JP2003089743A - エポキシ樹脂組成物および半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の金属・合金により構成される部位との
接着性に優れた硬化物を形成することができるととも
に、保存安定性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供する
こと。電極の腐食による断線や水分によるリーク電流を
発生させることがなく、長期にわたり高い信頼性を維持
することができる半導体装置を提供すること。 【解決手段】 本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）
エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）下記一般
式（１）（式中、Ｒ¹ は一価の保護基を表し、Ｒ ² は水
素原子またはアルキル基を表し、Ｒ³ は、同一または異
なる、炭素数１〜６のアルキル基を表す。）で示される
シランカップリング剤および（Ｄ）無機質充填剤を含有
することを特徴とする。本発明の半導体装置は、本発明
のエポキシ樹脂組成物の硬化物によって半導体チップが
封止されてなることを特徴とする。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂組成
物および半導体装置に関し、更に詳しくは、金属・合金
に対する接着性および保存安定性に優れたエポキシ樹脂
組成物、並びに、そのようなエポキシ樹脂組成物の硬化
物によって半導体チップが封止されてなる信頼性の高い
半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体チップを封止するために使
用される樹脂材料として、ノボラック型エポキシ樹脂、
ノボラック型フェノール樹脂および無機質充填剤からな
るエポキシ樹脂組成物が知られている。然るに、このよ
うなエポキシ樹脂組成物の硬化物によって半導体チップ
を封止してなる半導体装置は、当該硬化物（封止樹脂）
と、リードフレーム、プレーティングフレームなどを構
成する金属・合金との接着性に著しく劣るという欠点が
ある。また、吸湿した半導体装置を赤外線（ＩＲ）リフ
ロー方式で表面実装する場合において、金属・合金によ
り構成される部位と封止樹脂との間、あるいは半導体チ
ップと封止樹脂との間に剥離が生じたり、封止樹脂の内
部にクラック（リフロークラック）が発生したりする。
そして、これらの剥離発生領域およびクラック発生領域
に滞留する水蒸気・水分に起因して、電極が腐食して断
線したり、水分によるリーク電流を生じたりする。この
結果、当該半導体装置は、長期間の動作が困難となり信
頼性を保証することができない。このため、半導体装置
の使用環境（湿度）下における水蒸気、水分による影響
が少なく、半導体装置全体のＩＲリフロー方式による表
面実装処理を実施しても、クラックが発生せず、耐湿劣
化の少ない封止樹脂を形成することのできる樹脂組成物
の開発が強く要望されていた。

【０００３】一方、金属・合金により構成される部位
と、封止樹脂との間における接着性の改良を企図して、
当該封止樹脂（硬化物）を形成するためのエポキシ樹脂
組成物中に、γ−アミノプロピルトリエトキシシランに
代表されるアミノ系のシランカップリング剤を含有させ
ることが行われている。しかしながら、そのようなシラ
ンカップリング剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物は
保存安定性に劣るという問題がある。すなわち、当該シ
ランカップリング剤の有するアミノ基の、エポキシ樹脂
およびフェノール樹脂に対する反応性が極めて高いもの
であるために、当該エポキシ樹脂組成物の保存中に、シ
ランカップリング剤と、エポキシ樹脂およびフェノール
樹脂との反応が進行してスコーチを生じてしまう。そし
て、そのような樹脂組成物は、成形時おける流動性が著
しく低下し、成形不良による生産性の低下を招来する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に基いてなされたものである。本発明の第１の目的
は、各種の金属・合金により構成される部位との接着性
に優れた硬化物を形成することができるとともに、保存
安定性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供することにあ
る。本発明の第２の目的は、流動性が高くて成形性の良
好なエポキシ樹脂組成物を提供することにある。本発明
の第３の目的は、耐湿性に優れた硬化物を形成すること
ができるエポキシ樹脂組成物を提供することにある。本
発明の第４の目的は、耐リフロー性に優れ、ＩＲリフロ
ー方式による表面実装処理を行っても、良好な耐湿性を
維持することができる硬化物（封止樹脂）を形成するこ
とができる半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を提供す
ることにある。本発明の第５の目的は、上記のような好
ましい性能を有するエポキシ樹脂組成物の硬化物によっ
て半導体チップが封止されてなる半導体装置を提供する
ことにある。本発明の第６の目的は、リードフレーム、
プレーティングフレームなど、金属・合金から構成され
る部位に対する接着性に優れた封止樹脂（エポキシ樹脂
硬化物）を備えてなる半導体装置を提供することにあ
る。本発明の第７の目的は、耐湿性・耐リフロー性に優
れ、ＩＲリフロー方式による表面実装処理を行っても、
良好な耐湿性を維持することができる封止樹脂（エポキ
シ樹脂の硬化物）を備えてなる半導体装置を提供するこ
とにある。本発明の第８の目的は、電極の腐食による断
線や水分によるリーク電流を発生させることがなく、長
期にわたり高い信頼性を維持することができる半導体装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂および無機質充填剤とともに、ブロ
ック化されたアミノ基を有する特定のシランカップリン
グ剤を配合することにより、各種の金属・合金に対する
接着性に優れた硬化物を形成することができ、しかも、
保存安定性に優れた樹脂組成物が得られることを見出
し、かかる知見に基いて本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、
（Ｃ）下記一般式（１）で示されるシランカップリング
剤および（Ｄ）無機質充填剤を含有することを特徴とす
る。

