JP2003231735A

JP2003231735A - エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置

Info

Publication number: JP2003231735A
Application number: JP2002031839A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Shintani; 修一新谷; Shinya Katsuta; 真也勝田; Michio Shimizu; 宙夫清水
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】成形性（流動性、充填性、硬化性）及び信頼
性、特に高温リフロー信頼性を同時に満足するような半
導体封止用エポキシ樹脂組成物と半導体装置を提供する
こと。【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および
無機充填剤（Ｃ）を含むエポキシ樹脂組成物において、
硬化剤（Ｂ）として一般式（Ｉ）で表されるアミノトリ
アジン骨格をその分子内に含有するフェノール硬化剤
（ｂ１）を含有し、エポキシ樹脂（Ａ）として一般式
（II）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含有すること
を特徴とするエポキシ樹脂組成物。【化１】（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル
基、フェニル基のいずれかであり、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。）【化２】（式中、Ｒ²、Ｒ³は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１
〜４の低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、
それらは同一であっても異なっていてもよい。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形性および信頼
性、特に高温リフロー信頼性に優れ、特に半導体封止用
として好適なエポキシ樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子などの電子回路部品の封止方
法として、従来より金属やセラミックスによるハーメチ
ックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキ
シ樹脂などによる樹脂封止が提案されているが、その中
でも、生産性、物性のバランスの点から、エポキシ樹脂
による樹脂封止が最も盛んに行われている。エポキシ樹
脂による封止方法は、エポキシ樹脂に硬化剤、充填剤な
どを添加した組成物を用い、半導体素子を金型にセット
してトランスファー成形法などにより封止する方法が一
般的に行われている。

【０００３】半導体封止用エポキシ樹脂組成物に要求さ
れる特性としては、信頼性および成形性などがあり、信
頼性としては半田耐熱性、耐湿性などが、成形性として
は充填性、流動性、生産性（硬化性や連続成形性）など
があげられる。

【０００４】近年は、半導体装置の高密度実装化の流れ
にともない、従来のリードピンを基板の穴に挿入する挿
入実装方式から、基板表面に半導体装置を半田付けする
表面実装方式が主流になっている。

【０００５】表面実装においては、通常、半田リフロー
による実装が行われる。この方法では、基板の上に半導
体装置を乗せ、これらを２００℃以上の高温にさらし、
基板上にあらかじめ戴置された半田を溶融させて半導体
装置を基板表面に接着させる。このような実装方法で
は、半導体装置全体が高温にさらされるため、封止樹脂
組成物の耐湿性が悪いと、吸湿した水分が半田リフロー
時に爆発的に膨張しクラックが生じたり、半導体装置中
の部材と封止樹脂組成物との界面で剥離が生じるという
現象が起こりやすい。剥離は、特に使用するリードフレ
ームの銀メッキ部分から発生しやすい。これは４２アロ
イや銅と比較して銀メッキ部分のほうがエポキシ樹脂組
成物との接着性が劣るからである。従って半導体封止用
エポキシ樹脂組成物において耐湿性や銀メッキ部分等の
部材との接着性を向上させることが非常に重要となる。

【０００６】更に最近では、地球環境保護を目的に、鉛
を含んでいない鉛フリー半田の使用が進んでいる。鉛フ
リー半田は、従来の鉛使用半田より融点が高く、そのた
め、リフロー温度も上がることになり、封止用樹脂組成
物にはこれまで以上の耐熱性、耐湿性が求められてい
る。

【０００７】一方、半導体装置自体も、高密度実装化の
流れから、従来のＤＩＰ（デュアル・インライン・パッ
ケージ）からＦＰＰ（フラット・プラスチック・パッケ
ージ）に移行してきており、中でも最近では、厚さ２ｍ
ｍ以下のＴＳＯＰ（シン・スモール・アウトライン・パ
ッケージ）、ＴＱＦＰ（スィン・クアッド・フラット・
パッケージ）、ＬＱＦＰ（ロウ・プロファイル・クアッ
ド・フラット・パッケージ）が主流となっている。その
ため、湿気や温度など外部からの影響をいっそう受けや
すくなり、高温リフロー信頼性、耐熱性、耐湿性などの
信頼性がますます重要となっている。さらに、上記のよ
うに半導体装置のさらなる薄型化にともなって、封止樹
脂組成物には、よりよい充填性、流動性が求められるよ
うになってきた。

