JP2006206846A - 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 封止成形時において良好な流動性、硬化性、流動保存性を有し、かつ無鉛半田に対応する高温の半田処理によってもクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）金属原子を有する化合物、（Ｆ）硫黄原子を有する化合物を必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。

Description

本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置に関するものである。

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、採用されて久しく、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、また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、半導体装置内、特に半導体素子、リードフレーム、インナーリード上の金メッキや銀メッキ等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たりして、信頼性が著しく低下する現象である。また、環境問題に端を発した有鉛半田から無鉛半田への移行に伴い、半田処理時の温度が高くなり、半導体装置中に含まれる水分の気化によって発生する爆発的な応力による耐半田性が、従来以上に大きな問題となってきている。

半田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無機質充填材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、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ある（例えば、特許文献１参照。）。この手法を用いることにより耐半田性がかなり改良されるが、無機充填材の充填割合の増加と共に、流動性が犠牲になり、エポキシ樹脂組成物がパッケージ内に十分に充填されず、空隙が生じやすくなる欠点があった。またメッキ部分とエポキシ樹脂組成物の界面での剥離を防止する為、アミノシランやメルカプトシラン等の各種カップリング剤を添加して流動性と耐半田性の両立を図る手法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）が、この方法でも十分に良好な半導体封止用エポキシ樹脂組成物は得られるには至っていない。このようなことから、無機充填材の配合量を高めても流動性及び充填性を損なわず、信頼性を満足させる更なる技術が求められていた。

特開昭６４−６５１１６号公報（２〜７頁） 特開平９−２５５８５２号公報（２〜７頁）

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は封止成形時において良好な流動性、硬化性及び流動保存特性を有し、かつ無鉛半田に対応する高温の半田処理によってもクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び信頼性に優れた半導体装置を提供するものである。

本発明は、
［１］（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）金属原子を有する化合物、（Ｆ）硫黄原子を有する化合物を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［２］前記金属原子を有する化合物（Ｅ）が、錯体化合物である第［１］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［３］前記金属原子を有する化合物（Ｅ）が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎのいずれか１種以上を含む化合物である第［１］又は［２］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［４］前記金属原子を有する化合物（Ｅ）が、アセチルアセトナート錯体、ナフテン酸錯体、サリチル酸錯体、エチレンジアミンテトラ酢酸錯体、フタロシアニン錯体、ナフタロシアニン錯体、ヒドロキシキノリン（オキシン）錯体、フェナントロリン錯体、ビピリジン錯体、チオシアン酸錯体のいずれか１種以上である第［１］ないし［３］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［５］前記硫黄原子を有する化合物（Ｆ）が、メルカプト基を有する化合物である第［１］ないし［４］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［６］前記硫黄原子を有する化合物（Ｆ）が、窒素原子を有する化合物である第［１］ないし［５］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

［７］前記エポキシ樹脂（Ａ）が一般式（１）で示される化合物を含む第［１］ないし［６］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数。）

［８］前記フェノール樹脂（Ｂ）が一般式（２）で示される化合物を含む第［１］ないし［７］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数。）

［９］前記硬化促進剤（Ｄ）が、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物を含む第［１］ないし［８］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［１０］前記硬化促進剤（Ｄ）が、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を含む第［１］ないし［９］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［１１］さらに２級アミノシランカップリング剤を含む第［１］ないし［１０］項のいずれか記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［１２］さらにポリエチレン系ワックス、又はポリエチレン系ワックスとモンタン酸エステル系ワックスからなる離型剤を含む第［１］ないし［１１］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［１３］さらにハイドロタルサイト類を含む第［１］ないし［１２］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［１４］第［１］ないし［１３］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
である。

本発明に従うと、半導体素子等の封止成形時において良好な流動性、硬化性を有し、かつ無鉛半田に対応する高温の半田処理によってもクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られるものである。

本発明は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、無機充填材、金属原子を有する化合物、硫黄原子を有する化合物を必須成分とすることにより、半導体素子等の封止成形時において良好な流動性、充填性、流動保存性を有し、かつ無鉛半田に対応する高温の半田処理によってもクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。

本発明に用いるエポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分子構造は特に限定するものではないが、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する）等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。

