JP3295643B2 - 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、封止用エポキシ樹
脂成形材料、特に環境対応の観点から要求されるノンハ
ロゲン系の封止用エポキシ樹脂成形材料で、耐湿性、耐
リフロークラック性、高温放置特性など厳しい信頼性を
要求されるＶＬＳＩの封止用に好適な成形材料及びその
成形材料で素子を封止した電子部品装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トランジスタ、ＩＣなどの電
子部品封止の分野ではエポキシ樹脂成形材料が広く用い
られている。この理由としては、エポキシ樹脂が電気特
性、耐湿性、耐熱性、機械特性、インサート品との接着
性などの諸特性にバランスがとれているためである。こ
れらのエポキシ樹脂成形材料の難燃化は主にテトラブロ
モビスフェノールＡのジグリシジルエーテル等のブロム
化樹脂と酸化アンチモンの組合せにより行われている。
また、ブロム化樹脂や酸化アンチモンを用いずに難燃化
を達成する手法として、特開平９−２３５４４９号に開
示されている燐酸エステル化合物等、燐化合物を用いる
系が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境保護の観点
からダイオキシンの問題に端を発し、デカブロムをはじ
めハロゲン化樹脂についても規制の動きがある。同様に
アンチモン化合物も毒性面から規制の動きがあり、封止
用エポキシ樹脂成形材料についても脱ハロゲン化（脱ブ
ロム化）、脱アンチモン化の要求が出てきている。ま
た、プラスチック封止ＩＣの高温放置特性にブロムイオ
ンが悪影響を及ぼすことが知られており、この観点から
もブロム化樹脂量の低減が望まれている。この脱ハロゲ
ン、脱アンチモン化の要求に対して、燐化合物、窒素化
合物及び金属化合物等、種々の難燃剤が検討されてい
る。特に燐化合物は難燃性が高く、今後の電気電子材料
用難燃剤として期待されている。しかし、先に示した特
開平９−２３５４４９号に開示されているような、燐酸
エステル化合物を単独で用いる場合、可塑化による成形
性の低下が問題となった。本発明はかかる状況に鑑みな
されたもので、脱ハロゲン化、脱アンチモン化で、成形
性が良好で、かつ高温保管特性等の信頼性の優れた封止
用エポキシ樹脂材料を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】発明者らは上記の課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の燐化合物
及び硬化促進剤を配合することにより上記の目的を達成
しうることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明は、 （１）（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を持つエ
ポキシ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上のフェノール性
水酸基を持つ化合物、（Ｃ）次式（Ｉ）で示される化合
物、（Ｄ）第三ホスフィンとキノン類との付加物、
（Ｅ）無機充填剤を必須成分とする封止用エポキシ樹脂
成形材料、

【化６】 （式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、
全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示
す。） （２）（Ｃ）成分の含有量が、無機充填剤（Ｅ）を除く
配合成分の合計量に対して燐原子の量が０．２〜３．０
重量％となる量であることを特徴とする上記（１）記載
の封止用エポキシ樹脂成形材料、 （３）（Ｄ）成分が第三ホスフィンとｐ−ベンゾキノン
との付加物である上記（１）または（２）記載の封止用
エポキシ樹脂成形材料、 （４）（Ｄ）成分が次式（II）で示される第三ホスフィ
ンとｐ−ベンゾキノンとの付加物である上記（１）また
は（２）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、

【化７】 （式中のＲは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキ
シ基、ｍは１〜３の整数を示し、ｍが２または３の場
合、Ｒは互いに同一でも異なっていてもよい。） （５）（Ｄ）成分がトリス（４−メチルフェニル）ホス
フィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物である上記（１）
または（２）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、 （６）窒素原子を５〜８０重量％含有する化合物（Ｆ）
をさらに含有し、その化合物（Ｆ）の含有量が、無機充
填剤（Ｅ）を除く配合成分の合計量に対して窒素原子の
量が０．２〜１０．０重量％となる量であることを特徴
とするする上記（１）〜（５）記載のいずれかの封止用
エポキシ樹脂成形材料、 （７）次式（III）で示されるアミノシラン（Ｇ）を含
有することを特徴とするする上記（１）〜（６）記載の
いずれかの封止用エポキシ樹脂成形材料、

