JPH10265553A - 封止材用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸湿耐熱性及び反りが優れた樹脂硬化物が得
られる封止材用エポキシ樹脂組成物を提供する。また、
吸湿耐熱性及び反りが優れた半導体装置を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂組成物の全体積に対して、
無機充填材粉末を真比重換算で６０〜９２体積％含有す
ると共に、硬化剤として、ポリフェニレンエーテル樹脂
と分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェ
ノール性化合物とを、反応開始剤の存在下で再分配反応
させてなる変成フェノール生成物を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、及び
その製造に使用される封止材用エポキシ樹脂組成物に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置などの電子部品の封止方法と
して、セラミックや、熱硬化性樹脂を用いる方法が、従
来より行われている。なかでも、エポキシ樹脂組成物に
よる封止が、経済性及び性能のバランスより好ましく、
広く行われている。このエポキシ樹脂組成物により封止
された半導体装置は、例えばリードフレーム用金属上に
半導体チップを搭載し、その半導体チップとリードフレ
ームをボンディングワイヤー等を用いて電気的に接続
し、半導体チップの全体及びリードフレームの一部を、
封止材用エポキシ樹脂組成物（以下封止樹脂と記す）で
封止して製造されている。

【０００３】この封止樹脂で封止する方法としては、一
般にトランスファー成形が行われている。そして、トラ
ンスファー成形する際には、室温で固形状の封止樹脂を
トランスファー成形機に取り付けられた金型に備えたポ
ットに装填し、加熱して溶融させた後、プランジャーで
加圧して、前記金型が備えるランナー等を経由して、半
導体素子等が配置された樹脂成形用のキャビティーに封
止樹脂を送り、更に加熱することにより硬化させて封止
する方法が行われている。

【０００４】なお、この封止樹脂で封止した半導体装置
は、封止樹脂の硬化物（以下樹脂硬化物と記す）が吸湿
すると、半導体装置を実装する時のハンダ付けの熱衝撃
により、吸湿水分が急激に膨張して樹脂硬化物の内部に
クラックが発生し、信頼性が低下するという問題が発生
する場合があった。そのため吸湿耐熱性の改良として、
封止樹脂中に無機充填材粉末を高い比率で配合すること
により封止樹脂中の吸湿しやすい成分であるエポキシ樹
脂の割合を減らして、樹脂硬化物の吸湿量を減らす方法
や、吸湿しにくい分子構造を有するエポキシ樹脂を配合
する方法等が検討されている。

【０００５】しかし、無機充填材粉末を高い比率で配合
した封止樹脂や、吸湿しにくい分子構造を有するエポキ
シ樹脂を配合した封止樹脂は、加熱して溶融させても粘
度が高く、ポットからキャビティーに封止樹脂を送ると
きのストレスが大きくなり、この封止樹脂を用いてトラ
ンスファー成形で封止して得られる樹脂硬化物は、反り
が大きくなりやすいという問題があった。特に近年用い
られる大きな半導体装置の場合、同じ比率反りが発生し
ても反りの絶対値が大きくなるため、その結果実装信頼
性が低下しやすいという問題があった。そのため、吸湿
耐熱性を低下することなしに、反りが優れた樹脂硬化物
が得られる封止樹脂が求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤及び無機充填材粉末を配合してなる封止
樹脂（封止材用エポキシ樹脂組成物）であって、吸湿耐
熱性を低下することなしに、反りが優れた樹脂硬化物が
得られる封止樹脂を提供することを目的とする。またそ
の封止樹脂を用いた、吸湿耐熱性及び反りが優れた半導
体装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
封止樹脂（封止材用エポキシ樹脂組成物）は、エポキシ
樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材粉末を配合し
てなる封止樹脂であって、封止樹脂の全体積に対して、
無機充填材粉末を真比重換算で６０〜９２体積％含有す
る封止樹脂において、硬化剤として、下記式（ａ）で表
されるポリフェニレンエーテル樹脂と分子内に２個以上
のフェノール性水酸基を有するフェノール性化合物と
を、反応開始剤の存在下で再分配反応させてなる変成フ
ェノール生成物を含有することを特徴とする。（式
（ａ）中、ｎは２以上の正の数を表す。）

