JP2007039655A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】（Ａ）ナフタレン型エポキシ樹脂（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）下記に示す（ａ）成分及び（ｂ）成分を併用した離型剤、（ａ）下記一般式（２）で示されるワックス

（但し、式中Ｒ^１は炭素数１８〜４０の一価炭化水素基、Ｒ^２は水素原子又はＲ^１−ＣＯ−基である。）、（ｂ）酸価が１５〜２８であるポリエチレンワックス、（Ｄ）無機充填剤を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【効果】半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体部品の封止時の成形に際し、連続して成形した時の離型性に優れ、しかも良好な反り特性、耐リフロー性、耐湿信頼性に優れた硬化物を与えるものである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、樹脂基板及び金属基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された樹脂基板面及び金属基板面側の実質的に片面のみが封止されている半導体部品の成形に際し、連続して成形した時の離型性に優れ、しかも良好な反り特性、耐リフロー性、耐湿信頼性に優れた硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置に関する。

従来から、半導体デバイスは樹脂封止型のダイオード、トランジスター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流であるが、エポキシ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止することが一般的である。

しかし、ここ数年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化へと進む市場に伴い、半導体素子の高集積化がますます進み、また半導体装置の実装技術が促進される中で、半導体封止材として用いられているエポキシ樹脂への要求は鉛フリー化も含めてますます厳しくなってきている。

例えば、高密度実装に優れるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）やＱＦＮなどが近年ＩＣやＬＳＩの主流となりつつあるが、このパッケージは片面のみ封止するために成形後の反りが大きな問題となってきている。

従来まで、反り改善のため１つの手法として樹脂の架橋密度を多くしガラス転移温度を高めることがあげられるが、鉛フリー化による半田温度上昇により、高温での弾性率高く、また吸湿性も高いため半田リフロー後にエポキシ樹脂硬化物と基板との界面での剥離、半導体素子と半導体樹脂ペーストとの界面での剥離が問題となっている。一方、架橋密度が低い樹脂を用い無機充填剤を高充填化することにより低吸水性、低膨張率、高温での低弾性率化を向上させられ、耐リフロー性に効果が期待されるが、高粘度化になってしまうため成形時の流動性が損なわれてしまう。

また半導体封止用エポキシ樹脂組成物中には、半導体部品封止時に、金型からの離型性を高めるため、一般に天然ワックスなどの離型剤が添加されている。しかしながら、連続して半導体部品を成形する際、離型剤成分によって金型が汚れたり、樹脂成分の酸化劣化により金型からの離型性が低下してしまうことがあった。離型性が低下すると離型時のダメージにより半導体素子の信頼性が低下したり、金型のクリーニング頻度が高まり、生産性が落ちるといった問題があった。

特許第３１３７２０２号公報（特許文献１）では、エポキシ樹脂と硬化剤とからなるエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、１，１−ビス（２，７−ジグリシジルオキシ−１−ナフチル）アルカンを用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物が開示されている。このエポキシ樹脂の硬化物は、極めて耐熱性に優れ、且つ耐湿性にも大変優れ、一般的に高耐熱エポキシ樹脂の硬化物が抱える、堅くて脆いという欠点を克服しているとされる。

更に特開２００５−１５６８９号公報（特許文献２）には、１，１−ビス（２，７−ジグリシジルオキシ−１−ナフチル）アルカン（ａ１）と１−（２，７−ジグリシジルオキシ−１−ナフチル）−１−（２−グリシジルオキシ−１−ナフチル）アルカン（ａ２）と１，１−ビス（２−グリシジルオキシ−１−ナフチル）アルカン（ａ３）とを含むエポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）を必須とするエポキシ樹脂組成物であり、前記（ａ１）と前記（ａ２）と前記（ａ３）との合計１００重量部中に（ａ３）を４０〜９５重量部含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物が開示されている。すなわち、流動性、硬化性の低下から、上記一般式（１）において、ｍ＝０，ｎ＝０のものを４０質量部〜９５質量部が好ましいと述べている。しかしながら、本発明で用いるエポキシ樹脂（Ａ）も前述のようにナフタレン構造を有するものであるが、一般式（１）でｍ＝１、ｎ＝１のものの含有量も定義することで、流動性が良好であると共に、線膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有しながら低吸湿性を示し、また耐半田クラック性に優れることを見出した。

なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
特許第３１３７２０２号公報 特開２００５−１５６８９号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、半導体部品の封止時の成形に際し、連続して成形した時の離型性に優れ、しかも良好な反り特性、耐リフロー性、耐湿信頼性に優れた硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、
（Ａ）下記一般式（１）で示されるナフタレン型エポキシ樹脂

（ｍ、ｎは０又は１、Ｒは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、あるいはフェニル基、Ｇはグリシジル基含有有機基、但し上記一般式（１）１００質量部中にｍ＝０、ｎ＝０のものが３５〜８５質量部、ｍ＝１、ｎ＝１のものが１〜３５質量部含有する。）
（Ｂ）１分子中に置換もしくは非置換のナフタレン環を少なくとも１個以上有するフェノール樹脂硬化剤、
（Ｃ）下記に示す（ａ）成分及び（ｂ）成分を併用した離型剤、
（ａ）下記一般式（２）で示されるワックス

（但し、式中Ｒ^１は炭素数１８〜４０の置換若しくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ^２は水素原子又はＲ^１−ＣＯ−基である。）
（ｂ）酸価が１５〜２８であるポリエチレンワックス、
（Ｄ）無機充填剤、
を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、連続成形性に優れ、また該エポキシ樹脂の硬化物で封止された半導体装置が、良好な反り特性、耐リフロー性、及び耐湿信頼性に優れるものであることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
さらには、上記（Ｃ）成分の離型剤を（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の総量１００重量部に対して０．１〜７重量部添加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、及び該半導体封止用エポキシ樹脂の硬化物で封止された半導体装置を提供する。

好ましくは、下記一般式（２）で示されるフェノール樹脂（Ｂ）硬化剤を含む、上記記載のエポキシ樹脂組成物である。

（Ｒ^３，Ｒ^４はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基を示し、ｐは、０〜１０の整数である。）

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体部品の封止時の成形に際し、連続して成形した時の離型性に優れ、しかも良好な反り特性、耐リフロー性、耐湿信頼性に優れた硬化物を与えるものである。そのため、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置は、産業上特に有用である。

以下、本発明について更に詳しく説明する。
［（Ａ）エポキシ樹脂］
本発明で用いるエポキシ樹脂（Ａ）は、上記一般式（１）のナフタレン型エポキシ樹脂を含有し、一般式（１）１００質量部中にｍ＝０、ｎ＝０のものが３５〜８５質量部、ｍ＝１、ｎ＝１のものが１〜３５質量部含有することを必要とする。

一般式（１）の合計１００質量部中にｍ＝０、ｎ＝０のものの含有量が３５質量部未満の場合樹脂組成物の粘度が高くなってしまい流動性が低下してしまい、８５質量部を超えると樹脂組成物の架橋密度が極端に低下してしまうため硬化性が低下、またガラス転移温度が低下してしまうため好ましくない。そして、ｍ＝１、ｎ＝１のものが３５質量部を超えてしまうと架橋密度が上がりガラス転移温度は上昇するが高温での弾性率も高くなってしまい好ましくない。さらに、得られるエポキシ樹脂組成物の硬化性、耐熱性、高温弾性率が優れる点から、ｍ＝０、ｎ＝０のものの含有量が４５〜７０質量部、ｍ＝１、ｎ＝１のものの含有量が、５〜３０質量部であることが好ましい。

