JPH09202851A

JPH09202851A - 封止用エポキシ樹脂組成物、それを用いた半導体装置、及びその封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法

Info

Publication number: JPH09202851A
Application number: JP15673296A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 広志山本; Kamio Yonemoto; 神夫米本; Yoshihide Sawa; 佳秀澤; Eiichiro Saito; 英一郎斉藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】半田リフロー等の高温に曝された際に、クラ
ックが発生することのない封止層が得られる封止用エポ
キシ樹脂組成物、それを用いた半導体装置、及びその封
止用エポキシ樹脂組成物の製造方法を提供する。【解決手段】封止用エポキシ樹脂組成物は、ビフェニ
ル型エポキシ樹脂を４５重量％以上含有したエポキシ樹
脂、硬化剤、無機充填剤、及び、数平均分子量が１００
０〜３０００の範囲とした後に、末端にエポキシ基を付
与したポリフェニレンエーテル樹脂を含有する。半導体
装置は、この封止用エポキシ樹脂組成物で封止されてな
る。製造方法は、数平均分子量が１０００〜３０００の
範囲にポリフェニレンエーテル樹脂を調製した後に、末
端にエポキシ基を付与したポリフェニレンエーテル樹脂
に、エポキシ樹脂と溶媒を加え混合し、溶媒を除去し、
その後に、硬化剤、無機充填剤を配合し、加熱混練し、
冷却固化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体等の電子部品
を封止する封止用エポキシ樹脂組成物、それを用いた半
導体装置、及びその封止用エポキシ樹脂組成物の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体等の電子部品を封止した半導体装
置にはエポキシ樹脂組成物が汎用されている。上記エポ
キシ樹脂組成物は、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エ
ポキシ樹脂等各種エポキシ樹脂、その硬化剤、無機充填
剤、必要に応じて硬化促進剤、カップリング剤、離型
剤、着色剤等から構成されている。

【０００３】近年の小型化、薄型化の要求に伴って、上
記電子部品の作製が、従来のピン挿入方式（ＤＩＰ：デ
ュアル・インライン・パッケージ等）から表面実装方式
（ＳＯＰ：スモール・アウトライン・パッケージ、ＱＦ
Ｐ：クオッド・フラット・パッケージ等）へと移行しつ
つある。表面実装方式の場合、上記半導体装置は実装の
際に半田リフロー等高温（例えば２１０℃〜２６０℃）
で処理されるため、半導体装置全体に高温の熱が加わ
る。その際、上記エポキシ樹脂組成物で封止した封止層
にクラックが発生したり、大幅に耐湿性が低下したりす
る問題が生じ易かった。

【０００４】この対策として、取扱いとして半導体装置
を防湿容器に収納したり、封止用エポキシ樹脂組成物の
改良として、例えば特開平１−１０８２５６号公報にビ
フェニル型エポキシ樹脂を用いた封止材が開示され、特
開昭６４−２４８２５号公報にエポキシ樹脂とポリフェ
ニレンエーテル系樹脂を併用する封止材が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら封止材
でも、例えば、厚み２．０ｍｍ以下の薄い封止層の場合
は半田リフローの際にクラックが発生し易い等より一層
の向上が求められている。また、チップ回路の信号伝達
速度の向上から、より低誘電率の封止層で封止すること
が求められている。

【０００６】本発明は上述の事実に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、半田リフロー等の高温に
曝された際に、クラックが発生することのない封止層が
得られる封止用エポキシ樹脂組成物、それを用いた半導
体装置、及びその封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法
を提供することにある。

【０００７】また、他の目的とするところは、上記目的
に加えて、低誘電率の封止層が得られる封止用エポキシ
樹脂組成物、それを用いた半導体装置、及びその封止用
エポキシ樹脂組成物の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
封止用エポキシ樹脂組成物は、構成材料として下式
〔１〕で表されるビフェニル型エポキシ樹脂を４５重量
％以上含有したエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、及
び、数平均分子量が１０００〜３０００の範囲とした後
に、末端にエポキシ基を付与したポリフェニレンエーテ
ル樹脂を含有することを特徴とする。