【化８】 （式中のＲ^１は水素または炭素数１〜６のアルキル基ま
たは炭素数１〜２のアルコキシ基、Ｒ^２は炭素数１〜６
のアルキル基またはフェニル基、Ｒ^３はメチル基または
エチル基で、ｎは１〜６の数を示し、ｍは１〜３の整数
を示す。） （８）（Ａ）成分が次式（IV）のエポキシ樹脂を含むこ
とを特徴とする上記（１）〜（７）記載のいずれかの封
止用エポキシ樹脂成形材料、

【化９】 （ここで、Ｒ^１〜Ｒ^４は水素または炭素数１〜１０の炭
化水素基を示し、互いに同一でも異なってもよい。ｎは
０〜３を示す。） （９）（Ｂ）成分が次式（Ｖ）又は（XXIV）の化合物を
含むことを特徴とする上記（１）〜（８）記載のいずれ
かの封止用エポキシ樹脂成形材料、

【化１０】 （ここで、式（Ｖ）及び式（XXIV）中のＲは水素または
炭素数１〜１０の炭化水素基で、ｎは０〜８を示す。） （１０）上記（１）〜（９）記載のいずれかの封止用エ
ポキシ樹脂成形材料により封止された素子を備える電子
部品装置、である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる（Ａ）
成分のエポキシ樹脂としては、封止用エポキシ樹脂成形
材料で一般に使用されているもので特に限定はないが、
たとえば、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をはじめとする
フェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキ
シ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、
ビスフェノールＳ、アルキル置換ビフェノールなどのジ
グリシジルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、イソ
シアヌル酸などのポリアミンとエピクロルヒドリンの反
応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジ
シクロペンタジエンとフェノ−ル類の共縮合樹脂のエポ
キシ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、ナフト
ールアラルキル樹脂のエポキシ化物、トリメチロールプ
ロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、オ
レフィン結合を過酢酸などの過酸で酸化して得られる線
状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ樹脂などが
挙げられ、接着性、吸湿性の点からは次式（IV）のビフ
ェニル型ジエポキシ樹脂が好適である。これにより耐リ
フロークラック性及び耐湿性に優れた成形材料が得られ
る。

【化１１】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素または炭素数１〜１０の炭化
水素基を示し、互いに同一でも異なっていてもよい。ｎ
は０〜３を示す。）

【０００７】これを例示すると、４，４’−ビス（２，
３−エポキシプロポキシ）ビフェニルや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を主成分とするエポキシ樹
脂、エピクロルヒドリンと４，４’−ビス（２，３−エ
ポキシプロポキシ）ビフェノールや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ノールとを反応して得られるエポ
キシ樹脂等が挙げられる。中でも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を主成分とするエポキシ樹脂が好ま
しい。このビフェニル型ジエポキシ樹脂は、エポキシ樹
脂全量に対し６０重量％以上使用することが好ましい。
６０重量％未満では当該エポキシ樹脂の低吸湿性、高接
着性の特長が発揮されず、耐はんだ性に対して効果が小
さいためである。これらのエポキシ樹脂を単独又は２種
類以上併用して使用することができる。

【０００８】本発明において用いられる（Ｂ）成分の１
分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物
は、エポキシ樹脂の硬化剤であり、例えばフェノール、
クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのフェノール
類又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシ
ナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒ
ド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒
下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、ポリパラビニ
ルフェノール樹脂、フェノール類とジメトキシパラキシ
レンから合成されるキシリレン基を有するフェノール・
アラルキル樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノール樹
脂などが挙げられ、これらを単独又は２種類以上併用し
て使用することができる。特に耐リフロー性の面から
は、次の式（Ｖ）で表されるフェノール・アラルキル樹
脂や式（XXIV）で表されるビフェニル骨格を有するフェ
ノール樹脂が好適である。

【化１２】 （ここで、式（Ｖ）及び式（XXIV）中のＲは水素または
炭素数１〜１０の炭化水素基で、ｎは０〜８を示す。） 中でも次の式（VI）や式（XXV）で示され、ｎが平均的
に０〜８のものが好ましい。

【化１３】

【０００９】（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分の
フェノール化合物との当量比（（Ｂ）成分の水酸基数／
（Ａ）成分のエポキシ基数）は、特に限定はされない
が、それぞれの未反応分を少なく抑えるために０．７〜
１．３の範囲に設定することが好ましい。

