JP2003246848A

JP2003246848A - 封止用エポキシ樹脂組成物及び片面封止型半導体装置

Info

Publication number: JP2003246848A
Application number: JP2002048819A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nakamura; 正志中村; Takayuki Tsuji; 隆行辻; Yoichi Hashimoto; 羊一橋本; Masayuki Kiyougaku; 正之教学
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: JP3915545B2

Abstract

(57)【要約】【課題】硬化物が高いガラス転移温度と低線膨張率と
を兼ね備え、且つ溶融粘度が低減され、特に片面封止パ
ッケージの低反り性化を達成することができる封止用エ
ポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】下記構造式（１）に示す構造を有するフ
ェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式
（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量
であるフェノール樹脂を３〜１０重量％含有し、且つ１
５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフ
ェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含む
フェノール樹脂硬化剤、１分子中に２個以上のグリシジ
ル基を有するエポキシ樹脂、硬化促進剤及び組成物全量
に対する含有量が８５重量％以上の無機充填材を含有す
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、半導体素子の封止
用等に使用される封止用エポキシ樹脂組成物及びこれに
より封止された片面封止型半導体装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣパッケージの分野において小
型薄型化が進む中、リード端子数の増加に対応するため
に、半導体装置はＳＯＰ、ＱＦＰに代表される周辺実装
パッケージから、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）
を代表とするエリア実装パッケージに主流が移り変わり
つつある。現状のＢＧＡパッケージの形状はＩＣチップ
と端子までの接続方法により様々な構造のものがみられ
る。

【０００３】その中で最も主流となっているのがチップ
とインターポーザとを金ワイヤーで接続したタイプで、
チップ搭載面のみを封止用エポキシ樹脂組成物でトラン
スファ成形にて封止した後、インターポーザの裏面には
んだバンプを設けたものである。

【０００４】また、最近、このようなＢＧＡパッケージ
の小型化、および生産性を向上させるために、インター
ポーザ上に複数個のチップをマトリクス状に実装し、こ
れを一括して上述の方法で片面封止し、成形後に切断し
て個片化してパッケージを得る方法が増えつつある。

【０００５】更に、このように一括封止後、切断個片化
してＢＧＡ、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）パッ
ケージを得る場合、小型化のために、インターポーザを
薄型化したり、ポリイミド等のフィルムを使用したりす
る場合が増えてきた。

【０００６】このような片面封止パッケージに関して従
来から指摘されている問題点としては、その構造が封止
材（エポキシ樹脂組成物の硬化物）とチップが実装され
たベース基板（インターポーザ）がバイメタル構造とな
っていて、成形完了後に室温まで冷却される課程におい
て、それぞれの熱膨張係数の差により、冷却時の収縮割
合がアンバランスとなり、パッケージに反りが発生しや
すいということが挙げられる。特に前記の一括封止の場
合、成形サイズが従来のＢＧＡパッケージよりも大きく
なるため、成形物（個片化前の成形物）の反り量も増加
し、成形後、個片化行程において、生産性に重大な悪影
響を及ぼし、また、成形物の搬送行程でも不具合が生じ
る。

【０００７】そこで、封止用エポキシ樹脂組成物に、エ
ポキシ樹脂成分としてトリフェニルメタン型のエポキシ
樹脂を用いたり、硬化剤成分としてトリフェニルメタン
型のフェノール樹脂を用いるなどのように、耐熱性の高
い樹脂を用い、封止材のガラス転移温度を上げることに
よって、成形後の常温までの冷却での収縮率がベース基
板のそれと同程度になるように低減して、反りを低減す
る方法が検討されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、片面封止のパ
ッケージを製造する際に、上記のトリフェニルメタン型
エポキシ樹脂、および硬化剤を用いる方法によれば、従
来のＢＧＡパッケージの場合は、かなりの改善が達成さ
れるが、一括封止タイプで特に基板が薄い場合や、ポリ
イミドフイルムの場合には、成形物の反りについては十
分満足できるレベルではなく、さらなる改良が求められ
ている。

【０００９】このような更なる低反り化を達成するため
には、封止材の線膨張係数を低くする目的で、無機充填
材の配合量を増大させることが考えられる。しかしなが
ら、このように無機充填材を高充填すると、封止用エポ
キシ樹脂組成物の溶融粘度が高くなってしまって成形性
に悪影響を及ぼし、成形中に金線が変形するなどといっ
た重大な欠点が生じる。