【０００８】

【化２】

【０００９】本発明の請求項２に係る封止樹脂は、請求
項１記載の封止樹脂において、変成フェノール生成物
を、全硬化剤１００重量部中に２０〜１００重量部含有
することを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項３に係る封止樹脂は、請求
項１又は請求項２記載の封止樹脂において、フェノール
性化合物が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、
４，４’−ジヒドロキシビフェニル、フェノールノボラ
ック樹脂及びこれらの化合物のベンゼン環に結合する水
素原子の一部を炭素数１〜３のアルキル基で置換した化
合物からなる群の中から選ばれた少なくとも１種の化合
物であることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項４に係る封止樹脂は、請求
項１から請求項３のいずれかに記載の封止樹脂におい
て、反応開始剤が、過酸化ベンゾイルであることを特徴
とする。

【００１２】本発明の請求項５に係る封止樹脂は、請求
項１から請求項４のいずれかに記載の封止樹脂におい
て、圧縮成形前の平均粒子径が圧縮成形後も保持される
圧力で無機充填材粉末のみを圧縮成形して得られる成形
体の、その全体積に対する無機充填材粉末の体積分率
が、７８〜９５％である無機充填材粉末を、封止材用エ
ポキシ樹脂組成物の全体積に対して、真比重換算で７０
〜９２体積％含有することを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項６に係る封止樹脂は、請求
項１から請求項５のいずれかに記載の封止樹脂におい
て、全エポキシ樹脂１００重量部中に、ビフェニル型エ
ポキシ樹脂を２０〜１００重量部含有することを特徴と
する。

【００１４】本発明の請求項７に係る半導体装置は、請
求項１から請求項６のいずれかに記載の封止材用エポキ
シ樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止してなる。

【００１５】本発明によると、上記変成フェノール生成
物が、ポリフェニレンエーテル樹脂に有する剛直な構造
の一部を引き継ぐため、これがエポキシ樹脂と反応した
樹脂硬化物は、ガラス転移温度が高くなる。そして、ガ
ラス転移温度が高いと、成形温度から室温に戻るまでの
間に生ずる熱応力が小さくなり、反りが小さくなると考
えられる。また、上記変成フェノール生成物は、分子内
に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール性
化合物と反応させてなる化合物のため、エポキシ樹脂と
強固に反応する。そのため、封止樹脂中に無機充填材粉
末を高い比率で配合することにより改良した吸湿耐熱性
の向上を妨げ難く、吸湿耐熱性を低下することなしに、
反りが優れた樹脂硬化物が得られると考えられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る封止樹脂は、少なく
ともエポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と無機充填
材粉末とを配合してなる。なお、硬化剤として、上記式
（ａ）で表されるポリフェニレンエーテル樹脂と、分子
内に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール
性化合物とを、反応開始剤の存在下で再分配反応させて
なる変成フェノール生成物を含有することが重要であ
る。この変成フェノール生成物を含有しない封止樹脂を
用いた場合、得られる樹脂硬化物の反りが大きくなる。

【００１７】変成フェノール生成物の製造に用いられる
上記式（ａ）で表されるポリフェニレンエーテル樹脂
は、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンオキ
サイド）とも呼ばれる樹脂であり、このようなポリフェ
ニレンエーテル樹脂は、例えば、ＵＳＰ４０５９５６８
号明細書に開示されている方法で合成することができ
る。なお用いるポリフェニレンエーテル樹脂の数平均分
子量は、１００００〜３００００のものが一般的であ
る。

