JP4032810B2 - 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性、信頼性に優れた封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこの封止用エポキシ樹脂成形材料で封止した素子を備え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、ＬＳＩ等の電子部品装置の素子封止の分野では生産性、コスト等の面から樹脂封止が主流となり、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。
近年、電子部品装置の小型・軽量化、高性能・高機能化を図るために素子の高密度実装化、配線の微細化、多層化、多ピン化、素子のパッケージに対する占有面積増大化等が進んでいる。これに伴い、電子部品装置は、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＧＡ（Pin Grid Array）等の従来のピン挿入型のパッケージから、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline J-lead package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）等の表面実装型のパッケージへ主流が移行し、小型薄型化したＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package）、より一層の高密度化、多機能化したＣＳＰ（Chip Size Package）、マルチチップパッケージ、ウエハレベルＣＳＰ、積層パッケージ等が開発されている。表面実装型の電子部品装置は、従来のピン挿入型のものと実装方法が異なっている。すなわち、ピン挿入型パッケージはピンを配線板に挿入した後、配線板裏面からはんだ付けを行うため、パッケージが直接高温にさらされることがなかった。しかし、表面実装型パッケージは配線板表面に仮止めを行い、半田バスやＩＲリフロー、ＶＰＳリフロー等のリフロー装置などで処理されるため、直接半田付け温度（リフロー温度）の高温にさらされる。この結果、ＩＣパッケージが吸湿した場合、吸湿水分が気化して発生した蒸気圧が剥離応力として働き、パッケージに用いられる封止用成形材料の接着力が弱いと、素子、リードフレーム等のインサート品と封止用成形材料との間で剥離が発生し、パッケージクラックや半田付け不良の原因となる。
さらに最近の傾向として、環境保護の観点から、従来はんだに用いていた鉛の使用を廃止しようとの動きが、世界規模で進んでいる。こうした状況のもと、鉛に代わる金属の探索が進んでおり、鉛以外の金属の使用により従来のはんだよりその融点が上昇することが見込まれている。これは、はんだ付け時にパッケージがより高温にさらされることを意味しており、前述の、封止樹脂／半導体インサートとの剥離、パッケージクラックといった問題に対し、これまで以上の信頼性が求められるようになってきた。
また、半導体内部の部材としては、従来からリードフレームの材質として用いられている４２アロィ合金に加え、最近では、ＣｕやＣｕに予めＰｄ若しくはＰｄ‐Ａｕのプレプレーティングを施したものも増えている。プレプレーティングを施していないＣｕを用いたものについては、インナーリードとアウターリード間の接合部分にＡｇメッキが施されたものが多い。上記した、いわゆる脱鉛はんだを用いることによるはんだ付け温度の上昇に伴い、このＡｇメッキ部分と封止材との剥離の問題がクローズアップされてきた。
これらの問題に対して、これまでの検討から、インサート品との高接着性、低吸湿性、高温強度等が重要であることがわかっており、封止用エポキシ樹脂成形材料とインサート品との接着性を高めかつ低吸湿化するために、ビフェニル型エポキシ樹脂やフェノール・アラルキル樹脂硬化剤を用いる手法、吸湿率低減のために無機充填剤を増量する手法等の提案が行われ、それらに加え、半導体インサートとの密着力を上げる各種添加剤等の提案も行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
半導体インサートとの密着力を上げる手法としては、スルフィド化合物を用いる手法等が提案されている（特開２０００−１０３９４０号公報、特開２０００−１３６２９０号公報）が、硬化性等の成形性に問題があり、十分な解決を得るには至っていない。
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、硬化性等の成形性が良好で、接着性、耐湿性、耐リフロー性等の信頼性に優れた封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこれにより封止した素子を備えた電子部品装置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、硫黄含有有機ケイ素化合物及び硬化促進剤を配合した、特定の熱時硬度を有する封止用エポキシ樹脂成形材料により、上記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物及び（Ｄ）硬化促進剤を含有し、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量が封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３〜０．５重量％であり、熱時硬度が７０以上である封止用エポキシ樹脂成形材料、
（２）（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物がシランポリスルフィドである上記（１）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（３）（Ｅ）無機充填剤をさらに含有する上記（１）又は（２）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（４）（Ｄ）硬化促進剤が、有機リン化合物とキノン化合物との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物、アミン化合物とキノン化合物との付加物、及び、アミン化合物とフェノール樹脂との付加物のうち１種以上を含有する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（５）（Ｄ）硬化促進剤が、有機リン化合物及び／又はアミン化合物を含有し、さらにキノン化合物を含有する上記（１）〜（４）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（６）（Ａ）エポキシ樹脂が結晶性の低分子型二官能エポキシ樹脂又は１５０℃における溶融粘度が０．３Ｐａ・ｓ以下の多官能エポキシ樹脂を含有する上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、及び
（７）（Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の１種以上を含有する上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、並びに
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載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た電子部品装置
に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる（Ａ）エポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、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、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするフェノール、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等のフェノール類及び／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基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる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、ビスフェノールＡ／Ｄ等のジグリシジルエーテル、アルキル置換又は非置換のビフェノールのジグリシジルエーテルであるビフェニル型エポキシ樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸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エステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等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であるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、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等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、及びこれらのエポキシ樹脂をシリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性したエポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、結晶性の低分子型二官能エポキシ樹脂や、１５０℃における溶融粘度が０．３Ｐａ・ｓ以下の多官能エポキシ樹脂が好ましい。
耐リフロー性の観点からはビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が好ましく、これらのエポキシ樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。
【０００７】
ビフェニル型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、スチルベン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（II）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、硫黄原子含有エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（III）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１】
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化２】
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜１０の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
上記一般式（Ｉ）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、たとえば、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル又は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’−ビフェノール又は４，４’−（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールとを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも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。
上記一般式（II）で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、たとえば３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５，５′−トリメチルスチルベン、３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５′，６−トリメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−５，５’−ジメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−６，６’−ジメチルスチルベン等が挙げられ、なかでも３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５，５′−トリメチルスチルベン、及び４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。上記一般式（III）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ1〜Ｒ8が水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8が水素原子で、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7がアルキル基であるエポキシ樹脂がより好ましく、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8が水素原子で、Ｒ2及びＲ7がメチル基で、Ｒ3及びＲ6がｔ−ブチル基であるエポキシ樹脂がさらに好ましい。このような化合物としては、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。
これらのエポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【０００８】
ノボラック型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（IV）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化４】
（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示す。）
上記一般式（IV）で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。なかでも、一般式（IV）中のＲとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。ｎは０〜３の整数が好ましい。上記一般式（IV）で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
