JP2008007692A - 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 - Google Patents

封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 難燃性付与剤を使用することなく高い耐燃性を有し、電子部品装置の反りが発生し難く、成形性とりわけ連続成形性とパッケージ外観に優れ、かつ耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 （Ａ）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を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂を含むフェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、（Ｅ）トリアゾール系化合物、（Ｆ）カルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体、（Ｇ）カルボキシル基を有するシリコーンオイル及び／又はカルボキシル基を有するシリコーンオイルとエポキシ化合物との反応生成物、並びに（Ｈ）グリセリンと炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸からなるグリセリントリ脂肪酸エステルを含むことを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた電子部品装置に関するものである。
従来からダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部品は、主にエポキシ樹脂組成物を用いて封止されている。特に集積回路では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、及び溶融シリカ、結晶シリカ等の無機充填材を配合した耐熱性、耐湿性に優れたエポキシ樹脂組成物が用いられている。ところが近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、素子（以下、「チップ」ともいう。）の高集積化が年々進み、また電子部品装置（以下、「パッケージ」ともいう。）の表面実装化が促進されるなかで、素子の封止に用いられている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。特に電子部品装置の表面実装化が一般的になってきている現状では、吸湿した電子部品装置が半田処理時に高温にさらされる。更に、環境負荷物質の撤廃の一環として、鉛を含まない半田への代替が進められており、この無鉛半田は従来の半田に比べ融点が高いため、表面実装時の半田処理温度は従来よりも２０℃程度高く、２６０℃が必要とされる。そのため、電子部品装置が従来以上に高い温度にさらされることになり、素子やリードフレームとエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面に剥離が発生し、電子部品装置にクラックを生じる等、電子部品装置の信頼性を大きく損なう不良が生じ易くなっている。
また、リードフレームについても脱鉛の観点から、外装半田メッキの代わりに予めＮｉやＮｉ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等でメッキを施したプレプレーティングフレームを用いた電子部品装置が増加している。これらのメッキは、エポキシ樹脂組成物の硬化物との密着性が著しく悪いという欠点があり、特に上記のプレプレーティングフレームを用いた電子部品装置の場合には、表面実装時にエポキシ樹脂組成物の硬化物とプレプレーティングフレームとの界面において剥離が発生する等の問題が生じており、これらの不良の防止、即ち耐半田性の向上が求められている。
また、通常、エポキシ樹脂組成物中には耐燃性を付与するために、臭素含有有機化合物等のハロゲン系難燃剤、及び三酸化二アンチモン、四酸化二アンチモン等のアンチモン化合物が配合されていることが多いが、前記と同様に環境負荷物質の撤廃の観点から、ハロゲン系難燃剤、アンチモン化合物を使用しないで、耐燃性に優れたエポキシ樹脂組成物の開発が要求されている。これらに代わる環境対応の難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物等が用いられるようになってきている。しかし、これらは多量に配合しないと耐燃性の向上効果が発現せず、しかも充分な耐燃性が得られる程度に配合量を増やすとエポキシ樹脂組成物の成形時の流動性、硬化性及び硬化物の機械的強度が低下し、連続成形性や耐半田性を悪化させる場合があった。
実装温度の上昇に伴う耐半田性の低下に対しては、低吸水性のエポキシ樹脂や硬化剤を適用すること（例えば、特許文献１、２、３参照。）が提案されている。しかし、これらのエポキシ樹脂組成物では耐燃性が不足しているため難燃剤を添加しなければならず、また、これらのエポキシ樹脂組成物では前記のようなプレプレーティングフレームに対しての密着性も低く、これらのフレームを使用した電子部品装置では特に信頼性が劣るという問題があった。
更にこれらの低吸水性のエポキシ樹脂や硬化剤を用いたエポキシ樹脂組成物では、片面封止型電子部品装置、あるいは薄型のクワッド・フラット・パッケージ（ＴＱＦＰ）などで電子部品装置に反りが発生することにより、実装時の不具合、あるいは内部の素子へのストレスによる電気的信頼性の低下などが発生する場合があり、必ずしも満足できるものではなかった。
特開平１−２７５６１８号公報 特開平５−０９７９６５号公報 特開平５−０９７９６７号公報
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、難燃性付与剤を使用することなく高い耐燃性を有し、電子部品装置の反りが発生し難く、連続成形性及び耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、並びにこれを用いて素子を封止してなる電子部品装置を提供することにある。
本発明は、
［１］ （Ａ）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を含むフェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、（Ｅ）トリアゾール系化合物、（Ｆ）下記一般式（３）で表されるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体、（Ｇ）下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）、並びに（Ｈ）グリセリンと炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸からなるグリセリントリ脂肪酸エステルを含み、前記（Ｄ）無機充填材を全エポキシ樹脂組成物中に８４重量％以上、９２重量％以下含むことを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物、
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（１）において、Ｒは水素又は炭素数１ないし４のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ａは０ないし４の整数、ｂは０ないし４の整数、ｃは０ないし３の整数、ｄは０ないし４の整数。ｎの平均値は０又は６以下の正数。）
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（２）において、Ｒは水素又は炭素数１ないし４のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ａは０ないし４の整数、ｂは０ないし４の整数、ｃは０ないし３の整数、ｄは０ないし４の整数。ｎの平均値は０又は６以下の正数。）
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（３）において、ｘは１未満の正数、ｙは１未満の正数で、かつｘ＋ｙ＝１。ｚは５０ないし８０の整数。）
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（４）において、Ｒは水素、フェニル基、又はメチル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ｘの平均値は８以上、１２以下の正数、ｙの平均値は５以上、１０以下の正数。）
