JPH11255864A - 液状エポキシ樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低粘度で流動性、充填性に優れた液状エポキ
シ樹脂組成物、およびこの液状エポキシ樹脂組成物の硬
化物を用いて半導体素子を樹脂封止してなる耐熱衝撃
性、耐湿信頼性優れた樹脂封止型半導体装置を提供する
こと。 【解決手段】 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、
（ｃ）潜在性触媒、（ｄ）２つ以上のラジカル重合性二
重結合を有する重合性単量体、（ｅ）ラジカル重合開始
剤、（ｆ）無機質充填剤の各成分を含んでなることを特
徴とする、液状エポキシ樹脂組成物および当該液状エポ
キシ樹脂組成物を用いてなる樹脂封止型半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】［発明の背景］本発明は、液
状エポキシ樹脂組成物およびこの液状エポキシ樹脂組成
物を用いた樹脂封止型半導体装置に関するものである。
特に本発明は、ＢＧＡ（ボール・グリット・アレイ）実
装、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）実装、など
の高薄型実装における半導体装置の封止材料として好適
に用いられる半導体樹脂封止用液状エポキシ樹脂組成物
およびそれを用いた樹脂封止型半導体装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在、樹脂封止型半導体装置は、ＱＦＰ
（クワッド・フラット・パッケージ）などに代表される
従来型パッケージによって半導体素子を、トランスファ
・モールド法により樹脂封止して製造されるものがほと
んどである。

【０００３】この方法で製造された樹脂封止型半導体装
置は、半導体素子をエポキシ樹脂組成物等の熱硬化性樹
脂の硬化物により完全に覆うため信頼性に優れており、
また金型で緻密に成型されるためパッケージの外観も良
好であるなど、多くの利点を有するものである。

【０００４】しかしながら、近年は、ＡＳＩＣ（Applic
ation Specific IC)に代表されるように、半導体デバイ
スの高密度化、高集積度化、動作の高速化、高ピンカウ
ント化、等の傾向にある。これに伴い、ＱＦＰなどの従
来型パッケージよりさらに小型化、薄型化することがで
きる半導体素子のパッケージが要求されている。

【０００５】この要求に対して、実装面積をとらず高密
度実装可能なパッケージとして、ＢＧＡ（ボール・グリ
ッド・アレイ）およびＣＳＰ（チッブ・サイズ・パッケ
ージ）、ベア・チップ実装などに代表されるエリア・ア
レイ・パッケージが開発され、次世代の高密度実装法の
主流になるものと注目されている。

【０００６】このエリア・アレイ・パッケージには、そ
のパッケージ構造によって各種の実装手法が存在する
が、その中でも、フリップ・チップ接続を用いたものが
最も高密度実装に適しており製品の小型化、薄型化を可
能する。

【０００７】ここで、フリップ・チップ接続を用いる半
導体実装法には、基板上にベア・チップを接続するＣＯ
Ｇ（チップ・オン・ガラス）、プリント配線基板上にベ
ア・チップを実装するＣＯＢ（チップ・オン・ボー
ド）、マルチ・チップ・モジュール、およびその他の実
装法が挙げられる。

【０００８】このフリップ・チップ接続を用いた半導体
装置を樹脂封止する方法の特徴は、バンプで接続された
チップと基板との間隙に毛管現象を利用してディスペン
サーから液状樹脂組成物を一定量吐出して充填すること
にある。

【０００９】しかしながら、バンプで接続されたチップ
と基板との間隙は、非常に狭く、通常１０μｍ〜１００
μｍである。従って、チップと基板との間隙に液状樹脂
組成物を十分充填させるには、この間隙よりも最大粒径
が小さい充填剤を液状樹脂組成物に配合する必要があ
り、また、液状樹脂組成物自身が低粘度で流動性、充填
性に優れていることが必要である。

【００１０】一方、従来、半導体素子を封止する樹脂組
成物には、ビスフェノール型エポキシ樹脂や脂環式エポ
キシ樹脂を主要成分とし、これらに硬化剤として液状酸
無水物、およびフィラー等を高充填した液状エポキシ樹
脂組成物がほとんどであった。

【００１１】しかしながら、上記従来型の液状エポキシ
樹脂組成物で樹脂封止した半導体装置は耐熱性、接着
性、耐湿性が劣るため、ボイドや樹脂クラックが発生し
易すく、さらには耐湿テスト時には発生した樹脂クラッ
ク個所に水分が浸入するなど、の問題が生じていた。

【００１２】また、上記従来型の液状エポキシ樹脂組成
物で樹脂封止された半導体装置では、冷熱サイクル試験
を施した際にチップ、バンプ、と硬化した封止樹脂組成
物との熱膨張係数の差によって発生する応力により、樹
脂クラック、チップクラック、バンプクラックが発生
し、製品の信頼性の低下を招いていた。これを防止する
には、耐熱衝撃性の改良が必要であり、それには硬化し
た封止樹脂組成物の熱膨張係数を低減することが有効で
ある。

【００１３】硬化した封止樹脂組成物の熱膨張係数を低
減する試みとして、上記従来型の液状エポキシ樹脂組成
物に最大粒径が小さい充填剤を使用することや充填剤を
高充填するなどの方法が考えられるが、充填後の液状エ
ポキシ樹脂組成物の粘度が上昇し、結果として樹脂組成
物の流動性が低下して充填が困難になるという点があ
る。

【００１４】さらに、この液状エポキシ樹脂組成物は、
室温に放置した場合、数時間で樹脂組成物の反応に伴う
増粘が観察されることから、ディスペンサーから封止用
エポキシ樹脂組成物の吐出量が変化する、等の作業性の
観点においても問題が生じていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低粘度で流
動性、充填性に優れた液状エポキシ樹脂組成物、および
この液状エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて半導体素
子を樹脂封止してなる、耐熱衝撃性、耐湿信頼性、に優
れた樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】［本発明の概要］ ＜要旨＞本発明は、上記の諸問題に鑑みてなされたもの
である。

【００１７】即ち、本発明による液状エポキシ樹脂組成
物（１）〜（３）は、下記に示す各成分を含んでなるこ
とを特徴とするものである。 （１）液状エポキシ樹脂組成物 （ａ）グリシジルアミン型のエポキシ樹脂、（ｂ）硬化
剤、（ｃ）マイクロカプセル型の潜在性触媒、（ｄ）無
機質充填剤。

【００１８】（２）液状エポキシ樹脂組成物 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）潜在性触
媒、（ｄ）２つ以上のラジカル重合性二重結合を有する
重合性単量体、（ｅ）ラジカル重合開始剤、（ｆ）無機
質充填剤。

【００１９】（３）液状エポキシ樹脂組成物 （ａ）グリシジルアミン型のエポキシ樹脂、（ｂ）硬化
剤、（ｃ）マイクロカプセル型の潜在性触媒、（ｄ）２
つ以上のラジカル重合性二重結合を有する重合性単量
体、（ｅ）ラジカル重合開始剤、（ｆ）無機質充填剤。

【００２０】また、本発明は樹脂封止型半導体装置を提
供するものであって、本発明による樹脂封止型半導体装
置は、半導体素子を上記樹脂封止用液状エポキシ樹脂組
成物の硬化物により封止してなることを特徴とするもの
である。

【００２１】＜効果＞本発明による液状エポキシ樹脂組
成物は、その主構成成分として、グリシジルアミン型の
エポキシ樹脂、マイクロカプセル型の潜在性触媒を含有
すること、または２つ以上のラジカル重合性二重結合を
有する重合性単量体、ラジカル重合開始剤を含有するこ
と、さらにはこれらすべてのものを含有することによ
り、上記先行技術の諸問題を解決することができるもの
である。

