JP3915545B2

JP3915545B2 - 封止用エポキシ樹脂組成物及び片面封止型半導体装置

Info

Publication number: JP3915545B2
Application number: JP2002048819A
Authority: JP
Inventors: 正志中村; 隆行辻; 羊一橋本; 正之教学
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: JP2003246848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の封止用等に使用される封止用エポキシ樹脂組成物及びこれにより封止された片面封止型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣパッケージの分野において小型薄型化が進む中、リード端子数の増加に対応するために、半導体装置はＳＯＰ、ＱＦＰに代表される周辺実装パッケージから、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）を代表とするエリア実装パッケージに主流が移り変わりつつある。現状のＢＧＡパッケージの形状はＩＣチップと端子までの接続方法により様々な構造のものがみられる。
【０００３】
その中で最も主流となっているのがチップとインターポーザとを金ワイヤーで接続したタイプで、チップ搭載面のみを封止用エポキシ樹脂組成物でトランスファ成形にて封止した後、インターポーザの裏面にはんだバンプを設けたものである。
【０００４】
また、最近、このようなＢＧＡパッケージの小型化、および生産性を向上させるために、インターポーザ上に複数個のチップをマトリクス状に実装し、これを一括して上述の方法で片面封止し、成形後に切断して個片化してパッケージを得る方法が増えつつある。
【０００５】
更に、このように一括封止後、切断個片化してＢＧＡ、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）パッケージを得る場合、小型化のために、インターポーザを薄型化したり、ポリイミド等のフィルムを使用したりする場合が増えてきた。
【０００６】
このような片面封止パッケージに関して従来から指摘されている問題点としては、その構造が封止材（エポキシ樹脂組成物の硬化物）とチップが実装されたベース基板（インターポーザ）がバイメタル構造となっていて、成形完了後に室温まで冷却される課程において、それぞれの熱膨張係数の差により、冷却時の収縮割合がアンバランスとなり、パッケージに反りが発生しやすいということが挙げられる。特に前記の一括封止の場合、成形サイズが従来のＢＧＡパッケージよりも大きくなるため、成形物（個片化前の成形物）の反り量も増加し、成形後、個片化行程において、生産性に重大な悪影響を及ぼし、また、成形物の搬送行程でも不具合が生じる。
【０００７】
そこで、封止用エポキシ樹脂組成物に、エポキシ樹脂成分としてトリフェニルメタン型のエポキシ樹脂を用いたり、硬化剤成分としてトリフェニルメタン型のフェノール樹脂を用いるなどのように、耐熱性の高い樹脂を用い、封止材のガラス転移温度を上げることによって、成形後の常温までの冷却での収縮率がベース基板のそれと同程度になるように低減して、反りを低減する方法が検討されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、片面封止のパッケージを製造する際に、上記のトリフェニルメタン型エポキシ樹脂、および硬化剤を用いる方法によれば、従来のＢＧＡパッケージの場合は、かなりの改善が達成されるが、一括封止タイプで特に基板が薄い場合や、ポリイミドフイルムの場合には、成形物の反りについては十分満足できるレベルではなく、さらなる改良が求められている。
【０００９】
このような更なる低反り化を達成するためには、封止材の線膨張係数を低くする目的で、無機充填材の配合量を増大させることが考えられる。しかしながら、このように無機充填材を高充填すると、封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が高くなってしまって成形性に悪影響を及ぼし、成形中に金線が変形するなどといった重大な欠点が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、硬化物が高いガラス転移温度と低線膨張率とを兼ね備え、且つ溶融粘度が低減されて金線流れ等の成形不良の発生を抑制することができ、特に片面封止パッケージの低反り性化を達成することができる封止用エポキシ樹脂組成物、および片面封止型半導体装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物は、
Ａ．下記構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量であるフェノール化合物を３〜１０重量％含有し、且つ１５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含むフェノール樹脂硬化剤、
Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂、
Ｃ．硬化促進剤及び
Ｄ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機充填材
を含有して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
【化４】

【００１３】