［２］ 前記（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂の軟化点が３５℃以上、６０℃以下である第［１］項記載の封止用エポキシ樹脂組成物、
［３］ 前記（Ｅ）トリアゾール系化合物が１，２，４−トリアゾール環を有する化合物（ｅ１）である第［１］項又は第［２］項記載の封止用エポキシ樹脂組成物、
［４］ 前記（Ｅ）トリアゾール系化合物が一般式（５）で表される化合物（ｅ１１）である第［１］項ないし第［３］項のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂、
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（５）において、Ｒ１は水素原子、又はメルカプト基、アミノ基、水酸基、もしくはそれらの官能基を有する炭化水素基を示す。）
［５］ 前記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）が下記式（６）で表されるシリコーンオイル（ｇ１１）である第［１］項ないし第［４］項のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物、
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（６）において、Ｒは水素、フェニル基、又はメチル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ｙの平均値は７以上、１０以下の正数。）
［６］ 前記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）が下記一般式（７）で表される化合物（ｇ２１）である第［１］項ないし第［５］項のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物、
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（７）において、Ｍｅはメチル基、ｘは１０、ｙの平均値は７以上、１０以下の正数、ｎの平均値は４以上、７以下の正数。）
［７］ 第［１］項ないし第［６］項のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止してなることを特徴とする電子部品装置、
［８］ 半導体封止用であることを特徴とする第［１］項ないし第［６］項のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物、
［９］ 第［８］項記載の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、ハロゲン系難燃剤、及びアンチモン化合物、その他の難燃性付与剤を使用することなく、難燃グレードがＵＬ−９４のＶ−０であり、かつ素子、リードフレーム等の各種基材との密着性、特にＮｉ、Ｎｉ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等のプレプレーティングフレームとの密着性に優れ、電子部品装置の反りが発生し難く、連続成形性に優れ、かつ吸湿後の半田処理においても電子部品装置にクラックや基材との界面に剥離が発生しない耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及び電子部品装置を得ることができる。
本発明は、（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を含むフェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、（Ｅ）トリアゾール系化合物、（Ｆ）一般式（３）で表されるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体、（Ｇ）一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）、並びに（Ｈ）グリセリンと炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸からなるグリセリントリ脂肪酸エステルを含み、前記（Ｄ）無機充填材を全エポキシ樹脂組成物中に８４重量％以上、９２重量％以下含むことにより、ハロゲン系難燃剤、アンチモン化合物、その他の難燃性付与剤を使用せず、難燃グレードがＵＬ−９４のＶ−０であり、電子部品装置の反りが発生し難く、連続成形性及び耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物が得られるものである。
以下、各成分について詳細に説明する。
本発明に用いられる下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）は、グルシジルエーテル基が結合した２つのフェニル基間に、エポキシ基を有さず疎水性を示すフェニレン骨格を有している。このため、これを用いたエポキシ樹脂組成物は、その硬化物が低吸湿性を示すとともに、硬化物の架橋点間距離が長くなるためガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」ともいう。）を超えた高温域での弾性率が低い、という特徴を有している。電子部品装置の実装を行う半田処理の温度は、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物のＴｇよりも高いため、該エポキシ樹脂組成物の硬化物は、電子部品装置の実装時において極めて低い弾性率を示すこととなる。また、硬化物の架橋点間距離が長くなることで硬化時の樹脂収縮量が減少し、被着体となる素子やリードフレーム等の各種基材との界面における歪が低下し密着性が向上する。下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を用いると、電子部品装置の実装時に発生する応力が低くなり、また密着性も向上するため、耐半田性が良好となり好ましい。また、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）は、樹脂中に占める芳香族環の含有率が高く、樹脂そのものの耐燃性も高いという特徴も有しているため、これを用いたエポキシ樹脂組成物の耐燃性向上という観点からも好ましい。
Figure 2008007692
上記一般式（１）において、Ｒは水素又は炭素数１ないし４のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ａは０ないし４の整数、ｂは０ないし４の整数、ｃは０ないし３の整数、ｄは０ないし４の整数、ｎの平均値は０又は６以下の正数である。上記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂のなかでは、硬化性の点から下記式（８）で表されるエポキシ樹脂等が好ましい。上記一般式（１）において、ｎの平均値が上記上限値以下であると、樹脂粘度が上昇することなく、樹脂組成物の良好な流動性を得ることができる。このため、ｎの平均値が上記上限値以下であると、より一層の低吸湿化を図ることができる無機充填材の高充填化が可能となる。
Figure 2008007692
 （ただし、上記式（８）において、ｎの平均値は０又は６以下の正数。）
また、本発明では、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を用いることによる特徴を損なわない範囲で、他のエポキシ樹脂と併用することができる。併用することができ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、ポリマー全般であり、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型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、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、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有する）、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、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等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。他のエポキシ樹脂を併用する場合の配合割合としては、全エポキシ樹脂に対して、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）が、７０重量％以上、１００重量％以下であることが好ましい。一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）の配合割合を上記下限値以上にすることで、低吸湿性となり、良好な耐半田性を得ることができる。