【００１８】変成フェノール生成物の製造に用いられる
フェノール性化合物は、分子内に２個以上のフェノール
性水酸基を有するフェノール性化合物であり、例えば、
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノ−ルノボ
ラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。なお、
このフェノール性化合物のフェノール性水酸基数の上限
は特に限定するものではないが、分子内に１０個以下の
ものが一般に用いられる。なお、用いるフェノール性化
合物の量は、ポリフェニレンエーテル樹脂１００重量部
に対して１０〜４０重量部が適量である。

【００１９】なお、フェノール性化合物が、ビスフェノ
ールＡ、ビスフェノールＦ、４，４’−ジヒドロキシビ
フェニル、フェノールノボラック樹脂及びこれらの化合
物のベンゼン環に結合する水素原子の一部を炭素数１〜
３のアルキル基で置換した化合物からなる群の中から選
ばれた少なくとも１種の化合物であると、特に得られる
樹脂硬化物の反りを改良する効果が大きく好ましい。

【００２０】なお、ビスフェノールＡをフェノール性化
合物として用いた場合に得られる変成フェノール生成物
は、下記式（ｂ）で表される化合物、又は低分子化した
ポリフェニレンエーテル樹脂の一方あるいは両方の末端
部にビスフェノールＡが結合した構造の化合物と考えら
れ、同様にビスフェノールＦを用いた場合は、下記式
（ｃ）で表される化合物、又は低分子化したポリフェニ
レンエーテル樹脂の一方あるいは両方の末端部にビスフ
ェノールＦが結合した構造の化合物、４，４’−ジヒド
ロキシビフェニルを用いた場合は、下記式（ｄ）で表さ
れる化合物、又は低分子化したポリフェニレンエーテル
樹脂の一方あるいは両方の末端部に４，４’−ジヒドロ
キシビフェニルが結合した構造の化合物、フェノールノ
ボラック樹脂を用いた場合は、下記式（ｅ）で表される
化合物等と考えられる。なお、式（ｂ）〜（ｅ）中、
ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗは１以上の正の数を表
す。

【００２１】

【化３】

【００２２】変成フェノール生成物の製造に用いられる
反応開始剤としては、過酸化ベンゾイル、ジクミルパー
オキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ
−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−
ジ−ｔ−ブチルパーオキシへキシン−３、２，５−ジメ
チル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、
α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロ
ピル）ベンゼンなどの過酸化物が挙げられる。なお、過
酸化ベンゾイルを用いると、反応性が優れ好ましい。な
お、用いる反応開始剤の量は、ポリフェニレンエーテル
樹脂１００重量部に対して１０〜３０重量部が適量であ
る。

【００２３】そして変成フェノール生成物を製造する場
合には、有機溶媒中で、上記のポリフェニレンエーテル
樹脂とフェノール性化合物と反応開始剤を撹拌しなが
ら、８０〜１２０℃で１０〜１５０分程度加熱してポリ
フェニレンエーテル樹脂を再分配反応させ、用いたポリ
フェニレンエーテル樹脂を低分子量化させながら、フェ
ノール性化合物と反応させて変成フェノール生成物を製
造する。なお、このとき用いる有機溶媒としては、トル
エン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒が
挙げられる。

【００２４】なお、再分配反応させる程度は、得られる
変成フェノール生成物のフェノキシ基のつながる数（例
えば、式（ｂ）でｐやｑの値）が、２〜１０個、又は、
つながらず１個となるように反応させると好ましい。１
１個を越える場合、得られる樹脂硬化物の反りを改良す
る効果が小さくなる。なお、この調整は、反応開始剤の
量を増やすとフェノキシ基のつながる数が低下する傾向
にあるため、反応開始剤の量で調整可能である。

【００２５】反応開始剤の存在下でポリフェニレンエー
テル樹脂とフェノール性化合物を反応させると、先ずポ
リフェニレンエーテル樹脂がラジカル化されると考えら
れ、直鎖が切断される再分配反応が進行してポリフェニ
レンエーテル樹脂が低分子量化し、この低分子量化した
ポリフェニレンエーテル樹脂とフェノール性化合物が結
合して、変成フェノール生成物が得られると考えられ
る。

