JP2003277582A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】膨れ特性などの耐リフロー信頼性に優れるとと
もに成形性に優れたエポキシ樹脂組成物、および該エポ
キシ樹脂組成物によって封止してなる半導体装置を提供
する。 【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、充填
材（Ｃ）を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（Ｉ）で表される
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ）を含有し、前記
硬化剤（Ｂ）が下記一般式（II）で表されかつ１５０℃
での溶融粘度が０．２Ｐａ・ｓ以下のフェノール化合物
（ｂ）を必須成分として含有し、さらに前記充填材
（Ｃ）の割合が樹脂組成物全体の８０〜９５重量％であ
ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐リフロー信頼
性、成形性に優れ、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】半導体装置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ッ
チックシールと共にフェノール樹脂、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おり、一
般にこのような封止に使用される樹脂を封止材樹脂と呼
んでいる。その中でも、経済性、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。そして、エポキシ樹脂による封止方法は、
エポキシ樹脂に硬化剤、充填材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
型法などにより封止する方法が一般的に行われている。

【０００３】最近はプリント基板への半導体装置パッケ
ージの実装において高密度化、自動化が進められてお
り、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装
方式”に代わり、基板表面に半導体装置パッケージを半
田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それ
に伴い、半導体装置パッケージも従来のＤＩＰ（デュア
ル・インライン・パッケージ）から、高密度実装・表面
実装に適した薄型のＦＰＰ（フラット・プラスチック・
パッケージ）に移行しつつある。その中でも最近では、
微細加工技術の進歩により、厚さ２ｍｍ以下のＴＳＯ
Ｐ、ＴＱＦＰ、ＬＱＦＰが主流となりつつある。そのた
め湿度や温度など外部からの影響をいっそう受けやすく
なり、耐リフロー信頼性、高温信頼性、耐湿信頼性など
の信頼性が今後ますます重要となってくる。特に最近で
はＴＳＯＰ、ＴＱＦＰ等厚さ１ｍｍ以下のパッケージに
おける耐リフロー信頼性の向上が求められている。

【０００４】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
装置パッケージを載せ、これらを２００℃以上の高温に
さらし、基板にあらかじめつけられた半田を溶融させて
半導体装置パッケージ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パッケージ全体が高温にさ
らされるため、封止樹脂の吸湿性が高いと封止樹脂と半
導体チップの間、あるいは封止樹脂とリードフレームの
間の剥がれが生じたり、吸湿した水分が半田リフロー時
に爆発的に膨張してクラックが生じるという現象が起こ
る。また薄型パッケージの場合、銀ペースト層が吸湿し
てリフロー時にシリコンチップまたはリードフレームと
の界面から剥離し、パッケージ底部が押し下げられてパ
ッケージ底部が膨らむ現象（膨れ特性）が起こり問題に
なっている。更に、近年では環境保護の点から鉛を含ん
でいない鉛フリー半田の使用が進んでいるが、鉛フリー
半田は融点が高く、そのためリフロー温度も上がること
になりこれまで以上の耐リフロー信頼性が求められてい
る。

【０００５】一般的に耐リフロー信頼性を向上させるに
は封止樹脂組成物中の充填材の割合を上げることが有効
であることは知られていた。封止樹脂組成物中の樹脂成
分を減らすことにより吸湿性が低下するからである。し
かしながら、単純に封止樹脂組成物中の充填材の割合を
大きくするだけでは流動性が悪化し、パッケージ未充填
やステージシフトなどの問題が起こる。

【０００６】耐リフロー性向上を目的するためにエポキ
シ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂とフェノ
ールアラルキル樹脂硬化剤を配合し、かつ無機充填材を
７８〜９２重量％含有するエポキシ樹脂（特開平８−１
７６２７９号公報）や無機充填材を２５〜９３重量％含
有するエポキシ樹脂組成物（特開平８−１３４１８３号
公報）が提案されているが、より高いレベルで耐リフロ
ー信頼性と成形性を両立できるような樹脂組成物、特に
１ｍｍ以下の厚みのパッケージにおいて膨れ特性の優れ
る樹脂組成物が求められている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のような事情に鑑みてなされたものであり、より高温の
リフロー温度において耐リフロー信頼性に優れ、成形性
が優れるエポキシ樹脂組成物、及び該エポキシ樹脂組成
物で封止してなる半導体装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。

