JPH08253551A

JPH08253551A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH08253551A
Application number: JP8085295A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Murata; 保幸村田; Atsuto Hayakawa; 淳人早川; Norio Tooriiwa; 典生通岩; Yoshinori Nakanishi; 義則中西
Original assignee: Yuka Shell Epoxy KK
Current assignee: Yuka Shell Epoxy KK
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は流動性と耐ハンダクラック性に優れ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。【構成】本発明はベンゼン核間に極性の少ない炭化水
素基を持つ特別のエポキシ樹脂と、特別のノボラック型
フェノール樹脂硬化剤と、無機充填剤と、硬化促進剤と
からなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動性に優れ、かつ耐
ハンダクラック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に関する。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂組成物は、その優れた硬化
物性や取扱いの容易さから、接着、注型、封止、積層、
成型、塗装等の広い分野で使用されている。また、エポ
キシ樹脂及びその硬化剤には、多くの種類があり、それ
らの選択により硬化物性が大きく変わるため、使用分野
目的に応じて使い分けられている。近年、高分子材料の
使用条件が苛酷になるに従って、高分子材料に対して要
求される諸特性は厳しくなり、用途によっては一般に用
いられている各種のエポキシ樹脂や硬化剤では、要求特
性を充分に満足できなくなってきた。例えば、エポキシ
樹脂組成物は、半導体封止用に用いられているが、この
分野でも、要求性能は、厳しくなっている。すなわち、
半導体装置の高集積化が進み、半導体素子の大型化が著
しいとともに、パッケージそのものが小型化、薄型化し
ている。また、半導体装置の実装も表面実装へと移行し
ており、表面実装においては半導体装置がハンダ浴に直
接浸漬され、高温にさらされるため、吸湿された水分の
急速な膨張により、パッケージ全体に大きな応力がかか
り、封止材にクラックが入る。そのために、耐ハンダク
ラック性の良好な封止材用のエポキシ樹脂組成物には、
耐熱性及び低吸湿性が要求される。シリカ粉末のような
無機充填剤を高充填することにより、低吸湿性を改良す
ることは広く行われており、耐ハンダクラック性の改良
に大きな効果があるが、無機充填剤を高充填すると成型
時の流動性が損なわれるため、封止材用のエポキシ樹脂
や硬化剤には、低溶融粘度であることも要求されてき
た。さらに、パッケージの小型化、薄型化にともない封
止材用エポキシ樹脂組成物には、高流動性も要求されて
きており、エポキシ樹脂や硬化剤への低溶融粘度の要求
はさらに厳しくなっている。現在主として用いられてい
るクレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、フェノール
ノボラック樹脂硬化剤では、低吸湿性及び低溶融粘度と
も充分なものとは言えなくなってきた。最近低吸湿性の
問題を解決するために、エポキシ樹脂として、テルペン
フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂
または、アラルキルフェノール樹脂のようなフェノール
核間に極性の少ない炭化水素基を導入したフェノール樹
脂から誘導されるエポキシ樹脂を用いることにより、低
吸湿性を改良することも行われているが、これらのエポ
キシ樹脂は、溶融粘度が高く、通常の硬化剤との組合せ
では、無機充填剤を高充填することはできない。溶融粘
度を下げるためにこれらの樹脂の分子量を下げると、硬
化物の架橋密度が下がるため耐熱性が低下してしまう。
また、硬化剤として用いられているフェノールノボラッ
ク樹脂の溶融粘度を下げるために分子量を下げると、上
記エポキシ樹脂の場合と同様に硬化物の架橋密度が下が
るため耐熱性が低下してしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、流動性に優
れ、かつ耐ハンダクラック性に優れた硬化物を与える新
規な半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを
目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記の課
題を解決するために種々研究を重ねた結果、エポキシ樹
脂としてベンゼン核間に極性の少ない炭化水素基を持つ
エポキシ樹脂を使用し、硬化剤として特定の分子量分布
を持ったノボラック型フェノール樹脂を使用することに
よりその目的を達成できたのである。本発明者は、「１．（ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるベンゼン核
間に極性の少ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂一般式

【０００５】

【化３】

【０００６】（式中各Ｒ¹は、互いに同一であっても異
なっていても良く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のアラルキル
基、アルコキシ基又は、ハロゲン原子であり、各Ｚは、
互いに同一であっても異なっていても良く、炭素数１〜
１５の２価の炭化水素基であり、かつ各Ｚは極性基の少
い炭化水素基であってそのうち一分子中の少なくとも一
つのＺは、炭素数５〜１５の２価の極性基を有さない炭
化水素基であり、Ｇは、グリシジル基であり、ｎ¹は、
平均値で０〜５の数であり、各ｍ¹は、互いに同一であ
っても異なっていても良く、０〜４の整数である。）（ｂ）下記一般式（II）で表され、かつｎ²＝１の成分
が全体の４０重量％以上である３官能性成分を主成分と
するノボラック型フェノール樹脂硬化剤一般式（II）