【００１０】本発明において用いられる（Ｃ）成分の燐
化合物は次式（Ｉ）で示される化合物であり、

【化１４】 （式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、
全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示
す。）たとえば、次の式（VII）〜（XI）で示される化
合物などが挙げられる。

【化１５】

【化１６】 中でも耐湿性という観点からは（VII）が好適に用いら
れる。

【００１１】これら（Ｃ）成分の燐化合物の添加量は特
に限定はされないが、充填剤を除く他の全配合成分に対
して、燐原子の量で０．２〜３．０重量％の範囲内であ
ることが好ましい。０．２重量％より少ない場合は難燃
効果が低く、３．０重量％を超えた場合は耐湿性の低下
や、成形時にこれらの燐化合物がしみ出し、外観を阻害
しがちである。

【００１２】本発明において用いられる（Ｄ）成分の第
三ホスフィンとキノン類との付加物は、エポキシ樹脂と
フェノール性水酸基を有する化合物との硬化反応を促進
する硬化促進剤である。（Ｄ）成分に用いられる第三ホ
スフィンとしては特に限定するものではないが、ジブチ
ルフェニルホスフィン、ブチルジフェニルホスフィン、
エチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィ
ン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン、トリス
（４−エチルフェニル）ホスフィン、トリス（４−プロ
ピルフェニル）ホスフィン、トリス（４−ブチルフェニ
ル）ホスフィン、トリス（イソプロピルフェニル）ホス
フィン、トリス（ｔ−ブチルフェニル）ホスフィン、ト
リス（２，４−ジメチルフェニル）ホスフィン、トリス
（２，６−ジメチルフェニル）ホスフィン、トリス
（２，４，６−トリメチルフェニル）ホスフィン、トリ
ス（２，６−ジメチル−４−エトキシフェニル）ホスフ
ィン、トリス（４−メトキシフェニル）ホスフィン、ト
リス（４−エトキシフェニル）ホスフィンなどのアリー
ル基を有する第三ホスフィンが好ましい。また（Ｄ）成
分に用いられるキノン類としてはｏ−ベンゾキノン、ｐ
−ベンゾキノン、ジフェノキノン、１，４−ナフトキノ
ン、アントラキノンなどが挙げられ、なかでもｐ−ベン
ゾキノンが耐湿性、保存安定性の点から好ましい。

【００１３】（Ｄ）成分の付加物の製造方法としては特
に限定はされないが、原料となる第三ホスフィンとキノ
ン類がともに溶解する溶媒中で両者を撹拌混合する方法
等が挙げられる。この場合の製造条件としては、室温か
ら８０℃の範囲で、原料の溶解度が高く生成した付加物
の溶解度が低いメチルイソブチルケトン、メチルエチル
ケトン、アセトンなどのケトン類などの溶媒中で、１時
間〜１２時間撹拌し、付加反応させることが好ましい。

【００１４】本発明の主目的である成形性、高温放置特
性に良好な（Ｄ）成分としては、次式（II）で示される
第三ホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物が好まし
く、次式（XII）で示される構造のもの等が挙げられ
る。

【化１７】

【化１８】 ここで、上記式（II）及び式（XII）中のＲは炭素数１
〜４のアルキル基またはアルコキシ基、ｍは１〜３の整
数を示し、ｍが２または３の場合、Ｒは互いに同一でも
異なっていてもよい。

【００１５】この付加物を例示すると、トリス（４−メ
チルフェニル）ホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加
物、トリス（４−エチルフェニル）ホスフィンとｐ−ベ
ンゾキノンとの付加物、トリス（４−プロピルフェニ
ル）ホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物、トリス
（４−ブチルフェニル）ホスフィンとｐ−ベンゾキノン
との付加物、トリス（イソプロピルフェニル）ホスフィ
ンとｐ−ベンゾキノンとの付加物、トリス（ｔ−ブチル
フェニル）ホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物、
トリス（２，４−ジメチルフェニル）ホスフィンとｐ−
ベンゾキノンとの付加物、トリス（２，６−ジメチルフ
ェニル）ホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物、ト
リス（２，４，６−トリメチルフェニル）ホスフィンと
ｐ−ベンゾキノンとの付加物、トリス（２，６−ジメチ
ル−４−エトキシフェニル）ホスフィンとｐ−ベンゾキ
ノンとの付加物、トリス（４−メトキシフェニル）ホス
フィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物、トリス（４−エ
トキシフェニル）とｐ−ベンゾキノンとの付加物等が挙
げられ、中でもパッケージの成形性という観点からはト
リス（４−メチルフェニル）ホスフィンとｐ−ベンゾキ
ノンとの付加物が好適に用いられる。これらは、単独で
も２種以上併用して用いても良い。

