JP2008208165A - エポキシ樹脂組成物、半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】硬化物の弾性率を低減し、ガラス転移温度を向上することができるエポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および下記一般式（１）で表される置換基を１つ以上有する単官能のフェノール化合物（Ｃ）を含むエポキシ樹脂組成物により達成される半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

［式中、Ｘは、炭素数２以上の有機基を示し、Ｘからカルボニル基に伸びる２つの結合手は前記有機基において隣接する炭素に結合するものである］
【選択図】なし

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関するものである。

半導体パッケージ信頼性の向上を目的に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の弾性率を低下する試みが多数なされている。半導体封止用エポキシ樹脂は、基材となる金属フレームやその他の樹脂製基板との界面において、お互いの線膨張率の差が原因となる剥離が生じ、半導体の不良を引き起こすことが知られている。その対策として、樹脂の弾性率を低くすることで、界面や成形品内部に生じた応力を緩和する手法や、充填剤の比率を向上させて、線膨張率の差を少なくする手法などが知られている。

弾性率を低下させる手法としては、低応力剤の利用が一般的である。高分子量のシラン成分や、熱可塑性オリゴマーなどを低応力剤として添加する技術（例えば、特許文献１、２参照。）が知られているが、硬化物のガラス転移温度の低下の問題や、低応力化剤自身が樹脂から染み出し、金型汚れの原因になること、また、樹脂組成物の溶融粘度増加などによる成形性の問題などがあった。

また、特定の硬化促進剤により、樹脂の硬化度合いを低くすることで、低弾性率の硬化物を得る手法も知られている。そのような硬化促進剤としては、トリアリールホスフィンとキノン類との付加物が代表的であるが、これらの促進剤を利用した硬化物は、未反応官能基が多数残り、吸水率に悪い影響を与えることがある。また、硬化物の弾性率の制御は非常に難しく、目的通りの弾性率に得られないことがある。

さらに、液晶性のある硬化性樹脂成分を混合し、硬化後に系内で相分離させ、低弾性率の島を有する海島構造を形成する技術（例えば、特許文献３参照。）も開示されているが、樹脂の選択や組成物成分の混合比率の自由度が低く、所望の弾性率を得られるとは限らないうえ、コスト的にも高価な原料を使用しなければならない問題がある。

また、半導体構造として、近年ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造のものが多く設計されるようになった。この構造では、ボール状の電極を下面に有する基板に、半導体素子をマウントし、基板と半導体素子を金属ワイヤーにて接続し、半導体素子とワイヤーボンドした部位をまとめて封止用樹脂で封止する。このような構造では、基板材料と封止樹脂の線膨張率の違いや、封止樹脂の硬化収縮により、基板が「反り」と呼ばれる変形をする場合があり、半導体素子の不良として大きな問題になっている。

反りの対策としては、樹脂の線膨張率の低減、弾性率の低減、およびガラス転移温度（Ｔｇ）の向上などが一般的である。
マレイミド化合物を樹脂中に導入することで、ガラス転移温度を向上させ、耐熱性を改善する技術は良く知られており、反応性を有するマレイミド基を樹脂中で３量化させる技術（例えば、特許文献４参照。）や、マレイミド化合物と樹脂中に存在するアリル基を反応させる技術（例えば、特許文献５参照。）などがある。これらは、マレイミド基にある二重結合と、さらにその他に１つの官能基、合計２官能のマレイミド化合物を利用するものであるが、耐熱性は優れるものの、架橋の増加から高弾性率な硬化物となるために、反りの改善効果は見られないものであった。
このように、ガラス転移温度の向上と、弾性率の低減を同時に成立しうる技術は見出されていなかった。

特開２００１−２８８３３６号公報（１−３頁） 特開２００１−２０７０２１号公報（１−３頁） 特開平９−１９４６８７号公報（１−２頁） 特開平１０−７７７０号公報（２頁） 特開平３−２３７１２６号公報（１―３頁）

本発明は、硬化物の弾性率を低減し、ガラス転移温度を向上することができるエポキシ樹脂組成物、およびこれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物、更には、信頼性に優れる半導体装置および反りの低減された半導体装置を提供する。

即ち、本発明は、
（１） エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および下記一般式（１）で表される置換基を１つ以上有する単官能のフェノール化合物（Ｃ）を含むエポキシ樹脂組成物、

［式中、Ｘは、炭素数２以上の有機基を示し、Ｘからカルボニル基に伸びる２つの結合手は前記有機基において隣接する炭素に結合するものである］

（２） 前記単官能フェノール化合物（Ｃ）は、前記一般式（１）で表される置換基として、下記一般式（２）で表される置換基または（３）で表される置換基を１つ以上有するものである第（１）項に記載のエポキシ樹脂組成物、

［式中、Ｒ₁は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｎは０以上４以下の整数。］

［式中、Ｒ₂は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｍは０以上１０以下の整数。］

（３） 前記単官能フェノール化合物（Ｃ）は、下記一般式（４）で表される化合物または下記一般式（５）で表される化合物である、第（２）項に記載のエポキシ樹脂組成物、

［式中、Ｒ₃は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｐは０以上４以下の整数。ｑは０以上４以下の整数。］

［式中、Ｒ₄は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｒは０以上４以下の整数。ｓは０以上１０以下の整数。］

