JP3388537B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性、高温放置
特性及び耐リフロークラック性に優れ、しかも難燃性に
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された半導体装置に関
する。
特性及び耐リフロークラック性に優れ、しかも難燃性に
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された半導体装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
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が主流となっており、
一般に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
多く行われている。
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が主流となっており、
一般に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
多く行われている。
【０００３】近年、このエポキシ樹脂組成物中には、難
燃性規格であるＵＬ−９４のＶ−０を達成するために、
一般にハロゲン化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとが
配合されている。このハロゲン化エポキシ樹脂と三酸化
アンチモンとの組み合わせは、気相においてラジカルト
ラップ、空気遮断効果が大きく、その結果、高い難燃効
果が得られるものである。
燃性規格であるＵＬ−９４のＶ−０を達成するために、
一般にハロゲン化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとが
配合されている。このハロゲン化エポキシ樹脂と三酸化
アンチモンとの組み合わせは、気相においてラジカルト
ラップ、空気遮断効果が大きく、その結果、高い難燃効
果が得られるものである。
【０００４】しかしながら、ハロゲン化エポキシ樹脂は
燃焼時に有毒ガスを発生するという問題があり、また、
三酸化アンチモンにも粉体毒性があるため、人体・環境
に対する影響を考慮すると、これらの難燃剤は樹脂組成
物成分として好適とは言い難いものであり、全く含まな
いことが望ましい。
燃焼時に有毒ガスを発生するという問題があり、また、
三酸化アンチモンにも粉体毒性があるため、人体・環境
に対する影響を考慮すると、これらの難燃剤は樹脂組成
物成分として好適とは言い難いものであり、全く含まな
いことが望ましい。
【０００５】そこで、このような要求に対して、ハロゲ
ン化エポキシ樹脂或いは三酸化アンチモンの代替とし
て、従来からＡｌ（ＯＨ）3、Ｍｇ（ＯＨ）2等の水酸化
物、リン系難燃剤等を使用することの検討がなされてき
ている。しかし、いずれの化合物を使用しても、成形時
の硬化性が悪くなったり、耐湿性が悪くなる等の問題点
があり、実用化には至っていないのが現状である。
ン化エポキシ樹脂或いは三酸化アンチモンの代替とし
て、従来からＡｌ（ＯＨ）3、Ｍｇ（ＯＨ）2等の水酸化
物、リン系難燃剤等を使用することの検討がなされてき
ている。しかし、いずれの化合物を使用しても、成形時
の硬化性が悪くなったり、耐湿性が悪くなる等の問題点
があり、実用化には至っていないのが現状である。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
成形性、高温放置特性及び耐リフロークラック性に優
れ、しかも難燃性に優れた安全性の高い硬化物を与える
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその硬化物で封止
された半導体装置を提供することを目的とする。
成形性、高温放置特性及び耐リフロークラック性に優
れ、しかも難燃性に優れた安全性の高い硬化物を与える
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその硬化物で封止
された半導体装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、エポキシ樹脂として下記一般式（１）で表されるエ
ポキシ樹脂、その硬化剤として下記一般式（２）で表さ
れるフェノール樹脂、無機充填剤を必須成分として含有
してなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に、難燃剤と
して下記一般式（３）で示されるフェニル基及びオルガ
ノオキシ基含有オルガノシロキサンを配合することによ
り、成形性が良好で、耐リフロークラック性及び耐湿性
に優れる上、高い難燃性を有し、安全性にも優れた硬化
物を与え、この硬化物で封止された半導体装置は、高い
信頼性を有することを見出した。
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、エポキシ樹脂として下記一般式（１）で表されるエ
ポキシ樹脂、その硬化剤として下記一般式（２）で表さ
れるフェノール樹脂、無機充填剤を必須成分として含有
してなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に、難燃剤と
して下記一般式（３）で示されるフェニル基及びオルガ
ノオキシ基含有オルガノシロキサンを配合することによ
り、成形性が良好で、耐リフロークラック性及び耐湿性
に優れる上、高い難燃性を有し、安全性にも優れた硬化
物を与え、この硬化物で封止された半導体装置は、高い
信頼性を有することを見出した。
【０００８】
【化３】
（但し、式中のＲ1は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｎ＝０〜１０である。）
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｎ＝０〜１０である。）
【０００９】
【化４】
（但し、式中のＲ2は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｍ＝０〜１０である。） Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2 （３） （但し、式中のＲ3はフェニル基、Ｒ4は炭素数１〜６の
一価炭化水素基及び水素原子から選ばれる基、Ｒ5は炭
素数１〜４の一価炭化水素基であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄは
それぞれ０．５≦ａ≦２、０≦ｂ≦１、０．４２≦ｃ≦
２．５、０≦ｄ≦０．３５、かつ０．９２≦ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ≦２．８の範囲の数である。）
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｍ＝０〜１０である。） Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2 （３） （但し、式中のＲ3はフェニル基、Ｒ4は炭素数１〜６の
一価炭化水素基及び水素原子から選ばれる基、Ｒ5は炭
素数１〜４の一価炭化水素基であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄは
それぞれ０．５≦ａ≦２、０≦ｂ≦１、０．４２≦ｃ≦
２．５、０≦ｄ≦０．３５、かつ０．９２≦ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ≦２．８の範囲の数である。）
【００１０】この場合、本発明の半導体封止用エポキシ
樹脂組成物は、上記式（１）のエポキシ樹脂と、上記式
（２）のフェノール樹脂硬化剤と、上記式（３）のフェ
ニル基及びオルガノオキシ基含有オルガノシロキサンと
を組み合わせて配合したことにより、燃焼時に上記式
（３）のオルガノシロキサン分子中のオルガノオキシ基
の酸化分解架橋により、このオルガノシロキサンと上記
式（１）の芳香環を含むエポキシ樹脂とが結合して燃焼
部周辺に固定され、更に、上記式（３）のオルガノシロ
キサン分子中に高含有率で含まれるフェニル基と上記式
（１）の芳香環を含むエポキシ樹脂との間で各々が持つ
芳香環相互のカップリングにより不燃性のＳｉ−Ｃセラ
ミック層が容易に形成され、高い難燃性が発揮されるも
のである。それ故、本発明組成物は、ハロゲン化樹脂を
用いなくとも十分な難燃性を得ることができ、しかも、
三酸化アンチモンのような粉体毒性の問題もなく、成形
性が良好で、耐湿性等の特性に優れ、しかも高い難燃性
を発揮し得る硬化物を与えることを知見し、本発明をな
すに至ったものである。