本発明に用いられる下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）は、フェノール核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は、その硬化物が低吸湿性を示すとともに、硬化物の架橋点間距離が長くなるためガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」ともいう。）を超えた高温域での弾性率が低いという特徴を有している。電子部品装置の実装を行う半田処理の温度は、下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物のＴｇよりも高いため、該エポキシ樹脂組成物の硬化物は、電子部品装置の実装時において極めて低い弾性率を示すこととなる。また、硬化物の架橋点間距離が長くなることで硬化時の樹脂収縮量が減少し、被着体となる素子やリードフレーム等の各種基材との界面における歪が低下し密着性が向上する。以上の理由から、下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を用いると、電子部品装置の実装時に発生する応力が低くなり、また密着性も向上するため、耐半田性が良好となり好ましい。また、下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）は、樹脂中に占める芳香族環の含有率が高く、樹脂そのものの耐燃性も高いという特徴も有しているため、これを用いたエポキシ樹脂組成物の耐燃性向上という観点からも好ましい。また、下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）のビフェニレン骨格は剛直な構造であり、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、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ため、エポキシ樹脂組成物の耐熱性向上という観点からも好ましい。
Figure 2008007692
上記一般式（２）において、Ｒは水素又は炭素数１ないし４のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ａは０ないし４の整数、ｂは０ないし４の整数、ｃは０ないし３の整数、ｄは０ないし４の整数であり、ｎの平均値は０又は５以下の正数である。上記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）のなかでは、硬化性の観点から下記式（９）で表されるフェノール樹脂等が好ましい。上記一般式（２）において、ｎの平均値が上記上限値以下であると、樹脂粘度が上昇することなく、樹脂組成物の良好な流動性を得ることができる。このため、ｎの平均値が上記上限値以下であると、より一層の低吸湿化を図ることができる無機充填材の高充填化が可能となる。
Figure 2008007692
 （ただし、上記式（９）において、ｎの平均値は０又は５以下の正数。）
また、本発明では、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を用いることによる特徴を損なわない範囲で、他のフェノール樹脂系硬化剤を併用することができる。併用することができるフェノール樹脂系硬化剤としては、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、ポリマー全般であり、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、ナフトールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有する）、トリフェノールメタン樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。他のフェノール樹脂系硬化剤を併用する場合の配合割合としては、全フェノール樹脂系硬化剤に対して、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）が７０重量％以上、１００重量％以下であることが好ましい。一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）の配合割合を上記下限値以上にすることで、低吸湿性となり、良好な耐半田性を得ることができる。また、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）の配合割合を上記下限値以上にすることで、良好な耐燃性を得ることができる。
本発明に用いられる全エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基数（ＯＨ）の当量比（ＥＰ／ＯＨ）としては、好ましくは０．５以上、２以下であり、特に０．７以上、１．５以下がより好ましい。当量比を上記範囲内にすることで、耐湿性、硬化性などの低下を引き起こす恐れが少ない。
本発明に用いられる硬化促進剤（Ｃ）は、エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基との架橋反応を促進させるものであればよく、一般に封止材料に使用するものを用いることができる。例えば、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、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニル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種類を単独で用いても２種類以上を併用しても差し支えない。
本発明に用いられる無機充填材（Ｄ）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。具体的には、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ、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、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。これらのなかでは、特に溶融シリカが好ましい。溶融シリカは、破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、無機充填材（Ｄ）の含有量を高めた場合でもエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状シリカを主に用いる方がより好ましい。更に無機充填材（Ｄ）の含有量を高めるためには、球状シリカの粒度分布をより広くとるよう調整することが望ましい。全無機充填材（Ｄ）の含有量は、成形性、信頼性のバランスから全エポキシ樹脂組成物中に８４重量％以上、９２重量％以下であることが必須であり、好ましくは８７重量％以上、９２重量％以下である。全無機充填材（Ｄ）の含有量を上記下限値以上にすることで、エポキシ樹脂組成物の硬化物は低吸湿性、低熱膨張係数となり、良好な耐半田性を得ることができる。また、全無機充填材（Ｄ）の含有量を上記上限値以下にすることで、良好な流動性が得られ、成型時に充填不良等が生じたり、高粘度化による電子部品装置内の金線変形等の不都合が生じたりする恐れが少ない。
本発明に用いられるトリアゾール系化合物（Ｅ）は、窒素原子を含んだ五員環構造を有する化合物である。このトリアゾール系化合物（Ｅ）は、樹脂組成物の硬化物表面とプレプレーティングフレーム表面との親和性を向上させ、界面での剥離を抑える効果があるため、樹脂組成物の硬化物により素子を封止してなる電子部品装置の耐湿信頼性、耐半田性を向上させる役割を果たす。従って、トリアゾール系化合物（Ｅ）を用いた封止用エポキシ樹脂組成物は、電子部品装置の信頼性を向上させることができる。