【０００９】本発明は、主として次の構成を有する。す
なわち、「エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、充填材
（Ｃ）を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、前
記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（Ｉ）で表されるビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ）を含有し、前記硬
化剤（Ｂ）が下記一般式（II）で表され、かつ１５０℃
での溶融粘度が０．２Ｐａ・ｓ以下のフェノール化合物
（ｂ）を必須成分として含有し、さらに前記充填材
（Ｃ）の割合が樹脂組成物全体の８０〜９５重量％であ
ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。

【００１０】

【化４】 （但し、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数１〜４の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。）

【００１１】

【化５】 （式中、Ｒは水素原子、または炭素数１〜４の低級アル
キル基を示し、同一であっても異なっていてもよい。ｋ
は０以上の整数を示す。Ｘは上記構造を示す。）」であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】本発明は必須成分として、エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、および充填材（Ｃ）を配合して
なるエポキシ樹脂組成物である。

【００１４】本発明においては、エポキシ樹脂（Ａ）が
下記一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（ａ）を必須成分として含有することを特徴とす
る。

【００１５】

【化６】 （但し、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数１〜４の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。）

【００１６】エポキシ樹脂に一般式（Ｉ）で表されるビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ）を含有させること
によりリフロー時の膨れ特性が向上する。さらには、粘
度を下げ成形性を向上する効果も得られる。

【００１７】一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂（ａ）の具体例としては、下記化学式
（III）で示される３，３’５，５’−テトラメチルビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、３，３’,５，５’−
テトラターシャリブチルビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂、３，３’−ジメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂などが挙げられ、常温で固形のエポキシ樹脂がハンド
リングの点で好ましい。特に下記化学式（III）で示さ
れる３，３’５，５’−テトラメチルビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂（ａ１）が好ましいが、他のビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂（ａ）と任意に混合して用いるこ
とも可能である。

【００１８】

【化７】 一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂（ａ）の含有量はエポキシ樹脂（Ａ）全量に対して１
０重量％以上が好ましく、エポキシ樹脂（Ａ）全量に対
して５０重量％以上であることががさらに好ましい。

【００１９】用途によっては一般式（Ｉ）で表されるビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を併
用しても良い。その他のエポキシ樹脂としては１分子中
に２個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に限
定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般であ
る。例えば、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、４，４´−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル、 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、４，４´−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´
−テトラエチルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラブ
チルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有
フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、トリフ
ェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含
有エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、
およびハロゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。その
他のエポキシ樹脂として２種以上用いても良い。

【００２０】２種以上のエポキシ樹脂を併用する場合、
一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂の他のエポキシ樹脂として特に好ましいものとしては
例えば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、アル
キル置換基を持たないビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００２１】エポキシ樹脂（Ａ）の配合量はエポキシ樹
脂組成物全体に対して通常０．５〜１８重量％、特に１
〜８重量％が好ましい。

【００２２】本発明における硬化剤（Ｂ）は、下記一般
式（II）で表され、かつ１５０℃での溶融粘度が０．２
Ｐａ・ｓ以下のフェノール化合物（ｂ）を必須成分とし
て含有することを特徴とする。フェノール化合物（ｂ）
を含有しない場合、十分な耐リフロー信頼性、成形性効
果は発揮されない。フェノール化合物（ｂ）の具体例と
しては、例えば下記化学式（IV）で表されるフェノール
ノボラック、クレゾールノボラックなどのノボラック樹
脂、下記化学式（Ｖ）で表されるフェノールアラルキ
ル、下記化学式（VI）で表されるビフェニル骨格含有フ
ェノールアラルキル、下記化学式（VII）で表されるジ
シクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、下記化学
式（VIII）で表されるナフタレン骨格含有フェノール樹
脂が挙げられる。

