JP2003012895A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路面に突起電極が具備された半導体素子が
前記突起電極を介して回路基板に電気的に接合され、回
路基板と突起電極との空隙への充填性に優れ、成形後や
半田処理後の半導体装置の反りが小さく、耐半田クラッ
ク性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物を提供す
ること。 【解決手段】（Ａ）３官能型フェノール樹脂(ａ)と４，
４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチ
ルビフェニル（ｂ）とを混合しグリシジルエーテル化し
たエポキシ樹脂、（Ｂ）３官能型フェノール樹脂硬化
剤、（Ｃ）溶融球状シリカ、（Ｄ）硬化促進剤及び
（Ｆ）エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを必須成
分とするエポキシ樹脂組成物であって、(ａ)と(ｂ)との
重量比（ａ／ｂ）が１〜１９で、溶融球状シリカが全エ
ポキシ樹脂組成物中に７０〜８５重量％で、かつ溶融球
状シリカ中の粒子径２４μｍ以上のものが０．１０重量
％以下で粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満のものが２５
〜４５重量％であることを特徴とする半導体封止用エポ
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、充填性が良好で、
成形後や半田処理後の半導体装置の反りが小さく、耐半
田クラックに優れた特性を有する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】近年半導体装置の軽薄短小化の技術革新
は目覚しいものがあり、種々の半導体装置の構造が提案
され、製品化されている。従来のリードフレーム接合に
代わり、半田のような突起電極により、回路基板（マザ
ーボード）に接合するエリア実装方式は特に重要であ
る。その中で半導体素子の回路面に直接突起電極が具備
されたフリップチップは半導体装置を最小化できる方法
の一つである。フリップチップ実装方式の半導体装置
は、一般に半導体素子と回路基板の隙間に充填注入型の
アンダーフィルと呼ばれる液状樹脂を用いて封止されて
いる。

【０００３】液状樹脂のアンダーフィル材は熱硬化性樹
脂と無機充填材から構成され、毛細管現象等を利用して
半導体素子、回路基板、突起電極の隙間を流動する。こ
の方式の半導体装置の生産性はアンダーフィル材の充填
速度に依存しており、生産効率を向上させるにはアンダ
ーフィル材の速い充填化が必要であるが、速い充填化は
未充填、ボイドを引き起こし易く半導体装置の信頼性も
低下させるため画期的に半導体装置の生産性を高めるこ
とは難しい。又これまでの液状のアンダーフィル材では
無機充填材の充填量が低く、樹脂成分が多いため樹脂組
成物の硬化物が吸湿し易く、アンダーフィル材を用いた
フリップチップ実装方式の半導体装置は、ＴＳＯＰやＴ
ＱＦＰ等の半導体装置よりも耐半田クラック性が劣り、
広く普及するには技術的な問題が残っている。

【０００４】又半導体素子と回路基板との空隙及び半導
体素子全体を封止する全面封止タイプのフリップチップ
実装方式の半導体装置の場合、成形後や半田リフロー後
に反りが発生し易く、半導体装置を実装する際に回路基
板から浮き上がってしまい、電気的接合の信頼性が低下
する問題が発生する場合がある。このような問題から半
導体素子と基板との空隙への充填性、充填速度に優れ、
かつ耐半田クラック性にも優れ、更には半導体素子と基
板との空隙及び半導体素子全体を封止する全面封止型の
フリップチップ実装方式の半導体装置において、成形後
や半田リフロー後の反りが小さいエポキシ樹脂組成物の
開発が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、回路面に突
起電極が具備された半導体素子が前記突起電極を介して
回路基板に電気的に接合され、回路基板と突起電極との
空隙への充填性に優れ、成形後や半田処理後の半導体装
置の反りが小さく、耐半田クラックに優れた特性を有す
るエポキシ樹脂組成物及びこれを用いたエリア実装半導
体装置を提供するものである。

