JP2003034714A - 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】ノンハロゲンかつノンアンチモンで、成形性、
耐リフロー性、耐湿性、及び高温放置特性等の信頼性を
低下させずに難燃性が良好な封止用エポキシ樹脂材料、
及び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、及び（Ｂ）硬化剤を
必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が下記一般式（Ｉ）
で示されるエポキシ樹脂を含有する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。 【化１】 （Ｒ^１、Ｒ^２は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜
１０の炭化水素基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０
のアルコキシル基から選ばれ、全て同一でも異なってい
てもよい。Ｒ^３は芳香環を含む基を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、封止用エポキシ樹
脂成形材料、特に環境対応の観点から要求されるノンハ
ロゲンかつノンアンチモンで難燃性の封止用エポキシ樹
脂成形材料で、厳しい信頼性を要求されるＶＬＳＩの封
止用に好適な成形材料及びこの成形材料で封止した素子
を備えた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。この理由としては、エポキシ樹脂が電
気特性、耐湿性、耐熱性、機械特性、インサート品との
接着性などの諸特性にバランスがとれているためであ
る。これらの封止用エポキシ樹脂成形材料の難燃化は主
にテトラブロモビスフェノールＡのジグリシジルエーテ
ル等のブロム化樹脂と酸化アンチモンの組合せにより行
われている。近年、環境保護の観点からダイオキシン問
題に端を発し、デカブロムをはじめとするハロゲン化樹
脂やアンチモン化合物に量規制の動きがあり、封止用エ
ポキシ樹脂成形材料についてもノンハロゲン化（ノンブ
ロム化）及びノンアンチモン化の要求が出てきている。
また、プラスチック封止ＩＣの高温放置特性にブロム化
合物が悪影響を及ぼすことが知られており、この観点か
らもブロム化樹脂量の低減が望まれている。そこで、ブ
ロム化樹脂や酸化アンチモンを用いずに難燃化を達成す
る手法としては、赤リンを用いる方法（特開平９−２２
７７６５号公報）、リン酸エステル化合物を用いる方法
（特開平９−２３５４４９号公報）、ホスファゼン化合
物を用いる方法（特開平８−２２５７１４号公報）、金
属水酸化物を用いる方法（特開平９−２４１４８３号公
報）、金属水酸化物と金属酸化物を併用する方法（特開
平９−１００３３７号公報）、フェロセン等のシクロペ
ンタジエニル化合物（特開平１１-２６９３４９号公
報）、アセチルアセトナート銅（加藤寛、機能材料、１
１（６）、３４（１９９１））等の有機金属化合物を用
いる方法などのハロゲン、アンチモン以外の難燃剤を用
いる方法、充填剤の割合を高くする方法（特開平７−８
２３４３号公報）等が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、封止用
エポキシ樹脂成形材料に赤リンを用いた場合は耐湿性の
低下の問題、リン酸エステル化合物やホスファゼン化合
物を用いた場合は可塑化による成形性の低下や耐湿性の
低下の問題、金属水酸化物や金属酸化物を用いた場合
や、充填剤の割合を高くした場合は流動性の低下の問題
がそれぞれある。また、有機金属化合物を用いた場合
は、硬化反応を阻害し成形性が低下する問題がある。以
上のようにこれらノンハロゲン、ノンアンチモン系の難
燃剤では、いずれの場合もブロム化樹脂と酸化アンチモ
ンを併用した封止用エポキシ樹脂成形材料と同等の成形
性、信頼性を得るに至っていない。本発明はかかる状況
に鑑みなされたもので、ノンハロゲンかつノンアンチモ
ンで、成形性、耐リフロー性、耐湿性及び高温放置特性
等の信頼性を低下させずに難燃性が良好な封止用エポキ
シ樹脂材料、及びこれにより封止した素子を備えた電子
部品装置を提供しようとするものである。

【０００４】

【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、封止用エポキシ
樹脂成形材料に特定のエポキシ樹脂を配合することによ
り上記の目的を達成しうることを見いだし、本発明を完
成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明は（１）（Ａ）エポキシ
樹脂、及び（Ｂ）硬化剤を必須成分とし、（Ａ）エポキ
シ樹脂が下記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂を含
有する封止用エポキシ樹脂成形材料、

