JP2003096161A - 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 - 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、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤及び（Ｅ）複合金
属水酸化物を必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が硫黄
原子含有エポキシ樹脂を含むことを特徴とする封止用エ
ポキシ樹脂組成物、及びこの封止用エポキシ樹脂組成物
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、封止用エポキシ樹
脂組成物に係り、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
シ樹脂組成物、及びこの樹脂組成物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、厳しい信頼性を要求される素
子の封止用に好適な封止用エポキシ樹脂材料として、封
止エポキシ樹脂組成物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等の諸特性にバラン
スがとれているためである。これらの封止用エポキシ樹
脂組成物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規制の動
きがあり、封止用エポキシ樹脂組成物についてもノンハ
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。

【０００３】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９−２２７７６５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８−２
２５７１４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を用いる方
法（特開平１１-２６９３４９号公報）、アセチルアセ
トナート銅等の有機金属化合物を用いる方法（加藤寛、
機能材料、１１（６）、３４（１９９１））等のハロゲ
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７−８２３４３号公報）等が
試みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、封止用
エポキシ樹脂組成物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、ア
セチルアセトナート銅等の有機金属化合物を用いた場合
は硬化反応阻害による成形性の低下の問題がそれぞれ発
生する。また、吸湿率の上昇等により耐リフロー性低下
の問題が生じることも多い。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
ポキシ樹脂組成物と同等の成形性、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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本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、硫黄原子含有
エポキシ樹脂及び複合金属水酸化物を配合した封止用エ
ポキシ樹脂組成物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。

【０００６】すなわち、本発明の封止用エポキシ樹脂組
成物は（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化
促進剤、（Ｄ）無機充填剤および（Ｅ）複合金属水酸化
物を必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が硫黄原子含有
エポキシ樹脂を含むことを要旨とする。特に、硫黄原子
含有エポキシ樹脂が下記一般式（Ｉ）で示される化合物
であるのが好ましい。

【０００７】

【化３】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、置換又は非置換の炭素
数１〜１０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。）

【０００８】また、（Ｅ）複合金属水酸化物が下記組成
式（II）で示される化合物であるのが好ましい。

【化４】 ｍ(Ｍ¹ _aＯ_b)・ｎ(Ｍ² _cＯ_d)・ｈ(Ｈ₂Ｏ) （II） （ここで、Ｍ¹及びＭ²は互いに異なる金属元素を示し、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｍ、ｎ及びｈは正の数を示す。）

【０００９】また、本発明の電子部品装置は、本発明の
封止用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えたこ
とを要旨とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の封止用エポキシ樹
脂組成物の必須成分について説明する。本発明において
用いられる（Ａ）エポキシ樹脂は、硫黄原子含有エポキ
シ樹脂を含む必要がある。硫黄原子含有エポキシ樹脂と
しては、主鎖にスルフィド結合やスルホン結合を有する
もの、側鎖にメルカプト基やスルホン酸基等の硫黄原子
含有官能基を有するもの等が挙げられ、これらを単独で
用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。なかでも
下記一般式（Ｉ）で示される化合物が好ましい。

【化５】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、置換又は非置換の炭素
数１〜１０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。）

【００１１】上記一般式（I）で示される硫黄原子含有
エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ¹〜Ｒ⁸が水素原子、置換又
は非置換の炭素数１〜１０のアルキル基から選ばれるエ
ポキシ樹脂が好ましく、Ｒ²、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁷が水素原
子で、Ｒ¹、Ｒ³、Ｒ⁶及びＲ⁸がアルキル基であるエポキ
シ樹脂がより好ましく、Ｒ²、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁷が水素原
子で、Ｒ¹及びＲ⁸がメチル基で、Ｒ³及びＲ⁶がｔ−ブチ
ル基であるエポキシ樹脂がさらに好ましい。このような
化合物としては、例えばＹＳＬＶ−１２０ＴＥ(新日鐵
化学社製商品名)等が市販品として入手可能である。