【０００６】

【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）で示される多官能
フェノール樹脂(ａ)と、結晶性エポキシ樹脂の前駆体で
あるフェノール類（ｂ）とを混合しグリシジルエーテル
化したエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（１）及び／又は一
般式（２）で示される多官能フェノール樹脂硬化剤、球
状無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤及び（Ｆ）ポリオルガ
ノシロキサンを必須成分とするエポキシ樹脂組成物であ
って、(ａ)と(ｂ)との重量比（ａ／ｂ）が１〜１９であ
り、エポキシ樹脂（Ａ）の軟化点が７０〜１２０℃で、
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、（Ｃ）球状無機充填材が全エポキシ樹脂組成物
中７０〜８５重量％で、かつ球状無機充填材中の粒子径
２４μｍ以上のものが０．１０重量％以下、粒子径５μ
ｍ以上〜２４μｍ未満のものが２５〜４５重量％である
ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

【０００７】

【化５】 （Ｒは炭素数１〜５の炭化水素で、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、ｎ＝０〜
３、ｋは平均値で、１〜１０の正数）

【０００８】

【化６】 （Ｒは炭素数１〜５の炭化水素で、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）

【０００９】［２］一般式（１）及び／又は一般式
（２）で示される多官能フェノール樹脂（ａ）と、結晶
性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノール類（ｂ）とを
混合しグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂（Ａ）
が、融解熱量５〜３５ｍＪ／ｍｇである第［１］項記載
のエポキシ樹脂組成物、［３］結晶性エポキシ樹脂の前
駆体であるフェノール類（ｂ）が、一般式（３）、一般
式（４）から選ばれる一種以上である第［１］項又は
［２］項記載のエポキシ樹脂組成物、

【００１０】

【化７】 （Ｒは炭素数１〜５の炭化水素で、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）

【００１１】

【化８】

【００１２】［４］結晶性エポキシ樹脂の前駆体である
フェノール類（ｂ）が、４，４’−ジヒドロキシビフェ
ニル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−
テトラメチルビフェニル、４，４’−メチレンビス
（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’−（１−メ
チルエチリデン）ビス（２，６−ジメチルフェノー
ル）、４，４’−ビス（２，３−ヒドロキシプロピルオ
キシ）−２，２’−ジメチル−５，５’−ジターシャリ
ブチルジフェニルスルフィドである第［１］項、［２］
項又は［３］項記載のエポキシ樹脂組成物、［５］第
［１］項〜［４］項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組
成物を用いて、回路面に突起電極が具備された半導体素
子が前記突起電極を介して回路基板に電気的に接合さ
れ、前記回路基板と前記半導体素子との空隙が封止され
てなることを特徴とするエリア実装型半導体装置、であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる一般式（１）
又は一般式（２）で示される多官能フェノール樹脂
（ａ）と、結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノー
ル類（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）を１〜１９とした混合
物をグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂は、フェノ
ール類（ｂ）に由来する低粘度化が図られており、これ
により球状無機充填材の高充填化、ひいてはエポキシ樹
脂組成物の硬化後の低吸湿化が可能となり、エポキシ樹
脂組成物の硬化物のガラス転移温度（以下、Ｔｇとい
う）が殆ど低下せず、又多官能エポキシ樹脂を用いたエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物の熱時曲げ強度と比べても遜
色なく、かつ低弾性率で硬化性も同等の特性を有してい
る。この方法で得られたエポキシ樹脂は、多官能エポキ
シ樹脂と結晶性エポキシ樹脂がより均一化されることに
より、結晶性エポキシ樹脂を使用する場合の問題点であ
る硬化反応性も向上するものと考えられる。

【００１４】一般式（１）又は一般式（２）で示される
多官能フェノール樹脂としては、例えば式（５）、式
（６）、式（７）、式（８）、式（９）等が挙げられる
が、入手のし易さ、性能、原料価格等の点から式
（５）、式（８）の多官能フェノール樹脂が好ましい。

【００１５】

【化９】

【００１６】

【化１０】

【００１７】

【化１１】

【００１８】

【化１２】

【００１９】

【化１３】

【００２０】本発明に用いられる結晶性エポキシ樹脂の
前駆体であるフェノール類（ｂ）としては、一般式
（３）のビフェニル型、一般式（４）のビスフェノール
型、スチルベン型等が挙げられる。一般式（３）のビフ
ェニル型フェノール類としては、例えば４，４’−ジヒ
ドロキシビフェニル、４，４’−ジヒドロキシ−３，
３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、４，４’−
ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリブチル−６，
６’−ジメチルビフェニル、２，２’−ジヒドロキシ−
３，３’−ジターシャリブチル−６，６’−ジメチルビ
フェニル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジター
シャリブチル−５，５’−ジメチルビフェニル、４，
４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラター
シャリブチルビフェニル等（置換位置の異なる異性体を
含む）が挙げられる。