【００２６】なお、この変成フェノール生成物を、全硬
化剤１００重量部中に２０〜１００重量部含有すると、
吸湿耐熱性を低下することなしに、特に反りが優れた樹
脂硬化物が得られ好ましい。なお、上記変成フェノール
生成物と併用可能な硬化剤としては、例えばフェノール
ノボラック樹脂及びその誘導体、クレゾールノボラック
樹脂及びその誘導体、モノまたはジヒドロキシナフタレ
ンノボラック樹脂及びその誘導体、フェノール類やナフ
トール類とｐ−キシレンの縮合体や、アミン系硬化剤
や、酸無水物等が併用できる。これらの硬化剤は、単独
で用いても、２種類以上を併用してもよい。なお、フェ
ノールノボラック樹脂を併用した場合、樹脂硬化物の吸
湿率を低下することができ好ましい。硬化剤全体の配合
量としては、通常エポキシ樹脂に対して、当量比で０．
１〜１０の範囲で配合される。

【００２７】本発明で用いるエポキシ樹脂としては、１
分子中にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴ
マー、ポリマーであれば特に限定するものではなく、例
えばオルソ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、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、トリアジン型エポキシ樹脂、線状脂肪
族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキ
シ樹脂や、これらのエポキシ樹脂構造体中の水素原子の
一部をハロゲン化したエポキシ樹脂等が挙げられ、これ
らを単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。

【００２８】なお、エポキシ樹脂としてビフェニル型エ
ポキシ樹脂を、全エポキシ樹脂１００重量部中に２０〜
１００重量部含有すると、得られる樹脂硬化物の吸湿耐
熱性が特に優れ好ましい。

【００２９】本発明で使用する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化合物、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
のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、トリ
ブチルホスフィン等の有機ホスフィン化合物等が挙げら
れる。

【００３０】本発明で使用する無機充填材粉末としては
特に限定するものではなく、例えば結晶シリカ、溶融シ
リカ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、窒化ケイ素、タルク、ケイ酸
カルシウム等が挙げられる。上記無機充填材粉末は、単
独で用いても、２種類以上を併用してもよい。なお、無
機充填材粉末として結晶シリカ又は非晶質シリカ等のシ
リカを用いた場合、樹脂硬化物の線膨張係数が小さくな
り、半導体素子の線膨張係数に近づくため好ましい。

【００３１】なお、無機充填材粉末を、封止樹脂の全体
積に対して、真比重換算で６０〜９２体積％含有するこ
とが重要である。６０％未満の場合、樹脂硬化物の吸湿
量が増加し、吸湿耐熱性が低下する場合があり、９２％
を越える場合、封止樹脂の粘度が高くなり、封止する際
の成形性が低下し問題となる。

【００３２】なお無機充填材粉末として、圧縮成形前の
平均粒子径が圧縮成形後も保持される圧力で無機充填材
粉末のみを圧縮成形して得られる成形体の、その全体積
に対する無機充填材粉末の体積分率が、７８〜９５％で
ある無機充填材粉末を用いると、無機充填材粉末の配合
量を増やしても封止樹脂の粘度上昇が抑えられるため、
その無機充填材粉末を封止樹脂の全体積に対して真比重
換算で７０〜９２体積％含有するようにすると、成形性
を低下することなしに、吸湿耐熱性が特に優れた樹脂硬
化物が得られ好ましい。

【００３３】なお封止樹脂には、必要に応じてカップリ
ング剤、離型剤、着色剤、低応力化剤、界面活性剤及び
難燃剤等を含有することもできる。

【００３４】封止樹脂に含有することができるカップリ
ング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン等のエポキシシランや、Ｎ−フェニル
−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシ
ラン等が挙げられる。また、封止樹脂に含有することが
できる離型剤としては、例えば、ステアリン酸、モンタ
ン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪
酸、その脂肪酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、アル
ミニウム塩、亜鉛塩等の塩、その脂肪酸のアミド、リン
酸エステル、ポリエチレン、ビスアマイド、カルボキシ
ル基含有ポリオレフィン及び天然カルナバ等が挙げられ
る。