ノボラック型エポキシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましい。
【０００９】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（Ｖ）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化５】
（ここで、Ｒ1及びＲ2は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基からそれぞれ独立して選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、ｍは０〜６の整数を示す。）
上記式（Ｖ）中のＲ1としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。Ｒ2としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでも水素原子が好ましい。また、ｎ＝０を主成分とするエポキシ樹脂がより好ましく、例えば、ＥＸＡ−７２００、ＥＸＡ−７２００Ｈ（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましい。
【００１０】
ナフタレン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（VI）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(VII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
下記一般式（VI）で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、ｌ個の構成単位及びｍ個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、下記一般式（VII）で示されるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては特に制限はないが、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂が好ましい。
【化６】
（ここで、Ｒ1〜Ｒ3は水素原子及び置換又は非置換の炭素数１〜１２の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれ全てが同一でも異なっていてもよい。ｐは１又は０で、ｌ、ｍはそれぞれ０〜１１の整数であって、（ｌ＋ｍ）が１〜１１の整数でかつ（ｌ＋ｐ）が１〜１２の整数となるよう選ばれる。ｉは０〜３の整数、ｊは０〜２の整数、ｋは０〜４の整数を示す。）
【化７】
（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは１〜１０の整数を示す。）
これらのエポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても両者を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【００１１】
上記のビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量はエポキシ樹脂全量に対して合わせて５０重量％以上とすることが好ましく、６０重量％以上がより好ましく、８０重量％以上がさらに好ましい。
【００１２】
本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、フェノール、クレゾール、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、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び／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、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のジクロペンタジエン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、低吸湿性の観点からはビフェニル型フェノール樹脂及びアラルキル型フェノール樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型フェノール樹脂が好ましく、耐熱性、低膨張率及び低そり性の観点からはトリフェニルメタン型フェノール樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型フェノール樹脂が好ましく、これらのフェノール樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。
【００１３】
ビフェニル型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(VIII)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化８】
上記式(VIII)中のＲ1〜Ｒ９は全てが同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数６〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数６〜１０のアラルキル基から選ばれ、なかでも水素原子とメチル基が好ましい。ｎは０〜１０の整数を示す。
上記一般式(VIII)で示されるビフェニル型フェノール樹脂としては、たとえばＲ1〜Ｒ９が全て水素原子である化合物等が挙げられ、なかでも溶融粘度の観点から、ｎが１以上の縮合体を５０重量％以上含む縮合体の混合物が好ましい。このような化合物としては、ＭＥＨ−７８５１（明和化成株式会社製商品名）が市販品として入手可能である。
ビフェニル型フェノール樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましく、６０重量％以上がさらに好ましい。
【００１４】
アラルキル型フェノール樹脂としては、たとえばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等が挙げられ、下記一般式(IX)で示されるフェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式(IX)中のＲが水素原子で、ｎの平均値が０〜８であるフェノール・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、ｐ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、ｍ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。これらのアラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【化９】
（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示す。）
【００１５】
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(Ｘ)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化１０】
（ここで、Ｒ1及びＲ2は水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基からそれぞれ独立して選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、ｍは０〜６の整数を示す。）
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００１６】
トリフェニルメタン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(XI)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。下記一般式（XI）で示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂としては特に制限はないが、たとえば、サリチルアルデヒド型フェノール樹脂、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド型フェノール樹脂、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。なかでもサリチルアルデヒド型フェノール樹脂が好ましい。
【化１１】
（ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは１〜１０の整数を示す。）
トリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００１７】
ノボラック型フェノール樹脂としては、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、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、なかでもフェノールノボラック樹脂が好ましい。ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００１８】
上記のビフェニル型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は硬化剤全量に対して合わせて６０重量％以上とすることが好ましく、８０重量％以上がより好ましい。
【００１９】
（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対する硬化剤中の水酸基数の比（硬化剤中の水酸基数／エポキシ樹脂中のエポキシ基数）は、特に制限はないが、それぞれの未反応分を少なく抑えるために０．５〜２の範囲に設定されることが好ましく、０．６〜１．３がより好ましい。成形性及び耐リフロー性に優れる封止用エポキシ樹脂成形材料を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定されることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明において用いられる（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物は、封止用エポキシ樹脂成形材料の接着性向上に効果があり、特に限定はないが、半導体インサート部品、Ａｇメッキ等との高接着性の観点からは、シランポリスルフィドが好ましく、下記一般式（XII）で示される化合物を含有することがより好ましい。
【化１２】
（ここで、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ５〜Ｒ８は、置換又は非置換の炭素数１〜１０の一価の炭化水素基、及び、置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルコキシル基からそれぞれ独立して選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。Ｒ３、Ｒ４は、置換又は非置換の炭素数１〜１２の二価の炭化水素基から独立して選ばれ、同一でも異なっていてもよい。ｎは１以上の整数を示す。）
上記一般式（XII）中のＲ１〜Ｒ３及びＲ５〜Ｒ８は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数６〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数６〜１０のアラルキル基などの炭素数１〜１０の一価の炭化水素基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基、及びこれらにアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、水酸基、ハロゲン原子などが置換したものからそれぞれ独立して選ばれるが、なかでも、アルキル基又はアルコキシル基が好ましく、接着性の観点からは、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ５〜Ｒ８のうち、少なくとも一つ以上がアルコキシル基であることがより好ましい。
上記一般式（XII）中のＲ３、Ｒ４は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基等の炭素数１〜１２のアルキレン基、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基、トリレン基等の炭素数６〜１２のアリーレン基、炭素数６〜１２の芳香族環を含む基などの炭素数１〜１２の二価の炭化水素基、及びこれらにアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、水酸基、ハロゲン原子などが置換したものからそれぞれ独立して選ばれるが、なかでも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基等のアルキル基が好ましく、プロピレン基がより好ましい。
上記一般式（XII）中のｎは、１以上の整数を示し、１〜１０であることが好ましく、２〜５がより好ましい。上記一般式（XII）で示される化合物としては、接着性及び耐湿性の観点から、ｎ＝２〜５の成分量が５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上がより好ましく、なかでもｎ＝３〜４の成分量が３０重量％が好ましく、４０重量％以上がより好ましい。ｎ＝１の成分量が多くなると、硫黄原子に対するＡｇ等の金属原子の配位性が低くなり、接着性向上効果が不十分となりやすいので、ｎ＝１の成分量は２０重量％以下が好ましく、１０重量％以下がより好ましく、５重量％以下がさらに好ましい。また、ｎ＝６以上の成分量が多くなると、スルフィド結合の開裂により、ＳＯ４−イオン等のイオン性不純物が発生し易くなり、耐湿性に劣る傾向があるので、ｎ＝６以上の成分量は３０重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましい。
【００２１】
上記一般式（XII）で示される化合物としては、たとえば下記一般式（XIII）で示される化合物等が好ましい化合物として挙げられる。
【化１３】
（ここで、ｎは１以上の整数を示す。）
上記一般式（XIII）で示される化合物のなかでも、ｎ＝２〜５の成分量が７０重量％以上で、ｎ＝３〜４の成分量が４０重量％以上の化合物が好ましい。
【００２２】