【００２１】一般式（４）のビスフェノール型フェノー
ル類としては、例えば４，４’−メチレンビス（２−メ
チルフェノール）、４，４’−メチレンビス（２，６−
ジメチルフェノール）、４，４’−メチレンビス（２，
３，６−トリメチルフェノール）、４，４’−エチリデ
ンビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’−
（１−メチルエチリデン）ビス（２−メチルフェノー
ル）、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビス（２，
６−ジメチルフェノール）、４，４’−（１−メチルエ
チリデン）ビス［２−（１−メチルエチル）フェノー
ル］、４，４’−ビス（２，３−ヒドロキシプロピルオ
キシ）−２，２’−ジメチル−５，５’−ジターシャリ
ブチルジフェニルスルフィド等が挙げられる。スチルベ
ン型フェノール類としては、例えば３−ターシャリブチ
ル−４，４’−ジヒドロキシ−５，３’−ジメチルスチ
ルベン、３−ターシャリブチル−４，４’−ジヒドロキ
シ−３’，６−ジメチルスチルベンが挙げられる。

【００２２】これらの内では、入手のし易さ、性能、原
料価格等の点から、４，４’−ジヒドロキシビフェニ
ル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テ
トラメチルビフェニル、４，４’−メチレンビス（２，
６−ジメチルフェノール）、４，４’−メチレンビス
（２，３，６−トリメチルフェノール）、４，４’−
（１−メチルエチリデン）ビス（２−メチルフェノー
ル）、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビス（２，
６−ジメチルフェノール）、４，４’−ビス（２，３−
ヒドロキシプロピルオキシ）−２，２’−ジメチル−
５，５’−ジターシャリブチルジフェニルスルフィドが
好ましい。

【００２３】ビフェニル型フェノール類では、低粘度化
効果が大きく、かつ反応性に富む４，４’−ジヒドロキ
シビフェニルが含まれているものが特に好ましい。ビス
フェノール型フェノール類では４，４’−メチレンビス
（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’−（１−メ
チルエチリデン）ビス（２，６−ジメチルフェノー
ル）、４，４’−ビス（２，３−ヒドロキシプロピルオ
キシ）−２，２’−ジメチル−５，５’−ジターシャリ
ブチルジフェニルスルフィドが特に好ましい。

【００２４】本発明の多官能フェノール樹脂（ａ）と結
晶性エポキシ樹脂の前駆体のフェノール類（ｂ）の重量
比（ａ／ｂ）としては、１〜１９が好ましく、特に１．
５〜９が好ましい。重量比が１未満だとグリシジルエー
テル化したときに生成した多官能エポキシ樹脂に由来す
る高いＴｇ、熱時曲げ強度を十分に発現できないので好
ましくない。又重量比が１９を越えると、グリシジルエ
ーテル化したときに生成した結晶性エポキシ樹脂に由来
する低粘度化の効果が薄まり、球状無機充填材の高充填
化ができないので好ましくない。

【００２５】本発明のエポキシ樹脂の合成方法について
は特に限定しないが、例えば混合多価フェノールを過剰
のエピクロルヒドリンに溶解した後、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の存在下
で５０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃で１〜１
０時間反応させる方法が挙げられる。反応終了後、過剰
のエピクロルヒドリンを留去し、残留物をトルエン、メ
チルイソブチルケトン等の溶剤に溶解し、濾過し、水洗
して無機塩を除去し、次いで溶剤を留去することにより
目的のエポキシ樹脂を得ることができる。生成したエポ
キシ樹脂の塩素イオン、ナトリウムイオン、その他フリ
ーのイオンは極力少ないことが望ましい。

【００２６】本発明のエポキシ樹脂の軟化点としては、
７０〜１２０℃の範囲が好ましく、特に８０〜１１０℃
が好ましい。７０℃未満だと常温で液状又は半固形状で
あり、グリシジルエーテル化処理後の作業性の問題や、
これを用いたエポキシ樹脂組成物の常温保存性の低下或
いはその硬化物のＴｇ及び熱時曲げ強度の低下のおそれ
があるので好ましくない。１２０℃を越えるとグリシジ
ルエーテル化したときに生成した多官能エポキシ樹脂自
体の粘度が高くなり、同時に生成した結晶性エポキシ樹
脂成分の低粘度化の効果が薄くなるので好ましくない。
エポキシ樹脂の軟化点の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ ７２
３４の環球法による。

