JP3116563B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半田耐熱性、耐湿信頼
性および低応力性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組
成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。

【０００３】たとえば、半導体装置などの電子回路部品
の封止方法として従来より金属やセラミックスによるハ
ーメチックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されている。し
かし、経済性、生産性、物性のバランスの点からエポキ
シ樹脂による樹脂封止が中心になっている。

【０００４】近年、プリント基板への部品実装において
も高密度化、自動化が進められており、従来のリードピ
ンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代わり、基
板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んに
なってきた。それに伴いパッケージも従来のＤＩＰ（デ
ュアル・インライン・パッケージ）から高密度実装、表
面実装に適した薄型のＦＰＰ（フラット・プラスチック
・パッケージ）に移行しつつある。

【０００５】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実
装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不活
性ガスの飽和蒸気による加熱（ベーパーフェイズ法）や
赤外線リフロー法などが用いられるが、いずれの方法で
もパッケージ全体が２１０〜２７０℃の高温に加熱され
ることになる。そのため従来の封止樹脂で封止したパッ
ケージは、半田付け時に樹脂部分にクラックが発生した
り、チップと樹脂の間に剥離が生じたりして、信頼性が
低下して製品として使用できないという問題がおきる。

【０００６】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨張することに起因す
るといわれており、その対策として後硬化したパッケー
ジを完全に乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法
が用いられている。

【０００７】封止樹脂の改良も種々検討されている。た
とえば、フェノールアラルキル樹脂を硬化剤として配合
する方法（特開昭５９−６７６６０号公報）、３官能フ
ェノール系硬化剤を配合する方法（特開平１−１７１２
３２号公報）などが提案されている。

【０００８】一方、エポキシ樹脂で半導体を封止した場
合、線膨脹係数が半導体よりエポキシ樹脂の方がかなり
大きいために、温度変化により半導体素子に熱応力がか
かり、これに起因してアルミ配線がスライドして電流が
リークしたり、パッシベーション膜や封止樹脂自体にク
ラックが生じ、信頼性が低下するという問題があった。

【０００９】この問題を解決し、封止樹脂の低応力化を
図るためには、封止樹脂の線膨脹係数を下げることと、
弾性率を下げることが有効である。

【００１０】封止樹脂の線膨脹係数を下げるためには、
充填剤の種類を選択する方法および充填剤を高充填化す
る方法が知られている。

【００１１】また、封止樹脂の弾性率を下げるためには
エラストマ成分を添加する方法が有効であり、たとえば
シリコーンゴム、カルボキシル基変性ニトリルゴム、ポ
リスチレン系ブロック共重合体などを添加する方法（特
公昭６０−１８１４５号公報、特開昭５８−２１９２１
８号公報、特開昭５９−９６１２２号公報、特開昭５８
−１０８２２０号公報、特開昭５９−７５９２２号公
報、特開昭６０−１２２０号公報）が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに乾燥パッケー
ジを容器に封入する方法は製造工程および製品の取扱い
作業が繁雑になるうえ、製品価格が高価になる欠点があ
る。

【００１３】また、種々の方法で改良された樹脂も、そ
れぞれ少しづつ効果を挙げてきているが、まだ十分では
ない。フェノールアラルキル樹脂を硬化剤として配合す
る方法（特開昭５９−６７６６０号公報）、３官能のフ
ェノール系硬化剤を配合する方法（特開平１−１７１２
３２号公報）は半田付け時の樹脂部分のクラック防止に
効果があるものの、大型のチップを使用すると、チップ
と樹脂の界面が剥離して耐湿信頼性が低下する問題があ
った。

【００１４】一方、封止樹脂の弾性率を下げるために
は、エラストマ成分を添加することによりエポキシ樹脂
を低応力化する方法（特公昭６０−１８１４５号公報、
特開昭５８−２１９２１８号公報、特開昭５９−９６１
２２号公報、特開昭５８−１０８２２０号公報、特開昭
５９−７５９２２号公報、特開昭６０−１２２０号公
報）は、添加量が多くなると金型汚れや流動性の低下の
原因となるため、添加量が制限され十分な低応力化は図
れなかった。

【００１５】本発明の目的は、かかる大型チップを使用
したパッケージの、半田付け工程で生じるチップと樹脂
の界面が剥離する問題を解決し、信頼性の低下がなく、
温度変化による半導体素子にかかる熱応力が小さい、す
なわち半田耐熱性、耐湿信頼性および低応力性に優れる
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の構
造の硬化剤を添加することにより、上記の課題を達成
し、目的に合致したエポキシ樹脂組成物が得られること
を見出し、本発明に到達した。