このとき、下記構造式（２）で示されるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量％の割合で含有させることが好ましい。
【００１４】
【化５】

【００１５】
また、下記構造式（３）で示されるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量％の割合で含有させることも好ましい。
【００１６】
【化６】

【００１７】
また、難燃剤として、平均粒径１〜６０μｍの微粉末状赤リンの表面に無機物層および熱硬化性樹脂層を被覆した被覆層付赤リンを含有させることも好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る片面封止型半導体装置は、上記のような封止用エポキシ樹脂にて封止して成ることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物は、次の成分を必須成分として含有する。
【００２１】
Ａ．上記構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量であるフェノール化合物を３〜１０重量％含有し、且つ１５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含むフェノール樹脂硬化剤。
【００２２】
Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂。
【００２３】
Ｃ．硬化促進剤。
【００２４】
Ｄ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機充填材。
【００２５】
各成分について詳しく説明する。
【００２６】
上記の各成分のうち、フェノール樹脂硬化剤Ａは、次のような特定組成のフェノール樹脂成分を必須成分として含有する。
【００２７】
このフェノール樹脂成分は、上記構造式（１）に示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂と、これよりも低分子量のフェノール化合物とを含有し、このフェノール樹脂成分の総量に対して、構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹脂の含有量が８５重量％以上、低分子量のフェノール化合物の含有量が３〜１０重量％となるようにし、且つ１５０℃での溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０．４Ｐａ・ｓ以下であるものを用いる。前記の低分子量のフェノール化合物としては、二核体以下のフェノール化合物が挙げられる。
【００２８】
このような特定組成のフェノール樹脂成分を含有するフェノール樹脂硬化剤Ａを用いると、耐熱性の高いトリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いることにより、封止材のガラス転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を低減することができる。また更に封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を大幅に低下させることが可能となって、後述するように無機充填材の高充填化が容易となり、この結果、封止材の線膨張率を低減して、成形時の寸法変化量を更に低減することが可能となる。このため、特にパッケージ片面封止時の反り抑制に寄与するとともに、無機充填材の高充填化により封止材の吸湿率を低減して耐リフロー性の向上に寄与することができる。
【００２９】
すなわち、上記構造式（１）に示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂は単独では１５０℃における溶融粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上となって、このトリフェニルメタン型フェノール樹脂のみでは封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を上昇させ、組成物中における無機充填材の配合量が制限されて低線膨張係数化が困難なものであるが、フェノール樹脂成分中に前記のような低分子量のフェノール化合物を３〜１０重量％含むことにより構造式（１）に示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂と低分子量のフェノール化合物とからなるフェノール樹脂成分の溶融粘度を大幅に低減して、１５０℃における溶融粘度を０．４Ｐａ・ｓ以下とすることが可能となり、この結果、組成物全体の溶融粘度を低減することができて、無機充填材を高充填することによる封止材の低線膨張係数化や吸湿率の低減が可能となるものである。
【００３０】
このような特定組成を有するフェノール樹脂成分は、フェノール樹脂硬化剤Ａの全量に対して５０〜１００重量％配合することにより上記のような効果が得られるものであり、より好ましくはこの配合量を８０〜１００重量％とするものである。
【００３１】
フェノール樹脂硬化剤Ａには、特定組成のフェノール樹脂成分の含有量を上記の範囲とすることを条件として、任意成分としてそれ以外の他のフェノール樹脂を含有させることができる。このような他のフェノール樹脂としては、適宜のフェノール樹脂が用いられるが、例えばフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂等を用いることができる。
【００３２】