【化３】 （Ｒ^１、Ｒ^２は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜
１０の炭化水素基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０
のアルコキシル基から選ばれ、全て同一でも異なってい
てもよい。Ｒ^３は芳香環を含む基を示す。）（２）Ｒ^３
が置換又は非置換のフェニル基又はビフェニル基である
上記（１）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、（３）
（Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂をさら
に含有する上記（１）又は（２）記載の封止用エポキシ
樹脂成形材料、（４）（Ｂ）硬化剤がアラルキル型フェ
ノール樹脂を含有する上記（１）〜（３）のいずれかに
記載封止用エポキシ樹脂成形材料、（５）アラルキル型
フェノール樹脂が下記一般式（II）で示されるフェノー
ル樹脂である上記（４）記載の封止用エポキシ樹脂成形
材料、

【化４】 （Ｘは芳香環を含む基、ｎは１以上の整数を示す。）
（６）Ｘが置換又は非置換のフェニレン基及び／又はビ
フェニレン基である上記（５）記載の封止用エポキシ樹
脂成形材料、及び（７）（Ｃ）無機充填剤をさらに含有
する上記（１）〜（６）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（８）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で封止さ
れた素子を備えた電子部品装置に関する。

【０００６】

【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、下記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ
樹脂を含有することが必要である。

【化５】 ここで、Ｒ^１、Ｒ^２は水素原子、置換又は非置換の炭素
数１〜１０の炭化水素基及び置換又は非置換の炭素数１
〜１０のアルコキシル基から選ばれ、全て同一でも異な
っていてもよい。Ｒ^３は芳香環を含む基を示す。
（Ｒ^１）_４は４個のＲ ^１を示す。上記一般式（Ｉ）中の
Ｒ^１、Ｒ^２としては、たとえば、水素原子、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イ
ソブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテ
ニル基等のアルケニル基、アミノ基置換アルキル基、メ
ルカプト基置換アルキル基、フェニル基、トリル基、キ
シリル基等のアリール基、アルキル基置換アリール基、
ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などの置換
又は非置換の炭素数１〜１０の炭化水素基、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数
１〜１０のアルコキシル基が挙げられ、なかでも、水素
原子又はメチル基が好ましい。式中８個のＲ^１は全てが
同一でも異なっていてもよく、Ｒ^１及びＲ^２が同一でも
異なっていてもよい。上記一般式（Ｉ）中のＲ^３として
は、たとえば、フェニル基、ビフェニル基、トリル基、
キシリル基等のアリール基、アルキル基置換アリール
基、アルコキシル基置換アリール基、ベンジル基、フェ
ネチル基等のアラルキル基、アラルキル基置換アリール
基等のベンゼノイド系芳香族基、ピリジン、ピロール、
フラン、チオフェン等の複素環を含む非ベンゼノイド系
芳香族基などが挙げられ、なかでも、難燃性の観点から
は置換又は非置換のフェニル基又はビフェニル基が好ま
しい。

【０００７】上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂
としては、たとえば、下記一般式（III）〜（VII）及び
（XV）〜（XX）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、
なかでも、難燃性及び成形性の観点からは上記一般式
（Ｉ）中のＲ^１が水素原子又はメチル基、Ｒ^２が水素原
子又はメチル基、Ｒ^３が非置換のフェニル基又はビフェ
ニル基である下記一般式（III）、（VII）及び（XV）〜
（XX）で示されるエポキシ樹脂が好ましく、流動性の観
点からはＲ^１が水素原子、Ｒ^２がメチル基、Ｒ^３が非置
換のフェニル基である下記一般式（III）で示されるエ
ポキシ樹脂がより好ましい。

【化６】

【化７】

【化８】

【化９】

【化１０】

【０００８】上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂
の配合量は特に制限はないが、その性能を発揮するため
に、（Ａ）エポキシ樹脂中に２０重量％以上含有するこ
とが好ましく、４０重量％以上含有することがより好ま
しく、６０重量％以上含有することがさらに好ましい。

【０００９】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂以外に従
来公知のエポキシ樹脂をさらに含有してもよい。たとえ
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、トリフェニルメタン
骨格を有する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、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、脂環族エポキシ樹
脂、硫黄原子含有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。なかでも、流動性及びハンドリング性の観点からは
ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。

【００１０】ビフェニル型エポキシ樹脂としてはたとえ
ば下記一般式（XI）で示されるエポキシ樹脂等が挙げら
れる。

【化１１】 ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸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、これらは全
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（XI）で示されるビフェニル型エポキ
シ樹脂としては、たとえば、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。なかでも、流動性の観点からは４，４’−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニルを主成分と
するエポキシ樹脂、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、及びこれらの混合
物が好ましく、硬化性及びハンドリング性の観点からは
４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェ
ニルを主成分とするエポキシ樹脂がより好ましい。