【００１７】すなわち、本発明は、エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、充填剤（Ｃ）を含み、さらにス
チレン系ブロック共重合体（Ｄ）および／またはスチレ
ン系ブロック共重合体に不飽和カルボン酸またはその誘
導体を共重合またはグラフト重合させた変性スチレン系
ブロック共重合体（Ｅ）を含んでなるエポキシ樹脂組成
物であって、前記硬化剤（Ｂ）が次の一般式（Ｉ）

【化２】 （式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は同一でも異なっていてもよく、それ
ぞれ水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル
基、アリル基、フェニル基、ベンジル基またはシクロヘ
キシル基を示す。ただし、Ｒ ¹ 、Ｒ ² が水素原子である場
合、Ｒ ¹ 、Ｒ ² がメチル基でかつＲ ³ 〜Ｒ ⁶ が水素原子であ
る場合およびＲ ¹ とＲ ² が水素原子とフェニル基の組み合
わせの場合を除く。）で表される骨格を有するフェノー
ル化合物（ｂ）を必須成分として含有し、前記充填剤
（Ｃ）の割合が全体の７０〜９５重量％であることを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。

【００１８】以下、本発明の構成を詳述する。

【００１９】本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、１
分子中にエポキシ基を２個以上有するものであれば特に
限定されるものではないが、通常は多官能フェノールの
ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が用いられてい
る。多官能フェノールのポリグリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂の具体例としてはクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂などの
各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などがあ
げられる。これらのエポキシ樹脂においては、耐湿信頼
性、耐熱性および生産性の点から通常クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。

【００２０】また、本発明においてはエポキシ樹脂
（Ａ）として次の一般式(II)

【化３】 （ただし、Ｒ⁷ 〜Ｒ¹⁴は水素原子、Ｃ₁ 〜Ｃ₄ の低級ア
ルキル基またはハロゲン原子を示す。）で表されるエポ
キシ樹脂（ａ₁ ）、および、次の一般式(III)

【化４】 （ただし、Ｒ¹⁵〜Ｒ²²のうち２つは２，３−エポキシプ
ロポキシ基であり、残りは水素原子、Ｃ₁ 〜Ｃ₄ の低級
アルキル基またはハロゲン原子を示す。）で表されるエ
ポキシ樹脂（ａ₂ ）の一方または両方を必須成分として
含有することがさらに好ましい。エポキシ樹脂（ａ₁ ）
や、（ａ₂ ）のような２官能で剛直な骨格を持つエポキ
シ樹脂を含有することによって半田付け工程におけるク
ラックの発生防止効果はより一段と向上する。

【００２１】本発明におけるエポキシ樹脂（ａ₁ ）の好
ましい具体例としては、４，４´−ビス（２，３−エポ
キシプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３
−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラ
メチルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシ
プロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−２
−クロロビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−
２−ブロモビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポ
キシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラエチル
ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポ
キシ）−３，３´，５，５´−テトラブチルビフェニル
などが挙げられ、４，４´−ビス（２，３−エポキシプ
ロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポ
キシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル
ビフェニルが特に好ましい。

【００２２】また、本発明におけるエポキシ樹脂
（ａ₂ ）の好ましい具体例としては、１，５−ビス
（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、１，５−
ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−７−メチルナフ
タレン、１，６−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）
ナフタレン、１，６−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−２−メチルナフタレン、１，６−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−８−メチルナフタレン、１，６
−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−４，８−ジメ
チルナフタレン、２−ブロム−１，６−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）ナフタレン、８−ブロム−１，６
−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、
２，７−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレ
ンなどが挙げられ、１，５−ビス（２，３−エポキシプ
ロポキシ）ナフタレン、１，６−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）ナフタレン、２，７−ビス（２，３−エ
ポキシプロポキシ）ナフタレンが特に好ましい。

【００２３】エポキシ樹脂（Ａ）中に含有されるエポキ
シ樹脂（ａ₁ ）、（ａ₂ ）の割合に関しては特に制限は
ないが、より十分な効果を発揮させるためには、エポキ
シ樹脂（ａ₁ ）、（ａ₂ ）をエポキシ樹脂（Ａ）中に３
０重量％以上含有せしめることが好ましい。