このようなフェノール樹脂硬化剤Ａの組成物中の配合量は、後述するエポキシ樹脂Ｂに対する化学量論上の当量比で、０．７〜１．４の範囲となるようにすることが好ましい。
【００３３】
また、エポキシ樹脂Ｂとしては、封止材料用途に用いられる適宜のものを使用することができ、例えば、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂等を用いることができる。これらのエポキシ樹脂は一種のみ又は二種以上を用いることができる。
【００３４】
また、特にエポキシ樹脂Ｂとしては、上記構造式（２）又は構造式（３）で示される多官能エポキシ樹脂のいずれ一方又は双方を含有するものを用いることが好ましく、この場合、耐熱性の高いエポキシ樹脂を用いることにより、封止材のガラス転移温度を更に上昇し、成形時の寸法変化量をより低減することができ、特にパッケージ片面封止時の反りの発生を更に抑制することができる。
【００３５】
この構造式（２）又は構造式（３）で示される多官能エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂Ｂを構成する全エポキシ樹脂成分に対して３０〜１００重量％の範囲となるように配合することが好ましく、更に好ましくは４０〜１００重量％となるようにする。
【００３６】
また、エポキシ樹脂Ｂとして、構造式（２）又は構造式（３）で示されるエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を配合する場合には、例えば上記のような、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂等を併用することができる。
【００３７】
また、硬化促進剤Ｃとしては、特に制限されるものではなく、一般の封止用エポキシ樹脂組成物に使用可能なものを用いることができる。たとえば、イミダゾール類、トリフェニルフォスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートとフェノールノボラックの反応物等の有機リン化合物類、１,８−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等の３級アミン類等が挙げられる。この硬化促進剤の配合量は、組成物中の樹脂成分の全量に対して０．２〜５重量％の範囲とすることが好ましい。
【００３８】
無機充填材Ｄとしては、特に制限されず、一般に封止用樹脂組成物に使用可能なものを使用することができ、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等の粉末を使用することができる。これらの中でも特に溶融シリカを用いると、封止材の低線膨脹率化を更に達成することができて好ましい。また、その形状が球状のものを用いることが好ましく、この場合、組成物中に無機充填材Ｄを高充填することが容易となる。
【００３９】
この無機充填材Ｄの配合量は、封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して８５〜９１重量％とするものであり、これにより封止材の線膨張率を低減して、特にパッケージ片面封止時の反り抑制に寄与するとともに、封止材の吸湿率を低減して耐リフロー性の向上に寄与することができる。ここで、本発明では既述のようなフェノール樹脂硬化剤Ａを配合することにより、組成物の溶融粘度が低減されて、このように無機充填材Ｄを高充填しても組成物の溶融粘度の上昇が抑制され、十分な成形性が確保されるものである。
【００４０】
ここで、無機充填材の配合量が８５重量％に満たないと、封止用エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる封止材の線膨張係数が大きくなって、片面封止パッケージの反りが大きくなり、また封止材の吸湿率が大きくなって十分な耐湿信頼性、耐リフロー性が得られない。
【００４１】
また、無機充填材は、予めその表面をシランカップリング材で処理した後に、組成物中に配合することが好ましく、この場合、無機充填材の分散性を向上して、封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を更に低減することができる。
【００４２】
また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物中には、必要に応じて難燃剤を配合することができる。難燃剤としては、一般の封止用エポキシ樹脂組成物に使用可能な適宜のものを使用することができるが、例えばテトラブロムビスフェノールＡ等のブロム化エポキシ樹脂と三酸化アンチモン粉末とを併用することが好ましい。
【００４３】
また、難燃剤として、表面に被覆層を有する赤リン系難燃剤を用いることも好ましく、この場合、難燃剤としてハロゲンを含まないものを用いることができて、近年のハロゲンフリー化の流れに沿うものであり、環境問題の解決に寄与することができる。このとき赤リン系難燃剤が被覆層にて覆われていることにより、赤リンの吸湿が防止され、赤リン系難燃剤を安定化に維持して、封止材にて半導体等を封止した場合に、アルミニウム配線の腐蝕を生じさせるなどといった悪影響を及ぼさないようにすることができる。
【００４４】
赤リン系難燃剤に設ける被覆層は、水酸化アルミニウムや水酸化チタンなどの無機質層と、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂層とを設けることが好ましい。例えば水酸化アルミニウムや水酸化チタン等の無機物質で粒状の赤リンに無機質層を形成した後、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等による熱硬化性樹脂層を形成するものである。