【００１１】上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂
を含有する（Ａ）エポキシ樹脂に、ビフェニル型エポキ
シ樹脂をさらに含有する場合、その配合量は特に制限は
ないが、上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂との
重量比（上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂／ビ
フェニル型エポキシ樹脂）が９／１〜３／７であること
が好ましく、８／２〜４／６がより好ましい。この重量
比が９／１未満ではエポキシ樹脂が半固体となりハンド
リング性に劣る傾向があり、３／７を超えると難燃性に
劣る傾向がある。

【００１２】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、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型フェノー
ル樹脂、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
ル等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、フェノール類及び／又はナフトール類とシクロペン
タジエンから共重合により合成される、ジクロペンタジ
エン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラッ
ク樹脂等のジクロペンタジエン型フェノール樹脂、テル
ペン変性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。

【００１３】なかでも、難燃性の観点からは、アラルキ
ル型フェノール樹脂が好ましく、下記一般式（II）で示
されるフェノール樹脂がより好ましい。

【化１２】 ここで、上記一般式（II）中のＸは芳香環を含む基を示
し、たとえば、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチ
レン基等のアリーレン基、トリレン基、キシリレン基等
のアルキル基置換アリーレン基、アルコキシル基置換ア
リーレン基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル
基、アラルキル基置換アリーレン基などが挙げられ、な
かでも、難燃性の観点からは置換又は非置換のフェニレ
ン基及びビフェニレン基が好ましく、ビフェニレン基が
より好ましい。上記一般式（II）中のｎは１以上の整数
を示し、１〜１０の整数が好ましく、平均で８以下がよ
り好ましい。

【００１４】上記一般式（II）で示されるフェノール樹
脂としては、Ｘが置換又は非置換のフェニレン基及び／
又はビフェニレン基であるフェノール樹脂が好ましく、
たとえば、下記一般式（VIII）〜（Ｘ）で示されるフェ
ノール樹脂等が挙げられる。なかでも、Ｘがビフェニレ
ン基である繰り返し単位を含む下記一般式（VIII）及び
（Ｘ）で示されるフェノール樹脂がより好ましい。

【化１３】 ここで、上記一般式（VIII）中のｎは１〜１０の整数を
示す。このようなフェノール樹脂としては、市販品とし
て明和化成株式会社製商品名ＭＥＨ−７８５１が挙げら
れる。

【化１４】 ここで、上記一般式（IX）中のｎは１〜１０の整数を示
す。このようなフェノール樹脂としては、市販品として
三井化学株式会社製商品名ＸＬＣ−３Ｌが挙げられる。

【化１５】 ここで、上記一般式（Ｘ）中のｍ、ｎは１〜１０の整数
を示す。上記一般式（Ｘ）で示されるフェノール樹脂
は、上記の［ ］ｍ、［ ］ｎで示される繰り返し単位
の共重合体であり、ランダム共重合体であっても、交互
共重合体であっても、ブロック共重合体であっても差し
支えないが、難燃性の観点からは交互共重合体及びラン
ダム共重合体が好ましく、ランダム共重合体がより好ま
しい。また、未反応の原料成分や、［ ］ｍ、［ ］ｎ
で示される繰り返し単位のいずれかのみで構成されるホ
モポリマーが含まれていてもよいが、難燃性の観点から
は、ｍ及びｎが１以上の共重合体を５０重量％以上含む
ことが好ましい。共重合モル比ｍ／ｎは１／１０〜１０
／１が好ましく、２／８〜６／４がより好ましい。

【００１５】これらのアラルキル型フェノール樹脂を用
いる場合、その配合量は特に制限はないが、その性能を
発揮するために（Ｂ）硬化剤中に５０重量％以上とする
ことが好ましく、６０重量％以上がより好ましく、８０
重量％以上がさらに好ましい。

【００１６】（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に対す
る硬化剤中の水酸基数の比（硬化剤中の水酸基数／エポ
キシ樹脂中のエポキシ基数）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。