【０００７】

【化４】

【０００８】（式中各Ｒ²は、互いに同一であっても異
なっていても良く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のアラルキル
基、アルコキシ基又は、ハロゲン原子であり、ｎ²は平
均値で０．５〜２．０の数であり、各ｍ²は、互いに同
一であっても異なっていても良く、０〜４の整数であ
る。）（ｃ）無機充填剤（ｄ）硬化促進剤を必須成分として配合してなる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。２．（ａ）のベンゼン核間に極性の少ない炭化水素基
を持つエポキシ樹脂として、テルペンフェノール樹脂、
ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、フェノールアラ
ルキル樹脂、フェノールベンズアルデヒド樹脂、及びフ
ェノールシクロヘキサノン樹脂から選ばれた少なくとも
一種類のフェノール化合物と、エピハロヒドリンとから
製造されるエポキシ樹脂を使用する、１項に記載された
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。３．（ａ）のベンゼン核間に極性の少ない炭化水素基
を持つエポキシ樹脂１００重量部に対して１００重量部
以下のフェノール樹脂とエピハロヒドリンから製造され
るエポキシ樹脂や、カルボン酸とエピハロヒドリンから
製造される（ａ）以外のエポキシ樹脂を加えた、１項ま
たは２項に記載された半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。４．（ｂ）の３官能性成分を主成分とするノボラック
型フェノール樹脂１００重量部に対して１００重量部以
下の他のフェノール樹脂、活性エステル化合物、酸無水
物、アミン等の他の硬化剤を加えた、１項ないし３項の
いずれか１項に記載された半導体封止用エポキシ樹脂組
成物。５．硬化剤の使用量が、全エポキシ樹脂中のエポキシ
基１モルに対し、エポキシ基と反応する基の合計が０．
５〜２．０モルとなる量である、１項ないし４項のいず
れか１項に記載された半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。６．硬化促進剤としてホスフィン化合物、イミダゾー
ル化合物、ジアザビシクロ化合物、それ等の塩から選ん
だ１種または２種以上を全エポキシ樹脂成分に対して
０．１〜７重量％配合する、１項ないし５項のいずれか
１項に記載された半導体封止用エポキシ樹脂組成物。７．（ｃ）無機充填剤として、破砕型および／又は球
状の、溶融および／又は結晶シリカ粉末充填剤を組成物
全体の８０〜９５重量％使用することを特徴とする、１
項ないし６項のいずれか１項に記載された半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。」に関する。

【０００９】

【作用】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で用
いられる（ａ）一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂
は、ベンゼン核間に極性の少ない炭化水素基（一般式
（Ｉ）中でＺで表される基）を持つため、低吸湿性に優
れた硬化物を与える。また硬化剤として用いられる
（ｂ）３官能性成分を主成分とするノボラック型フェノ
ール樹脂は、前記一般式（II）で表されるようなフェノ
ール樹脂であるが、ここで３官能性成分（ｎ²＝１の成
分）が主成分である。また、平均分子量（ｎ²の平均値
で代表できる）も制限される。このようなフェノール樹
脂は、高分子量成分が少ないため溶融粘度が低く、また
２官能性成分も少ないため、エポキシ樹脂硬化剤として
使用した場合には、耐熱性に優れた硬化物を与える。以
上のような特定のエポキシ樹脂と特定の硬化剤を組み合
わせて使用することにより、低溶融粘度を保ったまま耐
熱性、および低吸湿性に優れた硬化物を得ることができ
るのである。

【００１０】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
で用いられる（ａ）一般式（Ｉ）で表されるベンゼン核
間に極性の少ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂は、下
記一般式（III)で表される各種のフェノール核間に極性
の少ない炭化水素基を持つフェノール樹脂とエピハロヒ
ドリンとをアルカリの存在下に、縮合反応させエポキシ
樹脂としたものである。一般式（III)