本発明で用いられるトリアゾール系化合物（Ｅ）としては、特に限定するものではないが、１，２，４−トリアゾール環を有する化合物（ｅ１）であることが好ましく、下記一般式（５）で表される化合物（ｅ１１）であることがより好ましい。特に、下記一般式（５）で表される化合物（ｅ１１）のように、メルカプト基を有する化合物であると、プレプレーティングフレーム表面の金属との親和性がより高くなるため、電子部品装置の信頼性をより向上させることができる。
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（５）において、Ｒ１は水素原子、又はメルカプト基、アミノ基、水酸基、もしくはそれらの官能基を有する炭化水素基を示す。）
本発明で用いられるトリアゾール系化合物（Ｅ）の添加量としては、特に限定するものではないが、樹脂組成物全体に対して、０．０１重量％以上、２重量％以下であることが好ましい。トリアゾール系化合物（Ｅ）の添加量を上記下限値以上にすることで、樹脂組成物の硬化物とフレームとの密着性を向上させる効果を得ることができる。また、トリアゾール系化合物（Ｅ）の添加量を上記上限値以下にすることで、組成物の流動性低下や耐半田性の低下を引き起こす恐れが少ない。
本発明に用いられる下記一般式（３）で表されるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）（以下、単に「ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）」ともいう。）は、その構造の両末端にカルボキシル基を有する、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体である。本発明に用いられるブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）は、両末端のカルボキシル基が極性を有しているため、エポキシ樹脂との相溶性が適正な状態となり、封止用エポキシ樹脂組成物中でのブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）の分散性が良好となる。このため、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）は、これを用いたエポキシ樹脂組成物の成形において、金型表面の汚れや成形品表面の汚れの進行を抑えつつ、離型性を向上させることができるという特徴を有している。また、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）は、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物を低弾性率化し、電子部品装置の反りを低減させることができるという特徴も有している。
Figure 2008007692
上記一般式（３）において、ｘは１未満の正数、ｙは１未満の正数で、かつｘ＋ｙ＝１であり、ｚは５０ないし８０の整数である。上記ｘとｙとの比率（ｘ／ｙ）としては、特に限定するものではないが、樹脂との相溶性の観点から、８５／１５から６０／４０の範囲内であることが好ましい。また、ｚの値が上記下限値以上であると、樹脂との適度な相溶性により、離型性の向上と持続性を付与することができる。また、ｚの値が上記上限値以下であると、良好な流動性を付与することができる。本発明に用いられるブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）の配合量としては、全エポキシ樹脂組成物中に０．０２重量％以上、０．５重量％以下が好ましく、より好ましくは０．０５重量％以上、０．３重量％以下である。ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）の配合量を上記下限値以上にすることで、成形時における金型表面の汚れや成形品表面の汚れの進行を抑えつつ、離型性を向上させることができる。また、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）の配合量を上記下限値以上にすることで、エポキシ樹脂組成物の硬化物を低弾性率化し、電子部品装置の反りを低減させることができる。また、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）の配合量を上記上限値以下にすることで、成形時における流動性の低下による充填不良の発生や高粘度化による金線変形等の不具合の発生を抑えることができる。
本発明では、下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）を必須成分として用いる。本発明に用いられる下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）（以下、単に「シリコーンオイル（ｇ１）」ともいう。）は、エポキシ樹脂組成物の硬化物と電子部品装置内の各種金属との密着性を向上させ、その結果として特に無鉛半田を用いた表面実装に相当する２６０℃という高温下での耐半田クラック性を向上させることができるものである。
Figure 2008007692
上記一般式（４）において、Ｒは水素、フェニル基、又はメチル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良いが、これらのなかでは、メチル基、フェニル基が好ましい。上記一般式（４）において、ｘの平均値は８以上、１２以下の正数、ｙの平均値は５以上、１０以下の正数である。ｘの平均値を上記範囲内にすると、樹脂との相溶性が適正な状態となり、成形品表面の外観が良好となる。また、ｙの平均値を上記範囲内にすると、シリコーンオイル自体の粘度が高くなることによるエポキシ樹脂組成物の流動性の低下を抑えることができる。また、シリコーンオイル（ｇ１）は、その構造中にポリアルキレンオキサイドを含まないため、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率を増大させる恐れがない。以上のように、本発明の一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）を使用すると、エポキシ樹脂組成物の流動性、成形品表面の外観を損なうことなく、またエポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率を増大させることなく、エポキシ樹脂組成物の硬化物と素子やリードフレーム等の各種金属との密着性を向上させ、その結果として特に無鉛半田を用いた表面実装に相当する２６０℃という高温下での耐半田性を向上させることができる。一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）のなかでは、樹脂との相溶性の観点から、下記式（６）で表されるシリコーンオイル（ｇ１１）がより好ましい。下記一般式（６）で表されるシリコーンオイルを用いることで、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂との適度な相溶性により、離型性の向上並びに維持を図ることができる。
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（６）において、Ｒは水素、又はメチル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ｙの平均値は７以上、１０以下の正数。）
本発明では、更に、上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）（以下、単に「反応生成物（ｇ２）」ともいう。）を用いることもできる。該反応生成物（ｇ２）の製法については、特に限定するものではないが、例えば、硬化触媒の存在下で、上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物とを溶融・反応させることにより得ることができる。ここで言う硬化促進剤とは、シリコーンオイル（ｇ１）のカルボキシル基とエポキシ化合物のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、前述したエポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる硬化促進剤と同じものを用いることができる。また、ここで言うエポキシ化合物とは、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であり、前述したエポキシ樹脂（Ａ）と同じものを用いることができる。上記反応生成物（ｇ２）を用いると、反応生成物（ｇ２）が樹脂架橋構造中に取り込まれることで、エポキシ樹脂組成物の成形収縮率が低減し、エポキシ樹脂組成物の硬化物のＴｇが上昇することにより、エポキシ樹脂組成物の硬化性、成形性を向上させ、電子部品装置の反りを低減化させることが可能となるのでより好ましい。本発明で用いられる一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）としては、特に限定するものではないが、樹脂との相溶性と離型性、粘度のバランスの観点から、下記式（７）で表される化合物（ｇ２１）がより好ましい。
