JPH09246435A

JPH09246435A - 半導体の封止方法

Info

Publication number: JPH09246435A
Application number: JP4885696A
Authority: JP
Inventors: Isao Yamamura; 勲山村; Masaki Kitamura; 正樹北村; Teruhiro Inagaki; 彰宏稲垣
Original assignee: NIPPON PERKNOCKS KK; Nippon Pelnox Corp; General Instrument of Taiwan Ltd
Current assignee: NIPPON PERKNOCKS KK; Nippon Pelnox Corp; Arris Taiwan Ltd
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】（Ａ）液状エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂
含有硬化性液状混合物、（Ｂ）無機質充填剤、（Ｃ）芳
香環からのα位の炭素原子にヘテロ原子を有するオニウ
ムのヘキサフルオロリン酸塩またはテトラフルオロホウ
酸塩および（Ｄ）内部離型剤を含む硬化性エポキシ樹脂
組成物に半導体を封入して成形し、加熱することを特徴
とするエポキシ樹脂による半導体の封止方法；および封
止された半導体部品。【解決手段】短い硬化時間と成形サイクルにより、タ
ブレット化の必要がなく、効率よく、かつ物質収支よく
半導体の封止ができる。硬化の際の発熱が少なく、劣化
や発泡を起こさない。用いられる触媒は重金属原子を含
まない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の封止方法
に関し、さらに詳しくは、液状エポキシ樹脂、またはエ
ポキシ樹脂と希釈剤とからなる硬化性液状混合物を含
み、硬化剤を実質的に含まない速硬性エポキシ樹脂組成
物を用いる半導体の封止方法に関する。また、本発明
は、そのようにして封止された半導体部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の封止のために、各種の樹脂が用
いられている。特に固体のエポキシ樹脂成形材料（ＥＭ
Ｃ）は、その機械的性質、密着性、湿密性、電気絶縁性
など、封止材料に適した諸性質を生かして、封止用樹脂
として広く用いられている。

【０００３】しかし、それらは固体樹脂であるため、莫
大な設備費を伴う固体用混練装置および粉砕装置が必要
なうえに、成形機によって封止層を形成するには、それ
ぞれの目的に応じて、異なるサイズのタブレットを作製
する工程が必要である。また成形の際に、一部の樹脂が
カルやランナーの部分で硬化して損失となるために、物
質収支が著しく悪い。

【０００４】これらのエポキシ樹脂を硬化させるには、
フェノールノボラックなど、フェノール樹脂系の硬化剤
が一般に用いられている。しかし、このような硬化剤を
用いた系は、反応速度が比較的低く、ある程度の改良が
されてはいるが、いまだ十分な反応速度は得られていな
い。

【０００５】また、エポキシ樹脂の硬化剤としては、ポ
リアミンなどのアミノ系化合物や、酸無水物系化合物が
用いられている。これらは人体に悪影響を与えるほか、
エポキシ樹脂に混合された後でも、空気中の水分を吸収
するので、反応速度を下げ、また硬化後のエポキシ樹脂
の電気的性質に悪影響を与える。それを防止するため
に、硬化剤を含有する未硬化のＥＭＣ組成物をプラスチ
ック袋に密封することも行われているが、このような硬
化剤を混合した系では、冷凍して保存や運搬を行う必要
があり、取扱いが煩雑である。

【０００６】一方、液状エポキシ樹脂も多く知られてい
る。しかし液状エポキシ樹脂に十分な硬化速度を制御よ
く付与することは困難で、そのため、成形の際に未硬化
の液状エポキシ樹脂が割り型の隙間から流出して多量の
バリが発生し、樹脂組成物の歩留りを圧迫する結果にな
っている。

【０００７】このようなエポキシ樹脂の作業性を改善す
るために、特殊な触媒を用いて、全成分を単一包装で保
存しうるエポキシ樹脂組成物として、各種のものが提案
されている。たとえば、室温では固体でエポキシ樹脂に
溶解しないが、融点近くまで加熱すると、エポキシ樹脂
に溶解して急激に硬化反応を起こす潜在性触媒として、
三フッ化ホウ素・アミン錯体、ジシアンジアミドおよび
その誘導体、ならびにアジピン酸ジヒドラジドのような
有機酸ヒドラジド類などが知られている。これらの系
は、室温におけるエポキシ樹脂組成物の貯蔵性に優れて
はいるが、触媒がエポキシ樹脂に溶解しないのでペース
ト化して分散させる必要があり、使用条件が制約される
ほか、熱硬化させる際に系の見掛粘度が減少して触媒の
分散が不安定となり、不均一化するなどの問題がある。
また、反応も遅い。一方、このような系を用いて、加熱
により反応速度を上げると、急速に発熱して、劣化や発
泡を起こす。