【００２２】即ち、グリシジルアミン型のエポキシ樹脂
およびマイクロカプセル型の潜在性触媒を含有すること
を特徴とする液状エポキシ樹脂組成物は、従来の液状エ
ポキシ樹脂組成物に比べて、耐熱性、接着性、樹脂クラ
ック耐性に優れている。

【００２３】２つ以上のラジカル重合性二重結合を有す
る重合性単量体、ラジカル重合開始剤を含有することを
特徴とする液状エポキシ樹脂組成物は、従来の液状エポ
キシ樹脂組成物に比べて、低粘度性を有し、充填剤を高
充填することができ、貯蔵安定性に極めて優れ、その上
各成分の相容性が良好であるため熱硬化した場合にも均
一な組織を構成することができる。

【００２４】また、ラジカル重合開始剤が２つ以上のラ
ジカル重合性二重結合を有する重合性単量体と併用され
るため、２つ以上のラジカル重合性二重結合を有する重
合性単量体は硬化時に重合して高分子量化され、場合に
よっては化学的に異なる方法で架橋された２つの網目構
造からなるＩＰＮ（interpenetrating polymer networ
k）が形成されるため、結果として、製造された液状エ
ポキシ樹脂組成物は、従来の液状エポキシ樹脂組成物に
比べて、優れた絶縁性、機械的な特性を有する。従っ
て、本発明における液状エポキシ樹脂組成物により半導
体素子を封止してなる樹脂封止型半導体装置には、従来
型の液状エポキシ樹脂組成物により半導体素子を封止し
てなる樹脂封止型半導体装置においては、しばしば経験
されていた、ホットライフが短命であり、貯蔵安定性、
耐湿信頼性、冷熱クラック性が劣るというような問題点
が認められない。

【００２５】［発明の具体的な説明］本発明における液
状エポキシ樹脂組成物は、基本的にはエポキシ樹脂、硬
化剤、触媒、充填剤、およびその他のもの、を含んでな
るものである。

【００２６】＜液状エポキシ樹脂組成物（１）および
（３）−成分（ａ）＞本発明の液状エポキシ樹脂組成物
（１）および（３）において使用される、成分（ａ）の
グリシジルアミン型のエポキシ樹脂は、主としてアミン
類にエピクロロヒドリン（ＥＣＨ）を用いてエポキシ化
したものであればいずれのものであってもよく特に限定
されるものではない。

【００２７】従って、芳香族アミン化合物、脂肪族アミ
ン化合物、およびその他のアミン類を主原料として公知
の製造方法でエポキシ化することができ、合成できるも
のであれば特に限定されるものではなく、またこれらの
グリシジルアミン型のエポキシ樹脂は一種または二種
（同種または異種を問わない）以上を混合して使用する
ことが可能である。

【００２８】なかでも充填性を考慮すれば、特に室温で
液状の低粘度タイプが特に好ましく、また耐湿信頼性の
点から、特にＮａ、Ｃｌなどのイオン性不純物の少ない
ものが特に好ましい。

【００２９】典型的には、下記一般式（化１）〜（化
５）で示される化合物が挙げられる。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】 （式中Ｒは、炭素数１〜２０のアルキル基を示すもので
ある）

【００３２】

【化３】

【００３３】

【化４】 （式中Ｒは、炭素数１〜２０のアルキル基を示すもので
ある）

【００３４】

【化５】

【００３５】本発明において使用されるグリシジルアミ
ン型のエポキシ樹脂は、典型的には住友化学より市販さ
れている商品名ＥＬＭ−１００、ＥＬＭ−１２０、ＥＬ
Ｍ−４３４、日本化薬株式会社製のＧＯＴ、ＧＡＮ等に
より入手可能である。

【００３６】＜液状エポキシ樹脂組成物（２）−成分
（ａ）＞本発明の液状エポキシ樹脂組成物（２）におい
て使用される成分（ａ）のエポキシ樹脂は、一般的には
分子中にエポキシ基を２個以上を有するものであればい
ずれのものであってもよく特に限定されるものではな
い。

【００３７】従って、グリシジルエーテル型、グリシジ
ルエステル型、グリシジルアミン型の、脂環型、および
その他のいずれの類型に属するエポキシ樹脂であっても
よく、またこれらのエポキシ樹脂は一種または二種（同
種または異種を問わない）以上を混合して使用すること
もできる。

【００３８】具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オル
ソクレゾールノボラック型エポキシ街脂、ナフトール系
のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボ
ラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ
樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、１，３−ビス
（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサ
ン、アミノフェノール型エポキシ樹脂、アニリン型エポ
キシ樹脂、トルイジン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂、トリまたはテトラ（ヒドロキシフェニル）アルカ
ンから誘導されるエポキシ化合物、ビスヒドロキシビフ
ェニル系エポキシ樹脂、フェノールアラルキル樹脂のエ
ポキシ化物、およびその他のもの、が拳げられる。さら
に低粒度化を考慮してエポキシ基を有した反応性希釈剤
を配合しても良い。

【００３９】好ましいエポキシ樹脂は、低粘度で作業性
の容易性を考慮して、室温で粘度が１０ポアズ以下のも
のであり、より好ましくは６ポアズ以下、のものであ
る。

【００４０】＜樹脂封止用エポキシ樹脂組成物（１）〜
（３）−成分（ｂ）＞本発明の液状樹脂封止用エポキシ
樹脂組成物（１）〜（３）において使用される成分
（ｂ）の硬化剤は、エポキシ樹脂と反応して橋かけ構造
等を生じるものであればいずれのものであってもよく特
に限定されるものではない。

【００４１】従って、ポリフェノール、酸無水物、ポリ
アミン等の重付加型、フェノール樹脂、メラミン樹脂等
の縮合型、およびその他の類型に属する硬化剤であって
もよく、またこれらの硬化剤は一種または二種（同種ま
たは異種を問わない）以上を混合して使用することが可
能である。

【００４２】具体的には、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、ｔ−ブチルフェノールノボ
ラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂、ビスフ
ェノールＡのノボラック樹脂、ナフトール系ノボラック
樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、ポリパラオキシ
スチレン、２，２’−ジメトキシ−ｐ−キシレンとフェ
ノールモノマーとの縮合重合化合物等のフェノールアラ
ルキル樹脂、ジシクロペンタジエンーフェノール重合
体、トリス（ヒドロキシフェニル）アルカン等の多官能
フェノール樹脂、テルペン骨格を有するフェノール樹
脂、フタル酸無水物、メチルフタル酸無水物、ヘキサヒ
ドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メ
チル−テトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒド
ロフタル酸無水物、ナジック酸無水物、メチルナジック
酸無水物、クロレンディック酸無水物、ドデシニルコハ
ク酸無水物、ベンソフェノンテトラカルボン酸無水物、
ピロメリット酸無水物、マレイン酸無水物、およびその
他のもの、が拳げられる。

【００４３】〈１〉上記例示の硬化剤のなかで、本発明
の液状エポキシ樹脂組成物（１）および（３）において
使用される成分（ｂ）の硬化剤は、好ましくは、フェノ
ール樹脂、および１分子中にフェノール性水酸基を２個
以上有するアリルフェノール化合物であり、特に好まし
くは室温で液状であり低粘度の樹脂である。