特開２００５−１５６８９には、流動性、硬化性の低下からｍ＝０，ｎ＝０のものを４０質量部〜９５質量部が好ましいと述べている。しかしながら、本発明で用いるエポキシ樹脂（Ａ）も前述のようにナフタレン構造を有するものであるが、一般式（１）でｍ＝１、ｎ＝１のものの含有量も定義することで、流動性が良好であると共に、線膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有しながら低吸湿性を示し、また耐半田クラック性に優れることを見出した。

かかるエポキシ樹脂としては、具体的には下記のものがあげられる。

（但しＲ、Ｇは上記したとおりである。）

Ｒとしては、具体的には水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、あるいはフェニル基があげられ、Ｇのグリシジル基含有有機基としては、具体的には下記式で示される基等が挙げられる。

なお、本発明においては、エポキシ樹脂成分として、上記特定のエポキシ化合物（Ａ）以外に、他のエポキシ樹脂を併用しても良い。他のエポキシ樹脂としては、特に限定するものではなく、従来公知のエポキシ樹脂、例えば、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等の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、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、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、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、上記以外のナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の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、ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を使用することができる。

この場合、上記特定の（Ａ）ナフタレン型エポキシ樹脂の配合量は、全エポキシ樹脂（上記特定の（Ａ）ナフタレン型エポキシ樹脂（Ａ）＋他のエポキシ樹脂）に対して５０〜１００質量％、特に７０〜１００質量％であることが望ましい。上記特定の（Ａ）ナフタレン型エポキシ樹脂の配合量が５０質量％未満では、十分な耐熱性、リフロー性、吸湿特性等が得られない場合がある。

［（Ｂ）硬化剤］
本発明のエポキシ樹脂組成物の（Ｂ）成分のフェノール樹脂は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、本発明においては１分子中に置換もしくは非置換のナフタレン環を少なくとも１個以上有するフェノール樹脂を使用する。好ましくは、下記一般式（３）で示されるフェノール樹脂である。

（Ｒ^３，Ｒ^４はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基を示し、ｐは、０〜１０の整数である。）

Ｒ^３，Ｒ^４は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、あるいはフェニル基が挙げられる。

かかるナフタレン環を有するフェノール樹脂硬化剤として用いることにより、線膨張係数が小さく、ガラス転移温度が高く、ガラス転移温度以上の温度領域で低弾性率であり、さらに低吸水性の硬化物が得られるため、本発明のエポキシ樹を半導体装置の封止材として用いた場合、熱衝撃時の耐クラック性が改善され、また、パッケージの反りも改善される。一般式（２）で示されるナフタレン環を有するフェノール樹脂の具体例として次の化合物（４）〜（７）を挙げることができる。

なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の（Ｂ）成分のフェノール樹脂は、上記特定フェノール化合物以外に他のフェノール樹脂を併用しても良い。他のフェノール樹脂として特に限定されるものではなく、従来公知のフェノール樹脂、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等のノボラック型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、トリフェノールメタン型フェノール樹脂、トリフェノールプロパン型フェノール樹脂等のトリフェノールアルカン型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂、ビスフェノールＡ型フェノール樹脂、ビスフェノールＦ型フェノール樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を使用することができる。

この場合、上記特定のフェノール樹脂（Ｂ）の配合量は、全フェノール樹脂（上記特定のフェノール樹脂（Ｂ）＋他のフェノール樹脂）に対して２５〜１００質量％、特に４０〜８０質量％であることが望ましい。上記ナフタレン型エポキシ樹脂の配合量が２５質量％未満では、十分な耐熱性、吸湿特性、反り特性等が得られない場合がある。

本発明において、（Ａ）成分エポキシ樹脂、（Ｂ）成分フェノール樹脂との配合割合については特に制限されないが、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１モルに対して、硬化剤中に含まれるフェノール性水酸基のモル比が０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲であることが好ましい。

［（Ｃ）離型剤］
本発明に用いられる（Ｃ）離型剤は、
（ａ）下記一般式（２）

（但し、式中Ｒ^１は炭素数１８〜４０、好ましくは１８〜３０の置換若しくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ^２は水素原子又はＲ^１−ＣＯ−基である。）で示されるワックス、及び（ｂ）酸価が１５〜２８であるポリエチレンワックスを併用して用いるものである。本発明の２種の離型剤を併用することにより、連続して成形した時の離型性に優れ、しかも良好な反り特性、耐リフロー性、耐湿信頼性に優れた硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。

（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の総量１００質量部に対して０．１〜７質量部、特に０．３〜４質量部であることが好ましい。添加量が少ないと十分な離型効果が発現されない場合があり、また添加量が多いと、表面にワックス成分が滲み出し、表面汚れ、金型汚れの原因となるおそれがある。

ここで、一般式（２）で示される（ａ）成分の具体的な例としては、

（但し、ａは１８〜２３の整数である。）等が挙げられ、これらは１種を単独であるいは２種以上を併用して用いることができる。なお、（ａ）成分の酸価としては、１０〜３０、特に１５〜２５が好ましい。

また、（ｂ）成分は、酸価が１５〜２８のポリエチレンワックスであり、具体的には、滴点１０４，酸価１７のポリエチレンワックス、滴点１１０，酸価２７のポリエチレンワックス等が例示され、これらは１種単独であるいは２種以上を併用して用いることができる。

本発明の（ｂ）ポリエチレンワックスにおいて、酸価が１５より少ない、或いは２８を超える場合は、離型効果が十分に得られない場合がある。好ましくは酸価が１７〜２７である。また、滴点としては、１００〜１２０、特に１００〜１１０が好ましい。なお、本発明において、酸価の測定方法としては、ＡＳＴＭ Ｄ１３８６の方法が用いられる。また、滴点は、ＡＳＴＭ Ｄ５６６の方法が用いられる。

（ａ）成分及び（ｂ）成分の添加量は、それぞれ（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の総量１００質量部に対して０．１〜７質量部、特に０．３〜４質量部であることが好ましい。添加量が少ないと十分な離型効果が発現されない場合があり、また添加量が多いと、表面にワックス成分が滲み出し、表面汚れ、金型汚れの原因となるおそれがある。また、（ａ）成分と（ｂ）成分の割合は、特に制限はないが（ａ）：（ｂ）＝２０ ：１〜１：４、好ましくは１０：１〜１：２である。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、上記成分以外に、本発明の目的及び効果を発現できる範囲内において、カルナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス等のワックス類を併用することもできる。

［（Ｄ）無機充填剤］
本発明のエポキシ樹脂組成物中に配合される（Ｄ）成分の無機充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。例えば溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維、三酸化アンチモン等が挙げられる。これら無機充填剤の平均粒径や形状及び無機充填剤の充填量は特に限定されないが、鉛フリーで耐半田クラック性及び難燃性を高めるためには、エポキシ樹脂組成物中に、成形性を損なわない範囲で可能な限り多量に充填させることが好ましい。

この場合、無機充填剤の平均粒径、形状として、平均粒径３〜３０μｍ、特に５〜２５μｍの球状の溶融シリカが特に好ましく、また、無機充填剤の充填量は、エポキシ樹脂と硬化剤（フェノール樹脂）の総量１００質量部に対し、４００〜１２００質量部とすることが特に好ましい。ここで、平均粒径は、例えばレーザー光回折法などによる粒度分布測定装置等を用いて重量平均値（又はメディアン径）などとして求めることができる。

なお、上記無機充填剤は、樹脂と無機充填剤との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表面処理したものを配合することが好ましい。

このようなカップリング剤としては、例えば、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エトキシシラン、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等のエポキシ官能性アルコキシシラン、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、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等のアミノ官能性アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性アルコキシシランなどを用いることが好ましい。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
また、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。