【００３５】また、封止樹脂に含有することができる着
色剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン
等が挙げられる。また、封止樹脂に含有することができ
る低応力化剤としては、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。また、
封止樹脂に含有することができる界面活性剤としては例
えば、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビ
タン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等が挙げら
れる。また、封止樹脂に含有することができる難燃剤と
しては、例えば、三酸化アンチモン、ハロゲン化合物、
リン化合物等が挙げられる。

【００３６】これらのカップリング剤、離型剤、着色
剤、低応力化剤、界面活性剤及び難燃剤等は２種類以上
を併用することもできる。

【００３７】本発明の封止樹脂は、均一に混合され、混
練されていることが好ましい。混練の方法としては例え
ば、ロール、ニーダー、ミキサー等を用いて加熱して行
われ、その後冷却、粉砕するなどの方法で封止樹脂は製
造される。

【００３８】そして、上記で得られた封止樹脂を用いて
トランスファー成形等を行い、半導体素子やリードフレ
ーム等を封止すると、吸湿耐熱性及び反りが優れた半導
体装置が得られる。なお成形する方法としては上記封止
樹脂を用いること以外は特に限定するものではなく、一
般の方法で成形が可能である。

【００３９】

【実施例】

（変成フェノール生成物の調整）数平均分子量２０００
０、重量平均分子量４００００、融点２６０℃の、上記
式（ａ）で表されるポリフェニレンエーテル樹脂［日本
Ｇ．Ｅ．プラスチック社製］、フェノール性化合物とし
て下記の７種類の分子内に２個以上のフェノール性水酸
基を有するフェノール性化合物、反応開始剤として過酸
化ベンゾイル［日本油脂社製、商品名ナイパーＢＷ］及
び溶剤としてトルエン［試薬］を表１に示す割合（単
位：重量部）で配合し、１００℃で１２０分間攪拌しな
がら再分配反応させ、次いで冷却した。そして、冷却し
た液に析出した未反応のポリフェニレンエーテル樹脂を
濾過して除去した後、溶剤を蒸発させて、固体状の変成
フェノール生成物（Ａ）〜（Ｇ）を得た。この変成フェ
ノール生成物（Ａ）〜（Ｇ）の融点と、ＩＣＩ粘度と、
水酸基当量を求めた。その結果を表１に示す。

【００４０】用いた原料としては、 ・フェノール性化合物ａ：フェノール−パラキシレン共
重合体［三井東圧ファイン社製、商品名ミレックス２２
５−Ｌ、軟化点８５℃］と、 ・フェノール性化合物ｂ：４，４’−ジヒドロキシビフ
ェニル［三菱化学社製、商品名ＢＰＬ、融点２８５℃］
と、 ・フェノール性化合物ｃ：ビスフェノールＡ［ナカライ
テスク社製、試薬、融点１５７℃］と、 ・フェノール性化合物ｄ：ビスフェノールＦ［三菱化学
社製、商品名ＢＰＦ、融点７０〜１１０℃］と、 ・フェノール性化合物ｅ：３，３’−５，５’−テトラ
メチルビスフェニ ４，４’−ジオール［三菱化学社
製、商品名ＴＭ−ＢＰＬ、融点２２５℃］と、 ・フェノール性化合物ｆ：フェノールノボラック樹脂
［三井東圧ファイン社製、商品名ＶＲ９３００、軟化点
６３℃］と、 ・フェノール性化合物ｇ：ｏ−クレゾールノボラック樹
脂［荒川化学工業社製、商品名ＫＰ−７５７Ｇ、軟化点
８３℃］と、を用いた。

