JP5564793B2

JP5564793B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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Publication number: JP5564793B2
Application number: JP2008544069A
Authority: JP
Inventors: 貴浩小谷; 佳典西谷; 大祐岡
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2014-08-06
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Description

本発明は半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置に関するものである。

近年の電子機器の小型化、軽量化、高機能化は、使用される半導体素子（以下、「素子」、「チップ」ともいう。）の高集積化を加速させている。それに呼応し、半導体装置（以下、「半導体パッケージ」又は「パッケージ」ともいう。）は従来構造のパッケージに対しエリア表面実装型の半導体パッケージの需要量が増加している。

エリア表面実装型半導体パッケージは、従来のクワッド・フラット・パッケージ（以下、「ＱＦＰ」ともいう。）、スモール・アウトライン・パッケージ（以下、「ＳＯＰ」ともいう。）に代表される表面実装パッケージでは多ピン化・高速化への要求に対して限界に近づいていることに呼応し開発されたものである。その代表例としては、ボール・グリッド・アレイ（以下、「ＢＧＡ」ともいう。）、あるいは更に小型化を追求したチップ・サイズ・パッケージ（以下、「ＣＳＰ」ともいう。）が挙げられる。エリア表面実装型半導体パッケージの構造としては、ビスマレイミド・トリアジン樹脂（以下、「ＢＴ樹脂」ともいう。）／銅箔回路基板に代表される硬質回路基板、あるいはポリイミド樹脂フィルム／銅箔回路基板に代表されるフレキシブル回路基板の片面上に半導体素子を搭載し、その素子搭載面、即ち基板の片面のみが半導体封止用樹脂組成物（以下、「封止材」、「封止樹脂」ともいう。）などで成形・封止されている。また基板の素子搭載面の反対面には、半田ボールのような突起電極を格子状に並列して形成し、パッケージを表面実装するマザーボードとの接合を行う特徴を有している。更に、素子を搭載する基板としては、上記有機回路基板以外にもリードフレーム等の金属基板を用いる構造も考案されている。

一般にこれらエリア表面実装型半導体パッケージの構造は、基板の素子搭載面のみを樹脂組成物で封止し、半田ボール形成面側は封止しないという片面封止の形態になる。ごく希に、素子を搭載する基板としてリードフレーム等の金属基板を用いる場合等では、半田ボール形成面にも数十μｍ程度の封止樹脂層が存在することもあるが、素子搭載面では数百μｍから数ｍｍ程度の封止樹脂層が形成されるため、実質的に片面封止となっている。従って、有機基板や金属基板と樹脂組成物の硬化物との間での熱膨張・熱収縮の不整合、あるいは樹脂組成物の成形・硬化時の硬化収縮による影響により、エリア表面実装型半導体パッケージでは成形直後から反りが発生しやすい。また、エリア表面実装型半導体パッケージは成形後に後硬化を行うことが一般的であるが、後硬化の際の再加熱によって更に反り量が増大する場合もあるため、搬送装置によるパッケージの搬送を妨げる不具合が生じる可能性がある。

エリア表面実装型半導体パッケージの封止成形後の製造プロセスは、順に、ａ）半田ボール付工程、ｂ）乾燥工程、ｃ）マザーボード実装工程に大別される。ａ）工程においては、半田電極を形成させるため、半田リフロー温度までパッケージが加熱される。ｂ）工程では、例えば１００℃以上、１５０℃以下の条件で数時間処理する。更に、ｃ）工程ではａ）工程と同様の処理が行われる。一般にエリア表面実装型半導体パッケージでは、封止成形直後において、封止材硬化物と基板との線膨張係数の差、封止材の硬化収縮等により、封止成形した面（以下、「封止面」ともいう。）を上にして凹の形で反る（常温時）。その後ａ）、ｂ）の工程により、該パッケージは封止面を上にして凹になる方向が緩和されるように変化する（常温時）。これは封止材硬化物と基板との線膨張係数の差、又は封止材の応力緩和等の効果による。更にｃ）工程において、該パッケージが半田リフロー温度（半田融点温度）に曝されると、該パッケージは大きく凸方向に反る。この反りが生じると、表面実装工程の半田リフロー時にパッケージ中央が浮いたり、外周部の半田のブリッジングが起こったりする場合がある。これにより、半田ボールのマザーボードへの実装において、接続不良が生じたり、接続した場合でも、半田接合部に局所的に強い応力が残存し、その後の温度サイクル試験等において接続不良を起こしたりする恐れがあった。これらの不具合は、基板の厚みが薄い場合、半田ボール径が小さくなる場合等において特に懸念される不具合であった。