（４） 第（１）項乃至第（３）項のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物に、さらに無機充填剤（Ｄ）を含む、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
（５） 前記無機充填材（Ｄ）を、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記硬化剤（Ｂ）、前記一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）および前記無機充填材（Ｄ）の総量の５０〜９５重量％の比率で含むものである、第（４）項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
（６） 前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、ボールグリッドアレイ用封止材料である、第（４）項または第（５）項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
（７） 第（４）項乃至第（６）項のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により電子部品が封止された半導体装置、
（８） 半導体装置がボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造を有するものである、第（７）項記載の半導体装置、
である。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化物の弾性率を低減できるものであり、さらに硬化物のガラス転移温度を向上することができ、これを含む半導体封止用エポキシ樹脂組成物により得られる半導体装置は、耐半田クラック性に優れたものとなる。また、半導体装置がＢＧＡ型である場合、装置基盤の硬化後の反りが低減されたものとなる。

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物、半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置の好適実施形態について説明する。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）と、硬化剤（Ｂ）と、一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）を含むものであり、これにより、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の弾性率を低減することができ、さらに硬化物のガラス転移温度を向上することができ、該エポキシ樹脂組成物を含む半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により電子部品を封止して得られる半導体装置は、優れた信頼性を有するものである。加えて、封止される半導体装置がＢＧＡ構造である場合には、反り変形が少ないものとなる。

本発明に用いる、エポキシ樹脂（Ａ）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、分子構造は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、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／または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、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスナフトール型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、硫黄原子含有型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、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。これらの内では、半導体封止用エポキシ樹脂として使用した際、半導体パッケージの信頼性に優れるという観点から、フェニレンおよび／または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、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等を用いることが好ましい。

本発明に用いる硬化剤（Ｂ）は、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有し、前記エポキシ樹脂（Ａ）の硬化剤として機能するモノマー、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、トリフェノールメタン型フェノール樹脂、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、アラルキル型フェノール樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂、サリチルアルデヒド型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノール樹脂とアラルキル型フェノール樹脂の共重合型樹脂、ビスフェノール化合物、ジヒドロキシナフタレン化合物等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。これらの内では、半導体封止用エポキシ樹脂として使用した際、半導体パッケージの信頼性に優れるという観点から、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等を用いることが好ましい。

本発明に用いるエポキシ樹脂（Ａ）は、反応性基としてエポキシ基を２個以上有しているものであり、硬化剤（Ｂ）は、反応性基として、フェノール性水酸基を２個以上を有するものであるが、好ましくは、それぞれの化合物が３個以上の反応性基を有するものを含むことが好ましく、エポキシ樹脂（Ａ）および硬化剤（Ｂ）の組み合わせとして、いずれか一方が、３個以上の反応性基を有するものを含んでいても良い。このような具体例としては、エポキシ樹脂（Ａ）または硬化剤（Ｂ）の、少なくともどちらか一方が、３個以上の反応性基を有するものを３０重量％以上含むことが好ましく、例えば、エポキシ樹脂（Ａ）においては、１分子内にエポキシ基を２個有する化合物７０重量％と、１分子内にエポキシ基を３個以上有するような化合物３０重量％との混合物であるものなどが挙げられる。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）または硬化剤（Ｂ）の、少なくともどちらか一方が、３個以上の反応性基を有するものを４０重量％以上含むことがより好ましい。これら３個以上の反応性基を含む化合物は、複数のものが混合されていても良い。すなわち、エポキシ樹脂（Ａ）の場合、３個のエポキシ基を有する単一化合物でも良く、３個、４個、５個またはそれ以上の個数のエポキシ基を有する化合物の混合物でも良い。

本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）または硬化剤（Ｂ）が、３個以上の反応性基を有しなくとも使用できるが、３以上の反応性基を有するものが前記範囲外である場合、樹脂硬化物の架橋密度が低くなり、また、単官能フェノール化合物（Ｃ）により、更に架橋密度が低下し、硬化が不十分となる場合がある。

本発明に用いる、一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）は、実質的に１つのフェノール性水酸基以外の、反応性の基を有さず、かつ、一般式（１）で表される置換基を１つ以上有するフェノール化合物のことである。前記単官能フェノール化合物（Ｃ）における反応性の基とは、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化反応や製造過程の温度履歴において、エポキシ樹脂（Ａ）および硬化剤（Ｂ）と化学的反応をすることができる置換基、または単官能フェノール化合物（Ｃ）が当該置換基を有していた場合に、この置換基同士で化学的反応をすることができる置換基のことであり、具体的には、エポキシ基およびオキセタン基などのオキシラン環を含む置換基、フェノール性水酸基、チオール基、カルボキシル基およびアミノ基などの活性水素原子を有する基などのエポキシ基またはフェノール性水酸基と反応する基、ビニル基、アリル基およびマレイミド基などの置換基同士で反応可能な基などが挙げられる。これらの置換基は、反応により樹脂の架橋密度を向上し、弾性率を低減できないため、本発明の目的に対し適切でない。

本発明に用いる前記一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）において、単官能フェノール化合物としては、フェノール性水酸基を１つするフェノール化合物であり、具体的には、フェノール、１−ナフトール、２−ナフトールおよびモノヒドロキシアントラセンなどの芳香族モノヒドロキシ化合物が挙げられ、前記一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）としては、置換基として、前記一般式（１）で表される置換基を１つ以上有し、それ以外の置換基を有さないもの、および前記一般式（１）で表される置換基を１つ以上有し、反応性の置換基でない置換基を有するものが挙げられる。