【００４５】
また、この難燃剤である赤リン系難燃剤は、平均粒径１〜６０μｍの範囲の微粉状の赤リンであることが好ましく、このような粒径範囲とすることで、封止材の耐湿信頼性を向上することができる。またこの赤リン系難燃剤としては、リン酸エステル等の有機リン系の難燃剤を用いることもできる。
【００４６】
このような被覆層付きの赤リン系難燃剤の配合割合は、封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．０５〜１．０重量％の範囲とすることが好ましく、０．０５重量％未満であると、難燃性の付与効果が少なく、１．０重量％を超えると耐湿性を悪化させるおそれがある。
【００４７】
また本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、上記の成分のほかに、必要に応じて、離型剤、カーボンブラック等の顔料や有機染料等の着色剤等を適宜配合することができる。
【００４８】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、例えば上記の各成分を所定量配合し、ミキサー等で均一に混合した後、加熱ロール、ニーダー等で混練するものであり、このとき各成分の配合順序には特に制限はない。また混練した後に粉砕することにより粉末状の封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができ、更にこれを打錠してタブレット状の封止用エポキシ樹脂組成物を得ることもできる。
【００４９】
このようにして得られる封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体装置の封止用途に使用することができるものであり、特に片面封止型半導体装置の封止用に好適に用いられる。この場合、成形時の寸法変化量が低減され、パッケージ反りの発生を低減することができる。また、半導体封止時において、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物から形成される封止材と、インターポーザやチップ等との間の密着性が向上し、リフロー処理後の剥離の発生を抑制することができる。
【００５０】
上記の封止用エポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型半導体装置の製造例を説明する。
【００５１】
インターポーザとしては、ガラス基材ビスマレイミド系樹脂基板、ガラス基材エポキシ樹脂基板等の樹脂基板からなるプリント配線基板を使用することができる。またチップ（半導体素子）としては、シリコンベアチップ等の半導体ベアチップなどが使用される。
【００５２】
チップはインターポーザの一面に搭載されるものであり、このときのチップとインターポーザ上の回路との電気的な接続は、フリップチップ接合やワイヤボンディング接合等により行うことができる。
【００５３】
また、搭載されたチップとインターポーザとの間に隙間が生じている場合には、必要に応じてアンダーフィルを設けても良い。
【００５４】
次いで、上記の封止用エポキシ樹脂組成物を硬化成形することにより、チップが搭載されたインターポーザの一面に、チップを覆うように封止材を形成する。この封止用エポキシ樹脂組成物の硬化成形は、トランスファ成形等で行うことができ、このときの成形条件は、組成にもよるが、１５０〜１９０℃、２〜１０ＭＰａ、１０〜１８０秒間の条件で、成形を行うことができる。
【００５５】
また、成形後、更にアフターキュアーを施すことが好ましく、このとき例えば１６０〜１９０℃の条件で２〜６時間加熱してアフターキュアーを施すものである。
【００５６】
このようにして封止材を形成したものは、インターポーザの半導体素子搭載面とは反対側の裏面に接続用のランドを設けておくと、半導体装置であるＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）として形成される。また、封止材の形成後に、インターポーザの裏面にはんだボールを設けて、半導体装置であるＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）を製造することができる。
【００５７】
また、半導体装置を作製するにあたっては、インターボーザの一面に複数個のチップをマトリクス状に実装し、これを一括して上述の方法で片面封止した後、成形後に切断して個片化することもできる。このように封止材がインターポーザ上の大面積の領域に形成される場合でも、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を用いると、パッケージ反りの発生を抑制することが可能となる。
【００５８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳述するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１〜７及び比較例１〜４）
各実施例及び各比較例につき、各成分の使用量を表１に示すようにし、各成分をミキサーで十分混合した後、過熱ロールで約５分間混錬を行い、冷却固化し、粉砕機で粉砕して封止用エポキシ樹脂を得た。
【００６０】
このようにして得られた封止用エポキシ樹脂組成物を用いて次のようにしてＢＧＡパッケージとしての性能評価のための評価用パッケージを作成した。
【００６１】