樹脂組成物は、上記式（１）のエポキシ樹脂と、上記式
（２）のフェノール樹脂硬化剤と、上記式（３）のフェ
ニル基及びオルガノオキシ基含有オルガノシロキサンと
を組み合わせて配合したことにより、燃焼時に上記式
（３）のオルガノシロキサン分子中のオルガノオキシ基
の酸化分解架橋により、このオルガノシロキサンと上記
式（１）の芳香環を含むエポキシ樹脂とが結合して燃焼
部周辺に固定され、更に、上記式（３）のオルガノシロ
キサン分子中に高含有率で含まれるフェニル基と上記式
（１）の芳香環を含むエポキシ樹脂との間で各々が持つ
芳香環相互のカップリングにより不燃性のＳｉ−Ｃセラ
ミック層が容易に形成され、高い難燃性が発揮されるも
のである。それ故、本発明組成物は、ハロゲン化樹脂を
用いなくとも十分な難燃性を得ることができ、しかも、
三酸化アンチモンのような粉体毒性の問題もなく、成形
性が良好で、耐湿性等の特性に優れ、しかも高い難燃性
を発揮し得る硬化物を与えることを知見し、本発明をな
すに至ったものである。
【００１１】従って、本発明は、
（Ａ）上記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂
（Ｂ）上記一般式（２）で表されるフェノール樹脂硬化
剤 （Ｃ）上記平均組成式（３）で表されるフェニル基及び
オルガノオキシ基含有オルガノシロキサン （Ｄ）無機充填剤 を含有してなることを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物、及びこ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を提供する。
剤 （Ｃ）上記平均組成式（３）で表されるフェニル基及び
オルガノオキシ基含有オルガノシロキサン （Ｄ）無機充填剤 を含有してなることを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物、及びこ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を提供する。
【００１２】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物におい
て、（Ａ）成分の下記一般式（１）で表されるエポキシ
樹脂及び（Ｂ）成分の下記一般式（２）で表されるフェ
ノール樹脂硬化剤は、それぞれビフェニル骨格及びフェ
ノール骨格を有する樹脂である。これらの樹脂は、低吸
水性かつ優れた靭性を有し、優れた耐リフロークラック
性を示す硬化物を与え、また、熱分解開始温度が高く、
熱分解速度が遅いため、耐熱性に優れた材料である。
と、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物におい
て、（Ａ）成分の下記一般式（１）で表されるエポキシ
樹脂及び（Ｂ）成分の下記一般式（２）で表されるフェ
ノール樹脂硬化剤は、それぞれビフェニル骨格及びフェ
ノール骨格を有する樹脂である。これらの樹脂は、低吸
水性かつ優れた靭性を有し、優れた耐リフロークラック
性を示す硬化物を与え、また、熱分解開始温度が高く、
熱分解速度が遅いため、耐熱性に優れた材料である。
【００１３】（Ａ）成分は、下記一般式（１）で表され
る、ビフェニル骨格を含有するフェノールアラルキル型
エポキシ樹脂（即ち、ビフェニルアラルキル骨格を有す
るエポキシ樹脂）であり、具体的には、以下のようなも
のが挙げられる。
る、ビフェニル骨格を含有するフェノールアラルキル型
エポキシ樹脂（即ち、ビフェニルアラルキル骨格を有す
るエポキシ樹脂）であり、具体的には、以下のようなも
のが挙げられる。
【００１４】
【化５】
（但し、式中Ｒ1は水素原子、炭素数１〜４のメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−
ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基といったアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｎ＝０〜１０、好ましくは０〜２で
ある。）
基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−
ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基といったアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｎ＝０〜１０、好ましくは０〜２で
ある。）
【００１５】
【化６】
（ｎ＝０〜１０、好ましくは０〜２である。）
【００１６】上記式（１）で表されるエポキシ樹脂は、
１５０℃においてＩＣＩ粘度計（コーンプレート型）に
より測定される樹脂溶融粘度が０．１〜２．５ポイズ、
特に０．１〜０．８ポイズであることが望ましい。樹脂
溶融粘度が２．５ポイズを超えると、耐リフロークラッ
ク性向上のため無機充填剤量を８０〜９０重量％と高充
填にする場合、溶融時の流動性が著しく低下してしまう
場合があり、０．１ポイズ未満では成形時に内部ボイド
が発生し易くなり、信頼性が低下する場合がある。
１５０℃においてＩＣＩ粘度計（コーンプレート型）に
より測定される樹脂溶融粘度が０．１〜２．５ポイズ、
特に０．１〜０．８ポイズであることが望ましい。樹脂
溶融粘度が２．５ポイズを超えると、耐リフロークラッ
ク性向上のため無機充填剤量を８０〜９０重量％と高充
填にする場合、溶融時の流動性が著しく低下してしまう
場合があり、０．１ポイズ未満では成形時に内部ボイド
が発生し易くなり、信頼性が低下する場合がある。
【００１７】本発明では、エポキシ樹脂として、必要に
応じて他のエポキシ樹脂を併用することができる。併用
する他のエポキシ樹脂としては、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、ビフェニル骨格を含有しないフェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹
脂、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
樹脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を使
用することができる。また、これらの中では溶融時に低
粘度であるビフェニル型エポキシ樹脂、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、
スチルベン型エポキシ樹脂等が好ましい。
応じて他のエポキシ樹脂を併用することができる。併用
する他のエポキシ樹脂としては、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、ビフェニル骨格を含有しないフェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹
脂、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
樹脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を使
用することができる。また、これらの中では溶融時に低
粘度であるビフェニル型エポキシ樹脂、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、
スチルベン型エポキシ樹脂等が好ましい。
【００１８】式（１）で表されるエポキシ樹脂の配合量
は、エポキシ樹脂総量（式（１）で表されるエポキシ樹
脂＋他のエポキシ樹脂）に対して５０〜１００重量％、
特に７０〜１００重量％であることが望ましい。式
（１）のエポキシ樹脂の配合量が５０重量％未満では、
十分な耐リフロークラック性、難燃性が得られない場合
がある。
は、エポキシ樹脂総量（式（１）で表されるエポキシ樹
脂＋他のエポキシ樹脂）に対して５０〜１００重量％、
特に７０〜１００重量％であることが望ましい。式
（１）のエポキシ樹脂の配合量が５０重量％未満では、
十分な耐リフロークラック性、難燃性が得られない場合
がある。
【００１９】また、（Ｂ）成分は、下記一般式（２）で
表される、ビフェニル骨格を含有するアラルキル型フェ
ノール樹脂（即ち、ビフェニルアラルキル骨格を有する
フェノール樹脂）硬化剤であり、具体的には下記のもの
を挙げることができる。
表される、ビフェニル骨格を含有するアラルキル型フェ
ノール樹脂（即ち、ビフェニルアラルキル骨格を有する
フェノール樹脂）硬化剤であり、具体的には下記のもの
を挙げることができる。
【００２０】
【化７】
（但し、式中Ｒ2は水素原子、炭素数１〜４のメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−
ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基といったアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｍ＝０〜１０、好ましくは０〜２で
ある。）
基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−
ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基といったアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｍ＝０〜１０、好ましくは０〜２で
ある。）
【００２１】
【化８】
（ｍ＝０〜１０、好ましくは０〜２である。）
【００２２】本発明において、（Ｂ）成分の式（２）で
表されるフェノール樹脂硬化剤は、１５０℃においてＩ
ＣＩ粘度計（コーンプレート型）により測定される樹脂
溶融粘度が０．１〜１．２ポイズ、特に０．２〜０．８
ポイズであることが望ましい。これはエポキシ樹脂と同
様の理由によるものである。
表されるフェノール樹脂硬化剤は、１５０℃においてＩ
ＣＩ粘度計（コーンプレート型）により測定される樹脂
溶融粘度が０．１〜１．２ポイズ、特に０．２〜０．８
ポイズであることが望ましい。これはエポキシ樹脂と同
様の理由によるものである。
【００２３】本発明では、必要に応じて、硬化剤として
他の硬化剤を併用することができる。併用する硬化剤と
しては、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、ナフ
タレン環含有フェノール樹脂、ビフェニル骨格を含有し
ないフェノー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。
他の硬化剤を併用することができる。併用する硬化剤と
しては、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、ナフ
タレン環含有フェノール樹脂、ビフェニル骨格を含有し
ないフェノー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。
【００２４】式（２）で表されるフェノール樹脂硬化剤
の配合量は、フェノール樹脂硬化剤総量（式（２）で表
されるフェノール樹脂硬化剤＋他のフェノール樹脂硬化
剤）に対して５０〜１００重量％、特に７０〜１００重
量％であることが望ましい。式（２）のフェノール樹脂
硬化剤の配合量が５０重量％未満では、十分な耐リフロ
ークラック性、難燃性が得られない場合がある。
の配合量は、フェノール樹脂硬化剤総量（式（２）で表
されるフェノール樹脂硬化剤＋他のフェノール樹脂硬化
剤）に対して５０〜１００重量％、特に７０〜１００重
量％であることが望ましい。式（２）のフェノール樹脂
硬化剤の配合量が５０重量％未満では、十分な耐リフロ
ークラック性、難燃性が得られない場合がある。
【００２５】本発明において、（Ａ）成分のエポキシ樹
脂、（Ｂ）成分の硬化剤の配合量は特に制限されない
が、（Ａ）成分のエポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基
１モルに対して、（Ｂ）成分の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となる範囲が好ましい。
脂、（Ｂ）成分の硬化剤の配合量は特に制限されない
が、（Ａ）成分のエポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基
１モルに対して、（Ｂ）成分の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となる範囲が好ましい。
【００２６】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、難燃剤として（Ｃ）成分の下記平均組成式（３）で
示されるオルガノシロキサン化合物を配合する。
は、難燃剤として（Ｃ）成分の下記平均組成式（３）で
示されるオルガノシロキサン化合物を配合する。
【００２７】
Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2 （３）
（但し、式中のＲ3はフェニル基、Ｒ4は炭素数１〜６の
一価炭化水素基及び水素原子から選ばれる基、Ｒ5は炭
素数１〜４の一価炭化水素基であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄは
それぞれ０．５≦ａ≦２、０≦ｂ≦１、０．４２≦ｃ≦
２．５、０≦ｄ≦０．３５、かつ０．９２≦ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ≦２．８の範囲の数である。）
一価炭化水素基及び水素原子から選ばれる基、Ｒ5は炭
素数１〜４の一価炭化水素基であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄは
それぞれ０．５≦ａ≦２、０≦ｂ≦１、０．４２≦ｃ≦
２．５、０≦ｄ≦０．３５、かつ０．９２≦ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ≦２．８の範囲の数である。）
【００２８】上記式（３）中、Ｒ3はフェニル基、Ｒ4は
炭素数１〜６の一価炭化水素基及び水素原子であり、例
えば一価炭化水素基としては、炭素数１〜６のアルキル
基、炭素数２〜６のアルケニル基が好ましい。具体的に
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペ
ンチル基、シクロヘキシル基、ヘキシル基等のアルキル
基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニ
ル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基など
のアルケニル基が挙げられる。Ｒ4としては、特にメチ
ル基、ビニル基が立体障害緩和の点からも工業的にも好
ましい。
炭素数１〜６の一価炭化水素基及び水素原子であり、例
えば一価炭化水素基としては、炭素数１〜６のアルキル
基、炭素数２〜６のアルケニル基が好ましい。具体的に
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペ
ンチル基、シクロヘキシル基、ヘキシル基等のアルキル
基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニ
ル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基など
のアルケニル基が挙げられる。Ｒ4としては、特にメチ
ル基、ビニル基が立体障害緩和の点からも工業的にも好
ましい。
【００２９】更に、Ｒ5は炭素数１〜４のアルキル基、
アルケニル基等の一価炭化水素基であり、前記したＲ4
の一価炭化水素基として例示したもののうち炭素数１〜
４のものと同じものを挙げることができるが、好ましく
は炭素数１〜４のアルキル基であり、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イ
ソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等である。なお、Ｒ5
が炭素数５以上のアルキル基であると、アルコキシ基と
しての反応性が低く難燃化効果が期待できない。
アルケニル基等の一価炭化水素基であり、前記したＲ4
の一価炭化水素基として例示したもののうち炭素数１〜
４のものと同じものを挙げることができるが、好ましく
は炭素数１〜４のアルキル基であり、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イ
ソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等である。なお、Ｒ5
が炭素数５以上のアルキル基であると、アルコキシ基と
しての反応性が低く難燃化効果が期待できない。
【００３０】本発明組成物は、上記したように燃焼時に
上記式（３）のオルガノシロキサン分子中のアルコキシ
基等のオルガノオキシ基（ＯＲ5）の酸化分解架橋によ
り、このオルガノシロキサンと上記式（１）の芳香環を
含むエポキシ樹脂とが結合して燃焼部周辺に固定され、
更に、上記式（３）のオルガノシロキサン分子中に高含
有率で含まれるフェニル基と上記式（１）の芳香環を含
むエポキシ樹脂との間で各々が持つ芳香環相互のカップ
リングにより不燃性のＳｉ−Ｃセラミック層が容易に形
成され、高い難燃性が発揮されるものである。この難燃
化機構が有効に働くためには、式（３）中のオルガノオ
キシ基含有率を示すｃ値、即ちＳｉ原子１モルに対する
オルガノオキシ基のモル数が０．４２〜２．５、好まし