【００２４】本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配
合量は通常４〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％
である。エポキシ樹脂（Ａ）の配合量が４重量％未満で
は成形性や接着性が不十分であり、２０重量％を越える
と線膨脹係数が大きくなり、低応力化が困難になるため
好ましくない。

【００２５】本発明における硬化剤（Ｂ）は、上記式
(I) で表されるフェノール化合物（ｂ）を必須成分とし
て含有することが重要である。フェノール化合物（ｂ）
を含有しない場合は半田耐熱性向上効果や耐湿信頼性向
上効果は発揮されない。

【００２６】本発明におけるフェノール化合物（ｂ）の
好ましい具体例としては、４，４´−（１−α−メチル
ベンジリデン）ビスフェノール、４，４´−（１−メチ
ルエチリデン）ビス（２−メチルフェノール）、４，４
´−エチリデンビスフェノール、４，４´−シクロヘキ
シリデンビスフェノール、４，４´−（１−α−メチル
ベンジリデン）ビス（２−メチルフェノール）、４，４
´−（１−メチルエチリデン）ビス（２−アリルフェノ
ール）、４，４´−（１−α−メチルベンジリデン）ビ
ス（２−エチルフェノール）、４，４´−（１−メチル
エチリデン）ビス（２−フェニルフェノール）、４，４
´−（１−α−メチルベンジリデン）ビス（２−フェニ
ルフェノール）、４，４´−（１−α−メチルベンジリ
デン）ビス（２−ｔ−ブチルフェノール）、４，４´−
（１−α−メチルベンジリデン）ビス（２−アリルフェ
ノール）、４，４´−（シクロヘキシリデン）ビス（２
−メチルフェノール）、４，４´−（シクロヘキシリデ
ン）ビス（２−アリルフェノール）、４，４´−（シク
ロヘキシリデン）ビス（２−フェニルフェノール）など
が挙げられ、４，４´−（１−α−メチルベンジリデ
ン）ビスフェノール、４，４´−（１−メチルエチリデ
ン）ビス（２−メチルフェノール）、４，４´−エチリ
デンビスフェノール、４，４´−シクロヘキシリデンビ
スフェノールが好ましい。なかでも４，４´−（１−メ
チルエチリデン）ビス（２−メチルフェノール）、４，
４´−エチリデンビスフェノール、４，４´−（１−α
−メチルベンジリデン）ビスフェノール、４，４´−シ
クロヘキシリデンビスフェノールが好ましく、特に好ま
しいのは４，４´−（１−メチルエチリデン）ビス（２
−メチルフェノール）、４，４´−エチリデンビスフェ
ノールである。

【００２７】また、本発明における硬化剤（Ｂ）は上記
のフェノール化合物（ｂ）以外の多官能硬化剤を架橋剤
として使用することが好ましい。併用できる硬化剤とし
ては、たとえば、フェノールノボラック樹脂、クレゾー
ルノボラック樹脂、次の一般式（IV）

【化５】 （式中、Ｒは同一でも異なっていてもよく、それぞれ水
素原子、アリル基またはＣ₁〜Ｃ₄のアルキル基を示す。
ｍは０以上の整数を示す。）で表されるフェノール化合
物、式（Ｖ）

【化６】 （式中、Ｒ’は同一でも異なっていてもよく、それぞれ
水素原子、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基またはアリール基を示
す。ｎは０以上の整数を示す。）で表されるフェノール
化合物や無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリ
ット酸などの酸無水物およびメタフェニレンジアミン、
ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホ
ンなどの芳香族アミンなどが挙げられる。なかでも、耐
湿信頼性の点からフェノールノボラック樹脂や上記式
（IV）、上記式（Ｖ）で表されるフェノール化合物
（ｂ’）が好ましい。

【００２８】硬化剤（Ｂ）中に含有されるフェノール化
合物（ｂ）の割合に関しては特に制限がなく必須成分と
してフェノール化合物（ｂ）が含有されれば本発明の効
果は発揮されるが、より十分な効果を発揮させるために
は、フェノール化合物（ｂ）を硬化剤（Ｂ）中に通常５
〜１００重量％、好ましくは２０〜８０重量％含有せし
める必要がある。