Figure 2008007692
 （ただし、上記一般式（７）において、Ｍｅはメチル基、ｘは１０、ｙの平均値は７以上、１０以下の正数、ｎの平均値は４以上、７以下の正数。）
本発明で用いられる上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）は、１種類を単独で用いても２種以上を併用してもよいが、反りの低減化という観点からは、上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）を用いることがより好ましい。
上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）の配合量は、一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）としての配合量で、全エポキシ樹脂組成物中０．０２重量％以上、０．５重量％以下が好ましく、より好ましくは０．０５重量％以上、０．３重量％以下である。尚、（Ｇ）成分として一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）を用いる場合、一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）としての配合量とは、エポキシ樹脂と反応させる前の一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）の全エポキシ樹脂組成物に対する配合量を意味する。配合量が上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物と電子部品装置内の各種金属との密着性を向上させる効果が得られ、その結果として特に無鉛半田を用いた表面実装に相当する２６０℃という高温下での耐半田クラック性を向上させることができる。また、本発明に用いられる一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は上記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）を添加する効果を損なわない範囲で、他のシリコーンオイルを併用することができる。
本発明に用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）は、グリセリンと飽和脂肪酸より得られるトリエステルであり、これを用いたエポキシ樹脂組成物の離型性を向上させる効果が非常に優れている。グリセリンと飽和脂肪酸とのモノエステル、ジエステルでは、残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として半田耐熱性に悪影響を及ぼすので好ましくない。本発明に用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）としては、特に限定するものではないが、炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸とのグリセリントリ脂肪酸エステルが、エポキシ樹脂組成物の離型性と成形品外観の観点からより好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは、飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の滴点は、７０℃以上、１２０℃以下が好ましく、より好ましくは８０℃以上、１１０℃以下である。滴点は、ＡＳＴＭ Ｄ１２７に準拠した方法により測定することができる。具体的には、金属ニップルを用いて、溶融したワックスが金属ニップルから最初に滴下するときの温度として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。滴点が上記範囲内にあると、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）は熱安定性に優れ、連続成形時にグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が焼き付きにくい。そのため、金型からの硬化物の離型性に優れるとともに、連続成形性にも優れる。さらに、上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物を硬化させる際、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が十分に溶融する。これにより、硬化物中にグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が略均一に分散する。そのため、硬化物表面におけるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の偏析が抑制され、金型の汚れや硬化物の外観の悪化を低減することができる。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、より好ましくは１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価は樹脂硬化物との相溶性に影響を及ぼす。酸価は、ＪＩＳ Ｋ ３５０４に準拠した方法により測定することができる。具体的には、ワックス類１ｇ中に含有する遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。酸価が上記範囲内にあると、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）は、硬化物中において、エポキシ樹脂マトリックスと好ましい相溶状態となる。これにより、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）と、エポキシ樹脂マトリックスとが、相分離を起こすことがない。そのため、硬化物表面におけるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の偏析が抑制され、金型の汚れや硬化物の外観の悪化を低減することができる。さらに、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が硬化物表面に存在するため、硬化物は金型からの離型性に優れる。一方、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が高すぎると、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が硬化物表面に染み出すことができず、十分な離型性を確保することができない場合がある。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の平均粒径は、２０μｍ以上、７０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以上、６０μｍ以下である。平均粒径は、例えば（株）島津製作所製のＳＡＬＤ−７０００などのレーザー回折式粒度分布測定装置を用いて、溶媒を水として、重量基準の５０％粒子径を平均粒径として測定することができる。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。上記範囲内にあると、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）は、硬化物中において、エポキシ樹脂マトリックスと好ましい相溶状態となる。これにより、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が硬化物表面に存在し、金型からの硬化物の離型性に優れる。一方、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が高すぎると、硬化物表面に染み出すことができず、十分な離型性を確保することができない。さらに、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）と、エポキシ樹脂マトリックスとが好ましい相溶状態にあるため、硬化物表面におけるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の偏析が抑制され、金型の汚れや硬化物の外観の悪化を低減することができる。またさらに、上記範囲にあると、エポキシ樹脂組成物を硬化させる際、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が十分に溶融する。そのため、エポキシ樹脂組成物は流動性に優れる。
