JP2003292584A - 熱硬化性樹脂組成物およびそれを用いたエポキシ樹脂成形材料ならびに半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 速硬化性、高流動性、良好な耐半田クラック
性、耐湿信頼性とを並立させた、熱硬化性樹脂組成物及
びエポキシ樹脂成形材料、ならびにこれを用いた半導体
装置を提供する。 【解決手段】 １分子内にエポキシ基を２個以上有する
化合物（Ａ）、１分子内にフェノール性水酸基を２個以
上有する化合物（Ｂ）、ホスホニウム化合物（Ｃ）を必
須成分とする熱硬化性樹脂組成物、これを含むエポキシ
樹脂成形材料、ならびにこの硬化物で封止された半導体
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、熱硬化性樹脂組成
物およびそれを用いたエポキシ樹脂成形材料ならびに半
導体装置に関するものである。更に詳しくは、硬化性、
流動性、離型性が良好で、電気・電子材料分野に好適に
用いることができる熱硬化性樹脂組成物および、これを
用いたエポキシ樹脂成形材料、ならびにその硬化物にて
封止された耐半田性、耐湿信頼性に優れた半導体装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の封止方法
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コ
スト、大量生産に適しており、信頼性の点でもエポキシ
樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂の改良により特性の
向上が図られてきた。しかし、近年の電子機器の小型
化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体の高
集積化も年々進み、又半導体装置の表面実装化が促進さ
れるなかで、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求
は益々厳しいものとなってきている。このため、従来か
らのエポキシ樹脂組成物では解決出来ない問題点も出て
きている。その最大の問題点は、表面実装の採用により
半導体装置が半田浸漬或いは半田リフロー工程で急激に
２００℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が爆発的
に気化する際の応力により、半導体装置にクラックが発
生したり、半導体素子、リードフレーム、インナーリー
ド上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹脂組成
物の硬化物の界面で、剥離が生じ信頼性が著しく低下す
る現象である。

【０００３】半田リフロー処理による信頼性低下を改善
するために、エポキシ樹脂組成物中の溶融シリカ粉末の
充填量を増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨
張化を達成し耐半田性を向上させるとともに、低溶融粘
度の樹脂を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持
させる手法が一般的となりつつある。一方半田リフロー
処理による信頼性において、エポキシ樹脂組成物の硬化
物と半導体装置内部に存在する半導体素子やリードフレ
ーム等の基材との界面の接着性は非常に重要になってき
ている。この界面の接着力が弱いと半田リフロー処理後
の基材との界面で剥離が生じ、更にはこの剥離に起因す
る半導体装置のクラックが発生する。界面の接着力向上
の観点から、エポキシ樹脂やフェノール樹脂に関しても
多くの構造が提案されているが、特にビフェニル型エポ
キシ樹脂とビフェニルアラルキル型フェノール樹脂を硬
化剤として用いたエポキシ樹脂組成物では可撓性、低吸
湿性という特徴を有するため、吸湿後、半田リフロー処
理した際の発生応力が低くなり、優れた耐半田クラック
性を有することが知られている（特開平５−３４３５７
０、特開平６−８０７６３、特開平８−１４３６４８各
号公報等）。

【０００４】また、電気・電子材料、特に半導体用封止
材料は、近年生産効率の向上を目的とした速硬化性と、
物流・保管時の取扱い性向上のため保存性の向上が求め
られるようになってきている。従来、電気・電子材料分
野向けエポキシ樹脂には、硬化促進剤として、アミン
類、イミダゾール系化合物、ジアザビシクロウンデセン
等の含窒素複素環式化合物、第四級アンモニウム、ホス
ホニウム或いはアルソニウム化合物等の種々の化合物が
使用されている。アミン類、特にイミダゾール類等は優
れた硬化性を示す反面、半導体封止材料として高温高湿
度条件下において内部配線腐食が生じる原因、即ち耐湿
信頼性が低下する傾向にあり、電気・電子材料分野の使
用には問題があり、ホスホニウム化合物等のリン系化合
物の使用が一般的となっている。これら一般に使用され
る硬化促進剤は、材料の加熱混練時等の比較的低温にお
いても、硬化促進作用を示す場合が多く、このことはエ
ポキシ樹脂組成物の流動性の低下、硬化性のばらつき等
によりエポキシ樹脂組成物としての品質を低下させる原
因となっている。