【００４４】典型的には、下記一般式（化６）〜（化
９）で示されるものである。

【００４５】

【化６】 （式中ｎは２以上の整数を示すものである）

【００４６】

【化７】

【００４７】

【化８】

【００４８】

【化９】

【００４９】典型的には、下記一般式（化１０）、（化
１１）に示した構造を有する低吸水構造の酸無水物も使
用することも可能である。

【００５０】

【化１０】 （式中Ｒは、同一または異なる炭素数１〜２０のアルキ
ル基を示すものである）

【００５１】

【化１１】 （式中Ｒは、同一または異なる炭素数１〜２０のアルキ
ル基を示すものである） なお、上記したフェノール樹脂、アリルフェノール化合
物、酸無水物は、一種または二種（同種または異種を問
わない）以上を組み合わせて使用することが可能であ
る。

【００５２】〈２〉上記例示の硬化剤のなかで、本発明
の液状エポキシ樹脂組成物において使用される成分
（ｂ）の硬化剤は、好ましくは、酸無水物である。

【００５３】本発明の液状エポキシ樹脂組成物（１）〜
（３）において使用される成分（ｂ）である硬化剤の配
合量は、特に制限されるものではないが、上記エポキシ
樹脂のエポキシ基と上記硬化剤のフェノール性水酸基ま
たは酸無水物基との当量比を０．５〜１．５の範囲にす
ることが望ましい。

【００５４】この値が０．５未満では十分な硬化反応が
起こりにくくなる一方、１．５超過では硬化物の特性、
特に耐湿性が劣化しやすくなる。

【００５５】＜液状エポキシ樹脂組成物（２）−成分
（ｃ）、液状エポキシ樹脂組成物（１）および（３）−
成分（ｃ）＞ 〈１〉液状エポキシ樹脂組成物（２）において使用され
る成分（ｃ）の潜在性触媒は、一般的に本組成物におい
て使用される潜在性触媒であればいずれのものであって
もよく特に限定されるものではない。ここで、潜在性触
媒とは、所定の条件下（例えば特定温度）で触媒活性を
示す硬化促進剤または硬化触媒といわれるものの範疇に
属するものをいう。

【００５６】従って、イミダゾール類、有機ホスフィ
ン、尿素誘導体等のルイス塩基、ルイス塩基塩、有機金
属、ルイス酸、およびその他の類型に属する潜在性触媒
であればいずれのものであってもよく、またこれらの潜
在性触媒は一種または二種（同種または異種を問わな
い）以上を混合して使用することも可能である。

【００５７】具体的には、ジシアンジアミド、高融点イ
ミダゾール化合物、有機酸ジヒドラジド類、ジアミノマ
レオニトリル、メラミンおよびその誘導体、ポリアミン
類、およびその他のもののように高温でエポキシ樹脂に
溶解することで触媒活性を示す高融点分散型触媒、アミ
ンイミド化合物、エポキシ樹脂に可溶な第三アミン塩や
イミダゾール塩、およびその他のもののように高温で分
解されて触媒活性を示す塩基性触媒、また三フッ化ホウ
素のモノエチルアミン塩に代表されるルイス酸塩やルイ
ス酸錯体、ブレンステッド酸の脂肪族スルホニウム塩に
代表されるブレンステッド酸塩、およびその他のものの
ような高温解離型のカチオン重合触媒、触媒をポリマー
で微粒子状に包んだマイクロカプセル型の触媒、さらに
は触媒をモレキュラーシーブやゼオライトのような空孔
を有する化合物に吸着させた吸着型触媒、およびその他
の型の触媒、が挙げられる。

【００５８】上記例示の潜在性触媒のなかで、樹脂封止
用エポキシ樹脂組成物（２）において使用される成分
（ｃ）の潜在性触媒は、マイクロカプセル型の潜在性触
媒が特に好ましい。

【００５９】マイクロカプセル型の潜在性触媒は、マイ
クロカプセルの隔壁を構成するポリマー層が溶解してマ
イクロカプセルが破壊される温度まで触媒活性を抑制す
ることができる隔壁破壊型の潜在性触媒であって、この
触媒を配合することによりエポキシ樹脂粗成物の常温に
おける貯蔵安定性を著しく向上させることができるもの
である。

【００６０】本発明におけるマイクロカプセル型の潜在
性触媒としては、イミダゾール系、リン系、ホスフィン
系、およびその他の系がコア成分を構成しているものを
用いることが可能であり、またこれらの触媒は、一種ま
たは二種（同種または異種を問わない）以上を混合して
使用することが可能である。

【００６１】その具体例は、イミダゾール系としては旭
化成から入手可能な商品名ノバキュアＨＸ−３７２１、
ＨＸ−３７４８、ＨＸ−３７４１、ＨＸ−３０８８、Ｈ
Ｘ−３７２２、ＨＸ−３７４２、およびその他のもの、
また純度を向上させたものである商品名ＨＸ−３９２１
ＨＰ、ＨＸ−３９４１ＨＰ、およびその他のもの、さら
に接着性を考慮してコア成分がジシアンジアミドとイミ
ダゾール化合物とからなる商品名ＨＸ−３６１３、およ
びその他のもの、を挙げることができる。

【００６２】また、有機ホスフィン系としては、トリフ
ェニルホスフィンをコア成分とした日本化薬から入手可
能な商品名ＭＣＥ−９９５０、ＭＣＥ−９９５１、およ
びその他のものが挙げられる。

【００６３】これらのマイクロカプセルの粒子サイズ
は、好ましくは２０μｍ以下であり、充填性と均一な硬
化性を考慮して、さらに好ましくは５μｍ以下である。 〈２〉液状エポキシ樹脂組成物（１）および（３）にお
いて使用される成分（ｃ）のマイクロカプセル型の潜在
性触媒は、上記〈１〉液状エポキシ樹脂組成物（２）に
おいて使用される成分（ｃ）の潜在性触媒が、マイクロ
カプセル型の潜在性触媒である場合と同様である。

【００６４】液状エポキシ樹脂組成物（２）において使
用される成分（ｃ）および液状エポキシ樹脂組成物
（１）および（３）において使用される成分（ｃ）の配
合量は、それぞれエポキシ樹脂１００重量部に対して
０．１〜３０重量部が好ましい。０．１重量部未満では
硬化速度が低下して生産性が不十分となる一方、３０重
量部超過では良好を貯蔵安定性を得ることが困難とな
る。

【００６５】＜液状エポキシ樹脂組成物（２）および
（３）−成分（ｄ）＞液状エポキシ樹脂組成物（２）お
よび（３）において使用される成分（ｄ）の２つ以上の
ラジカル重合性二重結合を有する重合性単量体は、ラジ
カル重合反応を起こしやすい２つ以上のラジカル重合性
二重結合を有する単量体であれはいずれのものであって
もよく特に限定されるものではない。

【００６６】従って、ビニル型単量体、アクリル型単量
体、ビニリデン型単量体、ビニレン型単量体、およびそ
の他のジエン型単量体、いくつかのカルボニル型単量
体、およびその他の型の単量体、であって２つ以上のラ
ジカル重合性二重結合を有する単量体であれはいずれの
類型に属するものであってもよく、またこれら単量体は
一種または二種（同種または異種を問わない）以上混合
して使用することが可能である。

【００６７】具体的には、ジアリルフタレート、ジビニ
ルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジ
エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレング
リコールジメタクリレ−トおよびその誘導体、およびそ
の他のもの、が挙げられる。

【００６８】典型的には、下記一般式〔化１２〕で示さ
れる、２つ以上のラジカル重合性荷重結合を有する重合
性単量体であればよい。

【００６９】

【化１２】 （式中、Ｒは同一でも異なるものであってもよく、水素
原子、ハロゲン原子、炭素原子の数が１〜５の置換もし
くは非置換のアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アル
コキシ基、又は置換もしくは非置換のアリール基を示す
ものである。数ｎは２〜６の整数である。）