【０００８】さらに、エポキシ樹脂の硬化に、潜在性触
媒として、各種のオニウム塩を用いることが知られてい
る。たとえば、特開昭５９−１２６４３０号公報には、
エポキシ樹脂、硬化剤および無機質充填剤を主成分とす
る組成物に、触媒として２−メルカプトチアゾール類の
第四級アンモニウム塩または第四級ホスホニウム塩を用
いることが開示され、アルミニウムなどの金属電極を有
する半導体素子の封止に用いたときに、高温高湿下で使
用しても電極の腐食を抑制しうることが記載されてい
る。しかし、この系では、フェノールノボラック樹脂、
アミン化合物、または酸無水物のような硬化剤や、イミ
ダゾール類のような硬化促進剤を併用しているために、
それらに基づく毒性などの問題点は解決されていない。
また、オニウム塩によるエポキシ樹脂の硬化が速いの
で、反応が不均一になり、未反応の硬化剤の残存量が多
いという問題がある。

【０００９】特開昭５９−１７０１１６号明細書には、
液状エポキシ樹脂の硬化に芳香族ジアミンと第四級ホス
ホニウム塩との反応生成物を用いることが開示されてい
る。しかし、この硬化系では、完全な硬化物を得るため
には、さらに第三級アミン、イミダゾール類または金属
アセチルアセトナートのような硬化促進剤を併用するこ
とが必要である。

【００１０】特開昭５９−２２８７４５号公報には、半
導体装置の封止用エポキシ樹脂の硬化に、芳香族アミン
付加物と第四級ホスホニウム塩を併用して、温度１５０
℃で３０分、または２６０℃で３０秒の加熱により成形
しうることを開示しているが、この硬化速度は、まだ満
足しうるものではない。なお、第四級ホスホニウム塩の
詳細については記載されていない。

【００１１】特開昭６２−９５３１５号公報および特開
昭６２−２１２４１８号公報には、液状エポキシ樹脂
に、硬化剤として特定のイミダゾール化合物、潜在性硬
化促進剤としてホスホニウムハロゲン塩からなる、貯蔵
安定性で硬化速度の早いエポキシ樹脂組成物が開示され
ている。しかし、この組成物は、１３０℃におけるゲル
化時間が４．５分またはそれ以上であり、満足すべき硬
化速度ではない。この種のホスホニウム塩は、イミダゾ
ール化合物を併用しないと硬化速度がさらに遅く、液状
エポキシ樹脂の成形による封止には適さない。一方、イ
ミダゾール化合物を併用すると、該イミダゾール化合物
は固体で、系に均一に分散しにくいので、硬化が不均一
に生ずるばかりか、固体のイミダゾール化合物が残存
し、成形工程に支障を生ずる。そのうえ、このようなイ
ミダゾール化合物の使用により、エポキシ樹脂封止層の
耐湿性が低下する。

【００１２】特開平３−１１５４２７号公報には、ヘキ
サフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を、
ベンゾピナコールのようなラジカル発生性芳香族化合物
とともに、固形エポキシ樹脂の潜在性硬化触媒として用
い、半導体デバイスの封止剤として、デバイスに優れた
耐湿性を与えることが開示されている。しかし、このジ
アリールヨードニウム塩は安定性が悪く、取り扱いにく
い。

【００１３】特開平２−２２７４１９号公報には、ベン
ジルオニウム塩構造を側鎖として有する高分子化合物
が、エポキシ樹脂の潜在性硬化剤として用いられ、硬化
した樹脂組成物に可撓性や耐衝撃性を与えることが開示
されている。