【０００５】この問題を解決すべく、近年では比較的低
温での触媒活性を抑え、成形時の加熱によってのみ、硬
化反応を発現する、いわゆる潜伏性硬化促進剤の研究が
盛んになされている。その手段として硬化促進剤の活性
点をイオン対により保護することで、潜伏性を発現する
提案がなされており、特開平８−４１２９０号公報で
は、種々の有機酸とホスホニウムイオンとの塩構造を有
する潜伏性硬化促進剤が開示されている。しかしこのホ
スホニウム塩は、イオン対が比較的容易に外部環境の影
響を受けるため、近年の耐半田リフロー性を高めたフィ
ラー高充填処方を用い、かつ触媒量の調整により速硬化
性を高めた半導体用封止材料では、流動性が低下する問
題が生じている。また、これら半導体封止材料を加熱硬
化させた硬化物は離型が悪いため、生産性が低下する問
題もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、硬化性、流
動性、離型性を向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組
成物、これを含むエポキシ樹脂成形材料及びこれにより
封止された、耐半田クラック性に優れる半導体装置を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、１分子内
にエポキシ基を２個以上有する化合物、１分子内にフェ
ノール性水酸基を２個以上有する化合物と共に、特定構
造のホスホニウム化合物を用いることにより、優れた硬
化性、流動性、貯蔵安定性性を並立する樹脂組成物、お
よびエポキシ樹脂成形材料が得られ、さらには高い耐半
田性、耐湿信頼性を有する半導体装置が得られることを
見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明は、第（１）〜（４）項に記
載の熱硬化性樹脂組成物、第（５）項に記載のエポキシ
樹脂成形材料及び第（６）項に記載の半導体装置を提供
するものである。

【０００９】（１）１分子内にエポキシ基を２個以上有
する化合物（Ａ）、１分子内にフェノール性水酸基を２
個以上有する化合物（Ｂ）、および、一般式（１）で表
されるホスホニウム化合物（Ｃ）を必須成分とすること
を特徴とする熱硬化性樹脂組成物。

【化７】 （式中、 Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は置換もしくは無置
換の芳香族基またはアルキル基、Ｒ₅はアルキル基を表
し、Ｐはリン原子、Ｈは水素原子、Ｏは酸素原子を表
す。ｎは１〜４の値を表す。）

【００１０】（２）一般式（１）で表されるホスホニウ
ム化合物（Ｃ）が、一般式（２）で表されるホスホニウ
ム化合物である請求項１記載の熱硬化性樹脂組成物。

【化８】 （式中、 Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈およびＲ₉は置換もしくは無置
換の芳香族基またはアルキル基、Ｒ₁₀はアルキル基を表
し、Ｐはリン原子、Ｈは水素原子、Ｏは酸素原子を表
す。）

【００１１】（３）１分子内にエポキシ基を２個以上有
する化合物（Ａ）が、一般式（３）及び一般式（４）で
表されるエポキシ樹脂の１種以上である請求項１〜２記
載の熱硬化性樹脂組成物。

【化９】 （式中、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃およびＲ₁₄は水素原子、炭素
数１〜６の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基、
およびハロゲン原子から選択される有機基または原子で
あり、互いに同一であっても異なっていてもよい。）

【化１０】 （式中、Ｒ₁₅〜Ｒ₂₂は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基、およびハロゲン原子から選択される有機基または
原子であり、互いに同一であっても異なっていてもよ
い。ａは平均値で１〜５の値を表す。）

【００１２】（４）１分子内にフェノール性水酸基を２
個以上有する化合物（Ｂ）が、一般式（５）及び一般式
（６）で表されるフェノール樹脂である請求項１〜３記
載の熱硬化性樹脂組成物。

【化１１】 （式中、Ｒ₂₂〜Ｒ₂₆は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基、およびハロゲン原子から選択される有機基または
原子であり、互いに同一であっても異なっていてもよ
い。ｂは平均値で１〜５の値を表す。）

【化１２】 （式中、Ｒ₂₇〜Ｒ₃₄は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基、およびハロゲン原子から選択される有機基または
原子であり、互いに同一であっても異なっていてもよ
い。ｃは平均値で１〜５の値を表す。）