【００２７】本発明のエポキシ樹脂としては、特に融解
熱量が５〜３５ｍＪ／ｍｇであるものが好ましい。この
融解熱量は、使用するフェノール類（ｂ）のグリシジル
エーテル化により生成する結晶性エポキシ樹脂に由来し
ている。５ｍＪ／ｍｇ未満だと、エポキシ樹脂は低軟化
点で作業性が著しく低下するので好ましくない。３５ｍ
Ｊ／ｍｇを越えると、結晶性エポキシ樹脂のような挙動
を示し、多官能エポキシ樹脂に由来する高いＴｇや硬化
反応性を維持することができなくなるため好ましくな
い。エポキシ樹脂の融解熱量は、示差走査熱量計（セイ
コー電子工業（株）・製）を用いて、常温から昇温速度
５℃／分で昇温したときの吸熱ピークの熱量を示す。本
発明に用いら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、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ
樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ
樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても
良い。

【００２８】本発明で用いる一般式（１）又は一般式
（２）で示される多官能フェノール樹脂硬化剤として
は、具体的には前記した式（５）、式（６）、式
（７）、式（８）、式（９）等が挙げられるが、入手の
し易さ、性能、原料価格等の点から式（５）、式（８）
の多官能フェノール樹脂硬化剤が好ましい。本発明で用
いる多官能フェノール樹脂硬化剤の特性を損なわない範
囲で、他のフェノール樹脂硬化剤を併用できる。併用で
きるフェノール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、ナフトールアラルキル樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂等が挙げられる。これらのフェノール樹脂硬
化剤は、単独でも混合して用いてもよい。更に半導体装
置の長期信頼性の点から、不純物として含有される塩素
イオン、ナトリウムイオン、その他フリーのイオンは極
力少ないことが望ましい。全エポキシ樹脂のエポキシ基
と全フェノール樹脂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。

【００２９】本発明に用いられる球状無機充填材の種類
は、一般的に封止材料に使用されているものを広く使用
できる。球状無機充填材としては、溶融シリカ粉末、ア
ルミナ粉末等があるが球状無機充填材としては汎用性が
ある球状溶融シリカが好ましい。又球状溶融シリカの形
状としては流動性改善及び回路損傷を極力少なくするた
め限りなく真球状であることが好ましい。本発明での球
状無機充填材は、全エポキシ樹脂組成物中７０〜８５重
量％が好ましく、７０重量％未満だと耐半田クラック性
が低下し、反りが大きくなるため好ましくなく、８５重
量％を越えると流動性が低下し、半導体素子と基板の空
隙への充填も難しくなり好ましくない。

【００３０】本発明に用いられる球状無機充填材中の粒
子径は、２４μｍ以上のものが０．１０重量％以下で、
かつ粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満のものが２５〜４
５重量％であるものが好ましい。２４μｍ以上のものが
０．１０重量％を越えると３０μｍ程度より小さい隙間
への充填が難しくなり、アンダーフィルの機能が発現せ
ず、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満のものが４５重量
％を越えると半導体素子と基板の空隙への充填性が低下
し、２５重量％未満だと流動性が低下し半導体素子と基
板の空隙への充填が難しくなるため好ましくない。又必
要に応じて球状無機充填材をカップリング材やエポキシ
樹脂或いはフェノール樹脂硬化剤で予め処理して用いて
もよく、処理の方法としては、溶剤を用いて混合した後
に溶剤を除去する方法や直接球状無機充填材に添加して
混合機を用いて処理する方法等がある。なお本発明での
球状無機充填材の粒子径は、ＪＩＳ Ｒ １６２９（１
９９７）のファインセラミックス原料のレーザー回折・
散乱法による粒子径分布測定方法に準じて、レーザー回
折式粒度分布測定装置を用いて溶媒に水を用い、球状無
機充填材の屈折率が実数部１．４５、虚数部０．００の
条件で測定した値である。