【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、硬化物が高いガラス転移温度と低線膨張率とを
兼ね備え、且つ溶融粘度が低減されて金線流れ等の成形
不良の発生を抑制することができ、特に片面封止パッケ
ージの低反り性化を達成することができる封止用エポキ
シ樹脂組成物、および片面封止型半導体装置を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る封止用エポ
キシ樹脂組成物は、Ａ．下記構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹
脂を８５重量％以上含有すると共に構造式（１）中にお
けるｎの値が０となるものよりも低分子量であるフェノ
ール樹脂を３〜１０重量％含有し、且つ１５０℃におけ
る溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフェノール樹脂
成分を、５０〜１００重量％の割合で含むフェノール樹
脂硬化剤、Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキ
シ樹脂、Ｃ．硬化促進剤及びＤ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機
充填材を含有して成ることを特徴とするものである。

【００１２】

【化４】

【００１３】このとき、下記構造式（２）で示されるエ
ポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１
００重量％の割合で含有させることが好ましい。

【００１４】

【化５】

【００１５】また、下記構造式（３）で示されるエポキ
シ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００
重量％の割合で含有させることも好ましい。

【００１６】

【化６】

【００１７】また、難燃剤として、平均粒径１〜６０μ
ｍの微粉末状赤リンの表面に無機物層および熱硬化性樹
脂層を被覆した被覆層付赤リンを含有させることも好ま
しい。

【００１８】また、本発明に係る片面封止型半導体装置
は、上記のような封止用エポキシ樹脂にて封止して成る
ことを特徴とするものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２０】本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物
は、次の成分を必須成分として含有する。

【００２１】Ａ．上記構造式（１）に示す構造を有する
フェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式
（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量
であるフェノール樹脂を３〜１０重量％含有し、且つ１
５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフ
ェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含む
フェノール樹脂硬化剤。

【００２２】Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を
有するエポキシ樹脂。

【００２３】Ｃ．硬化促進剤。

【００２４】Ｄ．組成物全量に対する含有量が８５重量
％以上の無機充填材。

【００２５】各成分について詳しく説明する。

【００２６】上記の各成分のうち、フェノール樹脂硬化
剤Ａは、次のような特定組成のフェノール樹脂成分を必
須成分として含有する。

【００２７】このフェノール樹脂成分は、上記構造式
（１）に示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂
と、これよりも低分子量のフェノール樹脂とを含有し、
このフェノール樹脂成分の総量に対して、構造式（１）
に示す構造を有するフェノール樹脂の含有量が８５重量
％以上、低分子量のフェノール樹脂の含有量が３〜１０
重量％となるようにし、且つ１５０℃での溶融粘度（Ｉ
ＣＩ粘度）が０．４Ｐａ・ｓ以下であるものを用いる。
前記の低分子量のフェノール樹脂としては、二核体以下
のフェノール樹脂が挙げられる。

【００２８】このような特定組成のフェノール樹脂成分
を含有するフェノール樹脂硬化剤Ａを用いると、耐熱性
の高いトリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いるこ
とにより、封止材のガラス転移温度を上昇して成形時の
寸法変化量を低減することができる。また更に封止用エ
ポキシ樹脂組成物の溶融粘度を大幅に低下させることが
可能となって、後述するように無機充填材の高充填化が
容易となり、この結果、封止材の線膨張率を低減して、
成形時の寸法変化量を更に低減することが可能となる。
このため、特にパッケージ片面封止時の反り抑制に寄与
するとともに、無機充填材の高充填化により封止材の吸
湿率を低減して耐リフロー性の向上に寄与することがで
きる。

【００２９】すなわち、上記構造式（１）に示されるト
リフェニルメタン型フェノール樹脂は単独では１５０℃
における溶融粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上となって、この
トリフェニルメタン型フェノール樹脂のみでは封止用エ
ポキシ樹脂組成物の溶融粘度を上昇させ、組成物中にお
ける無機充填材の配合量が制限されて低線膨張係数化が
困難なものであるが、フェノール樹脂成分中に前記のよ
うな低分子量のフェノール樹脂を３〜１０重量％含むこ
とにより構造式（１）に示されるトリフェニルメタン型
フェノール樹脂と低分子量のフェノール樹脂とからなる
フェノール樹脂成分の溶融粘度を大幅に低減して、１５
０℃における溶融粘度を０．４Ｐａ・ｓ以下とすること
が可能となり、この結果、組成物全体の溶融粘度を低減
することができて、無機充填材を高充填することによる
封止材の低線膨張係数化や吸湿率の低減が可能となるも
のである。

