のチタン系カップリング剤、Ｚｒ−
アセチルアセトネート、Ｚｒ−メタクリレート、Ｚｒ−
プロピオネート、ネオアルコキシジルコネート、ネオア
ルコキシトリスネオデカノイルジルコネート、ネオアル
コキシトリス(ドデカノイル)ベンゼンスルフォニルジル
コネート、ネオアルコキシトリス(エチレンジアミノエ
チル)ジルコネート、ネオアルコキシトリス(m−アミノ
フェニル)ジルコネート、アンモニュウムジルコニュウ
ムカーボネート、Ａｌ−アセチルアセトネート又はＡｌ
−メタクリレート、Ａｌ−プロピオネート等のジルコニ
ュウム、或いはアルミニュウム系カップリング剤が挙げ
られるが好ましくはシリコン系カップリング剤である。
カップリング剤を使用する事により耐湿信頼性が優れ、
吸湿後の接着強度の低下が少ない硬化物が得られる。

【００２０】レベリング剤としてはエチルアクリレー
ト、ブチルアクリレート又は２−エチルヘキシルアクリ
レート等のアクリレート類からなる分子量４０００〜１
２０００のオリゴマー類、エポキシ化大豆脂肪酸、エポ
キシ化アビエチルアルコール、水添ひまし油、チタン系
カップリング剤、変性シリコーン又はアニオン・ノニオ
ン界面活性剤等が挙げられる。

【００２１】本発明のエポキシ樹脂組成物を調製するに
は、本発明のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び
最大粒径１０μｍ以下に分散化された金属酸化物系黒色
顔料、並びに必要に応じて無機充填剤、カップリング
剤、難燃剤及びレベリング剤等の配合成分等を用いてヘ
ンシェルミキサー、ナウターミキサー、プラネタリーミ
キサー等で混合後、２本ロール、ニーダー、エクストル
ーダー、プラネタリーミキサー等により均一に分散して
本発明のエポキシ樹脂組成物とする。得られたものが固
形の場合は、混合物を冷却固化し、微粉砕して本発明の
エポキシ樹脂組成物とする。

【００２２】こうして得られた本発明のエポキシ樹脂組
成物を用いて本発明の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型方法で、又、液状エポキ
シ樹脂組成物の場合にはディスペンス等の方法で半導体
を封止し硬化させることにより得られる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例によって、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定され
るものではない。尚、実施例、参考例において「部」は
重量部を意味する。

【００２４】本実施例で用いたエポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、溶剤は下記のものである。 エポキシ樹脂１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三
井化学製エポミックＲ−３０２） エポキシ樹脂２：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
（日本化薬製ＥＯＣＮ−１０２０） エポキシ樹脂３：ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂（日
本化薬製ＮＣ−３０００Ｐ） エポキシ樹脂４：ジシクロペンタジエン骨格含有エポキ
シ樹脂（日本化薬製ＸＤ−１０００） エポキシ樹脂５：臭素含有エポキシ樹脂（日本化薬製Ｂ
ＲＥＮ−３０４） 硬化剤１：フェノールノボラック樹脂（日本化薬製ＰＮ
−８０） 硬化剤２：アミン系硬化剤（日本化薬製カヤハードＡ
Ａ） ＭＩＢＫ:メチルイソブチルケトン 硬化促進剤：１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウ
ンデセン−７（サンアプロ製ＤＢＵ）

【００２５】実施例の絶縁性試験は次ぎの方法で行っ
た。実施例で得たエポキシ樹脂組成物０．１部を５０μ
ｍの高さのスペーサーを設けた１５ｍｍ×４０ｍｍのＩ
ＴＯガラス基板上にサンプリングし、その上に同型のＩ
ＴＯガラス基板をＩＴＯが対面するようにクロスさせ
る。液状組成物の場合はそのまま、固形組成物の場合は
１２０℃のホットプレート上で加熱溶融して５０μｍの
ギャップが出るように加圧下張り合わせる。１５０℃、
１時間で硬化させた後上下のＩＴＯ間における絶縁抵抗
を絶縁抵抗計（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製Ｒ−３８４０）
を用いて測定する。抵抗値で１０Ｅ１３以上あれば絶縁
性に問題はない。

【００２６】参考例１ メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）１００部、Ｒ−３
０２１５０部からなる溶液にチタンブラック２００重量
部を加えた混合物をサンドグラインドミルを用いて分散
化した。粒ゲージで最大粒径を確認したところ３μｍ以
下であった。分散化終了後エバポレータを用いてメチル
イソブチルケトンを留去して微粒子化金属酸化物系黒色
顔料のエポキシ樹脂分散体を得た。