これらの不具合点を解決するために、封止樹脂の改良検討が種々なされている。例えば、１）硬化物のガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」ともいう。）を上げる、２）線膨張係数を制御する等がある。具体例としては、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂とトリフェノールメタン型フェノール樹脂との組み合わせにより、樹脂硬化物のＴｇを高くし、樹脂組成物の成形時における硬化収縮を小さくする手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また溶融粘度の低い樹脂を用いて無機充填剤の配合量を高めることにより、樹脂硬化物のＴｇ以下の線膨張係数α１を基板に合わせる手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。更に、ナフタレン環骨格を有する樹脂を使用することにより、線膨張係数を低下させる方法が提案されている（例えば、特許文献３、４、５、６参照。）。

これらの対策は、ある程度の効果が得られるものの、薄型基板、半田ボール径の小さいパッケージ等に対してはまだ十分ではなく、流動性等の成形性に関しても改良の余地があった。
特開平１１−１４７９４０号公報特開平１１−１５４１号公報特開平８−１２７６３６号公報特開２００１−２３３９３６号公報特開平４−２１７６７５号公報特開平６−２３９９７０号公報

本発明は、流動性、低応力性に優れ、特にエリア表面実装型半導体装置の製造における封止成形から表面実装に亘る各工程後における常温での反り変動量と、表面実装時の高温下での反り量とがともに小さい半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びそれを用いた半導体装置を提供するものである。

本発明の一実施形態によると、
融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂（ａ１）と、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）と、下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つのエポキシ樹脂（ａ３）と、を含むエポキシ樹脂（Ａ）（但し、前記（ａ１）成分は前記（ａ２）成分、前記（ａ３）成分とは異なる）を含み、
樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが８０ｃｍ以上であり、
前記結晶性エポキシ樹脂（ａ１）が、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、及びナフタレン型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つの結晶性エポキシ樹脂であり、
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対する配合割合で、前記（ａ１）成分が６０重量％以上、９５重量％以下であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、が提供される。

（但し、上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｎは０〜６の整数である。）

（但し、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｍは０〜５の整数、ｎは０〜６の整数である。）

（但し、上記一般式（３）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｍは０〜５の整数である。）

一実施形態によると、上記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対する配合割合で、上記（ａ１）成分は６０重量％以上、９５重量％以下、（ａ２）成分は２．５重量％以上、２０重量％以下、（ａ３）成分は２．５重量％以上、２０重量％以下である。

一実施形態によると、上記エポキシ樹脂組成物はフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）を含む。

一実施形態によると、上記エポキシ樹脂組成物は無機充填剤（Ｃ）を含む。

一実施形態によると、上記エポキシ樹脂組成物は硬化促進剤（Ｄ）を含む。

一実施形態によると、上記エポキシ樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローは１２０ｃｍ以上である。

本発明の別の実施形態によると、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置が提供される。

本発明のさらに別の実施形態によると、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、基板の片面に半導体素子が搭載され、上記半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみが半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなるエリア表面実装型の半導体装置の封止に用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。

本発明のなお別の実施形態によると、基板の片面に半導体素子が搭載され、上記半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみが上記エリア表面実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなることを特徴とするエリア表面実装型半導体装置が提供される。

本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。実施例及び比較例におけるエポキシ樹脂（Ａ）中の、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合を示す３成分表である。

融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂（ａ１）と、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）と、下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つのエポキシ樹脂（ａ３）と、を含むエポキシ樹脂（Ａ）（但し、前記（ａ１）成分は前記（ａ２）成分、前記（ａ３）成分とは異なる）を含み、樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが８０ｃｍ以上であり、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下であることにより、流動性、低応力性に優れ、特に各処理工程における反りの変動の少ないエリア表面実装型半導体パッケージが得られる半導体封止用のエポキシ樹脂組成物が得られるものである。

以下、各成分について詳細に説明する。
本発明では、エポキシ樹脂（Ａ）として、融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂（ａ１）と、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）と、下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つのエポキシ樹脂（ａ３）と、を含む（但し、前記（ａ１）成分は前記（ａ２）成分、前記（ａ３）成分とは異なる）ことが好ましい。（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合については、特に限定するものではないが、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対して、（ａ１）成分が６０重量％以上、９５重量％以下、（ａ２）成分が２．５重量％以上、２０重量％以下、（ａ３）成分が２．５重量％以上、２０重量％以下であることが好ましい。各成分の配合割合が上記範囲内にあると、流動性、低応力性に優れ、特にエリア表面実装型半導体パッケージの製造における封止成形から表面実装に亘る各工程後における常温での反り変動量と、表面実装時の高温下での反り量とがともに小さい樹脂組成物を得るのに好適である。