【００３０】このような特定組成を有するフェノール樹
脂成分は、フェノール樹脂硬化剤Ａの全量に対して５０
〜１００重量％配合することにより上記のような効果が
得られるものであり、より好ましくはこの配合量を８０
〜１００重量％とするものである。

【００３１】フェノール樹脂硬化剤Ａには、特定組成の
フェノール樹脂成分の含有量を上記の範囲とすることを
条件として、任意成分としてそれ以外の他のフェノール
樹脂を含有させることができる。このような他のフェノ
ール樹脂としては、適宜のフェノール樹脂が用いられる
が、例えばフェノールノボラック樹脂、フェノールアラ
ルキル樹脂等を用いることができる。

【００３２】このようなフェノール樹脂硬化剤Ａの組成
物中の配合量は、後述するエポキシ樹脂Ｂに対する化学
量論上の当量比で、０．７〜１．４の範囲となるように
することが好ましい。

【００３３】また、エポキシ樹脂Ｂとしては、封止材料
用途に用いられる適宜のものを使用することができ、例
えば、o−クレゾー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、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂等を用いるこ
とができる。これらのエポキシ樹脂は一種のみ又は二種
以上を用いることができる。

【００３４】また、特にエポキシ樹脂Ｂとしては、上記
構造式（２）又は構造式（３）で示される多官能エポキ
シ樹脂のいずれ一方又は双方を含有するものを用いるこ
とが好ましく、この場合、耐熱性の高いエポキシ樹脂を
用いることにより、封止材のガラス転移温度を更に上昇
し、成形時の寸法変化量をより低減することができ、特
にパッケージ片面封止時の反りの発生を更に抑制するこ
とができる。

【００３５】この構造式（２）又は構造式（３）で示さ
れる多官能エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂Ｂを構成する
全エポキシ樹脂成分に対して３０〜１００重量％の範囲
となるように配合することが好ましく、更に好ましくは
４０〜１００重量％となるようにする。

【００３６】また、エポキシ樹脂Ｂとして、構造式
（２）又は構造式（３）で示されるエポキシ樹脂以外の
エポキシ樹脂を配合する場合には、例えば上記のよう
な、o−クレゾー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、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂等を併用するこ
とができる。

【００３７】また、硬化促進剤Ｃとしては、特に制限さ
れるものではなく、一般の封止用エポキシ樹脂組成物に
使用可能なものを用いることができる。たとえば、イミ
ダゾール類、トリフェニルフォスフィン類、テトラフェ
ニルホスホニウム・テトラフェニルボレートとフェノー
ルノボラックの反応物等の有機リン化合物類、１,８−
ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７（ＤＢ
Ｕ）、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン
等の３級アミン類等が挙げられる。この硬化促進剤の配
合量は、組成物中の樹脂成分の全量に対して０．２〜５
重量％の範囲とすることが好ましい。

【００３８】無機充填材Ｄとしては、特に制限されず、
一般に封止用樹脂組成物に使用可能なものを使用するこ
とができ、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミ
ナ、窒化珪素、窒化アルミ等の粉末を使用することがで
きる。これらの中でも特に溶融シリカを用いると、封止
材の低線膨脹率化を更に達成することができて好まし
い。また、その形状が球状のものを用いることが好まし
く、この場合、組成物中に無機充填材Ｄを高充填するこ
とが容易となる。

【００３９】この無機充填材Ｄの配合量は、封止用エポ
キシ樹脂組成物全量に対して８５〜９１重量％とするも
のであり、これにより封止材の線膨張率を低減して、特
にパッケージ片面封止時の反り抑制に寄与するととも
に、封止材の吸湿率を低減して耐リフロー性の向上に寄
与することができる。ここで、本発明では既述のような
フェノール樹脂硬化剤Ａを配合することにより、組成物
の溶融粘度が低減されて、このように無機充填材Ｄを高
充填しても組成物の溶融粘度の上昇が抑制され、十分な
成形性が確保されるものである。