【００１１】

【化５】

【００１２】（式中各Ｒ’は、互いに同一であっても異
なっていても良く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のアラルキル
基、アルコキシ基又は、ハロゲン原子であり、各Ｚ’
は、互いに同一であっても異なっていても良く、炭素数
１〜１５の２価の炭化水素基であり、かつ各Ｚ’は極性
基の少ない炭化水素基でありそのうち一分子中の少なく
とも一つのＺ’は、炭素数５〜１５の極性基を有さない
２価の炭化水素基であり、ｎ’は、平均値で０〜５の数
であり、各ｍ’は、互いに同一であっても異なっていて
も良く、０〜４の整数である。）このフェノール核間に極性の少ない炭化水素基を持つフ
ェノール樹脂の製法には特に制約はないが、一般的に
は、各種フェノール化合物とカルボニル基との付加縮合
反応、不飽和結合の付加反応、α−ヒドロキシアルキル
ベンゼン類または、α−アルコキシアルキルベンゼン類
との縮合反応等の反応を用いてオリゴマー化し樹脂とす
る方法が用いられる。

【００１３】ここで用いられるフェノール化合物として
は、たとえばフェノール、クレゾール、キシレノール、
エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノ
ール、ブチルクレゾール、フェニルフェノール、ベンジ
ルフェノール、メトキシフェノール、ブロモフェノー
ル、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノ
ールＡＤ、ビフェノール、テルペンジフェノール等が挙
げられる。またそれらのフェノール化合物をオリゴマー
化するために用いるカルボニル基を持つ化合物として
は、炭素数１〜１５の各種アルデヒド類又はケトン類が
挙げられるが、たとえば、ホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒド、プロオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ベ
ンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロト
ンアルデヒド、グリオキザール、アセトン、シクロヘキ
サノン、アセトフェノン等が挙げられる。その不飽和結
合を持つ化合物としては、たとえば、ジビニルベンゼ
ン、ジイソプロペニルベンゼン、ジシクロペンタジエ
ン、ノルボルナジエン、テルペン類などが挙げられる。

【００１４】さらに、α−ヒドロキシアルキルベンゼン
類または、α−アルコキシアルキルベンゼン類として
は、たとえば、α、α’−ジヒドロキシキシレン、α、
α’−ジヒドロキシジイソプロピルベンゼン、α、α’
−ジメトキシキシレン、α、α’−ジメトキシジイソプ
ロピルベンゼンなどが挙げられる。それらカルボニル基
または不飽和結合を持つ化合物、α−ヒドロキシアルキ
ルベンゼン類または、α−アルコキシアルキルベンゼン
類は、一種単独で、または二種以上併用して用いられる
が、これらの化合物の選択により、目的のエポキシ樹脂
のフェノール核間の炭化水素基（前記一般式（II）にお
ける−Ｚ−）の構造が決まるため、一分子中の各Ｚのう
ち少なくとも一つのＺは、炭素数５〜１５の極性基を有
さない２価の炭化水素基となるように選択されなくては
ならない。

【００１５】このようなＺとしては例えば、次の一般式
(VI)〜(XI)に示される基である。各式中Ｒは水素原子ま
たはアルキル基であって同一または異なっても良い。一般式(VI)

【００１６】

【化６】

【００１７】（Ｒがアルキル基の場合Ｒの炭素数の合計
は４〜１４である）一般式(VII)

【００１８】

【化７】

【００１９】（Ｒがアルキル基の場合Ｒの合計は０〜８
である）一般式(VIII)

【００２０】

【化８】

【００２１】（Ｒがアルキル基の場合Ｒの炭素数の合計
は０〜７、ｎは０〜４である）一般式(IX)

【００２２】

【化９】

【００２３】（Ｒがアルキル基の場合Ｒの合計は０〜
９、ｎは０〜９である）一般式(X)

【００２４】

【化１０】

【００２５】（Ｒがアルキル基の場合Ｒの炭素数の合計
は０〜１０、ｎは０〜８である）一般式(XI)

【００２６】

【化１１】

【００２７】（Ｒがアルキル基の場合Ｒの合計は０〜
４、ｎは０〜４である）

【００２８】この他Ｚは２価のパラメンタン残基、２価
のテトラヒドロ−４，７−メタノ−インダン残基、２価
のテトラヒドロインダン残基、２価のノルボルナン残基
等であっても良い。フェノール化合物とカルボニル基ま
たは不飽和結合と持つ化合物、α−ヒドロキシアルキル
ベンゼン類または、α−アルコキシアルキルベンゼン類
との反応は、一般的な反応方法が用いられる。すなわ
ち、酸性触媒の存在下に、２０〜２００℃の温度で１〜
２０時間反応させる。