【００１４】特開昭６３−１５２６１９号公報にはナフ
チルメチル基、特開昭６３−２２１１１１号公報にはα
−メチルベンジル基、特開昭６３−２２３００２号公報
には４−アルコキシベンジル基を有するスルホニウム塩
を、エポキシ樹脂の潜在性硬化触媒として用いることが
開示され、このようなエポキシ樹脂の硬化機構を、封止
材に適用しうることが記載されている。さらに、特開平
１−９６１６９号公報には、ベンジルピリジニウム塩の
合成法と、それがエポキシ樹脂の潜在性硬化触媒として
用いうることが開示されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、流動
性を有し、使用直前に触媒を混合する必要がなく、常温
では安定に保存でき、環境汚染をもたらす重金属原子を
含まず、他に毒性や吸湿性の問題のある通常の硬化剤を
必要とせずに、しかも硬化反応に伴う発熱が小さいエポ
キシ樹脂組成物を用い、量産に適した成形法、たとえば
射出成形またはトランスファー成形により、比較的低温
の加熱と短い成形サイクルで、物質収支よく半導体を封
止する方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために研究を重ねた結果、潜在性触媒とし
て特定のオニウム構造を有するヘキサフルオロリン酸ま
たはテトラフルオロホウ酸のオニウム塩を用いることに
より、高い硬化速度と成形サイクルが得られ、その目的
を達成しうることを見出し、しかも、このようなオニウ
ム塩化合物が分子中にハロゲン原子を有しているにもか
かわらず、封止された半導体デバイスの特性に悪影響を
及ぼさないことを見出して、本発明を完成させるに至っ
た。

【００１７】すなわち、本発明は、（Ａ）液状エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂と希釈剤
とからなる硬化性液状混合物；（Ｂ）無機質充填剤；（Ｃ）一般式：

【化２】（式中、ＥはＳ、ＮまたはＰを表し；ＺはＰＦ₆ または
ＢＦ₄ を表し；Ａｒは芳香環を表し；Ｒ¹ はａが２のと
き互いに同一または異なって、置換もしくは非置換の１
価の炭化水素基、水酸基、アルコキシル基、ニトロ基、
シアノ基またはハロゲン原子を表し；Ｒ² およびＲ³ は
それぞれ水素原子またはメチル基を表し；Ｒ⁴ は互いに
同一または異なって、置換または非置換の１価の炭化水
素基を表し；Ｒ⁵ は置換または非置換のピリジニウム基
を表し；ａは０〜２の数、ｂはＥがＳのとき２、ＥがＮ
またはＰのとき３である）で示されるオニウム塩化合
物；ならびに（Ｄ）内部離型剤を含み、硬化剤を実質的に含まない硬化性エポキシ樹脂
組成物に半導体を封入して成形し、加熱によって硬化さ
せることを特徴とする半導体の封止方法、ならびに、そ
のようにして封止された半導体部品に関する。

【００１８】本発明に用いられる（Ａ）成分は、硬化性
エポキシ樹脂組成物におけるポリマー成分であり、
（１）常温で液状であるか；（２）常温で液状または固
体のものが、希釈剤によって希釈されて常温で液状を示
す硬化性液状混合物のいずれかである。ここにエポキシ
樹脂とは、１分子中に２個以上のオキシラン環を有し、
触媒ないし硬化剤の存在下に硬化して樹脂状ポリマーを
形成するものであれば、どのような分子構造のものでも
差支えない。エポキシ樹脂は、１種を単独に用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。ただし、前述のよう
に、本発明においては、硬化剤を実質的に用いない。

【００１９】なお、ここで常温で液状とは、２５〜４０
℃で流動性を有することをいい、いわゆる半固状のもの
を包含する。また、常温で液体のエポキシ樹脂と固体エ
ポキシ樹脂との実質的に均一な混合物で、混合後に常温
で液状のものは、ここでいう液状エポキシ樹脂に包含さ
れる。

【００２０】（１）常温で液状であるエポキシ樹脂とし
ては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の平均分子量が
約５００以下のもの；ビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂の平均分子量
が約５７０以下のもの；１，２−エポキシエチル−３，
４−エポキシシクロヘキサン、３，４−エポキシシクロ
ヘキシルカルボン酸−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）メチル、アジピン酸ビス（３，４−エポキシ−６−
メチルシクロヘキシルメチル）のような脂環式エポキシ
樹脂；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル、３−メチル
ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル、ヘキサヒドロテレ
フタル酸ジグリシジルのようなグリシジルエステル型エ
ポキシ樹脂；ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトル
イジン、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、テト
ラグリシジル−ｍ−キシリレンジアミン、テトラグリシ
ジルビス（アミノメチル）シクロヘキサンのようなグリ
シジルアミン型エポキシ樹脂；ならびに１，３−ジグリ
シジル−５−メチル−５−エチルヒダントインのような
ヒダントイン型エポキシ樹脂が例示され、高い硬化速度
が得られることから、脂環式エポキシ樹脂が好ましい。