（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して合計で０．０３〜０．５重量％であることが必要で、０．１〜０．３重量％が好ましい。０．０３重量％未満では、接着性向上効果が不十分となり、０．５重量％を超えると硬化性が低下し、成形性、耐湿性の向上効果が不十分となる。
【００２３】
本発明において用いられる（Ｄ）硬化促進剤は特に制限はなく、リン化合物系硬化促進剤、アミン化合物系硬化促進剤及びイミダゾール化合物系硬化促進剤等の封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されている硬化促進剤を用いることができる。
硬化性及び成形性の観点からは、有機リン化合物とキノン化合物との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物、アミン化合物とキノン化合物との付加物、及び、アミン化合物とフェノール樹脂との付加物のうち１種以上を含有することが好ましい。また、同様の観点から、（Ｄ）硬化促進剤が有機リン化合物及び／又はアミン化合物を含有し、さらに封止用エポキシ樹脂成形材料にキノン化合物を含有することが好ましい。これらを（Ｄ）硬化促進剤中に５０重量％以上含有することが好ましく、６０重量％以上含有することがより好ましく、８０重量％以上含有することがさらに好ましい。
ここで、付加物とは特に限定はないが、付加反応物や、π電子密度の異なる２種の化合物の分子間力によって生成する化合物、内部塩化合物、外部塩化合物等が挙げられる。
【００２４】
有機リン化合物としては、たとえば、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン等のジアルキルアリールホスフィン、ジフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等のアルキルジアリールホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン等のトリス（アルキルフェニル）ホスフィン、トリス（アルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（アルキル・アルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（ジアルキルフェニル）ホスフィン、トリス（トリアルキルフェニル）ホスフィン、トリス（テトラアルキルフェニル）ホスフィン、トリス（ジアルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（トリアルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（テトラアルコキシフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、ジフェニル（ｐ−トリル）ホスフィンなどの有機ホスフィン、テトラブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、ブチルトリ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テトラブチルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のホスホニウムボレート、
有機ホスフィン類と有機ボロン類との錯体などが挙げられ、なかでも、トリブチルホスフィン、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、テトラブチルテトラブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、及び、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートが好ましい。
【００２５】
アミン化合物としては、たとえば、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、５，６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等のシクロアミジン化合物及びこれらの誘導体、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）フェノール等の３級アミン化合物及びこれらの誘導体、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセニウムテトラフェニルボレート等が挙げられ、なかでも、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、及び、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５が好ましい。
【００２６】
キノン化合物としては、１，４−ベンゾキノン、２，５−トルキノン、１，４−ナフトキノン、１，４‐アントラキノン、２，３−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、メチル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジメチルベンゾキノン、２，５−ジ−t−ブチル−１，４−ベンゾキノン、t−ブチル−１，４−ベンゾキノン等のアルキル基置換ベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−１，４ベンゾキノン、２，５−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、メトキシ−１，４−ベンゾキノン等のアルコキシ基置換ベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−５−メチル−１，４−ベンゾキノン等のアルコキシアルキルベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノン等のアリール基置換ベンゾキノン及びこれらの誘導体等が挙げられ、なかでも、１，４−ベンゾキノンが好ましい。
【００２７】
有機リン化合物とキノン化合物との付加物としては、有機ホスフィンとキノン化合物との付加物が好ましく、なかでも、トリブチルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物、トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物、及び、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物がより好ましい。
有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物としては、有機ホスフィン又は有機ホスフィン及びキノン化合物とフェノール樹脂との付加物が好ましく、トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物のフェノールノボラック塩がより好ましい。
有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物としては、ホスホニウムボレートとフェノール樹脂との混融物が好ましく、なかでも、テトラブチルテトラブチ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樹脂との混融物、及び、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樹脂との混融物がより好ましい。
アミン化合物とキノン化合物との付加物としては、シクロアミジン化合物とキノン化合物との付加物が好ましく、なかでも、１，８−ジアザ−ビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７と１，４−ベンゾキノンとの付加物、及び、１，５−ジアザ−ビシクロ［４．３．０］ノネンと１，４−ベンゾキノンとの付加物がより好ましい。
アミン化合物とフェノール樹脂との付加物としては、シクロアミジン化合物とフェノール樹脂との付加物を含有することが好ましく、なかでも、１，８−ジアザ−ビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７のフェノールノボラック樹脂塩がより好ましい。
【００２８】
（Ｄ）硬化促進剤の配合量は、硬化促進効果が得られれば特に制限はないが、硬化性及び流動性の観点からは、０．００５〜２重量％が好ましく、０．０１〜０．５重量％がより好ましい。０．０５〜０．３重量％がさらに好ましい。０．００５重量％未満では短時間での硬化性に劣る傾向があり、２重量％を超えると硬化速度が速すぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向がある。硬化促進効果は硬化促進剤の種類によって異なるため、（Ｄ）硬化促進剤の配合量は、用いる硬化促進剤の硬化促進効果に応じて調整される。
【００２９】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、熱時硬度が７０以上であることが必要である。ここで、熱時硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５のタイプＤで規定された硬度（デュロメータ硬さ）をいい、封止用エポキシ樹脂成形材料を１８０℃、６．９ＭＰａ、９０秒の成形条件で直径３０ｍｍ×厚さ４ｍｍの円板に成形し、成形後直ちにショアＤ型硬度計を用いて測定した値をいう。
連続成形性の観点から、熱時硬度が７０以上であることが必要で、７５以上が好ましく、８０以上がさらに好ましい。また、耐リフロー性の観点からは、熱時硬度が１００以下であることが好ましく、９５以下がより好ましく、９０以下がさらに好ましい。
本発明においては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）無機充填剤及びその他の添加剤として用いる成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、熱時硬度が７０以上である封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化促進剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物及び（Ｄ）硬化促進剤の選定と（Ｄ）無機充填剤を用いる場合にはその配合量が重要であり、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物及び（Ｄ）硬化促進剤の選定は特に重要である。
【００３０】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、必要に応じて（Ｅ）無機充填剤を配合することができる。（Ｅ）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配合されるものであり、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されるもので特に制限はないが、たとえば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、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、チタニア等の粉体、又はこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。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、モリブデン酸亜鉛等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、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く、充填剤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い。
（Ｅ）無機充填剤の配合量は、難燃性、成形性、吸湿性、線膨張係数低減及び強度向上の観点から、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して６０重量％以上が好ましく、７０〜９５重量％がより好ましく、７５〜９２重量％がさらに好ましい。６０重量％未満では難燃性及び耐リフロー性が低下する傾向があり、９５重量％を超えると流動性が不足する傾向がある。
【００３１】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高めるために、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、ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を添加することができる。これらは単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、カップリング剤以外に、接着性を向上させるために、必要に応じて接着促進剤を配合することができる。特に、銅フレームと封止用エポキシ樹脂成形材料との接着性を向上させるために接着促進剤の配合は有効である。接着促進剤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、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、トリアジン等及びこれらの誘導体、アントラニル酸、没食子酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アミノフェノール、キノリン等及びこれらの誘導体、脂肪族酸アミド化合物、ジチオカルバミン酸塩、チアジアゾール誘導体などが挙げられ、これらを単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３２】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性、高温放置特性を向上させる観点から陰イオン交換体を添加することもできる。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や、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、マグネシウム、アルミニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、下記一般式（XIV）で示されるハイドロタルサイト及びビスマスの含水酸化物が好ましい。
【化１４】
Ｍｇ１−ＸＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）Ｘ／２・ｍＨ２Ｏ ……（XIV）
（０＜Ｘ≦０.５、ｍは正の整数）
陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオン等のイオン性不純物を捕捉できる十分な量であれば特に制限はないが、（Ａ）成分のエポキシ樹脂に対して０．１〜３０重量％が好ましく、１〜１０重量％がより好ましく、２〜５重量％がさらに好ましい。配合量が０．１重量％未満ではイオン性不純物の捕捉が不十分になる傾向があり、３０重量％を超えた場合それ以下に比べて効果に大差がないため経済的に不利である。
【００３３】
さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、その他の添加剤として、金型離型性を確保するためにカルナバワックス、モンタン酸、ステアリン酸、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の酸化型又は非酸化型のポリオレフィン系ワックスなどの従来公知の離型剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等の応力緩和剤、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤などを、必要に応じて配合することができる。
【００３４】
発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、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、ニーダ、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。
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、液状樹脂を用いて又は各種有機溶剤に溶かして液状封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもでき、この液状封止用エポキシ樹脂成形材料を板又はフィルム上に薄く塗布し、樹脂の硬化反応が余り進まないような条件で有機溶剤を飛散させることによって得られるシートあるいはフィルム状の封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもできる。
【００３５】
本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形材料により封止した素子を備えた電子部品装置としては、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、シリコンウエハ等の支持部材に、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等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エポキシ樹脂成形材料で封止した、電子部品装置などが挙げられる。このような電子部品装置としては、たとえば、リードフレーム上に半導体素子を固定し、ボンディングパッド等の素子の端子部とリード部をワイヤボンディングやバンプで接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用いてトランスファ成形等により封止してなる、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package）等の樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにリードポンディングした半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＴＣＰ（Tape Carrier Package）、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、はんだ等で接続した半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＣＯＢ（Chip On Board）、ＣＯＧ（Chip On Glass）等のベアチップ実装した半導体装置、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、はんだ等で接続した半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子及び／又はコンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したハイブリッドＩＣ、マルチチップモジュール、マザーボード接続用の端子を形成したインターポーザ基板に半導体チップを搭載し、バンプまたはワイヤボンディングにより半導体チップとインターポーザ基板に形成された配線を接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で半導体チップ搭載側を封止したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＭＣＰ（Multi Chip Package）などが挙げられる。また、プリント回路板にも本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は有効に使用できる。
【００３６】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて素子を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。封止用エポキシ樹脂成形材料が常温で液状又はペースト状の場合は、ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等が挙げられる。
また、素子を直接樹脂封止する一般的な封止方法ばかりではなく、素子に直接電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料が接触しない形態である中空パッケージの方式もあり、中空パッケージ用の封止用エポキシ樹脂成形材料としても好適に使用できる。
【００３７】
【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。
【００３８】
実施例１〜１５、及び比較例１〜６
（Ａ）エポキシ樹脂としてエポキシ当量１９６、融点１０６℃のビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社製商品名エピコートＹＸ−４０００Ｈ）、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２６２、軟化点６３℃のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製商品名ＥＸＡ−７２００）、エポキシ当量１９５、軟化点６８℃のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（新日鉄化学株式会社製商品名ＹＤＦ−８１７０Ｃ）、エポキシ当量２４５、軟化点１１３℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂(新日鐵化学社製商品名ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ)、（Ｂ）硬化剤として水酸基当量１７５、軟化点７０℃のフェノール・アラルキル樹脂（三井化学株式会社製商品名ミレックスＸＬ−２２５）、水酸基当量１０６、軟化点８０℃のフェノールノボラック樹脂（明和化成株式会社製商品名Ｈ−１）、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物として、下記一般式（XIII）で示され、ｎ＝２〜５の成分量が７０重量％以上で、ｎ＝３〜４の成分量が４０重量％以上の化合物（日本ユニカー株式会社製商品名Ａ−１２８９）、（Ｄ）硬化促進剤として、トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤１）、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤２）、トリブチルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤３）、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（北興化学株式会社製商品名ＴＰＰ−Ｋ）とフェノールノボラック樹脂（明和化成株式会社製商品名Ｈ−１、水酸基当量１０６、軟化点８０℃）との混融物（ＴＰＰ−Ｋ含有率１０重量％）（硬化促進剤４）、１，８−ジアザ−ビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７と１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤５）、１，８−ジアザ−ビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）のフェノールノボラック塩（ＤＢＵ含有率３０重量％）（硬化促進剤６）、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＺ）とフェノールノボラック樹脂の混融物（２Ｐ４ＭＺ含有率１０重量％）（硬化促進剤７）、トリフェニルホスフィン（硬化促進剤８）、及びテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（ＴＰＰ−Ｋ）（硬化促進剤９）、（Ｅ）無機充填剤として平均粒径１７．５μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇの球状溶融シリカ、離型剤として酸化型ポリエチレン（クラリアント株式会社製商品名ＰＥＤ１９１）及びモンタン酸エステル（クラリアント社製商品名Hoechst-Wax E）、難燃剤として三酸化アンチモン及びエポキシ当量３７５、軟化点８０℃、臭素含量４８重量％のビスフェノールＡ型ブロム化エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＢ−４００Ｔ）、着色剤としてカーボンブラック（三菱化学株式会社製商品名ＭＡ−１００）を、それぞれ表１及び表２に示す重量部で配合し、混練温度８０℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行い、実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。
【００３９】
【化１５】
（ここで、ｎは１以上の整数を示す。）
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
作製した実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂成形材料を、次の各試験により評価した。評価結果を表３及び表４に示す。
なお、封止用エポキシ樹脂成形材料の成形は、トランスファ成形機により、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で行った。また、後硬化は１７５℃で６時間行った。
（１）熱時硬度
中央部に直径３０ｍｍ、深さ４ｍｍのカル部分を持った三富金属株式会社製バリ金型を用いて、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で直径３０ｍｍ×厚さ４ｍｍの円板に成形し、成形後直ちに（トランスファプレスの下型が開き始めてから５秒後に金型を取リ出し、その直後に）、成形品（金型中央部のカル部分）のショアＤ硬度を測定した。
（２）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、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形し、流動距離（ｃｍ）を求めた。
（３）接着性
リード先端にＡｇメッキが施されたＣｕ（Ｃ−１９４）製のリードフレームに、Ａｇペースト（日立化成工業株式会社製商品名ＥＮ‐４９００）を用いてダミーチップ（８×１０×０．３ｍｍ厚）を固定し、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して、十字スリットのアイランド形状を持った外形寸法２０ｍｍ×１４ｍｍ×１．４ｍｍ厚の８０ピンフラットパッケージ（ＬＱＦＰ１４２０−８０ｐ）を作製し、８５℃、８５％ＲＨの条件で１６８時間吸湿させて、株式会社ジャード製ＩＲリフロー炉に通して最高温度２５０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行い、通過後のパッケージ内部を、株式会社日立製作所製ＳＡＴを用いて観察した。
リード先端のＡｇメッキ部分と封止用エポキシ樹脂成形材料との剥離面積が、Ａｇメッキ部分全体の３０％以上に及んでいるパッケージ数（不良パッケージ数）をカウントし、試験パッケージ数（１２）に対する不良パッケージ数で評価した。
（４）耐リフロー性
上記（３）と同様に作製してリフロー処理を行ったパッケージの内部及び外部を観察して、クラックの有無を確認し、試験パッケージ数（１２）に対するクラック発生パッケージ数で評価した。
(５） 耐湿性
４２Ａｌｌｏｙ合金製のリードフレームに、Ａｇペースト（日立化成工業株式会社製商品名ＥＮ‐４０００）を用いてチップ（９．６×５．１ｍｍ）を固定し、Ａｕ線（φ２５μｍ）を用いて、これらを電気的に導通させ、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して作製したＳＯＰ−２８ｐパッケージ（１８×８．４×２．６ｍｍ厚）を、８５℃、８５％ＲＨの条件で、４８時間吸湿させ、株式会社ジャード製ＩＲリフロー炉に通して最高温度２４０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行った後、ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト：１２１℃、２×１０５Ｐａ）に投入し、５００時間経過後の不良パッケージ数をカウントし、試験パッケージ数（１０）に対する不良パッケージ数で評価した。なお、外部からの電圧に対するパッケージの電気的導通のないパッケージを不良と判定した。
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
本発明の（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量が本発明の規定範囲外の比較例１〜４では接着性及び耐湿性に劣り、熱時硬度が発明の規定範囲外の比較例５、６では著しく成形性に劣り成形品が得られない。