無機充填剤の充填量は、上記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤（フェノール樹脂）の総量１００質量部に対して２００〜１１００質量部、特に５００〜８００質量部が好適であり、充填量が２００質量部未満では膨張係数が大きくなることでパッケージの反りが増大し半導体素子に加わる応力が増して素子特性の劣化を招く場合があり、また、組成物全体に対する樹脂量が多くなるために、吸湿性が著しく低下し耐クラック性も低下してしまう。一方、１１００質量部を超えると成形時の粘度が高くなり、成形性が悪くなる場合がある。なお、この無機充填剤は組成物全体の７５〜９１重量％、特に７８〜８９重量％の含有量とすることが好ましく、さらに８３〜８７重量％の含有量とすることが好ましい。

［（Ｅ）硬化促進剤］
また、本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応を促進させるため、（Ｅ）硬化促進剤を用いることが好ましい。この硬化促進剤は、硬化反応を促進させるものであれば特に制限はなく、例えばトリフェニルホスフィン、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、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン−ベンゾキノン付加物などのリン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などの第３級アミン化合物、２−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などのイミダゾール化合物等を使用することができる。

硬化促進剤の配合量は有効量であるが、上記リン系化合物、第３級アミン化合物、イミダゾール化合物等のエポキシ樹脂と硬化剤（フェノール樹脂）との硬化反応促進用の硬化促進剤は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との総量１００質量部に対し、０．１〜３質量部、特に０．５〜２質量部とすることが好ましい。

［他の配合成分］
本発明の封止樹脂組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤、カーボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤等の添加剤を添加配合することができる。

［エポキシ樹脂組成物の調製等］
本発明の封止樹脂組成物を成型材料として調製する場合の一般的な方法としては、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ、その他の添加物を所定の組成比で配合し、これをミキサー等によって十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶融混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることができる。

なお、組成物をミキサー等によって十分均一に混合するに際して、保存安定性をよくする為に、或いはウエッターとしてシランカップリング剤等で予め表面処理等を行うことが好ましい。

ここで、シランカップリング剤としては、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エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリ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エトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシ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、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、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシプロピル）テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。ここで、表面処理に用いるシランカップリング剤量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。

このようにして得られる本発明の半導体封止用樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止に有効に利用でき、この場合、封止の最も一般的な方法としては低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、本発明の封止用樹脂組成物の成形温度は１５０〜１８５℃で３０〜１８０秒、後硬化は１５０〜１８５℃で２〜２０時間行うことが望ましい。

以下、調整例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、以下の例において部は何いずれも質量部である。

「実施例１〜８、比較例１〜４」
表１に示す成分を熱２本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。使用した原材料を下記に示す。

（エポキシ樹脂）
上記式（１）におけるエポキシ樹脂において、ｍ、ｎの値により下記構造のエポキシ樹脂（ｉ）〜（iii）について、その配合比率により表１のようなエポキシ樹脂（イ）〜（ニ）、及び（ホ）ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂（ＮＣ３０００：日本化薬（株）製商品名）を使用した。Ｇは上記と同じ。

エポキシ樹脂（ｉ）（ｍ＝０、ｎ＝０）

エポキシ樹脂（ii）（ｍ＝１でｎ＝０、ｍ＝０でｎ＝１）

エポキシ樹脂（iii）（ｍ＝１、ｎ＝１）

（フェノール樹脂）
フェノール樹脂（ヘ）：下記式で示されるフェノール樹脂

ノボラック型フェノール樹脂（ト）：ＴＤ−２１３１（大日本インキ化学工業（株）製商品名）

（ワックス）
（チ）下記式で示される酸価２０のワックス（クラリアント（株）製）

（ａは１８〜２３の整数）
（リ）滴点１０４、酸価１７のポリエチレンワックス（クラリアント（株）製）
（ヌ）カルナバワックス（日興ファインプロダクツ（株）製）

無機充填材：球状溶融シリカ（（株）龍森製）
硬化促進剤：トリフェニルホスフィン（北興化学（株）製）

（その他添加剤）
着色剤：カーボンブラック（三菱化学（株）製）
シランカップリング剤：ＫＢＭ−４０３、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製）