また、全グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率は、０．１重量％以下であることが好ましい。この含有比率は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１の目開き１０６μmの標準篩を用いて測定することができる。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。上記の含有比率であれば、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）がエポキシ樹脂組成物中に略均一に分散し、金型の汚れや樹脂硬化物の外観の悪化を抑制することができる。また、エポキシ樹脂組成物を硬化させる際、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）が十分に溶融するため、流動性に優れる。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の配合量は、エポキシ樹脂組成物中に、０．０１重量％以上、１重量％以下であり、好ましくは０．０３重量％以上、０．５重量％以下である。上記範囲内にあると、金型からの硬化物の離型性に優れる。また、上記範囲内にあると、リードフレーム部材との密着性が良好となり、半田処理時におけるエポキシ樹脂組成物の硬化物とリードフレーム部材との剥離を抑制することができる。またさらに、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を抑制することができる。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）は、市販のものを入手し、粒度調整して使用することができる。本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）を用いることによる効果を損なわない範囲で、他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。
本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）ないし（Ｈ）成分の他、必要に応じて、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体、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、ベンガラ等の着色剤、シリコーンゴム等の低応力成分、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。更に、必要に応じて無機充填材をエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂で予め表面処理して用いてもよく、表面処理の方法としては、溶媒を用いて混合した後に溶媒を除去する方法や、直接無機充填材に添加し、混合機を用いて処理する方法等がある。
本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）ないし（Ｇ）成分、その他の添加剤等を、ミキサー等を用いて常温混合したもの、さらにその後、ロール、ニーダー、押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。
封止を行う素子としては、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等で特に限定されるものではなく、電子部品装置の形態も特に限定されない。低圧トランスファー成形などの方法で封止された電子部品装置は、そのまま、或いは８０〜２００℃の温度で１０分〜１０時間かけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。
本発明の電子部品装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、デュアル・インライン・パッケージ（ＤＩＰ）、プラスチック・リード付きチップ・キャリヤ（ＰＬＣＣ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、スモール・アウトライン・パッケージ（ＳＯＰ）、スモール・アウトライン・Ｊリード・パッケージ（ＳＯＪ）、薄型スモール・アウトライン・パッケージ（ＴＳＯＰ）、薄型クワッド・フラット・パッケージ（ＴＱＦＰ）、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）等が挙げられる。
図１は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドとリードフレーム５との間は金線４によって接続されている。半導体素子１は、封止用樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
図２は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。基板８上にダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドと基板８上の電極パッドとの間は金線４によって接続されている。封止用樹脂組成物の硬化体６によって、基板８の半導体素子１が搭載された片面側のみが封止されている。基板８上の電極パッドは基板８上の非封止面側の半田ボール９と内部で接合されている。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、素子等の電子部品を封止し、電子部品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形すればよい。
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（８）で表されるエポキシ樹脂（軟化点４４℃、エポキシ当量２３４、下記式（８）において、ｎの平均値は２．９） ５．７３重量部
Figure 2008007692
フェノール樹脂系硬化剤１：下記式（９）で表されるフェノール樹脂（軟化点１０７℃、水酸基当量２０３、下記式（９）において、ｎの平均値は２．５） ４．５２重量部
Figure 2008007692
１、８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、「ＤＢＵ」という。）
０．２０重量部
溶融球状シリカ（平均粒径２５μｍ） ８８．５０重量部
トリアゾール系化合物１：下記式（１０）で表される１，２，４−トリアゾール５−チオール（試薬） ０．１０重量部
Figure 2008007692
ブタジエン・アクリロニトリル共重合体１：下記式（３）で表されるブタジエン・アクリロニトリル共重合体（宇部興産（株）製、ＨＹＣＡＲ ＣＴＢＮ １００８−ＳＰ、下記式（３）において、ｘ＝０．８２、ｙ＝０．１８、ｚの平均値は６２、数平均分子量３５５０、カルボキシル基当量２２００ｇ／ｅｑ） ０．０５重量部
Figure 2008007692
シリコーン化合物１：下記式（４）で表されるシリコーンオイル（下記式（４）において、ｘは１０、Ｙの平均値は７．５） ０．１０重量部
Figure 2008007692
グリセリントリ脂肪酸エステル１：グリセリントリモンタン酸エステル（クラリアントジャパン（株）製、リコルブＷＥ４、滴点８２℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％） ０．２０重量部
カップリング剤１：γ−グリシジルプロピルトリエトキシシラン ０．２０重量部
カーボンブラック ０．４０重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９５℃と２５℃の２本ロールを用いて溶融混練し、冷却後粉砕して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の特性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：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−１５）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。８０ｃｍ以下であるとパッケージ未充填などの成形不良が生じる場合がある。