【化５】 （式中、Ｒ¹ は一価の保護基を表し、Ｒ² は水素原子ま
たはアルキル基を表し、Ｒ³ は、同一または異なる、炭
素数１〜６のアルキル基を表す。）

【０００７】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
前記（Ｃ）シランカップリング剤として、下記一般式
（２）〜（４）で示される化合物から選ばれる少なくと
も１種の化合物を含有することが好ましい。

【０００８】

【化６】 （式中、Ｒ⁴ は炭化水素基またはアルコキシ基を表し、
Ｒ² は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ³ は、同一
または異なる、炭素数１〜６のアルキル基を表す。）

【０００９】

【化７】 （式中、Ｒ⁵ は炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ³
は、同一または異なる、炭素数１〜６のアルキル基を表
す。）

【００１０】

【化８】 （式中、Ｒ² は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ³
は、同一または異なる、炭素数１〜６のアルキル基を表
す。）

【００１１】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
前記（Ｃ）シランカップリング剤の含有割合が０．０１
〜１０．０質量％であり、かつ、前記（Ｄ）無機質充填
剤の含有割合が１５〜９８質量％であることが好まし
い。

【００１２】本発明の半導体装置は、本発明のエポキシ
樹脂組成物の硬化物によって半導体チップが封止されて
なることを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記一般式（１）で示されるシランカップリン
グ剤が含有された本発明のエポキシ樹脂組成物によれ
ば、各種の金属・合金により構成される部位との接着性
に優れた硬化物（封止樹脂）を形成することができ、し
かも、当該エポキシ樹脂組成物は、γ−アミノプロピル
トリエトキシシランなどが含有されたエポキシ樹脂組成
物と比較して格段に優れた保存安定性を有している。こ
のように、金属・合金に対する硬化物の優れた接着性
と、優れた保存安定性という、相反する性能を共に満足
できたことは驚くべきことである。この理由としては明
らかではないが、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂と
の反応（樹脂組成物の硬化反応）に関与するアミノ基
が、保護基（Ｒ¹ ）によってブロック化（−ＮＨ₂ を構
成する１の水素原子が当該保護基により置換）されてい
ることにより、その反応性（保存環境下における反応
性）が低下して、優れた保存安定性（耐スコーチ性）が
発現されるとともに、当該樹脂組成物を成形する際の加
熱条件によって、ブロック化によって抑制されていたア
ミノ基の反応活性が復元され、金属・合金に対する接着
性の改良効果が発現されるものと推測される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ
樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）上記一般式（１）
で示されるシランカップリング剤および（Ｄ）無機質充
填剤を必須の成分として含有してなる。

【００１５】＜（Ａ）エポキシ樹脂＞本発明の樹脂組成
物を構成するエポキシ樹脂は、少なくとも２個のエポキ
シ基を分子中に有する化合物である。エポキシ樹脂の構
造および分子量などは特に制限されるものではなく、半
導体封止用の樹脂組成物を構成するものとして従来公知
のエポキシ樹脂をすべて使用することができる。具体的
には、脂肪族型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂などの芳香族型エポキシ樹脂、シクロヘキサン誘
導体などの脂環式型エポキシ樹脂およびノボラック型エ
ポキシ樹脂など挙げることができ、これらの中から選ば
れたエポキシ樹脂を単独でまたは２種以上を組み合わせ
て使用することができる。本発明の樹脂組成物における
（Ａ）エポキシ樹脂の含有割合としては、０．１〜８０
質量％であることが好ましく、更に好ましくは１．０〜
６０質量％とされる。