【００２９】これらのフェノール核間に極性の少ない炭
化水素基を持つフェノール樹脂の１種または２種以上の
混合物をエピハロヒドリンと反応させれば、本発明で用
いられる（ａ）一般式（Ｉ）で表されるベンゼン核間に
極性の少ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂が得られ
る。その反応の代表的な態様例を、以下に詳述する。ま
ず、前述の一般式Ｉのフェノール樹脂をそのフェノール
性水酸基１モル当り３〜２０モルに相当する量のエピハ
ロヒドリンに溶解させて均一な溶液とする。次いで、そ
の溶液を撹拌しながらこれにフェノール性水酸基１モル
当り１〜２モル量のアルカリ金属水酸化物を固体又は水
溶液で加えて反応させる。この反応は、常圧下又は減圧
下で行わせることができ、反応温度は通常、常圧下の反
応の場合に約３０〜１０５℃であり、減圧下の反応の場
合に約３０〜８０℃である。反応は、必要に応じて所定
の温度を保持しながら反応液を共沸させ、揮発する蒸気
を冷却して得られた凝縮液を油／水分離し、水分を除い
た油分を反応系に戻す方法によって脱水する。アルカリ
金属水酸化物の添加は、急激な反応をおさえるために、
１〜８時間かけて少量ずつを断続的もしくは連続的に添
加する。その全反応時間は、通常、１〜１０時間程度で
ある。反応終了後、不溶性の副生塩を瀘別して除くか、
水洗により除去したのち、未反応のエピハロヒドリンを
減圧留去して除くと、目的のフェノール核間に極性の少
ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂が得られる。

【００３０】この反応におけるエピハロヒドリンとして
は、通常、エピクロルヒドリン又はエピブロモヒドリン
が用いられ、またアルカリ金属水酸化物としては、通
常、ＮａＯＨ又はＫＯＨが用いられる。また、この反応
においては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テト
ラエチルアンモニウムブロミドなどの第四級アンモニウ
ム塩；ベンジルジメチルアミン、２，４，６−（トリス
ジメチルアミノメチル）フェノールなどの第三級アミ
ン；２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニ
ルイミダゾールなどのイミダゾール類；エチルトリフェ
ニルホスホニウムイオダイドなどのホスホニウム塩；ト
リフェニルホスフィンなどのホスフィン類等の触媒を用
いてもよい。さらに、この反応においては、エタノー
ル、イソプロパノールなどのアルコール類；アセトン、
メチルエチルケトンなどのケトン類；ジオキサン、エチ
レングリコールメチルエーテルなどのエーテル類；ジメ
チルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの非プロ
トン性極性溶媒等の不活性な有機溶媒を使用してもよ
い。

【００３１】さらに、上記のようにして得られたエポキ
シ樹脂の可鹸化ハロゲン量が多すぎる場合には、再処理
して、充分に可鹸化ハロゲン量が低下した精製エポキシ
樹脂を得ることができる。つまり、その粗製エポキシ樹
脂を、イソプロパノール、メチルエチルケントン、メチ
ルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、ジオキサ
ン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチ
ルスルホキシドなどの不活性な有機溶媒に再溶解し、ア
ルカリ金属水酸化物を固体又は水溶液で加えて約３０〜
１２０℃の温度で、０．５〜８時間再閉環反応を行った
後、水洗等の方法で過剰のアルカリ金属水酸化物や副生
塩を除去し、さらに有機溶媒を減圧留去して除くと、精
製されたベンゼン核間に極性の少ない炭化水素基を持つ
エポキシ樹脂が得られる。

【００３２】種々のベンゼン核間に極性の少ない炭化水
素基を導入したエポキシ樹脂の中では、入手のし易さ
や、硬化物性などからテルペンフェノール樹脂、ジシク
ロペンタジエンフェノール樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、フェノールベンズアルデヒド樹脂または、フェノ
ールシクロヘキサノン樹脂等から選ばれた少なくとも一
種類のフェノール化合物と、エピハロヒドリンとから製
造されるエポキシ樹脂が好ましい。

【００３３】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には（ａ）一般式（Ｉ）で表されるベンゼン核間
に極性の少ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂以外のエ
ポキシ樹脂を混合使用することができる。その混合する
ことができる他のエポキシ樹脂としては、たとえば、ビ
スフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ
Ｄ、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ジブチル
ハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾルシン、ヒド
ロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシナフタレン、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ナフトールノボ
ラック樹脂、臭素化ビスフェノールＡ、臭素化フェノー
ルノボラック樹脂などの種々のフェノール類や、種々の
フェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロト
ンアルデヒド、グリオキザールなどの種々のアルデヒド
類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂等の各種
フェノール系化合物と、エピハロヒドリンとから製造さ
れるエポキシ樹脂やジアミノジフェニルメタン、アミノ
フェノール、キシレンジアミンなどの種々のアミン化合
物と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキシ樹
脂、メチルヘキサヒドロキシフタル酸、ダイマー酸など
の種々のカルボン酸類と、エピハロヒドリンとから製造
されるエポキシ樹脂等が挙げられる。それらその他のエ
ポキシ樹脂の使用割合は、（ａ）ベンゼン核間に極性の
少ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂１００重量部に対
して１００重量部以下が好ましく、より好ましくは、５
０重量部以下である。その他のエポキシ樹脂の使用割合
が多すぎると、本発明の効果が充分に発揮されなくな
る。