密着強度：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−３０）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、エポキシ樹脂組成物を注入成形し、１０ｍｍ×１０ｍｍ×２５０μｍ厚のリードフレーム上に２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの密着強度試験片を得た。この密着強度試験片は、１水準当たり１０個成形した。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リードフレームとのせん断強度を測定した。表には、試験片１０個のせん断強度の平均値を表示した。単位はＮ／ｍｍ2。
耐燃性：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−３０）を用いて、成形温度１７５℃、注入圧力９．８Ｍｐａ、硬化時間１２０秒の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入成形し、試験片（１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×１．６ｍｍ）を得た。得られた試験片を、アフターベークとして１７５℃、８時間加熱処理した後、ＵＬ−９４垂直法に準じてΣＦ、Ｆｍａｘを測定し、耐燃性を判定した。
耐半田性：低圧トランスファー成形機（第一精工製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で、８０ピン・クワッド・フラット・パッケージ（８０ｐＱＦＰ；８０ピン・プリプレーティングフレーム、ＮｉＰｄ合金にＡｕメッキしたもの、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、パッドサイズ：８ｍｍ×８ｍｍ、厚さ２５０μｍ、チップサイズ：７ｍｍ×７ｍｍ、厚さ３５０μｍ）を、エポキシ樹脂組成物により封止成形して得た。得られたパッケージを、１７５℃で８時間の後硬化をした後、さらに、８５℃、相対湿度６０％の環境下で１６８時間加湿処理した。その後このパッケージを２６０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。半田に浸漬させたパッケージ１０個を、超音波探傷装置を用いて観察し、半導体素子又はインナーリードとエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面に発生した剥離の発生率［（剥離発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を％で表示した。
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機（第一精工製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間７０秒の条件で、８０ピン・クワッド・フラット・パッケージ（８０ｐＱＦＰ；Ｃｕ製リードフレーム、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚、パッドサイズ：６．５ｍｍ×６．５ｍｍ、厚さ２５０μｍ、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ、厚さ３５０μｍ）を、エポキシ樹脂組成物により連続で５００ショットまで封止成形した。判定基準は未充填等の問題が全く発生せずに５００ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。
パッケージ外観及び金型汚れ：上記連続成形性の評価において、５００ショット成形後のパッケージ表面及び金型表面について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観判断及び金型汚れ基準は、汚れているものを×、５００ショットまで汚れていないものを○で表す。
パッケージ反り量：低圧トランスファー成形機（東和製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で、３５２ピン・ボール・グリッド・アレイ（３５２ｐＢＧＡ；基板は厚さ０．５６ｍｍのビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板、半導体装置のサイズは３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ１．１７ｍｍ、半導体素子のサイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ３５０μｍ、半導体素子と回路基板のボンディングパッドを２５μｍ径の金線でボンディングしている）を、エポキシ樹脂組成物により封止成形して得た。得られたパッケージ１０個を、１７５℃、２時間で後硬化し、室温に冷却後、パッケージのゲートから対角線方向に、表面粗さ計を用いて高さ方向の変位を測定し、変異差の最も大きい値を反り量とした。単位はμｍ。６０μｍ以上、下に凸である場合を不良と判断した。
実施例２ないし１８、比較例１ないし７
表１、２、３及び４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、２、３及び４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：下記式（８）で表されるエポキシ樹脂（軟化点５５℃、エポキシ当量２３６、下記式（８）において、ｎの平均値は３．９）
Figure 2008007692
エポキシ樹脂３：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０ ６２、エポキシ当量２００、軟化点６２℃）
フェノール樹脂系硬化剤２：パラキシレン変性ノボラック型フェノール樹脂（三井化学（株）製、ＸＬＣ−４Ｌ、水酸基当量１６８、軟化点６２℃）
フェノール樹脂系硬化剤３：フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト（株）製、ＰＲ−ＨＦ−３、軟化点８０℃、水酸基当量１０５）
トリアゾール系化合物２：下記式（１１）で表される３−アミノ，５−メルカプト−１，２，４−トリアゾール（試薬）
Figure 2008007692
トリアゾール系化合物３：下記式（１２）で表される３，５−ジメルカプト−１，２，４−トリアゾール（試薬）
Figure 2008007692
ブタジエン・アクリロニトリル共重合体２：下記式（３）で表されるブタジエン・アクリロニトリル共重合体（宇部興産（株）製、ＨＹＣＡＲ ＣＴＢＮ １００３−１３、下記式（３）において、ｘ＝０．７４、ｙ＝０．２６、ｚの平均値は５４、数平均分子量３０００、カルボキシル基当量２３５０ｇ／ｅｑ）
Figure 2008007692
シリコーン化合物２：下記式（７）で表される化合物（下記式（７）において、Ｍｅはメチル基、ｘは１０、ｙの平均値は７．５、ｎの平均値は５．０）
Figure 2008007692
グリセリントリ脂肪酸エステル２：グリセリントリメリシン酸エステル（滴点９５℃、酸価３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
カルナバワックス
カップリング剤２：式（１３）で表されるカップリング剤（信越化学（株）製、ＫＢＭ−５７３）
Figure 2008007692
Figure 2008007692
Figure 2008007692
Figure 2008007692
Figure 2008007692