【０００８】このような課題を克服するため、例えば、
硬化剤としてテルペンフェノール樹脂を用いる方法（特
開平１０−１３０３６９号公報）が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記テルペン
フェノール樹脂を用いる方法は、リフロー信頼性は改善
されているものの、まだまだ満足できるレベルに無い
上、エポキシ樹脂組成物の硬化性を低下させるという問
題点があった。したがって、本発明の課題は、成形性
（充填性、流動性、硬化性）と信頼性、特に高温リフロ
ー信頼性を同時に満足するようなエポキシ樹脂組成物と
半導体装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、鋭
意検討した結果、特定の硬化剤を使用することにより上
記課題を達成し、目的に合致したエポキシ樹脂組成物と
半導体装置が得られることを見いだし、本発明に到達し
た。すなわち本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）および無機充填剤（Ｃ）を含むエポキシ樹脂組成
物において、硬化剤（Ｂ）として下記一般式（Ｉ）

【００１１】

【化９】

【００１２】（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜４の
低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それら
は同一であっても異なっていてもよい。）で表されるア
ミノトリアジン骨格をその分子内に含有するフェノール
硬化剤（ｂ１）を含有し、エポキシ樹脂（Ａ）として下
記一般式（II）

【００１３】

【化１０】

【００１４】（式中、Ｒ²、Ｒ³は水素原子、ハロゲン原
子、炭素数１〜４の低級アルキル基、フェニル基のいず
れかであり、それらは同一であっても異なっていてもよ
い。）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含有すること
を特徴とするエポキシ樹脂組成物およびそれを用いた樹
脂封止型半導体装置をその骨子とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。

【００１６】本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および無機充填剤（Ｃ）を含
有する。

【００１７】本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）とし
て、下記一般式（II）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）
を用いることが重要である。このエポキシ樹脂（ａ１）
を用いることにより、半導体装置中の部材や銀メッキに
対する密着性を向上することができるのである。

【００１８】

【化１１】

【００１９】（式中、Ｒ²、Ｒ³は水素原子、ハロゲン原
子、炭素数１〜４の低級アルキル基、フェニル基のいず
れかであり、それらは同一であっても異なっていてもよ
い。）本発明に使用するエポキシ樹脂（ａ１）は、一般
式（II）で表される構造であれば効果が発現するため特
に制限はないが、具体例としては、例えば、４，４’−
ビス（２，３−エポキシプロポキシフェニル）メタン、
２，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシフェニ
ル）メタン、２，２’−ビス（２，３−エポキシプロポ
キシフェニル）メタン、３，３’，５，５’−テトラメ
チル−４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシフ
ェニル）メタン、４，４’−イソプロピリデンジフェノ
ールジグリシジルエーテル、３，３’、５，５’−テト
ラメチル−４，４’−イソプロピリデンジフェノールジ
グリシジルエーテルなどが挙げられる。中でも、３，
３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ビス（２，
３−エポキシプロポキシフェニル）メタンが、信頼性や
成形性の点で好ましい。

【００２０】本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）とし
て上記エポキシ樹脂（ａ１）以外のエポキシ樹脂を併用
してもよい。その具体例としては、たとえば、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、
ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エ
ポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン
型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹
脂、ポリビニルフェノール型エポキシ樹脂、トリフェノ
ールアルカン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹
脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、イミド基含有エポキシ樹
脂、マレイミド基含有エポキシ樹脂、アリル基変性エポ
キシ樹脂、線状脂肪族型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹
脂などが挙げられる。

【００２１】その中でも、リードフレームや銀メッキに
対する密着性の良い下記一般式(III)で表されるビフェ
ニル型エポキシ樹脂（ａ２）、下記一般式(IV)で表され
るビフェニルノボラック型エポキシ樹脂（ａ３）が好ま
しい。