【００１６】これら（Ｄ）成分の硬化促進剤の構造を例
示すると、次式（XIII）〜（XV）が挙げられ、中でも式
（XIII）が好適である。

【化１９】

【００１７】また本発明の成形材料には、（Ｄ）成分以
外に、エポキシ樹脂とフェノール性水酸基を有する化合
物の硬化反応を促進する硬化促進剤として一般に用いら
れているものを１種以上併用することができる。これら
の硬化促進剤としては、例えば、１，８−ジアザビシク
ロ（５，４，０）ウンデセン−７などのジアザビシクロ
アルケン及びその誘導体、トリエチレンジアミン、ベン
ジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチル
アミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フ
ェノールなどの三級アミン類、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、２−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール類、トリブチルホスフィン、メチルジフ
ェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの有機
ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフ
ェニルボレートなどのテトラ置換ホスホニウム・テトラ
置換ボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール・
テトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリン・テト
ラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩など
がある。

【００１８】これらの硬化促進剤を併用する場合、
（Ｄ）成分の配合量は、全硬化促進剤量に対して６０重
量％以上が好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上
である。（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェ
ノール化合物を使用した成形材料においては、上記第三
アミン類は（Ｄ）成分を用いた場合と比較し耐湿性、保
存安定性が悪くなり、上記有機ホスフィン類は酸化によ
る硬化性低下の影響を受けやすい欠点があり、上記テト
ラフェニルボロン塩を用いた場合は接着性に欠点が出や
すいため、（Ｄ）成分の配合量が６０％未満であると本
発明の効果が少なくなる。

【００１９】（Ｄ）成分を含む硬化促進剤の全配合量
は、硬化促進効果が達成される量であれば特に限定され
るものではないが、成形材料全体に対して０．００５〜
２重量％が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜０．
５重量％である。

【００２０】本発明においては、（Ｃ）成分の特定の燐
化合物と（Ｄ）成分の特定の硬化促進剤を用いることで
信頼性、成形性の優れたノンハロゲン、ノンアンチモン
の難燃性封止用エポキシ樹脂成形材料を提供するもので
ある。燐化合物が難燃化に良いことは一般的に知られて
いるが、本発明は、特に半導体封止用エポキシ樹脂成形
材料として、優れた信頼性、成形性を発揮できる特定の
燐化合物と硬化促進剤の組合せを提供するものである。

【００２１】本発明の（Ｅ）成分の無機充填剤は、吸湿
性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向上のため
に成形材料に配合されるものであり、結晶シリカ、溶融
シリカ、ガラス、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウ
ム、炭酸カルシウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アル
ミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フ
ォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チ
タニアなどの粉体、またはこれらを球形化したビーズな
どが使用でき、１種類以上用いることができる。さら
に、難燃効果のある無機充填剤としては水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛などが挙げられ、
これらを単独または併用して用いることもできる。上記
の無機充填剤の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融
シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好まし好
ましい。充填剤の形状は成形時の流動性及び金型摩耗性
の点から球形が好ましく、（Ｅ）成分の無機充填剤の７
０重量％以上を球状粒子とすることが好ましい。

【００２２】無機充填剤（Ｅ）の配合量は、吸湿性、線
膨張係数の低減及び強度向上の観点から、本発明の封止
用エポキシ樹脂成形材料の全配合成分の合計量に対して
７０重量％以上であることが好ましい。７０重量％未満
では吸湿性低減および強度向上の効果が十分に発揮され
ないため耐リフロー性が低下しがちである。さらに好ま
しくは、８０〜９５重量％である。９５重量％を超えた
場合は成形時の流動性に支障をきたしがちである。