【００４０】ここで、無機充填材の配合量が８５重量％
に満たないと、封止用エポキシ樹脂組成物を硬化して得
られる封止材の線膨張係数が大きくなって、片面封止パ
ッケージの反りが大きくなり、また封止材の吸湿率が大
きくなって十分な耐湿信頼性、耐リフロー性が得られな
い。

【００４１】また、無機充填材は、予めその表面をシラ
ンカップリング材で処理した後に、組成物中に配合する
ことが好ましく、この場合、無機充填材の分散性を向上
して、封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を更に低減
することができる。

【００４２】また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物
中には、必要に応じて難燃剤を配合することができる。
難燃剤としては、一般の封止用エポキシ樹脂組成物に使
用可能な適宜のものを使用することができるが、例えば
テトラブロムビスフェノールＡ等のブロム化エポキシ樹
脂と三酸化アンチモン粉末とを併用することが好まし
い。

【００４３】また、難燃剤として、表面に被覆層を有す
る赤リン系難燃剤を用いることも好ましく、この場合、
難燃剤としてハロゲンを含まないものを用いることがで
きて、近年のハロゲンフリー化の流れに沿うものであ
り、環境問題の解決に寄与することができる。このとき
赤リン系難燃剤が被覆層にて覆われていることにより、
赤リンの吸湿が防止され、赤リン系難燃剤を安定化に維
持して、封止材にて半導体等を封止した場合に、アルミ
ニウム配線の腐蝕を生じさせるなどといった悪影響を及
ぼさないようにすることができる。

【００４４】赤リン系難燃剤に設ける被覆層は、水酸化
アルミニウムや水酸化チタンなどの無機質層と、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂層とを設け
ることが好ましい。例えば水酸化アルミニウムや水酸化
チタン等の無機物質で粒状の赤リンに無機質層を形成し
た後、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等による熱硬化性
樹脂層を形成するものである。

【００４５】また、この難燃剤である赤リン系難燃剤
は、平均粒径１〜６０μｍの範囲の微粉状の赤リンであ
ることが好ましく、このような粒径範囲とすることで、
封止材の耐湿信頼性を向上することができる。またこの
赤リン系難燃剤としては、リン酸エステル等の有機リン
系の難燃剤を用いることもできる。

【００４６】このような被覆層付きの赤リン系難燃剤の
配合割合は、封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して
０．０５〜１．０重量％の範囲とすることが好ましく、
０．０５重量％未満であると、難燃性の付与効果が少な
く、１．０重量％を超えると耐湿性を悪化させるおそれ
がある。

【００４７】また本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に
は、上記の成分のほかに、必要に応じて、離型剤、カー
ボンブラック等の顔料や有機染料等の着色剤等を適宜配
合することができる。

【００４８】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を調製
するにあたっては、例えば上記の各成分を所定量配合
し、ミキサー等で均一に混合した後、加熱ロール、ニー
ダー等で混練するものであり、このとき各成分の配合順
序には特に制限はない。また混練した後に粉砕すること
により粉末状の封止用エポキシ樹脂組成物を得ることが
でき、更にこれを打錠してタブレット状の封止用エポキ
シ樹脂組成物を得ることもできる。

【００４９】このようにして得られる封止用エポキシ樹
脂組成物は、半導体装置の封止用途に使用することがで
きるものであり、特に片面封止型半導体装置の封止用に
好適に用いられる。この場合、成形時の寸法変化量が低
減され、パッケージ反りの発生を低減することができ
る。また、半導体封止時において、封止用エポキシ樹脂
組成物の硬化物から形成される封止材と、インターポー
ザやチップ等との間の密着性が向上し、リフロー処理後
の剥離の発生を抑制することができる。

【００５０】上記の封止用エポキシ樹脂組成物を用いた
片面封止型半導体装置の製造例を説明する。

【００５１】インターポーザとしては、ガラス基材ビス
マレイミド系樹脂基板、ガラス基材エポキシ樹脂基板等
の樹脂基板からなるプリント配線基板を使用することが
できる。またチップ（半導体素子）としては、シリコン
ベアチップ等の半導体ベアチップなどが使用される。

【００５２】チップはインターポーザの一面に搭載され
るものであり、このときのチップとインターポーザ上の
回路との電気的な接続は、フリップチップ接合やワイヤ
ボンディング接合等により行うことができる。