【００２１】（２）希釈剤によって希釈された硬化性液
状組成物の主成分としては、上述の液状エポキシ樹脂の
ほかに、固体エポキシ樹脂を用いることもできる。すな
わち、用いられるエポキシ樹脂としては、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、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン
型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、ヒダント
イン型エポキシ樹脂が例示される。

【００２２】希釈剤としては、エポキシ樹脂を溶解ない
しは分散させて、系が流動性を保ち得るものであれば何
でもよく、（Ｃ）成分による硬化反応にあずかる反応性
希釈剤でも、非反応性希釈剤でもよい。

【００２３】反応性希釈剤は、１分子中に１個または２
個以上のオキシラン環を有する常温で比較的低粘度のエ
ポキシ化合物であり、目的に応じて、オキシラン環以外
に、他の重合性官能基、たとえばビニル、アリルなどの
アルケニル基；またはアクリロイル、メタクリロイルな
どの不飽和カルボン酸残基を有していてもよい。このよ
うな反応性希釈剤としては、ｎ−ブチルグリシジルエー
テル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニ
ルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、
ｐ−sec −ブチルフェニルグリシジルエーテル、スチレ
ンオキシド、α−ピネンオキシドのようなモノエポキシ
ド化合物；アリルグリシジルエーテル、メタクリル酸グ
リシジル、１−ビニル−３，４−エポキシシクロヘキサ
ンのような他の官能基を有するモノエポキシド化合物；
（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、
（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、
ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグ
リコールジグリシジルエーテルのようなジエポキシド化
合物；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテ
ル、グリセリントリグリシジルエーテルのようなトリエ
ポキシド化合物が例示される。

【００２４】非反応性希釈剤としては、ｐ−シメン、テ
トラリンのような高沸点芳香族炭化水素；グリセリン；
２−メチルシクロヘキサノールのような高沸点アルコー
ル；フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、リン酸ジ
ブチルベンジルのような可塑剤が例示される。希釈剤は
（２）硬化性液状組成物全体の４０重量％以下の量を用
いて差支えない。また、該（２）全体の１０重量％以
下、好ましくは２重量％以下の範囲であれば、キシレ
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのよ
うな、より低沸点の有機溶媒を用いてもよいが、このよ
うな有機溶媒の使用は、硬化の際の発泡や肉やせを生じ
やすいので、作業上の注意が必要である。

【００２５】本発明で用いられる（Ｂ）成分は、組成物
が硬化する際に収縮を小さくするとともに、硬化後の封
止材に適した機械的性質や熱伝導性を与え、膨張係数を
小さくするもので、粉砕シリカ、球状シリカを包含する
溶融シリカ、煙霧質シリカ、沈殿シリカのようなシリカ
粉末のほか；アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化ア
ンチモン、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ガラ
スビーズ、窒化ホウ素、炭化アルミニウム、窒化アルミ
ニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒炭化ケイ素、炭化
チタン、窒化チタンなどの粉末が用いられ、成形された
封止層の膨張係数を小さくする効果があり、比較的高純
度のものを比較的容易に入手でき、未硬化の系の見掛粘
度の上昇が少ないこと、および封止された半導体の使用
条件により、後述の（Ｃ）成分からフッ素原子を含有す
る化合物が遊離しても、表面のシラノール基との反応で
該フッ素原子を捕捉して、その悪影響を防ぎうることか
ら、溶融シリカが好ましい。

【００２６】（Ｂ）成分の使用量は、（Ａ）成分中のエ
ポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂と反応性希釈剤の合計
量１００重量部に対して、通常は５０〜１，０００重量
部が用いられ、２００〜５００重量部が好ましい。５０
重量部未満では十分な効果が得られず、１，０００重量
部を越えて配合すると、組成物の流動性が乏しくなり、
成形しにくくなる。

【００２７】本発明に用いられる（Ｃ）成分は、加熱に
よってエポキシ樹脂を硬化させ、また（Ａ）成分中に反
応性希釈剤を配合する場合は、エポキシ樹脂と反応性希
釈剤とを硬化させる触媒として機能する潜在性触媒であ
る。

【００２８】（Ｃ）成分（Ｉ）および（II）は、一般
式：

【化３】（式中、Ｅ、Ｚ、Ａｒ、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、Ｒ
⁵ 、ａおよびｂは前述のとおり）で示され、ヘテロ原子
Ｓ、ＮまたはＰに−Ｃ（Ｒ² Ｒ³)−を介して結合した芳
香環Ａｒを有するオニウムイオンのヘキサフルオロリン
酸塩およびテトラフルオロホウ酸塩である。このような
Ａｒとしては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセ
ン環およびピレン環が例示され、合成が容易なことから
ベンゼン環が好ましい。