【００３４】本発明においてエポキシ樹脂硬化剤として
用いられる（ｂ）３官能性成分を主成分とするノボラッ
ク型フェノール樹脂の製法には特に制約はないが、一般
的には、各種フェノール化合物とホルムアルデヒド、パ
ラホルムアルデヒド、トリオキサンなどの付加縮合反応
で製造したノボラック型フェノール樹脂を、抽出、又
は、蒸留のような方法で処理して２官能性成分及び／又
は４官能性以上の成分を除去し、目的の３官能性成分を
主成分とするノボラック型フェノール樹脂を製造するこ
とができる。また、ジヒドロキシジメチルフェノール、
ジヒドロキシジメチルクレゾール、ジメトキシメチルフ
ェノール、ジメトキシメチルクレゾールなどのα、α’
−ヒドロキシジアルキルフェノール類や、α、α’−ジ
アルコキシジアルキルフェノール類と各種フェノール化
合物との縮合反応で製造することもできる。

【００３５】ノボラック型フェノール樹脂の製造にあた
っては、分子量とその分布が特定の範囲に入るように反
応条件や精製条件を調整する必要がある。その分子量と
分布は、前記一般式（II）におけるｎ²＝１の成分が全
体の４０重量％以上であり、かつｎ²の平均値が０．５
〜２．０となるものであり、より好ましくは、ｎ²＝１
の成分が全体の５０重量％以上、かつｎ²の平均値が
０．７〜１．８となるものである。種々の３官能性成分
を主成分とするノボラック型フェノール樹脂のなかで
は、入手のし易すさや、硬化物性等からフェノールノボ
ラック樹脂または、クレゾールノボラック樹脂の３官能
性成分を主成分とするものが望ましい。

【００３６】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には、（ｂ）３官能性成分を主成分とするノボラ
ック型フェノール樹脂硬化剤以外の硬化剤を混合使用す
ることができる。その混合することができる他の硬化剤
としては、たとえば、ビスフェノールＡ、ビスフェノー
ルＦ、ビスフェノールＡＤ、ハイドロキノン、レゾルシ
ン、メチルレゾルシン、ビフェノール、テトラメチルビ
フェノール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシジ
フェニルエーテル、フェノールノボラック樹脂、クレゾ
ールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹
脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、テルペンフ
ェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール
ノボラック樹脂、臭素化ビスフェノールＡ、臭素化フェ
ノールノボラック樹脂などの種々のフェノール類や、種
々のフェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒド、ク
ロトンアルデヒド、グリオキザールなどの種々のアルデ
ヒド類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂等の
各種フェノール樹脂類、それら各種のフェノール（樹
脂）類のフェノール性水酸基の全部もしくは一部をベン
ゾエート化あるいはアセテート化などのエステル化する
ことによって得られる活性エステル化合物、メチルテト
ラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無
水ピロメリット酸、メチルナジック酸などの酸無水物
類、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、ジア
ミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、
ジシアンジアミド等のアミン類などが挙げられる。それ
ら他の硬化剤の使用割合は、（ｂ）３官能性成分を主成
分とするノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対
して１００重量部以下が好ましく、より好ましくは５０
重量部以下である。他の硬化剤の使用割合が多すぎる
と、本発明の効果が充分に発揮されなくなる。

【００３７】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
で使用される硬化剤の使用量は、全エポキシ樹脂成分中
のエポキシ基１モルに対して、全硬化剤成分中のエポキ
シ基と反応する基の合計が０．５〜２．０モルになる量
が好ましく、より好ましくは、０．７〜１．２モルにな
る量である。

【００３８】次に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には、（ｃ）無機充填剤が配合される。その無機
充填剤の種類としては、たとえば、溶融シリカ、結晶性
シリカ、ガラス粉、アルミナ、炭酸カルシウムなどが挙
げられている。その形状としては、破砕型又は球状であ
る。各種の無機充填剤は、単独でまたは、２種以上混合
して用いられるが、それ等の中では溶融シリカ又は結晶
性シリカが好ましい。その使用量は、組成物全体の６０
〜９５重量％であり、好ましくは、８０〜９５重量％で
あり、より好ましくは８５〜９２重量％である。また、
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に用いられる
（ｄ）硬化促進剤は、エポキシ樹脂中のエポキシ基と硬
化剤中の活性基との反応を促進する化合物である。