【００５３】また、搭載されたチップとインターポーザ
との間に隙間が生じている場合には、必要に応じてアン
ダーフィルを設けても良い。

【００５４】次いで、上記の封止用エポキシ樹脂組成物
を硬化成形することにより、チップが搭載されたインタ
ーポーザの一面に、チップを覆うように封止材を形成す
る。この封止用エポキシ樹脂組成物の硬化成形は、トラ
ンスファ成形等で行うことができ、このときの成形条件
は、組成にもよるが、１５０〜１９０℃、２〜１０ＭＰ
ａ、１０〜１８０秒間の条件で、成形を行うことができ
る。

【００５５】また、成形後、更にアフターキュアーを施
すことが好ましく、このとき例えば１６０〜１９０℃の
条件で２〜６時間加熱してアフターキュアーを施すもの
である。

【００５６】このようにして封止材を形成したものは、
インターポーザの半導体素子搭載面とは反対側の裏面に
接続用のランドを設けておくと、半導体装置であるＬＧ
Ａ（ランド・グリッド・アレイ）として形成される。ま
た、封止材の形成後に、インターポーザの裏面にはんだ
ボールを設けて、半導体装置であるＢＧＡ（ボール・グ
リッド・アレイ）を製造することができる。

【００５７】また、半導体装置を作製するにあたって
は、インターボーザの一面に複数個のチップをマトリク
ス状に実装し、これを一括して上述の方法で片面封止し
た後、成形後に切断して個片化することもできる。この
ように封止材がインターポーザ上の大面積の領域に形成
される場合でも、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を
用いると、パッケージ反りの発生を抑制することが可能
となる。

【００５８】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述するが、
本発明は下記実施例に限定されるものではない。

【００５９】（実施例１〜７及び比較例１〜４）各実施
例及び各比較例につき、各成分の使用量を表１に示すよ
うにし、各成分をミキサーで十分混合した後、過熱ロー
ルで約５分間混錬を行い、冷却固化し、粉砕機で粉砕し
て封止用エポキシ樹脂を得た。

【００６０】このようにして得られた封止用エポキシ樹
脂組成物を用いて次のようにしてＢＧＡパッケージとし
ての性能評価のための評価用パッケージを作成した。

【００６１】サイズが４０ｍｍ×１５０ｍｍ、コア部厚
みが０．１ｍｍのガラスエポキシ基板（松下電工（株）
製、「１７６６Ｔ」）に回路形成を施し、さらにレジス
ト（太陽インキ（株）ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布
した。

【００６２】これに、４ｍｍ角の評価用ＴＥＧチップを
チップピッチが１２．２ｍｍとなるように３×１０列で
計３０個をマトリクス状にダイボンドして搭載し、チッ
プとインターポーザ上の回路端子を直径２５μｍの金線
でワイヤボンドにより接続した。

【００６３】次いで、封止用エポキシ樹脂組成物を用
い、インターポーザのチップ搭載面側に封止厚み０．６
ｍｍで封止成形（トランスファー成形）して３０個のチ
ップが一括封止された一括封止物を得た。成形条件は１
７５℃、７ＭＰａ、９０秒間とし、更にアフターキュア
ーを１７５℃、６時間の条件で行った。

【００６４】（評価試験）・一括封止物の反り評価各実施例及び比較例において、１μｍの精度で読み取り
可能な測定顕微鏡を用い、一括封止物の封止材上面を平
坦な台の上に載せた時の、台からの封止材の浮き量を測
定した。このとき、封止材上面のうち、短辺側の外縁部
の３点と、長辺側の外縁部の３点の、計９点において、
封止材上面と台からの距離を測定し、その最大値にて評
価を行った。

【００６５】・ワイヤー流れ（金線流れ）評価各実施例及び比較例において、上記一括封止物の封止材
内部を軟Ｘ線観察装置を用いて測定し、ワイヤー流れの
有無を確認して、ワイヤー流れ率が５％以上のパッケー
ジを不良とした。なお、各実施例および比較例につい
て、それぞれ３０個の評価用パッケージを用いて評価し
た。