【０００９】

【化２】

【００１０】〔式中、Ｒは水素またはメチル基を示し、
ｎは０〜６の整数を示す。〕本発明の請求項２に係る封止用エポキシ樹脂組成物は、
請求項１記載の封止用エポキシ樹脂組成物において、上
記末端にエポキシ基を有するポリフェニレンエーテル樹
脂の含有量が、上記エポキシ樹脂、硬化剤、及び、末端
にエポキシ基を有するポリフェニレンエーテル樹脂の合
計量に対し１〜６０重量％の範囲であることを特徴とす
る。

【００１１】本発明の請求項３に係る封止用エポキシ樹
脂組成物は、請求項１又は請求項２記載の封止用エポキ
シ樹脂組成物において、上記硬化剤がフェノール化合物
であることを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項４に係る封止用エポキシ樹
脂組成物は、請求項１乃至請求項３いずれか記載の封止
用エポキシ樹脂組成物において、上記無機充填剤の含有
量が、上記エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、及び、
末端にエポキシ基を有するポリフェニレンエーテル樹脂
の合計量に対し７０〜９５重量％の範囲であることを特
徴とする。

【００１３】本発明の請求項５に係る封止用エポキシ樹
脂組成物は、請求項１乃至請求項４いずれか記載の封止
用エポキシ樹脂組成物において、構成材料に、硬化助剤
としてトリフェニルホスフィンを含有したことを特徴と
する。

【００１４】本発明の請求項６に係る半導体装置は、請
求項１乃至請求項５いずれか記載の封止用エポキシ樹脂
組成物で封止されてなることを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項７に係る封止用エポキシ樹
脂組成物の製造方法は、数平均分子量が１０００〜３０
００の範囲にポリフェニレンエーテル樹脂を調製した後
に、末端にエポキシ基を付与したポリフェニレンエーテ
ル樹脂に、エポキシ樹脂と溶媒を加え混合し、溶媒を除
去し、その後に、硬化剤、無機充填剤を配合し、加熱混
練し、冷却固化することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。

【００１７】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、エ
ポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、及び、末端にエポキ
シ基を有するポリフェニレンエーテル樹脂を含有する。

【００１８】上記エポキシ樹脂は、前記〔１〕で示され
るビフェニル型エポキシ樹脂を４５重量％以上含有す
る。上記ビフェニル型エポキシ樹脂は封止用エポキシ樹
脂組成物で汎用されるクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂に比較し低粘度であり、末端にエポキシ基を有する
ポリフェニレンエーテル樹脂と併用しても、４５重量％
以上含有することで、樹脂組成物の溶融粘度を小さくす
ることができる。上記樹脂組成物の溶融粘度が小さい
と、封止成形の際に樹脂の流動性が良くボイドと称する
気泡の発生がなく、成形性が良好となる。上記エポキシ
樹脂は、ビフェニル型エポキシ樹脂単独でも、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、あるいはこれらの臭素化された
難燃性エポキシ樹脂等との混合でもよい。上記ビフェニ
ル型エポキシ樹脂は市販のものとして、具体的には、Ｙ
Ｘ４０００Ｈ、ＹＬ６１２１（油化シェル株式会社商品
名）が挙げられる。

【００１９】本発明に特徴的に用いられる末端にエポキ
シ基を有するポリフェニレンエーテル樹脂（末端エポキ
シ化ＰＰＥと記す）について、説明する。上記末端エポ
キシ化ＰＰＥの原料となるポリフェニレンエーテル樹脂
としては、例えば、下式〔２〕で表される構造単位で構
成されるものであり、具体的には、ポリ（２，６−ジメ
チル−１，４−フェニレンオキサイド等が挙げられる。
通常ポリフェニレンエーテル樹脂は、例えば、米国特許
第４０５９５６８号等に開示されている方法で作製する
ことができるが、これら方法で得られるポリフェニレン
エーテル樹脂は数平均分子量が１００００〜３００００
でありる。本発明においては、ポリフェニレンエーテル
樹脂の数平均分子量を１０００〜３０００の範囲にする
と共に、末端にエポキシ基を付与することにより得られ
る。