【００２２】

【化１２】

【００２３】（式中、Ｒ⁴は水素原子、ハロゲン原子、
炭素数１〜４の低級アルキル基、フェニル基のいずれか
であり、それらは同一であっても異なっていてもよ
い。）

【００２４】

【化１３】

【００２５】（式中、Ｒ⁵は水素原子、ハロゲン原子、
炭素数１〜４の低級アルキル基、フェニル基のいずれか
であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。
ｎは０〜１０の整数である。）エポキシ樹脂（ａ１）のエポキシ樹脂（Ａ）に占める割
合は、信頼性、成形性の点から好ましくは５重量％以
上、より好ましくは１５重量％以上、さらに好ましくは
３０重量％以上である。

【００２６】また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）
の配合量は、エポキシ樹脂組成物中、１．０〜１５．０
重量％であるのが好ましい。

【００２７】本発明においては、エポキシ樹脂（Ａ）を
硬化させるために硬化剤（Ｂ）を用いるが、硬化剤
（Ｂ）として下記一般式（Ｉ）で表されるアミノトリア
ジン骨格をその分子内に含有するフェノール硬化剤（ｂ
１）を用いることが重要である。この硬化剤（ｂ１）を
用いることにより、半導体装置中の部材や銀メッキに対
する密着性を向上することができるのである。

【００２８】

【化１４】

【００２９】（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜４の
低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それら
は同一であっても異なっていてもよい。）さらに具体的には、本発明における硬化剤（ｂ１）は、
フェノール類とアミノトリアジン骨格を有する化合物と
アルデヒド類との縮合物である。

【００３０】本発明の硬化剤（ｂ１）を得るための前記
フェノール類としては特に限定されるものではなく、例
えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチル
フェノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール、オ
クチルフェノールなどのアルキルフェノール類、ビスフ
ェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、レ
ゾルシン、カテコールなどの多価フェノール類、ハロゲ
ン化フェノール、フェニルフェノール、アミノフェノー
ルなどが挙げられる。またこれらのフェノール類は、そ
の使用にあたって１種類のみに限定されるものではな
く、２種以上の併用も可能である。

【００３１】さらに本発明の硬化剤（ｂ１）を得るため
の一般式（Ｉ）で表されるアミノトリアジン化合物とし
ては特に限定されるものではないが、例えば、アミノト
リアジン、メチルアミノトリアジン、エチルアミノトリ
アジン、プロピルアミノトリアジン、ブチルアミノトリ
アジン、ジメチルアミノトリアジン、ジエチルアミノト
リアジン、ジプロピルアミノトリアジン、ジブチルアミ
ノトリアジン、トリス−（メチルアミノ）トリアジン、
トリス（ジメチルアミノ）トリアジン、トリス−（エチ
ルアミノ）トリアジン、トリス（ジエチルアミノ）トリ
アジン、トリス−（プロピルアミノ）トリアジン、トリ
ス（ジプロピルアミノ）トリアジン、トリス−（ブチル
アミノ）トリアジン、トリス（ジブチルアミノ）トリア
ジン等が挙げられる。これらの中でも、アミノトリアジ
ンを用いることがが密着性の点で好ましい。

【００３２】また、本発明の硬化剤（ｂ１）を得るため
のアルデヒド類は特に限定されるものではないが、取扱
いの容易さの点からホルムアルデヒドが好ましい。

【００３３】本発明に使用する硬化剤（ｂ１）を得るた
めの好ましい製造方法について説明する。まず、前記の
フェノール類とアルデヒド類とアミノトリアジン化合物
とを、ｐＨ４〜１０好ましくはｐＨ５〜９の条件下で反
応させる。この時、触媒を用いても、用いなくてもよ
い。触媒の種類は特に限定されるものではないが、アミ
ノトリアジン化合物の多くが塩基性溶液に容易に溶解す
ることから塩基性触媒を使用することが好ましい。塩基
性触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化バリウム等のアルカリ金属およびアルカリ
土類金属の水酸化物、およびこれらの酸化物、アンモニ
ア、１〜３級アミン類、ヘキサメチレンテトラミン、炭
酸ナトリウム等が挙げられる。これらの塩基性触媒のう
ち、アミン類を使用するのがとくに好ましい。