【００２９】本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量は
通常２〜１０重量％、好ましくは３〜８重量％である。
さらには、エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比
は、機械的性質および耐湿信頼性の点から（Ａ）に対す
る（Ｂ）の化学当量比が０．５〜１．５、特に０．８〜
１．２の範囲にあることが好ましい。

【００３０】また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）
と硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化触媒を用
いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば
特に限定されず、たとえば２−メチルイミダゾール、
２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−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、２−ヘプタデシルイミ
ダゾールなどのイミダゾール化合物、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、２−（ジメチルアミノメチル）フェノー
ル、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェ
ノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデ
セン−７などの３級アミン化合物、ジルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラ
キス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、トリ（アセ
チルアセトナト）アルミニウムなどの有機金属化合物お
よびトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、
トリエチルホスフィン、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）ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げら
れる。なかでも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物
が好ましく、トリフェニルホスフィンが特に好ましく用
いられる。これらの硬化触媒は、用途によっては二種以
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）
１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲が好ま
しい。

【００３１】本発明における充填剤（Ｃ）としては、溶
融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ
酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベス
ト、ガラス繊維などが挙げられるが、なかでも溶融シリ
カは線膨張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に
有効なため好ましく用いられる。

【００３２】ここでいう溶融シリカは真比重２．３以下
の非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状
態を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができ
る。たとえば、結晶性シリカを溶融する方法、各種原料
から合成する方法などが挙げられる。

【００３３】溶融シリカの形状および粒径は特に限定さ
れないが、平均粒径１０μｍ以下の破砕溶融シリカ９９
〜５０重量％と平均粒径４μｍ以下の球状溶融シリカ１
〜５０重量％からなる溶融シリカが半田耐熱性の向上効
果がおおきいため好ましく用いられる。なかでも、平均
粒径１０μｍ以下の破砕溶融シリカ、特に３μｍ以上１
０μｍ以下の破砕溶融シリカ９９〜５０重量％、特に９
９〜７０重量％と平均粒径４μｍ以下、特に０．１μｍ
以上４μｍ以下の球状溶融シリカ１〜５０重量％、特に
１〜３０重量％からなり、球状溶融シリカの平均粒径が
破砕溶融シリカの平均粒径より小さく、特に１／２以下
の溶融シリカが最も好ましく用いられる。ここでいう平
均粒径は、累積重量５０％になる粒径（メジアン径）を
意味し、平均粒径が異なる２種類異常の破砕または球状
溶融シリカを併用した場合は、その混合物の破砕または
球状溶融シリカの平均粒径を意味する。

【００３４】本発明において、充填剤（Ｃ）の割合は成
形性および低応力性の点から全体の７５〜９５重量％で
ある。充填剤（Ｃ）として溶融シリカを用いた場合は７
５〜９０重量％が好ましく、７５〜８８重量％が特に好
ましい。

【００３５】本発明において、充填剤をシランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング
剤であらかじめ表面処理することが、信頼性の点で好ま
しい。カップリング剤としてエポキシシラン、アミノシ
ラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤が
好ましく用いられる。

【００３６】本発明においては、スチレン系ブロック共
重合体（Ｄ）およびまたはスチレン系ブロック共重合体
に不飽和カルボン酸またはその誘導体を共重合またはグ
ラフト反応させた変性スチレン系ブロック共重合体
（Ｅ）を添加することが半田耐熱性、耐湿信頼性の点で
好ましい。

【００３７】スチレン系ブロック共重合体（Ｄ）は、ガ
ラス転移温度が通常２５℃以上、好ましくは５０℃以上
の芳香族ビニル炭化水素重合体ブロックとガラス転移温
度が０℃以下、好ましくは−２５℃以下の共役ジエン重
合体ブロックからなる線状、放射状、分岐状のブロック
共重合体が含まれる。前記の芳香族ビニル炭化水素とし
ては、スチレン、α−メチルスチレン、ο−メチルスチ
レン、ｐ−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレ
ン、ビニルナフタレンなどがあり、なかでもスチレンが
好ましく用いられる。