【００２０】

【化３】

【００２１】〔式中、ｎは正の整数を示し、Ｒ₁，
Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基
を示し、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は同じでも、異なって
いてもよい。〕次に、上述の数平均分子量が多い市販のポリフェニレン
エーテル樹脂を用い、数平均分子量を１０００〜３００
０の範囲に調製する方法について説明する。このポリフ
ェニレンエーテル樹脂の分子量の調製は、例えば、学術
文献「Ｊｏｕｒａｌｏｆｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ，３４，２９７〜３０３（１９６８）」に示
す如く、数平均分子量が多いポリフェニレンエーテル樹
脂を過酸化ベンゾイル等のラジカル開始剤の存在下で、
ビスフェノールＡ、フェノールノボラック、クレゾール
ノボラック等のポリフェノール性化合物と反応させて、
上記ポリフェニレンエーテル樹脂の再分配反応を行い分
子量を低下させ、数平均分子量が１０００〜３０００の
範囲とすることができる。この方法で調製する場合、数
平均分子量が多いポリフェニレンエーテル樹脂１００重
量部に対し過酸化ベンゾイルの量は３〜１０重量部、ビ
スフェノールＡは３〜２０重量部が適当である。過酸化
ベンゾイルの量やビスフェノールＡの量が多過ぎるとポ
リフェニレンエーテル樹脂の数平均分子量が低下し、少
な過ぎると数平均分子量の低下が起きない。上記反応条
件は温度８０〜１２０℃、時間１０〜１００分程度であ
り、溶媒にトルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭
素系溶媒を使用することが好ましい。

【００２２】その後、数平均分子量を１０００〜３００
０の範囲としたポリフェニレンエーテル樹脂の末端の水
酸基をエポキシ化する。エポキシ化の反応条件について
説明する。このエポキシ化のために用いるエピクロルヒ
ドリンの量は、上記ポリフェニレンエーテル樹脂とポリ
フェノール性化合物のフェノール性水酸基に対し、エポ
キシ基のモル数で１以上好ましくは２以上である。エポ
キシ化の反応温度は８０〜１２０℃、時間は１〜１０時
間が適している。触媒は上記末端の水酸基と同当量の塩
基性触媒が挙げられ、塩基性触媒として具体的には、濃
度が５０重量％程度の水酸化ナトリウムや水酸化カリウ
ム等の水溶液が使用される。溶媒として、ポリフェニレ
ンエーテル樹脂の分子量の調製で使用した溶媒を用いて
もよいし、他の溶媒でもよい。上記反応が終了後は冷却
し、メタノール等のポリフェニレンエーテルの溶媒に反
応混合物を注ぎ込み、沈殿物として末端エポキシ化ＰＰ
Ｅを析出させる。上記沈殿物をろ取し、水又はメタノー
ルで洗浄し、未反応物を除去する。その後、上記沈殿物
をろ別し、５０〜８０℃で減圧乾燥し、精製した末端エ
ポキシ化ＰＰＥを得ることができる。上記末端エポキシ
化ＰＰＥは、溶融粘度が低く流動性が良好のため、エポ
キシ樹脂等との相溶性に優れる。

【００２３】上述の如く、末端にエポキシ基を付与する
ポリフェニレンエーテル樹脂の数平均分子量は１０００
〜３０００の範囲に制限される。上記数平均分子量が３
０００を超えると樹脂組成物の溶融粘度が増大し、上記
数平均分子量が１０００未満であると機械的強度や耐熱
性が低下する。上記末端エポキシ化ＰＰＥとエポキシ樹
脂を併用することで、ポリフェニレンエーテル樹脂が末
端にエポキシ基を有するのでエポキシ樹脂となじみが良
くなるため、樹脂組成物の接着性が良好で、且つ、封止
層の熱時強度がより優れる。その結果、半田等高温に曝
された際に、クラックの発生を防ぐことができる。さら
に、ポリフェニレンエーテル樹脂は低誘電率の材料であ
るため、低誘電率の封止層を形成することができる。