【００６６】・耐リフロー性評価各実施例及び比較例において、上記一括封止物をダイシ
ング装置で個片のパッケージに切断し、この個片パッケ
ージを１２５℃で１２時間の前乾燥処理を行った後、３
０℃、７０％ＲＨの条件に設定した恒温恒湿機中で１９
２時間の吸湿処理を行い、その後にリフロー処理（ピー
ク温度２６５℃）を行った。

【００６７】このリフロー処理後の評価用パッケージに
ついて、超音波顕微鏡（日立建機（株）製、「Ｍｙｓ
ｃｏｐｅｈｙｐｅｒ」）で内部の観察を行い、封止材
とチップ表面の界面、及び封止材とインターポーザとの
界面における剥離発生の有無を調査して、剥離が発生し
たものを不良とした。なお、各実施例および比較例につ
いて、それぞれ１０個の評価用パッケージを用いて評価
した。

【００６８】・ガラス転移温度および線膨張係数各実施例及び各比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を、
前記評価パッケージの成形条件と同一の条件で硬化させ
た硬化物について、ＴＭＡ測定装置（（株）理学製、
「ＴＡＳ２００」）を用い、得られる膨張カーブの屈曲
点からガラス転移温度（Ｔｇ）を求め、また５０〜１０
０℃の伸び率から線膨張係数（熱膨張係数：α１）を求
めた。

【００６９】・耐炎性（難燃性）評価各実施例及び各比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を用
い、前記評価用パッケージの成形条件と同一の条件で硬
化させて、ＵＬ９４に従って試験片を作製するととも
に、ＵＬ９４に基づいた耐炎性試験を行い難燃性を測定
した。

【００７０】以上の結果を表１に示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】尚、表中の各成分の詳細は次の通りであ
る。・フェノール樹脂ａ：構造式（１）に示すフェノー
ル樹脂と、二核体以下のフェノール樹脂の混合物；二核
体以下のフェノール樹脂の含有量２重量％；明和化成
（株）製、品番「ＭＥＨ７５００」・フェノール樹脂ｂ：構造式（１）に示すフェノー
ル樹脂と、二核体以下のフェノール樹脂の混合物；二核
体以下のフェノール樹脂の含有量８重量％；明和化成
（株）製、品番「ＭＥＨ７５００ＳＳ」・ｏ−クレゾールノボラック樹脂：住友化学製、品
番「ＥＳＣＮ１９５ＸＬ」・エポキシ樹脂ａ：三井化学（株）製、品番「ＶＧ
３１０１」・エポキシ樹脂ｂ：日本化薬（株）製、品番「ＥＰ
ＰＮ５０１ＨＹ」・ビフェニル型エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレ
ジン（株）製、「ＹＸ４０００Ｈ」・ブロム化エポキシ樹脂：住友化学（株）製、品番
「ＥＳＢ４００Ｔ」・赤リン系難燃剤：微粉状赤リン（燐化学工業製、
品番「Ｆ５」）１００重量部に対して、水酸化チタンに
よる無機質層を約１０重量部、さらにフェノール樹脂に
よる熱硬化性樹脂層を約２０重量部の被覆量で被覆し
た、平均粒径３０μｍのもの・溶融シリカ：平均粒径１５μｍ表１にみるように、各実施例の封止用エポキシ樹脂組成
物で封止した評価用パッケージは、一括封止時の反りが
小さく、且つワイヤー流れが発生せず、且つ耐リフロー
性に優れていることが確認された。

【００７３】例えば、実施例１と比較例１、および比較
例２の比較で明らかなように、実施例１のように式
（２）のエポキシ樹脂を使用し、且つ特定組成のフェノ
ール樹脂硬化剤を使用し、更に無機充填材の配合量を８
５重量％以上とした場合は、一括封止物の反りが小さ
く、且つパッケージのワイヤー流れが発生しないことが
わかる。

【００７４】また、実施例４と比較例３の比較から明ら
かなように、構造式（３）で示されるエポキシ樹脂を使
用し、特定組成を有するフェノール樹脂硬化剤を使用し
た場合は、一括封止物の反りが小さく、且つパッケージ
のワイヤー流れが発生しないことがわかる。

【００７５】また、実施例１及び実施例４と、比較例４
との比較で明らかなように、硬化剤に特定組成のフェノ
ール樹脂硬化剤を使用し、且つエポキシ樹脂として構造
式（２）又は構造式（３）に示されるエポキシ樹脂を使
用する方が、エポキシ樹脂としてｏ−クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂を使用するよりも、反りが小さく、
かつワイヤー流れが発生しにくいことがわかる。