【００７０】液状エポキシ樹脂組成物（２）および
（３）において使用される成分（ｄ）の配合量は、液状
エポキシ樹脂組成物（２）および（３）１００重量部に
対して０．１〜３０重量部が好ましい。

【００７１】０．１重量部未満では液状エポキシ樹脂組
成物（１）〜（３）の粘度が高くなってその取り扱いが
厄介となる一方、３０重量部超過では硬化時の収縮が顕
著となる。

【００７２】＜液状エポキシ樹脂組成物（２）および
（３）−成分（ｅ）＞液状エポキシ樹脂組成物（２）お
よび（３）において使用される成分（ｅ）のラジカル重
合開始剤は、上記成分（ｄ）の２つ以上のラジカル重合
性二重結合を有する重合性単量体を重合させるラジカル
重合開始剤であればいずれのものも使用することができ
特に限定されるものではない。

【００７３】従って、過酸化物、アゾ化合物、アジド化
合物、ジスルフィド結合を有する化合物、ピナコール、
グリニヤール試薬、レドックス開始剤、遷移金属化合
物、およびその他の化合物、のいずれの類型に属するも
のであってもよく、またこれらラジカル重合開始剤は一
種または二種（同種または異種を問わない）以上混合し
て使用することが可能である。

【００７４】具体的には、ｔ−ブチルパーベンゾゾエー
ト、ｔ−ブチルパーオクトエート、クメンヒドロパーオ
キサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジベンゾイルパ
ーオキサイド、およびその他の有機過酸化物、アゾビス
イソブチロニトリル、テトラメチルチウラムジスルフィ
ド、およびその他のもの、が挙げられる。

【００７５】液状エポキシ樹脂組成物（２）および
（３）において使用される成分（ｅ）の配合量は、上記
成分（ｄ）１００重量部に対して０．１〜３０重量部が
好ましい。

【００７６】０．１重量部未満では硬化速度が低下して
生産性が不十分となる一方、３０重量部超過では硬化速
度が速すぎるため硬化物の機械的特性等が低下する傾向
がある。

【００７７】更に、上記成分（ｃ）と上記成分（ｅ）の
配合比（（ｅ）／（ｃ））は、０．１〜１０の範囲が好
ましい。この範囲外では、硬化物の機械的特性等が低下
する傾向がある。

【００７８】また、液状エポキシ樹脂組成物（２）およ
び（３）において使用される成分（ｃ）と成分（ｅ）と
の合計の配合量は、液状エポキシ樹脂組成物（２）およ
び（３）において使用されるその他の成分である、成分
（ａ）、成分（ｂ）、および成分（ｄ）の合計１００重
量部に対して、０．１〜３０重量部が好ましい。

【００７９】０．１重量部未満では硬化速度が低下して
生産性が不十分となる一方、３０重量部超過では硬化速
度が速すぎるため硬化物の機械的特性等が低下する傾向
がある。

【００８０】なお、液状エポキシ樹脂組成物（２）およ
び（３）においては、より貯蔵安定性を得るために、さ
らに安定化剤を添加することもできる。

【００８１】このような安定化剤としては、公知の、熱
安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、劣化防止剤、重合禁
止剤、およびその他のもの、の中から適宜選定され使用
されるものであればいずれのものであってもよく特に限
定されるものではない。

【００８２】従って、硫酸塩、炭酸塩などの塩化物、酸
化物、金属セッケン、有機金属化合物、およびその他の
熱安定剤、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系、
トリアゾール系、およびその他の光安定剤や紫外線吸収
剤、フェノール系、アミン系、Ｓ、Ｐ、およびＳｅ等の
化合物、およびその他の抗酸化剤、安定ラジカル、金属
塩、フェノール系、ベンゾキノン系、およびその他の重
合禁止剤、およびその他のもの、を安定化剤としてする
ことができ、またこれらの安定剤は一種または二種（同
種または異種を問わない）以上を組み合わせて使用して
もよい。

【００８３】特に、液状エポキシ樹脂組成物（２）およ
び（３）の貯蔵安定性を良好にするには、上記安定剤の
中でも、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチ
ルエーテル、２，６−ジ−ｔ−ブチルー４−メチルフェ
ノール等のフェノール系化合物を単独で使用するか、ま
たはＮ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、および
その他のアミン塩、有機スズ化合物、およびその他のも
のと組み合わせて使用することが好ましい。

【００８４】＜液状エポキシ樹脂組成物（１）−成分
（ｄ）、液状エポキシ樹脂組成物（２）および（３）−
成分（ｆ）＞。

【００８５】本発明の液状エポキシ樹脂組成物（１）〜
（３）において使用される無機質充填剤としては、本発
明の液状エポキシ樹脂組成物（１）〜（３）の粘度性、
流動性、充填性を十分考慮した無機質充填剤であればい
ずれのものであってもよく特に限定されるものではな
い。

【００８６】従って、溶融シリカ、結晶性シリカ、ガラ
ス、タルク、アルミナ、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム、マグネシア、窒化ケイ素、窒化ホ
ウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリ
リウム、雲母、およびその他のものを使用することで
き、またこれらのものは一種または二種（同種または異
種を問わない）以上を混合して使用することができる。

【００８７】本発明においては、これらのうち溶融シリ
カ、結晶性シリカが特に好ましい。無機質充填剤の形状
としては、破砕状、球状、亜球状、繊維状、隣ペン状、
およびその他の形状のものを使用することでき、これら
の形状は一種または二種以上を混合して使用してもよ
い。

【００８８】これらのうち特に液状エポキシ樹脂組成物
の細部間隙への充填性を考慮して、平均粒径１０μｍ以
下であって、球状、亜球状の充填剤が特に好ましい。

【００８９】なお、耐クラック性の補強効果を狙って、
繊維状のものも使用することができる。

【００９０】繊維状の無機質充填剤としては、チタニ
ア、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チ
タン酸カリウム、塩基性マグネシウム、酸化亜鉛、グラ
ファイト、マグネシア、硫酸カルシウム、ホウ酸マグネ
シウム、ニホウ化チタン、α−アルミナ、クリソタイ
ル、ワラストナイト、およびその他のウィスカー類、Ｅ
ガラス繊維、シリカアルミナ繊維、シリカガラス繊維、
およびその他の非晶質繊維、炭化ケイ素繊維、ジルコニ
ア繊維、γ−アルミナ繊維、α−アルミナ繊維、ＰＡＮ
系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、およびその他の結晶性
繊維、およびその他の繊維を使用することができ、また
これらの繊維は一種または二種（同種または異種を問わ
ない）以上を混合して使用することが可能である。

【００９１】繊維状無機質充填剤としては、平均繊維径
５μｍ以下、最大繊維長１０μｍ以下のものが細部への
充填性の点で好ましい。

【００９２】〈１〉本発明の液状エポキシ樹脂組成物
（１）において使用される成分（ｄ）の無機質充填剤
は、液状エポキシ樹脂組成物（１）の総量に対して４０
重量％以上、８０重量％以下の範囲で使用できる。無機
質充填剤が４０重量％未満では硬化物の熱膨張率が大き
くなって耐熱衝撃性が不十分となる一方、８０重量％超
過では樹脂封止用エポキシ樹脂組成物の流動性が不十分
となり間隙への充填性が低下して、未充填などの発生原
因となる。