【００２４】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物におい
ては、上記末端エポキシ化ＰＰＥの含有量が、上記エポ
キシ樹脂、末端エポキシ化ＰＰＥ、及び、硬化剤の合計
量に対し１〜６０重量％の範囲であることが好ましい。
より好ましくは５〜５０重量％である。上記含有量が１
重量％未満では封止層にクラックが発生し易く、含有量
が６０重量％を超えると封止成形の際に溶融粘度が高く
なり、ボイドが生じ成形性が低下する。

【００２５】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の構成
材料である硬化剤は、フェノール化合物を硬化剤とする
と、封止層の吸湿率を低くするのに好ましい。上記フェ
ノール化合物としては、下式〔３〕で表されるナフタレ
ン型フェノール樹脂化合物や、下式〔４〕で表されるｐ
−キシリレン・フェノール共重合体が挙げられる。上記
硬化剤にフェノール化合物を用いる場合、上記エポキシ
樹脂のエポキシ基に対するフェノール基の水酸基とのモ
ル比は０．１〜１０の範囲が好ましい。

【００２６】

【化４】

【００２７】

【化５】

【００２８】〔式中、ｍは０以上の整数である。〕本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の構成材料である無
機充填剤は、例えば、シリカ、アルミナ等の無機粉末が
挙げられる。上記無機充填剤の含有量は、上記エポキシ
樹脂、末端エポキシ化ＰＰＥ、硬化剤、及び、無機充填
剤の合計量に対し７０〜９５重量％の範囲が好ましく、
より好ましくは７５〜９０重量％である。上記無機充填
剤の含有量が７０重量％未満では封止層の吸湿率が低下
し、クラックが発生し易く、含有量が９５重量％を超え
ると封止成形の際に溶融粘度が高くなり、ボイドが生じ
成形性が低下する。

【００２９】上記無機充填剤はエポキシ樹脂とのなじみ
を良くするため、カップリング剤で表面処理することが
好ましい。上記カップリング剤としては、例えば、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング
剤が挙げられる。

【００３０】上記封止用エポキシ樹脂組成物は、上述の
エポキシ樹脂、末端エポキシ化ＰＰＥ、硬化剤、及び、
無機充填剤と共に、必要に応じて、硬化促進剤、離型
剤、着色剤、難燃剤、低応力剤等を適宜含有したもので
もよい。上記硬化促進剤としては、例えば、１，８−ジ
アザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエ
チレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミ
ン類、２−メチルイミダゾール、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、２−フェ
ニル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、ト
リブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機
ホスフィン類等が挙げられる。なかでも、トリフェニル
ホスフィンは封止層の電気特性を良好とするので、好ま
しい。上記離型剤は、例えば、カルナバワックス、ステ
アリン酸、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフ
ィン等が挙げられ、上記着色剤は、例えば、カーボンブ
ラック等が挙げられ、上記難燃剤は、例えば、三酸化ア
ンチモンが挙げられ、上記低応力剤は、例えば、シリコ
ーンゲル、シリコーンゴム、シリコーンオイル等が挙げ
られる。

【００３１】次に、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物
の製造方法として、硬化剤にフェノール化合物等を用い
た場合について、説明する。上述の如くして、数平均分
子量が多いポリフェニレンエーテル樹脂、過酸化ベンゾ
イル、ビスフェノールＡ、及び、溶媒を用い、数平均分
子量が１０００〜３０００の範囲にポリフェニレンエー
テル樹脂を調製し、ポリフェニレンエーテル樹脂の末端
の水酸基をエポキシ化する。その後、エポキシ樹脂、溶
媒を加え混合し、上記溶液中の溶媒を除去する。溶媒を
除去し、固化した混合物を粉砕し、この混合物にフェノ
ール化合物等の硬化剤、表面処理した無機充填剤等の構
成材料を配合し、加熱ロール、ニーダー等を用いて混練
する。さらに、混練した後に、冷却固化し、粉砕して粉
状にしたり、粒状にして用いる。上記の如く、エポキシ
化したポリフェニレンエーテル樹脂は末端にエポキシ基
を有してしるので、先にエポキシ樹脂を加え、これら混
合物にフェノール化合物等を配合する。これは、先にフ
ェノール化合物を加えるとフェノール化合物とエポキシ
化したポリフェニレンエーテル樹脂が反応し、分子量が
大きくなり、封止の際に樹脂の流動性が低下し、ボイド
が発生し易い。本発明の製造方法によると、成形性が良
好で、高温に曝されても、クラックが発生することのな
い封止層を形成する封止用エポキシ樹脂組成物が得られ
る。