【００１７】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、必要に応じて（Ｃ）無機充填剤を配合することがで
きる。（Ｃ）無機充填剤は、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配合されるものであ
り、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されるも
ので特に制限はないが、たとえば、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、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。なかでも、線
膨張係数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、充填剤形状は成形時の
流動性及び金型摩耗性の点から球形が好ましい。（Ｃ）
無機充填剤の配合量は、難燃性、成形性、吸湿性、線膨
張係数低減及び強度向上の観点から、封止用エポキシ樹
脂成形材料に対して６０重量％以上が好ましく、７０〜
９５重量％がより好ましく、７５〜９２重量％がさらに
好ましい。６０重量％未満では難燃性及び耐リフロー性
が低下する傾向があり、９５重量％を超えると流動性が
不足する傾向がある。

【００１８】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、必要に応じて硬化促進剤を用いることができる。硬
化促進剤としては、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、たとえば、
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ホスフィン
化合物及びこれらの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。なかでも、硬
化性及び流動性の観点からは、ホスフィン化合物及びホ
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等の第三ホスフィン化合物及び
トリフェニルホスフィンとキノン化合物との付加物がよ
り好ましい。第三ホスフィン化合物を用いる場合にはキ
ノン化合物をさらに含有することが好ましい。また、保
存安定性の観点からは、シクロアミジン化合物とフェノ
ール樹脂との付加物が好ましく、ジアザビシクロウンデ
センのフェノールノボラック樹脂塩がより好ましい。

【００１９】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、０．０１〜０．５重量％がより好まし
い。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。

【００２０】また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料には、樹脂成分と無機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。上
記カップリング剤の配合量は、（Ｃ）無機充填剤に対し
て０．０５〜５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、５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
従来公知のノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を必
要に応じて配合することができる。たとえば、赤リン、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛等
の無機物及び/又はフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂等
で被覆された赤リン、リン酸エステル等のリン化合物、
メラミン、メラミン誘導体、メラミン変性フェノール樹
脂、トリアジン環を有する化合物、シアヌル酸誘導体、
イソシアヌル酸誘導体等の窒素含有化合物、シクロホス
ファゼン等のリン及び窒素含有化合物、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム及び下記組成式（XII）にて
示される複合金属水酸化物などが挙げられる。

【化１６】 ｐ(Ｍ¹aＯb)・ｑ(Ｍ²cＯd)・ｒ(Ｍ³cＯd)・ｍＨ₂Ｏ （XII） （ここで、Ｍ¹、Ｍ²及びＭ³は互いに異なる金属元素を
示し、a、b、c、d、ｐ、ｑ及びｍは正の数、ｒは０又は
正の数を示す。上記組成式（XII）中のＭ¹、Ｍ²及びＭ³
は互いに異なる金属元素であれば特に制限はないが、難
燃性の観点からは、Ｍ¹が第３周期の金属元素、IIＡ族
のアルカリ土類金属元素、IVＢ族、IIＢ族、VIII族、Ｉ
Ｂ族、IIIＡ族及びIVＡ族に属する金属元素から選ば
れ、Ｍ²がIIIＢ〜IIＢ族の遷移金属元素から選ばれるこ
とが好ましく、Ｍ¹がマグネシウム、カルシウム、アル
ミニウム、スズ、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅
及び亜鉛から選ばれ、Ｍ²が鉄、コバルト、ニッケル、
銅及び亜鉛から選ばれることがより好ましい。流動性の
観点からは、Ｍ¹がマグネシウム、Ｍ²が亜鉛又はニッケ
ルで、ｒ＝０のものが好ましい。ｐ、ｑ及びｒのモル比
は特に制限はないが、ｒ＝０で、ｐ／ｑが１／９９〜１
／１であることが好ましい。なお、金属元素の分類は、
典型元素をＡ亜族、遷移元素をＢ亜族とする長周期型の
周期率表（出典：共立出版株式会社発行「化学大辞典
４」１９８７年２月１５日縮刷版第３０刷）に基づいて
行った。）また、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、酸化
鉄、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ジシクロペン
タジエニル鉄等の金属元素を含む化合物などが挙げら
れ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組合わせ
て用いてもよい。）

【００２２】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、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。