【００９３】〈２〉本発明の液状エポキシ樹脂組成物
（２）および（３）において使用される成分（ｆ）の無
機質充填剤は、上記無機質充填剤の説明のなかでも、特
に平均粒径１〜１０μｍ、最大粒径３０μｍ以下の第１
球状シリカ、および第１球状シリカよりも小さく平均粒
径０．０１〜２μｍの第２球状シリカ（微粒球状シリ
カ）の粒径の異なる２種類の球状シリカによって構成さ
れるものが好ましい。

【００９４】このような粒径の異なる２種類の球状シリ
カ（球状シリカおよび微粒球状シリカ）によって構成さ
れる無機質充墳剤は、最密充填構造を取り易くなるの
で、良好な流動性を有する液状エポキシ樹脂粗成物を得
ることが可能となる。また、このような構成による無機
質充填剤の使用は、液状エポキシ樹脂組成物の粘度をさ
らに低下させる作用を有しおり、また無機質充墳剤をさ
らに高充填することができる効果を有する。

【００９５】なお、上記第１球状シリカの平均粒径が１
μｍ未満では、液状エポキシ樹脂組成物の粘度が高くな
ってその流動性が低下してしまう一方、この第１球状シ
リカの平均粒径が１０μｍ超過（あるいは平均粒径が１
０μｍ以下であっても最大粒径が３０μｍ超過）では、
半導体素子と基板との聞の間隙への充填性が悪くなり半
導体装置の成形性が低下する。

【００９６】半導体素子と基板との間の間隙の寸法は、
典型的には、約１０〜１００μｍであることから、この
ことを考慮して充填剤の最大粒径を決定したものであ
る。なお、第１球状シリカの平均粒径は、好ましくは６
μｍであり、最大粒径は、好ましくは２５μｍ以下、よ
り好ましくは２０μｍ以下、である。

【００９７】また、上記第２球状シリカの平均粒径が
０．０１μｍ未満では微粒子間の凝集傾向が増して液状
エポキシ樹脂組成物の流動性が低下する一方、この第２
球状シリカの平均粒径が２μｍ超過では第１球状シリカ
による空隙を埋められず、最密充填構造を形成しにくく
なるため、良好な流動性が得られなくなる。なお、第２
球状シリカの平均粒径は、０．１〜１μｍであることが
より好ましい。

【００９８】この第２球状シリカ（微粒球状シリカ）の
配合量は、無機質充填剤全体量に対して０．１〜４０重
量％であることが好ましい。

【００９９】０．１重量％未満では液状エポキシ樹脂組
成物の粘度が十分に低くならない一方、４０重量超過で
は最密充填構造を形成しにくくなるために樹脂組成物の
流動性が低下するおそれがある。

【０１００】本発明の液状エポキシ樹脂組成物（２）お
よび（３）において使用される成分（ｆ）の無機質充填
剤には、上記したようにその他の無機質充填剤を併用す
ることができるが、液状エポキシ樹脂組成物の流動性や
貯蔵安定性、半導体素子と基板のとの間の間隙への充填
性を損なわないように、その配合量等を決定することが
望まれる。

【０１０１】従って、本発明の液状エポキシ樹脂組成物
（２）および（３）において使用される成分（ｆ）の無
機質充填剤の配合量は、本発明である液状エポキシ樹脂
組成物（２）および（３）に対して４０〜８５重量％で
あることが好ましい。

【０１０２】この配合量が４０重量％未満では硬化物の
熱膨張係致が大きくなる傾向があるため、この組成物を
用いて封止した半導体装置は冷熟サイクル条件下におい
て損傷を受け易くなる一方、無機質充填剤の総配合量が
８５重量％超過では液状エポキシ樹脂組成物の粘度が高
くなりすぎて半導体素子と基板との間隙への充填性が悪
くなり、半導体装置の成形性が低下するおそれがある。

【０１０３】＜液状エポキシ樹脂組成物（１）〜（３）
−任意の成分＞本発明における液状エポキシ樹脂組成物
（１）〜（３）は、上記各成分を必須成分として調製、
製造されるものである。ここで「必須成分として含有す
る」ということは、挙示された成分のみからなるという
意味ではなくて、本発明の趣旨を損なわない限り任意の
成分を含んでも良いことを意味するものである。

【０１０４】従って、下記に例示する任意の成分を含ん
でも良い。

【０１０５】〈１〉熱可塑性樹脂、ゴム成分、各種オリ
ゴマー、およびその他のもの。耐クラック性を向上させ
るために、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の弾性率を
下げる目的でなどで添加されるものである。熱可塑性樹
脂の具体例としては、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエス
テル樹脂、フエノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ＭＢＳ樹
脂、ＡＢＳ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フ
ッ素ゴム、およびその他のもの、がある。

【０１０６】〈２〉各種プラスチック粉末、例えば各種
エンジニアリングプラスチック粉末、およびその他のも
の。低応力性を付与するために添加されるものである。
低応力性を付与する上記成分の最大粒子は、１０μｍ以
下で、好ましくは、５μｍ以下である。本発明の液状エ
ポキシ樹脂組成物中の各成分の粒子サイズより大きい場
合には、充填時に未充填が発生してしまう。

【０１０７】〈３〉さらに必要に応じて、シランカップ
リング剤、およびその他のフィラー表面処理剤、接着性
付与剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸
やその金属塩、酸アミド類、パラフィン類、およびその
他の離型剤、カーボンブラック、二酸化チタン、および
その他の顔料、ハロゲン化合物、リシ化合物、およびそ
の他の難燃化剤、三酸化アンチモン、およびその他の難
燃助剤、シリコーン化合物、有機ゴム、およびその他の
低応力付与剤、ハイドロタルサイト類、およびその他の
イオン捕捉剤、石油樹脂、ロジン、テルペン、インデン
樹脂、およびその他の粘着性付与剤、およびその他の各
種添加剤を適宜配合してもよい。

【０１０８】＜液状エポキシ樹脂組成物−配合、製造＞
本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、所定の原料を通常
良く知られている方法により製造することができる。

【０１０９】より具体的には、本発明の液状エポキシ樹
脂組成物は、原料である各成分を所定量用意して、万能
混合機、同芯二軸ミキサーなどの混合機に供給して混合
撹拌する方法、あるいは予め混合させた後、さらに三本
ロール、ボールミル、らいかい機、ホモジナィザーを用
いてフィラー成分と樹脂成分とを均一に混合する方法、
およびこれらの方法の一種または二種以上を組み合わせ
て使用すること、によって得ることができる。

【０１１０】得られる本発明の液状エポキシ樹脂組成物
は、６０℃における粘度が１００ポイズ以下が好まし
く、５０ポイズ以下であることが特に好ましい。

【０１１１】１００ポイズ超過ではフリップ・チップ接
続されたチップと基板との間の間隙への充填性が悪くな
って、半導体装置の成形性が低下するおそれがある。

【０１１２】なお、得られた本発明の液状エポキシ樹脂
組成物は、半導体素子の樹脂封止用の組成物として使用
されるだけでなく、他の用途においても使用することが
できるものである。

【０１１３】典型的には、精密電子部品、精密電気部
品、白動車部品、航空宇宙材料、摺動材料、耐熱積層
板、マウント剤、注型材料分野、耐熱接着剤、耐熱塗
料、およびその他の分野においても使用することが可能
である。

【０１１４】＜樹脂封止型半導体装置−製造、および利
用＞上記によって製造された本発明の液状エポキシ樹脂
組成物は、半導体樹脂封止用の機械の一部であるディス
ペンサーに充填され、ＢＧＡ、ＣＳＰ、ＣＯＧ、および
ＣＯＲやマルチ・チップ・モジュール、およびその他の
もの、のフリップ・チップ接続によってチップ半導体素
子を基板上に接続してなる半導体装置の樹脂封止用に有
効に使用される。