【００１６】＜（Ｂ）フェノール樹脂＞本発明の樹脂組
成物を構成する（Ｂ）フェノール樹脂としても特に制限
されるものではなく、半導体封止用の樹脂組成物を構成
するものとして従来公知のフェノール樹脂をすべて使用
することができる。具体的には、フェノールノボラック
樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ノニルフェノールノ
ボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック
樹脂、ビスフェノールＦのノボラック樹脂、ナフトール
のノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、
ビスフェノールＡのノボラック樹脂、ポリパラオキシス
チレンなどのポリオキシスチレン、２, ２′−ジメトキ
シ−ｐ−キシレンとフェノールモノマーとの縮合重合化
合物などのフェノールアラルキル樹脂、トリス（ヒドロ
キシフェニル）アルカンベースの化合物などを挙げるこ
とができ、これらは単独でまたは２種以上を組み合わせ
て使用することができる。本発明の樹脂組成物における
（Ｂ）フェノール樹脂の含有割合としては、０．１〜４
０質量％であることが好ましく、更に好ましくは１．０
〜３０質量％とされる。なお、本発明の樹脂組成物に含
有される（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）フェノール樹脂と
の使用割合としては、（Ａ）エポキシ樹脂の有するエポ
キシ基のモル数を（ａ）とし、（Ｂ）フェノール樹脂の
有するフェノール性水酸基のモル数を（ｂ）とすると
き、比［（ａ）／（ｂ）］の値が０．０１〜２０となる
割合であることが好ましく、更に好ましくは、この値が
０．０５〜１０となる割合とされる。比［（ａ）／
（ｂ）］の値が０．０１未満または２０を超える場合に
は、得られる樹脂組成物の硬化物が良好な電気特性を有
するものとならず、また、当該樹脂組成物を使用して製
造される半導体装置の耐熱性や耐湿性が低下する傾向が
ある。

【００１７】＜（Ｃ）シランカップリング剤＞本発明の
樹脂組成物は、上記一般式（１）で示される（Ｃ）シラ
ンカップリング剤を含有している点に特徴を有する。上
記一般式（１）において、Ｒ¹ は、アミノ基をブロック
化（１の水素原子を置換）する一価の保護基を表す。か
かる保護基（Ｒ¹ ）としては、炭化水素基（アルキル基
およびアルケニル基）、アルコキシ基、アシル基、カル
ボン酸エステル基、ブロック化されたアミノ基を含有す
る基などを挙げることができる。これらのうち、アルキ
ル基、式：−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ⁴¹（Ｒ⁴¹はアルキル基であ
る。）で表されるアシル基、式：−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ⁴²（Ｒ
⁴²はアルコキシ基である。）で表されるカルボン酸エス
テル基、式：−Ｃ₂ Ｈ₄ −ＮＨ−ＣＨ₂ −Ｃ₆ Ｈ₅で表
される基が好ましい。

【００１８】（Ｃ）シランカップリング剤として好適な
化合物としては、上記一般式（２）〜（４）で示される
化合物を挙げることができる。上記一般式（２）におい
て、Ｒ⁴ は炭化水素基またはアルコキシ基を表す。「Ｒ
⁴ 」で表される炭化水素基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基な
どのアルキル基；ビニル基、２−プロペニル基などのア
ルケニル基を例示することができる。また、「Ｒ⁴ 」で
表されるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ
基、イソプロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソブトキ
シ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などを例示する
ことができる。

【００１９】上記一般式（２）で示される化合物のう
ち、（Ｃ）シランカップリング剤として特に好適な化合
物として、下記一般式（２Ａ）および一般式（２Ｂ）で
示される化合物を挙げることができる。

【００２０】

【化９】 （式中、Ｒ³ は、同一または異なる、炭素数１〜６のア
ルキル基を表す。）

【００２１】上記一般式（１），（２）および（４）に
おいて、Ｒ² は水素原子またはアルキル基を表し、上記
一般式（３）において、Ｒ⁵ は炭素数１〜６のアルキル
基を表す。「Ｒ² 」および「Ｒ⁵ 」で表されるアルキル
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、イソ
ペンチル基およびヘキシル基などを挙げることができ、
メチル基およびエチル基が好ましい。「Ｒ² 」で表され
る基がアルキル基であるシランカップリング剤を含有さ
せることにより、得られるエポキシ樹脂組成物の保存安
定性（耐スコーチ性）を更に向上させることができる。
この理由としては、「Ｒ² 」で表されるアルキル基の立
体障害によって、当該シランカップリング剤（ブロック
化アミノ基）と、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂と
の反応性（保存環境下における反応性）が更に低下する
からであると考えられる。なお、保護基（Ｒ¹ ）によっ
て樹脂組成物の保存安定性が十分に達成できる場合に
は、「Ｒ² 」で表される基は、水素原子であることが、
当該シランカップリング剤の製造が容易であることなど
から好ましい。