【００３４】また、各原料の反応順序も特に制限はな
く、フェノール類、アルデヒド類をまず反応させてから
アミノトリアジン化合物を加えても、逆にアミノトリア
ジンとアルデヒド類を反応させてからフェノール類を加
えても、同時に全ての原料を加えて反応させてもよい。
この時、フェノール類とアミノトリアジン化合物に対す
るアルデヒドのモル比は特に限定されるものではない
が、１：０．２〜１：０．９の範囲が好ましく、１：
０．４〜１：０．８がより好ましい。またフェノール類
に対するアミノトリアジン化合物との重量比は特に制限
されるものではないが、１０：９０〜９８：２の範囲が
好ましく、３０：７０〜９５：５がより好ましい。

【００３５】また、反応制御の面から、各種溶媒の存在
化で反応を行うこともできる。この時の溶媒としては、
例えばアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシ
レン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、エチレン
グリコールモノメチルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジメチルホル
ムアミド、メタノール、エタノール等が挙げられる。こ
れらの溶媒は、単独または２種以上の混合溶剤としても
使用することができる。

【００３６】次に、必要に応じて中和、水洗して、塩類
などの不純物を除去する。ただし触媒にアミン類を使用
した場合はこの工程は不要である。反応終了後、未反応
のアルデヒド類、フェノール類、溶媒等を、常圧蒸留、
真空蒸留等の常法にしたがって除去する。硬化剤（ｂ
１）には、未反応のアルデヒド類とメチロール基を含ま
ないことが好ましいことから、１２０℃以上の加熱処理
をすることが好ましい。１２０℃以下の加熱処理ではメ
チロール基を実質的に消失させることは困難であるが、
１２０℃以上の温度であれば十分に時間をかけることに
よりメチロール基を消失させることができる。効率的に
メチロール基を消失させるためには、より高い温度、好
ましくは１５０℃以上の加熱処理を行うことが好まし
い。この際、高温においてノボラック樹脂を得る時の常
法にしたがい、加熱とともに蒸留することが好ましい。

【００３７】本発明において、硬化剤（Ｂ）として、上
記硬化剤（ｂ１）以外の硬化剤を併用してもよい。その
具体例としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、
フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルノボラック型フ
ェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトール
ノボラック樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタ
ン、テルペン骨格含有フェノール化合物、ジシクロペン
タジエン骨格含有フェノール樹脂などの各種フェノール
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ＡＰなどのビスフェノール化合物、４，４’−ビ
フェノール、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，
４’−ビフェノールなどのビフェノール化合物、無水マ
レイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸
無水物、およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフ
ェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香
族アミンなどがあげられる。なかでも、半導体封止用と
しては、耐熱性、耐湿性および保存性に優れる点から、
フェノール樹脂硬化剤が好ましい。さらにリードフレー
ムや銀メッキに対する密着性の点から、下記一般式
（V）で表されるフェノールアラルキル樹脂（ｂ２）、
下記一般式（VI）で表されるビフェニルノボラック型フ
ェノール樹脂（ｂ３）、下記一般式（VII）で表される
繰り返し単位構造と下記一般式（VIII）で表される繰り
返し単位構造を有するフェノール樹脂（ｂ４）が好まし
い。

【００３８】

【化１５】

【００３９】（式中、Ｒ⁶は水素原子、炭素数１〜４の
低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それら
は同一であっても異なっていてもよい。ｎは０〜１０の
整数である。）

【００４０】

【化１６】

【００４１】（式中、Ｒ⁷は水素原子、炭素数１〜４の
低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それら
は同一であっても異なっていてもよい。）

【００４２】

【化１７】

【００４３】（式中、Ｒ⁸は水素原子、炭素数１〜４の
低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それら
は同一であっても異なっていてもよい。）

【００４４】

【化１８】

【００４５】（式中、Ｒ⁹は水素原子、炭素数１〜４の
低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それら
は同一であっても異なっていてもよい。）硬化剤（ｂ１）の硬化剤（Ｂ）中に占める割合は、信頼
性、成形性の点から５重量％以上が好ましく、より好ま
しくは１５重量％以上、特に好ましくは３０重量％以上
である。