【００１２】（Ａ）エポキシ樹脂としては、硫黄原子含
有エポキシ樹脂以外にも、封止用エポキシ樹脂組成物に
一般的に使用されているものを組合わせて用いることが
できる。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ノボ
ラック型エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦ、ビスフェノールＳ等のジグリシジルエーテル
（ビスフェノール型エポキシ樹脂）；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（ビフ
ェニル型エポキシ樹脂）；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ール類の共
縮合樹脂のエポキシ化物（ジシクロペンタジエン型エポ
キシ樹脂）；ナフタレン環を有するエポキシ樹脂（ナフ
タレン型エポキシ樹脂）；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；脂環族エポキシ樹脂；硫黄原子含有エポキ
シ樹脂；トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げら
れる。これらを単独で硫黄原子含有エポキシ樹脂と組合
わせてもよいし、２種以上を併用して組合わせてもよ
い。なかでも、耐リフロー性の観点からはビフェニル型
エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂が好ましく、
硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂が好まし
く、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポ
キシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からは
ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エ
ポキシ樹脂が好ましい。

【００１３】これらのエポキシ樹脂を硫黄原子含有エポ
キシ樹脂と組合わせて用いる際には、硫黄原子を含有し
ないエポキシ樹脂の配合量はエポキシ樹脂全量に対して
合わせて５０重量％以下とすることが好ましい。この配
合量が５０重量％を超えると、硫黄原子含有エポキシ樹
脂の優れた特長が発揮されなくなる。

【００１４】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組成物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、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ジシクロペ
ンタジエンから共重合により合成される、ジシクロペン
タジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボ
ラック樹脂等のジシ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；ビフェニル型フェノ
ール樹脂；トリフェニルメタン型フェノール樹脂等が挙
げられ、これらを単独で用いても２種以上を組合わせて
用いてもよい。

【００１５】なかでも、難燃性、耐リフロー性の観点か
らはビフェニル型フェノール樹脂、アラルキル型フェノ
ール樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペ
ンタジエン型フェノール樹脂が好ましく、耐熱性、低熱
膨張率及び低そり性の観点からはトリフェニルメタン型
フェノール樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラ
ック型フェノール樹脂が好ましく、これらのフェノール
樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。

【００１６】ビフェニル型フェノール樹脂としては、た
とえば下記一般式(III)で示されるフェノール樹脂等が
挙げられる。

【化６】 上記式(III)中のＲ¹〜Ｒ^９は全てが同一でも異なってい
てもよく、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、イソブチル基等の炭素
数１〜１０のアルキル基、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
シ基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数６
〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル基
等の炭素数６〜１０のアラルキル基から選ばれ、なかで
も水素原子とメチル基が好ましい。ｎは０〜１０の整数
を示す。上記一般式(III)で示されるビフェニル型フェ
ノール樹脂としては、たとえばＲ¹〜Ｒ^９が全て水素原
子である化合物等が挙げられ、なかでも溶融粘度の観点
から、ｎが１以上の縮合体を５０重量％以上含む縮合体
の混合物が好ましい。このような化合物としては、ＭＥ
Ｈ−７８５１（明和化成株式会社製商品名）が市販品と
して入手可能である。

【００１７】アラルキル型フェノール樹脂としては、た
とえばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラ
ルキル樹脂等が挙げられ、下記一般式(IV)で示されるフ
ェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式(IV)中の
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い。具体例としては、ｐ
−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、ｍ−キシ
リレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。

【化７】 （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。）

【００１８】ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂と
しては、たとえば下記一般式(V)で示されるフェノール
樹脂等が挙げられる。

【化８】 （ここで、Ｒ¹及びＲ²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それぞれ独立し
て選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、ｍは０〜６の整
数を示す。）

【００１９】トリフェニルメタン型フェノール樹脂とし
ては、たとえば下記一般式(VI)で示されるフェノール樹
脂等が挙げられる。

【化９】 （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１〜１０の
整数を示す。）

【００２０】ノボラック型フェノール樹脂としては、た
とえば下記一般式(VII)で示されるフェノールノボラッ
ク樹脂やクレゾールノボラック樹脂、下記一般式(VIII)
で示されるナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、な
かでも下記一般式(VII)中のＲが水素原子であるフェノ
ールノボラック樹脂が好ましい。

【化１０】 （ここで、Ｒは水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基
を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。）