【００４１】

【表１】

【００４２】（実施例１〜９、比較例１，２）封止樹脂
の原料として、下記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進
剤、無機充填材粉末、離型剤、カップリング剤、着色剤
及び難燃剤を表２に示す重量比で用いた。なお、硬化剤
の配合量は、水酸基当量が各実施例及び各比較例同じに
なるようにし、硬化促進剤の配合量は、得られる封止樹
脂のゲルタイムがほぼ同じになるようにした。 ・エポキシ樹脂１：エポキシ当量１９５のクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂［住友化学株式会社製、商品名
ＥＳＣＮ１９５ＸＬ−４］と、 ・エポキシ樹脂２：エポキシ当量１９５のビフェニル型
エポキシ樹脂［油化シェルエポキシ社製、商品名ＹＸ４
０００Ｈ］と、 ・硬化剤１：水酸基当量１０５のフェノールノボラック
樹脂［群栄化学株式会社製、商品名ＰＳＭ６２００］
と、 ・硬化剤２：上記変成フェノール生成物（Ａ）〜（Ｇ）
と、 ・硬化促進剤：トリフェニルホスフィン［北興化学工業
株式会社製］と、 ・無機充填材粉末１：球状非晶質シリカ［電気化学工業
社製、商品名ＦＢ７４］と、 ・無機充填材粉末２：球状非晶質シリカ［電気化学工業
社製、商品名ＦＢ７４］と、球状非晶質シリカ［電気化
学工業社製、商品名ＦＢ４８］を空気分級して得られた
平均粒径４μｍのシリカ粉と、球状非晶質シリカ［電気
化学工業社製、商品名ＦＢ３０］を空気分級して得られ
た平均粒径１μｍのシリカ粉とを、８０：１０：１０の
重量比で混合した混合物と、 ・離型剤：天然カルナバ［大日化学社製、商品名Ｆ−１
−１００］と、 ・カップリング剤：エポキシシラン系カップリング剤
［日本ユニカー社製、商品名Ａ−１８７］と、 ・着色剤：カーボンブラック［三菱マテリアル社製］
と、 ・難燃剤：三酸化二アンチモン［三菱マテリアル社製］
と、を用いた。

【００４３】

【表２】

【００４４】なお、用いた無機充填材粉末１，２の、圧
縮成形前の平均粒子径が圧縮成形後も保持される圧力で
無機充填材粉末のみを圧縮成形して得られる成形体の、
その全体積に対する無機充填材粉末の体積分率を求めた
ところ、無機充填材粉末１は６７．５％、無機充填材粉
末２は８２．３％であった。

【００４５】なお、この体積分率の測定は、圧縮圧力１
００ＭＰａの単軸加圧により無機充填材粉末１，２をそ
れぞれ圧縮成形して円筒状の成形体を形成し、得られた
成形体を解砕して圧縮成形後の無機充填材粉末１，２の
平均粒径を測定した結果、成形前の無機充填材粉末１，
２の平均粒径と同じであったので、この圧力では圧縮成
形による粒子の破壊が生じておらず、この圧力は圧縮成
形前の平均粒子径が圧縮成形後も保持される圧力である
ことを確認した。次いで上記体積分率を、成形体の直径
と厚みから算出される成形体の体積と、成形体の重量
と、無機充填材粉末１，２の真比重からそれぞれ算出し
た。

【００４６】そして、上記の無機充填材粉末にカップリ
ング剤を添加して表面処理した後、他の封止樹脂の各原
料を配合して２分間混合分散し、次いで加熱ロールを用
いて、温度８０℃で混練し、次いで冷却した。その後、
粉砕し、６メッシュのふるいを通過したものを封止樹脂
として使用した。