【００３２】上記封止用エポキシ樹脂組成物を用い、圧
縮成形、トランスファー成形、射出成形等のより、半導
体素子等を封止し、半導体装置が得られる。上記半導体
装置は、上記封止用エポキシ樹脂組成物で封止されてな
るので、半田リフロー等の高温に曝された際に、クラッ
クが発生することがない。また、低誘電率の封止層を形
成するので、チップ回路の信号伝達速度が優れる。特
に、厚み２．０ｍｍ以下の薄い封止層を形成する場合
に、効果が顕著に現れる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を挙げる。

【００３４】封止用エポキシ樹脂組成物は以下に示す原
料を用いた。エポキシ樹脂は、前記〔１〕で表されるビ
フェニル型エポキシ樹脂としてＹＸ４０００Ｈ（油化シ
ェル株式会社製：エポキシ当量１９５）を、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂として１９５ＸＬ（住友化学
工業株式会社：エポキシ当量１９５）を、難燃性のビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂としてＥＢＳ４００Ｔ（住
友化学株式会社製：エポキシ当量４００）を用いた。硬
化剤は、前記〔３〕で表されるナフタレン型フェノール
樹脂化合物としてカヤハードＮＨＮ（日本化薬株式会社
製：ＯＨ当量１４０）を、前記〔４〕で表されるｐ−キ
シリレン・フェノール共重合体としてミレックス２２５
−３Ｌ（三井東圧株式会社製：ＯＨ当量１７３）を用い
た。無機充填剤は溶融シリカ粉末を用い、カップリング
剤は、γ- グリシドキシプロピルトリメトキシシランを
用い、上記無機充填剤は表１に示す配合比率でカップリ
ング剤と表面処理を行った。硬化促進剤はトリフェニル
フォスフィン（北興化学社製）を、離型剤は天然のカル
ナバを、着色剤はカーボンブラックを、難燃剤は三酸化
アンチモンを用いた。

【００３５】（末端エポキシ化ＰＰＥの作製）以下に末
端エポキシ化ＰＰＥの作製の方法を記す。

【００３６】初めにポリフェニレンエーテル樹脂の分子
量の低下を行った。市販のポリフェニレンエーテル樹脂
（日本Ｇ．Ｅ．プラスチック株式会社製：Ｍｎ＝２００
００）１００重量部（以下部と記す）、過酸化ベンゾイ
ル（試薬）６部、ビスフェノールＡ（試薬）６部にトル
エン１００部を添加し、９０℃で６０分攪拌した。得ら
れたＰＰＥ含有溶液をゲル浸透クロマトグラフ（カラム
構成：東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌ，ＳｕｐｅｒＨＭ
−Ｍ（１本）＋ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（１本））にて分子
量分布を測定した結果、数平均分子量は２３００であっ
た。

【００３７】次に上記ポリフェニレンエーテル樹脂のエ
ポキシ化は次のように行った。上記ＰＰＥ含有溶液にエ
ピクロルヒドリン８部、濃度５０重量％の水酸化ナトリ
ウムを８部加え、１００℃で４時間攪拌した。反応が終
了後は冷却し、メタノール１リットルに反応混合物を注
ぎ込み、末端エポキシ化ＰＰＥを成分とした沈殿物を得
た。上記沈殿物をろ取し、１リットルのメタノールで洗
浄し、更に純粋の１リットルのメタノールで２回洗浄を
繰り返し、沈殿物をろ別した後に、７０℃で減圧乾燥し
た。得た末端エポキシ化ＰＰＥのエポキシ化の程度を、
ポリフェニレンエーテル樹脂のフェノール性水酸基の反
応率で求めた。反応の前後におけるフェノール性水酸基
の吸光度（３６２２ｃｍ^-1）の値の変化を、光路長１０
ｍｍの石英セルを使用した赤外線吸収スペクトル法で測
定した。フェノール性水酸基の反応率は９１％であっ
た。