本発明で用いられるエポキシ樹脂としては、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂が好ましい。これはエポキシ基間に疎水性で剛直なビフェニレン骨格を有しており、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという）を越えた高温域での弾性率が低く、半導体素子、有機基板、及び金属基板との密着性に優れる。また架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴を有している。
一般式（１）中のｎは平均値で、１〜５の正数、好ましくは１〜３である。ｎが下限値を下回るとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する可能性がある。ｎが上限値を越えると粘度が高くなりエポキシ樹脂組成物の流動性が低下する可能性がある。一般式（１）で表されるエポキシ樹脂は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
一般式（１）で表されるエポキシ樹脂の内では、式（３）で表されるエポキシ樹脂が特に好ましい。
一般式（１）で表されるエポキシ樹脂の使用量は、全エポキシ樹脂中に３０重量％以上含むことが好ましく、特に５０重量％以上が好ましい。下限値を下回ると、難燃性が不十分となる可能性がある。

（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数。）

（ただし、上記式（３）において、ｎは平均値で、１〜５の正数。）

本発明に用いるフェノール樹脂としては、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する）等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。

本発明で用いられるフェノール樹脂としては、一般式（２）で表されるフェノール樹脂が好ましい。これはフェノール性水酸基間に疎水性で剛直なビフェニレン骨格を有しており、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、Ｔｇを越えた高温域での弾性率が低く、半導体素子、有機基板、及び金属基板との密着性に優れる。また架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴を有している。
一般式（２）中のｎは平均値で、１〜５の正数、好ましくは１〜３である。ｎが下限値を下回るとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する可能性がある。ｎが上限値を越えると、粘度が高くなりエポキシ樹脂組成物の流動性が低下する可能性がある。一般式（２）で表されるフェノール樹脂は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
一般式（２）で表されるフェノール樹脂の内では、式（４）で表されるフェノール樹脂が特に好ましい。
一般式（２）で表されるフェノール樹脂の使用量は、全フェノール樹脂中に３０重量％以上含むことが好ましく、特に５０重量％以上が好ましい。下限値を下回ると、難燃性が不十分となる可能性がある。

（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数。）

（ただし、上記式（４）において、ｎは平均値で、１〜５の正数。）

エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合量としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比が０．８〜１．３であることが好ましく、この範囲を外れると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のガラス転移温度の低下、耐湿信頼性の低下等が生じる可能性がある。

本発明に用いる無機充填材としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ、最も好適に使用されるものとしては、球状の溶融シリカである。これらの無機充填剤は、単独でも混合して用いても差し支えない。無機充填材の含有量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中８０〜９４重量％が好ましい。下限値を下回ると十分な耐半田性が得られない可能性があり、上限値を超えると十分な流動性が得られない可能性がある。

本発明で用いられる硬化促進剤として、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、これらは１種又は２種類以上を併用してもよい。
これらのうちホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が好ましい。ホスフィン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィンなどが挙げられる。キノン化合物としては１，４−ベンゾキノン、メチル−１，４−ベンゾキノン、メトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノンなどが挙げられる。これらホスフィン化合物とキノン化合物との付加物のうち、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が好ましい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては特に制限はないが、例えば、原料として用いられるホスフィン化合物とキノン化合物とを両者が溶解する有機溶媒中で付加反応させて単離すればよい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明において用いられる金属原子を有する化合物はあらゆる形態で用いることが可能であるが、錯体化合物の形態で用いるのが好ましい。金属原子としてはＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎが好ましく、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏが特に好ましい。錯体化合物としてはアセチルアセトナート錯体、ナフテン酸錯体、サリチル酸錯体、エチレンジアミンテトラ酢酸錯体、フタロシアニン錯体、ナフタロシアニン錯体、ヒドロキシキノリン（オキシン）錯体、フェナントロリン錯体、ビピリジン錯体、チオシアン酸錯体が好ましく、アセチルアセトナート錯体が特に好ましい。金属原子を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中０．０１〜３重量％が望ましく、より好ましくは０.０５〜１重量％である。

本発明において用いられる硫黄原子を有する化合物はあらゆる形態で用いることが可能であるが、樹脂又は樹脂に溶解する形態で用いるのが好ましい。硫黄原子を有する化合物はメルカプト基または窒素原子いずれかを有すると好ましく、メルカプト基と窒素原子どちらも有すると特に好ましい。硫黄原子を有する化合物としては、例えば、主鎖にスルフィド結合やスルホン結合を有する樹脂、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樹脂、メルカプト基やスルフィド結合を有するカップリング剤、チアゾリン、ジアゾール、トリアゾール、トリアジン、ピリミジン等の複素環型化合物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化合物等が挙げられ、これらのうちメルカプトシランカップリング剤、メルカプト基と窒素原子を有する化合物が好ましい。硫黄原子を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中０．０１〜３重量％が望ましく、より好ましくは０.０５〜１重量％である。