【００４６】本発明において、フェノール樹脂（ｂ４）
は、一般式（VII）で表されるビフェニル誘導体の繰り
返し単位と一般式（VIII）で表されるキシレン誘導体の
繰り返し単位が結合した共重合体である。共重合体の結
合方式としては特に制限はなく、ブロックでもランダム
でも構わない。また、この共重合体の製造方法について
は特に制限されず、公知のフェノール樹脂と同様にして
製造されるが、重合体中の一般式（VII）で表されるビ
フェニル誘導体の繰り返し単位のモル数と一般式（VII
I）で表されるキシレン誘導体の繰り返し単位のモル数
の比が３０：７０〜７０：３０の範囲とするのが好まし
く、特に４５：５５〜５５：４５のように概ね等しくす
るのが好ましい。また、また、この重合体の末端は、ど
のような化合物で封鎖されていてもよいが、フェノール
で封鎖されていることが好ましい。

【００４７】本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量
は、エポキシ樹脂組成物に対して１．０〜１０．０重量
％であるのが好ましい。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）
と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿性の
点から、エポキシ樹脂（Ａ）に対する硬化剤（Ｂ）の化
学当量比が０．５〜２．０、特に０．６〜１．５の範囲
にあることが好ましい。

【００４８】本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）と硬
化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するために硬化促進剤を用
いてもよい。硬化促進剤としては、例えば、トリフェニ
ルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホス
フィン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェ
ニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン
などのりん系化合物、２−メチルイミダゾール、２，４
−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−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、２−ヘプタデシルイミダゾー
ル、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ジメ
チルベンジルメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチ
ル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノ
メチル）フェノール、１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７などのアミン系化合物などが、
成形性、信頼性の点で好ましく用いられるが、硬化反応
を促進するものであれば特に限定されない。

【００４９】これらの硬化促進剤は、用途によっては２
種以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂
（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲
が好ましい。

【００５０】本発明において、無機充填剤（Ｃ）の割合
は、エポキシ樹脂組成物に対して８０〜９８重量％であ
ることが好ましい。さらに、半田リフロー温度が２６０
℃付近になるような鉛フリー半田に対応させる点から、
無機充填剤（Ｃ）の組成物全体に占める割合は、８５〜
９８重量％にすることがより好ましい。このようにエポ
キシ樹脂組成物全体における無機物の割合を高くすれ
ば、難燃性が高くなり、従来使用されていた難燃剤を使
用しなくても難燃性を満足させることができる。これに
より、従来から用いてきたハロゲン系難燃剤を樹脂組成
物に添加する必要がなくなり、環境保護の点で好まし
い。

【００５１】また本発明における無機充填剤（Ｃ）の種
類は特に限定されないが、球状の溶融シリカが好まし
く、その無機充填剤（Ｃ）全体に占める割合が５０重量
％以上であることが好ましい。一般に無機充填剤（Ｃ）
のエポキシ組成物全体に占める割合が大きくなるにつれ
て流動性などの成形性は悪化するが、球状のシリカを使
用することにより流動性の悪化を抑制することができ
る。球状溶融シリカの粒径については平均粒径（メディ
アン径）が３０μｍ以下であることが好ましい。

【００５２】本発明において、無機充填剤（Ｃ）とし
て、上記の球状溶融シリカ以外の充填剤を使用したり併
用することができる。その具体例としては、破砕溶融シ
リカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カ
ルシウム、酸化チタン、アスベスト、ガラス繊維などが
挙げられ、中でも成形性、信頼性の点から破砕溶融シリ
カ、結晶性シリカがより好ましい。これら充填剤の平均
粒径（メディアン径）は、０．５〜４０μｍが好まし
い。