【００３８】また、上記ポリフェニレンエーテル樹脂１
００重量部、過酸化ベンゾイル（試薬）４部、ビスフェ
ノールＡ（試薬）４部にトルエン１００部を添加し、９
０℃で６０分攪拌した。得られたＰＰＥ含有溶液の数平
均分子量は２８００であった。その後、Ｍｎ＝２８００
のポリフェニレンエーテル樹脂を用い、エポキシ化は上
記末端エポキシ化ＰＰＥと同様の条件で行った。上記と
同様に得た末端エポキシ化ＰＰＥのエポキシ化の程度
を、ポリフェニレンエーテル樹脂のフェノール性水酸基
の反応率で求めた。フェノール性水酸基の反応率は９１
％であった。

【００３９】また、上記ポリフェニレンエーテル樹脂１
００重量部、過酸化ベンゾイル（試薬）１０部、ビスフ
ェノールＡ（試薬）１０部にトルエン１００部を添加
し、９０℃で６０分攪拌した。得られたＰＰＥ含有溶液
の数平均分子量は１３００であった。その後、Ｍｎ＝１
３００のポリフェニレンエーテル樹脂を用い、エポキシ
化は上記末端エポキシ化ＰＰＥと同様の条件で行った。
上記と同様に得た末端エポキシ化ＰＰＥのエポキシ化の
程度を、ポリフェニレンエーテル樹脂のフェノール性水
酸基の反応率で求めた。フェノール性水酸基の反応率は
９０％であった。

【００４０】他に市販のポリフェニレンエーテル樹脂
（日本Ｇ．Ｅ．プラスチック株式会社製：Ｍｎ＝２００
００）１００部、過酸化ベンゾイル（試薬）１部、ビス
フェノールＡ（試薬）１部にトルエン１００部を添加
し、９０℃で６０分攪拌した。得られたＰＰＥ含有溶液
の数平均分子量は１７０００であった。その後、Ｍｎ＝
１７０００のポリフェニレンエーテル樹脂を用い、エポ
キシ化は上記末端エポキシ化ＰＰＥと同様の条件で行っ
た。上記と同様に得た末端エポキシ化ＰＰＥのエポキシ
化の程度を、ポリフェニレンエーテル樹脂のフェノール
性水酸基の反応率で求めた。フェノール性水酸基の反応
率は９２％であった。

【００４１】また、上記ポリフェニレンエーテル樹脂１
００重量部、過酸化ベンゾイル（試薬）３０部、ビスフ
ェノールＡ（試薬）３０部にトルエン１００部を添加
し、９０℃で６０分攪拌した。得られたＰＰＥ含有溶液
の数平均分子量は７００であった。その後、Ｍｎ＝７０
０のポリフェニレンエーテル樹脂を用い、エポキシ化は
上記末端エポキシ化ＰＰＥと同様の条件で行った。上記
と同様に得た末端エポキシ化ＰＰＥのエポキシ化の程度
を、ポリフェニレンエーテル樹脂のフェノール性水酸基
の反応率で求めた。フェノール性水酸基の反応率は９０
％であった。

【００４２】また、上記ポリフェニレンエーテル樹脂１
００重量部、過酸化ベンゾイル（試薬）２部、ビスフェ
ノールＡ（試薬）２部にトルエン１００部を添加し、９
０℃で６０分攪拌した。得られたＰＰＥ含有溶液の数平
均分子量は３４００であった。その後、Ｍｎ＝３４００
のポリフェニレンエーテル樹脂を用い、エポキシ化は上
記末端エポキシ化ＰＰＥと同様の条件で行った。上記と
同様に得た末端エポキシ化ＰＰＥのエポキシ化の程度
を、ポリフェニレンエーテル樹脂のフェノール性水酸基
の反応率で求めた。フェノール性水酸基の反応率は９２
％であった。