【００２３】

【化８】 （式中、Ｒは水素原子、または炭素数１〜４の低級アル
キル基を示し、同一であっても異なっていてもよい。ｋ
は０以上の整数を示す。Ｘは上記構造を示す。）

【００２４】

【化９】 （ｌは０以上の整数を示す。）

【００２５】

【化１０】 （ｍは０以上の整数を示す。）

【００２６】

【化１１】 （ｎは０以上の整数を示す。）

【００２７】

【化１２】 （ｐは０以上の整数を示す。）

【００２８】

【化１３】 （ｑは０以上の整数を示す。） フェノール化合物（ｂ）の１５０℃での溶融粘度は０．
２Ｐａ・ｓ以下であり、好ましくは０．１７Ｐａ・ｓ以
下である。フェノール化合物（ｂ）の１５０℃での溶融
粘度が０．２Ｐａ・ｓより高くなると、充填材の高充填
化により耐リフロー信頼性の向上が困難になるばかり
か、十分な流動特性を得ることができず成形性に問題を
きたし、ステージシフトが起こりうる場合もある。な
お、ここでいう溶融粘度は、Ｂ型粘度計を用いて測定し
た粘度である。一般的にフェノール化合物（ｂ）の製造
方法は、例えばフェノールと１，４´−ビス（メトキシ
メチル）ベンゼンのフリーデルクラフツ反応などが挙げ
られる。

【００２９】また、フェノール化合物（ｂ）の中に含有
される未反応フェノールモノマー量は、通常１重量％未
満、好ましくは０．５重量％未満、さらに好ましくは
０．１重量％未満である。未反応フェノールモノマーの
含有量が１重量％以上の場合には、トランスファー成形
時の硬化特性の低下や耐湿信頼性の低下の原因になる。

【００３０】また、本発明における硬化剤（Ｂ）は上記
フェノール化合物（ｂ）とともにそのフェノール化合物
（ｂ）以外の他の硬化剤を２種以上併用して含有するこ
とができる。それらの具体例としては、例えばフェノー
ルノボラック、クレゾールノボラック、ナフトールノボ
ラックなどのノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹
脂、ビフェニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ジ
シクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、ナフトー
ルアラルキル樹脂、ビスフェノールＡなどのビスフェノ
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挙げられ、中でも半導
体封止用エポキシ樹脂組成物においてはフェノール系化
合物がリフロー信頼性や耐湿信頼性の面から好ましく用
いられる。

【００３１】硬化剤（Ｂ）中に含有されるフェノール化
合物（ｂ）の割合に関しては特に制限がなく、必須成分
としてフェノール化合物（ｂ）が含有されれば本発明の
効果は発揮されるが、フェノール化合物（ｂ）を硬化剤
（Ｂ）中に通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％
以上含有することが好ましい。より十分な効果を発揮さ
せるためには、硬化剤（Ｂ）中のフェノール化合物
（ｂ）以外の硬化剤の１５０℃での溶融粘度は０．８Ｐ
ａ・ｓ以下が好ましく、０．２Ｐａ・ｓ以下がさらに好
ましい。更には、硬化剤（Ｂ）全体の１５０℃での溶融
粘度が０．２Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。

【００３２】硬化剤（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂組成
物全体に対して通常０．５〜１５重量％、特に１〜６重
量％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、及び耐湿性も点からエ
ポキシ樹脂（Ａ）に対する硬化剤（Ｂ）の化学当量比が
０．５〜１．２、特に０．７〜１．０の範囲にあること
が好ましい。

【００３３】また、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硬化触媒を用
いても良い。硬化触媒は硬化反応を促進するものであれ
ば特に限定されず、例えば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
ダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミ
ン、ベンジルジメチルアミン、α−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３級アミン化合物、ジルコニウムテトラメト
キシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス
（アセチルアセトナト）ジルコニウム、トリ（アセチル
アセトナト）アルミニウムなどの有機金属化合物および
トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウ
ム・テトラフェニルボレート塩、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）ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げ
られる。なかでも信頼性および成形性の点から有機ホス
フィン化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンが特
に好ましく用いられる。