【化１１】 （ここで、Ｒ^１、Ｒ^２は水素原子又は炭素数１〜６のア
ルキル基を示し、それぞれ全てが同一でも異なっていて
もよい。ｎは０〜１０の整数を示す。）

【００２１】これらビフェニル型、アラルキル型、ジシ
クロペンタジエン型、トリフェニルメタン型及びノボラ
ック型のフェノール樹脂のいずれかを用いる場合、１種
の配合量は、その性能を発揮するために（Ｂ）硬化剤全
量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０
重量％以上がより好ましく、６０重量％以上がさらに好
ましい。また、これらからいずれか２種以上を組合わせ
る配合量は、硬化剤全量に対して合わせて６０重量％以
上とすることが好ましく、８０重量％以上がより好まし
い。

【００２２】（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
キシ樹脂組成物を得るためには０．８〜１．２の範囲に
設定されることがさらに好ましい。

【００２３】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組成物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等が挙げら
れ、これらを単独で用いても２種以上を組合わせて用い
てもよい。

【００２４】硬化性の観点からは、（Ｃ）硬化促進剤が
ホスフィン化合物を含有することが好ましく、この場
合、封止用エポキシ樹脂組成物は、キノン化合物をさら
に含有することが好ましい。硬化性及び流動性の観点か
らは、（Ｃ）硬化促進剤がホスフィン化合物とキノン化
合物との付加物を含有することが好ましい。ここで、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
との付加物に用いられるホスフィン化合物としては、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）
ホスフィン等の第三ホスフィン化合物が好ましい。ま
た、キノン化合物としては、１，４−ベンゾキノン等の
ベンゾキノンが好ましい。なお、本発明において付加物
とは、特に限定はないが、付加反応物や、π電子密度の
異なる二種の化合物の分子間力によって生成する化合物
等が挙げられる。

【００２５】また、保存安定性の観点からは、（Ｃ）硬
化促進剤が、シクロアミジン化合物とフェノール樹脂と
の付加物を含有するのが好ましく、シクロアミジン化合
物とフェノール樹脂との付加物のなかでも、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。

【００２６】（Ｃ）成分の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組成物に対して０．００
５〜２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。

【００２７】本発明において用いられる（Ｄ）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
向上のために組成物に配合されるものであり、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、ガラス繊維等が挙げられ、こ
れらを単独で用いても２種以上を組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。 （Ｄ）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
ポキシ樹脂組成物に対して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。

【００２８】本発明において用いられる（Ｅ）複合金属
水酸化物は、難燃剤として作用すれば特に制限はない
が、下記組成式（II）で示される化合物が好ましい。

【化１２】 ｍ(Ｍ¹ _aＯ_b)・ｎ(Ｍ² _cＯ_d)・ｈ(Ｈ₂Ｏ) （II） ここで、Ｍ¹及びＭ²は互いに異なる金属元素を示し、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｍ、ｎ及びｈは正の数を示す。

【００２９】上記組成式（II）中のＭ¹及びＭ²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とＭ²が同一とならないように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、VIII族、ＩＢ族、IIＢ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のが好ましく、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のがより
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あるのが好ましく、Ｍ¹がマグ
ネシウムでＭ²が亜鉛であるのがより好ましい。Ｍ¹ _aＯ_b
及びＭ² _cＯ_dのモル比ｍ／ｎは、特に制限はないが、ｍ
／ｎが９９／１〜５０／５０であることが好ましい。な
お、金属元素とは、半金属元素といわれるものも含める
ものとし、非金属元素を除く全ての元素をさす。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
基づいた。

【００３０】（Ｅ）複合金属水酸化物の形状は特に制限
はないが、流動性の観点からは、平板状より、適度の厚
みを有する多面体形状が好ましい。複合金属水酸化物
は、金属水酸化物と比較して多面体状の結晶が得られや
すい。 （Ｅ）複合金属水酸化物の配合量は特に制限はないが、
封止用エポキシ樹脂組成物に対して０．５〜２０重量％
が好ましく、０．７〜１５重量％がより好ましく、１．
４〜１２重量％がさらに好ましい。０．５重量％未満で
は難燃性が不十分となる傾向があり、２０重量％を超え
ると流動性及び耐リフロー性が低下する傾向がある。

【００３１】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、
上記必須成分の他、以下のような成分を含むことができ
る。本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、（Ｅ）複
合金属水酸化物に加えて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、リン酸エステル等のリン含有化
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、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
素を含む化合物等が挙げられ、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。