一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を用いる代わりにパラキシレン変性ノボラック型フェノール樹脂を用い、トリアゾール系化合物（Ｅ）、シリコーン化合物（Ｇ）を用いず、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の代わりにカルナバワックスを用いた比較例１では、流動性（スパイラルフロー）、密着強度、耐半田性、連続成形性、成形品外観・金型汚れの点で劣る結果となった。また、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を用いる代わりにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用いた比較例２では、流動性が顕著に低下し、密着強度及び耐燃性の試験片を除いては、良好な成形品を得ることができなかった。また、耐燃性においても顕著に劣る結果となった。また、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を用いる代わりにフェノールノボラック樹脂を用いた比較例３では、耐燃性、耐半田性、連続成形性、成形品外観・金型汚れの点で劣る結果となった。また、（Ｅ）トリアゾール化合物を用いなかった比較例４では、密着強度、耐半田性が顕著に劣る結果となった。また、一般式（３）で表されるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）を用いなかった比較例５では、連続成形性、成形品外観・金型汚れ、反りの点で劣る結果となった。また、一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）を用いなかった比較例６では、流動性、密着強度、耐半田性、連続成形性、成形品外観・金型汚れの点で劣る結果となった。また、グリセリンと炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸からなるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）の代わりにカルナバワックスを用いた比較例７では、流動性、密着強度、耐半田性、連続成形性、成形品外観・金型汚れの点で劣る結果となった。
一方、実施例１ないし１８は、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）、硬化促進剤（Ｃ）、無機充填材（Ｄ）、トリアゾール系化合物（Ｅ）、一般式（３）で表されるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体（Ｆ）、一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）、並びにグリセリンと炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸からなるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｈ）を全て含み、かつそれぞれの成分の種類や配合割合を変化させたものを含んでいるが、いずれの場合においても、流動性、密着強度、耐燃性、耐半田性、連続成形性、成形品外観・金型汚れ、反りの全てに亘って、優れた特性が得られた。
本発明により得られる封止用エポキシ樹脂組成物は、難燃性付与剤を使用することなく高い耐燃性を有し、パッケージの反りが発生し難く、連続性成形性並びに耐半田性にているため、工業的な樹脂封止型電子部品装置、特に表面実装用の樹脂封止型電子部品装置の製造に好適に用いることができる。
本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。 本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。
符号の説明
１ 半導体素子
２ ダイボンド材硬化体
３ ダイパッド
４ 金線
５ リードフレーム
６ 封止用樹脂組成物の硬化体
７ レジスト
８ 基板
９ 半田ボール

Claims (9)

  1. （Ａ）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含むエポキシ樹脂、
    （Ｂ）下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を含むフェノール樹脂系硬化剤、
    （Ｃ）硬化促進剤、
    （Ｄ）無機充填材、
    （Ｅ）トリアゾール系化合物、
    （Ｆ）下記一般式（３）で表されるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体、
    （Ｇ）下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）及び／又は下記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）、
    並びに（Ｈ）グリセリンと炭素数２４以上、３６以下の飽和脂肪酸からなるグリセリントリ脂肪酸エステル
    を含み、前記（Ｄ）無機充填材を全エポキシ樹脂組成物中に８４重量％以上、９２重量％以下含むことを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（１）において、Ｒは水素又は炭素数１ないし４のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ａは０ないし４の整数、ｂは０ないし４の整数、ｃは０ないし３の整数、ｄは０ないし４の整数。ｎの平均値は０又は６以下の正数。）
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（２）において、Ｒは水素又は炭素数１ないし４のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ａは０ないし４の整数、ｂは０ないし４の整数、ｃは０ないし３の整数、ｄは０ないし４の整数。ｎの平均値は０又は５以下の正数。）
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（３）において、ｘは１未満の正数、ｙは１未満の正数で、かつｘ＋ｙ＝１。ｚは５０ないし８０の整数。）
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（４）において、Ｒは水素、フェニル基、又はメチル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ｘの平均値は８以上、１２以下の正数、ｙの平均値は５以上、１０以下の正数。）
  2. 前記（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂の軟化点が３５℃以上、６０℃以下である請求項１記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
  3. 前記（Ｅ）トリアゾール系化合物が１，２，４−トリアゾール環を有する化合物（ｅ１）である請求項１又は請求項２記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
  4. 前記（Ｅ）トリアゾール系化合物が一般式（５）で表される化合物（ｅ１１）である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（５）において、Ｒ１は水素原子、又はメルカプト基、アミノ基、水酸基、もしくはそれらの官能基を有する炭化水素基を示す。）
  5. 前記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）が下記式（６）で表されるシリコーンオイル（ｇ１１）である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（６）において、Ｒは水素、フェニル基、又はメチル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。ｙの平均値は７以上、１０以下の正数。）
  6. 前記一般式（４）で表されるシリコーンオイル（ｇ１）とエポキシ化合物との反応生成物（ｇ２）が下記一般式（７）で表される化合物（ｇ２１）である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
    Figure 2008007692
     （ただし、上記一般式（７）において、Ｍｅはメチル基、ｘは１０、ｙの平均値は７以上、１０以下の正数、ｎの平均値は４以上、７以下の正数。）
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止してなることを特徴とする電子部品装置。
  8. 半導体封止用であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
  9. 請求項８記載の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。
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