これに対して、本発明の（Ａ）〜（Ｄ）をすべて含有し、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量及び熱時硬度も規定範囲内である実施例１〜１５は、いずれも流動性及び硬化性が良好で、接着性、耐湿性及び耐リフロー性にも優れる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明にな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硬化性、流動性が良好で成形性に優れ、半導体インサート部品であるＡｇメッキ部分との接着性も良好であり、この封止用エポキシ樹脂成形材料を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば、高温ＩＲに対する耐リフロー性、耐湿性等に優れ、信頼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。
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性、信頼性に優れた封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこの封止用エポキシ樹脂成形材料で封止した素子を備え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、ＬＳＩ等の電子部品装置の素子封止の分野では生産性、コスト等の面から樹脂封止が主流となり、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。
近年、電子部品装置の小型・軽量化、高性能・高機能化を図るために素子の高密度実装化、配線の微細化、多層化、多ピン化、素子のパッケージに対する占有面積増大化等が進んでいる。これに伴い、電子部品装置は、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＧＡ（Pin Grid Array）等の従来のピン挿入型のパッケージから、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline J-lead package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）等の表面実装型のパッケージへ主流が移行し、小型薄型化したＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package）、より一層の高密度化、多機能化したＣＳＰ（Chip Size Package）、マルチチップパッケージ、ウエハレベルＣＳＰ、積層パッケージ等が開発されている。表面実装型の電子部品装置は、従来のピン挿入型のものと実装方法が異なっている。すなわち、ピン挿入型パッケージはピンを配線板に挿入した後、配線板裏面からはんだ付けを行うため、パッケージが直接高温にさらされることがなかった。しかし、表面実装型パッケージは配線板表面に仮止めを行い、半田バスやＩＲリフロー、ＶＰＳリフロー等のリフロー装置などで処理されるため、直接半田付け温度（リフロー温度）の高温にさらされる。この結果、ＩＣパッケージが吸湿した場合、吸湿水分が気化して発生した蒸気圧が剥離応力として働き、パッケージに用いられる封止用成形材料の接着力が弱いと、素子、リードフレーム等のインサート品と封止用成形材料との間で剥離が発生し、パッケージクラックや半田付け不良の原因となる。
さらに最近の傾向として、環境保護の観点から、従来はんだに用いていた鉛の使用を廃止しようとの動きが、世界規模で進んでいる。こうした状況のもと、鉛に代わる金属の探索が進んでおり、鉛以外の金属の使用により従来のはんだよりその融点が上昇することが見込まれている。これは、はんだ付け時にパッケージがより高温にさらされることを意味しており、前述の、封止樹脂／半導体インサートとの剥離、パッケージクラックといった問題に対し、これまで以上の信頼性が求められるようになってきた。
また、半導体内部の部材としては、従来からリードフレームの材質として用いられている４２アロィ合金に加え、最近では、ＣｕやＣｕに予めＰｄ若しくはＰｄ‐Ａｕのプレプレーティングを施したものも増えている。プレプレーティングを施していないＣｕを用いたものについては、インナーリードとアウターリード間の接合部分にＡｇメッキが施されたものが多い。上記した、いわゆる脱鉛はんだを用いることによるはんだ付け温度の上昇に伴い、このＡｇメッキ部分と封止材との剥離の問題がクローズアップされてきた。
これらの問題に対して、これまでの検討から、インサート品との高接着性、低吸湿性、高温強度等が重要であることがわかっており、封止用エポキシ樹脂成形材料とインサート品との接着性を高めかつ低吸湿化するために、ビフェニル型エポキシ樹脂やフェノール・アラルキル樹脂硬化剤を用いる手法、吸湿率低減のために無機充填剤を増量する手法等の提案が行われ、それらに加え、半導体インサートとの密着力を上げる各種添加剤等の提案も行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
半導体インサートとの密着力を上げる手法としては、スルフィド化合物を用いる手法等が提案されている（特開２０００−１０３９４０号公報、特開２０００−１３６２９０号公報）が、硬化性等の成形性に問題があり、十分な解決を得るには至っていない。
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、硬化性等の成形性が良好で、接着性、耐湿性、耐リフロー性等の信頼性に優れた封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこれにより封止した素子を備えた電子部品装置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、硫黄含有有機ケイ素化合物及び硬化促進剤を配合した、特定の熱時硬度を有する封止用エポキシ樹脂成形材料により、上記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物及び（Ｄ）硬化促進剤を含有し、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量が封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３〜０．５重量％であり、熱時硬度が７０以上である封止用エポキシ樹脂成形材料、
（２）（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物がシランポリスルフィドである上記（１）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（３）（Ｅ）無機充填剤をさらに含有する上記（１）又は（２）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（４）（Ｄ）硬化促進剤が、有機リン化合物とキノン化合物との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物、アミン化合物とキノン化合物との付加物、及び、アミン化合物とフェノール樹脂との付加物のうち１種以上を含有する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（５）（Ｄ）硬化促進剤が、有機リン化合物及び／又はアミン化合物を含有し、さらにキノン化合物を含有する上記（１）〜（４）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
（６）（Ａ）エポキシ樹脂が結晶性の低分子型二官能エポキシ樹脂又は１５０℃における溶融粘度が０．３Ｐａ・ｓ以下の多官能エポキシ樹脂を含有する上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、及び
（７）（Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の１種以上を含有する上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、並びに
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載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た電子部品装置
に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる（Ａ）エポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、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、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするフェノール、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等のフェノール類及び／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基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる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、ビスフェノールＡ／Ｄ等のジグリシジルエーテル、アルキル置換又は非置換のビフェノールのジグリシジルエーテルであるビフェニル型エポキシ樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸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エステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等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であるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、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等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、及びこれらのエポキシ樹脂をシリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性したエポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、結晶性の低分子型二官能エポキシ樹脂や、１５０℃における溶融粘度が０．３Ｐａ・ｓ以下の多官能エポキシ樹脂が好ましい。
耐リフロー性の観点からはビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が好ましく、これらのエポキシ樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。
【０００７】
ビフェニル型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、スチルベン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（II）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、硫黄原子含有エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（III）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１】
【化２】
【化３】
上記一般式（Ｉ）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、たとえば、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル又は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’−ビフェノール又は４，４’−（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールとを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも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。
上記一般式（II）で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、たとえば３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５，５′−トリメチルスチルベン、３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５′，６−トリメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−５，５’−ジメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−６，６’−ジメチルスチルベン等が挙げられ、なかでも３−ｔ−ブチル−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５，５′−トリメチルスチルベン、及び４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。上記一般式（III）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ1〜Ｒ8が水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8が水素原子で、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7がアルキル基であるエポキシ樹脂がより好ましく、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8が水素原子で、Ｒ2及びＲ7がメチル基で、Ｒ3及びＲ6がｔ−ブチル基であるエポキシ樹脂がさらに好ましい。このような化合物としては、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。
これらのエポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【０００８】
ノボラック型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（IV）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化４】