前記反応性の置換基以外の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコール性水酸基を有する有機基、ハロゲン基、オキシアルキル基、オキシアリール基、アラルキル基、ニトロ基およびエステル基などが挙げられ、前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびターシャリーブチル基などが挙げられ、前記ハロゲン基としては、クロロ基、ブロモ基およびヨード基などが挙げられ、前記オキシアルキル基としては、メトキシ基、エトキシ基およびプロポキシなどが挙げられ、前記アラルキル基としては、フェニルメチル基およびフェニルイソプロピル基などが挙げられ、前記オキシアリール基としては、フェノキシ基、１−ナフトキシ基などが挙げられ、前記アルコール性水酸基を有する有機基としては、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシエチル基などが挙げられ、前記エステル基としては、下記一般式（６）で表される有機基および一般式（７）で表される有機基などが挙げられる。

式中、Ｒ₅およびＲ₆は、炭素数１〜１０の炭化水素基を示す。炭化水素基とは、炭素原子と水素原子からなる有機基であり、直鎖状であっても、分岐状であっても、また環状であっても良く、炭素と炭素の結合は単結合である。具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アルキレン基およびアリール基などが挙げられる。

本発明に用いる単官能フェノール化合物（Ｃ）は、一般式（１）で表される置換基を１つ以上有する必要があり、この置換基が、樹脂硬化物における、高分子網目の極性的結合を高め、網目分子の摂動性を抑えることで、ガラス転移温度の向上を図ることができる。

前記一般式（１）で表される置換基について説明する。

式中、Ｘは、炭素数２以上の有機基を示し、Ｘからカルボニル基に伸びる２つの結合手は前記有機基において隣接する炭素に結合するものである。

前記一般式（１）で表される置換基におけるＸの有機基としては、炭素数２以上１２以下で、直鎖状、分岐状、または環状の骨格を有し、該有機基において隣接する炭素からカルボニル基に伸びる２つの結合手をするものであれば、その種類に制限はない。具体的には、水素原子、炭素原子、ハロゲン原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、およびリン原子から選ばれる１種または複数の原子からなる置換基を有していても良い。具体的には、前記直鎖状もしくは分岐状の骨格を有する有機基としては、エチレン基、１，２−プロピレン基、１，２−ブチレン基、２，３−ブチレン基および３，４−オクチレン基などのアルキレン基などが挙げられ、環状の骨格を有する有機基としては、１，２−フェニレン基、１，２−ナフチレン基および２，３−ナフチレン基などの芳香族基、１，２−シクロブチレン基、１，２−シクロへキシレン基、１，２−シクロオクチレン基および２，３−ノルボルネン基などの脂環式脂肪族基などが挙げられる。これらのうち、Ｘが芳香族基および脂環式脂肪族基である場合、一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）が容易に得られ、化合物の取扱い性も良好なものとなるため好ましい。

前記一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）において、一般式（１）で表される置換基の数が多いほど、ガラス転移温度の向上効果は大きなものとなる。前記一般式（１）で表される置換基は、前記単官能フェノール化合物においてフェノール性水酸基を有する芳香族基の置換官能な位置の全てに置換可能であり、例えば、置換される単官能フェノールとして、フェノール（Ｃ₆Ｈ₅ＯＨ）を選択すると、これに一般式（１）で表される置換基を最大５つ有することができるが、多くなりすぎた場合、単官能フェノール化合物（Ｃ）のフェノール性水酸基の反応性の低下により、弾性率の低減効果が損なわれる場合がある。好適には、式（１）で表される置換基の数は、化合物（Ｃ）の１分子内に１もしくは２であるのが良い。

前記一般式（１）で表される置換基の好ましい具体例としては、一般式（２）で表される置換基および一般式（３）で表される置換基を挙げることができる。これらにより、硬化物のＴｇがより向上し、また、一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）が容易に得られ、化合物の取扱い性も良好なものとなる。

［式中、Ｒ₁およびＲ₂は、それぞれ、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｎは０以上４以下の整数。ｍは０以上１０以下の整数。ｍおよびｎが０である場合、炭素環上の置換基は水素である。］

Ｒ₁およびＲ₂としては、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、具体的には、前記炭素数１〜６の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、ターシャリーブチル基、１−ペンチル基および１−ヘキシル基などの直鎖状および分岐状の脂肪族基、シクロヘキシル基およびフェニル基などの環状炭化水素基などが挙げられ、前記ハロゲン基としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基およびヨード基などが挙げられる。

前記一般式（２）で表される置換基および前記一般式（３）で表される置換基としては、Ｒ₁およびＲ₂が、メチル基またはエチル基であり、Ｒ₁およびＲ₂の数であるｎおよびｍが、０または１であるものが、好ましい。これらの場合、単官能フェノール化合物（Ｃ）が、より化学的安定性に優れるものとなり、イミド環の加水分解による変質などが抑えることができるので好ましい。

このような置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）の具体例としては、一般式（４）および一般式（５）で表される構造を有する単官能フェノール化合物が挙げられる。このような化合物を選択することで、さらに硬化物における弾性率の低減およびＴｇの向上に効果を得ることができる。

［式中、Ｒ₃およびＲ₄は、それぞれ、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｐは０以上４以下の整数。ｑは０以上４以下の整数。ｒは０以上４以下の整数。ｓは０以上１０以下の整数。ｐ、ｑ、ｒおよびｓが０である場合、炭素環上の置換基は水素である。］

Ｒ₃およびＲ₄としては、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、具体的には、前記炭素数１〜６の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、ターシャリーブチル基、１−ペンチル基および１−ヘキシル基などの直鎖状および分岐状の脂肪族基、シクロヘキシル基およびフェニル基などの環状炭化水素基などが挙げられ、前記ハロゲン基としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基およびヨード基などが挙げられる。