本発明において用いられる金属原子を有する化合物と硫黄原子を有する化合物は併用することによりその効果を発揮すると考えられる。その機構はよく分からないが、密着付与剤として硫黄原子を有する化合物を単独で使用するより、金属原子を有する化合物が存在すると触媒作用として働き、より密着強度が向上するのではないかと思われる。また硫黄原子を有する化合物は、特にメルカプト基を有すると常温でもエポキシ樹脂との反応を促進し、流動性が悪化してしまうが、金属原子を有する化合物が存在すると、それがメルカプト基をキャップし保存性低下を免れるという効果も有している。

本発明のエポキシ樹脂組成物には必要に応じてシランカップリング剤が用いられる。シランカップリング剤としては、従来公知のものを用いることができるが、例えば、エポキシシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等が挙げられ、これらを例示すると、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−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル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−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）3−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−（トリメトキシシリルプロピル）−１，３−ベンゼンジメタナン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、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、メチルトリメトキシシランン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどが挙げられ、これらは１種類単独でも２種以上併用しても構わない。これらのうち２級アミノシランが好ましく特にアニリノシランが好ましい。シランカップリング剤の配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中０．０１〜１重量％が望ましく、より好ましくは０.０５〜０．８重量％である。上記の下限値を下回ると期待するような粘度特性及び流動特性が得られない可能性があり、上限値を超えると硬化性が低下する可能性がある。また、これらシランカップリング剤は、予め水或いは必要に応じて酸又はアルカリを添加して、加水分解処理して用いてもよく、また予め無機充填材に処理されていてもよい。

本発明のエポキシ樹脂組成物には必要に応じて離型剤が用いられる。離型剤としては、従来公知のものを用いることができるが、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリエチレン系ワックス等が挙げられ、これらは１種類単独でも２種以上併用しても構わない。これらのうちポリエチレン系ワックスが好ましく、ポリエチレン系ワックスとモンタン酸エステル系ワックスを併用した方がより好ましい。
離型剤の配合量は特に制限されないが、全エポキシ樹脂組成物中０．０５〜３重量％が望ましく、より好ましくは０.１〜１重量％である。

本発明のエポキシ樹脂組成物には必要に応じてイオントラップ剤が用いられる。イオントラップ剤としては従来公知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタルサイト類やマグネシウム、アルミニウム、ビスマス、チタン、ジルコニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらは１種類単独でも２種以上併用しても構わない。これらのうちハイドロタルサイト類が好ましい。
イオントラップ剤の配合量は特に制限されないが、全エポキシ樹脂組成物中０．０５〜３重量％が望ましく、より好ましくは０.１〜１重量％である。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、無機充填材、硬化促進剤、金属原子を有する化合物、硫黄原子を有する化合物が必須であり、更に必要に応じて、シランカップリング剤、離型剤、イオントラップ剤を用いるが、これ以外に、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等のシランカップリング剤以外のカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤等の添加剤を適宜配合しても差し支えない。

また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、ミキサー等を用いて原料を充分に均一に混合した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種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従来からの成形方法で硬化成型すればよい。

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。

実施例１
エポキシ樹脂１：下記式（３）で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、商品名ＮＣ３０００Ｐ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３） ６５重量部

フェノール樹脂１：下記式（４）で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、商品名ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、軟化点１０７℃、水酸基当量２０４） ３８重量部

溶融球状シリカ１：（平均粒径２８μｍ、比表面積２．４ｍ²／ｇ） ７８０重量部
溶融球状シリカ２：（平均粒径０．５μｍ、比表面積６．０ｍ²／ｇ）
１００重量部
硬化促進剤１：トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物
３重量部
金属原子を有する化合物１：銅アセチルアセトナート（関東化学（株）製、試薬）
２重量部
硫黄原子を有する化合物１：γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製、商品名ＫＢＭ−８０３） ２重量部
カップリング剤：Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製、商品名ＫＢＭ−５７３） ２重量部
離型剤１：ポリエチレン系ワックス（クラリアントジャパン（株）製、商品名ＰＥＤ−１９１） ２重量部
離型剤２：モンタン酸エステル系ワックス（クラリアントジャパン（株）製、商品名リコルブＷＥ−４） １重量部
イオントラップ剤：ハイドロタルサイト（協和化学工業（株）製、商品名ＤＨＴ−４Ａ） ２重量部
カーボンブラック：（三菱化学（株）製、商品名ＭＡ−６００） ３重量部
をミキサーにて混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表１に示す。