【００４３】なお、上記の末端エポキシ化ＰＰＥ生成物
の配合を表５に示す。

【００４４】（実施例１）前記〔１〕で表されるビフェ
ニル型エポキシ樹脂を２１．６０部、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂を２１．６０部、難燃性エポキシ樹
脂を３．７８部、Ｍｎ＝２３００のポリフェニレンエー
テル樹脂を用いた末端エポキシ化ＰＰＥを７．８８部、
前記〔３〕で表されるナフタレン型フェノール樹脂化合
物を１５．９３部、前記〔４〕で表されるｐ−キシリレ
ン・フェノール共重合体を１５．９３部、溶融シリカ粉
末３５２．４９部をカップリング剤２．１３部で処理し
たもの、硬化促進剤を０．９５部、離型剤を１．３６
部、着色剤を０．９９部、難燃剤を５．４０部用いた。

【００４５】先ず、末端エポキシ化ＰＰＥとエポキシ樹
脂にトルエンを加え、濃度３０重量％の均一なトルエン
の溶液を得た。このトルエンの溶液からトルエンを除去
し、エポキシ樹脂と末端エポキシ化ＰＰＥの混合物を得
た。この混合物に上述の材料を配合し、加熱ロールを使
用し温度８５℃で約５分混練した。その後、直径５ｍｍ
程度に粉砕し、封止用エポキシ樹脂組成物を得た。な
お、エポキシ樹脂中の前記〔１〕で表されるビフェニル
型エポキシ樹脂の含有量は４６重量％、上記エポキシ樹
脂、末端エポキシ化ＰＰＥ、及び、硬化剤の合計量に対
するＭｎ＝２３００のポリフェニレンエーテル樹脂を用
いた末端エポキシ化ＰＰＥの含有量は９．１重量％、上
記エポキシ樹脂、末端エポキシ化ＰＰＥ、硬化剤、及
び、無機充填剤の合計量に対する無機充填剤の含有量は
８０重量％であった。また、エポキシ樹脂のエポキシ基
に対するフェノール基の水酸基のモル比は１．１２であ
った。

【００４６】（実施例２〜１０、及び、比較例１〜７）
表１及び表２に示す配合割合で配合した以外は実施例１
と同様にして、封止用エポキシ樹脂組成物を得た。

【００４７】なお、その末端エポキシ化ＰＰＥの含有
量、ビフェニル型エポキシ樹脂の含有量、及び、無機充
填剤の含有量を上記同様に表１及び表２に記す。ただ
し、上記表１及び表２に示す末端エポキシ化ＰＰＥは、
表１０に記載した末端エポキシ化ＰＰＥ生成物を用い
た。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】（評価）得られた実施例１〜１０、及び、
比較例１〜７の封止用エポキシ樹脂組成物を用い、半田
耐熱試験、及び、誘電率の評価を行った。また、樹脂組
成物の溶融粘度、硬化物の曲げ強度、及び、封止の際の
成形性も測定した。

【００５１】上記成形性及び半田耐熱試験は次の条件で
行った。７．６ｍｍ×７．６ｍｍ×厚み０．４ｍｍの半
導体チップをダイパッド寸法８．２ｍｍ×８．２ｍｍの
アロイリードフレームに銀ペーストで実装し、外形寸法
１９ｍｍ×１５ｍｍ×厚み１．８ｍｍの６０ピンフラッ
ドパッケージ成形金型を用いて成形し、試験片を得た。
得た試験片の封止層中のボイドの有無を、超音波探査装
置で検査した。ボイドが無ければ成形性合格（○と表
示）とし、ボイドが発生していれば成形性不合格（×と
表示）とした。さらに、上記試験片を各８個準備し、８
５℃、８５％ＲＨで７２時間吸湿した後、温度が２６０
℃の半田に１０秒間浸漬する操作を２回繰り返した。半
田後、封止層にクラックが発生しているかを超音波探査
装置で観察し、クラックの発生しているものを不良と判
定した。結果は表３及び表４に示した。実施例１〜１０
はいずれも成形性は合格であり、クラックは発生せず、
比較例に比べ良好であることが確認できた。