【００２３】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、難燃性を向上させる観点からは、（Ｆ）成分の５〜
８０重量％の窒素原子を含む窒素化合物を添加すること
が好ましい。

【００２４】この窒素化合物としては、特に限定するも
のではないが、メラミン、メラミン誘導体、トリアジン
環を有する化合物、シアヌル酸誘導体、イソシアヌル酸
誘導体等が挙げられ、次式（XVI）で示される化合物も
用いることができる。

【化２０】 （Ｒ¹は炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｒ²はアミノ
基または炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、ｍ、ｎは
それぞれ１〜１０の整数を示す） ここで、Ｒ²のアミノ基としては１級、２級および３級
アミノ基のいずれも使用できる。たとえば、１級アミノ
基としてはアミノ基、２級アミノ基としてはモノメチル
アミノ基、モノエチルアミノ基、モノブチルアミノ基、
アニリノ基、ナフチルアミノ基等、３級アミノ基として
はジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミ
ノ基等が挙げられる。Ｒ²の炭化水素基としてはたとえ
ば、メチル基、エチル基等のアルキル基、フェニル基等
が挙げられる。

【００２５】上記式（XVI）の化合物は、フェノール性
水酸基を持つ化合物とトリアジン環を持つ化合物との共
縮重合物で、次に示すｍ個の構造（１）とｎ個の構造
（２）とを骨格中にランダムに含むものである。ただ
し、Ｒ¹は炭素数１〜４の炭化水素基、Ｒ²はアミノ基ま
たは炭素数１〜１０の炭化水素基、ｍ、ｎはそれぞれ１
〜１０の整数である。

【化２１】

【００２６】この化合物を例示するならば、次式（XVI
I）〜（XXII）等が挙げられる。

【化２２】

【化２３】

【００２７】これらの化合物の軟化点は５０〜１１０℃
のものが好適に使用できる。５０℃より低い場合はブロ
ッキング性が悪く、また成形時のボイド発生を来しやす
い。１１０℃より高い場合は材料中での分散性が悪く、
流動性や熱時硬度等が低下しがちである。より好ましく
は７０〜１００℃である。これらの窒素化合物は単独又
は２種以上併用して使用することができる。この窒素化
合物（Ｆ）の添加量は、充填剤を除く他の全配合成分に
対して、窒素原子の量で０．２〜１０．０重量％の範囲
内であることが必要である。０．２重量％より少ない場
合は難燃効果が発揮されず、１０．０重量％を超えた場
合は吸水率の増加が顕著になり、耐湿性の低下を生じ
る。好ましくは０．５〜７．０重量％である。

【００２８】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、カップリング剤を添加することができるが、特に次
式（III）で示されるアミノシラン（Ｇ）を用いること
が好ましく、カップリング剤全量の６０重量％以上を
（Ｇ）成分のアミノシランとすることが好ましい。

【化２４】 （式中のＲ¹は水素または炭素数１〜６のアルキル基ま
たは炭素数１〜２のアルコキシ基、Ｒ²は炭素数１〜６
のアルキル基またはフェニル基、Ｒ³はメチル基または
エチル基で、ｎは１〜６の数を示し、ｍは１〜３の整数
を示す。）

【００２９】（Ｇ）成分のアミノシランを例示すると、
γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリ
ノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチル
ジエトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシ
ラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−ア
ニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメ
チルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェ
ニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メト
キシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシ
シラン等が挙げられ、中でもパッケージの成形性という
観点からはγ−アニリノプロピルトリメトキシシランが
好適に用いられる。（Ｇ）成分のアミノシランの配合量
は、（Ｅ）成分の無機充填剤に対して０．０５〜５．０
重量％であることが好ましく、さらに好ましくは０．１
〜２．５重量％である。０．０５重量％未満ではフレー
ムとの接着性が低下しやすく、５．０重量％を超える場
合にはパッケージの成形性が低下しがちである。