前記（ａ１）成分と（ａ３）成分とを併用する点については、特開平６−２３９９７０号公報に開示されているものの、この場合では、前記（ａ２）成分がないために、充分な流動性を確保するために（ａ１）成分の配合割合を増やすと、樹脂硬化物のＴｇが低下してしまい、良好な低応力性、特に良好な反り変動の低減効果を得ることができない。逆に、充分な低応力性、特に充分な反り変動の低減効果を得るために（ａ３）成分の配合割合を増やすと、封止成形時の流動性が低下し、未充填や金線流れ等の不具合を引き起こすこととなる。

また、前記（ａ２）成分と（ａ３）成分とを併用する点については、特開平４−２１７６７５号公報に開示されているものの、この場合では、前記（ａ１）成分がないため、流動性が低下し、特に封止される空隙が狭い場合が多いエリア表面実装型半導体パッケージに対しては、充分な流動性を得ることができない。また、前記（ａ２）成分と（ａ３）成分に加えて、前記（ａ１）成分のうち、熱時弾性率を低下する効果を有するビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂を併用した場合と比べると、前記（ａ２）成分と（ａ３）成分のみの場合では、熱時弾性率が非常に高くなり、表面実装時の高温下での反り量が大きくなる。このためこれらの半導体装置を実装する回路基板上に半田接合を行う場合に半導体装置の反りが発生し、多数の半田ボールが平坦とならず、半導体装置を実装する回路基板から浮き上がってしまい、電気的接合の信頼性が低下する問題が起こる。

本発明で用いられる融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂（ａ１）は、封止樹脂の流動性を向上させる作用を示す。（ａ１）成分の配合割合については、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対して、６０重量％以上、９５重量％以下であることが好ましい。（ａ１）成分の配合割合が上記範囲内にあると、充分な流動性を得ることができ、特に封止される空隙が狭い場合が多いエリア表面実装型半導体パッケージに対しても、充分な流動性を確保することができる。

本発明で用いられるエポキシ樹脂（ａ１）とは（ａ２）成分と（ａ３）成分を含まない融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂のエポキシ樹脂である。結晶性エポキシ樹脂とは、室温（２５℃）で結晶性状をもつエポキシ樹脂であり、その最大の特徴は、室温において固形樹脂でありながらも、溶融時には液状樹脂並みの低粘度になることである。その粘度については、特に限定するものではないが、例えば、ＩＣＩ溶融粘度計による１５０℃における溶融粘度で、０．０１ｐｏｉｓｅ以上、０．５０ｐｏｉｓｅ以下の範囲のもの等が挙げられる。融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂の例としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂が流動性の観点から好ましい。

ビフェニル型エポキシ樹脂としては、例えば、４，４'−ジヒドロキシビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'，５，５'−テトラメチルビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジターシャリブチル−６，６'−ジメチルビフェニル、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジターシャリブチル−６，６'−ジメチルビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジターシャリブチル−５，５'−ジメチルビフェニル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'，５，５'−テトラターシャリブチルビフェニル等（置換位置の異なる異性体を含む）のグリシジルエーテル化物が挙げられる。特に、流動性(低粘度)の観点からは、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が好ましい。

ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、４，４'−メチレンビス（２−メチルフェノール）、４，４'−メチレンビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４'−メチレンビス（２，３，６−トリメチルフェノール）、４，４'−エチリデンビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４'−（１−メチルエチリデン）ビス（２−メチルフェノール）、４，４'−（１−メチルエチリデン）ビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４'−（１−メチルエチリデン）ビス［２−（１−メチルエチル）フェノール］、４，４'−ビス（２，３−ヒドロキシプロピルオキシ）−２，２'−ジメチル−５，５'−ジターシャリブチルジフェニルスルフィド、４，４'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス[４−（ヒドロキシエトキシ）フェニル]スルホン等のグリシジルエーテル化物が挙げられる。特に、流動性(低粘度)の観点からは、２，２'−ビス[４−（２，３−エポキシプロポキシフェニル）]プロパン、ビス[４−（２，３−エポキシプロポキシフェニル）]メタンが好ましい。

スチルベン型エポキシ樹脂としては、例えば、３−ターシャリブチル−２，４'−ジヒドロキシ−３'，５'，６−トリメチルスチルベン、３−ターシャリブチル−４，４'−ジヒドロキシ−３'，５'，６−トリメチルスチルベン、３−ターシャリブチル−４，４'−ジヒドロキシ−３'，５，５'−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'−ジターシャリブチル−６，６'−ジメチルスチルベン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジターシャリブチル−６，６'−ジメチルスチルベン、２，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジターシャリブチル−６，６'−ジメチルスチルベン、２，２'−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'−ジターシャリブチル−５，５'−ジメチルスチルベン等（置換位置の異なる異性体を含む）のグリシジルエーテル化物が挙げられる。

ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂としては、例えば、２，５−ジ（ｎ−ブチル）ヒドロキノン、２，５−ジ（ターシャリブチル）ヒドロキノン、２，５−ジペンチルヒドロキノン、２，５−ジヘキシルヒドロキノン、２，５−ジヘプチルヒドロキノン、２，５−ジオクチルヒドロキノン、２，５−ジノニルヒドロキノン、２，５−ジデシルヒドロキノン等のグリシジルエーテル化物が挙げられる。

ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のグリシジルエーテル化物が挙げられる。
これらの化合物は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用しても良い。

本発明において、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）は、封止樹脂の流動性と低応力性、特にエリア表面実装型半導体パッケージの反り特性とを両立させるために不可欠な成分である。（ａ２）成分の配合割合については、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対して、２．５重量％以上、２０重量％以下であることが好ましい。（ａ２）成分の配合割合が上記範囲内にあると、封止樹脂の流動性と低応力性、特にエリア表面実装型半導体パッケージの反り特性とを、好ましいバランスにすることができる。下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）は、結晶性が高い樹脂であるため、（ａ２）成分の配合割合が上記範囲を超えると、半導体封止用樹脂組成物の製造時における溶解性が低下するため、均一な樹脂組成物を作製することが困難となる場合がある。

本発明において、下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つのエポキシ樹脂（ａ３）は、低応力性、特にエリア表面実装型半導体パッケージの反り変動を低減させる作用を示す。（ａ３）成分の配合割合については、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対して、２．５重量％以上、２０重量％以下であることが好ましい。（ａ３）成分の配合割合が上記範囲内にあると、低応力性に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。また、（ａ３）成分の配合割合が上記範囲内にあると、樹脂硬化物のガラス転移温度が高くなり、エリア表面実装型半導体パッケージの製造における封止成形から表面実装に亘る各工程後における常温での反り変動量と、表面実装時の高温下での反り量とがともに小さい樹脂組成物を得ることができる。

尚、前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂と、前記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び前記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂は、例えば、β−ナフトール、２，７−ジヒドロキシナフタレン、ホルムアルデヒドを、塩基性触媒又は酸性触媒存在下で、３０〜１００℃、０．５〜３０時間反応させた後、グリシジルエーテル化することにより得ることができる。β−ナフトールと２，７−ジヒドロキシナフタレンのモル比を変えることにより、前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、前記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂、前記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂の割合を調整することができる。

本発明では、前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分を併用することの効果を損なわない範囲で、その他のエポキシ樹脂を併用することもできる。併用できるエポキシ樹脂としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられるがこの限りではない。これらのエポキシ樹脂を併用する場合は、全エポキシ樹脂量に対して、３０重量％以下であることが好ましい。これ以上であれば組成物の封止時の粘度が上昇し流動性に支障をきたし好ましくない。

半導体封止用エポキシ樹脂組成物としての耐湿信頼性を考慮すると、エポキシ樹脂中に含まれるイオン性不純物であるＮａイオンやＣｌイオンが極力少ない方が好ましく、硬化性の点からエポキシ樹脂のエポキシ当量としては１００〜５００ｇ／ｅｑが好ましい。

本発明で用いることができるフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）としては、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。その例としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、硫黄原子含有フェノール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用しても差し支えない。

本発明で用いられる全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂系硬化剤との配合割合は、全エポキシ樹脂のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との比（ＥＰ／ＯＨ）が、０．６以上、１．５以下であることが好ましく、０．８以上、１．３以下であることがより好ましい。上記当量比が上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下が生じる可能性が少ない。また、上記当量比が上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物において、ガラス転移温度の低下や耐湿信頼性の低下等が生じる可能性が少ない。

本発明で用いることができる無機充填剤（Ｃ）としては、一般に封止材料に用いられている溶融シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等を使用することができる。無機充填剤（Ｃ）の粒子径としては、金型への充填性を考慮すると、０．０１μｍ以上、１５０μｍ以下であることが望ましい。また無機充填剤（Ｃ）の含有量としては、エポキシ樹脂組成物全体の８０重量％以上、９２重量％以下が好ましく、８４重量％以上、９０重量％以下がより好ましい。無機充填剤（Ｃ）の配合量が上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物の反りを小さくし、吸水量を少なくすることができる。また、無機充填剤（Ｃ）の配合量が上記範囲内であると、強度が低下することなく、良好な耐半田性が得られる。また、無機充填剤（Ｃ）の配合量が上記範囲内であると、流動性が損なわれることなく、良好な成形性が得られる。