上記一般式（IV）で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。なかでも、一般式（IV）中のＲとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。ｎは０〜３の整数が好ましい。上記一般式（IV）で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
ノボラック型エポキシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましい。
【０００９】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（Ｖ）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化５】
上記式（Ｖ）中のＲ1としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。Ｒ2としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでも水素原子が好ましい。また、ｎ＝０を主成分とするエポキシ樹脂がより好ましく、例えば、ＥＸＡ−７２００、ＥＸＡ−７２００Ｈ（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましい。
【００１０】
ナフタレン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（VI）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(VII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
下記一般式（VI）で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、ｌ個の構成単位及びｍ個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、下記一般式（VII）で示されるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては特に制限はないが、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂が好ましい。
【化６】
【化７】
これらのエポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても両者を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて２０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【００１１】
上記のビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量はエポキシ樹脂全量に対して合わせて５０重量％以上とすることが好ましく、６０重量％以上がより好ましく、８０重量％以上がさらに好ましい。
【００１２】
本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、フェノール、クレゾール、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、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び／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、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のジクロペンタジエン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、低吸湿性の観点からはビフェニル型フェノール樹脂及びアラルキル型フェノール樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型フェノール樹脂が好ましく、耐熱性、低膨張率及び低そり性の観点からはトリフェニルメタン型フェノール樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型フェノール樹脂が好ましく、これらのフェノール樹脂の少なくとも１種を含有していることが好ましい。
【００１３】
ビフェニル型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(VIII)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化８】
上記一般式(VIII)で示されるビフェニル型フェノール樹脂としては、たとえばＲ1〜Ｒ９が全て水素原子である化合物等が挙げられ、なかでも溶融粘度の観点から、ｎが１以上の縮合体を５０重量％以上含む縮合体の混合物が好ましい。このような化合物としては、ＭＥＨ−７８５１（明和化成株式会社製商品名）が市販品として入手可能である。
ビフェニル型フェノール樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましく、６０重量％以上がさらに好ましい。
【００１４】
アラルキル型フェノール樹脂としては、たとえばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等が挙げられ、下記一般式(IX)で示されるフェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式(IX)中のＲが水素原子で、ｎの平均値が０〜８であるフェノール・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、ｐ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、ｍ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。これらのアラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【化９】
【００１５】
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(Ｘ)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化１０】
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００１６】
トリフェニルメタン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式(XI)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。下記一般式（XI）で示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂としては特に制限はないが、たとえば、サリチルアルデヒド型フェノール樹脂、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド型フェノール樹脂、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。なかでもサリチルアルデヒド型フェノール樹脂が好ましい。
【化１１】
トリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００１７】
ノボラック型フェノール樹脂としては、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、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、なかでもフェノールノボラック樹脂が好ましい。ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好ましく、５０重量％以上がより好ましい。
【００１８】
上記のビフェニル型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は硬化剤全量に対して合わせて６０重量％以上とすることが好ましく、８０重量％以上がより好ましい。
【００１９】
（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対する硬化剤中の水酸基数の比（硬化剤中の水酸基数／エポキシ樹脂中のエポキシ基数）は、特に制限はないが、それぞれの未反応分を少なく抑えるために０．５〜２の範囲に設定されることが好ましく、０．６〜１．３がより好ましい。成形性及び耐リフロー性に優れる封止用エポキシ樹脂成形材料を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定されることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明において用いられる（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物は、封止用エポキシ樹脂成形材料の接着性向上に効果があり、特に限定はないが、半導体インサート部品、Ａｇメッキ等との高接着性の観点からは、シランポリスルフィドが好ましく、下記一般式（XII）で示される化合物を含有することがより好ましい。
【化１２】
上記一般式（XII）中のＲ１〜Ｒ３及びＲ５〜Ｒ８は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数６〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数６〜１０のアラルキル基などの炭素数１〜１０の一価の炭化水素基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキシル基、及びこれらにアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、水酸基、ハロゲン原子などが置換したものからそれぞれ独立して選ばれるが、なかでも、アルキル基又はアルコキシル基が好ましく、接着性の観点からは、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ５〜Ｒ８のうち、少なくとも一つ以上がアルコキシル基であることがより好ましい。
上記一般式（XII）中のＲ３、Ｒ４は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基等の炭素数１〜１２のアルキレン基、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基、トリレン基等の炭素数６〜１２のアリーレン基、炭素数６〜１２の芳香族環を含む基などの炭素数１〜１２の二価の炭化水素基、及びこれらにアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、水酸基、ハロゲン原子などが置換したものからそれぞれ独立して選ばれるが、なかでも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基等のアルキル基が好ましく、プロピレン基がより好ましい。
上記一般式（XII）中のｎは、１以上の整数を示し、１〜１０であることが好ましく、２〜５がより好ましい。上記一般式（XII）で示される化合物としては、接着性及び耐湿性の観点から、ｎ＝２〜５の成分量が５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上がより好ましく、なかでもｎ＝３〜４の成分量が３０重量％が好ましく、４０重量％以上がより好ましい。ｎ＝１の成分量が多くなると、硫黄原子に対するＡｇ等の金属原子の配位性が低くなり、接着性向上効果が不十分となりやすいので、ｎ＝１の成分量は２０重量％以下が好ましく、１０重量％以下がより好ましく、５重量％以下がさらに好ましい。また、ｎ＝６以上の成分量が多くなると、スルフィド結合の開裂により、ＳＯ４−イオン等のイオン性不純物が発生し易くなり、耐湿性に劣る傾向があるので、ｎ＝６以上の成分量は３０重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましい。
【００２１】
上記一般式（XII）で示される化合物としては、たとえば下記一般式（XIII）で示される化合物等が好ましい化合物として挙げられる。
【化１３】
上記一般式（XIII）で示される化合物のなかでも、ｎ＝２〜５の成分量が７０重量％以上で、ｎ＝３〜４の成分量が４０重量％以上の化合物が好ましい。
【００２２】
（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して合計で０．０３〜０．５重量％であることが必要で、０．１〜０．３重量％が好ましい。０．０３重量％未満では、接着性向上効果が不十分となり、０．５重量％を超えると硬化性が低下し、成形性、耐湿性の向上効果が不十分となる。
【００２３】
本発明において用いられる（Ｄ）硬化促進剤は特に制限はなく、リン化合物系硬化促進剤、アミン化合物系硬化促進剤及びイミダゾール化合物系硬化促進剤等の封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されている硬化促進剤を用いることができる。
硬化性及び成形性の観点からは、有機リン化合物とキノン化合物との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物、アミン化合物とキノン化合物との付加物、及び、アミン化合物とフェノール樹脂との付加物のうち１種以上を含有することが好ましい。また、同様の観点から、（Ｄ）硬化促進剤が有機リン化合物及び／又はアミン化合物を含有し、さらに封止用エポキシ樹脂成形材料にキノン化合物を含有することが好ましい。これらを（Ｄ）硬化促進剤中に５０重量％以上含有することが好ましく、６０重量％以上含有することがより好ましく、８０重量％以上含有することがさらに好ましい。
ここで、付加物とは特に限定はないが、付加反応物や、π電子密度の異なる２種の化合物の分子間力によって生成する化合物、内部塩化合物、外部塩化合物等が挙げられる。
【００２４】