【００３１】本発明に用いられる硬化促進剤としては、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応を促進する
ものであれば良く、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、テトラフェニルホスホニウム・テト
ラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチ
ル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。

【００３２】本発明で用いられるポリオルガノシロキサ
ンは、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキ
サン、メチルフェニルポリシロキサンの骨格を有するポ
リシロキサンを指すが、一般的にエポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂との親和性を付与するために、メチル基、フェ
ニル基の有機置換基の他に、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓ原子等を有
する有機置換基をその主鎖もしくは側鎖に有することが
ある。具体的にはアミノ基置換有機基、エポキシ基置換
有機基、水酸基置換有機基、ビニル基置換有機基、メル
カプト基置換有機基、カルボキシル基置換有機基、フェ
ネチル基置換有機基、アクリル基置換有機基、アルコキ
シ基置換有機基、ポリエーテル基置換有機基、カプロラ
クトン基置換有機基、ウレイド基置換有機基、イソシア
ネート基置換有機基等が挙げられるがこれらに限定され
るものではない。本発明で用いられるポリオルガノシロ
キサンはエポキシ樹脂組成物の、低弾性化よる半導体装
置の反りを低減する作用をし、又半田リフロー処理時や
温度サイクル試験時に発生する応力の緩和に適してお
り、実装信頼性を向上できる。このポリオルガノシロキ
サンは全エポキシ樹脂組成物中に０．５〜４．５重量％
が好ましく、０．５％未満だと低弾性化が小さく反りを
低減する効果が小さくなり、４．５重量％を越えると流
動性、硬化性が低下するため好ましくない。

【００３３】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜
（Ｆ）成分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸
化アンチモン等の難燃剤、カップリング剤、カーボンブ
ラックに代表される着色剤、天然ワックス及び合成ワッ
クス等の離型剤等が適宜配合可能である。本発明のエポ
キシ樹脂組成物は、各成分を混合後加熱ニーダや熱ロー
ルにより加熱混練し、続いて冷却、粉砕することで得ら
れる。本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置
を製造する方法としては、回路面に突起電極が具備され
た半導体素子が上記突起電極を介して電気的に接合され
た回路基板を金型に載置し、トランスファーモールド等
の成形方法で硬化成形すればよい。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
実施例及び比較例に用いる合成エポキシ樹脂Ａ〜Ｃは、
式（１０）（水酸基当量９１ｇ／ｅｑ）のフェノール樹
脂、式（８）（水酸基当量１４１ｇ／ｅｑ）のフェノー
ル樹脂と４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’
−テトラメチルビフェニルを混合し、常法に従いグリシ
ジルエーテル化した。特性を表１に示す。軟化点、融解
熱量は前述した方法で測定した。

【００３５】

【化１４】

【００３６】

【表１】

【００３７】 実施例１ エポキシ樹脂Ａ ８．１重量部 式（１０）のフェノール樹脂硬化剤（水酸基当量９１ｇ／ｅｑ） ５．１７重量部 溶融球状シリカＡ（粒子径２４μｍ以上が０．０２重量％、粒子径５μｍ以上 〜２４μｍ未満が３４．５重量％） ８０．０重量部 シランカップリング剤 ０．４重量部 １，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵという ） ０．１３重量部 カーボンブラック ０．３重量部 カルナバワックス ０．４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） ２．０重量部 三酸化アンチモン ２．０重量部 式（１１）のポリオルガノシロキサン １．５重量部

【００３８】

【化１５】

【００３９】を、常温においてミキサーで混合し、７０
〜１２０℃で２軸ロールにより混練し、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。評価結果を表２に示す。

【００４０】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、金型温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒で測定した。な
お最大測定長さは２５０ｃｍ。 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。 充填性試験：スリットバリ測定用金型（２０μｍと１０
μｍ、長さ７０ｍｍ、幅１０ｍｍのスリット）を用い
て、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、注入時
間１５秒、硬化時間１０５秒で成形性し、充填した距離
を測定。スリット充填性で表現。 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１８０℃、注入圧力７．４ＭＰａ、硬化時間１２
０秒で２２５ｐＢＧＡ（基板は厚さ０．３６ｍｍのビス
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を成形
した。更に後硬化として１７５℃で２時間処理した。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１８０℃、注入圧力７．４ＭＰａ、硬化時間１２
０秒で２２５ｐＢＧＡ（基板は厚さ０．３６ｍｍのビス
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を成形
した。後硬化として１７５℃で２時間処理したパッケー
ジ８個を、６０℃、相対湿度６０％で１２０時間処理し
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／８と表示する。