【００３２】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、
ＩＣ等の半導体素子の耐湿性及び高温放置特性を向上さ
せる観点から、必要に応じてイオントラップ剤をさらに
配合することができる。イオントラップ剤としては特に
制限はなく、従来公知のものを用いることができるが、
たとえば、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、ジルコニウム及びビスマスから選
ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で
用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。なかで
も、下記組成式(IX)で示されるハイドロタルサイトが好
ましい。

【化１３】 Ｍｇ_1-XＡｌ_X（ＯＨ）₂（ＣＯ₃）_X/2・ｍＨ₂Ｏ ……(IX) （０＜Ｘ≦０.５、ｍは正の数） イオントラップ剤の配合量は、ハロゲンイオン等の陰イ
オンを捕捉できる十分量であれば特に制限はないが、成
形性、耐湿性及び高温放置特性の観点から、（Ａ）エポ
キシ樹脂に対して０．１〜３０重量％が好ましく、０．
５〜１０重量％がより好ましく、１〜５重量％がさらに
好ましい。

【００３３】また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物
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等が挙げられ、これらを単独
で用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。上記カ
ップリング剤の配合量は、（Ｄ）成分の無機充填剤に対
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。

【００３４】さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂組成
物には、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等を必要に応じて配合する
ことができる。

【００３５】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、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。

【００３６】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物により
封止した素子を備えた本発明の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組
成物で封止した電子部品装置等が挙げられる。封止用エ
ポキシ樹脂組成物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。

【００３７】本発明の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
樹脂組成物を用いてトランスファ成形等により封止して
なる、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＬＣＣ（Pla
stic Leaded Chip Carrier）、ＱＦＰ（Quad Flat Pack
age）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Sm
all Outline J-lead package）、ＴＳＯＰ（ThinSmall
Outline Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Packag
e）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
シ樹脂組成物で封止したＴＣＰ（Tape Carrier Packag
e）；配線板やガラス上に形成した配線に、ワイヤボン
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組成
物で封止した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
ポキシ樹脂組成物で素子を封止したＢＧＡ（Ball Grid
Array）；ＣＳＰ（Chip Size Package）等が挙げられ
る。また、プリント回路板にも本発明の封止用エポキシ
樹脂組成物は有効に使用できる。

【００３８】

【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。 （実施例１〜２、比較例１〜４） （Ａ）エポキシ樹脂としてエポキシ当量２４４、融点１
１８℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂（エポキシ樹脂１：
新日鐵化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ）、
エポキシ当量１９２、融点１０５℃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−４０００Ｈ）、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３：住友化学工業株式会社
製商品名ＥＳＣＮ−１９０）を用意した。 （Ｂ）硬化剤として水酸基当量１７２、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）、水酸基当量１
９９、軟化点８０℃のビフェニル型フェノール樹脂（硬
化剤２：明和化成株式会社製商品名ＭＥＨ−７８５１）
を用意した。 （Ｃ）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）、トリフ
ェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの混合物
（硬化促進剤２：トリフェニルホスフィン／１，４−ベ
ンゾキノンのモル比１／１．２）を用意した。 （Ｄ）無機充填剤として平均粒子径１７．５μｍ、比表
面積３．８ｍ²／ｇの球状溶融シリカを用意した。 （Ｅ）複合金属水酸化物として上記組成式（II）中のＭ
¹がマグネシウム、Ｍ²が亜鉛で、ｍが７、ｎが３、ｈが
１０で、ａ、ｂ、ｃ及びｄが１である水酸化マグネシウ
ム・亜鉛固溶体（タテホ化学工業株式会社製商品名エコ
ーマグＺ１０）を用意した。その他の難燃剤として下記
構造式（Ｘ）の縮合リン酸エステル、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ＥＳＢ−４００Ｔ）、イオ
ントラップ剤としてハイドロタルサイト（協和化学工業
株式会社製商品名ＤＨＴ−４Ａ）、その他の添加剤とし
てエポキシシランカップリング剤（信越化学工業株式会
社製商品名ＫＢＭ４０３）、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）を用意した。これらをそれぞれ
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い、実施例１〜２及び比
較例１〜４の封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。