【００５３】また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
公知のシランカップリング剤、カーボンブラック、酸化
鉄などの着色剤、シリコーンゴム、スチレン系ブロック
共重合体、オレフィン系重合体、変性ニトリルゴム、変
性ポリブタジエンゴムなどのエラストマー、ポリスチレ
ンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属
塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラ
フィンワックスなどの離型剤および有機過酸化物など架
橋剤、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化ア
ンチモンなどの難燃助剤、難燃剤としての臭素化合物な
どを任意に添加することができる。シランカップリング
剤の具体例としては、例えば、アミノ基を含有するシラ
ンカップリング剤、エポキシ基を含有するシランカップ
リング剤、メルカプト基を含有するシランカップリング
剤、アクリル基を含有するシランカップリング剤、メタ
クリロキシ基を含有するシランカップリング剤、ビニル
基を含有するシランカップリング剤などが挙げられる。

【００５４】本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法と
しては特に限定されないが、たとえば溶融混練による方
法が好ましく用いられる。すなわち、各種原料をミキサ
ーなどで混合した後、通常は６０〜１４０℃で、たとえ
ばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしく
は二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練方法
を用いて溶融混練することにより製造できる。

【００５５】本発明のエポキシ樹脂組成物は、通常、粉
末またはタブレット状態から、成形によって半導体封止
に供される。半導体素子を封止する方法としては、低圧
トランスファー成形法が一般的であるがインジェクショ
ン成形法や圧縮成形法も使用可能である。成形条件とし
ては、たとえばエポキシ樹脂組成物を成形温度１５０℃
〜２００℃、成形圧力５〜１５ＭＰａ、成形時間３０〜
３００秒で成形し、エポキシ樹脂組成物の硬化物とする
ことによって樹脂封止型半導体装置が製造される。ここ
で、通常、半導体素子の回路形成面が封止されるが、そ
れ以外の部分を封止するのをさまたげるものではない。
また、必要に応じて上記硬化物を、例えば、１００〜２
００℃、２〜１５時間の条件で、追加加熱処理する方法
も好ましく行われる。

【００５６】本発明の樹脂封止型半導体装置は、高温リ
フロー性、耐熱性、耐湿性などの信頼性に優れた装置で
ある。

【００５７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例中の％は重量％を示す。なお、評価は以下の
条件で実施した。

【００５８】〈高温リフロー信頼性〉１７６ｐｉｎＬＱ
ＦＰ（詳細は後述）を２０個成形し、１７５℃、４時間
の条件でポストキュアーを行い、８５℃／６０％ＲＨで
１６８時間加温加湿後、最高温度２６０℃のＩＲリフロ
ー炉で２分間加熱処理し、外部クラックの発生数と超音
波探傷機（日立建機（株）製「ｍｉ−ｓｃｏｐｅ１
０」）によりチップ表面と銀メッキ部の剥離発生数（２
０個中の剥離発生個数）を調べた。

【００５９】〈充填性〉１７６ｐｉｎＬＱＦＰを２０個
成形後に、目視および光学顕微鏡（倍率：４０倍）を用
いて成形品を観察し、２０個中の未充填品の個数を調べ
た。

【００６０】〈流動性〉１７６ｐｉｎＬＱＦＰを２０個
成形後、樹脂充填口（ゲート）と空気抜き口（エアベン
ト）線上、すなわち樹脂充填口を起点に対角線上に切断
した。断面における半導体素子の傾き（両端部の高さの
差）をチップチルトとして求めた。チップチルトが５０
μｍ以上を不良とし、２０個中の不良発生個数を調べ
た。

【００６１】〈ワイヤー断線〉１６０ｐｉｎＱＦＰ（詳
細は後述）を成形し、１７５℃、４時間の条件でポスト
キュアーを行い、加湿を行わずに最高温度２６０℃のＩ
Ｒリフロー炉で２分間の加熱処理を３回行った。加熱処
理後の１６０ｐｉｎＱＦＰを開封しインナーリード側の
ボンディング部の断線状態を電子顕微鏡で観察した。ボ
ンディング部のワイヤー幅（ｘ）、ワイヤーのクラック
長（ｙ）を測定し、クラック発生率（ｙ／ｘ）を求め
た。