【００２３】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。

【００２４】本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形
材料により封止した素子を備えた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、たとえば、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等により封止してなる、ＤＩ
Ｐ（Dual Inline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leade
d Chip Carrier）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、Ｓ
ＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outli
ne J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline
Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package）等の
樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにリードポンディング
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）、ＣＯＧ（Chip On
Glass）等のベアチップ実装した半導体装置、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
たハイブリッドＩＣ、マルチチップモジュール、マザー
ボード接続用の端子を形成したインターポーザ基板に半
導体チップを搭載し、バンプまたはワイヤボンディング
により半導体チップとインターポーザ基板に形成された
配線を接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料で半導体チップ搭載側を封止したＢＧＡ（Ball Grid
Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＭＣＰ（Mult
i Chip 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。

【００２５】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。

【００２６】

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

【００２７】実施例１〜６、比較例１〜５ エポキシ樹脂としてエポキシ当量２０１の下記一般式
（XIII）で示されるエポキシ樹脂（エポキシ樹脂１）、
下記一般式（XIII）で示されるエポキシ樹脂と下記一般
式（XIV）で示されるエポキシ樹脂の重量比１／１の混
合物であるエポキシ当量１７８、融点６５℃のエポキシ
樹脂（エポキシ樹脂２）、エポキシ当量１９２、融点１
０５℃のビフェニル型エポキシ樹脂（エポキシ樹脂３：
ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名エピコートＹ
Ｘ−４０００Ｈ）、エポキシ当量２００、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４：住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＣＮ−１９
０）、下記一般式（XXI）で示されるエポキシ当量２８
０、軟化点８４℃のエポキシ樹脂（エポキシ樹脂５）、
硬化剤として水酸基当量１９９、軟化点８０℃のビフェ
ニレン基を含有するアラルキル型フェノール樹脂（硬化
剤１：明和化成株式会社製商品名ＭＥＨ−７８５１）、
水酸基当量１７２、軟化点７０℃のフェニレン基を含有
するアラルキル型フェノール樹脂（硬化剤２：三井化学
株式会社製商品名ミレックスＸＬＣ−３Ｌ）、下記一般
式（Ｘ）で示され、共重合比ｍ／ｎが１／１、水酸基当
量１９０、軟化点６１℃のフェニレン基及びビフェニレ
ン基を含有するアラルキル型フェノール樹脂（硬化剤
３）、水酸基当量１０６、軟化点８０℃のノボラック型
フェノール樹脂（硬化剤４：明和化成株式会社製商品名
Ｈ−１）、無機充填剤として平均粒子径１７．５μｍ、
比表面積３．８ｍ²／ｇの球状溶融シリカ、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、カップリング剤としてエポキシシラン（信
越化学工業株式会社製商品名ＫＢＭ４０３）、難燃剤と
して三酸化アンチモン及びエポキシ当量３７５、軟化点
８０℃、臭素含量４８重量％のビスフェノールＡ型ブロ
ム化エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品名ＥＳ
Ｂ−４００Ｔ）、その他の添加剤としてカルナバワック
ス（クラリアント社製）及びカーボンブラック（三菱化
学株式会社製商品名ＭＡ−１００）をそれぞれ表１に示
す重量部で配合し、混練温度８０℃、混練時間１０分の
条件でロール混練を行って、実施例１〜６及び比較例１
〜５の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。