本発明で用いることができる硬化促進剤（Ｄ）としては、エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるものであればよく、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。例えば、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、オニウム塩等を用いることができる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記成分の他に、必要に応じて、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、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、フォスファゼン等の難燃剤；カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤；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、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等のカップリング剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤；ブタジエンゴム、アクリロニトリル変性ブタジエンゴム、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化成分；イオン性不純物低減のための無機イオン交換体等、種々の添加剤を適宜配合してもよい。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分及びその他の添加剤等を、ミキサー等にて常温で均一に混合したもの、更にその後、加熱ロール、ニーダー、又は押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、ＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが８０ｃｍ以上であることが好ましい。スパイラルフローがこの範囲内であると、一般の半導体パッケージの封止成形において、未充填や金線流れといった不具合の発生を抑えることができる。更に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、ＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが１２０ｃｍ以上であることがより好ましい。スパイラルフローがこの範囲内であると、封止される空隙が狭い場合が多いエリア表面実装型半導体パッケージの封止成形においても、未充填や金線流れといった不具合の発生を抑えることができる。また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、その硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下であることが必須である。前述の（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）の３種のエポキシ樹脂を併用し、かつ硬化物のガラス転移温度を１５０℃以上に、硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数を５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下になるように調整すると、良好な低応力性が得られ、特にエリア表面実装型半導体パッケージの製造における封止成形から表面実装に亘る各工程後における常温での反り変動量と、表面実装時の高温下での反り量とを、ともに小さくすることができる。

樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローを８０ｃｍ以上とし、かつ、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を１５０℃以上、硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数を５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下とするための方法としては、必須成分である前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合、及び無機充填剤（Ｃ）の配合割合等を調整する方法が挙げられる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止し、半導体装置を製造するには、例えば、上記半導体素子を搭載したリードフレーム、回路基板等を金型キャビティ内に設置した後、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物をトランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法で成形硬化すればよい。

本発明で封止を行う半導体素子としては、特に限定されるものではなく、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。

本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、デュアル・インライン・パッケージ（ＤＩＰ）、プラスチック・リード付きチップ・キャリヤ（ＰＬＣＣ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、スモール・アウトライン・パッケージ（ＳＯＰ）、スモール・アウトライン・Ｊリード・パッケージ（ＳＯＪ）、薄型スモール・アウトライン・パッケージ（ＴＳＯＰ）、薄型クワッド・フラット・パッケージ（ＴＱＦＰ）、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）等が挙げられる。

上記トランスファーモールドなどの成形方法で封止された半導体装置は、そのまま、或いは８０℃から２００℃程度の温度で、１０分から１０時間程度の時間をかけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。

図１は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドとリードフレーム５との間は金線４によって接続されている。半導体素子１は、封止用樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。

図２は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。基板８上にダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドと基板８上の電極パッド７との間は金線４によって接続されている。封止用樹脂組成物の硬化体６によって、基板８の半導体素子１が搭載された片面側のみが封止されている。基板８上の電極パッド７は基板８上の非封止面側の半田ボール９と内部で接合されている。

図３は、実施例及び比較例におけるエポキシ樹脂（Ａ）中の、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合を示す３成分表である。図３中には、各実施例及び比較例におけるエポキシ樹脂（Ａ）中の、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合を示すプロット(実施例１〜９、および比較例１〜７)とともに、前述の（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合の好ましい範囲Ｘも、ひし形状の太線で示した。該ひし型状の太線の内側の範囲Ｘが、前述の好ましい範囲、すなわち、（ａ１）〜（ａ３）成分の合計量に対して、６０重量％以上９５重量％以下の（ａ１）成分、２．５重量％以上２０重量％以下の（ａ２）成分、および２．５重量％以上２０重量％以下の（ａ３）成分、を満たす範囲である。
以下、参考形態の例を付記する。
１．融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂（ａ１）と、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）と、下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つのエポキシ樹脂（ａ３）と、を含むエポキシ樹脂（Ａ）（但し、前記（ａ１）成分は前記（ａ２）成分、前記（ａ３）成分とは異なる）を含み、
樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが８０ｃｍ以上であり、
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