有機リン化合物としては、たとえば、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン等のジアルキルアリールホスフィン、ジフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等のアルキルジアリールホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン等のトリス（アルキルフェニル）ホスフィン、トリス（アルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（アルキル・アルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（ジアルキルフェニル）ホスフィン、トリス（トリアルキルフェニル）ホスフィン、トリス（テトラアルキルフェニル）ホスフィン、トリス（ジアルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（トリアルコキシフェニル）ホスフィン、トリス（テトラアルコキシフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、ジフェニル（ｐ−トリル）ホスフィンなどの有機ホスフィン、テトラブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、ブチルトリ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テトラブチルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のホスホニウムボレート、
有機ホスフィン類と有機ボロン類との錯体などが挙げられ、なかでも、トリブチルホスフィン、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、テトラブチルテトラブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、及び、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートが好ましい。
【００２５】
アミン化合物としては、たとえば、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、５，６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等のシクロアミジン化合物及びこれらの誘導体、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）フェノール等の３級アミン化合物及びこれらの誘導体、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセニウムテトラフェニルボレート等が挙げられ、なかでも、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、及び、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５が好ましい。
【００２６】
キノン化合物としては、１，４−ベンゾキノン、２，５−トルキノン、１，４−ナフトキノン、１，４‐アントラキノン、２，３−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、メチル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジメチルベンゾキノン、２，５−ジ−t−ブチル−１，４−ベンゾキノン、t−ブチル−１，４−ベンゾキノン等のアルキル基置換ベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−１，４ベンゾキノン、２，５−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、メトキシ−１，４−ベンゾキノン等のアルコキシ基置換ベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−５−メチル−１，４−ベンゾキノン等のアルコキシアルキルベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノン等のアリール基置換ベンゾキノン及びこれらの誘導体等が挙げられ、なかでも、１，４−ベンゾキノンが好ましい。
【００２７】
有機リン化合物とキノン化合物との付加物としては、有機ホスフィンとキノン化合物との付加物が好ましく、なかでも、トリブチルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物、トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物、及び、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物がより好ましい。
有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物としては、有機ホスフィン又は有機ホスフィン及びキノン化合物とフェノール樹脂との付加物が好ましく、トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物のフェノールノボラック塩がより好ましい。
有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物としては、ホスホニウムボレートとフェノール樹脂との混融物が好ましく、なかでも、テトラブチルテトラブチ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樹脂との混融物、及び、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樹脂との混融物がより好ましい。
アミン化合物とキノン化合物との付加物としては、シクロアミジン化合物とキノン化合物との付加物が好ましく、なかでも、１，８−ジアザ−ビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７と１，４−ベンゾキノンとの付加物、及び、１，５−ジアザ−ビシクロ［４．３．０］ノネンと１，４−ベンゾキノンとの付加物がより好ましい。
アミン化合物とフェノール樹脂との付加物としては、シクロアミジン化合物とフェノール樹脂との付加物を含有することが好ましく、なかでも、１，８−ジアザ−ビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７のフェノールノボラック樹脂塩がより好ましい。
【００２８】
（Ｄ）硬化促進剤の配合量は、硬化促進効果が得られれば特に制限はないが、硬化性及び流動性の観点からは、０．００５〜２重量％が好ましく、０．０１〜０．５重量％がより好ましい。０．０５〜０．３重量％がさらに好ましい。０．００５重量％未満では短時間での硬化性に劣る傾向があり、２重量％を超えると硬化速度が速すぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向がある。硬化促進効果は硬化促進剤の種類によって異なるため、（Ｄ）硬化促進剤の配合量は、用いる硬化促進剤の硬化促進効果に応じて調整される。
【００２９】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、熱時硬度が７０以上であることが必要である。ここで、熱時硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５のタイプＤで規定された硬度（デュロメータ硬さ）をいい、封止用エポキシ樹脂成形材料を１８０℃、６．９ＭＰａ、９０秒の成形条件で直径３０ｍｍ×厚さ４ｍｍの円板に成形し、成形後直ちにショアＤ型硬度計を用いて測定した値をいう。
連続成形性の観点から、熱時硬度が７０以上であることが必要で、７５以上が好ましく、８０以上がさらに好ましい。また、耐リフロー性の観点からは、熱時硬度が１００以下であることが好ましく、９５以下がより好ましく、９０以下がさらに好ましい。
本発明においては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）無機充填剤及びその他の添加剤として用いる成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、熱時硬度が７０以上である封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化促進剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物及び（Ｄ）硬化促進剤の選定と（Ｄ）無機充填剤を用いる場合にはその配合量が重要であり、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物及び（Ｄ）硬化促進剤の選定は特に重要である。
【００３０】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、必要に応じて（Ｅ）無機充填剤を配合することができる。（Ｅ）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配合されるものであり、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されるもので特に制限はないが、たとえば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、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、チタニア等の粉体、又はこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。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、モリブデン酸亜鉛等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、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く、充填剤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い。
（Ｅ）無機充填剤の配合量は、難燃性、成形性、吸湿性、線膨張係数低減及び強度向上の観点から、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して６０重量％以上が好ましく、７０〜９５重量％がより好ましく、７５〜９２重量％がさらに好ましい。６０重量％未満では難燃性及び耐リフロー性が低下する傾向があり、９５重量％を超えると流動性が不足する傾向がある。
【００３１】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高めるために、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、ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を添加することができる。これらは単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、カップリング剤以外に、接着性を向上させるために、必要に応じて接着促進剤を配合することができる。特に、銅フレームと封止用エポキシ樹脂成形材料との接着性を向上させるために接着促進剤の配合は有効である。接着促進剤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、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、トリアジン等及びこれらの誘導体、アントラニル酸、没食子酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アミノフェノール、キノリン等及びこれらの誘導体、脂肪族酸アミド化合物、ジチオカルバミン酸塩、チアジアゾール誘導体などが挙げられ、これらを単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３２】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性、高温放置特性を向上させる観点から陰イオン交換体を添加することもできる。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や、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、マグネシウム、アルミニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、下記一般式（XIV）で示されるハイドロタルサイト及びビスマスの含水酸化物が好ましい。
【化１４】
Ｍｇ１−ＸＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）Ｘ／２・ｍＨ２Ｏ ……（XIV）
（０＜Ｘ≦０.５、ｍは正の整数）
陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオン等のイオン性不純物を捕捉できる十分な量であれば特に制限はないが、（Ａ）成分のエポキシ樹脂に対して０．１〜３０重量％が好ましく、１〜１０重量％がより好ましく、２〜５重量％がさらに好ましい。配合量が０．１重量％未満ではイオン性不純物の捕捉が不十分になる傾向があり、３０重量％を超えた場合それ以下に比べて効果に大差がないため経済的に不利である。
【００３３】
さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、その他の添加剤として、金型離型性を確保するためにカルナバワックス、モンタン酸、ステアリン酸、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の酸化型又は非酸化型のポリオレフィン系ワックスなどの従来公知の離型剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等の応力緩和剤、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤などを、必要に応じて配合することができる。
【００３４】
発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、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、ニーダ、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。
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、液状樹脂を用いて又は各種有機溶剤に溶かして液状封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもでき、この液状封止用エポキシ樹脂成形材料を板又はフィルム上に薄く塗布し、樹脂の硬化反応が余り進まないような条件で有機溶剤を飛散させることによって得られるシートあるいはフィルム状の封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもできる。
【００３５】