【００２９】（Ｃ）成分（Ｉ）としては、たとえばベン
ジル、α−メチルベンジル、１−ナフチルメチル、２−
ナフチルメチルのようなアリールメチル基を有するスル
ホニウム、アンモニウムまたはホスホニウム；（II）と
しては同様な炭化水素基のたとえばピリジニウムの、そ
れぞれヘキサフルオロリン酸塩およびテトラフルオロホ
ウ酸塩が挙げられ、上記の芳香環および／またはピリジ
ニウム環に置換基があってもよく、特にそれぞれに応じ
て特定の極性基の導入は、大きな触媒活性が得られるこ
とから好ましい。活性が大きくて、広範囲のＲ¹ および
Ｒ⁴ から適宜選択することにより、目的に応じて貯蔵安
定性や硬化速度を任意に設定しうることから、スルホニ
ウムまたはアンモニウムのヘキサフルオロリン酸塩が好
ましい。

【００３０】芳香環Ａｒは非置換でもよく、１個または
２個のＲ¹ で置換していてもよい。Ｒ¹ としては、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、
デシル、ドデシル、テトラデシルのような直鎖状または
分岐状のアルキル基；シクロヘキシルのようなシクロア
ルキル基；フェニル、ナフチルのようなアリール基；ト
リル、キシリルのようなアルカリール基；ベンジル、２
−フェニルエチルのようなアラルキル基；ビニル、アリ
ル、ブテニルのようなアルケニル基；クロロメチルのよ
うな１価の置換炭化水素基；水酸基；メトキシ、エトキ
シ、プロポキシ、tert−ブトキシのようなアルコキシル
基；ニトロ基；シアノ基；ならびにフッ素、塩素、臭
素、ヨウ素のようなハロゲン原子が例示され、比較的活
性の低いホスホニウム塩およびピリジニウム塩の場合
は、Ｒ¹ が電子吸引性基またはハロゲン原子であること
が、大きい硬化速度が得られることから好ましい。Ｒ¹
が導入される位置は任意であるが、Ａｒがベンゼン環の
場合を例にとると、合成が容易なことから２−位および
／または４−位が好ましく、とくにＲ¹ がかさ高な基で
ある場合には、その立体障害による活性の低下がないこ
とから、４−位が特に好ましい。

【００３１】Ｒ² およびＲ³ は、それぞれ独立して水素
原子またはメチル基であり、合成が容易なことからは水
素原子が好ましいが、触媒活性を上げる必要がある場合
には、Ｒ² 、Ｒ³ のうち少なくとも１個はメチル基であ
ることが好ましい。

【００３２】Ｒ⁴ としては、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、ペンチル、オクチル、デシル、ドデシル、
テトラデシルのような直鎖状または分岐状のアルキル
基；シクロヘキシルのようなシクロアルキル基；フェニ
ル、ナフチルのようなアリール基；トリル、キシリルの
ようなアルカリール基；ベンジル、２−フェニルエチル
のようなアラルキル基；ビニル、アリル、ブテニルのよ
うなアルケニル基；ならびにヒドロキシフェニル、メト
キシフェニル、エトキシフェニル、シアノフェニル、ク
ロロフェニル、アセトキシフェニル、プロパノイルフェ
ニル、メトキシカルボニルフェニル、エトキシカルボニ
ルフェニルのような１価の置換炭化水素基が例示され
る。

【００３３】Ｒ⁵ としては、ピリジニウム、２−または
４−メチルピリジニウム、２，４−ジメチルピリジニウ
ム、２−または４−シアノピリジニウム、２−または４
−メトキシカルボニルピリジニウム、２−または４−エ
トキシカルボニルピリジニウムのような置換または非置
換ピリジニウム基が例示され、活性の高いことから、２
−位または４−位にシアノ基のような求核性基を有する
ことが好ましい。