【００２７】参考例２〜４ 表１に示す原料を用いて参考例１と同様にして微粒子化
金属酸化物系黒色顔料のエポキシ樹脂分散体を得た。最
大粒径の測定結果を表１に示す。

【００２８】実施例１ エポキシ樹脂１：１００部、硬化剤２：３６部、溶融シ
リカ（無機充填剤）：３００部、参考例１の微粒子化金
属酸化物系黒色顔料のエポキシ樹脂分散体：３部を３本
ロールを用いて分散化して本発明のエポキシ樹脂組成物
を得、前記した絶縁性評価法を用いて絶縁抵抗値を測定
した。結果を表２に示す。

【００２９】実施例２ エポキシ樹脂２：１５０部、硬化剤１：８０部、エポキ
シ樹脂５：２０部、溶融シリカ粉末７００部、三酸化ア
ンチモン１０部、カルナバワックス５部、シリコンオイ
ル５部、シランカップリング剤３部、ＤＢＵ３部、参考
例２の微粒子化金属酸化物系黒色顔料のエポキシ樹脂分
散体２５部をミキサーにて常温混合し、２軸ニーダーを
用いて混練し、冷却後粉砕し本発明のエポキシ樹脂組成
物とし、前記した絶縁性評価法を用いて絶縁抵抗値を測
定した。結果を表２に示す。

【００３０】実施例３〜４ 表２に示す原料を用いて実施例１と同様にして本発明の
エポキシ樹脂組成物を得、前記した絶縁性評価法を用い
て絶縁抵抗値を測定した。結果を表１に示す。

【００３１】 表１ 参考例１ 参考例２ 参考例３ 参考例４ エポキシ樹脂１ 150 エポキシ樹脂２ 50 エポキシ樹脂３ 100 エポキシ樹脂４ 100 チタンブラック 200 四三酸化鉄 150 酸化コバルト 100 銅―鉄―マンガン系 75 複合金属酸化物 ＭＩＢＫ 100 100 100 100 最大粒径 3μｍ以下 3μｍ以下 3μｍ以下 7μｍ以下

【００３２】 表２ 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ エポキシ樹脂１ 100 エポキシ樹脂２ 150 エポキシ樹脂３ 45 エポキシ樹脂４ 60 エポキシ樹脂５ 20 10 10 硬化剤１ 80 30 30 硬化剤２ 36 参考例１ 3 参考例２ 25 参考例３ 55 参考例４ 14 無機充填剤 300 700 400 400 三酸化アンチモン 10 5 5 カルナバワックス 5 3 3 シリコンオイル 5 3 0 シランカップリング剤 3 2 2 硬化促進剤 3 2 2 絶縁性能 5.6E15 2.3E15 8.7E14 3.6E14

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば表２の絶縁性試験結果か
ら明らかなように絶縁性に優れるエポキシ樹脂組成物が
得られ、これで封止された半導体装置内部は絶縁信頼性
を向上できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅山 智江 埼玉県さいたま市本郷町231−５ Ｆターム(参考） 4J002 CD021 CD041 CD051 CD061 CD081 CD111 CD131 DE096 DE116 DE136 FD010 FD090 FD096 FD130 GQ05 4M109 AA01 BA01 CA01 CA05 CA21 EA02 EB02 EB04 EB08 EB12 EB16 EC07 EC20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び最
   大粒径が１０μm以下である金属酸化物系黒色顔料を必
   須成分として含有するエポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】金属酸化物系黒色顔料がエポキシ樹脂組成
   物１００重量部中に０．０５〜２０重量部含有されてい
   る請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】金属酸化物系黒色顔料が酸化コバルト、四
   三酸化鉄、チタンブラック及び銅−鉄−マンガンからな
   る群より選ばれる１種以上である請求項１又は２記載の
   エポキシ樹脂組成物。
4. 【請求項４】サンドグラインドミルを使用して最大粒径
   １０μm以下に分散化された金属酸化物系黒色顔料を用
   いた請求項１乃至３の何れか１項に記載のエポキシ樹脂
   組成物。
5. 【請求項５】無機充填材を含有してなる請求項１乃至４
   の何れか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
6. 【請求項６】請求項１乃至５の何れか１項に記載のエポ
   キシ樹脂組成物で半導体素子を封止してなる半導体装
   置。