【００５２】上記誘電率はＪＩＳ−Ｋ−６９１１の成形
品の測定方法に基づいて測定した。結果は表３及び表４
に示した。数平均分子量が１０００〜３０００のポリフ
ェニレンエーテル樹脂を用いて生成された末端エポキシ
化ＰＰＥを用いなかった比較例３乃至比較例６に比べ、
実施例１〜９は低誘電率であることが確認できた。

【００５３】上記硬化物の曲げ強度は、得た封止用エポ
キシ樹脂組成物を硬化させ、１０ｍｍ×４ｍｍ×１００
ｍｍの試験片を作製し、この試験片を支点間距離６．４
ｍｍ、クロスヘッドスピード２ｍｍ／分の条件で３点曲
げ強度を圧縮試験機を用い測定した。常温と２４０℃の
熱時を測定した。結果は表３及び表４に示した。数平均
分子量が１０００〜３０００のポリフェニレンエーテル
樹脂を用いて生成された末端エポキシ化ＰＰＥを用いな
かった比較例１乃至比較例７に比べ、実施例１〜１０は
曲げ強度が高いことが確認できた。

【００５４】上記樹脂組成物の溶融粘度は、高化式フロ
ーテスタを用い、１７５℃の溶融粘度を測定した。結果
は表３及び表４に示した。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】

【表５】

【発明の効果】本発明の請求項１乃至請求項５いずれか
に係る封止用エポキシ樹脂組成物を用いると、半田リフ
ロー等の高温に曝された際に、クラックが発生すること
のない封止層が得られる。また、低誘電率の封止層が得
られる。特に、厚み２．０ｍｍ以下の薄い封止層を形成
する場合に、効果が顕著に現れる。

【００５８】本発明の請求項６係る半導体装置は、上記
封止用エポキシ樹脂組成物を用いるので、半田リフロー
等の高温に曝された際に、クラックが発生することがな
い。また、低誘電率の封止層を有するので、チップ回路
の信号伝達速度が優れる。

【００５９】本発明の請求項７係る封止用エポキシ樹脂
組成物の製造方法で得られた封止用エポキシ樹脂組成物
は、成形性が良好で、高温に曝されても、クラックが発
生することのない封止層を形成する。また、低誘電率の
封止層が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤英一郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構成材料として下式〔１〕で表されるビ
フェニル型エポキシ樹脂を４５重量％以上含有したエポ
キシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、及び、数平均分子量が
１０００〜３０００の範囲とした後に、末端にエポキシ
基を付与したポリフェニレンエーテル樹脂を含有するこ
とを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。【化１】〔式中、Ｒは水素またはメチル基を示し、ｎは０〜６の
整数を示す。〕
【請求項２】上記末端にエポキシ基を有するポリフェ
ニレンエーテル樹脂の含有量が、上記エポキシ樹脂、硬
化剤、及び、末端にエポキシ基を有するポリフェニレン
エーテル樹脂の合計量に対し１〜６０重量％の範囲であ
ることを特徴とする請求項１記載の封止用エポキシ樹脂
組成物。
【請求項３】上記硬化剤がフェノール化合物であるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の封止用エポ
キシ樹脂組成物。
【請求項４】上記無機充填剤の含有量が、上記エポキ
シ樹脂、硬化剤、無機充填剤、及び、末端にエポキシ基
を有するポリフェニレンエーテル樹脂の合計量に対し７
０〜９５重量％の範囲であることを特徴とする請求項１
乃至請求項３いずれか記載の封止用エポキシ樹脂組成
物。
【請求項５】構成材料に、硬化助剤としてトリフェニ
ルホスフィンを含有したことを特徴とする請求項１乃至
請求項４いずれか記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】請求項１乃至請求項５いずれか記載の封
止用エポキシ樹脂組成物で封止されてなることを特徴と
する半導体装置。
【請求項７】数平均分子量が１０００〜３０００の範
囲にポリフェニレンエーテル樹脂を調製した後に、末端
にエポキシ基を付与したポリフェニレンエーテル樹脂
に、エポキシ樹脂と溶媒を加え混合し、溶媒を除去し、
その後に、硬化剤、無機充填剤を配合し、加熱混練し、
冷却固化することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成
物の製造方法。