【００３４】このような（Ｃ）成分の代表例としては、
ヘキサフルオロリン酸ジメチルベンジルスルホニウム、
ヘキサフルオロリン酸ジメチル（４−メチルベンジル）
スルホニウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチル（４−メ
トキシベンジル）スルホニウム、ヘキサフルオロリン酸
ジメチル（４−エトキシベンジル）スルホニウム、ヘキ
サフルオロリン酸ジメチル（４−tert−ブトキシベンジ
ル）スルホニウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチル（４
−ニトロベンジル）スルホニウム、ヘキサフルオロリン
酸ジメチル（４−シアノベンジル）スルホニウム、ヘキ
サフルオロリン酸（４−クロロベンジル）スルホニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸メチルフェニルベンジルスル
ホニウム、ヘキサフルオロリン酸メチル（４−ヒドロキ
シフェニル）ベンジルスルホニウム、ヘキサフルオロリ
ン酸メチル（４−メトキシフェニル）ベンジルスルホニ
ウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチル（１−ナフチルメ
チル）スルホニウム、ヘキサフルオロリン酸メチルフェ
ニル（１−ナフチルメチル）スルホニウム、ヘキサフル
オロリン酸メチル（４−ヒドロキシフェニル）（１−ナ
フチルメチル）スルホニウム、ヘキサフルオロリン酸メ
チル（４−メトキシフェニル）（１−ナフチルメチル）
スルホニウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチル（α−メ
チルベンジル）スルホニウムなどのスルホニウム塩；ヘ
キサフルオロリン酸トリメチルベンジルアンモニウム、
ヘキサフルオロリン酸ジメチルフェニルベンジルアンモ
ニウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチルフェニル（４−
ヒドロキシベンジル）アンモニウム、ヘキサフルオロリ
ン酸ジメチルフェニル（２−メチル−４−ヒドロキシベ
ンジル）アンモニウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチル
フェニル（４−メトキシベンジル）アンモニウム、ヘキ
サフルオロリン酸（４−ニトロベンジル）アンモニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸（４−シアノベンジル）アン
モニウム、ヘキサフルオロリン酸（４−クロロベンジ
ル）アンモニウムなどのアンモニウム塩；ヘキサフルオ
ロリン酸トリフェニルベンジルホスホニウム、ヘキサフ
ルオロリン酸トリフェニル（４−ニトロベンジル）ホス
ホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリフェニル（４−ク
ロロベンジル）ホスホニウムなどのホスホニウム塩；お
よびヘキサフルオロリン酸（４−メトキシベンジル）ピ
リジニウム、ヘキサフルオロリン酸（４−ニトロベンジ
ル）ピリジニウム、ヘキサフルオロリン酸（４−クロロ
ベンジル）ピリジニウム、ヘキサフルオロリン酸ベンジ
ル−４−シアノピリジニウム、ヘキサフルオロリン酸
（４−メチルベンジル）−４−シアノピリジニウム、ヘ
キサフルオロリン酸（４−tert−ブチルベンジル）−４
−シアノピリジニウム、ヘキサフルオロリン酸（４−メ
トキシベンジル）−４−シアノピリジニウム、ヘキサフ
ルオロリン酸（４−クロロベンジル）−４−シアノピリ
ジニウム、ヘキサフルオロリン酸（α−メチルベンジ
ル）−４−シアノピリジニウム、ヘキサフルオロリン酸
ベンジル−２−シアノピリジニウム、ヘキサフルオロリ
ン酸（α−メチルベンジル）−２−シアノピリジニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸−４−メトキシカルボニルピ
リジニウムなどのピリジニウム塩のようなヘキサフルオ
ロリン酸塩；ならびに対応するテトラフルオロホウ酸塩
が挙げられる。

【００３５】（Ｃ）成分の使用量は、（Ａ）成分中のエ
ポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂と反応性希釈剤の合計
量１００重量部に対して、通常は０．０５〜１０重量
部、好ましくは０．５〜５重量部、さらに好ましくは
０．８〜３重量部である。０．０５重量部未満では満足
すべき硬化速度が得られず、１０重量部を越えて配合し
ても、それだけの効果が得られないばかりか、未硬化状
態における系の安定性や、硬化後の封止層の物性が低下
する。

【００３６】（Ｄ）成分は、エポキシ樹脂組成物を型に
よる成形、特に射出成形またはトランスファー成形した
後の離型を容易にするために配合するもので、シリコー
ン油、フッ素系界面活性剤、ワックス類、流動パラフィ
ン、ステアリン酸金属塩などが例示される。（Ｄ）成分
の使用量は、（Ｄ）成分の種類によっても異なるが、
（Ａ）１００重量部に対して、通常は０．０５〜１０重
量部、好ましくは０．５〜３重量部である。０．０５重
量部未満では硬化後に十分な離型性が得られず、１０重
量部を越えると、得られた半導体部品の表面が滑りやす
くなったり、マーキング性が悪くなったりする。