前記一般式（４）および（５）で表される構造を有する単官能フェノール化合物としては、Ｒ₃およびＲ₄が、メチル基またはエチル基であり、Ｒ₃およびＲ₄の数であるｐ、ｑ、ｒおよびｓが、０または１であるものが、好ましい。これらの場合、構造の化学的安定性に、より優れるものとなり、吸湿時の変質などが抑えることができるので好ましい。

本発明に用いる単官能フェノール化合物（Ｃ）の好適な添加量は、エポキシ樹脂（Ａ）および硬化剤（Ｂ）の比率や、官能基当量、平均官能基（エポキシ基ないしフェノール性水酸基）数により異なるが、一般に用いられるエポキシ樹脂（Ａ）および硬化剤（Ｂ）の組み合わせの範囲において、具体的にはエポキシ樹脂（Ａ）および硬化剤（Ｂ）の総和に対し、０．５〜１５重量％の間で使用するのが好ましい。硬化物としての弾性率低下の度合いは、この添加量に比例する傾向であり、使用時に任意に調整することができる。添加量が前記範囲外でも使用できるが、この範囲を上回ると、ゲル化に必要十分な架橋密度が得られずに、樹脂の硬化不良が発生することがある。また、この範囲を下回ると、弾性率の低減効果が十分に得られない場合や、Ｔｇが向上しない場合がある。

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じ、無機充填材（Ｄ）を使用することができる。とりわけ無機充填材は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物など、高い耐熱性を必要とされる分野への利用において有効である。無機充填材（Ｄ）の種類については、特に制限はなく、一般に樹脂添加剤として用いられているものを使用することができる。

この無機充填材（Ｄ）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、溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイトおよび窒化珪素等が挙げられ、半導体封止用として、最も好適に使用されるものとしては、球状溶融シリカおよび破砕状溶融シリカである。これらの無機充填材は、単独でも混合して用いても差し支えない。また、これらがカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。無機充填材の形状としては、流動性改善のために、できるだけ真球状であり、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。無機充填材の配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中５０〜９５重量％が好ましい。前記範囲外でも使用できるが、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。

また、無機充填材（Ｄ）の含有量（配合量）は、前記エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）や無機充填材（Ｄ）の比重を、それぞれ考慮し、重量％を体積％に換算して取り扱うようにしてもよい。

前記エポキシ樹脂（Ａ）と、前記硬化剤（Ｂ）との含有（配合）比率も、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基１モルに対し、硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基が０．５〜２モル程度となるように用いるのが好ましく、０．７〜１．５モル程度となるように用いるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の諸特性のバランスを好適なものに維持しつつ、諸特性が、より向上する。

本発明においては、任意に硬化促進剤を用いることができ、エポキシ樹脂（Ａ）の硬化反応を促進する機能を有するものであれば、制限はない。具体的には、トリフェニルホスフィンおよびトリターシャリーブチルホスフィンなどの有機ホスフィン化合物、トリブチルアミンおよび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および２−フェニルイミダゾールなど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、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムとビスフェノールＡの分子化合物、および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などのホスホニウム塩類、２−（トリフェニルホスホニオ）フェノラート、トリフェニルホスフィンとベンゾキノンの付加物などのホスホニウム分子内塩化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−７−ウンデセンなどのジアザビシクロアルケン化合物、公知の硬化促進剤が利用できる。また、これらの硬化促進剤に、微粉化、マイクロカプセル（コアシェル）化、メカノフュージョン処理などを施して使用することもできる。

これらのうち、ホスホニウム分子化合物、およびホスホニウム分子内塩類を用いた場合、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および単官能フェノール化合物（Ｃ）の反応を良く促進し、十分な架橋の形成がなされるために好ましい。そのような硬化促進剤としては、テトラフェニルホスホニウムと２，３−ジヒドロキシナフタレンの分子化合物、テトラフェニルホスホニウムとビスフェノールＦの分子化合物、２−（トリフェニルホスホニオ）フェノラート、トリフェニルホスフィンとベンゾキノンの付加物などが挙げられる。

本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤の含有量（配合量）は、特に限定されないが、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および単官能フェノール化合物（Ｃ）からなる樹脂成分に対して、０．０１〜１０重量％程度であるのが好ましく、０．１〜５重量％程度であるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化性、流動性、および硬化物特性がバランスよく発現する。

また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および単官能フェノール化合物（Ｃ）の他に、必要に応じて、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシランおよびビニルシラン等のシランカップリング剤や、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カップリング剤；、カーボンブラックおよびベンガラ等の着色剤；、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤；、シリコーンオイルおよびシリコーンゴム等の低応力化成分；、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、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛およびフォスファゼン等の難燃剤；、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体；等、種々の添加剤を適宜配合しても差し支えない。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）、必要に応じて、その他の添加剤等を、混合機を用いて充分に均一に混合した後、更に混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。なお混合機としては特に限定しないが、例えばボールミル、ヘンシェルミキサー、Ｖブレンダーやダブルコーンブレンダー、コンクリートミキサーやリボンブレンダー等のブレンダー類がある。また混練機も特に限定しないが、熱ロール、加熱ニーダー、一軸もしくは二軸のスクリュー型混練機等が好適に使用される。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）および無機充填材（Ｄ）、必要に応じて、その他の添加剤を用いて、上記エポキシ樹脂組成物と同様の方法により得ることができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、その硬化物により、半導体素子等の各種の電子部品を封止した半導体装置を得ることができるが、そのような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形すればよい。