【００１３】（５）１分子内にエポキシ基を２個以上有
する化合物（Ａ）、１分子内にフェノール性水酸基を２
個以上有する化合物（Ｂ）、および、一般式（１）〜
（２）で表されるホスホニウム化合物（Ｃ）を必須成分
とする請求項１〜４記載のいずれかの熱硬化性樹脂組成
物、および無機充填材（Ｄ）を必須成分とすることを特
徴とするエポキシ樹脂成形材料。

【００１４】（６）請求５記載のエポキシ樹脂成形材料
の硬化物にて封止された半導体装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に用いる１分子内にエポキ
シ基を２個以上有する化合物（Ａ）は、１分子内にエポ
キシ基を２個以上有するものであれば、何ら制限はな
く、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、一般式
（３）で表されるビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベ
ン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、一般式
（４）で表されるビフェニルアラルキルフェノール型エ
ポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂など、ビフェノ
ールなどのフェノール類やフェノール樹脂、ナフトール
類などの水酸基にエピクロロヒドリンを反応させて製造
するエポキシ樹脂、エポキシ化合物などが挙げられ、そ
の他に、脂環式エポキシ樹脂のようにオレフィンを過酸
を用いて酸化させエポキシ化したエポキシ樹脂や、カテ
コール、レゾルシン、ハイドロキノン等のジヒドロキシ
ベンゼン類、ジシクロペンタジエンとフェノール類を反
応させて得られるフェノール樹脂をエピクロロヒドリン
でエポキシ化した樹脂、グリシジルエステル型エポキシ
樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられ、
これらは、１種又は２種以上で用いられる。これらの中
でも、一般式（３）で表されるビフェニル型エポキシ樹
脂、一般式（４）で表されるビフェニルアラルキル型樹
脂が、成形時の流動性や耐半田クラック性の面から好ま
しい。

【００１６】一般式（３）で表されるビフェニル型エポ
キシ樹脂の置換基Ｒ₁₁〜Ｒ₁₄は、水素原子、炭素数１〜
６の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基、および
ハロゲン原子から選択される有機基または原子であり、
互いに同一であっても異なっていてもよく、例えば、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、塩素原子、
臭素原子等が挙げられ、特にエポキシ樹脂の溶融粘度の
低さや樹脂硬化物の低吸水性の点からメチル基が好まし
い。

【００１７】一般式（４）で表されるビフェニルアラル
キル型エポキシ樹脂の置換基Ｒ₁₅〜Ｒ₂₂は、水素原子、
炭素数１〜４のアルキル基、およびハロゲン原子から選
択される有機基または原子であり、互いに同一であって
も異なっていてもよい。例えば、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、塩素原子、臭素原子等が挙げら
れ、特にエポキシ樹脂の溶融粘度の低さや樹脂硬化物の
低吸水性の点から、水素原子やメチル基が好ましい。ま
た、一般式（４）のａはエポキシ樹脂単位の平均の繰り
返し数を表し、樹脂組成物の流動性の点から１〜５の範
囲の値が好ましい。

【００１８】本発明に用いる１分子内にフェノール性水
酸基を２個以上有する化合物（Ｂ）は、１分子内にエポ
キシ基を２個以上有する化合物（Ａ）の硬化剤として作
用するものである。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、一般式（５）および
一般式（６）で表されるようなアラルキル型フェノール
樹脂、ビスフェノール樹脂、トリスフェノール樹脂、キ
シリレン変性ノボラック樹脂、テルペン変性ノボラック
樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂やビス
フェノール類、ビフェニルアラルキル樹脂などが例示
さ、これらは、１種又は２種以上で用いられる。これら
のうち、一般式（５）および一般式（６）で表されるア
ラルキル型フェノール樹脂が成形時の流動性、樹脂硬化
物の低吸水性、耐半田クラック特性の面で特に好まし
い。

【００１９】一般式（５）、及び一般式（６）で表され
るアラルキル型フェノール樹脂の置換基Ｒ₂₃〜Ｒ₂₆，及
びＲ₂₇〜Ｒ₃₄は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基
およびハロゲン原子から選択される有機基または原子を
表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、例え
ば水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、又はブ
チル基、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、特にフェノ
ール樹脂の溶融粘度の低さや樹脂硬化物の低吸水性、耐
半田クラック性の点から、水素原子、メチル基が好まし
い。一般式（５）および一般式（６）のｂおよびｃはフ
ェノール樹脂単位の平均の繰り返し数を表し、樹脂組成
物の流動性の点から１〜５の範囲の値が好ましい。