くは０．５〜２．３モルである必要がある。ｃが０．４
２未満では架橋性が低すぎて燃焼部周辺に固定化され難
く、また、２．５を超えると低分子量なオルガノシロキ
サンしか得られず、燃焼時に固定化される前に熱で気化
することによる損失率が高くなるため、いずれの場合も
難燃化効果が低下してしまう。
上記式（３）のオルガノシロキサン分子中のアルコキシ
基等のオルガノオキシ基（ＯＲ5）の酸化分解架橋によ
り、このオルガノシロキサンと上記式（１）の芳香環を
含むエポキシ樹脂とが結合して燃焼部周辺に固定され、
更に、上記式（３）のオルガノシロキサン分子中に高含
有率で含まれるフェニル基と上記式（１）の芳香環を含
むエポキシ樹脂との間で各々が持つ芳香環相互のカップ
リングにより不燃性のＳｉ−Ｃセラミック層が容易に形
成され、高い難燃性が発揮されるものである。この難燃
化機構が有効に働くためには、式（３）中のオルガノオ
キシ基含有率を示すｃ値、即ちＳｉ原子１モルに対する
オルガノオキシ基のモル数が０．４２〜２．５、好まし
くは０．５〜２．３モルである必要がある。ｃが０．４
２未満では架橋性が低すぎて燃焼部周辺に固定化され難
く、また、２．５を超えると低分子量なオルガノシロキ
サンしか得られず、燃焼時に固定化される前に熱で気化
することによる損失率が高くなるため、いずれの場合も
難燃化効果が低下してしまう。
【００３１】また、式（３）において、オルガノシロキ
サンに含まれるシラノール基（即ち、ケイ素原子に結合
した水酸基）は反応性が低く、難燃性にほとんど寄与す
ることはないが、保存安定性の面や加工性の面から、シ
ラノール基含有率を示すｄの値は０．３５以下、好まし
くは０〜０．２である。
サンに含まれるシラノール基（即ち、ケイ素原子に結合
した水酸基）は反応性が低く、難燃性にほとんど寄与す
ることはないが、保存安定性の面や加工性の面から、シ
ラノール基含有率を示すｄの値は０．３５以下、好まし
くは０〜０．２である。
【００３２】式（３）において、上述の難燃化機構が有
効に働くために必要なもう一つの要素であるフェニル基
含有率を示すａ、即ちＳｉ原子１モルに対するフェニル
基のモル数は０．５〜２、好ましくは０．６〜１．８で
ある必要がある。ａの値が０．５未満であるとフェニル
基が少なすぎて難燃化効果が得られず、２を超えるとフ
ェニル基含有率は十分に高いが、嵩高いフェニル基が一
つのＳｉ上に密集した構造を多く含むため、立体障害が
大きくオルガノポリシロキサン分子の空間的自由度が低
下し、芳香環相互のカップリングによる難燃化機構が作
用するのに必要な芳香環同士の重なりが困難になり、難
燃化効果が低下してしまう。
効に働くために必要なもう一つの要素であるフェニル基
含有率を示すａ、即ちＳｉ原子１モルに対するフェニル
基のモル数は０．５〜２、好ましくは０．６〜１．８で
ある必要がある。ａの値が０．５未満であるとフェニル
基が少なすぎて難燃化効果が得られず、２を超えるとフ
ェニル基含有率は十分に高いが、嵩高いフェニル基が一
つのＳｉ上に密集した構造を多く含むため、立体障害が
大きくオルガノポリシロキサン分子の空間的自由度が低
下し、芳香環相互のカップリングによる難燃化機構が作
用するのに必要な芳香環同士の重なりが困難になり、難
燃化効果が低下してしまう。
【００３３】式（３）のオルガノシロキサンは、Ｓｉ−
Ｃ結合でＳｉに結合する置換基としてフェニル基以外の
置換基Ｒ4を含んでもよい。この置換基Ｒ4は、難燃化効
果と直接関係がないため、含有量が多くなれば逆効果と
なるが、適量含有させることで、嵩高いフェニル基含有
率の高いオルガノシロキサン分子の立体障害を緩和して
空間的な自由度を向上させ、フェニル基同士の重なりを
容易にして難燃化効果を高める方向に働く場合もある。
この効果を期待できるＲ4の含有率、即ちｂの値は１以
下、好ましくは式（３）中のａ＋ｂに対するｂの比率ｂ
／（ａ＋ｂ）で０〜０．３の範囲である。ｂ／（ａ＋
ｂ）が０．３を超えると、相対的なフェニル基含有率が
低下して難燃化効果が十分に得られなくなる場合があ
る。
Ｃ結合でＳｉに結合する置換基としてフェニル基以外の
置換基Ｒ4を含んでもよい。この置換基Ｒ4は、難燃化効
果と直接関係がないため、含有量が多くなれば逆効果と
なるが、適量含有させることで、嵩高いフェニル基含有
率の高いオルガノシロキサン分子の立体障害を緩和して
空間的な自由度を向上させ、フェニル基同士の重なりを
容易にして難燃化効果を高める方向に働く場合もある。
この効果を期待できるＲ4の含有率、即ちｂの値は１以
下、好ましくは式（３）中のａ＋ｂに対するｂの比率ｂ
／（ａ＋ｂ）で０〜０．３の範囲である。ｂ／（ａ＋
ｂ）が０．３を超えると、相対的なフェニル基含有率が
低下して難燃化効果が十分に得られなくなる場合があ
る。
【００３４】本発明の（Ｃ）成分のオルガノシロキサン
は、分子中に下記一般式（４）で表される三官能性シロ
キサン単位を含有していることが好ましい。
は、分子中に下記一般式（４）で表される三官能性シロ
キサン単位を含有していることが好ましい。
【００３５】
Ｒ6ＳｉＸ3 （４）
（但し、式中のＲ6は前記Ｒ3又はＲ4と同様の一価炭化
水素基又は水素原子、Ｘは−ＯＨ、−ＯＲ5（Ｒ5は前記
と同様）又はシロキサン残基であり、かつ１つのＳｉ原
子に結合している３つのＸのうち少なくとも１つはシロ
キサン残基である。）
水素基又は水素原子、Ｘは−ＯＨ、−ＯＲ5（Ｒ5は前記
と同様）又はシロキサン残基であり、かつ１つのＳｉ原
子に結合している３つのＸのうち少なくとも１つはシロ
キサン残基である。）
【００３６】ここで、シロキサン残基とは≡Ｓｉ−Ｏ−
結合において、酸素原子が他のＳｉ原子と結合してシロ
キサン結合を形成するものをいう。具体的には、Ｘの１
つがシロキサン残基の場合、これはＯ1/2で表わされ、
Ｘの２つがシロキサン残基の場合はＯ2/2、Ｘの３つが
シロキサン残基の場合はＯ3/2で表わされ、これら酸素
原子は他のＳｉ原子と結合してシロキサン結合を形成す
る。上記式（４）の単位を具体的に示すと下記の通りで
ある。
結合において、酸素原子が他のＳｉ原子と結合してシロ
キサン結合を形成するものをいう。具体的には、Ｘの１
つがシロキサン残基の場合、これはＯ1/2で表わされ、
Ｘの２つがシロキサン残基の場合はＯ2/2、Ｘの３つが
シロキサン残基の場合はＯ3/2で表わされ、これら酸素
原子は他のＳｉ原子と結合してシロキサン結合を形成す
る。上記式（４）の単位を具体的に示すと下記の通りで
ある。
【００３７】
【化９】
（Ｒ6は上記の通りであり、Ｘ’はＯＨ又はＯＲ5を示
す。）
す。）
【００３８】本発明において、上記式（４）の三官能性
シロキサン単位は、三次元的な架橋構造を形成してオル
ガノシロキサン分子構造を強固にすることで樹脂的性質
を付与し、エポキシ樹脂組成物への分散性、加工性の向
上に寄与する。また、単官能性や二官能性シロキサン単
位を多く含む直線的な分子構造のオルガノシロキサン
は、燃焼時に起きるシロキサン結合の熱による再配列で
揮発性低分子量シロキサンを形成して系外へ逃げ易いの
に対し、架橋反応性の高い式（４）の三官能性シロキサ
ン単位を多く含むオルガノシロキサンは、更に高分子量
化して系内に止まり難燃化に寄与する。従って、式
（４）の三官能性シロキサン単位は、式（３）のオルガ
ノポリシロキサン中に５０モル％以上、特に６０モル％
以上、とりわけ７０〜１００モル％含有していることが
好ましい。三官能性シロキサン単位の含有率が５０モル
％未満では、これらの効果が小さくなることがある。
シロキサン単位は、三次元的な架橋構造を形成してオル
ガノシロキサン分子構造を強固にすることで樹脂的性質
を付与し、エポキシ樹脂組成物への分散性、加工性の向
上に寄与する。また、単官能性や二官能性シロキサン単
位を多く含む直線的な分子構造のオルガノシロキサン
は、燃焼時に起きるシロキサン結合の熱による再配列で
揮発性低分子量シロキサンを形成して系外へ逃げ易いの
に対し、架橋反応性の高い式（４）の三官能性シロキサ
ン単位を多く含むオルガノシロキサンは、更に高分子量
化して系内に止まり難燃化に寄与する。従って、式
（４）の三官能性シロキサン単位は、式（３）のオルガ
ノポリシロキサン中に５０モル％以上、特に６０モル％
以上、とりわけ７０〜１００モル％含有していることが
好ましい。三官能性シロキサン単位の含有率が５０モル
％未満では、これらの効果が小さくなることがある。
【００３９】（Ｃ）成分のオルガノシロキサン中には、
上記式（３）の三官能性シロキサン単位以外の構成単位
として、特性に影響を与えない範囲で二官能性シロキサ
ン単位、単官能性シロキサン単位、四官能性シロキサン
単位を含有してもよい。特に四官能性シロキサン単位
は、三次元的な架僑構造を形成してオルガノシロキサン
分子構造を強固にすることや、高い架僑反応性が高分子
量化を促して系内に止まり難燃化に寄与する。なお、こ
の四官能性シロキサン単位は、含有率が多くなるとエポ