本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、ＳＩＰ（Single Inline Package）、ＨＳＩＰ（SIP with Heatsink）、ＺＩＰ（Zig-zag Inline Package）、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＳＤＩＰ（Shrink Dual Inline Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＳＯＰ（Shrink Small Outline Package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline J-leaded Package）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＱＦＰ(ＦＰ）（QFP Fine Pitch）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package）、ＱＦＪ（ＰＬＣＣ）（Quad Flat J-leaded Package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）等が挙げられる。
このようにして得られた本発明の半導体装置は、吸湿時の耐半田性に優れる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、ボールグリッドアレイ用封止材料として、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造を有する半導体装置に使用した場合、特に反りの低減に効果的であり、好ましい。
ボールグリッドアレイ構造の半導体装置の代表例について、図面を用いて説明する（図１）。
上記で得た半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いてボールグリッドアレイ構造を有する半導体装置を封止する例としては、スルーホールを有する半導体素子搭載用基板（ｂ）に、半導体素子（ａ）を所定の場所に搭載するとともに、スルーホールに半田ボール（ｃ）を配置した半導体素子搭載基板において、半田ボール（ｃ）が配置された面とは反対の面のスルーホール上に形成された端子と、半導体素子（ａ）に形成された電極とをワイヤーボンド（ｄ）により電気的接続を行った半導体素子搭載基板を用意し、前記半導体素子搭載基板の半導体素子が搭載された面の、半導体素子（ａ）、半田ボール（ｃ）の端子、およびワイヤーボンド（ｄ）を覆うように、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、タランスファーモールドなどの成形方法により、硬化物（ｅ）により封止して、ボールグリッドアレイ構造の半導体装置を得ることができる。
ボールグリッドアレイ構造の半導体装置は、基板（ｂ）と半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物（ｅ）との線膨張率の差が原因となり、基板（ｂ）が上向きに、もしくは下向きに反る場合がある。本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた場合、封止樹脂硬化物が低い弾性率を有し、かつ高いガラス転移温度を有することから、基板との線膨張率の差を緩和し、反りの不良が起こりにくい。

また、本実施形態では、本発明のエポキシ樹脂組成物を、半導体装置の封止材料として用いる場合について説明したが、本発明のエポキシ樹脂組成物の用途としては、これに限定されるものではない。

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれによりなんら限定されない。

本発明の実施にあたり、比較例に利用した単官能フェノール化合物は、市販の試薬をそのまま用いた。本発明の単官能フェノール化合物Ｃ１〜Ｃ１０、比較用のフェノール化合物Ｃ８、および硬化促進剤Ｅ１〜Ｅ３は以下に記載した方法にて準備した。

（フェノール化合物Ｃ１の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、３−アミノフェノール５．５ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、無水フタル酸７．４ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド１５ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、白色の粉末１０．２ｇを得た。
この化合物をＣ１とした。化合物Ｃ１を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（８）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた硬化促進剤Ｃ１の収率は、８６％であった。

（フェノール化合物Ｃ２の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、３−アミノフェノール５．５ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、ｃｉｓ−１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物７．７ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド１５ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡紫色の粉末１０．０ｇを得た。
この化合物をＣ２とした。化合物Ｃ２を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（９）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ２の収率は、８２％であった。

（フェノール化合物Ｃ３の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、５−アミノ−１−ナフトール８．０ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、無水フタル酸７．４ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド１５ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡褐色の粉末１２．０ｇを得た。
この化合物をＣ３とした。化合物Ｃ３を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１０）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ３の収率は、８３％であった。

（フェノール化合物Ｃ４の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、４−アミノフェノール５．５ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、脂環式酸無水物ＨＮＡ−１００（新日本理化製）９．０ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド１５ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、白色の粉末１０．９ｇを得た。
この化合物をＣ４とした。化合物Ｃ４を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１１）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ４の収率は、８１％であった。

（フェノール化合物Ｃ５の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、２，３−ジアミノフェノール６．２ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、無水フタル酸１５．４ｇ（０．１００ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡褐色の粉末１５．９ｇを得た。
この化合物をＣ５とした。化合物Ｃ５を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１２）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ５の収率は、８３％であった。

（フェノール化合物Ｃ６の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、４−アミノ−２，６−ジクロロフェノール８．９ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、ｃｉｓ−１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物７．７ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡褐色の粉末１１．１ｇを得た。
この化合物をＣ６とした。化合物Ｃ６を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１３）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ６の収率は、７１％であった。

（フェノール化合物Ｃ７の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、４−アミノ−３−クレゾール６．２ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつテトラフルオロ無水フタル酸１１．０ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡褐色の粉末１１．３ｇを得た。
この化合物をＣ７とした。化合物Ｃ７を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１４）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ７の収率は、７０％であった。

（フェノール化合物Ｃ８の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、２−アミノフェノール５．５ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、メチル無水コハク酸５．７ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡褐色の粉末９．８ｇを得た。
この化合物をＣ８とした。化合物Ｃ８を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１５）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ８の収率は、９６％であった。

（フェノール化合物Ｃ９の合成）
容量２００ｍＬのビーカーに、２，３，５，６−テトラクロロ−４−アミノフェノール１２．３ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド４０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、デカクロロシクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸無水物２５．０ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡褐色の粉末１１．３ｇを得た。
この化合物をＣ９とした。化合物Ｃ９を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１６）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ９の収率は、８９％であった。

（フェノール化合物Ｃ１０の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、２−アミノ−４−フェニルフェノール９．３ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、無水フタル酸７．４ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、白色の粉末１３．０ｇを得た。
この化合物をＣ１０とした。化合物Ｃ１０を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１７）で表される単官能フェノールであることが確認された。得られた化合物Ｃ１０の収率は、８２％であった。