【００２２】上記一般式（１）〜（４）において、Ｒ³
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチ
ル基、ヘキシル基などの炭素数１〜６のアルキル基を表
し、メチル基およびエチル基が好ましい。なお、上記一
般式（１）〜（４）において、ケイ素原子に結合してい
る３つのアルコキシ基（ＯＲ³ ）は、同一のものであっ
ても、異なるものであってもよい。

【００２３】上記一般式（１）で示される（Ｃ）シラン
カップリング剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせ
て使用することができる。本発明の樹脂組成物における
（Ｃ）シランカップリング剤の含有割合としては、０．
０１〜１０．０質量％であることが好ましく、更に好ま
しくは０．１〜８質量％とされる。 （Ｃ）シランカップリング剤の含有割合が０．０１質量
％未満の樹脂組成物によっては、金属・合金に対する接
着性が良好で十分な耐リフロー性（耐リフロークラック
性・ＩＲリフロー方式による表面実装処理後における耐
湿性）を有する硬化物（封止樹脂）を得ることができ
ず、長期にわたって信頼性の高い半導体装置を製造する
ことが困難となる。一方、この含有割合が１０．０質量
％を超える樹脂組成物は成形性に劣り、信頼性の高い半
導体装置を製造することが困難となる。

【００２４】（Ｃ）シランカップリング剤の使用方法
（樹脂組成物中に含有させる態様）としても特に限定さ
れるものではなく、従来公知の方法を採用することがで
きる。具体的には、 〔１〕エポキシ樹脂およびフェノール樹脂との混合処理
に供される無機質充填剤をシランカップリング剤によっ
て表面処理する方法； 〔２〕エポキシ樹脂および／またはフェノール樹脂ある
いは両者の混合物（予備混合物）中にシランカップリン
グ剤を添加混合する方法； 〔３〕エポキシ樹脂、フェノール樹脂および無機質充填
剤とともに、シランカップリング剤を混合する方法、す
なわち、樹脂組成物の調製時に添加する方法を挙げるこ
とができる。

【００２５】なお、（Ｄ）無機質充填剤との反応性を高
める目的で、（Ｃ）シランカップリング剤の有するアル
コキシ基（ＯＲ³ ）の一部または全部を、従来公知の方
法により、加水分解し、また、更に縮合させてから使用
することもできる。ここに、アルコキシ基（ＯＲ³ ）₃
の加水分解反応は、公知の触媒によって促進することが
できる。

【００２６】＜（Ｄ）無機質充填剤＞本発明の樹脂組成
物を構成する（Ｄ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ粉末、タルク、クレー、窒化ケイ素粉末、
三酸化アンチモン、マイカ、炭酸カルシウム、チタンホ
ワイト、ベンガラ、ガラス繊維などを挙げることがで
き、これらは単独でまたは２種以上を組み合わせて使用
することができる。ここに、使用する（Ｄ）無機質充填
剤は、不純物の濃度が低いものであることが好ましい。
本発明の樹脂組成物における（Ｄ）無機質充填剤の含有
割合としては、１５〜９８質量％であることが好まし
く、更に好ましくは２０〜９５質量％とされる。 （Ｄ）無機質充填剤の含有割合が１５質量％未満である
樹脂組成物は、成形性に劣り、更に、耐熱性、耐湿性、
半田耐熱性、機械的特性の良好な硬化物を得ることが困
難となる。一方、この含有割合が９８質量％を超える樹
脂組成物は、流動性が低くて成形性に劣るものとなる。

【００２７】＜任意成分＞本発明の樹脂組成物には、本
発明の効果が損なわれない範囲において、各種の任意成
分が含有されていてもよい。かかる任意成分としては、
天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属
塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン類などの離型
剤、塩素化パラフィン、ブロム化トルエン、ヘキサブロ
ムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボン
ブラック、ベンガラなどの着色剤、ゴム系の低応力付与
剤、シリコーン系の低応力付与剤、上記の一般式（１）
で示される（Ｃ）シランカップリング剤以外のシランカ
ップリング剤等を挙げることができる。