キシ樹脂への分散性が低下するので、好ましい含有率は
５０モル％以下である。
上記式（３）の三官能性シロキサン単位以外の構成単位
として、特性に影響を与えない範囲で二官能性シロキサ
ン単位、単官能性シロキサン単位、四官能性シロキサン
単位を含有してもよい。特に四官能性シロキサン単位
は、三次元的な架僑構造を形成してオルガノシロキサン
分子構造を強固にすることや、高い架僑反応性が高分子
量化を促して系内に止まり難燃化に寄与する。なお、こ
の四官能性シロキサン単位は、含有率が多くなるとエポ
キシ樹脂への分散性が低下するので、好ましい含有率は
５０モル％以下である。
【００４０】また、式（３）のオルガノシロキサンの平
均重合度は２．５〜１００、特に２．５〜５０、とりわ
け２．５〜２０が好適であり、重量平均分子量が４１０
以上２０００未満の範囲となることが望ましい。なお、
平均分子量、平均重合度は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー）分析による重量平均値（例え
ば、ポリスチレン換算）等として求めることができる。
上記平均重合度は難燃化効果を決める重要な因子であ
り、上記した平均重合度範囲のオルガノシロキサンは、
溶融混合時によく分散し、燃焼時における熱で溶融して
移動し燃焼部周辺に集まることもできる。また、この動
き易さはフェニル基の重なりを容易にすることでも難燃
化の効果を向上させる。平均重合度が２．５未満の低分
子量オルガノシロキサンでは、燃焼時における熱による
気化で難燃化効果が低下してしまう場合があり、１００
を超えると燃焼時の動き易さがなくなり難燃化効果が低
下し、またエポキシ樹脂への分散性が悪くなることがあ
る。
均重合度は２．５〜１００、特に２．５〜５０、とりわ
け２．５〜２０が好適であり、重量平均分子量が４１０
以上２０００未満の範囲となることが望ましい。なお、
平均分子量、平均重合度は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー）分析による重量平均値（例え
ば、ポリスチレン換算）等として求めることができる。
上記平均重合度は難燃化効果を決める重要な因子であ
り、上記した平均重合度範囲のオルガノシロキサンは、
溶融混合時によく分散し、燃焼時における熱で溶融して
移動し燃焼部周辺に集まることもできる。また、この動
き易さはフェニル基の重なりを容易にすることでも難燃
化の効果を向上させる。平均重合度が２．５未満の低分
子量オルガノシロキサンでは、燃焼時における熱による
気化で難燃化効果が低下してしまう場合があり、１００
を超えると燃焼時の動き易さがなくなり難燃化効果が低
下し、またエポキシ樹脂への分散性が悪くなることがあ
る。
【００４１】上記式（３）のオルガノシロキサンは、公
知の方法で製造できる。例えば、上記のシロキサン単位
を形成し得るオルガノクロロシランに、全てのクロル基
と反応するに過剰の量のアルコールと水を反応させてア
ルコキシ基含有オルガノシランを形成し、減圧ストリッ
プ等の方法で未反応アルコール、水及び反応副生物であ
る塩化水素を除去して目的物を得ることができる。な
お、アルコキシ基含有率や平均分子量の調整は、反応さ
せるアルコールと水の量を調整することにより可能であ
る。水は目標の平均分子量が達成される理論量とし、ア
ルコールは目標のアルコキシ基量を達成する理論量より
過剰にすれば、目標の構造に近いオルガノシロキサンを
得ることができる。
知の方法で製造できる。例えば、上記のシロキサン単位
を形成し得るオルガノクロロシランに、全てのクロル基
と反応するに過剰の量のアルコールと水を反応させてア
ルコキシ基含有オルガノシランを形成し、減圧ストリッ
プ等の方法で未反応アルコール、水及び反応副生物であ
る塩化水素を除去して目的物を得ることができる。な
お、アルコキシ基含有率や平均分子量の調整は、反応さ
せるアルコールと水の量を調整することにより可能であ
る。水は目標の平均分子量が達成される理論量とし、ア
ルコールは目標のアルコキシ基量を達成する理論量より
過剰にすれば、目標の構造に近いオルガノシロキサンを
得ることができる。
【００４２】上記のシロキサン単位を形成し得るアルコ
キシシランが入手できれば、目標の平均分子量が達成で
きる理論量の水を加えて部分加水分解縮合反応させる方
法も可能である。この場合は、反応を促進する触媒とし
て、酸、塩基、有機金属化合物などを添加することが望
ましい。副生したアルコールを常圧蒸留や減圧ストリッ
プにより除去することにより、目的物を得ることができ
る。より保存安定性を高める必要がある場合は、添加し
た反応触媒を中和等の方法により除去してもよい。いず
れの方法においても、ゲルの発生や分子量分布の広がり
を抑制する目的で有機溶剤を配合することも可能であ
る。
キシシランが入手できれば、目標の平均分子量が達成で
きる理論量の水を加えて部分加水分解縮合反応させる方
法も可能である。この場合は、反応を促進する触媒とし
て、酸、塩基、有機金属化合物などを添加することが望
ましい。副生したアルコールを常圧蒸留や減圧ストリッ
プにより除去することにより、目的物を得ることができ
る。より保存安定性を高める必要がある場合は、添加し
た反応触媒を中和等の方法により除去してもよい。いず
れの方法においても、ゲルの発生や分子量分布の広がり
を抑制する目的で有機溶剤を配合することも可能であ
る。
【００４３】本発明において、上記式（３）のオルガノ
シロキサンの添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤との総量
１００重量部に対して０．１〜５０重量部、特に２〜２
０重量部が好適である。配合量が０．１重量部未満では
難燃性を十分に付与することができない場合があり、５
０重量部を超えると成形時の粘度が高くなり、また成形
品の外観や強度に悪影響を与える場合がある。
シロキサンの添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤との総量
１００重量部に対して０．１〜５０重量部、特に２〜２
０重量部が好適である。配合量が０．１重量部未満では
難燃性を十分に付与することができない場合があり、５
０重量部を超えると成形時の粘度が高くなり、また成形
品の外観や強度に悪影響を与える場合がある。
【００４４】本発明のエポキシ樹脂組成物中に配合され
る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。無機充填剤として
は、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、ガラス繊維等が挙げられる。
る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。無機充填剤として
は、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、ガラス繊維等が挙げられる。
【００４５】これら無機充填剤の平均粒径や形状は特に
限定されないが、成形性及び流動性の面から平均粒径が
５〜４０μｍの球状の溶融シリカが特に好ましい。
限定されないが、成形性及び流動性の面から平均粒径が
５〜４０μｍの球状の溶融シリカが特に好ましい。
【００４６】なお、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のシランカップリ
ング剤を用いることが好ましい。なお、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。
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のシランカップリ
ング剤を用いることが好ましい。なお、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。
【００４７】無機充填剤の充填量は、エポキシ樹脂と硬
化剤の総量１００重量部に対して４００〜１１００重量
部、特に６００〜９０重量部が好適であり、充填量が４
００重量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体素子
に加わる応力が増大し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、
本発明の目的とする難燃性が得られない場合がある。一
方、１１００重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、無機充填剤
は、組成物中７５〜９２重量％、特に８３〜９０重量％
含有していることが好ましい。
化剤の総量１００重量部に対して４００〜１１００重量
部、特に６００〜９０重量部が好適であり、充填量が４
００重量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体素子