（フェノール化合物Ｃ１１の合成）
容量１００ｍＬのビーカーに、４−アミノフェノール５．４ｇ（０．０５０ｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド２０ｍＬを仕込み、これを攪拌し、ビーカーを氷冷しつつ、無水マレイン酸４．９ｇ（０．０５０ｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド３０ｍＬに溶解した溶液を１５分かけて滴下した。滴下後、２時間常温で攪拌を続け、反応後の溶液を２００ｍＬの水に滴下し、沈殿した粉末を吸引濾過で回収した。この粉末を１６０℃の真空乾燥機で２時間真空乾燥し、淡黄色の粉末８．５ｇを得た。
この化合物をＣ１１とした。化合物Ｃ１１を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトルで分析した結果、下記式（１８）で表されるフェノール化合物であることが確認された。得られた化合物Ｃ１１の収率は、９０％であった。

（硬化促進剤Ｅ１の合成）
冷却管および撹拌装置付きのセパラブルフラスコ（容量：２００ｍＬ）に、２−ブロモフェノール１０．４ｇ（０．０６０ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１７．３ｇ（０．０６６ｍｏｌ）、塩化ニッケル０．６５ｇ（５ｍｍｏｌ）およびエチレングリコール４０ｍＬ仕込み、攪拌下１６０℃で加熱反応した。反応液を冷却後、純水４０ｍＬを滴下し、析出した粉末をトルエンで洗浄後、濾過・乾燥し、白色の粉末を得た。
次に、得られた粉末をメタノール１００ｍｌに溶解し、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液６０ｍｌと、純水５００ｍｌを順次投入した。得られた結晶をろ過、洗浄し、淡黄色結晶１２．７ｇを得た。
この化合物をＥ１とした。化合物Ｃ１を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトル、元素分析で分析した結果、目的のトリフェニル（２−ヒドロキシフェニル）ホスホニウムであることが確認された。得られた硬化促進剤Ｅ１の収率は、８３％であった。

（硬化促進剤Ｅ２の合成）
冷却管および撹拌装置付きのセパラブルフラスコ（容量：２００ｍＬ）に、ベンゾキノン６．４９ｇ（０．０６０ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１７．３ｇ（０．０６６ｍｏｌ）およびアセトン４０ｍＬを仕込み、攪拌下室温で反応した。析出した結晶をアセトンで洗浄後、濾過・乾燥し、褐色結晶２０．０ｇを得た。
この化合物をＥ２とした。化合物Ｅ２を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトル、元素分析で分析した結果、目的のトリフェニル（２，５−ジヒドロキシフェニル）ホスホベタインであることが確認された。得られた硬化促進剤Ｅ２の収率は、８４％であった。

（硬化促進剤Ｅ３の合成）
撹拌装置付きのビーカー（容量：１０００ｍＬ）に、テトラフェニルホスホニウムブロマイド２５．２ｇ（０．０６０ｍｏｌ）、２，３−ジヒドロキシナフタレン １７．２８ｇ（０．１２０ｍｏｌ）、およびメタノール２００ｍＬを仕込み、攪拌しながらよく溶解させた後、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液６０ｍｌ、および純水６００ｍＬを順次添加した。析出した粉末を純水で洗浄後、濾過・乾燥し、白色の粉末を得た。
この化合物をＥ３とした。化合物Ｅ３を、¹Ｈ−ＮＭＲ、マススペクトル、元素分析で分析した結果、目的のテトラフェニルホスホニウムと２，３−ジヒドロキシナフタレンの分子化合物であることが確認された。得られた化合物Ｅ３の収率は、８３％であった。

［エポキシ樹脂組成物の調製および半導体装置の製造］
以下のようにして、前記化合物Ｃ１〜Ｃ１０、比較用のフェノール化合物Ｃ８、硬化促進剤Ｅ〜Ｅ３、およびその他のフェノール化合物を含むエポキシ樹脂組成物を調製し、半導体装置を製造した。

（実施例１）
まず、エポキシ樹脂（Ａ）（成分（Ａ））として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ＹＸ−４０００ＨＫ、融点：１０５℃、エポキシ当量：１９３、１５０℃のＩＣＩ溶融粘度：０．１５ｐｏｉｓｅ）、硬化剤（Ｂ）（成分（Ｂ））としてフェノールアラルキル樹脂（三井化学（株）製ＸＬＣ−ＬＬ、軟化点：７７℃、水酸基当量：１７２、１５０℃のＩＣＩ溶融粘度：３．６ｐｏｉｓｅ）、単官能フェノール化合物（Ｃ）（成分（Ｃ））として化合物Ｃ１、硬化促進剤として硬化促進剤Ｅ１、無機充填材（Ｄ）（成分（Ｄ））として溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ）、その他の添加剤としてカーボンブラック、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびカルナバワックスを、それぞれ用意した。

次に、前記ビフェニル型エポキシ樹脂：５２重量部、前記フェノールアラルキル樹脂：４４重量部、硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部、単官能フェノールＣ１：３．９重量部、溶融球状シリカ：７００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、まず室温で混合し、次いで熱ロールを用いて９５℃で８分間混練した後、冷却粉砕して、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得た。

次に、上記で得たエポキシ樹脂組成物を半導体封止用エポキシ樹脂組成物として用い、１００ピンＴＱＦＰのパッケージ（半導体装置）を８個、および、１６ピンＤＩＰのパッケージ（半導体装置）を１５個、それぞれ製造した。

１００ピンＴＱＦＰは、金型温度１７５℃、注入圧力７．４ＭＰａ、硬化時間２分でトランスファーモールド成形し、１７５℃、８時間で後硬化させることにより製造した。

なお、この１００ピンＴＱＦＰのパッケージサイズは、１４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シリコンチップ（半導体素子）サイズは、８．０×８．０ｍｍ、リードフレームは、４２アロイ製とした。