【００３７】前述の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および
（Ｄ）成分を含むエポキシ樹脂組成物に、必要に応じ
て、無機繊維、難燃化剤、難燃助剤、シランもしくはチ
タンカップリング剤、顔料、染料などの添加剤を配合す
ることができる。

【００３８】このエポキシ樹脂組成物には、ノボラック
フェノール樹脂、アミノ系化合物または酸無水物系化合
物のような、エポキシ樹脂の硬化剤を実質的に含有しな
い。そのことによって、これらによってもたらされる硬
化の不均一性、毒性、吸水性などを排除することができ
る。

【００３９】本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、（Ａ）成分が液状であるため、常温ないし４０℃以
下の僅かな加温により、ニーダーなどの撹拌装置を用い
て、各成分を均一に混合することによって容易に調製で
きる。該組成物は、触媒として働く（Ｃ）成分を含有す
るにもかかわらず、常温では安定で、長期間、たとえば
１５〜６０日間またはそれ以上保存することができる。

【００４０】本発明においては、電子部品を挿入した型
に、該電子部品を封入するように、好ましくは射出成形
またはトランスファー成形により、たとえば通常のＲＩ
Ｍ射出成形機またはトランスファー成形機を用いて、通
常１２０〜１９０℃、好ましくは１３０〜１８０℃で封
止層を成形、硬化させることができる。硬化時間は特に
限定されず、樹脂組成、封止体の寸法・形状、成形温度
に応じて任意に設定できるが、上記の成形温度における
エポキシ樹脂の硬化速度は極めて速く、ゲルタイムとし
て、温度１８０℃で４０秒以内、好ましくは１〜１０秒
であり；温度１５０℃で９０秒以内、好ましくは３０秒
以内である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によって、液状エポキシ樹脂、ま
たは希釈剤によって液状としたエポキシ樹脂含有硬化性
液状混合物を用いて、触媒などを配合して得られるエポ
キシ樹脂組成物により、比較的短時間の硬化で、半導体
を封止することが可能である。該エポキシ樹脂組成物
は、通常の液状物混合装置を用いて容易に調製でき、常
温で長期間の貯蔵に安定であり、本発明の方法により、
成形前にあらかじめタブレットを作製する必要がなく、
短い硬化時間と成形サイクルで、効率よく、かつ物質収
支よく半導体の封止ができる。また、硬化の際の発熱が
少ないので、発熱による封止層の劣化や発泡の心配がな
い。

【００４２】本発明に用いられる触媒は分子中にハロゲ
ン原子を含んではいるが、予期しないことに、これによ
って半導体の特性に影響はない。また、従来の硬化剤を
使用しないので、毒性が少なく、また残存する硬化剤に
よる吸湿はない。したがって、本発明の封止方法は、ダ
イオード、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩなど
の半導体の封止に広く適用できる。さらに、本発明に用
いられる触媒は、分子中に重金属原子を含まないので、
大量に廃棄されても、重金属原子により環境が汚染され
ることがない。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例によっ
てさらに詳細に説明する。本発明は、これらの実施例に
よって限定されるものではない。また、これらの実施例
および比較例において、部は重量部を表す。

【００４４】実施例および比較例において、（Ａ）成分
として、下記のエポキシ樹脂を用いた。Ａ−１：ビスフェノールＡ−エピクロロヒドリン系液状
エポキシ樹脂、分子量３８０；Ａ−２：３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル。

【００４５】実施例および比較例において、（Ｃ）成分
または比較のための硬化剤および硬化触媒として、下記
のものを用いた。Ｃ−１：ヘキサフルオロリン酸メチル（４−ヒドロキシ
フェニル）ベンジルスルホニウム、Ｃ−２：ヘキサフルオロリン酸ジメチルフェニル（４−
メトキシベンジル）アンモニウム、Ｃ−３：ヘキサフルオロリン酸メチル（４−メトキシフ
ェニル）（１−ナフチルメチル）スルホニウム、Ｃ−４：ヘキサフルオロリン酸トリフェニル（４−クロ
ロベンジル）ホスホニウム、Ｃ−５：ヘキサフルオロリン酸（α−メチルベンジル）
−２−シアノピリジニウム、Ｃ−６：テトラフルオロホウ酸メチル（４−ヒドロキシ
フェニル）ベンジルスルホニウム；ならびに比較のためのその他の硬化剤ないし硬化触媒と
して、Ｃ−７：トリエチルベンジルホスホニウムクロリド、Ｃ−８：フェノールノボラック樹脂、ＤＩＣＹ：ジシアンジアミド、２Ｅ４ＭＺ：２−エチル−４−メチルイミダゾール、２Ｅ４ＭＺＣＮＳ：トリメリト酸−１−シアノエチル−
２−エチル−４−メチルイミダゾリウム、および２Ｐ４ＭＨＺ：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロ
キシメチルイミダゾール。