【００３９】

【化１４】

【００４０】

【表１】

【００４１】作製した各実施例及び比較例の封止用エポ
キシ樹脂組成物を、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組成物の成形
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１／１６インチの試験片を成形する金型を用いて、
封止用エポキシ樹脂組成物を上記条件で成形し、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 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組成物を上記条件で成
形し、流動距離を求めた。 （３）熱時硬度 封止用エポキシ樹脂組成物を上記条件で直径５０ｍｍ×
厚さ３ｍｍの円板に成形し、成形後直ちに金型内の成形
品をショア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
組成物を用いて上記条件で成形、後硬化して作製し、８
５℃、８５％ＲＨの条件で加湿して所定時間毎に２４０
℃、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組成物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℃、９０
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
エポキシ樹脂組成物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。

【００４２】

【表２】

【００４３】表２に示すように、本発明における硫黄原
子含有エポキシ樹脂及び（Ｅ）複合金属水酸化物のいず
れかもしくは両方を含まない比較例１〜３では、耐リフ
ロー性または耐湿性及び高温放置特性のいずれかが劣
り、本発明の目的を満足しなかった。また、ブロム化エ
ポキシ樹脂及びアンチモン化合物を用いた比較例４は高
温放置特性に劣った。これに対して、硫黄原子含有エポ
キシ樹脂を含む（Ａ）〜（Ｅ）成分を全て含んだ実施例
１〜２では、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り、かつ、ＵＬ-９４試験
でＶ−０を達成して良好な難燃性を示した。

【００４４】

【発明の効果】本発明による封止用エポキシ樹脂組成物
は、ノンハロゲンかつノンアンチモンで難燃化を達成で
き、この樹脂組成物を用いて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電子部品装置等
の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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (72)発明者 秋元 孝幸 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 (72)発明者 片寄 光雄 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4J002 CD111 DE067 DE077 DE087 DE097 DE107 DE117 DE137 DE147 FD016 FD137 GQ00 4J036 AB18 AC19 AD20 AD21 AF19 AG11 AJ19 DA04 DB28 FA02 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA03 EB02 EB03 EB04 EB07 EB12 EC01 EC05 EC20

Claims (12)

【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、（Ｄ）無機充填剤および（Ｅ）複合
   金属水酸化物を必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が硫
   黄原子含有エポキシ樹脂を含むことを特徴とする封止用
   エポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】 硫黄原子含有エポキシ樹脂が下記一般式
   （Ｉ）で示される化合物である請求項１記載の封止用エ
   ポキシ樹脂組成物。 【化１】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、置換又は非置換の炭素
   数１〜１０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。）
3. 【請求項３】 （Ｅ）複合金属水酸化物が下記組成式
   （II）で示される化合物である請求項１または２に記載
   の封止用エポキシ樹脂組成物。 【化２】 ｍ(Ｍ¹ _aＯ_b)・ｎ(Ｍ² _cＯ_d)・ｈ(Ｈ₂Ｏ) （II） （ここで、Ｍ¹及びＭ²は互いに異なる金属元素を示し、
   ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｍ、ｎ及びｈは正の数を示す。）
4. 【請求項４】 組成式（II）中の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、ＩＢ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
   ら選ばれる請求項３記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
5. 【請求項５】 組成式（II）中の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請求項４記載
   の封止用エポキシ樹脂組成物。
6. 【請求項６】 組成式（II）中のＭ¹がマグネシウム
   で、Ｍ²が亜鉛又はニッケルである請求項５記載の封止
   用エポキシ樹脂組成物。
7. 【請求項７】 組成式（II）中のＭ¹ _aＯ_b及びＭ² _cＯ_dの
   モル比ｍ／ｎが９９／１〜５０／５０である請求項３〜
   ６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
8. 【請求項８】 （Ｂ）硬化剤がビフェニル型フェノール
   樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジ
   エン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノー
   ル樹脂及びノボラック型フェノール樹脂のうちの少なく
   とも１種を含有する請求項１〜７のいずれかに記載の封
   止用エポキシ樹脂組成物。
9. 【請求項９】 （Ｃ）硬化促進剤が、ホスフィン化合物
   とキノン化合物との付加物を含有する請求項１〜８のい
   ずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
10. 【請求項１０】 （Ｃ）硬化促進剤がホスフィン化合物
    を含有し、さらにキノン化合物を含有する請求項１〜８
    のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
11. 【請求項１１】 （Ｃ）硬化促進剤が、シクロアミジン
    化合物とフェノール樹脂との付加物を含有する請求項１
    〜１０のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の封
    止用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えた電子
    部品装置。