（但し、上記一般式（３）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｍは０〜５の整数である。）
２．前記結晶性エポキシ樹脂（ａ１）が、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、及びナフタレン型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つの結晶性エポキシ樹脂であることを特徴とする１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
３．前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対する配合割合で、前記（ａ１）成分が６０重量％以上、９５重量％以下であることを特徴とする２．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
４．前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対する配合割合で、前記（ａ１）成分が６０重量％以上、９５重量％以下、（ａ２）成分が２．５重量％以上、２０重量％以下、（ａ３）成分が２．５重量％以上、２０重量％以下であることを特徴とする３．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
５．更にフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）を含むことを特徴とする１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
６．更に無機充填剤（Ｃ）を含むことを特徴とする１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
７．更に硬化促進剤（Ｄ）を含むことを特徴とする１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
８．前記樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが１２０ｃｍ以上であることを特徴とする１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
９．１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置。
１０．１．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、基板の片面に半導体素子が搭載され、該半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみが半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなるエリア表面実装型の半導体装置の封止に用いられるものであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
１１．基板の片面に半導体素子が搭載され、該半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみが１０．に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなることを特徴とするエリア表面実装型半導体装置。

以下、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。配合割合は重量部とする。

実施例１
・エポキシ樹脂１：下記式（４）で表される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ビフェニル型の結晶性エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、ＹＸ−４０００Ｈ。エポキシ当量１８６、融点１０５℃。ＩＣＩ溶融粘度計による１５０℃における溶融粘度、０．１５ｐｏｉｓｅ。）６．１４重量部

・エポキシ樹脂３：一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（一般式（１）においてｎは０、Ｒ２は水素原子。）５０重量％、一般式（２）で表されるエポキシ樹脂（一般式（２）においてｍ、ｎは０、Ｒ２は水素原子。）４０重量％、一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（一般式（３）においてｍは０、Ｒ２は水素原子。）１０重量％の混合物（大日本インキ化学工業製、ＨＰ−４７７０。エポキシ当量２０４、軟化点７２℃。）１．１０重量部
・フェノール樹脂系硬化剤１：フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト製、ＰＲ−ＨＦ−３。水酸基当量１０４、軟化点８０℃。）３．９６重量部
・無機充填剤：溶融球状シリカ（平均粒径３０μｍ）８８．００重量部
・硬化促進剤：トリフェニルホスフィン０．２０重量部
・離型剤：モンタン酸トリグリセリド（滴点８０℃）０．２０重量部
・カップリング剤１：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
０．１０重量部
・カップリング剤２：γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
０．１０重量部
・着色剤：カーボンブラック０．２０重量部
をミキサーにて常温混合し、８０〜１００℃の加熱ロールで溶融混練、冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。評価結果を表１に示す。

・スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−１５）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が良好な流動性を示す。単位はｃｍ。一般の半導体パッケージ用の封止材としては８０ｃｍ以上であることが好ましい。エリア表面実装型半導体パッケージ用の封止材としては１２０ｃｍ以上であることが好ましい。

・ガラス転移温度：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−３０）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入成形し、４ｍｍ×４ｍｍ×１５ｍｍの試験片を得た。得られた試験片を、１７５℃、４時間で後硬化した後、熱機械分析装置（セイコー電子工業（株）製、ＴＭＡ１００）を用いて、測定温度範囲０℃から３２０℃までの温度域で、昇温速度５℃／分で測定した時のチャートより、ガラス転移温度以下の領域での線膨張係数（α１）とゴム状相当領域の線膨張係数（α２）とを決定し、それぞれの延長線の交点をガラス転移温度とした。単位は℃。

・線膨張係数（α１）：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−３０）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入成形し、４ｍｍ×４ｍｍ×１５ｍｍの試験片を得た。得られた試験片を、１７５℃、４時間で後硬化した後、熱機械分析装置（セイコー電子（株）製ＴＭＡ−１００、昇温速度５℃／分）を用いて、ガラス転移温度以下の領域での線膨張係数（α１）を測定した。単位はｐｐｍ／℃。線膨張係数（α１）が１０ｐｐｍを超えると、基板との線膨張係数の差が大きくなり、パッケージ反り量、反り変動量の増大につながる。

・金線流れ率（ＢＧＡ）：低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止成形して、３５２ピンＢＧＡ（基板は厚さ０．５６ｍｍ、ビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板、パッケージサイズは３０×３０ｍｍ、厚さ１．１７ｍｍ、シリコンチップはサイズ１０×１０ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍ、チップと回路基板のボンディングパッドとを２５μｍ径の金線でボンディングした。）を得た。得られた３５２ピンＢＧＡパッケージを軟Ｘ線透視装置（ソフテックス（株）製、ＰＲＯ−ＴＥＳＴ１００）で観察し、金線の流れ率を（流れ量）／（金線長）の比率で表した。判定基準は５％未満を合格、５％以上を不合格とした。