これらの組成物につき、以下の諸特性を測定した。結果を表２に示す。

（ａ）スパイラルフロー値
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、６．９Ｎ／ｍｍ^２、成形時間１２０秒の条件で測定した。

（ｂ）溶融粘度
高化式フローテスターを用い、１０ｋｇｆの加圧下、直径１ｍｍのノズルを用い、温度１７５℃で粘度を測定した。

（ｃ）ガラス転移温度、線膨張係数
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、６．９Ｎ／ｍｍ^２、成形時間１２０秒の条件で測定した。

（ｄ）吸水率
１７５℃、６．９Ｎ／ｍｍ^２、成形時間２分の条件で直径５０×３ｍｍの円盤を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアしたものを８５℃／８５％ＲＨの恒温恒湿器に１６８時間放置し、吸水率を測定した。

（ｅ）パッケージ反り量
０．４０ｍｍ厚のＢＴ樹脂基板を用いパッケージサイズが３２ｘ３２ｍｍで厚みが１．２ｍｍ、１０ｘ１０ｘ０．３ｍｍのシリコンチップを搭載し１７５℃、６．９Ｎ／ｍｍ^２、キュア時間２分のトランスファー条件で成型し、その後１７５℃で５時間、ポストキュアを行ったものをレ−ザ−三次元測定機を用いてパッケージの対角線方向に高さの変位を測定し、変位差の最も大きい値を反り量とした。

（ｆ）耐リフロー性
パッケージ反り量測定で用いたパッケージを、８５℃／６０％ＲＨの恒温恒湿器に１６８時間放置して吸湿させた後、ＩＲリフロー装置を用い下記図１のＩＲリフロー条件を３回通した後に、超音波探査装置を用いて内部クラックの発生状況と剥離発生状況を観察した

（ｇ）連続成形性
窒化珪素でコートした７×７×０．３ｍｍのシリコンチップをマウントした１４×２０×２．８ｍｍの大きさの８０ｐｉｎＱＦＰ（４２アロイ）フレームを使用して、オートモールド装置を用いてエポキシ樹脂組成物を温度１７５℃、成形圧力６．９Ｎ／ｍｍ2、トランスファースピード１０秒、成形時間６０秒の条件で連続成形した。連続成形２００、５００、７００の各ショットで、ランナー折れの状況及び金型の汚れを目視にて観察した。

耐リフロー性測定のためのＩＲリフロー条件を示す。

Claims (5)

1. （Ａ）下記一般式（１）で示されるナフタレン型エポキシ樹脂
   

   

   
   （ｍ、ｎは０又は１、Ｒは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、あるいはフェニル基を示し、Ｇはグリシジル基含有有機基、但し上記一般式（１）１００質量部中にｍ＝０、ｎ＝０のものが３５〜８５質量部、ｍ＝１、ｎ＝１のものが１〜３５質量部含有する。）
   （Ｂ）１分子中に置換もしくは非置換のナフタレン環を少なくとも１個以上有するフェノール樹脂硬化剤、
   （Ｃ）下記に示す（ａ）成分及び（ｂ）成分を併用した離型剤、
   （ａ）下記一般式（２）で示されるワックス
   

   

   
   （但し、式中Ｒ^１は炭素数１８〜４０の置換若しくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ^２は水素原子又はＲ^１−ＣＯ−基である。）
   （ｂ）酸価が１５〜２８であるポリエチレンワックス
   （Ｄ）無機充填剤
   を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
2. （Ｃ）成分の離型剤を（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の総量１００重量部に対して０．１〜７質量部添加することを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. 下記一般式（３）で示されるフェノール樹脂が、（Ｂ）成分として全フェノール樹脂１００質量部中に２５〜１００質量部含有することを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
   

   

   
   （Ｒ^３，Ｒ^４はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基を示し、ｐは、０〜１０の整数である。）
4. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置。
5. 樹脂基板及び金属基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された樹脂基板面及び金属基板面側の実質的に片面のみが封止されていることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。

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