本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形材料により封止した素子を備えた電子部品装置としては、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、シリコンウエハ等の支持部材に、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等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エポキシ樹脂成形材料で封止した、電子部品装置などが挙げられる。このような電子部品装置としては、たとえば、リードフレーム上に半導体素子を固定し、ボンディングパッド等の素子の端子部とリード部をワイヤボンディングやバンプで接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用いてトランスファ成形等により封止してなる、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package）等の樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにリードポンディングした半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＴＣＰ（Tape Carrier Package）、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、はんだ等で接続した半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＣＯＢ（Chip On Board）、ＣＯＧ（Chip On Glass）等のベアチップ実装した半導体装置、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、はんだ等で接続した半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子及び／又はコンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したハイブリッドＩＣ、マルチチップモジュール、マザーボード接続用の端子を形成したインターポーザ基板に半導体チップを搭載し、バンプまたはワイヤボンディングにより半導体チップとインターポーザ基板に形成された配線を接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で半導体チップ搭載側を封止したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＭＣＰ（Multi Chip Package）などが挙げられる。また、プリント回路板にも本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は有効に使用できる。
【００３６】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて素子を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。封止用エポキシ樹脂成形材料が常温で液状又はペースト状の場合は、ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等が挙げられる。
また、素子を直接樹脂封止する一般的な封止方法ばかりではなく、素子に直接電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料が接触しない形態である中空パッケージの方式もあり、中空パッケージ用の封止用エポキシ樹脂成形材料としても好適に使用できる。
【００３７】
【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。
【００３８】
実施例１〜１５、及び比較例１〜６
（Ａ）エポキシ樹脂としてエポキシ当量１９６、融点１０６℃のビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社製商品名エピコートＹＸ−４０００Ｈ）、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２６２、軟化点６３℃のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製商品名ＥＸＡ−７２００）、エポキシ当量１９５、軟化点６８℃のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（新日鉄化学株式会社製商品名ＹＤＦ−８１７０Ｃ）、エポキシ当量２４５、軟化点１１３℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂(新日鐵化学社製商品名ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ)、（Ｂ）硬化剤として水酸基当量１７５、軟化点７０℃のフェノール・アラルキル樹脂（三井化学株式会社製商品名ミレックスＸＬ−２２５）、水酸基当量１０６、軟化点８０℃のフェノールノボラック樹脂（明和化成株式会社製商品名Ｈ−１）、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物として、下記一般式（XIII）で示され、ｎ＝２〜５の成分量が７０重量％以上で、ｎ＝３〜４の成分量が４０重量％以上の化合物（日本ユニカー株式会社製商品名Ａ−１２８９）、（Ｄ）硬化促進剤として、トリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤１）、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤２）、トリブチルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤３）、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（北興化学株式会社製商品名ＴＰＰ−Ｋ）とフェノールノボラック樹脂（明和化成株式会社製商品名Ｈ−１、水酸基当量１０６、軟化点８０℃）との混融物（ＴＰＰ−Ｋ含有率１０重量％）（硬化促進剤４）、１，８−ジアザ−ビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７と１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤５）、１，８−ジアザ−ビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）のフェノールノボラック塩（ＤＢＵ含有率３０重量％）（硬化促進剤６）、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＺ）とフェノールノボラック樹脂の混融物（２Ｐ４ＭＺ含有率１０重量％）（硬化促進剤７）、トリフェニルホスフィン（硬化促進剤８）、及びテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（ＴＰＰ−Ｋ）（硬化促進剤９）、（Ｅ）無機充填剤として平均粒径１７．５μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇの球状溶融シリカ、離型剤として酸化型ポリエチレン（クラリアント株式会社製商品名ＰＥＤ１９１）及びモンタン酸エステル（クラリアント社製商品名Hoechst-Wax E）、難燃剤として三酸化アンチモン及びエポキシ当量３７５、軟化点８０℃、臭素含量４８重量％のビスフェノールＡ型ブロム化エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＢ−４００Ｔ）、着色剤としてカーボンブラック（三菱化学株式会社製商品名ＭＡ−１００）を、それぞれ表１及び表２に示す重量部で配合し、混練温度８０℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行い、実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。
【００３９】
【化１５】
【００４０】
【表１】
【表２】
作製した実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂成形材料を、次の各試験により評価した。評価結果を表３及び表４に示す。
なお、封止用エポキシ樹脂成形材料の成形は、トランスファ成形機により、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で行った。また、後硬化は１７５℃で６時間行った。
（１）熱時硬度
中央部に直径３０ｍｍ、深さ４ｍｍのカル部分を持った三富金属株式会社製バリ金型を用いて、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で直径３０ｍｍ×厚さ４ｍｍの円板に成形し、成形後直ちに（トランスファプレスの下型が開き始めてから５秒後に金型を取リ出し、その直後に）、成形品（金型中央部のカル部分）のショアＤ硬度を測定した。
（２）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、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形し、流動距離（ｃｍ）を求めた。
（３）接着性
リード先端にＡｇメッキが施されたＣｕ（Ｃ−１９４）製のリードフレームに、Ａｇペースト（日立化成工業株式会社製商品名ＥＮ‐４９００）を用いてダミーチップ（８×１０×０．３ｍｍ厚）を固定し、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して、十字スリットのアイランド形状を持った外形寸法２０ｍｍ×１４ｍｍ×１．４ｍｍ厚の８０ピンフラットパッケージ（ＬＱＦＰ１４２０−８０ｐ）を作製し、８５℃、８５％ＲＨの条件で１６８時間吸湿させて、株式会社ジャード製ＩＲリフロー炉に通して最高温度２５０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行い、通過後のパッケージ内部を、株式会社日立製作所製ＳＡＴを用いて観察した。
リード先端のＡｇメッキ部分と封止用エポキシ樹脂成形材料との剥離面積が、Ａｇメッキ部分全体の３０％以上に及んでいるパッケージ数（不良パッケージ数）をカウントし、試験パッケージ数（１２）に対する不良パッケージ数で評価した。
（４）耐リフロー性
上記（３）と同様に作製してリフロー処理を行ったパッケージの内部及び外部を観察して、クラックの有無を確認し、試験パッケージ数（１２）に対するクラック発生パッケージ数で評価した。
(５） 耐湿性
４２Ａｌｌｏｙ合金製のリードフレームに、Ａｇペースト（日立化成工業株式会社製商品名ＥＮ‐４０００）を用いてチップ（９．６×５．１ｍｍ）を固定し、Ａｕ線（φ２５μｍ）を用いて、これらを電気的に導通させ、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して作製したＳＯＰ−２８ｐパッケージ（１８×８．４×２．６ｍｍ厚）を、８５℃、８５％ＲＨの条件で、４８時間吸湿させ、株式会社ジャード製ＩＲリフロー炉に通して最高温度２４０℃、１０秒の条件でリフロー処理を行った後、ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト：１２１℃、２×１０５Ｐａ）に投入し、５００時間経過後の不良パッケージ数をカウントし、試験パッケージ数（１０）に対する不良パッケージ数で評価した。なお、外部からの電圧に対するパッケージの電気的導通のないパッケージを不良と判定した。
【００４３】
【表３】
【表４】
本発明の（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量が本発明の規定範囲外の比較例１〜４では接着性及び耐湿性に劣り、熱時硬度が発明の規定範囲外の比較例５、６では著しく成形性に劣り成形品が得られない。
これに対して、本発明の（Ａ）〜（Ｄ）をすべて含有し、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物の配合量及び熱時硬度も規定範囲内である実施例１〜１５は、いずれも流動性及び硬化性が良好で、接着性、耐湿性及び耐リフロー性にも優れる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明にな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硬化性、流動性が良好で成形性に優れ、半導体インサート部品であるＡｇメッキ部分との接着性も良好であり、この封止用エポキシ樹脂成形材料を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば、高温ＩＲに対する耐リフロー性、耐湿性等に優れ、信頼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。
Claims (5)
- （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物、（Ｄ）硬化促進剤及び（Ｅ）無機充填剤を含有し、（Ｃ）硫黄含有有機ケイ素化合物がシランポリスルフィドで、配合量が封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３〜０．５重量％であり、（Ｄ）硬化促進剤が、有機リン化合物とキノン化合物との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との付加物、有機リン化合物とフェノール樹脂との混融物、アミン化合物とキノン化合物との付加物、及び、アミン化合物とフェノール樹脂との付加物のうち１種以上を含有し、熱時硬度が７０以上である封止用エポキシ樹脂成形材料。
- （Ｄ）硬化促進剤が、有機リン化合物又はアミン化合物を含有し、さらにキノン化合物を含有する請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
- （Ａ）エポキシ樹脂が結晶性の低分子型二官能エポキシ樹脂又は１５０℃における溶融粘度が０．３Ｐａ・ｓ以下の多官能エポキシ樹脂を含有する請求項１または請求項２のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
- （Ａ）エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の１種以上を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
- 請求項１〜４のいずれかに記載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た電子部品装置。
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