【００２０】本発明に用いるホスホニウム化合物（Ｃ）
は、硬化促進剤として機能し、一般式（１）、より好ま
しくは、一般式（２）で表されるテトラ置換ホスホニウ
ムと特定のカルボン酸アルキルエステル構造を有する多
価フェノール類との塩である。このホスホニウム化合物
は、１個のテトラ置換オニウムカチオンと、カルボン酸
アルキルエステル構造を有する多価フェノールが１個の
プロトンを放出してなる有機アニオンがイオン対を形成
したホスホニウム塩であり、アニオン分子部の水酸基に
より形成される分子間水素結合による相互作用を介して
安定な塩を形成するものである。

【００２１】本発明に用いるホスホニウム化合物（Ｃ）
が、従来のホスホニウムカチオン−プロトン供与体型の
ホスホニウム塩と異なる点は、アニオン分子中の水酸基
が関与した分子間水素結合を介して、安定な塩を形成し
ている点である。この安定な塩構造により、従来の単純
なホスホニウムカチオン−プロトン供与体型の塩に比べ
て、成形温度付近に到達するまでは、触媒活性が、より
抑制されているため、成形時に、より良好な流動性を与
えることができる。一方、成形温度付近の高温において
は、水素結合により形成される安定な塩構造は、速やか
に熱的に解離分解し活性化し、従来のホスホニウム塩同
様に速やかに硬化を促進し、良好な硬化性を発現する。
また、分子内に存在するカルボン酸アルキルエステル基
により、従来のホスホニウム塩に比べて、触媒の樹脂に
対する溶解性が良好で、より硬化反応が均質となり、さ
らには、成形時における金型からの良好な離型性も得ら
れる。本発明において、特定のホスホニウム化合物
（Ｃ）を用いることによって、良好な硬化性、流動性、
離型性が並立した樹脂特性、材料特性が付与される。

【００２２】本発明に用いるホスホニウム化合物（Ｃ）
を構成するホスホニウムカチオンとしては、置換もしく
は無置換のアリール基やアルキル基を置換基にもつ、テ
トラ置換ホスホニウムイオンもしくはテトラ置換アンモ
ニウムイオンが、熱や、加水分解に対する安定性の上で
好ましく、具体的には、テトラフェニルホスホニウム、
テトラトリルホスホニウムなどのテトラアリール置換ホ
スホニウム、エチルトリフェニルホスホニウムやベンジ
ルトリフェニルホスホニウム、トリフェニルメチルホス
ニウムなどのトリアリールホスフィンとアルキルハライ
ドから合成されたホスホニウムハライドに起源をもつト
リアリールモノアルキルホスホニウム、テトラブチルホ
スホニウムなどのテトラアルキル置換ホスホニウムイオ
ン、もしくはなどが例示される。

【００２３】また、ホスホニウム化合物（Ｃ）を形成す
るもう一方の成分である、ポリヒドロキシ安息香酸エス
テル類としては、3,4-ジヒドロキシ安息香酸メチル、3,
4-ジヒドロキシ安息香酸エチル、3,5-ジヒドロキシ安息
香酸エチル、没食子酸メチル、没食子酸プロピル、没食
子酸-n-オクチル、没食子酸-n-ラウリル、没食子酸ステ
アリル等のトリヒドロキシベンゼン誘導体などが例示さ
れるが、ホスホニウム化合物からなる触媒の樹脂への溶
解性、成形時における樹脂組成物の流動性、硬化物の離
型性の観点から、没食子酸プロピル、没食子酸-n-オク
チル、没食子酸-n-ラウリル、没食子酸ステアリル等の
アルキル基の炭素数が３以上の没食子酸エステル類が特
に好適である。

【００２４】本発明に用いるホスホニウム化合物（Ｃ）
は、前述のようなポリヒドロキシ安息香酸エステルと、
最終的に脱ハロゲン化水素を助ける塩基、例えば水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化
物をアルコールなどの溶媒に溶解し、続いて適当な溶媒
に溶解した前記テトラ置換ホスホニウムのハライドを添
加し反応させて、最終的には再結晶や再沈殿などの操作
により固形分として取り出す方法で合成可能である。