【００２８】＜樹脂組成物の調製方法＞本発明の樹脂組
成物を調製する方法としては特に限定されるものではな
く、半導体封止用の樹脂組成物を調製する従来公知の方
法を採用することができる。代表的な調製方法として
は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）フェノール樹脂と、
（Ｃ）シランカップリング剤と、（Ｄ）無機質充填剤
と、任意成分とを配合し、これをミキサーなどで十分均
一に混合した後、熱ロールによる溶融混合処理、または
ニーダなどによる混合処理を行い、続いてこれを冷却固
化させ、粉砕する方法を挙げることができる。このよう
にして得られる樹脂組成物は、保存安定性に優れ、半導
体装置、電気素子の封止、被覆、絶縁などに好適に使用
することができる。

【００２９】＜半導体装置＞本発明の半導体装置は、本
発明の樹脂組成物の硬化物によって半導体チップが封止
されて構成される。本発明の半導体装置を構成する半導
体チップとしては、特に限定されるものではなく、大規
模集積回路、集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダ
イオードなど、電気素子全般が含まれる。半導体チップ
を封止する方法としても特に限定されるものではなく、
トランスファー成形法、射出成形法、圧縮成形法、注型
法など従来公知の方法を採用することができる。これら
の方法のうち、低圧トランスファー成形法を採用するこ
とが好ましい。半導体チップを封止する際における樹脂
組成物の加熱温度（硬化温度）としては１４０℃以上で
あることが好ましい。また、成形後において後硬化処理
を行うことが好ましい。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。なお、以下の実施例において、「部」は、「質量
部」を意味する。

【００３１】＜実施例１＞クレゾールノボラックエポキ
シ樹脂（エポキシ当量２２０）２０部、ノボラック型フ
ェノール樹脂（フェノール当量１１０）８部、下記化学
式（１）で示されるシランカップリング剤「Ｙ−１５２
７２」（クロンプトン社製）０．５部、トリフェニルホ
スフィン０．１部、溶融シリカ粉末７０部およびエステ
ル系ワックス類１．０部を常温で混合し、得られた混合
物を９５℃で混練した後、これを冷却粉砕することによ
り、本発明の樹脂組成物を製造した。

【００３２】＜実施例２＞シランカップリング剤「Ｙ−
１５２７２」の使用量を１．０部に変更したこと以外は
実施例１と同様にして本発明の樹脂組成物を製造した。

【００３３】＜実施例３＞シランカップリング剤「Ｙ−
１５２７２」に代えて、下記化学式（２）で示されるシ
ランカップリング剤「Ｙ−５９９７」（クロンプトン社
製）１．０部を使用したこと以外は実施例１と同様にし
て本発明の樹脂組成物を製造した。

【００３４】＜実施例４＞シランカップリング剤「Ｙ−
１５２７２」に代えて、下記化学式（３）で示されるシ
ランカップリング剤「Ａ−Ｌｉｎｋ１５」（クロンプト
ン社製）１．０部を使用したこと以外は実施例１と同様
にして本発明の樹脂組成物を製造した。

【００３５】＜実施例５＞シランカップリング剤「Ａ−
Ｌｉｎｋ１５」の使用量を０．５部に変更したこと以外
は実施例４と同様にして本発明の樹脂組成物を製造し
た。

【００３６】＜実施例６＞シランカップリング剤「Ｙ−
１５２７２」に代えて、下記化学式（４）で示されるシ
ランカップリング剤「Ｙ−１１８９９」（クロンプトン
社製）１．０部を使用したこと以外は実施例１と同様に
して本発明の樹脂組成物を製造した。

【００３７】＜実施例７＞シランカップリング剤「Ｙ−
１１８９９」の使用量を０．５部に変更したこと以外は
実施例６と同様にして本発明の樹脂組成物を製造した。

【００３８】

【化１０】

【００３９】＜比較例１＞シランカップリング剤「Ｙ−
１５２７２」に代えて、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン「Ａ−１１００」（日本ユニカー（株）製）
１．０部を使用したこと以外は実施例１と同様にして比
較用の樹脂組成物を製造した。