【００４６】実施例１〜１０、比較例１〜３表１に示す配合比により、（Ａ）成分と（Ｃ）成分を常
温で混合して、均一な混合物を得た。ただし、実施例３
では、６０℃まで加温することにより、Ｃ−３をＡ−１
に完全に溶解させた後、室温まで冷却した。このように
して得られた混合物試料について、１８０℃に設定した
ホットプレート上でゲル化時間を測定した。その結果
は、表１のとおりであった。

【００４７】

【表１】

【００４８】実施例１１〜１３、比較例４、５表２に示す配合比によって、まず（Ａ）成分と平均粒径
３０μm 、最大粒径１３０μm の溶融シリカとを混合
し、ついで他の成分を添加して、均一になるまで常温で
混合することにより、硬化性エポキシ樹脂組成物を調製
した。このようにして得られた組成物について、１８０
℃に設定したホットプレート上でゲル化時間を測定し
た。その結果は表２のようであって、本発明に用いられ
る組成物は、きわめて短時間で硬化した。

【００４９】

【表２】

【００５０】このうち、実施例１１と比較例４で調製し
た、それぞれ液状エポキシ樹脂Ａ−１を主成分とする組
成を用いて、半導体封止用の低圧トランスファー成形機
により、半導体の封止を試みた。すなわち、温度を１８
５℃に設定した金型のキャビティの所定部位に半導体素
子を配設し、上記のそれぞれのエポキシ樹脂組成物を、
圧力４２kg/cm²（６００psi)、成形サイクル３０秒の条
件で上記のキャビティに移送し、該サイクルタイム内で
硬化させて半導体の封止層を形成させた。

【００５１】その結果、本発明による実施例１１におい
ては、組成物は完全に硬化して優れた封止層を形成し、
バリの発生はなかった。それに対して、比較例４の組成
物は硬化せず、封止層を形成しなかった。また、未硬化
組成物が流れ出て、バリが著しく発生した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｇ 59/68 ＮＫＬＣ０８Ｌ 63/00 ＮＫＴＣ０８Ｌ 63/00 ＮＫＴＮＫＹＮＫＹ // Ｂ２９Ｋ 63:00 Ｂ２９Ｌ 31:34 (72)発明者山村勲神奈川県南足柄市岩原668番地日本ペルノックス株式会社技術センター内 (72)発明者北村正樹神奈川県南足柄市岩原668番地日本ペルノックス株式会社技術センター内 (72)発明者稲垣彰宏神奈川県南足柄市岩原668番地日本ペルノックス株式会社技術センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）液状エポキシ樹脂、またはエポキ
シ樹脂と希釈剤とからなる硬化性液状混合物；（Ｂ）無機質充填剤；（Ｃ）一般式：【化１】（式中、ＥはＳ、ＮまたはＰを表し；ＺはＰＦ₆ または
ＢＦ₄ を表し；Ａｒは芳香環を表し；Ｒ¹ はａが２のと
き互いに同一または異なって、置換もしくは非置換の１
価の炭化水素基、水酸基、アルコキシル基、ニトロ基、
シアノ基またはハロゲン原子を表し；Ｒ² およびＲ³ は
それぞれ水素原子またはメチル基を表し；Ｒ⁴ は互いに
同一または異なって、置換または非置換の１価の炭化水
素基を表し；Ｒ⁵ は置換または非置換のピリジニウム基
を表し；ａは０〜２の数、ｂはＥがＳのとき２、ＥがＮ
またはＰのとき３である）で示されるオニウム塩化合
物；ならびに（Ｄ）内部離型剤を含み、硬化剤を実質的に含まない硬化性エポキシ樹脂
組成物に半導体を封入して成形し、加熱によって硬化さ
せることを特徴とする半導体の封止方法。
【請求項２】成形を射出成形またはトランスファー成
形で行う請求項１記載の封止方法。
【請求項３】成形を１２０〜１９０℃で行う請求項１
または請求項２記載の封止方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載の封
止方法によって封止された半導体部品。