評価方法
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、金型温度１７５℃、圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒で測定した。単位はｃｍ。

スパイラルフロー保存性：エポキシ樹脂組成物を２５℃で１週間保存後にスパイラルフロー測定した。単位はｃｍ。

硬化性: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℃、６０秒後のトルク値を３００秒後のトルク値で除した値で示した。この値の大きい方が硬化性は良好である。

密着強度：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で、リードフレーム上に２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの密着強度試験片を成形した。リードフレームには銅フレームに銀メッキしたもの（フレーム１）とＮｉＰｄ合金フレームに金メッキしたもの（フレーム２）の２種類を用いた。その後、自動せん断強度測定装置（ＤＡＧＥ社製、ＰＣ２４００）を用いて、エポキシ樹脂組成物の硬化物とフレームとのせん断強度を測定した。単位はＮ／ｍｍ²。

耐半田性：低圧トランスファー成形機を用いて、成形温度１７５℃、圧力８．３ＭＰａ、硬化時間１２０秒で、８０ｐＱＦＰ（ＮｉＰｄ合金フレームに金メッキしたフレーム、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ）を成形し、アフターベークとして１７５℃、８時間加熱処理した後、８５℃、相対湿度８５％で４８時間の加湿処理を行った後、２６０℃のＩＲリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機で確認した。１０個のパッケージ中の不良パッケージ数を示す。

実施例２〜９、比較例１〜２
表１の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
実施例１以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂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）製、商品名ＹＸ−４０００、エポキシ当量１９０、融点１０５℃）

フェノール樹脂２：フェノールアラルキル樹脂（三井化学（株）製、商品名ＸＬＣ−ＬＬ、水酸基当量１６５、軟化点７９℃）

硬化促進剤２：トリフェニルホスフィン（ケイ・アイ化成（株）製、商品名ＰＰ−３６０）
金属原子を有する化合物２：ニッケルアセチルアセトナート（関東化学（株）製、試薬）
金属原子を有する化合物３：オキシン銅（関東化学（株）製、試薬）
硫黄原子を有する化合物２：５−メルカプト−１，２，４−トリアゾール（関東化学（株）製、試薬）

本発明に従うと、半導体素子等の封止成形時において良好な流動性、硬化性、流動保存性を有し、かつ無鉛半田に対応する高温の半田処理によってもクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られるので、特に表面実装型の半導体装置の製造用として好適に用いることができる。

Claims (14)

1. （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）金属原子を有する化合物、（Ｆ）硫黄原子を有する化合物を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
2. 前記金属原子を有する化合物（Ｅ）が、錯体化合物である請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. 前記金属原子を有する化合物（Ｅ）が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎのいずれか１種以上を含む化合物である請求項１又は２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. 前記金属原子を有する化合物（Ｅ）が、アセチルアセトナート錯体、ナフテン酸錯体、サリチル酸錯体、エチレンジアミンテトラ酢酸錯体、フタロシアニン錯体、ナフタロシアニン錯体、ヒドロキシキノリン（オキシン）錯体、フェナントロリン錯体、ビピリジン錯体、チオシアン酸錯体のいずれか１種以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
5. 前記硫黄原子を有する化合物（Ｆ）が、メルカプト基を有する化合物である請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
6. 前記硫黄原子を有する化合物（Ｆ）が、窒素原子を有する化合物である請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
7. 前記エポキシ樹脂（Ａ）が一般式（１）で示される化合物を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
   

   

   （ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数。）
8. 前記フェノール樹脂（Ｂ）が一般式（２）で示される化合物を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
   

   

   （ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数。）
9. 前記硬化促進剤（Ｄ）が、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
10. 前記硬化促進剤（Ｄ）が、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を含む請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
11. さらに２級アミノシランカップリング剤を含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
12. さらにポリエチレン系ワックス、又はポリエチレン系ワックスとモンタン酸エステル系ワックスからなる離型剤を含む請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
13. さらにハイドロタルサイト類を含む請求項１ないし１２のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。