【００２５】本発明に用いる、硬化促進剤として機能す
る、ホスホニウム化合物（Ｃ）の配合量は、１分子内に
エポキシ基を２個以上有する化合物（Ａ）と、硬化剤と
して機能する、１分子内にフェノール性水酸基を２個以
上有する化合物（Ｂ）の合計重量を１００重量部とした
場合、０．５〜２０重量部程度が硬化性、保存性、他特
性のバランスがよく好適である。また、１分子内にエポ
キシ基を２個以上有する化合物（Ａ）と、１分子内にフ
ェノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｂ）の配合
比率は、１分子内にエポキシ基を２個以上有する化合物
（Ａ）のエポキシ基１モルに対し、１分子内にフェノー
ル性水酸基を２個以上有する化合物（Ｂ）のフェノール
性水酸基と分子化合物（Ｃ）に含まれるフェノール性水
酸基との合算にて０．５〜２モル、好ましくは、０．８
〜１．２程度のモル比となるよう用いると、硬化性、耐
熱性、電気特性等がより良好となる。

【００２６】本発明に用いる無機充填材（Ｄ）は、その
種類については、特に制限はなく、一般に封止材料に用
いられているものを使用することができる。例えば、溶
融破砕シリカ粉末、溶融球状シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、２次凝集シリカ粉末、アルミナ、チタンホワイト、
水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラス繊維等が
挙げられ、特に溶融球状シリカ粉末が好ましい。形状は
限りなく真球状であることが好ましく、又、粒子の大き
さの異なるものを混合することにより、充填量を多くす
ることができる。

【００２７】この無機充填材の配合量としては、１分子
内にエポキシ基を２個以上有する化合物（Ａ）と、１分
子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物
（Ｂ）の合計量１００重量部あたり、２００〜２４００
重量部が好ましい。２００重量部未満だと、無機充填材
による補強効果が充分に発現しないおそれがあり、２４
００重量部を越えると、樹脂組成物の流動性が低下し成
形時に充填不良等が生じるおそれがある。特に、無機充
填材の配合量が、前記成分（Ａ）と成分（Ｂ）の合計量
１００重量部あたり、２５０〜１４００重量部であれ
ば、成形材料の硬化物の吸湿率が低くなり、半田クラッ
クの発生を防止することができ、更に溶融時の成形材料
の粘度が低くなるため、半導体装置内部の金線変形を引
き起こすおそれがなく、より好ましい。特に、溶融シリ
カ粉末を高充填するためには、球状で粒度分布の広いも
のが有効である。

【００２８】本発明の熱硬化性樹脂組成物及びエポキシ
樹脂成形材料には、上記成分の他に、必要に応じてγ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリ
ング剤、カーボンブラック等の着色剤、臭素化エポキシ
樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、シリコ
ーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分、天然ワッ
クス、合成ワックス、高級脂肪もしくはその金属塩類、
パラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配
合することができ、また、本発明において硬化促進剤と
して機能するホスホニウム化合物（Ｃ）の特性を損なわ
ない範囲で、トリフェニルホスフィン、１，８−ジアザ
ビシクロ（５，４，０）−７−ウンデセン、２−メチル
イミダゾール等の他の公知の触媒と併用しても何ら問題
はない。

【００２９】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、（Ａ）〜
（Ｃ）成分及び必要によりその他成分を、エポキシ樹脂
成形材料は、（Ａ）〜（Ｄ）成分、及び必要によりその
他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、熱ロー
ル、加熱ニーダーを用いて加熱混練し、冷却、粉砕する
ことにより得られる。

【００３０】本発明のエポキシ樹脂成形材料を用いて、
半導体等の電子部品を封止し、半導体装置を製造するに
は、トランスファーモールド、コンプレッションモール
ド、インジェクションモールド等の成形方法で硬化成形
することができる。

【００３１】本発明のエポキシ樹脂成形材料の硬化物で
封止された半導体装置は、本発明の技術的範囲に含ま
れ、優れた耐湿性を示す。

【００３２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示すが、本発明
は、これにより何ら制限を受けるものではない。