に加わる応力が増大し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、
本発明の目的とする難燃性が得られない場合がある。一
方、１１００重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、無機充填剤
は、組成物中７５〜９２重量％、特に８３〜９０重量％
含有していることが好ましい。
【００４８】本発明においては、エポキシ樹脂と硬化剤
との硬化反応を促進させるため、硬化促進剤を配合する
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。
との硬化反応を促進させるため、硬化促進剤を配合する
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。
【００４９】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
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。添加剤としては、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、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。な
お、これらの添加剤の配合量は、本発明の効果を妨げな
い範囲で通常量とすることができる。
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。添加剤としては、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、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。な
お、これらの添加剤の配合量は、本発明の効果を妨げな
い範囲で通常量とすることができる。
【００５０】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、硬化剤、無機充填剤、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。
は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、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。
【００５１】このようにして得られる本発明の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止剤
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、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形温
度は１５０〜１８０℃で３０〜１８０秒、後硬化は１５
０〜１８０℃で２〜１６時間行うことが望ましい。
止用エポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止剤
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、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形温
度は１５０〜１８０℃で３０〜１８０秒、後硬化は１５
０〜１８０℃で２〜１６時間行うことが望ましい。
【００５２】
【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、成形性が良好で、耐リフロークラック性及び耐湿
性に優れている上、高い難燃性を有する硬化物を与え、
しかもハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチモンを樹
脂組成物中に含有しないので、人体・環境に対する悪影
響もない安全性の高いものである。従って、本発明のエ
ポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は、高い信頼性
を有する。
物は、成形性が良好で、耐リフロークラック性及び耐湿
性に優れている上、高い難燃性を有する硬化物を与え、
しかもハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチモンを樹
脂組成物中に含有しないので、人体・環境に対する悪影
響もない安全性の高いものである。従って、本発明のエ
ポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は、高い信頼性
を有する。
【００５３】
【実施例】以下、調製例、実施例及び比較例を示し、本
発明を具体的に示すが、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いずれ
も重量部であり、平均重合度、平均分子量はいずれも重
量平均値である。
発明を具体的に示すが、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いずれ
も重量部であり、平均重合度、平均分子量はいずれも重
量平均値である。
【００５４】［調製例１］撹拌装置、冷却装置、温度計
を取り付けた１Ｌフラスコにフェニルトリクロロシラン
２１１ｇ（１モル）とトルエン１４３ｇを仕込み、オイ
ルバスで内温４０℃にまで加熱した。滴下ロートにメタ
ノール６４ｇ（２モル）を仕込み、フラスコ内へ撹拌し
ながら１時間で滴下し、アルコキシ化反応中に発生する
塩化水素ガスを系外へ除去しながら反応を進めた。滴下
終了後、更に内温４０℃で撹拌を１時間続けて熟成し
た。次に、滴下ロートに水１２ｇ（０．７モル）を仕込
み、フラスコ内へ撹拌しながら１時間で滴下し、加水分
解縮合反応中に発生する塩化水素ガスを系外へ除去しな
がら、反応を進めた。滴下終了後、更に内温４０℃で撹
拌を１時間続けて熟成し、引き続き減圧蒸留によりトル
エン、過剰分のメタノール、未反応の水、塩化水素を除
去したところ、液状のメトキシ基含有オルガノシロキサ
ン１５１ｇが得られた。
を取り付けた１Ｌフラスコにフェニルトリクロロシラン
２１１ｇ（１モル）とトルエン１４３ｇを仕込み、オイ
ルバスで内温４０℃にまで加熱した。滴下ロートにメタ
ノール６４ｇ（２モル）を仕込み、フラスコ内へ撹拌し
ながら１時間で滴下し、アルコキシ化反応中に発生する
塩化水素ガスを系外へ除去しながら反応を進めた。滴下
終了後、更に内温４０℃で撹拌を１時間続けて熟成し
た。次に、滴下ロートに水１２ｇ（０．７モル）を仕込
み、フラスコ内へ撹拌しながら１時間で滴下し、加水分
解縮合反応中に発生する塩化水素ガスを系外へ除去しな
がら、反応を進めた。滴下終了後、更に内温４０℃で撹
拌を１時間続けて熟成し、引き続き減圧蒸留によりトル
エン、過剰分のメタノール、未反応の水、塩化水素を除
去したところ、液状のメトキシ基含有オルガノシロキサ
ン１５１ｇが得られた。
【００５５】得られたオルガノシロキサンは、下記式
Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2
で表すとａ＝１．０、ｂ＝０、ｂ／（ａ＋ｂ）＝０でＳ
ｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換基は１００
モル％がフェニル基であり、ｃ＝１．５、Ｒ5＝メチル
基、ｄ＝０．２、三官能性シロキサン単位を１００モル
％含み、外観は無色透明液体で平均重合度３（平均分子
量は５００）であった。
ｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換基は１００
モル％がフェニル基であり、ｃ＝１．５、Ｒ5＝メチル
基、ｄ＝０．２、三官能性シロキサン単位を１００モル
％含み、外観は無色透明液体で平均重合度３（平均分子
量は５００）であった。
【００５６】［調製例２］調製例１において、１Ｌフラ
スコにフェニルトリクロロシラン１５９ｇ（０．７５モ
ル）とメチルトリクロロシラン３７ｇ（０．２５モル）
とトルエン１４３ｇを仕込み、滴下ロートにメタノール
４８ｇ（１．５モル）を仕込んでアルコキシ化し、引き
続き滴下ロートに水１８ｇ（１モル）を仕込んで加水分
解縮合反応させた以外は調製例１と同様にして、メトキ
シ基含有液状オルガノシロキサン１２０ｇを得た。
スコにフェニルトリクロロシラン１５９ｇ（０．７５モ
ル）とメチルトリクロロシラン３７ｇ（０．２５モル）
とトルエン１４３ｇを仕込み、滴下ロートにメタノール
４８ｇ（１．５モル）を仕込んでアルコキシ化し、引き
続き滴下ロートに水１８ｇ（１モル）を仕込んで加水分
解縮合反応させた以外は調製例１と同様にして、メトキ
シ基含有液状オルガノシロキサン１２０ｇを得た。