【００７６】

【発明の効果】上記のように本発明に係る封止用エポキ
シ樹脂組成物は、Ａ．上記構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹
脂を８５重量％以上含有すると共に構造式（１）中にお
けるｎの値が０となるものよりも低分子量であるフェノ
ール樹脂を３〜１０重量％含有し、且つ１５０℃におけ
る溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフェノール樹脂
成分を、５０〜１００重量％の割合で含むフェノール樹
脂硬化剤、Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキ
シ樹脂、Ｃ．硬化促進剤及びＤ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機
充填材を含有するため、耐熱性の高いトリフェニルメタン型フ
ェノール樹脂を用いることにより、硬化物である封止材
のガラス転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を低減
することができ、更に封止用エポキシ樹脂組成物の溶融
粘度を大幅に低下させることが可能となって、無機充填
材の充填量が高いにも係わらず十分低い溶融粘度を維持
することができ、この結果、封止材の線膨張率を低減し
て、成形時の寸法変化量を更に低減し、特に半導体装置
のパッケージ片面封止時にはワイヤ流れ等の成形不良の
発生を防止すると共に、反り発生を抑制することができ
て、インターボーザに実装された複数個のチップを一括
して封止する場合のように封止する領域が広い場合であ
っても反りの発生を抑制することができるものであり、
また無機充填材の高充填化により封止材の吸湿率を低減
して耐リフロー性を向上することができるものである。

【００７７】また、上記構造式（２）で示されるエポキ
シ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００
重量％の割合で含有させると、耐熱性の高いエポキシ樹
脂を含有することにより、硬化物である封止材のガラス
転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を更に低減する
ことができるものである。

【００７８】また、上記構造式（３）で示されるエポキ
シ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００
重量％の割合で含有させると、耐熱性の高いエポキシ樹
脂を含有することにより、硬化物である封止材のガラス
転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を更に低減する
ことができるものである。

【００７９】また、難燃剤として、平均粒径１〜６０μ
ｍの微粉末状赤リンの表面に無機物層および熱硬化性樹
脂層を被覆した被覆層付赤リンを含有させると、難燃剤
のノンハロゲン化を達成して環境問題の解決に寄与する
ことができ、しかも無機物層及び熱硬化性樹脂層により
赤リンの吸湿を防止して赤リンを安定に維持し、特に半
導体の封止用途に用いた場合に半導体に悪影響が及ぶこ
とを防止することができるものである。

【００８０】また、本発明に係る片面封止型半導体装置
は、上記のような封止用エポキシ樹脂にて封止されたも
のであるため、ワイヤ流れ等の成形不良の発生を防止す
ると共に、反り発生を抑制することができるものであ
り、また無機充填材の高充填化により封止材の吸湿率を
低減して耐リフロー性を向上することができるものであ
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）Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (72)発明者橋本羊一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者教学正之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4J002 CC032 CD051 CD071 DA056 DE147 DJ007 DJ017 DK007 FD017 FD136 FD142 GQ05 4J036 AA01 AC02 AC03 AD08 DB05 FB08 JA07 4M109 AA01 CA21 EB12 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａ．下記構造式（１）に示す構造を有する
フェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式
（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量
であるフェノール樹脂を３〜１０重量％含有し、且つ１
５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフ
ェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含む
フェノール樹脂硬化剤、Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキ
シ樹脂、Ｃ．硬化促進剤及びＤ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機
充填材を含有して成ることを特徴とする封止用エポキシ樹脂組
成物。【化１】
【請求項２】下記構造式（２）で示されるエポキシ樹
脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量
％の割合で含有して成ることを特徴とする請求項１に記
載の封止用エポキシ樹脂組成物。【化２】
【請求項３】下記構造式（３）で示されるエポキシ樹
脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量
％の割合で含有して成ることを特徴とする請求項１に記
載の封止用エポキシ樹脂組成物。【化３】
【請求項４】難燃剤として、平均粒径１〜６０μｍの
微粉末状赤リンの表面に無機物層および熱硬化性樹脂層
を被覆した被覆層付赤リンを含有して成ることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の封止用エポキシ
樹脂組成物。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の封止
用エポキシ樹脂にて封止して成ることを特徴とする片面
封止型半導体装置。