【００３０】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、（Ｇ）成分のアミノシラン以外に従来公知のカップ
リング剤を併用してもよい。たとえば、ビニルトリクロ
ロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス
（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、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、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセ
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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−
［ビス（β−ヒドロキシエチル）］アミノプロピルトリ
エトキシシラン、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、γ−（β−アミノエチ
ル）アミノプロピルジメトキシメチルシラン、Ｎ−（ト
リメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−
（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エチレンジア
ミン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラ
ン、ビニ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等のシラン系カップリング
剤、あるいはイソプロピルトリイソステアロイルチタネ
ート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェ
ート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチ
ル−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス
（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ
（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス
（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオ
クチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネー
ト、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチ
タネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、
イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネー
ト、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタ
ネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタ
ネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）
チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネー
ト、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイ
ト）チタネート等のチタネート系カップリング剤を１種
以上併用することができる。

【００３１】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、ＩＣの耐湿性を向上させる観点からは陰イオン交換
体を添加することが好ましい。陰イオン交換体としては
特に制限はなく、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、チタン、ジルコニウム、ビスマスから選
ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独ま
たはいくつでも併用して用いることができる。中でも、
次式（XXIII）で示されるハイドロタルサイトが好まし
い。

【化２５】 Ｍｇ_1-XＡｌ_X（ＯＨ）₂（ＣＯ₃）_X/2・ｍＨ₂Ｏ ……（XXIII） （０＜Ｘ≦０．５、ｍは正数）

【００３２】その他の添加剤として高級脂肪酸、高級脂
肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリオレフィン系ワ
ックスなどの離型剤、カーボンブラックなどの着色剤な
どを用いることができる。

【００３３】本発明における成形材料は、各種原材料を
均一に分散混合できるのであれば、いかなる手法を用い
ても調製できるが、一般的な手法として、所定の配合量
の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシ
ングロール、押出機等によって溶融混練した後、冷却、
粉砕する方法を挙げることができる。成形条件に合うよ
うな寸法及び重量でタブレット化すると使いやすい。

【００３４】リードフレーム、配線済みのテープキャリ
ア、配線板、ガラス、シリコンウエハなどの支持部材
に、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリ
スタなどの能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイルなど
の受動素子等の素子を搭載し、必要な部分を本発明の封
止用成形材料で封止して、電子部品装置を製造すること
ができる。このような電子部品装置としては、たとえ
ば、テープキャリアにバンプで接続した半導体チップ
を、本発明の成形材料で封止したＴＣＰを挙げることが
できる。また、配線板やガラス上に形成した配線に、ワ
イヤーボンディング、フリップチップボンディング、は
んだなどで接続した半導体チップ、トランジスタ、ダイ
オード、サイリスタなどの能動素子及び／又はコンデン
サ、抵抗体、コイルなどの受動素子を、本発明の成形材
料で封止したＣＯＢモジュール、ハイブリッドＩＣ、マ
ルチチップモジュールなどを挙げることができる。封止
する方法としては、低圧トランスファー成形法が最も一
般的であるが、インジェクション成形法、圧縮成形法等
を用いてもよい。

【００３５】

【実施例】次に実施例により本発明を説明するが、本発
明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００３６】実施例１〜５ エポキシ当量１８８、融点１０６℃のビフェニル骨格型
エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製；エピコートＹＸ
−４０００Ｈ）、水酸基当量１６７、軟化点７０℃のフ
ェノール・アラルキル樹脂（三井東圧製；ミレックスＸ
Ｌ−２２５）、水酸基当量１９９、軟化点７３℃のビフ
ェニルフェノール樹脂（明和化成製；ＭＥＨ−７８５
１）、カルナバワックス、カーボンブラック、本発明の
（Ｃ）成分として下記式（VII）の燐化合物１、本発明
の（Ｄ）成分として下記式（XIII）の硬化促進剤１、無
機充填剤として平均粒径１７．５μｍ、比表面積３．８
ｍ²／ｇの球状溶融シリカ、（Ｆ）成分の窒素化合物と
してメラミンまたは下記式（XVII）の窒素含有量５重量
％、軟化点８０℃のメラミン変性フェノール樹脂、カッ
プリング剤としてγ−アニリノプロピルトリメトキシシ
ラン（アニリノシラン）またはγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン（エポキシシラン）を、それぞれ
表１に示す重量比で配合し、混練温度８０〜９０℃、混
練時間１０分の条件でロール混練を行い、実施例１〜５
の成形材料を作製した。なお、表１の配合成分の配合単
位は重量部である。また、（Ｃ）成分として用いた燐化
合物１の配合量を充填剤を除く配合成分の合計量に対す
る燐原子の量に換算した値を燐濃度（重量％）として、
（Ｆ）成分の窒素化合物として用いたメラミンまたはメ
ラミン変性フェノール樹脂の配合量を充填剤を除く配合
成分の合計量に対する窒素原子の量に換算した値を窒素
濃度（重量％）として、それぞれ表１に示した。