【００５７】得られたオルガノシロキサンは、下記式
Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2
で表すとａ＝０．７５、ｂ＝０．２５、ｂ／（ａ＋ｂ）
＝０．２５でＳｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機
置換基は７５モル％がフェニル基、２５モル％がメチル
基であり、ｃ＝１．０、Ｒ5＝メチル基、ｄ＝０．１
７、三官能性シロキサン単位を１００モル％含み、外観
は無色透明液体で平均重合度１４（平均分子量は１９０
０）であった。
＝０．２５でＳｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機
置換基は７５モル％がフェニル基、２５モル％がメチル
基であり、ｃ＝１．０、Ｒ5＝メチル基、ｄ＝０．１
７、三官能性シロキサン単位を１００モル％含み、外観
は無色透明液体で平均重合度１４（平均分子量は１９０
０）であった。
【００５８】［調製例３］調製例１において、１Ｌフラ
スコにフェニルトリクロロシラン８５ｇ（０．４モル）
とテトラメトキシシラン９１ｇ（０．６モル）とメタノ
ール６４ｇを仕込み、滴下ロートに３０％の塩酸水１６
ｇ（水０．６モル）を仕込んだ以外は調製例１と同様に
調製し、メトキシ基含有オルガノシロキサン１２５ｇを
得た。
スコにフェニルトリクロロシラン８５ｇ（０．４モル）
とテトラメトキシシラン９１ｇ（０．６モル）とメタノ
ール６４ｇを仕込み、滴下ロートに３０％の塩酸水１６
ｇ（水０．６モル）を仕込んだ以外は調製例１と同様に
調製し、メトキシ基含有オルガノシロキサン１２５ｇを
得た。
【００５９】得られたオルガノシロキサンは、下記式
Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2
で表すとａ＝０．４、ｂ＝０、ｂ／（ａ＋ｂ）＝０でＳ
ｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換基は１００
モル％がフェニル基であり、ｃ＝２．６、Ｒ5＝メチル
基、ｄ＝０．１、三官能性シロキサン単位を４０モル％
含み、外観は無色透明液体で平均重合度２（平均分子量
は３００）であった。
ｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換基は１００
モル％がフェニル基であり、ｃ＝２．６、Ｒ5＝メチル
基、ｄ＝０．１、三官能性シロキサン単位を４０モル％
含み、外観は無色透明液体で平均重合度２（平均分子量
は３００）であった。
【００６０】［実施例、比較例］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。なお、使用した原材
料は、下記の通りである。 ・エポキシ樹脂 （イ）：式（１−１）で表されるエポキシ樹脂 ＮＣ３
０００Ｐ（日本化薬製、エポキシ当量２７２、１５０℃
においてＩＣＩ粘度計（コーンプレート型）により測定
される樹脂溶融粘度０．８ポイズ） （ロ）：ビフェニル型エポキシ樹脂：ＹＸ４００ＯＨＫ
（油化シェル製、エポキシ当量１９０） （ハ）：ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：Ｅ
ＯＣＮ１０２０−５５（日本化薬製、エポキシ当量２０
０） ・硬化剤 （ニ）：式（２−１）で表されるフェノール樹脂：ＭＥ
Ｈ７８５１Ｌ（明和化成製、フェノール当量１９９、１
５０℃においてＩＣＩ粘度計（コーンプレート型）によ
り測定される樹脂溶融粘度０．８ポイズ） （ホ）：フェノールアラルキル樹脂：ＭＥＨ７８００Ｓ
Ｓ（明和化成製、フェノール当量１７５） ・難燃剤 調製例１〜３で得られたオルガノシロキサン ・無機充填剤 球状溶融シリカ（平均粒径１３μｍ） ・硬化促進剤 トリフェニルホスフィン ・離型剤 ハイドロタルサイト類化合物：ＤＨＴ４Ａ（協和化学工
業（株）製） ・離型剤：カルナバワックス（日興ファインプロダクツ
（株）製） ・シランカップリング剤：ＫＢＭ４０３（信越化学工業
（株）製）
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。なお、使用した原材
料は、下記の通りである。 ・エポキシ樹脂 （イ）：式（１−１）で表されるエポキシ樹脂 ＮＣ３
０００Ｐ（日本化薬製、エポキシ当量２７２、１５０℃
においてＩＣＩ粘度計（コーンプレート型）により測定
される樹脂溶融粘度０．８ポイズ） （ロ）：ビフェニル型エポキシ樹脂：ＹＸ４００ＯＨＫ
（油化シェル製、エポキシ当量１９０） （ハ）：ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：Ｅ
ＯＣＮ１０２０−５５（日本化薬製、エポキシ当量２０
０） ・硬化剤 （ニ）：式（２−１）で表されるフェノール樹脂：ＭＥ
Ｈ７８５１Ｌ（明和化成製、フェノール当量１９９、１
５０℃においてＩＣＩ粘度計（コーンプレート型）によ
り測定される樹脂溶融粘度０．８ポイズ） （ホ）：フェノールアラルキル樹脂：ＭＥＨ７８００Ｓ
Ｓ（明和化成製、フェノール当量１７５） ・難燃剤 調製例１〜３で得られたオルガノシロキサン ・無機充填剤 球状溶融シリカ（平均粒径１３μｍ） ・硬化促進剤 トリフェニルホスフィン ・離型剤 ハイドロタルサイト類化合物：ＤＨＴ４Ａ（協和化学工
業（株）製） ・離型剤：カルナバワックス（日興ファインプロダクツ
（株）製） ・シランカップリング剤：ＫＢＭ４０３（信越化学工業
（株）製）
【００６１】
【化１０】
【００６２】これらのエポキシ樹脂組成物につき、下記
方法で諸特性を測定した。結果を表１に併記する。 《スパイラルフロー値》ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使
用して、１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間１２０
秒の条件で測定した。 《成形硬度》ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７
０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間９０秒の条件で１０×４×１
００ｍｍの棒を成形したときの熱時硬度をバーコール硬
度計で測定した。 《難燃性》ＵＬ−９４規格に基づき、１／１６インチ厚
の板を成形し難燃性を調べた。 《耐湿性》アルミニウム配線を形成した６×６ｍｍの大
きさのシリコンチップを１４ｐｉｎ−ＤＩＰフレーム
（４２アロイ）に接着し、更にチップ表面のアルミニウ
ム電極とリードフレームとを３０μｍφの金線でワイヤ
ボンディングした後、これにエポキシ樹脂組成物を成形
条件１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間１２０秒で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした。このパ
ッケージを１４０℃／８５％ＲＨの雰囲気中５Ｖの直流
バイアス電圧をかけて５００時間放置した後、アルミニ
ウム腐食が発生したパッケージ数を調べた。
方法で諸特性を測定した。結果を表１に併記する。 《スパイラルフロー値》ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使
用して、１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間１２０
秒の条件で測定した。 《成形硬度》ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７
０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間９０秒の条件で１０×４×１
００ｍｍの棒を成形したときの熱時硬度をバーコール硬
度計で測定した。 《難燃性》ＵＬ−９４規格に基づき、１／１６インチ厚
の板を成形し難燃性を調べた。 《耐湿性》アルミニウム配線を形成した６×６ｍｍの大
きさのシリコンチップを１４ｐｉｎ−ＤＩＰフレーム
（４２アロイ）に接着し、更にチップ表面のアルミニウ
ム電極とリードフレームとを３０μｍφの金線でワイヤ
ボンディングした後、これにエポキシ樹脂組成物を成形
条件１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間１２０秒で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした。このパ
ッケージを１４０℃／８５％ＲＨの雰囲気中５Ｖの直流
バイアス電圧をかけて５００時間放置した後、アルミニ
ウム腐食が発生したパッケージ数を調べた。
【００６３】表１の結果より、本発明のエポキシ樹脂組
成物は、成形性が良好で、耐リフロークラック性及び耐