【００４０】＜比較例２＞シランカップリング剤「Ｙ−
１５２７２」を使用せず、溶融シリカ粉末の使用量を７
１部に変更したこと以外は実施例１と同様にして比較用
の樹脂組成物を製造した。

【００４１】＜樹脂組成物の評価＞実施例１〜７および
比較例１〜２により得られた樹脂組成物の各々につい
て、スパイラルフローおよび高架式フローテスターによ
る溶融粘度を測定することにより樹脂組成物の流動性
（成形性）を評価した。なお、スパイラルフローおよび
溶融粘度の測定温度は１８０℃とした。また、実施例１
〜７および比較例１〜２により得られた樹脂組成物の各
々を、温度２３℃、相対湿度８０％の環境下に４８時間
保存した後、スパイラルフローを測定し（測定温度＝１
８０℃）、保存前に測定した値に対する比（保持率）を
求めることにより保存安定性を評価した。結果を下記表
１に示す。

【００４２】＜硬化物の評価＞実施例１〜７および比較
例１〜２により得られた樹脂組成物の各々をトランスフ
ァー成形して得られた硬化物について、吸水率、ガラス
転移温度、金属・合金に対する接着強さを測定し、耐湿
性（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅｓｔ）およ
び耐リフロー性（リフロー処理後における耐湿性）を評
価した。結果を併せて下記表１に示す。なお、測定方法
および評価方法は下記のとおりである。

【００４３】（吸水率）樹脂組成物の各々を１７５℃，
３分間の条件でトランスファー成形し、１８０℃で９時
間にわたる加熱処理（後硬化）を行うことにより、硬化
物からなる成形品（試験片）を作製した。このようにし
て得られた試験片の各々を、１２７℃，２気圧の飽和水
蒸気雰囲気中に２４時間放置した。放置前の質量
（ｗ₀ ）および放置後の質量（ｗ）から吸水率〔（ｗ−
ｗ₀ ）／ｗ₀ 〕を求めた。

【００４４】（ガラス転移温度）吸水率の測定に使用し
た試験片と同一の条件（成形条件・後硬化条件）で樹脂
組成物の各々を硬化させることにより、硬化物からなる
成形品（２．５ｍｍ×２．５ｍｍ×１５．０〜２０．０
ｍｍの試験片）を作製した。このようにして得られた試
験片の各々について、熱機械分析装置「ＤＬ−１５００
Ｈ」（真空理工社製）を用いて、昇温速度５℃／ｍｉｎ
の条件でガラス転移温度を測定した。

【００４５】（金属・合金に対する接着強さ）各種の金
属・合金からなるフレーム上において、吸水率の測定に
使用した試験片と同一の条件（成形条件・後硬化条件）
で樹脂組成物の各々を硬化させることにより、硬化物か
らなる接着層（接着面積＝４ｍｍ² ）を当該フレーム上
に形成して試験片を作製した。このようにして得られた
試験片の各々について、硬化物−金属・合金間の剪断接
着強度を測定した。

【００４６】（耐湿性（ＰＣＴ））樹脂組成物の各々を
使用して、２本のアルミニウム配線を有するシリコン製
のチップを、通常の４２アロイフレームに接着し、１７
５℃で２分間の条件でトランスファー成形し、１８０℃
で９時間にわたる加熱処理（後硬化）を行うことにより
半導体装置を製造した。このようにして得られた半導体
装置（樹脂組成物１種あたり２０個）に対して、温度４
０℃，相対湿度９０％の環境下に１００時間放置する吸
湿処理を行った後、当該半導体装置を２５０℃の半田浴
に１０秒間浸漬した。その後、当該半導体装置を、１２
７℃，２．５気圧の飽和水蒸気雰囲気のプレッシャーク
ッカー内に１５００時間放置して耐湿試験を行った。１
００時間後、５００時間後、１０００時間後および１５
００時間後において、不良（アルミニウム腐食による５
０％断線）の発生した装置の個数を測定することによ
り、耐湿性を評価した。