【００４７】（評価）各実施例及び各比較例で得られた
封止樹脂を用いて、評価用サンプルを下記の方法で作製
し、反り、耐湿信頼性、吸湿耐熱性、吸湿率、ガラス転
移温度及び熱膨張率を下記の方法で測定した。また、各
実施例及び各比較例で得られた封止樹脂の、ゲルタイ
ム、溶融粘度及びスパイラルフローを下記の方法で測定
した。

【００４８】反りは、２８×２８×２ｍｍのＱＦＰ型評
価用サンプルを、下記の方法で成形・後硬化して作製し
た。そして、得られた評価用サンプルを三次元座標測定
機［ミツトヨ社製、Ｈ５０３］の定盤の上に置き、図１
（ａ）及び（ｂ）に示すように、評価用サンプル１の定
盤２からの距離の最大値と最小値の差ｓを、評価用サン
プル１の両対角線方向ａ，ｂ及び対辺の中央を結ぶ線方
向ｃ，ｄの計４方向求め、その平均値を反りの値とし
た。なお図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図であ
る。

【００４９】なお、成形及び後硬化の方法は、トランス
ファー成形機を用いて、１７５℃の温度で９０秒成形し
た後、１７５℃の温度で６時間、後硬化して行った。

【００５０】耐湿信頼性は、４ｍｍ角、ＣＭＯＳ２００
０ゲートの半導体素子を４２アロイ合金製のリードフレ
ームに接着した後、１４×１８×１．８ｍｍの６０ピン
ＱＦＰ型評価用サンプルを、反りの評価用サンプルと同
様に成形・後硬化して作製した。得られた評価用サンプ
ルを１３０℃／８５％ＲＨ、１０Ｖ印加の条件で動作さ
せ、サンプルの動作に異常が発生するまでの時間を求め
た。

【００５１】吸湿耐熱性は、耐湿信頼性の評価用サンプ
ルと同様の６０ピンＱＦＰ型評価用サンプルを同様に作
製し、その評価用サンプル１０個を８５℃／８５％ＲＨ
の条件で１６８時間吸湿処理した後、ＥＩＡＪ規格ＥＤ
Ｘ−４７０１に準拠してリフロー処理を行った。次いで
評価用サンプルを超音波探査装置［株式会社キャノン
製、Ｍ８３０］を用いて観察し、評価用サンプルの内部
や外部にクラックが発生した場合や、半導体素子とリー
ドフレームの間に剥離が発生している場合を不良とし
て、その不良のサンプルの数を求めた。

【００５２】吸湿率は、直径５０ｍｍ厚み３ｍｍの円盤
型評価用サンプルを、反りの評価用サンプルと同様にし
て、成形及び後硬化して作製した。次いで８５℃／８５
％ＲＨの条件で７２時間吸湿処理し、吸湿処理する前の
重量との差を求めて増加率を計算した。

【００５３】ガラス転移温度は、評価用サンプルを、反
りの評価用サンプルと同様にして、成形及び後硬化して
作製した後、粘弾性スペクトロメータ［セイコー電子工
業株式会社製、ＳＤＭ５６００・ＤＭＳ１１０］を用い
て動的粘弾性の温度分散を測定し、得られたｔａｎδの
ピーク温度をガラス転移温度とした。

【００５４】熱膨張率は、直径５ｍｍ厚み２０ｍｍの円
柱型評価用サンプルを、反りの評価用サンプルと同様に
して、成形及び後硬化して作製した後、熱機械分析（Ｔ
ＭＡ）装置［理学電機株式会社製、ＴＡＳ１００システ
ム］を用いて、圧縮荷重１ｇ、昇温速度５℃／分の条件
で測定し、５０〜１００℃の温度域の熱膨張率を求め
た。

【００５５】ゲルタイムは、キュラストメーター［株式
会社オリエンテック製、Ｖ型］を用いて、１７５℃の条
件でトルクが０．１ｋｇｆになるまでの時間を測定し
た。

【００５６】溶融粘度は、フローテスター［株式会社島
津製作所製、ＣＦＴ５００Ａ］を用いて、１７５℃、荷
重１０ｋｇｆ、ノズルサイズφ１ｍｍ×１０ｍｍの条件
で測定し、最低溶融粘度を求めた。