湿性に優れている上、高い難燃性を有する硬化物を与
え、しかも、ハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチモ
ンを樹脂組成物中に含有しないので、人体・環境に対す
る悪影響もなく、安全性が高いことが確認された。
成物は、成形性が良好で、耐リフロークラック性及び耐
湿性に優れている上、高い難燃性を有する硬化物を与
え、しかも、ハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチモ
ンを樹脂組成物中に含有しないので、人体・環境に対す
る悪影響もなく、安全性が高いことが確認された。
【００６４】
【表１】
─────────────────────────────────────────────────────
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
(72)発明者 浅野 英一
群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10
信越化学工業株式会社 シリコーン電
子材料技術研究所内
(72)発明者 青木 貴之
群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10
信越化学工業株式会社 シリコーン電
子材料技術研究所内
(72)発明者 塩原 利夫
群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10
信越化学工業株式会社 シリコーン電
子材料技術研究所内
(56)参考文献 特開 平10−324791（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−310688（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−140277（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−268219（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−222559（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08L 63/00 - 63/04
C08G 59/20 - 59/32
C08G 59/62
C08L 83/04 - 83/06
H01L 23/29
Claims (4)
- 【請求項１】 （Ａ）下記一般式（１）で表されるエポ
キシ樹脂 【化１】 （但し、式中のＲ1は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｎ＝０〜１０である。） （Ｂ）下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂硬化
剤 【化２】 （但し、式中のＲ2は水素原子、炭素数１〜４のアルキ
ル基及びフェニル基から選択される同一もしくは異なる
原子又は基であり、ｍ＝０〜１０である。） （Ｃ）下記平均組成式（３）で表されるフェニル基及び
オルガノオキシ基含有オルガノシロキサン Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）c（ＯＨ）dＯ(4-a-b-c-d)/2 （３） （但し、式中のＲ3はフェニル基、Ｒ4は炭素数１〜６の
一価炭化水素基及び水素原子から選ばれる基、Ｒ5は炭
素数１〜４の一価炭化水素基であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄは
それぞれ０．５≦ａ≦２、０≦ｂ≦１、０．４２≦ｃ≦
２．５、０≦ｄ≦０．３５、かつ０．９２≦ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ≦２．８の範囲の数である。） （Ｄ）無機充填剤 を含有してなることを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物。 - 【請求項２】 （Ｃ）成分のフェニル基及びオルガノオ
キシ基含有オルガノシロキサンの平均重合度が２．５〜
１００である請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。 - 【請求項３】 （Ｃ）成分のフェニル基及びオルガノオ
キシ基含有オルガノシロキサンが、分子中に下記一般式
（４）で表される三官能性シロキサン単位を５０モル％
以上含有するものである請求項１又は２記載の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。 Ｒ6ＳｉＸ3 （４） （但し、式中のＲ6は前記Ｒ3又はＲ4と同様の一価炭化
水素基又は水素原子、Ｘは−ＯＨ、−ＯＲ5（Ｒ5は前記
と同様）又はシロキサン残基であり、かつ１つのＳｉ原
子に結合している３つのＸのうち少なくとも１つはシロ
キサン残基である。） - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項記載の半
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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15207198A JP3388537B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| US09/310,999 US6162878A (en) | 1998-05-15 | 1999-05-13 | Semiconductor encapsulating epoxy resin composition and semiconductor device |
| KR10-1999-0017291A KR100536539B1 (ko) | 1998-05-15 | 1999-05-14 | 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15207198A JP3388537B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323089A JPH11323089A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3388537B2 true JP3388537B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=15532427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15207198A Expired - Lifetime JP3388537B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6162878A (ja) |
| JP (1) | JP3388537B2 (ja) |
| KR (1) | KR100536539B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160105323A (ko) | 2015-02-27 | 2016-09-06 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 반도체 밀봉용 수지 조성물 및 반도체 장치 |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3349963B2 (ja) * | 1998-10-21 | 2002-11-25 | 日本電気株式会社 | 難燃性エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
| JP2000332165A (ja) * | 1999-05-17 | 2000-11-30 | Toray Ind Inc | 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
| JP3460820B2 (ja) * | 1999-12-08 | 2003-10-27 | 日本電気株式会社 | 難燃性エポキシ樹脂組成物 |
| JP4639463B2 (ja) * | 2000-11-20 | 2011-02-23 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002179773A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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