【００４７】（耐リフロー性）樹脂組成物の各々を、１
７５℃，３分間の条件で成形することにより、評価用の
半導体素子（１５ｍｍ×１５ｍｍ）を封止し、更に、１
８０℃で９時間にわたる加熱処理（後硬化）を行うこと
により半導体装置を製造した。このようにして得られた
半導体装置（樹脂組成物１種あたり２０個）に対して、
温度８５℃，相対湿度６０％の環境下に１６８時間放置
する吸湿処理を行った後、当該半導体装置をＩＲリフロ
ー炉（最高温度２４０℃）に３回通した。さらに、この
ＩＲリフロー処理後の半導体装置を、１２７℃の飽和水
蒸気雰囲気のプレッシャークッカー内に１５００時間放
置した後、不良（アルミニウム腐食による５０％断線）
の発生した装置の個数を測定することにより、耐リフロ
ー性（リフロー処理後における耐湿性）を評価した。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１〜７に係る樹脂組成物は保存安定性に優れており、
しかも、当該樹脂組成物によればフレームを構成する金
属・合金との接着性に優れた硬化物を形成することがで
きる。また、当該樹脂組成物は、成形性（流動性）にも
優れている。更に、実施例１〜７に係る樹脂組成物の硬
化物は、耐湿性（低吸水率・耐ＰＣＴ性）および耐リフ
ロー性（リフロー処理後の耐湿性）にも優れている。そ
して、そのような硬化物によって封止されてなる半導体
装置は、高い信頼性を長期にわたって維持することがで
きる。これに対して、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランを含有する比較例１に係る樹脂組成物は保存安定
性がきわめて低く、また、これにより形成された硬化物
は、フレームを構成する金属・合金との接着性に劣るも
のである。また、シランカップリング剤を含有しない比
較例２に係る樹脂組成物により形成された硬化物は、フ
レームを構成する金属・合金との接着性にきわめて劣る
ものである。

【００５０】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、長時間の保存後
であっても良好な流動性（成形性）を維持しており保存
安定性に優れている。しかも、本発明の樹脂組成物によ
れば、各種の金属・合金により構成される部位との接着
性に優れた硬化物（封止樹脂）を形成することができ
る。本発明の樹脂組成物により形成される硬化物は、吸
水率が低く、また、耐湿性に優れている。本発明の樹脂
組成物により形成される硬化物は、耐リフロー性に優
れ、ＩＲリフロー方式による表面実装処理を行っても、
良好な耐湿性を維持することができる。

【００５１】本発明の半導体装置は、金属・合金に対す
る接着性、耐湿性・耐リフロー性に優れた封止樹脂（本
発明の樹脂組成物の硬化物）を備えているので、電極の
腐食による断線や水分によるリーク電流を発生させるこ
とがなく、長期にわたり高い信頼性を維持することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 CC042 CC052 CC062 CD011 CD021 CD051 CD061 DE117 DE127 DE137 DE147 DE237 DJ017 DJ047 DJ057 DL007 EX076 FA047 FD142 FD206 GQ05 4J036 AA01 DD05 DD08 FA01 FB07 GA28 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB06 EB07 EB09 EB12 EB19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
   樹脂、（Ｃ）下記一般式（１）で示されるシランカップ
   リング剤および（Ｄ）無機質充填剤を含有するエポキシ
   樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｒ¹ は一価の保護基を表し、Ｒ² は水素原子ま
   たはアルキル基を表し、Ｒ³ は、同一または異なる、炭
   素数１〜６のアルキル基を表す。）
2. 【請求項２】 前記（Ｃ）シランカップリング剤とし
   て、下記一般式（２）で示される化合物を含有する請求
   項１に記載のエポキシ樹脂組成物。 【化２】 （式中、Ｒ⁴ は炭化水素基またはアルコキシ基を表し、
   Ｒ² は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ³ は、同一
   または異なる、炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
3. 【請求項３】 前記（Ｃ）シランカップリング剤とし
   て、下記一般式（３）で示される化合物を含有する請求
   項１または請求項２に記載のエポキシ樹脂組成物。 【化３】 （式中、Ｒ⁵ は炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ³
   は、同一または異なる、炭素数１〜６のアルキル基を表
   す。）
4. 【請求項４】 前記（Ｃ）シランカップリング剤とし
   て、下記一般式（４）で示される化合物を含有する請求
   項１乃至請求項３のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成
   物。 【化４】 （式中、Ｒ² は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ³
   は、同一または異なる、炭素数１〜６のアルキル基を表
   す。）
5. 【請求項５】 前記（Ｃ）シランカップリング剤を０．
   ０１〜１０．０質量％の割合で含有し、前記（Ｄ）無機
   質充填剤を１５〜９８質量％の割合で含有する請求項１
   乃至請求項４のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
   のエポキシ樹脂組成物の硬化物によって半導体チップが
   封止されてなる半導体装置。