【００３７】

【化２６】

【化２７】

【化２８】

【００３８】比較例１〜６ 硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを用い、比較
例６でエポキシ当量３７５、軟化点８０℃、臭素含量４
８重量％のブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と
三酸化アンチモンを追加した以外は実施例と同様に、表
１に示す配合で、比較例１〜６の成形材料を作製した。

【００３９】

【表１】

【００４０】作製した合計１１種類の成形材料を、次の
各試験により評価した。 （１）スパイラルフロー（流動性の指標） ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金
型を用いて成形し、流動距離を求めた。 （２）熱時硬度 直径５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの円板状に成形し、成形後直
ちにショアＤ型硬度計を用いて測定した。 （３）耐リフロークラック性 ８×１０ｍｍのシリコーンチップを搭載した外形寸法２
０×１４×２ｍｍの８０ピンフラットパッケージをトラ
ンスファ成形により作製し、８５℃／８５％の条件で加
湿して所定時間毎に２４０℃／１０秒の条件でリフロー
処理を行い、クラックの有無を観察した。なお、フラッ
トパッケージは、トランスファプレスにて１８０±３
℃、６．９±０．１７ＭＰａ、９０秒の条件で成形材料
を成形し、その後１８０±５℃、５時間後硬化を行って
作製した。 （４）耐湿性 線幅１０μｍ、厚さ１μｍのアルミ配線を施した６×６
×０．４ｍｍのテスト用シリコーンチップを搭載した外
形寸法１９×１４×２．７ｍｍの８０ピンフラットパッ
ケージをトランスファ成形により作製し、前処理を行っ
た後、加湿して所定時間毎にアルミ配線腐食による断線
不良数を調べた。なお、フラットパッケージはトランス
ファプレスにて１８０±３℃、６．９±０．１７ＭＰ
ａ、９０秒の条件で成形材料を成形し、その後１８０±
５℃、５時間後硬化を行って作製した。前処理は８５
℃、８５％ＲＨ、７２時間の条件でフラットパッケージ
を加湿し、２１５℃、９０秒間ベーパーフェーズリフロ
ー処理を行った。その後、加湿試験は２．０２×１０５
Ｐａ、１２１℃の条件で行った。 （５）高温放置特性 外形サイズ５×９ｍｍで５μｍの酸化膜を有するシリコ
ンサブストレート上にライン／スペースが１０μｍのア
ルミ配線を形成したテスト素子を使用して、部分銀メッ
キを施した４２アロイのリードフレームに銀ペーストで
接続し、サーモニック型ワイヤボンダにより、２００℃
で素子のボンディングパッドとインナリードをＡｕ線に
て接続した。その後、トランスファ成形により、１６ピ
ン型ＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）を作製し、得られた試験用ＩＣを２００℃の高温槽
に保管し、所定時間毎に取り出して導通試験を行い、不
良数を調べた。なお、試験用ＩＣは、トランスファプレ
スにて１８０±３℃、６．９±０．１７ＭＰａ、９０秒
の条件で成形材料を成形し、その後１８０℃±５℃、５
時間後硬化を行って作製した。 （６）難燃性 厚さ１／１６インチの試験片を成形する金型を使用し、
トランスファプレスにて１８０±３℃、６．９±０．１
７ＭＰａ、９０秒の条件で成形材料を成形し、その後１
８０±５℃、５時間後硬化を行った。評価はＵＬ−９４
試験法に従った。評価結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】本発明における（Ｄ）成分の硬化促進剤１
を用いない比較例は、流動性、熱時硬度が低く、成形性
が劣っている。また、高温放置特性も劣っている。特に
窒素化合物を併用した比較例２、３では、耐リフローク
ラック性、耐湿性も劣っている。