【００３４】これらの硬化触媒は、用途によっては２種
以上を併用してもよく、その配合量はエポキシ樹脂
（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲
が望ましい。

【００３５】本発明における充填材（Ｃ）としては、無
機充填材が好ましく、具体的には非晶性シリカ、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、
酸化チタンや酸化アンチモンなどの金属酸化物、アスベ
スト、ガラス繊維およびガラス球などが挙げられるが、
中でも非晶性シリカは線膨脹係数を低下させる効果が大
きく、低応力化に有効ななため好ましく用いられる。形
状としては、破砕状のものや球状のものが用いられ、流
動性の点から球状のものが特に好ましく使用される。

【００３６】ここでいう非晶性シリカは、一般的には真
比重が２．３以下のものを意味する。この非晶性シリカ
は公知の任意の方法で製造方法でき、例えば結晶性シリ
カを溶融する方法および金属ケイ素の酸化による方法、
アルコキシシランの加水分解など、各種原料からの合成
方法が使用できる。

【００３７】非晶性シリカのなかでも石英を溶融して製
造される球状溶融シリカが特に好ましく使用され、球状
溶融シリカを全充填材（Ｃ）中に８５重量％以上含有す
ることが好ましく、９０重量％以上含有することが特に
好ましい。

【００３８】充填材（Ｃ）の粒径および粒度分布につい
ては、特に限定はないが、流動性、成形時のバリ低減の
点から、平均粒径（メディアン径を意味する、以下同
じ。）が５〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。ま
た、平均粒径または粒度分布の異なる充填材を２種以上
組み合わせることもできる。

【００３９】本発明において、充填材（Ｃ）の配合割合
がエポキシ樹脂組成物全体に対して８０重量％を越え９
５重量％以下であることが必要である。充填材（Ｃ）の
割合はさらに好ましくは８５重量％〜９３重量％であ
る。

【００４０】充填剤（Ｃ）の含有量が８０重量％以下で
あると封止樹脂の低吸湿化、高弾性化が不十分であり、
厳しい要求レベルにおいては十分な耐リフロー信頼性が
得られない。充填剤（Ｃ）の割合が８０重量％以下であ
ると耐リフロー性が悪化するが、充填材（Ｃ）の割合が
８５重量％を越えると耐膨れ特性が改良されたエポキシ
樹脂組成物を得ることができる。一方、９５重量％を超
えると増粘によるステージシフトやパッケージの未充填
で不良率が増加する。

【００４１】エポキシ樹脂組成物全体における充填材
（Ｃ）の割合を高めると難燃性が高くなり、従来使用さ
れていた難燃剤を使用しなくても難燃性を維持すること
ができる。このことにより、従来から難燃剤として使用
してきたハロゲン成分を封止材成分に添加する必要がな
くなり、環境保護の点で好ましい。

【００４２】本発明では、シランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤などのカップリング剤を配合すること
ができる。これらのカップリング剤で充填材を、他の構
成成分とブレンドする以前に処理しておくことがより好
ましい。カップリング剤としてはシランカップリング剤
が好ましく使用され、シランカップリング剤としては、
アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基などの加水分解
性基および有機基がケイ素原子に直結したもの、および
その部分加水分解縮合物が一般的に用いられる。シラン
カップリング剤中の有機基としては、窒素原子、酸素原
子、ハロゲン原子、硫黄原子などによって置換された炭
化水素基のものが使用される。シランカップリング剤の
具体的な例としては、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
キシシシラン、γ−（２，３−エポキシシクロヘキシ
ル）プロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−フェニル
アミノ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−フェ
ニルアミノ）プロピルメチルジメトキシシラン、γ−
（Ｎ−メチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、γ
−（Ｎ−メチルアミノプロピル）メチルジメトキシシラ
ン、γ−（Ｎ−エチルアミノ）プロピルトリメトキシシ
ラン、γ−（Ｎ−エチルアミノ）プロピルメチルジメト
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−（Ｎ−エチルアミノ）プロピルメチルトリメ
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、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メルカトプロピルトリメトキシシラン、
γ−メルカトプロピルメチルジメトキシシラン、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、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）
−γ−アミノプロピルトリエチルシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルトリメトキシシ
ランなどが挙げられる。 カップリング剤の配合割合と
してはエポキシ樹脂組成物全量に対して０．１〜２重量
％添加することが流動性及び充填性の点で好ましい。