【００２８】

【化１７】

【化１８】

【化１９】

【化２０】

【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。結果を
表２に示す。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料の成形
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秒の条件で行った。
また、後硬化は１８０℃で５時間行った。 （１）難燃性 厚さ１．６ｍｍの試験片を成形する金型を用いて、封止
用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形して後硬化を
行い、ＵＬ−９４試験法に従って難燃性を評価した。 （２）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条件で
成形し、流動距離（ｃｍ）を求めた。 （３）熱時硬度 封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で直径５０ｍｍ
×厚さ３ｍｍの円板に成形し、成形後直ちにショアＤ型
硬度計を用いて測定した。 （４）耐リフロー性 ８ｍｍ×１０ｍｍ×０．４ｍｍのシリコーンチップを搭
載した外形寸法２０ｍｍ×１４ｍｍ×２ｍｍの８０ピン
フラットパッケージ（ＱＦＰ）を、封止用エポキシ樹脂
成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して作製し、
８５℃、８５％ＲＨの条件で加湿して所定時間毎に２４
０℃、１０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、試験パッケージ数（５）に対するクラッ
ク発生パッケージ数で評価した。 （５）耐湿性 ５μｍ厚の酸化膜上に線幅１０μｍ、厚さ１μｍのアル
ミ配線を施した６ｍｍ×６ｍｍ×０．４ｍｍのテスト用
シリコーンチップを搭載した外形寸法２０ｍｍ×１４ｍ
ｍ×２．７ｍｍの８０ピンフラットパッケージ（ＱＦ
Ｐ）を、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件
で成形、後硬化して作製し、前処理を行った後、加湿し
て所定時間毎にアルミ配線腐食による断線不良を調べ、
試験パッケージ数（１０）に対する不良パッケージ数で
評価した。なお、前処理は８５℃、８５％ＲＨ、７２時
間の条件でフラットパッケージを加湿後、２１５℃、９
０秒間のベーパーフェーズリフロー処理を行った。その
後の加湿は０．２ＭＰａ、１２１℃の条件で行った。 （６）高温放置特性 ５μｍ厚の酸化膜上に線幅１０μｍ、厚さ１μｍのアル
ミ配線を施した５ｍｍ×９ｍｍ×０．４ｍｍのテスト用
シリコーンチップを、部分銀メッキを施した４２アロイ
のリードフレーム上に銀ペーストを用いて搭載し、サー
モニック型ワイヤボンダにより、２００℃でチップのボ
ンディングパッドとインナリードをＡｕ線にて接続した
１６ピン型ＤＩＰ（Dual Inline Package）を、封止用
エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化
して作製して、２００℃の高温槽中に保管し、所定時間
毎に取り出して導通試験を行い、試験パッケージ数（１
０）に対する導通不良パッケージ数で、高温放置特性を
評価した。

【００３１】

【表２】

【００３２】（Ａ）エポキシ樹脂に本発明における特定
のエポキシ樹脂を含有しない比較例は、いずれも本発明
の特性を満足していない。すなわち、難燃剤を用いない
比較例１〜３は、難燃性試験において規格外か、Ｖ−１
であっても総残炎時間が１００ｓ以上と難燃性に劣る。
ブロム化エポキシ樹脂及び三酸化アンチモンを用いた比
較例４、５は高温放置特性に劣る。これに対して、
（Ａ）エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含み、特定のエ
ポキシ樹脂を含有し、ノンハロゲン、ノンアンチモンの
実施例は、いずれも難燃性試験でＶ−０か、Ｖ−１であ
っても総残炎時間が１００ｓ未満と難燃性が良好で、ま
た、流動性、熱時硬度、耐リフロー性、耐湿性及び高温
放置特性のいずれも低下せずに良好である。

【００３３】

【発明の効果】本発明になる封止用エポキシ樹脂成形材
料は実施例で示したようにノンハロゲンかつノンアンチ
モンで難燃化を達成でき、これを用いてＩＣ、ＬＳＩ等
の電子部品を封止すれば成形性が良好であり、耐リフロ
ー性、耐湿性及び高温放置特性等の信頼性が良好な製品
を得ることができ、その工業的価値は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J036 AA02 AC01 AC11 AJ15 BA02 DB06 JA07 4M109 AA01 EA02 EB03 EB12

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、及び（Ｂ）硬化剤を
   必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が下記一般式（Ｉ）
   で示されるエポキシ樹脂を含有する封止用エポキシ樹脂
   成形材料。 【化１】 （Ｒ^１、Ｒ^２は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜
   １０の炭化水素基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０
   のアルコキシル基から選ばれ、全て同一でも異なってい
   てもよい。Ｒ^３は芳香環を含む基を示す。）
2. 【請求項２】Ｒ^３が置換又は非置換のフェニル基又はビ
   フェニル基である請求項１記載の封止用エポキシ樹脂成
   形材料。
3. 【請求項３】（Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキ
   シ樹脂をさらに含有する請求項１又は請求項２記載の封
   止用エポキシ樹脂成形材料。
4. 【請求項４】（Ｂ）硬化剤がアラルキル型フェノール樹
   脂を含有する請求項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】アラルキル型フェノール樹脂が下記一般式
   （II）で示されるフェノール樹脂である請求項４記載の
   封止用エポキシ樹脂成形材料。 【化２】 （Ｘは芳香環を含む基、ｎは１以上の整数を示す。）
6. 【請求項６】Ｘが置換又は非置換のフェニレン基及び／
   又はビフェニレン基である請求項５記載の封止用エポキ
   シ樹脂成形材料。
7. 【請求項７】（Ｃ）無機充填剤をさらに含有する請求項
   １〜６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材
   料。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の封止用エ
   ポキシ樹脂成形材料で封止された素子を備えた電子部品
   装置。