【００３８】前記の共役ジエンとしては、ブタジエン、
（１，３−ブタジエン）、イソプレン（２−メチル−
１，３−ブタジエン）、メチルイソプレン（２，３−ジ
メチル−１，３−ブタジエン）、１，３−ペンタジエン
などがあり、なかでもブタジエン、イソプレンが好まし
く用いられる。スチレン系ブロック共重合体中に占める
ガラス相ブロックである芳香族ビニル炭化水素重合体ブ
ロックの割合は１０〜５０重量％、ゴム相ブロックであ
る共役ジエン重合体ブロックの割合は９０〜５０重量％
が好ましい。ガラス相ブロックとゴム相ブロックとの組
合せは多数あり、そのいずれでもよいが、中間のゴム相
ブロックの両端にガラス相ブロックが結合したトリブロ
ック共重合体が好ましい。この場合のガラス相ブロック
の数平均分子量は好ましくは３０００〜１５００００、
特に好ましくは５０００〜６００００である。また、ゴ
ム相ブロックの数平均分子量は好ましくは５０００〜３
０００００、特に好ましくは１００００〜１５００００
である。

【００３９】スチレン系ブロック共重合体は公知のリビ
ングアニオン重合法を用いて製造できるが、特にこれに
限定されることはなく、カチオン重合法、ラジカル重合
法によっても製造することができる。スチレン系ブロッ
ク共重合体には、上記説明したブロック共重合体の不飽
和結合の一部が水素添加により還元された、水添ブロッ
ク共重合体も含まれる。ここで、芳香族ビニル炭化水素
重合体ブロックの芳香族二重結合の２５％以下および共
役ジエン重合体ブロックの脂肪族二重結合の８０％以上
が水添されていることが好ましい。スチレン系ブロック
共重合体の好ましい具体例としては、ポリスチレン／ポ
リブタジエン／ポリスチレントリブロック共重合体（Ｓ
ＢＳ）、ポリスチレン／ポリイソプレン／ポリスチレン
トリブロック共重合体（ＳＩＳ）、ＳＢＳの水添共重合
体（ＳＥＢＳ）およびＳＩＳの水添共重合体が挙げられ
る。なかでも耐熱性の点からＳＢＳの水添共重合体（Ｓ
ＥＢＳ）およびＳＩＳの水添共重合体が特に好ましく用
いられる。

【００４０】本発明における変性スチレン系ブロック共
重合体（Ｅ）はスチレン系ブロック共重合体に不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体を共重合またはグラフト反応
させて得られるが、通常グラフト反応により製造され
る。ここで不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メ
タクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ブテンジカルボ
ン酸が好ましく用いられる。また、その誘導体としては
アルキルエステル、グリシジルエステル、酸無水物、イ
ミドなどが好ましく用いられる。好ましい具体例として
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル
酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸ジ
グリシジルエステル、シトラコン酸ジグリシジルエステ
ル、ブテンジカルボン酸ジグリシジルエステル、ブテン
ジカルボン酸モノグリシジルエステル、無水マレイン
酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、マレイン酸イ
ミド、Ｎ−フェニルマレイン酸イミド、イタコン酸イミ
ド、シトラコン酸イミドなどが挙げられ、なかでもメタ
クリル酸グリシジル、無水マレイン酸、Ｎ−フェニルマ
レイン酸イミド、マレイン酸イミドが好ましく用いられ
る。これらの不飽和カルボン酸またはその誘導体は、用
途によっては２種以上を併用してもよい。

【００４１】不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラ
フト反応量は、半田耐熱性の点で０．０１〜１０重量％
が好ましく、０．０５〜５重量％が特に好ましい。なお
ここでいうグラフト反応とは、不飽和カルボン酸または
その誘導体がスチレン系ブロック共重合体と化学的に結
合することを意味する。

【００４２】変性スチレン系ブロック共重合体（Ｅ）は
公知の方法、たとえば、スチレン系ブロック共重合体と
不飽和カルボン酸またはその誘導体を、溶融状態または
溶液状態において、ラジカル開始剤の存在下または不存
在下にスチレン系ブロック共重合体に不飽和カルボン酸
またはその誘導体をグラフト反応させることにより得ら
れる。好ましくは単軸もしくは二軸の押出機、バンバリ
ーミキサー、ニーダー、ロールなどの溶融混練装置を用
い、１００〜３５０℃で溶融混練して製造できる。ま
た、溶融混練の際にラジカル開始剤として有機過酸化物
を添加すればより効果的にグラフト反応させることがで
きる。有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイ
ド、１，１−ビス−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，
３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，
４−ビス−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシバレイト、ｔｅ
ｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ
−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ジ（ｔｅｒｔ−ブ
チルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジ
メチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘ
キサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブ
チルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔｅｒｔ−ブチルパー
オキシクメンなどが挙げられる。有機過酸化物の添加量
は、スチレン系ブロック共重合体１００重量部に対して
０．００１〜１重量部が好ましい。