【０１１５】本発明の樹脂封止型半導体装置は、典型的
には、上記のようにフリップ・チップ接続されたチップ
と基板との間の間隙にディスペンサーに充填されている
液状エポキシ樹脂組成物を一定量吐出させて充填した
後、約１２０〜１５０℃の温度で約２〜６時間加熱して
硬化させるなどの、一般的な樹脂封止法によって、容易
に製造することができる。

【０１１６】なお、本発明の液状エポキシ樹脂組成物に
よって樹脂封止される半導体素子（チップ）は、例え
ば、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、ＩＣ、Ｌ
ＳＩ、超ＬＳＩ、ＣＣＤ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ、
およびその他の素子、が挙げられるが特にこれらに限定
されるものではない。

【０１１７】さらに、本発明による樹脂封止型半導体装
置は、パソコン、電子演算機、制御機械、液晶ディスプ
レイ、カード、電卓、時計、電子体温計、テープレコー
ダー、ＶＴＲ、小型、およびその他のもの機械、電子機
器、家電製品、およびその他のもの、の製造に用いられ
るが特にこれらに限定されるものではない。

【０１１８】

【実施例】本発明を下記実施例によってさらに詳細に説
明する。なお、本発明は、下記実施例に何ら制限される
ものではない。 〈１〉実施例１〜７および比較例１〜３は、以下に示す
各成分を原料として用いた。また、以下に示す各成分の
定義は、下記表１および表３に示す成分と同じである。

【０１１９】（ａ）エポキシ樹脂 エポキシ樹脂１は、グリシジルアミン型のエポキシ樹脂
である。

【０１２０】（エポキシ当量１０５、粘度１５ポアズ
（２５℃）、住友化学社製、ＥＬＭ−１００） エポキシ樹脂２は、グリシジルアミン型のエポキシ樹脂
である。

【０１２１】（エポキシ当量１１５、粘度１９ポアズ
（２５℃）、住友化学社製、ＥＬＭ−１２０） エポキシ樹脂３は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂で
ある。

【０１２２】（エポキシ当量１６８、粘度２９．５ポア
ズ（２５℃）、油化シェルエポキシ社製、エピコート８
０７）

【０１２３】（ｂ）硬化剤 硬化剤１は、フェノールノボラック樹脂である。

【０１２４】（水酸基当量１３５、粘度４７．４ポアズ
（２５℃）、明和化成社製、ＭＥＨ−８００５） 硬化剤２は、アリルフェノール樹脂である。（水酸基当
量１５４、粘度１５０ポアズ（２５℃）、三井東圧社
製、ＢＰＡ−ＣＡ） 硬化剤３は、アリルフェノール樹脂である。（水酸基当
量 １４９、粘度 ８ポアズ（２５℃）、三井東圧社
製、ＢＰＦ−ＳＴ−ＣＡ） 硬化剤４は、メチルテトラヒドロ無水フタル酸である。
（酸無水物当量１６６、粘度０．６２ポアズ（２５
℃）、新日本理化製社製、ＭＨ−７００）

【０１２５】（ｃ）マイクロカプセル型の潜在性触媒 マイクロカプセル型の潜在性触媒は、イミダゾール系マ
イクロカプセル型の潜在性触媒である。

【０１２６】（反応開始温度８７℃、旭化成社製、ＨＸ
−３０８８）

【０１２７】（ｄ）無機質充填剤 充填剤１は、球状シリカである。

【０１２８】（平均粒径３．３μｍ、最大粒径１５μ
ｍ） 充填剤２は、球状シリカである。

【０１２９】（平均粒径１．５μｍ、最大粒径５μｍ）

【０１３０】（ｅ）シランカップリング剤 シランカップリング剤は、エポキシシランカップリング
剤である。（日本ユニカー社製、Ａ−１８７） 下記表１（実施例１〜７、比較例１〜３）の組成表に従
って、上記の各成分を配合し、万能混合機により十分混
合した後、三本ロールを用いて１０分間混練して（回転
数 ２００rpm、室温）、所望の液状エポキシ樹脂組成
物を得た。

【０１３１】

【表１】 得られた、上記実施例１〜７、比較例１〜３にかかる液
状エポキシ樹脂組成物について、下記の一般的な特性に
ついて測定し、その結果を下記表２に記載した。

【０１３２】なお、粘度以外の他の特性測定において
は、上記液状エポキシ樹脂組成物を温度１００℃で１時
間、さらに温度１５０℃で４時間の熱処理を行って硬化
させて、試験片を得ることにより行った。

【０１３３】（１）粘度 東機産業社製のＥ型粘度計を用いて、回転数２rpm、温
度２５℃で測定した。 （２）ガラス転移点および熱膨張率 セイコー電子社製のＴＭＡを用いて、試験片を測定し
た。 （３）曲げ強度および曲げ弾性率 ＪｌＳ Ｋ−６９１１の手法に従い、試験片を測定し
た。 （４）吸水率 ＴＡＢＡＩ社製の高温恒湿槽（８５℃、８５％、１６８
時間）を用いて、試験片を測定した。

【０１３４】また、得られた、上記実施例１〜７、比較
例１〜３にかかる液状エポキシ樹脂組成物をディスペン
サーに供給して、プラスチック基板とチップをバンプ接
続（ハンダバンプを１００個）させたテスト用半導体素
子（１２ｍｍ×１２ｍｍチップ）との間隙（５０μｍ）
に上記液状エポキシ樹脂組成物を一定量吐出させて樹脂
封止した（基板温度は６０℃であった）。完全に樹脂封
止した後に、温度１００℃で１時間、温度１５０℃で４
時間、の熱処理を行って硬化させた。硬化処理後、得ら
れた樹脂封止型半導体装置について、下記の条件の下に
イニシャル不良チエックを行った後、冷熱サイクルテス
ト、耐湿信頼性テストを実施して、その結果を下記表２
に記載した。

【０１３５】（５）イニシャル不良チェック イニシャル不良チェックは半導体素子を基板に実装した
後、下記の冷熱サイクルテスト、耐湿信頼性評価を行な
う前にするものであってデバイスのオープン不良チェッ
クと動作チェックとを調べるものである。 （６）冷熱サイクルテスト（耐熱衝撃性評価） 上記得られた樹脂封止型半導体装置について、冷熱サイ
クル試験（ＴＣＴ試験）を行った。このテストは、上記
得られた樹脂封止半導体装置を、−６５℃で３０分間冷
却した後、室温で５分間放置し、さらに１５０℃で３０
分間加熱するという、冷熱サイクルを繰り返して行った
後、デバイスの動作チェックを行って不良発生率を調べ
るものである。 （７）耐湿信頼性評価 上記得られた樹脂封止型半導体装置について、プレッシ
ャークッカー試験（ＰＣＴ試験）により耐湿信頼性評価
を行った。この評価は、上記得られた樹脂封止型半導体
装置を、１２１℃、２気圧の飽和水蒸気雰囲気中に放置
して不良発生率を調べることにより行った。

【０１３６】更に、図１に示すようにガラスバンプを有
したガラスチップを用いて、ガラスバンプの先端にエポ
キシ樹脂系の接着剤を塗布してガラス基板に圧着固定
し、間隙が３０μｍであるテスト用ガラス製半導体素子
（１２ｍｍ×１２ｍｍチップ）を作成した。続いて、得
られた上記実施例１〜７、比較例１〜３にかかる液状エ
ポキシ樹脂組成物を用いて、上記ガラス基板とガラスチ
ップとの間の間隙に充填して図２に示すような樹脂封止
型ガラス製半導体装置を試作した。