サイズが４０ｍｍ×１５０ｍｍ、コア部厚みが０．１ｍｍのガラスエポキシ基板（松下電工（株）製、「１７６６Ｔ」）に回路形成を施し、さらにレジスト（太陽インキ（株）ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布した。
【００６２】
これに、４ｍｍ角の評価用ＴＥＧチップをチップピッチが１２．２ｍｍとなるように３×１０列で計３０個をマトリクス状にダイボンドして搭載し、チップとインターポーザ上の回路端子を直径２５μｍの金線でワイヤボンドにより接続した。
【００６３】
次いで、封止用エポキシ樹脂組成物を用い、インターポーザのチップ搭載面側に封止厚み０．６ｍｍで封止成形（トランスファー成形）して３０個のチップが一括封止された一括封止物を得た。成形条件は１７５℃、７ＭＰａ、９０秒間とし、更にアフターキュアーを１７５℃、６時間の条件で行った。
【００６４】
（評価試験）
・一括封止物の反り評価
各実施例及び比較例において、１μｍの精度で読み取り可能な測定顕微鏡を用い、一括封止物の封止材上面を平坦な台の上に載せた時の、台からの封止材の浮き量を測定した。このとき、封止材上面のうち、短辺側の外縁部の３点と、長辺側の外縁部の３点の、計９点において、封止材上面と台からの距離を測定し、その最大値にて評価を行った。
【００６５】
・ワイヤー流れ（金線流れ）評価
各実施例及び比較例において、上記一括封止物の封止材内部を軟Ｘ線観察装置を用いて測定し、ワイヤー流れの有無を確認して、ワイヤー流れ率が５％以上のパッケージを不良とした。なお、各実施例および比較例について、それぞれ３０個の評価用パッケージを用いて評価した。
【００６６】
・耐リフロー性評価
各実施例及び比較例において、上記一括封止物をダイシング装置で個片のパッケージに切断し、この個片パッケージを１２５℃で１２時間の前乾燥処理を行った後、３０℃、７０％ＲＨの条件に設定した恒温恒湿機中で１９２時間の吸湿処理を行い、その後にリフロー処理（ピーク温度２６５℃）を行った。
【００６７】
このリフロー処理後の評価用パッケージについて、超音波顕微鏡（日立建機（株）製、「Ｍｙｓｃｏｐｅｈｙｐｅｒ」）で内部の観察を行い、封止材とチップ表面の界面、及び封止材とインターポーザとの界面における剥離発生の有無を調査して、剥離が発生したものを不良とした。なお、各実施例および比較例について、それぞれ１０個の評価用パッケージを用いて評価した。
【００６８】
・ガラス転移温度および線膨張係数
各実施例及び各比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を、前記評価パッケージの成形条件と同一の条件で硬化させた硬化物について、ＴＭＡ測定装置（（株）理学製、「ＴＡＳ２００」）を用い、得られる膨張カーブの屈曲点からガラス転移温度（Ｔｇ）を求め、また５０〜１００℃の伸び率から線膨張係数（熱膨張係数：α１）を求めた。
【００６９】
・耐炎性（難燃性）評価
各実施例及び各比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を用い、前記評価用パッケージの成形条件と同一の条件で硬化させて、ＵＬ９４に従って試験片を作製するとともに、ＵＬ９４に基づいた耐炎性試験を行い難燃性を測定した。
【００７０】
以上の結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】

【００７２】
尚、表中の各成分の詳細は次の通りである。
・フェノール樹脂ａ：構造式（１）に示すフェノール樹脂と、二核体以下のフェノール化合物の混合物；二核体以下のフェノール化合物の含有量２重量％；明和化成（株）製、品番「ＭＥＨ７５００」
・フェノール樹脂ｂ：構造式（１）に示すフェノール樹脂と、二核体以下のフェノール化合物の混合物；二核体以下のフェノール化合物の含有量８重量％；明和化成（株）製、品番「ＭＥＨ７５００ＳＳ」
・ｏ−クレゾールノボラック樹脂：住友化学製、品番「ＥＳＣＮ１９５ＸＬ」
・エポキシ樹脂ａ：三井化学（株）製、品番「ＶＧ３１０１」
・エポキシ樹脂ｂ：日本化薬（株）製、品番「ＥＰＰＮ５０１ＨＹ」
・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、「ＹＸ４０００Ｈ」
・ブロム化エポキシ樹脂：住友化学（株）製、品番「ＥＳＢ４００Ｔ」
・赤リン系難燃剤：微粉状赤リン（燐化学工業製、品番「Ｆ５」）１００重量部に対して、水酸化チタンによる無機質層を約１０重量部、さらにフェノール樹脂による熱硬化性樹脂層を約２０重量部の被覆量で被覆した、平均粒径３０μｍのもの
・溶融シリカ：平均粒径１５μｍ
表１にみるように、各実施例の封止用エポキシ樹脂組成物で封止した評価用パッケージは、一括封止時の反りが小さく、且つワイヤー流れが発生せず、且つ耐リフロー性に優れていることが確認された。
【００７３】
例えば、実施例１と比較例１、および比較例２の比較で明らかなように、実施例１のように式（２）のエポキシ樹脂を使用し、且つ特定組成のフェノール樹脂硬化剤を使用し、更に無機充填材の配合量を８５重量％以上とした場合は、一括封止物の反りが小さく、且つパッケージのワイヤー流れが発生しないことがわかる。
【００７４】
また、実施例４と比較例３の比較から明らかなように、構造式（３）で示されるエポキシ樹脂を使用し、特定組成を有するフェノール樹脂硬化剤を使用した場合は、一括封止物の反りが小さく、且つパッケージのワイヤー流れが発生しないことがわかる。
【００７５】
また、実施例１及び実施例４と、比較例４との比較で明らかなように、硬化剤に特定組成のフェノール樹脂硬化剤を使用し、且つエポキシ樹脂として構造式（２）又は構造式（３）に示されるエポキシ樹脂を使用する方が、エポキシ樹脂としてｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を使用するよりも、反りが小さく、かつワイヤー流れが発生しにくいことがわかる。