・金線流れ率（ＬＱＦＰ）：低圧トランスファー自動成形機（第一精工製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間７０秒の条件で、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止成形して、１６０ピンＬＱＦＰ（ロー・プロファイル・クワッド・フラット・パッケージ；Ｃｕ製リードフレーム、パッケージ外寸：２４ｍｍ×２４ｍｍ×１．４ｍｍ厚、パッドサイズ：８．５ｍｍ×８．５ｍｍ、チップサイズ７．４ｍｍ×７．４ｍｍ×３５０ｍｍ厚）を得た。得られた１６０ピンＬＱＦＰパッケージを軟Ｘ線透視装置（ソフテックス（株）製、ＰＲＯ−ＴＥＳＴ１００）で観察し、金線の流れ率を（流れ量）／（金線長）の比率で表した。判定基準は５％未満を合格、５％以上を不合格とした。

・パッケージの反り特性：低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止成形して、３５２ピンＢＧＡ（基板は厚さ０．５６ｍｍ、ビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板、パッケージサイズは３０×３０ｍｍ、厚さ１．１７ｍｍ、シリコンチップはサイズ１０×１０ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍ、チップと回路基板のボンディングパッドとを２５μｍ径の金線でボンディングした。）を得た。得られたパッケージについて、下記の処理を行った後反り量を測定した。反り量の測定方法は、封止成形した面を上にし、表面粗さ計を用いてパッケージのゲートから対角線方向に高さ方向の変位を測定し、変位差の最も大きい値を反り量とした。尚、上に凸の反り変位の場合数値を負の値とし、凹の反り変位の場合数値を正の値とした（＋の符号は略）。単位はμｍ。

・成形後反り量：成形直後の２５℃における反り量
・熱履歴後反り量：成形後、後硬化（１７５℃、４時間）し、次いでＩＲリフロー処理（２６０℃、ＪＥＤＥＣ条件に従う）を行い、更に１２５℃、８時間の乾燥工程を行った後の２５℃でのパッケージ反り量
・熱履歴反り変動量：成形後の反り量をＷ１とし、熱履歴後反り量をＷ２としたときの差（Ｗ１−Ｗ２）
・熱時反り量：熱履歴後反り量を測定した後、更に、パッケージを２６０℃熱板上で加熱し温度が一定となったところで測定した反り量。
・成形直後（後硬化後も含む）の反りの値が８０μｍ以上であると装置による搬送が困難になる。また、熱履歴反り変動量が４０μｍ以上である場合も、成形後から実装工程においてパッケージを装置で搬送できなくなる可能性がある。熱時反り量に関しては、−９０μｍを超えるとマザーボード実装時に接続不良を起こす可能性が高くなる。

実施例２〜９、比較例１〜７
表１、表２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を製造し、実施例１と同様に評価した。評価結果を表１、表２に示す。
実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
・エポキシ樹脂２：ビスフェノールＡ型の結晶性エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＬ−６８１０。エポキシ当量１７５、軟化点４５℃。ＩＣＩ溶融粘度計による１５０℃における溶融粘度、０．１０ｐｏｉｓｅ。）
・エポキシ樹脂４：β−ナフトール、２，７−ジヒドロキシナフタレン、ホルムアルデヒドを原料として前述の製法により作製した、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（一般式（１）においてｎは０、Ｒ２は水素原子。）６５重量％、一般式（２）で表されるエポキシ樹脂（一般式（２）においてｍ、ｎは０、Ｒ２は水素原子。）２５重量％、一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（一般式（３）においてｍは０、Ｒ２は水素原子。）１０重量％の混合物（エポキシ当量２１２、軟化点６８℃）
・エポキシ樹脂５：β−ナフトール、２，７−ジヒドロキシナフタレン、ホルムアルデヒドを原料として前述の製法により作製した、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（一般式（１）においてｎは０、Ｒ２は水素原子。）８５重量％、一般式（２）で表されるエポキシ樹脂（一般式（２）においてｍ、ｎは０、Ｒ２は水素原子。）１０重量％、一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（一般式（３）においてｍは０、Ｒ２は水素原子。）５重量％の混合物（エポキシ当量２２７、軟化点６７℃）
・エポキシ樹脂６：β−ナフトール、２，７−ジヒドロキシナフタレン、ホルムアルデヒドを原料として前述の製法により作製した一般式（２）で表されるエポキシ樹脂（一般式（２）においてｍ、ｎは０、Ｒ２は水素原子。）６０重量％と、２，７−ジヒドロキシナフタレン、ホルムアルデヒドを原料として前述の製法により作製した一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（一般式（３）においてｍは０、Ｒ２は水素原子。）４０重量％との混合物（エポキシ当量１７７、軟化点８５℃）
・フェノール樹脂系硬化剤２：ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、水酸基当量２０３、軟化点６６℃）