【００３９】その（ｄ）硬化促進剤としては、たとえ
ば、トリブチルホスフィン、トフェニルホスフィン、ト
リス（ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリス（ヒド
ロキシプロピル）ホスフィン、トリス（シアノエチル）
ホスフィンなどのホスフィン化合物、テトラフェニルホ
スホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチル
ホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシア
ノエチルホスホニウムテトラフェニルボレートなどのホ
スホニウム塩、−メチルイミダゾール、２−フェニルイ
ミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２
−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メ
チルイミダゾール、２、４−ジシアノ−６−［２−メチ
ルイミダゾリル−（１）］−エチル−Ｓ−トリアジン、
２、４−ジシアノ−６−［２−ウンデシルイミダゾリル
−（１）］−エチル−Ｓ−トリアジンなどのイミダゾー
ル類、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウ
ムトリメリテート、２−メチルイミダゾリウムイソシア
ヌレート、２−エチル−４−メチルイミダゾリウムテト
ラフェニルボレート、２−エチル−１，４−ジメチルイ
ミダゾリウムテトラフェニルボレートなどのイミダゾリ
ウム塩、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）
フェノール、ベンジルジメチルアミン、テトラメチルブ
チルグアニジン、Ｎ−メチルピラペジン、２−ジメチル
アミノ−１−ピロリンなどのアミン類、トリエチルアン
モニウムテトラフェニルボレートなどのアンモニウム
塩、１，５−ジアザビシクロ（５，４，０）−７−ウン
デセン、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）−５−
ノネン、１，４−ジアザビシクロ（２，２，２）−オク
タンなどのジアザビシクロ化合物、それ等ジアザビシク
ロ化合物のテトラフェニルボレート、フェノール塩、フ
ェノールノボラック塩、２−エチルヘキサン塩などが挙
げられる。それらの硬化促進剤となる化合物中では、ホ
スフィン化合物、イミダゾール化合物、ジアザビシクロ
化合物、及びそれらの塩が好ましい。それ等の（ｄ）硬
化促進剤は、単独でまたは、２種以上混合して用いら
れ、その使用量は、全エポキシ樹脂成分に対して、０．
１〜７重量％であり、より好ましくは、１〜５重量％で
ある。

【００４０】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
には、必要に応じてカップリング剤、可塑剤、顔料等を
適宜に配合することができる。また、難燃助剤として、
三酸化アンチモン、リン酸などを適宜に配合することが
できる。本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、
流動性に優れ、かつ耐ハンダクラック性に優れた硬化物
を与えるので半導体封止の分野で有利に使用することが
できる。

【００４１】

【実施例】以下に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物で用いられる（ａ）ベンゼン核間に極性の少ない
炭化水素基を持つエポキシ樹脂の製造例、（ｂ）３官能
性成分を主成分とするノボラック型フェノール樹脂の製
造例、さらに本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
の実施例及び比較例を挙げてさらに詳述する。

【００４２】（ａ）ベンゼン核間に極性の少ない炭化
水素基を持つエポキシ樹脂の製造例製造例１温度計、撹拌装置、冷却管を備えた内容量３リットルの
三つ口フラスコにテルペンフェノール樹脂（ヤスハラケ
ミカル社製ＹＰ−９０）３３０g 、エピクロルヒドリ
ン１２９５g 、及びイソプロピルアルコール５０４g を
仕込み、３５℃に昇温して均一に溶解させたのち、４
８．５重量％の水酸化ナトリウム水溶液１９０g を１時
間かけて滴下した。その間に徐々に昇温し、滴下終了時
には系内が６５℃になるようにした。その後、６５℃で
３０分間保持して反応を行わせた。その反応終了後、水
洗して副生塩及び過剰の水酸化ナトリウムを除去した。
次いで、生成物から減圧下で過剰のエピクロルヒドリン
及びイソプロピルアルコールを留去して、粗製エポキシ
樹脂を得た。この粗製エポキシ樹脂をメチルイソブチル
ケトン４００g に溶解させ、４８．５重量％の水酸化ナ
トリウム水溶液６g を加え、６５℃の温度で１時間反応
させた。その反応終了後に、第一リン酸ナトリウムを加
えて過剰の水酸化ナトリウムを中和し、水洗して副生塩
を除去した。次いで、減圧下でメチルイソブチルケトン
を完全に除去して、エポキシ樹脂を得た。このエポキシ
樹脂は、エポキシ当量２３３g ／eq. 、軟化点６０℃の
黄赤色の固体であった。製造例２製造例１で用いたテルペンフェノール樹脂３３０g の代
りに、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂（三井東圧
化学社製ＤＣＰ−５０００）３６０g を使用して製造
例１と同様にエピクロルヒドリンと反応させ、かつ後処
理してエポキシ樹脂を得た。このエポキシ樹脂は、エポ
キシ当量２５５g ／eq. 、軟化点６２℃の黄赤色の固体
であった。製造例３製造例１で用いたテルペンフェノール樹脂３３０g の代
りに、フェノールアラルキル樹脂（三井東圧化学社製
ミレックスＸＬ２２５ＬＬ）３５０g を使用して製造例
１と同様にエピクロルヒドリンと反応させ、かつ後処理
してエポキシ樹脂を得た。このエポキシ樹脂は、エポキ
シ当量２５２g ／eq. 、軟化点６４℃の黄赤色の固体で
あった。