【００５７】スパイラルフローは、ＥＭＭＩ標準に準拠
し、１７５℃のトランスファー成形時の流れ長さを求め
た。

【００５８】（結果）結果は表２に示したように、変成
フェノール生成物を配合している各実施例は、各比較例
と比較して、反りが小さいことが確認された。また、各
実施例は、各比較例と比較して、耐湿信頼性及び吸湿耐
熱性が同等又は優れていることが確認された。

【００５９】また、圧縮成形前の平均粒子径が圧縮成形
後も保持される圧力で無機充填材粉末のみを圧縮成形し
て得られる成形体の、その全体積に対する無機充填材粉
末の体積分率が、７８〜９５％である無機充填材粉末
を、封止樹脂の全体積に対して、真比重換算で７０〜９
２体積％の範囲内含有した実施例９は、実施例１〜８と
比較して、特に吸湿耐熱性が良好であることが確認され
た。

【００６０】

【発明の効果】本発明の請求項１から請求項６に係る封
止樹脂（封止材用エポキシ樹脂組成物）を用いて封止を
すると、吸湿耐熱性を低下することなしに、反りが優れ
た樹脂硬化物が得られる。

【００６１】本発明の請求項５に係る封止樹脂を用いて
封止をすると、特に吸湿耐熱性が優れた樹脂硬化物が得
られる。

【００６２】本発明の請求項７に係る半導体装置は、吸
湿耐熱性及び反りが優れた半導体装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反りの測定方法を説明する図であ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

【符号の説明】

１ 評価用サンプル ２ 定盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/31

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び
   無機充填材粉末を配合してなる封止材用エポキシ樹脂組
   成物であって、封止材用エポキシ樹脂組成物の全体積に
   対して、無機充填材粉末を真比重換算で６０〜９２体積
   ％含有する封止材用エポキシ樹脂組成物において、硬化
   剤として、下記式（ａ）で表されるポリフェニレンエー
   テル樹脂と分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有
   するフェノール性化合物とを、反応開始剤の存在下で再
   分配反応させてなる変成フェノール生成物を含有するこ
   とを特徴とする封止材用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式（ａ）中、ｎは２以上の正の数を表す。）
2. 【請求項２】 変成フェノール生成物を、全硬化剤１０
   ０重量部中に２０〜１００重量部含有することを特徴と
   する請求項１記載の封止材用エポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】 フェノール性化合物が、ビスフェノール
   Ａ、ビスフェノールＦ、４，４’−ジヒドロキシビフェ
   ニル、フェノールノボラック樹脂及びこれらの化合物の
   ベンゼン環に結合する水素原子の一部を炭素数１〜３の
   アルキル基で置換した化合物からなる群の中から選ばれ
   た少なくとも１種の化合物であることを特徴とする請求
   項１又は請求項２記載の封止材用エポキシ樹脂組成物。
4. 【請求項４】 反応開始剤が、過酸化ベンゾイルである
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記
   載の封止材用エポキシ樹脂組成物。
5. 【請求項５】 圧縮成形前の平均粒子径が圧縮成形後も
   保持される圧力で無機充填材粉末のみを圧縮成形して得
   られる成形体の、その全体積に対する無機充填材粉末の
   体積分率が、７８〜９５％である無機充填材粉末を、封
   止材用エポキシ樹脂組成物の全体積に対して、真比重換
   算で７０〜９２体積％含有することを特徴とする請求項
   １から請求項４のいずれかに記載の封止材用エポキシ樹
   脂組成物。
6. 【請求項６】 全エポキシ樹脂１００重量部中に、ビフ
   ェニル型エポキシ樹脂を２０〜１００重量部含有するこ
   とを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の封止材用エポキシ樹脂組成物。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の封止材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。