【００４１】実施例２〜８、比較例１〜８ 実施例１と同様にして、表２、表３の組成に従って配合
して得られたエポキシ樹脂組成物について評価した。評
価結果を表２、表３に示す。実施例２〜８、比較例１〜
９に用いた材料を以下に示す。 溶融球状シリカＢ（粒子径２４μｍ以上が０．０５重量
％、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満が２７．２重量
％） 溶融球状シリカＣ（粒子径２４μｍ以上が０．０７重量
％、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満が４３．６重量
％） 溶融球状シリカＤ（粒子径２４μｍ以上が０．０５重量
％、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満が１４．８重量
％） 溶融球状シリカＥ（粒子径２４μｍ以上が０．０８重量
％、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満が５８．３重量
％） 溶融球状シリカＦ（粒子径２４μｍ以上が６４．５重量
％、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満が２１．９重量
％） オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点６
２℃、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ） フェノールノボラック樹脂（軟化点６５℃、水酸基当量
１０４ｇ／ｅｑ）

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、回路面
に突起電極が具備された半導体素子が前記突起電極を介
して電気的に接合された回路基板おいて、前記半導体素
子と前記回路基板との空隙への充填性に優れ、これを用
いて封止されたエリア実装型半導体装置は成形後及び半
田処理後の反りが小さく、かつ耐半田クラック性にも優
れている。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (5)

【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）で示される多官能フェノール樹脂(ａ)と、結晶性
   エポキシ樹脂の前駆体であるフェノール類（ｂ）とを混
   合しグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂、（Ｂ）一
   般式（１）及び／又は一般式（２）で示される多官能フ
   ェノール樹脂硬化剤、球状無機充填材、（Ｄ）硬化促進
   剤及び（Ｆ）ポリオルガノシロキサンを必須成分とする
   エポキシ樹脂組成物であって、(ａ)と(ｂ)との重量比
   （ａ／ｂ）が１〜１９であり、エポキシ樹脂（Ａ）の軟
   化点が７０〜１２０℃で、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、（Ｃ）球状無機充填
   材が全エポキシ樹脂組成物中７０〜８５重量％で、かつ
   球状無機充填材中の粒子径２４μｍ以上のものが０．１
   ０重量％以下、粒子径５μｍ以上〜２４μｍ未満のもの
   が２５〜４５重量％であることを特徴とする半導体封止
   用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （Ｒは炭素数１〜５の炭化水素で、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、ｎ＝０〜
   ３、ｋは平均値で、１〜１０の正数） 【化２】 （Ｒは炭素数１〜５の炭化水素で、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）
2. 【請求項２】一般式（１）及び／又は一般式（２）で示
   される多官能フェノール樹脂（ａ）と、結晶性エポキシ
   樹脂の前駆体であるフェノール類（ｂ）とを混合しグリ
   シジルエーテル化したエポキシ樹脂（Ａ）が、融解熱量
   ５〜３５ｍＪ／ｍｇである請求項１記載のエポキシ樹脂
   組成物。
3. 【請求項３】結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノ
   ール類（ｂ）が、一般式（３）、一般式（４）から選ば
   れる一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。 【化３】 （Ｒは炭素数１〜５の炭化水素で、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４】
4. 【請求項４】結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノ
   ール類（ｂ）が、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、
   ４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラ
   メチルビフェニル、４，４’−メチレンビス（２，６−
   ジメチルフェノール）、４，４’−（１−メチルエチリ
   デン）ビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’
   −ビス（２，３−ヒドロキシプロピルオキシ）−２，
   ２’−ジメチル−５，５’−ジターシャリブチルジフェ
   ニルスルフィドである請求項１、２又は３記載のエポキ
   シ樹脂組成物。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のエポキシ
   樹脂組成物を用いて、回路面に突起電極が具備された半
   導体素子が前記突起電極を介して回路基板に電気的に接
   合され、前記回路基板と前記半導体素子との空隙が封止
   されてなることを特徴とするエリア実装型半導体装置。