【０１３７】得られた樹脂封止型ガラス製半導体装置の
充填性を評価するために、下記の測定、評価を行い下記
表２に記載した。

【０１３８】（８）注入樹脂の外観 樹脂封止型ガラス製半導体装置に充填された上記液状エ
ポキシ樹脂の均一性を顕微鏡観察により観察した。均一
の場合には（○）で評価した。 （９）ボイドの発生の有無 樹脂封止型ガラス製半導体装置に充填された上記液状エ
ポキシ樹脂の内部にボイドが発生しているか否かの有無
を超音波探傷装置により観察した。発生していない場合
には（○）とした。 （10）フローマークの発生の有無 樹脂封止型ガラス製半導体装置に充填された上記液状エ
ポキシ樹脂にフローマークが発生しているか否かの有無
を目視により観察した。発生していない場合には○とし
た。 （11）充填時間の測定 上記液状エポキシ樹脂組成物を用いて、ガラス基板とガ
ラスチップとの間隙（３０μｍ）に充填している際に充
填量が１５μｍに到達するまでの時間（ｍｉｎ）を測定
した。 （12）剥離個所の発生の有無 樹脂封止型ガラス製半導体装置に剥離個所が発生してい
るか否かの有無を顕微鏡観察、超音波探傷装置により観
察した。発生していない場合には（○）とした。 （13）接着性 接着性は、樹脂封止型ガラス製半導体装置内部のガラス
チップとガラス基板界面かへのインクの侵入距離（ｍ
ｍ）を測定することにより評価した。

【０１３９】具体的には、試験用樹脂封止型ガラス製半
導体装置をプレッシャークッカーにレッドインクを入れ
て、温度１２８℃、２．５気圧雰囲気中で処理した後、
水洗浄して水分拭き取リ、ガラスチップ−ガラス基板の
層間へのインクの浸入を顕微鏡を用いて観察し測定し
た。

【０１４０】

【表２】 上記表２に示す結果から、以下のことが分かる。

【０１４１】本発明品の液状エポキシ樹脂組成物（実施
例１〜７）は、その粘度が１０７ポアズ未満を示し、比
較例（比較例１〜３）の粘度（１４０ポアズ以上）と対
比しても、低粘度性であり流動性が良好であることが分
かる。このことは、本発明品の液状エポキシ樹脂組成物
の充填性が好ましいことを示している。

【０１４２】本発明品の液状エポキシ樹脂組成物は、グ
リシジルアミン型ののエポキシ樹脂を用いているので、
比較例に比べてガラス転移点が高く、熱膨張率も低いた
め半導体素子を樹脂封止する組成物として好ましいこと
が分かる。特にグリシジルアミン型ののエポキシ樹脂と
硬化剤として酸無水物を用いた実施例７のガラス転移点
は高い値（１９４℃）を示している。

【０１４３】本発明品の液状エポキシ樹脂組成物を用い
て半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置は、比較例
（最低でも４．７％）と比べて、イニシャルチェックの
不良率が０％であり、また冷熱サイクルテスト、耐湿信
頼性テストにおける不良個数は、比較例と比べてほとん
どなく、優れた耐熱衝撃性、耐湿信頼性、を有すること
がわかる。

【０１４４】本発明品の液状エポキシ樹脂組成物を用い
てガラスチップを樹脂封止してなる樹脂封止型ガラス製
半導体装置は、比較例に比べて充填したエポキシ樹脂組
成物の外観が良好であり、またボイド、フローマーク、
および剥離箇所の発生が見られず、さらに充填時間が短
く（最大８分、比較例は最大２５分）、接着性が優れて
おり、成型安定性、充填性、および耐湿信頼性、に優れ
ていることがわかる。 〈２〉実施例８〜１４および比較例４〜１０は、以下に
示す各成分を原料として用いた。また、以下に示す各成
分の定義は、下記表３および表４に示す成分と同じであ
る。

【０１４５】（ａ）エポキシ樹脂 エポキシ樹脂Ａは、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂で
ある。（エポキシ当量１６９、粘度３０ポアズ（２５
℃）、油化シェルエポキシ社製、エピコート８０７） エポキシ樹脂Ｂは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂で
ある。（エポキシ当量１８９、粘度３７ポアズ（２５
℃）、油化シェルエポキシ社製、エピコート８２８） エポキシ樹脂Ｃは、グリシジルアミン型のエポキシ樹脂
である。（エポキシ当量１０５、粘度１５ポアズ（２５
℃）、住友化学社製、ＥＬＭ−１００）

【０１４６】（ｂ）硬化剤 硬化剤は、メチルテトラヒドロ無水フタル酸である。
（酸無水物当量１６８、粘度０．６ポアズ（２５℃）、
新日本理化製社製、ＭＨ−７００）

【０１４７】（ｃ）硬化促進剤 硬化促進剤Ａは、イミダゾール系マイクロカプセル型の
潜在性触媒である。（反応開始温度８７℃、旭化成社
製、ＨＸ−３０８８） 硬化促進剤Ｂは、イミダゾール系マイクロカプセル型の
潜在性触媒である。（反応開始温度６５℃、旭化成社
製、ＨＸ−３７２２） 硬化促進剤Ｃは、高融点分解型潜在性触媒である。（反
応開始温度１２０℃、ジシアンジアミド） 硬化促進剤Ｄは、１，８−ジアザビシクロ（５，４，
０）ウンデンセン−７である。（サンアプロ社製、ＤＢ
Ｕ）

【０１４８】（ｄ）２つ以上のラジカル重合性二重結合
を有する重合性単量体（表３，４では単にラジカル重合
性単量体という）ジアリルフタレート

【０１４９】（ｅ）ラジカル重合開始剤 パークＤ（日本油化社製、ジクミルパーオキサイド）

【０１５０】（ｆ）無機質充填剤 充填剤Ａは、球状シリカである。（平均粒径４μｍ、最
大粒径12μｍ、日本化学工学社製、ＭＫ−０４） 充填剤Ｂは、球状シリカである。（平均粒径６μｍ、最
大粒径16μｍ、電気化学工業社製、ＦＢ−５Ｓ） 充填剤Ｃは、球状シリカである。（平均粒径10μｍ、最
大粒径37μｍ、電気化学工学社製、ＦＢ−10Ｓ） 充填剤Ｄは、球状シリカである。（平均粒径17μｍ、最
大粒径75μｍ、電気化学工学社製、ＦＢ−４８） 充填剤Ｅは、破砕状シリカである。（平均粒径５μｍ、
最大粒径20μｍ、東芝セラミック社製、USG−５Ａ） 充填剤Ｆは、破砕状シリカである。（平均粒径０．５μ
ｍ、最大粒径１μｍ、龍森社製、ＳＯ−２５Ｈ）

【０１５１】なお、上記無機質充填剤のうち充填剤Ａ、
Ｂは本明細書中に記載した第１球状シリカに相当するも
のであり、充填剤Ｆは本明細書中に記載した第２球状シ
リカに相当するのである。

【０１５２】（ｅ）シランカップリング剤 シランカップリング剤は、エポキシシランカップリング
剤である。（日本ユニカー社製、Ａ−１８７）

【０１５３】下記表３（実施例８〜１４）、下記表４
（比較例４〜１０）の組成表に従って、上記の各成分を
配合し、万能混合機により３０分撹拌混合した後、三本
ロールを用いて混練して（回転数２００rpm 、室温、１
０分）、所望の均質な液状エポキシ樹脂組成物を得た。