【００６２】〈硬化性（熱時硬度）〉エポキシ樹脂組成
物を用いて、低圧トランスファー成形法により１７５
℃、キュアータイム６０秒の条件で、直径２インチ×厚
み３ｍｍの円盤を成形し、ショアＤ硬度計を用いて硬度
を測定した。

【００６３】使用した各原料を表１に示す。なお、ここ
で言う粘度とは１５０℃におけるＩＣＩ粘度のことであ
る。＜エポキシ樹脂（Ａ）＞ａ１−１：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：ジャパン
エポキシレジン（株）”ＹＬ６４７５”、エポキシ当量
１６６、粘度０．０８ｄＰａ・ｓａ１−２：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：新日鐵化
学（株）”ＹＳＬＶ−８０ＸＹ”、エポキシ当量１９
２、粘度０．０８ｄＰａ・ｓａ１−３：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：ジャパン
エポキシレジン（株）”ＹＬ６８１０”、エポキシ当量
１７２、粘度０．０７ｄＰａ・ｓａ２−１：ビフェニル型エポキシ樹脂：ジャパンエポキ
シレジン（株）”ＹＸ４０００Ｈ”、エポキシ当量１９
３、粘度０．２ｄＰａ・ｓａ２−２：ビフェニル型エポキシ樹脂：ジャパンエポキ
シレジン（株）”ＹＬ６１２１Ｈ”、エポキシ当量１７
１、粘度０．１５ｄＰａ・ｓａ３：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂：日本化薬
（株）”ＮＣ−３０００Ｓ”、エポキシ当量２８２、粘
度０．９ｄＰａ・ｓＡ１：オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂：日
本化薬（株）”ＥＯＣＮ１０２０”エポキシ当量２０
０、粘度１０ｄＰａ・ｓＡ２：ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂：大日本イ
ンキ化学工業（株）”ＨＰ−７２００”、エポキシ当量
２５８、粘度０．７ｄＰａ・ｓ＜硬化剤（Ｂ）＞ｂ１：一般式（Ｉ）で表されるフェノール樹脂：大日本
インキ化学工業（株）”フェノライトＫＡ−７０５２−
Ｌ２”、水酸基当量１２０、粘度１．５ｄＰａ・ｓｂ２：フェノールアラルキル樹脂：明和化成（株）”Ｍ
ＥＨ７８００ＳＳ”、水酸基当量１７５、粘度０．７ｄ
Ｐａ・ｓｂ３：ビフェニルノボラック型フェノール樹脂：明和化
成（株）”ＭＥＨ７８５１ＳＳ”、水酸基当量２０３、
粘度０．７ｄＰａ・ｓｂ４：一般式（VII）で表される繰り返し単位構造と一
般式（VIII）で表される繰り返し単位構造を有するフェ
ノール樹脂である。明和化成（株）”ＭＥＨ７８６０Ｓ
Ｓ”、水酸基当量１８９、粘度０．８ｄＰａ・ｓｂ５：テルペンフェノール樹脂：ジャパンエポキシレジ
ン（株）”ＭＰ５６６”、水酸基当量１４５、粘度１．
５ｄＰａ・ｓ＜充填剤（Ｃ）＞平均粒径２５μｍの溶融球状シリカ＜シランカップリング剤＞ γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：信越化
学（株）”ＫＢＭ４０３” ＜硬化促進剤＞トリフェニルホスフィン：ケイ・アイ化成（株）”ＰＰ
−３６０” ＜着色剤＞カーボンブラック：三菱化学（株）”♯７５０Ｂ” ＜離型剤＞モンタン酸エステルワックス：クラリアントジャパン
（株）”ＬＩＣＯＷＡＸ−Ｅ”