【００４３】本発明のエポキシ樹脂組成物において、必
須成分ではないが難燃性をさらに向上させる目的でブロ
ム化合物を配合できる。ブロム化合物は、通常、エポキ
シ樹脂組成物に難燃剤として添加されるものであれば、
特に限定されない。ブロム化合物の好ましい具体例とし
ては、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロ
ム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム
化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブロ
ム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキサ
イド樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモ
ジフェニルエーテルなどが挙げられ、なかでも、ブロム
化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹
脂が、成形性の点から特に好ましい。

【００４４】同様に、本発明のエポキシ樹脂組成物で
は、必須成分ではないがアンチモン化合物を配合でき
る。これは通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃
助剤として添加されるもので、特に限定されず、公知の
ものが使用できる。アンチモン化合物の好ましい具体例
としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸
化アンチモンが挙げられる。

【００４５】これら難燃剤、難燃助剤を添加する場合、
エポキシ樹脂組成物から発生する不要物の廃棄の容易
さ、および半導体装置の信頼性の観点からハロゲン原子
およびアンチモン原子それぞれが、エポキシ樹脂組成物
に対して０．２重量％以下が好ましい。

【００４６】本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに次
に挙げる各種添加剤を任意に含有することができる。カ
ーボンブラックおよび酸化鉄などの各種着色剤や各種顔
料、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、変性ニト
リルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどの各種エラスト
マー、シリコーンオイル、ポリエチレンなどの各種熱可
塑性樹脂、フッ素系、シリコーン系などの界面活性剤、
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およびパラフィンワックスなど
の各種離型剤およびハイドロタルサイト類などのイオン
捕捉剤、有機過酸化物などの架橋剤が挙げられる。

【００４７】本発明のエポキシ樹脂組成物は上記各成分
を溶融混練によって製造することが好ましい。例えば各
種原料をミキサーなどの公知の方法で混合した後、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される。溶融混練時の樹
脂温度としては、通常７０〜１５０℃の範囲が使用され
る。

【００４８】本発明のエポキシ樹脂組成物は、加熱混練
で溶融し、冷却さらに粉砕した粉末の形状、粉末を打錠
して得られるタブレットの形状、加熱混練で溶融し型内
で冷却固化したタブレットの形状、加熱混練で溶融し押
し出ししてさらに切断したペレットの形状などの状態で
使用できる。

【００４９】そしてこれらの形状から半導体素子の封止
に供され半導体装置の製造が行われる。半導体を基板に
固定した部材に対して、本発明のエポキシ樹脂組成物
を、例えば１２０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２０
０℃の温度で、トランスファ成形、インジェクション成
形、注型法などの方法で成形して、エポキシ樹脂組成物
の硬化物によって封止された半導体装置が製造される。
また必要に応じて追加熱処理（例えば、１５０〜２００
℃、２〜１６時間）を行うことができる。

【００５０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はここに掲げた実施例によって限定される
ものではない。なお、実施例中の％は重量％を示す。 [実施例１〜６、比較例１〜６]表１、表２に示した成分
を表２で示す組成比（重量比）で、ミキサーによりドラ
イブレンドした後、ロール表面温度９０℃のミキシング
ロールを用いて５分間加熱混練後、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。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【化１４】 ＜膨れ特性（耐リフロー信頼性）評価＞得られた樹脂組
成物について１４４ｐｉｎＴＱＦＰ（外形：２０ｍｍ×
２０ｍｍ×１．０ｍｍ、フレーム材料：４２アロイ）用
金型を用いて、低圧トランスファー成形機で金型温度１
７５℃、キュアータイム１分間の条件でパッケージを成
形した。なお評価用のチップとしては表面に窒化珪素膜
を被覆した模擬素子を搭載した、チップサイズ８ｍｍ×
８ｍｍ×０．３ｍｍのものを用いた。