実施例１〜９は、（ａ１）成分の種類と配合割合、（ａ２）成分の配合割合、（ａ３）成分の配合割合、及び、フェノール樹脂系硬化剤の種類を変えたものを含むものであるが、エポキシ樹脂として（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の３成分を必須成分として含み、かつ、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合を適正な範囲とすること等により、樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローを８０ｃｍ以上、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を１５０℃以上、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数を５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下の範囲としたものであるが、いずれにおいても、金線流れ率とパッケージ反り特性とのバランスに優れる結果が得られた。更に、（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の配合割合を適正な範囲とすること等により、樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが１２０ｃｍ以上となるようにした実施例１、２、４、５では、ＢＧＡにおける金線流れ率においても良好な結果が得られた。

一方、エポキシ樹脂として（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分を含んでいるものの、（ａ３）成分の配合割合が少なく、硬化物のガラス転移温度が１５０℃を下回る比較例１では、ＬＱＦＰにおける金線流れ率は良好な結果が得られたものの、パッケージ反り特性、特に成形後反り量、熱履歴反り変動量が劣る結果となった。

また、比較例２〜５は、エポキシ樹脂として（ａ２）成分を含んでいないものであり、かつ（ａ１）成分と（ａ３）成分の比率を徐々に変えたものであるが、スパイラルフローが８０ｃｍを下回る程度に（ａ３）を多めに配合した比較例２では、パッケージ反り特性は良好な結果が得られたものの、金線流れ率が劣る結果となった。一方、ガラス転移温度が１５０℃を下回り、線膨張係数が１０ｐｐｍ／℃を超えるまでに（ａ３）成分をゼロとした比較例５では、金線流れ率は良好な結果が得られたものの、パッケージ反り特性、特に成形後反り量、熱履歴反り変動量、熱時反り量が劣る結果となった。また、比較例２と比較例５の中間的配合とした比較例３及び４においても、金線流れ率とパッケージ反り特性とが共に優れる結果は得られなかった。

更に、エポキシ樹脂として（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分を含んではいるものの、（ａ１）成分の配合割合が少ないため、スパイラルフローが８０ｃｍを下回る比較例６では、パッケージ反り特性は良好な結果が得られたものの、金線流れ率が劣る結果となった。

また、エポキシ樹脂として（ａ２）成分、（ａ３）成分を含んでいるものの、（ａ１）成分を含んでいないため、スパイラルフローが８０ｃｍを大幅に下回る比較例７では、金線流れ率が著しく劣る結果となった。また、樹脂硬化物の熱時弾性率が高くなることにより、熱時反り量も劣る結果となった。

以上より、本発明に従う半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、金線流れ率とパッケージ反り特性とのバランスに優れたものとなることが判った。

本発明に従うと、流動性、低応力性に優れ、特にエリア表面実装型半導体パッケージの製造における反り特性、特に熱履歴を経た際の反り特性に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができるため、特にエリア表面実装型の半導体装置用として好適である。

Claims

融点が５０℃以上、１５０℃以下の結晶性エポキシ樹脂（ａ１）と、下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ２）と、下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つのエポキシ樹脂（ａ３）と、を含むエポキシ樹脂（Ａ）（但し、前記（ａ１）成分は前記（ａ２）成分、前記（ａ３）成分とは異なる）を含み、
樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが８０ｃｍ以上であり、
前記結晶性エポキシ樹脂（ａ１）が、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、及びナフタレン型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つの結晶性エポキシ樹脂であり、
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対する配合割合で、前記（ａ１）成分が６０重量％以上、９５重量％以下であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

（但し、上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｎは０〜６の整数である。）

（但し、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｍは０〜５の整数、ｎは０〜６の整数である。）

（但し、上記一般式（３）において、Ｒ１は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていても良い。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｍは０〜５の整数である。）
前記（ａ１）成分、（ａ２）成分、（ａ３）成分の合計量に対する配合割合で、前記（ａ１）成分が６０重量％以上、９５重量％以下、（ａ２）成分が２．５重量％以上、２０重量％以下、（ａ３）成分が２．５重量％以上、２０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
更にフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
更に無機充填剤（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
更に硬化促進剤（Ｄ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
前記樹脂組成物のＥＭＭＩ−１−６６法によるスパイラルフローが１２０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置。
請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、基板の片面に半導体素子が搭載され、該半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみが半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなるエリア表面実装型の半導体装置の封止に用いられるものであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
基板の片面に半導体素子が搭載され、該半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみが請求項８に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなることを特徴とするエリア表面実装型半導体装置。