【００３３】[硬化促進剤の合成] （合成例１）冷却管および撹拌装置付きの３００ｍＬの
セパラブルフラスコに没食子酸ステアリル８．４４ｇ
（０．０２ｍｏｌ）、メタノール５０ｍＬを仕込み、室
温で撹拌溶解し、さらに攪拌しながら水酸化ナトリウム
０．８０ｇ(０．０２ｍｏｌ)を予め、５０ｍＬのメタノ
ールで溶解した溶液をゆっくり滴下した。次いで、予め
テトラフェニルホスホニウムブロマイド８．３８ｇ
（０．０２ｍｏｌ）を５０ｍＬのメタノールに溶解した
溶液を滴下し、しばらく攪拌を継続したところ、褐色樹
脂状の沈殿物が生成した。上澄み溶液を捨て１００ｍＬ
のメタノールを追加した後、溶液をメタノール還流下で
加熱し、一度均一に溶解した後に冷却し、沈殿物を回
収、乾燥し、褐色樹脂状の半固形分１３．０ｇを得た。
この化合物をＣ１とする。Ｃ１を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マス
スペクトル、元素分析で分析した結果、式（７）で表さ
れる目的のホスホニウム塩であることが確認された。合
成の収率は８６．０％であった。

【００３４】

【化１３】

【００３５】（合成例２〜６）合成例２〜６は、表１に
示した条件により、基本的な操作はすべて合成例1と同
様に行い、それぞれ化合物Ｃ２〜Ｃ６を調製した。構造
をそれぞれ式（８）〜（１２）に、結果を表１に示す。

【００３６】

【化１４】

【００３７】

【化１５】

【００３８】

【化１６】

【００３９】

【化１７】

【００４０】

【化１８】

【００４１】

【表１】

【００４２】 [エポキシ樹脂成形材料の評価] （実施例１） ジャパンエポキシレジン（株）製YX-4000HK（ビフェニル型エポキシ樹脂） 52重量部 三井化学（株）製XLC-LL（フェノールアラルキル樹脂） 48重量部 ホスホニウム化合物Ｃ１ 3.8重量部 溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ） 500重量部 カーボンブラック 2重量部 臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 2重量部 カルナバワックス 2重量部 を混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間混練して
冷却後粉砕し、エポキシ樹脂成形材料を得た。得られた
エポキシ樹脂成形材料を、以下の方法で評価した。結果
を表２に示す。

【００４３】評価方法 （１）スパイラルフローは、ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じ
たスパイラルフロー測定用の金型を用い、金型温度１７
５℃、注入圧力６．８ＭＰａ、硬化時間２分で測定し
た。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、
数値が大きい方が流動性が良好である。

【００４４】（２）硬化トルクは、キュラストメーター
（オリエンテック（株）製、ＪＳＲキュラストメーター
IVＰＳ型）を用い、１７５℃、４５秒後のトルクを測定
した。この値の大きい方が硬化性は良好である。

【００４５】（３） 耐半田クラック性は、１００ピン
ＴＱＦＰ（パッケージサイズは１４×１４ｍｍ、厚み
１．４ｍｍ、シリコンチップサイズは８．０×８．０ｍ
ｍ、リードフレームは４２アロイ製）を金型温度１７５
℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分でトラン
スファー成形し、１７５℃、８時間で後硬化させた。得
られた半導体パッケージを８５℃、相対湿度８５％の環
境下で１６８時間放置し、その後２４０℃の半田槽に１
０秒間浸漬した。顕微鏡で外部クラックを観察し、クラ
ック数［（クラック発生パッケージ数）／（全パッケー
ジ数）×１００］を％で表示した。又チップと樹脂組成
物の硬化物との剥離面積の割合を超音波探傷装置を用い
て測定し、剥離率［（剥離面積）／（チップ面積）×１
００］として、５個のパッケージの平均値を求め、％で
表示した。クラック数、剥離率が少ないほど、耐半田ク
ラック性は良好である。

【００４６】（４）耐湿信頼性は、金型温度１７５℃、
圧力６．８ＭＰａ、硬化時間２分で１６ｐＤＩＰを成形
し、この成形物を１７５℃で８時間硬化した後、１２５
℃、相対湿度１００％の水蒸気中で、２０Ｖの電圧を１
６ｐＤＩＰに印加し、断線不良を調べた。１５個のパッ
ケージのうちの、８個以上に不良が出るまでの時間を、
不良時間とした。単位は時間。なお、測定時間は、最長
で５００時間とし、その時点で不良パッケージ数が８個
未満であったものは、不良時間を５００時間以上と示し
た。不良時間が長いほど、耐湿信頼性に優れる。