【００４３】（ｂ）３官能性成分を主成分とするノボ
ラック型フェノール樹脂製造例製造例４温度計、撹拌装置、冷却管を備えた内容量３リットルの
三つ口フラスコにフェノール７５２g 、２，６−ジヒド
ロキシメチルフェノール１５４g 、及びパラトルエンス
ルホン酸１０g を量仕込み、１００℃で５時間保持して
反応を行わせた。続いて、メチルイソブチルケトン１
０００g を加え完全に溶解させた。水洗して反応触媒等
を除いた後、未反応のフェノールまたは、オルソクレゾ
ール及びメチルイソブチルケトンを減圧除去して目的の
フェノール樹脂を得た。このフェノール樹脂は、一般式
（II）中でｎ²＝１成分（３官能性成分）含有量６２
％、ｎ²の平均値１．６、水酸基当量１０４g ／eq. 、
軟化点４５℃の淡黄色の固体であった。製造例５製造例１で用いたフェノール７５２g の代りに、オルソ
クレゾール６４８g 、２，６−ジヒドロキシメチルフェ
ノール１５４g の代りに、２，４−ジヒドロキシメチル
オルソクレゾール１６８g を使用して製造例１と同様に
反応させ、かつ後処理してフェノール樹脂を得た。この
フェノール樹脂は、一般式（II）中でｎ²＝１成分（３
官能性成分）含有量６５％、ｎ²の平均値１．５、水酸
基当量１１８g ／eq. 、及び軟化点５２℃の淡黄色の固
体であった。

【００４４】半導体封止用エポキシ樹脂組成物実施例１
〜４および比較例１〜３表１に示したように、（ａ）エポキシ樹脂として、製造
例１〜３で製造した各エポキシ樹脂、またはオルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、および臭素化ビフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、（ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と
して、製造例４および５で製造した各ノボラック型フェ
ノール樹脂、または市販の一般的なノボラック型フェノ
ール樹脂、（ｃ）無機充填剤として球状溶融シリカ粉末
を実施例１〜４および比較例３は組成物全体の８７重量
％、比較例１および２は組成物全体に７５重量％、
（ｄ）硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを用
い、さらに難燃助剤として三酸化アンチモン、充填剤表
面処理剤としてエポキシシラン、離型剤としてカルナバ
ワックスをそれぞれ用いて、各エポキシ樹脂組成物を配
合した。次いで、各配合物をミキシングロールを用いて
７０〜１３０℃の温度で５分間溶融混合した。得られた
各溶融混合物はシート状に取り出し、粉砕して各成形材
料を得た。これ等の各成形材料を用い低圧トランスファ
ー成形機で金型温度１８０℃、成形時間１８０秒で成形
して、各試験片を得、１８０℃で８時間ポストキュアー
させた。また、各成形材料のスパイラルフローを測定し
た。各成形材料のスパイラルフロー及び各試験片のポス
トキュアー後の耐ハンダクラック性、吸湿性、及びガラ
ス転移温度を試験した結果は表１に示す通りであり、実
施例１〜４の各成形材料は、比較例１〜３の成形材料に
較べて流動性（即ち高スパイラルフロー）、及び耐ハン
ダクラック性のバランスに優れていた。