【００４３】これに対して、（Ａ）〜（Ｅ）成分を全て
含み、すなわち、難燃剤として特定の燐化合物（Ｃ）、
特定の硬化促進剤（Ｄ）を配合し、成分含量も本発明の
限定を満たす実施例１〜５は、流動性、熱時硬度、耐リ
フロークラック性、耐湿性、高温放置特性のいずれも良
好であり、難燃性も全てＶ−０と良好である。

【００４４】

【発明の効果】本発明によって得られる封止用エポキシ
樹脂成形材料は実施例で示したようにノンハロゲン、ノ
ンアンチモンで難燃化を達成でき、これを用いてＩＣ、
ＬＳＩなどの電子部品を封止すれば成形性が良好であ
り、耐湿性、高温放置特性などの信頼性及び成形性に優
れた電子部品装置を得ることができ、その工業的価値は
大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (56)参考文献 特開 平９−235449（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−337709（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−17645（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−189639（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−306201（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−322898（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−21427（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−87790（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−189704（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−182792（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/00 C08K 5/523 C08G 59/62 C08G 59/40 H01L 23/29

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を
   持つエポキシ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上のフェノ
   ール性水酸基を持つ化合物、（Ｃ）次式（Ｉ）で示され
   る化合物、 【化１】 （式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、
   全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示
   す。）（Ｄ）第三ホスフィンとキノン類との付加物、
   （Ｅ）無機充填剤、を必須成分とする封止用エポキシ樹
   脂成形材料。
2. 【請求項２】（Ｃ）成分の含有量が、無機充填剤（Ｅ）
   を除く配合成分の合計量に対して燐原子の量が０．２〜
   ３．０重量％となる量であることを特徴とする請求項１
   記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
3. 【請求項３】（Ｄ）成分が第三ホスフィンとｐ−ベンゾ
   キノンとの付加物である請求項１または請求項２記載の
   封止用エポキシ樹脂成形材料。
4. 【請求項４】（Ｄ）成分が次式（II）で示される第三ホ
   スフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物である請求項１
   または請求項２記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。 【化２】 （式中のＲは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキ
   シ基、ｍは１〜３の整数を示し、ｍが２または３の場
   合、Ｒは互いに同一でも異なっていてもよい。）
5. 【請求項５】（Ｄ）成分がトリス（４−メチルフェニ
   ル）ホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物である請
   求項１または請求項２記載の封止用エポキシ樹脂成形材
   料。
6. 【請求項６】窒素原子を５〜８０重量％含有する化合物
   （Ｆ）をさらに含有し、その化合物（Ｆ）の含有量が、
   無機充填剤（Ｅ）を除く配合成分の合計量に対して窒素
   原子の量が０．２〜１０．０重量％となる量であること
   を特徴とする請求項１〜５各項記載のいずれかの封止用
   エポキシ樹脂成形材料。
7. 【請求項７】次式（III）で示されるアミノシラン
   （Ｇ）をさらに含有することを特徴とする請求項１〜６
   各項記載のいずれかの封止用エポキシ樹脂成形材料。 【化３】 （式中のＲ¹は水素または炭素数１〜６のアルキル基ま
   たは炭素数１〜２のアルコキシ基、Ｒ²は炭素数１〜６
   のアルキル基またはフェニル基、Ｒ³はメチル基または
   エチル基で、ｎは１〜６の数を示し、ｍは１〜３の整数
   を示す。）
8. 【請求項８】（Ａ）成分が次式（IV）のエポキシ樹脂を
   含むことを特徴とする請求項１〜７各項記載のいずれか
   の封止用エポキシ樹脂成形材料。 【化４】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素または炭素数１〜１０の炭化
   水素基を示し、互いに同一でも異なってもよい。ｎは０
   〜３を示す。）
9. 【請求項９】 （Ｂ）成分が次式（Ｖ）又は（XXIV）の
   化合物を含むことを特徴とする請求項１〜８各項記載の
   いずれかの封止用エポキシ樹脂成形材料。 【化５】 （ここで、式（Ｖ）及び式（XXIV）中のＲは水素または
   炭素数１〜１０の炭化水素基で、ｎは０〜８を示す。）
10. 【請求項１０】請求項１〜９各項記載のいずれかの封止
    用エポキシ樹脂成形材料により封止された素子を備える
    電子部品装置。