【００６４】

【表１】

【００６５】（実施例１〜１４、比較例１〜９）上記し
た各原料を、表２〜３に示した組成比（重量比）で計量
し、ミキサーによりドライブレンドした。これをロール
表面温度９０℃のミキシングロールを用いて５分間溶融
混練後、冷却、粉砕して半導体封止用のエポキシ樹脂組
成物を得た。このエポキシ樹脂組成物を用いて、低圧ト
ランスファー成形法により１７５℃、キュアータイム９
０秒の条件で、１７６ｐｉｎＬＱＦＰ（外形：２４ｍｍ
×２４ｍｍ×１．４ｍｍｔ。フレーム材料：銅からな
る。チップは窒化膜処理を施した。チップサイズは１０
ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍｔである。インナーリード
部：銀メッキを施したもの。）、１６０ｐｉｎＱＦＰ
（外形：２８ｍｍ×２８ｍｍ×３．４ｍｍｔ。フレーム
材料：４２アロイからなる。チップはアルミニウム膜処
理を施した。チップサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．
５ｍｍｔである。インナーリード部：銀メッキを施し
た。チップ表面とインナーリードの間にワイヤーボンデ
ィングを施したもの。）を成形した。これらのエポキシ
樹脂組成物、１７６ｐｉｎＬＱＦＰおよび１６０ｐｉｎ
ＱＦＰを用いて、前述の測定法によりエポキシ樹脂組成
物の物性を評価した。

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】表２〜３の実施例１〜１４に見られるよう
に、本発明のエポキシ樹脂組成物は高温リフロー信頼
性、成形性（充填性、流動性、硬化性）に優れている。
すなわち、表３の比較例１〜９と比較して、実施例は高
温リフロー信頼性や成形性に優れていることがわかる。

【００６９】

【発明の効果】特定のエポキシ樹脂と硬化剤を使用する
ことにより、良好な高温リフロー信頼性と成形性を併せ
持つ半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた
樹脂封止型半導体装置が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 4J002 CC282 CD051 CD061 DE076 DE136 DE146 DE236 DJ006 DJ016 DJ036 DJ046 DL006 FA046 FD016 FD142 4J036 AD07 AD08 AE05 AF06 FA01 FA02 FA05 FB08 FB09 JA07 4M109 EA02 EB02 EB03 EB12 EC01 EC03 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および
無機充填剤（Ｃ）を含むエポキシ樹脂組成物において、
硬化剤（Ｂ）として下記一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル
基、フェニル基のいずれかであり、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。）で表されるアミノトリアジ
ン骨格をその分子内に含有するフェノール硬化剤（ｂ
１）を含有し、エポキシ樹脂（Ａ）として下記一般式
（II）【化２】（式中、Ｒ²、Ｒ³は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１
〜４の低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、
それらは同一であっても異なっていてもよい。）で表さ
れるエポキシ樹脂（ａ１）を含有することを特徴とする
エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（III）【化３】（式中、Ｒ⁴は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜４
の低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それ
らは同一であっても異なっていてもよい。）で表される
ビフェニル型エポキシ樹脂（ａ２）および下記一般式
（IV) 【化４】（式中、Ｒ⁵は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜４
の低級アルキル基、フェニル基のいずれかであり、それ
らは同一であっても異なっていてもよい。ｎは０〜１０
の整数である。）で表されるビフェニルノボラック型エ
ポキシ樹脂（ａ３）から選ばれる少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】無機充填剤（Ｃ）のエポキシ樹脂組成物全
体に占める割合が８０〜９８重量％であることを特徴と
する請求項１または２に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】硬化剤（Ｂ）が下記一般式（V) 【化５】（式中、Ｒ⁶は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル
基、フェニル基のいずれかであり、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。ｎは０〜１０の整数であ
る。）で表されるフェノールアラルキル樹脂（ｂ２）、
下記一般式（VI) 【化６】（式中、Ｒ⁷は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル
基、フェニル基のいずれかであり、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。ｎは０〜１０の整数であ
る。）で表されるビフェニルノボラック型フェノール樹
脂（ｂ３）および下記一般式（VII) 【化７】（式中、Ｒ⁸は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル
基、フェニル基のいずれかであり、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。）で表される繰り返し単位構
造と下記一般式（VIII) 【化８】（式中、Ｒ⁹は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキル
基、フェニル基のいずれかであり、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。）で表される繰り返し単位構
造を有するフェノール樹脂（ｂ４）から選ばれる少なく
とも１種を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のエポキシ
樹脂組成物の硬化物を用いて、半導体素子の少なくとも
回路形成面を封止してなる樹脂封止型半導体装置。