また、１６ピンＤＩＰは、金型温度１７５℃、注入圧力６．８ＭＰａ、硬化時間２分でトランスファーモールド成形し、１７５℃、８時間で後硬化させることにより製造した。

なお、この１６ピンＤＩＰのパッケージサイズは、６．４×１９．８ｍｍ、厚み３．５ｍｍ、シリコンチップ（半導体素子）サイズは、３．５×３．５ｍｍ、リードフレームは、４２アロイ製とした。

（実施例２）
硬化促進剤Ｅ１に代わり、硬化促進剤Ｅ２：１．９重量部、単官能フェノールＣ１：３．９重量部に代わり、単官能フェノールＣ２：４．０重量部を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例３）
硬化促進剤Ｅ１に代わり、硬化促進剤Ｅ３：３．４重量部、単官能フェノールＣ１：３．９重量部に代わり、単官能フェノールＣ３：５．５重量部、ＸＬＣ−ＬＬ：４４重量部に代わりＸＬＣ−ＬＬ：４０重量部を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例４）
硬化促進剤Ｅ１に代わり、１，８−ジアザビシクロ−（５，４，０）−７−ウンデセン（サンアプロ（株）製、商品名：ＤＢＵ）：１．０重量部、単官能フェノールＣ１：３．９重量部に代わり、単官能フェノールＣ４：１０．７重量部、ＸＬＣ−ＬＬ：４４重量部に代わりＸＬＣ−ＬＬ：４０重量部を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例５）
まず、成分（Ａ）としてビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製ＮＣ−３０００、軟化点：６０℃、エポキシ当量：２７２、１５０℃のＩＣＩ溶融粘度：１．３ｐｏｉｓｅ）、成分（Ｂ）としてビフェニルアラルキル型フェノール樹脂（明和化成（株）製ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、軟化点：６８℃、水酸基当量：１９９、１５０℃のＩＣＩ溶融粘度：０．９ｐｏｉｓｅ）、成分（Ｃ）として単官能フェノールＣ５、硬化促進剤として硬化促進剤Ｅ１、成分（Ｄ）として溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ）、その他の添加剤としてカーボンブラック、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびカルナバワックスを、それぞれ用意した。

次に、前記ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂：５８重量部、前記ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂：３８重量部、硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部、単官能フェノールＣ５：８．６重量部、溶融球状シリカ：７００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、まず室温で混合し、次いで熱ロールを用いて１０５℃で８分間混練した後、冷却粉砕して、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得た。

次に、上記で得たエポキシ樹脂組成物を半導体封止用エポキシ樹脂組成物として用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例６）
硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ２：１．９重量部、単官能フェノールＣ５：８．６重量部に代わり、単官能フェノールＣ６：７．０重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例７）
硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ３：３．４重量部、単官能フェノールＣ５：８．６重量部に代わり、単官能フェノールＣ７：５．５重量部、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３８重量部に代わり、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３４重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例８）
単官能フェノールＣ５：８．６重量部に代わり、単官能フェノールＣ８：４．３重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例９）
硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ２：１．９重量部、単官能フェノールＣ５：８．６重量部に代わり、単官能フェノールＣ９：９．０重量部、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３８重量部に代わり、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：４０重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（実施例１０）
硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ３：３．４重量部、単官能フェノールＣ５：８．６重量部に代わり、単官能フェノールＣ１０：７．０重量部、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３８重量部に代わり、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３４重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（比較例１）
単官能フェノールＣ１：３．９重量部に代わり、１−ナフトール：４．０重量部、ＸＬＣ−ＬＬ：４４重量部に代わり、ＸＬＣ−ＬＬ：４２重量部を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（比較例２）
硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ２：１．９重量部、単官能フェノールＣ１：３．９重量部に代わり、フェノール化合物Ｃ１１：７．５重量部、ＸＬＣ−ＬＬ：４４重量部に代わり、ＸＬＣ−ＬＬ：４０重量部を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（比較例３）
硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ３：３．４重量部、単官能フェノールＣ５：８．６重量部に代わり、ピロガロール０．５重量部、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３８重量部に代わりＭＥＨ−７８５１ＳＳ：３６重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（比較例４）
成分（Ｃ）に相当する成分を使用せず、硬化促進剤Ｅ１：１．８重量部に代わり、硬化促進剤Ｅ３：３・４重量部を用いた以外は、前記実施例５と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

（比較例５）
成分（Ｃ）に相当する成分を使用せず、ＸＬＣ−ＬＬ：４４重量部に代わりＸＬＣ−ＬＬ：４８重量部を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例１と同様にしてパッケージ（半導体装置）を製造した。

［特性評価］
各実施例および各比較例で得られたエポキシ樹脂組成物の特性評価（１）〜（３）、および、各実施例および各比較例で得られた半導体装置の特性評価（４）および（５）を、それぞれ、以下のようにして行った。

（１）スパイラルフロー
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１７５℃、注入圧力６．８ＭＰａ、硬化時間２分で測定した。

このスパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい程、流動性が良好であることを示す。

（２）硬化トルク
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ＩＶ ＰＳ型）を用い、１７５℃、３００秒後のトルクを測定し、硬化トルクとして評価した。また、硬化トルクを１００％として、９０秒後のトルクの硬化トルクに対する比率（％）を、９０秒トルク飽和度とした。
この硬化トルクは、数値が大きい程、硬化性が良好であることを示す。