【０１５４】

【表３】

【０１５５】

【表４】 得られた、上記実施例８〜１４、比較例４〜１０にかか
る液状エポキシ樹脂組成物について、下記の一般的な特
性について測定し、その結果を下記表５、６に記載し
た。

【０１５６】（１）粘度 東機産業社製のＥ型粘度計を用いて、回転数６ｒｐｍ、
温度２５℃で測定した。

【０１５７】（２）貯蔵安定性 上記液状エポキシ樹脂組成物について、製造直後の粘度
と１ヶ月後経過後の粘度を測定して、製造直後に対する
１ヶ月後の粘度増加倍率を求めた。なお、保存温度は３
０℃であり、粘度測定は、共に東機産業社製のＥ型粘度
計を用いて、回転数６ｒｐｍ、温度２５℃で測定した。

【０１５８】（３）ガラス転移点および熱膨張係数 上記液状エポキシ樹脂組成物を温度１２０℃で２時間、
さらに温度１５０℃で２時間の熱処理を行って硬化させ
て試験片を得た後に、ガラス転移点および熱膨張係数を
測定した。測定はセイコー電子社製を用いて行った。次
に、フリップ・チップ接続を用いた半導体素子の樹脂封
止における成形性の評価を測定するために、チップと基
板との間の間隙に上記液状エポキシ樹脂組成物を充填す
ることによりその充填性を調べた。

【０１５９】（４）成形性評価（充填性） 試験用半導体素子（７ｍｍ×７ｍｍ）を、セラミックス
基板上にバンプによりフェイスダウン方式で接続して半
導体装置を作製した。得られた半導体装置のセラミック
基板をヒーターで６０℃に加熱し、この状態でチップと
セラミック基板との間の間隙（３０μｍ）に上記液状エ
ポキシ樹脂組成物を流し込んで、その充填性を超音波探
傷装置により観察した。なお、充填性の評価は、充填率
９５％以上を（○）、充填率７０％を（△）、充填率５
０％未満を（×）、として表した。次に、上記液状エポ
キシ樹脂組成物を充填した後に、温度１２０℃で２時
間、さらに温度１５０℃で２時間の熱処理を行って硬化
させて樹脂封止型半導体装置を作成し、下記の条件の下
に、耐熱衝撃性評価、耐湿信頼性評価を行って、その結
果を下記表５、６に記載した。

【０１６０】（５）耐熱衝撃性評価（冷熱サイクルテス
ト） 上記得られた樹脂封止型半導体装置について、冷熱サイ
クル試験（ＴＣＴ試験）を行った。このテストは、上記
得られた樹脂封止半導体装置を、−６５℃で３０分間冷
却した後、室温で５分間放置し、さらに１５０℃で３０
分間加熱するという、冷熱サイクルを繰り返して行った
後、デバイスの動作チェックを行って不良発生率を調べ
るものである。

【０１６１】（６）耐湿信頼性評価 上記得られた樹脂封止型半導体装置について、プレッシ
ャークッカー試験（ＰＣＴ試験）により耐湿信頼性の評
価を行った。この評価は、上記得られた樹脂封止型半導
体装置を、１２１℃、２気圧の飽和水蒸気雰囲気中に放
置して不良発生率を調べるものである。

【０１６２】

【表５】

【０１６３】

【表６】 上記表５、６の結果から下記のことがわかる。

【０１６４】本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、粘度
が最大でも６０ポイズであり、比較例の粘度（最小で１
５０ポアズ）と比べても、低粘度で、流動性が良好であ
ることがわかる。このことから本発明の液状エポキシ樹
脂組成物は、比較例に比べて充填性に優れていることが
わかる。

【０１６５】また、１ヶ月貯蔵経過後の粘度増加は最大
でも１．０５倍であり、比較例（最小で１．０倍）と比
べても、粘度増加は低くく、貯蔵安定性は極めて優れて
いる。

【０１６６】本発明の液状エポキシ樹脂組成物を硬化さ
せてなる硬化物は、半導体封止用として適切な範囲の熱
膨張係数を有しており、またグリシジルアミン型のエポ
キシ樹脂を用いている実施例１２、１４は、特にガラス
転移温度も高いことがわかる。

【０１６７】さらに、本発明の液状エポキシ樹脂組成物
による基板と半導体素子との間の間隙への充填性は良好
であり、具体的には充填率が９５％以上であって未充填
なものは観察されなかった。これに対して比較例による
充填性は、具体的には充填率が５０％未満と低く、特に
充填剤の最大粒径が本発明の範囲を外れる液状エポキシ
樹脂組成物（比較例６）は、充填剤の目詰りが発生しや
すく間隙への充填性が悪かった。また本発明の球状シリ
カとは異なる破砕状シリカを配合した液状エポキシ樹脂
組成物（比較例９）は、粘度が著しく高い（２８０ポア
ズ）ために、流動性、充填性が著しく劣っている。

【０１６８】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、低粘度で流動性、充填性がよく、半導体素子と基板
との間の間隙に充填する際の作業安定性に優れ、またそ
の硬化物のガラス転移温度、熱膨張係数等が、樹脂封止
用に用いるのに適したバランス特性を有するエポキシ樹
脂組成物を得ることができる。

【０１６９】また、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の
硬化物を用いて半導体素子を封止してなる本発明の樹脂
封止型半導体装置は、耐熱衝撃性、および耐湿信頼性を
有するものである。

【０１７０】従って、本発明の樹脂封止型半導体装置
は、電子機器の高密度実装化、高集積度化、半導体デバ
イスの高密度化、動作の高速化、高ピンカウント化、お
よびパッケージの小型化、薄型化に対応することが可能
であり、その工業的価値は極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液状エポキシ樹脂組成物により樹脂封
止する前のガラスバンプを有したガラスチップの断面図
を示すものである。

【図２】本発明の液状エポキシ樹脂組成物を用いて樹脂
封止した樹脂封止型ガラス製半導体装置の外観図を示す
ものである。

【符号の説明】

１ 本発明の液状エポキシ樹脂組成物の硬化物 ２ ガラスバンプ ３ ガラスチップ ４ エポキシ樹脂接着剤 ５ ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 田 康 之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝研究開発センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記（ａ）〜（ｄ）の各成分を含んでなる
   ことを特徴とする、液状エポキシ樹脂組成物。 （ａ）グリシジルアミン型のエポキシ樹脂、（ｂ）硬化
   剤、（ｃ）マイクロカプセル型の潜在性触媒、（ｄ）無
   機質充填剤。
2. 【請求項２】下記（ａ）〜（ｆ）の各成分を含んでなる
   ことを特徴とする、液状エポキシ樹脂組成物。 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）潜在性触
   媒、（ｄ）２つ以上のラジカル重合性二重結合を有する
   重合性単量体、（ｅ）ラジカル重合開始剤、（ｆ）無機
   質充填剤。
3. 【請求項３】下記（ａ）〜（ｆ）の各成分を含んでなる
   ことを特徴とする、液状エポキシ樹脂組成物。 （ａ）グリシジルアミン型のエポキシ樹脂、（ｂ）硬化
   剤、（ｃ）マイクロカプセル型の潜在性触媒、（ｄ）２
   つ以上のラジカル重合性二重結合を有する重合性単量
   体、（ｅ）ラジカル重合開始剤、（ｆ）無機質充填剤。
4. 【請求項４】半導体素子を請求項１〜３に記載された液
   状エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止してなること
   を特徴とする、樹脂封止型半導体装置。