【００４７】評価に用いた１分子内にエポキシ基を２個
以上有する化合物（Ａ）として、ビフェニル型エポキシ
樹脂を式（１３）に、ビフェニルアラルキル型エポキシ
樹脂を式（１４）に、１分子内にフェノール性水酸基を
２個以上有する化合物（Ｂ）として、フェノールアラル
キル樹脂を式（１５）に、ビフェニルアラルキル型フェ
ノール樹脂を式（１６）に示す。

【００４８】

【化１９】

【００４９】

【化２０】

【００５０】

【化２１】

【００５１】

【化２２】

【００５２】（実施例２〜８、比較例１〜６）実施例２
〜８および比較例１〜６について、表２および表３の配
合に従い、実施例１と同様にして、エポキシ樹脂成形材
料を調製し評価した。結果を表２および表３に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】実施例１〜８の本発明のエポキシ樹脂成形
材料は、硬化性、流動性、耐半田クラック性がきわめて
良好であり、さらに、このエポキシ樹脂成形材料の硬化
物で封止された半導体装置は、耐湿信頼性が良好である
ことがわかる。比較例１〜６では、硬化性、流動性、耐
半田性、信頼性を同時に満たすことができなかった。

【００５６】

【発明の効果】本発明の熱硬化性樹脂組成物及びエポキ
シ樹脂成形材料は、優れた硬化性、流動性、耐半田クラ
ック性を有し、このエポキシ樹脂成形材料の硬化物で封
止された半導体装置は、耐湿信頼性に優れ有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J036 AA01 AA02 AD01 AD03 AD04 AD05 AF03 DA02 DD07 GA04 HA12 JA07 KA05 4M109 AA01 BA01 CA21 EA03 EB03 EB04 EB12 EC01 EC03 EC20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １分子内にエポキシ基を２個以上有する
   化合物（Ａ）、１分子内にフェノール性水酸基を２個以
   上有する化合物（Ｂ）、および、一般式（１）で表され
   るホスホニウム化合物（Ｃ）を必須成分とすることを特
   徴とする熱硬化性樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は置換もしくは無置換
   の芳香族基またはアルキル基、Ｒ₅はアルキル基を示
   し、Ｐはリン原子、Ｈは水素原子、Ｏは酸素原子を示
   す。ｎは１〜４の値を表す。）
2. 【請求項２】一般式（１）で表されるホスホニウム化合
   物（Ｃ）が、一般式（２）で表されるホスホニウム化合
   物である請求項１記載の熱硬化性樹脂組成物。 【化２】 （式中、 Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈およびＲ₉は置換もしくは無置
   換の芳香族基またはアルキル基、Ｒ₁₀はアルキル基を示
   し、Ｐはリン原子、Ｈは水素原子、Ｏは酸素原子を示
   す。）
3. 【請求項３】１分子内にエポキシ基を２個以上有する化
   合物（Ａ）が、一般式（３）及び一般式（４）で表され
   るエポキシ樹脂の中から選ばれるものである請求項１又
   は２記載の熱硬化性樹脂組成物。 【化３】 （式中、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃およびＲ₁₄は水素原子、炭素
   数１〜６の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基、
   およびハロゲン原子から選択される有機基または原子を
   示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。） 【化４】 （式中、Ｒ₁₅〜Ｒ₂₂は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
   ル基、およびハロゲン原子から選択される有機基または
   原子を示し、互いに同一であっても異なっていてもよ
   い。ａは平均値で１〜５の値を表す。）
4. 【請求項４】１分子内にフェノール性水酸基を２個以上
   有する化合物（Ｂ）が、一般式（５）及び一般式（６）
   で表されるフェノール樹脂の中から選ばれるものである
   請求項１〜３のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 【化５】 （式中、Ｒ₂₂〜Ｒ₂₆は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
   ル基、およびハロゲン原子から選択される有機基または
   原子を示し、互いに同一であっても異なっていてもよ
   い。ｂは平均値で１〜５の値を表す。） 【化６】 （式中、Ｒ₂₇〜Ｒ₃₄は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
   ル基、およびハロゲン原子から選択される有機基または
   原子を示し、互いに同一であっても異なっていてもよ
   い。ｃは平均値で１〜５の値を表す。）
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の熱硬化
   性樹脂組成物、および無機充填材（Ｄ）を必須成分とす
   ることを特徴とするエポキシ樹脂成形材料。
6. 【請求項６】 請求項５記載のエポキシ樹脂成形材料の
   硬化物にて封止された半導体装置。