（３）熱時弾性率
５００×１０×３ｍｍの成形品が得られる金型を用い、金型温度１７５℃、注入圧力６．８ＭＰａ、硬化時間５分で成型し作成した試験片を、１７５℃の温風乾燥機で４時間保管した後に、ジャスコインターナショナル（株）製、レオメーターＲｈｅｏｐｏｌｙｍｅｒを用いて、オシレーション歪制御測定モード、周波数１Ｈｚ、歪み０．０３にて、２６０℃の貯蔵弾性率を測定した。高温での弾性率は、樹脂で半導体を封止した際の耐半田クラック性に影響し、値が低いほど耐半田クラック性が向上する。

（４）耐半田性
１００ピンＴＱＦＰを８５℃、相対湿度８５％の環境下で１６８時間放置し、その後、２６０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。

その後、顕微鏡下に、外部クラックの発生の有無を観察し、クラック発生率＝（クラックが発生したパッケージ数）／（全パッケージ数）×１００として、百分率（％）で表示した。

また、シリコンチップとエポキシ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）／（シリコンチップの面積）×１００として、８個のパッケージの平均値を求め、百分率（％）で表示した。

これらのクラック発生率および剥離率は、それぞれ、数値が小さい程、吸湿時の耐半田性が良好であり、得られたパッケージが信頼性に優れることを示す。

（５）パッケージ反り量
２２５ピンＢＧＡパッケージ（基板は０．３６ｍｍ厚のＢＴ樹脂基板、パッケージサイズは２４×２４ｍｍ、厚み１．１７ｍｍ、シリコンチップはサイズ９×９ｍｍ、厚み０．３５ｍｍ、チップと回路基板のボンディングパッドとを２５μｍ径の金線でボンディングしている。）を、金型温度１８０℃、注入圧力７．８ＭＰａ、２分間でトランスファー成形し、更に１７５℃、４時間で後硬化した。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半田処理前の反り量とした。更に、ＪＥＤＥＣ条件のピーク温度２６０℃でＩＲリフロー処理を行ったのち、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半田処理前の反り量とした。試験数ｎ＝１０とし、測定単位はμｍで測定し、そり量が全て８０μｍ以下を合格（良好）とした。

表１に示すように、実施例１〜１０で得られたエポキシ樹脂組成物（本発明のエポキシ樹脂組成物、半導体封止用エポキシ樹脂組成物）は、いずれも、硬化性および流動性を損なうことなく、弾性率を低下させ、さらに、この硬化物で封止された各実施例のパッケージ（本発明の半導体装置）は、いずれも、吸湿時の耐半田性が良好で、信頼性に優れるものであった。また、本発明のエポキシ樹脂組成物をＢＧＡパッケージに用いた場合、良好な反り特性を示した。

これに対し、比較例１で得られたエポキシ樹脂組成物は、本発明の単官能フェノールで必要とされる置換基を有さない為に、反り特性で劣るものであり、比較例２で得られたエポキシ樹脂組成物は、フェノール水酸基以外に反応基として二重結合を有する化合物を用いた為、弾性率が向上し、信頼性と反り特性に劣るものであり、比較例３で得られたエポキシ樹脂組成物は、多官能フェノールを用いたため、弾性率も高く、信頼性、反り特性に劣るものであった。また、比較例４および比較例５で得られたエポキシ樹脂組成物は、いずれも、フェノール成分に相当するものが含まれず、弾性率が高いために、これらの比較例で得られたパッケージは、いずれも、耐半田性および反り特性に劣るものであった。

本発明のボールグリッドアレイ構造を有する半導体装置の代表例を説明するための断面図である。

符号の説明

ａ 半導体素子
ｂ 基板
ｃ 半田ボール
ｄ ワイヤーボンド
ｅ 硬化物

Claims (8)

1. エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および下記一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）を含むエポキシ樹脂組成物。
   

   

   ［式中、Ｘは、炭素数２以上の有機基を示し、Ｘからカルボニル基に伸びる２つの結合手は前記有機基において隣接する炭素に結合するものである］
2. 前記単官能フェノール化合物（Ｃ）が、前記一般式（１）で表される置換基として、下記一般式（２）で表される置換基または下記一般式（３）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物である、請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
   

   

   ［式中、Ｒ₁は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｎは０以上４以下の整数。］
   

   

   ［式中、Ｒ₂は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｍは０以上１０以下の整数。］
3. 前記単官能フェノール化合物（Ｃ）が、下記一般式（４）で表される化合物または下記一般式（５）で表される化合物である、請求項２記載のエポキシ樹脂組成物。
   

   

   ［式中、Ｒ₃は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｐは０以上４以下の整数。ｑは０以上４以下の整数。］
   

   

   ［式中、Ｒ₄は、炭素数１〜６の炭化水素基、およびハロゲン基から選ばれる基であり、複数有する場合、それぞれが同一でも異なっていても良い。ｒは０以上４以下の整数。ｓは０以上１０以下の整数。］
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物に、さらに無機充填材（Ｄ）を含む、半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
5. 前記無機充填材（Ｄ）を、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記硬化剤（Ｂ）、前記一般式（１）で表される置換基を有する単官能フェノール化合物（Ｃ）および前記無機充填材（Ｄ）の総量の５０〜９５重量％の比率で含む、請求項４記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
6. 前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、ボールグリッドアレイ用封止材料である、請求項４または５記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
7. 請求項４ないし６のいずれか１項で記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により電子部品が封止された半導体装置。
8. 前記半導体装置が、ボールグリッドアレイ構造を有するものである請求項７記載の半導体装置。

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