【００７６】
【発明の効果】
上記のように本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物は、
Ａ．上記構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量であるフェノール化合物を３〜１０重量％含有し、且つ１５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含むフェノール樹脂硬化剤、
Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂、
Ｃ．硬化促進剤及び
Ｄ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機充填材
を含有するため、耐熱性の高いトリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いることにより、硬化物である封止材のガラス転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を低減することができ、更に封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を大幅に低下させることが可能となって、無機充填材の充填量が高いにも係わらず十分低い溶融粘度を維持することができ、この結果、封止材の線膨張率を低減して、成形時の寸法変化量を更に低減し、特に半導体装置のパッケージ片面封止時にはワイヤ流れ等の成形不良の発生を防止すると共に、反り発生を抑制することができて、インターボーザに実装された複数個のチップを一括して封止する場合のように封止する領域が広い場合であっても反りの発生を抑制することができるものであり、また無機充填材の高充填化により封止材の吸湿率を低減して耐リフロー性を向上することができるものである。
【００７７】
また、上記構造式（２）で示されるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量％の割合で含有させると、耐熱性の高いエポキシ樹脂を含有することにより、硬化物である封止材のガラス転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を更に低減することができるものである。
【００７８】
また、上記構造式（３）で示されるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量％の割合で含有させると、耐熱性の高いエポキシ樹脂を含有することにより、硬化物である封止材のガラス転移温度を上昇して成形時の寸法変化量を更に低減することができるものである。
【００７９】
また、難燃剤として、平均粒径１〜６０μｍの微粉末状赤リンの表面に無機物層および熱硬化性樹脂層を被覆した被覆層付赤リンを含有させると、難燃剤のノンハロゲン化を達成して環境問題の解決に寄与することができ、しかも無機物層及び熱硬化性樹脂層により赤リンの吸湿を防止して赤リンを安定に維持し、特に半導体の封止用途に用いた場合に半導体に悪影響が及ぶことを防止することができるものである。
【００８０】
また、本発明に係る片面封止型半導体装置は、上記のような封止用エポキシ樹脂にて封止されたものであるため、ワイヤ流れ等の成形不良の発生を防止すると共に、反り発生を抑制することができるものであり、また無機充填材の高充填化により封止材の吸湿率を低減して耐リフロー性を向上することができるものである。

Claims

Ａ．下記構造式（１）に示す構造を有するフェノール樹脂を８５重量％以上含有すると共に構造式（１）中におけるｎの値が０となるものよりも低分子量であるフェノール化合物を３〜１０重量％含有し、且つ１５０℃における溶融粘度が０．４Ｐａ・ｓ以下であるフェノール樹脂成分を、５０〜１００重量％の割合で含むフェノール樹脂硬化剤、
Ｂ．１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂、
Ｃ．硬化促進剤及び
Ｄ．組成物全量に対する含有量が８５重量％以上の無機充填材
を含有して成ることを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
下記構造式（２）で示されるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量％の割合で含有して成ることを特徴とする請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
下記構造式（３）で示されるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂Ｂの全量に対して３０〜１００重量％の割合で含有して成ることを特徴とする請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
難燃剤として、平均粒径１〜６０μｍの微粉末状赤リンの表面に無機物層および熱硬化性樹脂層を被覆した被覆層付赤リンを含有して成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
請求項１乃至４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂にて封止して成ることを特徴とする片面封止型半導体装置。