【００５４】上記成形により得られた１４４ｐｉｎＴＱ
ＦＰのパッケージ１０個を１７５℃、４時間の条件でポ
ストキュアーした後、マイクロメーターにてパッケージ
中央部の厚みＩ（μｍ）を計測した。これを３０℃／６
０％ＲＨで１６８時間加湿後、最高温度２６０℃のＩＲ
リフロー炉で加熱処理した。なお、リフロー炉の温度プ
ロファイルは、１５０℃〜２００℃の領域を６０秒〜１
００秒、２００℃から２６０℃の昇温速度を１．５〜
２．５℃／秒、最高温度である２５５℃〜２６５℃の領
域で１０〜２０秒維持し、２６０℃から２００℃の降温
速度を１．５〜２．５℃／秒とした。パッケージがリフ
ロー炉を出た５秒後、再びマイクロメーターにてパッケ
ージの中央部の厚みII（μｍ）を計測した。さらに１０
個それぞれのパッケージについて（厚みII−厚みＩ）を
算出し、この１０個の平均値を「膨れ」（μｍ）とし
た。なお、膨れは小さい方が、特に８０μｍ以下である
ことが好ましく、本評価では８０μｍ以下を合格、８０
μｍを越えたものを不合格とした。

【００５５】＜成形性（ステージ変位）評価＞上記成形
により得られた１４４ｐｉｎＴＱＦＰパッケージ１０個
を成形後、断面切断して２０倍の顕微鏡を用いて観察
し、ステージ変位の有無を調べた。ステージ変位につい
てはパッケージゲート部とベント部の傾きを測定してパ
ッケージ１０個の平均値を「ステージ変位」とし、その
値が５０μｍ未満のものを合格、５０μｍ以上のものを
不合格とした。

【００５６】表２に評価結果を示す。実施例１〜６に示
すように、硬化剤（Ｂ）の１５０℃での溶融粘度が０．
２Ｐａ・ｓ以下のものでは耐リフロー信頼性（膨れ特
性）と成形性（ステージ変位）の両方が良好であるのに
対し、比較例１〜６に示すように１５０℃での溶融粘度
が０．２Ｐａ・ｓを越えるものでは耐リフロー信頼性
（膨れ特性）と成形性（ステージ変位）の両立はできて
いない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば膨
れ特性などの耐リフロー信頼性に優れ、成形時のステー
ジ変位の少ない半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び該
エポキシ樹脂組成物によって封止してなる半導体装置を
得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 CD051 CE002 DE076 DE086 DE136 DE236 DJ006 DJ016 DJ026 DJ036 DJ046 FD016 FD142 4J036 AD08 DA01 DA02 FA01 FB08 JA07 4M109 AA01 CA21 EA04 EC05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、充填
   材（Ｃ）を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、
   前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（Ｉ）で表される
   ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ）を含有し、前記
   硬化剤（Ｂ）が下記一般式（II）で表され、かつ１５０
   ℃での溶融粘度が０．２Ｐａ・ｓ以下のフェノール化合
   物（ｂ）を必須成分として含有し、さらに前記充填材
   （Ｃ）の割合が樹脂組成物全体の８０〜９５重量％であ
   ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化１】 （但し、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、ハロゲン原子または炭素
   数１〜４の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
   っていてもよい。） 【化２】 （式中、Ｒは水素原子、または炭素数１〜４の低級アル
   キル基を示し、同一であっても異なっていてもよい。ｋ
   は０以上の整数を示す。Ｘは上記構造を示す。）
2. 【請求項２】エポキシ樹脂（ａ）が下記化学式（III）
   で表されるテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹
   脂（ａ１）であることを特徴とする請求項１のエポキシ
   樹脂組成物。 【化３】
3. 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載のエポ
   キシ系樹脂組成物の硬化物によって封止されたことを特
   徴とする半導体装置。