【００４５】

【表１】

【００４６】（註）Ａ：ベンゼン核間に炭化水素基を持つエポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化
シェルエポキシ社商品名エピコート１８０Ｈ６５、エポ
キシ当量：２０５）Ｃ：臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ社商品名エピコート５０５０、エポキシ当
量：３８５、臭素含有量：４９％）Ｄ：３官能性成分を主成分とするノボラック型フェノー
ル樹脂Ｅ：フェノールノボラック樹脂（群栄化学社製、３官能
性成分含有量：１５％、水酸基当量：１０３、軟化点：
８５℃） *1：球状溶融シリカ粉末（日本アエロジル社商品名Ｅ
ＬＳＩＬ−１００） *2：トリフェニルホスフィン *3：三酸化アンチモン *4：カルナバワックス *5：エポキシシラン（信越化学工業社商品名ＫＢＭ−
４０３） *6：４４ピンＦＰＰ１６個を８５℃、８５％ＲＨにおい
て３００時間吸湿後、２６０℃ハンダ浴に１０秒間浸漬
し、クラックの発生した個数を求めた。 *7：８５℃８５％ＲＨ３００時間後の吸湿率 *8：ＴＭＡを用いて熱膨張曲線の転移点より求めた。

【００４７】

【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、流動性に優れ、耐ハンダクラック性に優れた硬化
物を与えることができるので、半導体封止の用途におい
て有利に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西義則三重県四日市市塩浜町１番地油化シェルエポキシ株式会社開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるベン
ゼン核間に極性の少ない炭化水素基を持つエポキシ樹脂一般式【化１】（式中各Ｒ¹は、互いに同一であっても異なっていても
良く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換又は無置換の
フェニル基、置換又は無置換のアラルキル基、アルコキ
シ基又は、ハロゲン原子であり、各Ｚは、互いに同一で
あっても異なっていても良く、炭素数１〜１５の２価の
炭化水素基であり、かつ各Ｚは極性基の少い炭化水素基
であってそのうち一分子中の少なくとも一つのＺは、炭
素数５〜１５の２価の極性基を有さない炭化水素基であ
り、Ｇは、グリシジル基であり、ｎ¹は、平均値で０〜
５の数であり、各ｍ¹は、互いに同一であっても異なっ
ていても良く、０〜４の整数である。）（ｂ）下記一般式（II）で表され、かつｎ²＝１の成分
が全体の４０重量％以上である３官能性成分を主成分と
するノボラック型フェノール樹脂硬化剤一般式（II）【化２】（式中各Ｒ²は、互いに同一であっても異なっていても
良く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換又は無置換の
フェニル基、置換又は無置換のアラルキル基、アルコキ
シ基又は、ハロゲン原子であり、ｎ²は平均値で０．５
〜２．０の数であり、各ｍ²は、互いに同一であっても
異なっていても良く、０〜４の整数である。）（ｃ）無機充填剤（ｄ）硬化促進剤を必須成分として配合してなる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。
【請求項２】（ａ）のベンゼン核間に極性の少ない炭
化水素基を持つエポキシ樹脂として、テルペンフェノー
ル樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、フェノ
ールアラルキル樹脂、フェノールベンズアルデヒド樹
脂、及びフェノールシクロヘキサノン樹脂から選ばれた
少なくとも一種類のフェノール化合物と、エピハロヒド
リンとから製造されるエポキシ樹脂を使用する、請求項
１に記載された半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】（ａ）のベンゼン核間に極性の少ない炭
化水素基を持つエポキシ樹脂１００重量部に対して１０
０重量部以下のフェノール樹脂とエピハロヒドリンから
製造されるエポキシ樹脂や、カルボン酸とエピハロヒド
リンから製造される（ａ）以外のエポキシ樹脂を加え
た、請求項１または２に記載された半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。
【請求項４】（ｂ）の３官能性成分を主成分とするノ
ボラック型フェノール樹脂１００重量部に対して１００
重量部以下の他のフェノール樹脂、活性エステル化合
物、酸無水物、アミン等の他の硬化剤を加えた、請求項
１ないし３のいずれか１項に記載された半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。
【請求項５】硬化剤の使用量が、全エポキシ樹脂中の
エポキシ基１モルに対し、エポキシ基と反応する基の合
計が０．５〜２．０モルとなる量である、請求項１ない
し４のいずれか１項に記載された半導体封止用エポキシ
樹脂組成物。
【請求項６】硬化促進剤としてホスフィン化合物、イ
ミダゾール化合物、ジアザビシクロ化合物、それ等の塩
から選んだ１種または２種以上を全エポキシ樹脂成分に
対して０．１〜７重量％配合する、請求項１ないし５の
いずれか１項に記載された半導体封止用エポキシ樹脂組
成物。
【請求項７】（ｃ）無機充填剤として、破砕型および
／又は球状の、溶融および／又は結晶シリカ粉末充填剤
を組成物全体の８０〜９５重量％使用することを特徴と
する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載された半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。