【００４３】スチレン系ブロック共重合体（Ｄ）および
または変性スチレン系ブロック共重合体（Ｅ）の添加量
は半田耐熱性の点から半導体装置封止用エポキシ系樹脂
組成物中０．１〜１０重量％が好ましく、１〜６重量％
が特に好ましい。

【００４４】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、オレ
フィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジ
エンゴム、変性シリコーンオイルなどのエラストマー、
ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂
肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のア
ミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機過酸
化物などの架橋剤を任意に添加することができる。

【００４５】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニー
ダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニー
ダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することに
より製造される。

【００４６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の％は、重量％を示す。

【００４７】実施例１〜４、比較例１〜８ 表１、２、３、４に示した成分を、表５に示した組成比
でミキサーによりドライブレンドした。これを、ロール
表面温度９０℃のミキシングロールを用いて５分間加熱
混練後、冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を製造した。

【００４８】

【表１】

【化７】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】

【００５２】

【表５】

【００５３】この組成物を用い、低圧トランスファー成
形法により１７５℃×２分の条件で成形し、１８０℃×
５時間の条件でポストキュアして次の物性測定法により
各組成物の物性を測定した。

【００５４】半田耐熱性：表面にＡｌ蒸着した模擬素子
を搭載したチップサイズ１２×１２ｍｍの１６０ｐｉｎ
ＱＦＰ ２０個を成形しポストキュアし、８５℃／８
５％ＲＨで７２時間加湿後、最高温度２４０℃のＩＲリ
フロー炉で加熱処理し、超音波探傷機でチップと樹脂界
面の剥離の有無を調べた。故障率として、剥離の発生し
たＱＦＰの割合を求めた。

【００５５】耐湿信頼性：半田耐熱評価後のＱＦＰを用
い、１２１℃／１００％ＲＨのＰＣＴ条件下で、Ａｌ配
線の断線を故障として累積故障率５０％になる時間を求
め寿命とした。

【００５６】低応力性：ダミーチップを搭載した１６０
ｐｉｎＱＦＰ２０個を成形し、ポストキュアーし、−６
５℃〜１５０℃の温度サイクル試験でクラックの発生し
たサイクル数を求めた。

【００５７】これらの評価結果を表６に示す。

【００５８】

【表６】

【００５９】表６にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物（実施例１〜４）は、半田耐熱性、耐湿信頼
性、低応力性に優れている。これに対して硬化剤（Ｂ）
中に硬化剤（ｂ）を含有しない比較例１〜７は半田耐熱
性、耐湿信頼性、低応力性が劣っている。

【００６０】また、充填剤の添加量が７０重量％以下の
比較例８は、硬化剤（ｂ）、スチレン系ブロック共重合
体を添加しているにもかかわらず、半田耐熱性、耐湿信
頼性、低応力性に劣っている。

【００６１】

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、硬化剤に特定の構造を持つ２官能硬化剤を配合し
たために、半田耐熱性、耐湿信頼性、低応力性に優れて
いる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/29,23/31 C08G 59/62 C08L 63/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、充填
   剤（Ｃ）を含み、さらにスチレン系ブロック共重合体
   （Ｄ）および／またはスチレン系ブロック共重合体に不
   飽和カルボン酸またはその誘導体を共重合またはグラフ
   ト重合させた変性スチレン系ブロック共重合体（Ｅ）を
   含んでなるエポキシ樹脂組成物であって、前記硬化剤
   （Ｂ）が次の一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は同一でも異なっていてもよく、それ
   ぞれ水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル
   基、アリル基、フェニル基、ベンジル基またはシクロヘ
   キシル基を示す。ただし、Ｒ ¹ 、Ｒ ² が水素原子である場
   合、Ｒ ¹ 、Ｒ ² がメチル基でかつＲ ³ 〜Ｒ ⁶ が水素原子であ
   る場合およびＲ ¹ とＲ ² が水素原子とフェニル基の組み合
   わせの場合を除く。）で表される骨格を有するフェノー
   ル化合物（ｂ）を必須成分として含有し、前記充填剤
   （Ｃ）の割合が全体の７０〜９５重量％であることを特
   徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。