JPH11263826A - 半導体封止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】 流動性、保存安定性、硬化性に優れ、接着性
に優れ、パッケージ反り量が少なく、かつワイヤー流れ
率が小さく、作業性及び信頼性に優れる硬化物を与える
エポキシ樹脂組成物を得る。 【解決手段】 式（１）の多官能型エポキシ樹脂と、式
（２）の多官能型フェノール樹脂硬化剤と、有機リン系
硬化促進剤と、アミノシランカップリング剤と、無機質
充填剤とを必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組
成物。 【化１】 （Ｒ¹，Ｒ²はＨ、−ＣＨ₃又は−Ｃ（ＣＨ₃）₃、Ｒ³は
Ｈ、−ＣＨ₃又は−Ｃ₂Ｈ₅、ｋは１〜５の整数であ
る。） 【化２】 （Ｒ¹〜Ｒ³は上記の通り、ｎは１〜５の整数である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動性、保存安定
性、硬化性が良好で、かつ接着性に優れ、パッケージの
反り量が小さく、ワイヤー流れが少なく、耐湿信頼性に
優れた硬化物を与え、ボール・グリッド・アレイ（以
下、ＢＧＡと記す）封止用に好適な半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物及びこの組成物の硬化物で封止された半導
体装置、特にＢＧＡパッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中で樹脂封止型デバイスが主流になってい
るが、一般にエポキシ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べて
成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れ
ているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止す
ることが多く行われている。

【０００３】特に近年、ＢＧＡというパッケージがモト
ローラ社で開発されたが、これは回路基板にチップを直
接実装し、その上をプラスチック封止するという特殊な
構造を有している。このＢＧＡは、基板に対して片側だ
けを樹脂封止するため、基板と樹脂の収縮率の差に起因
するパッケージの反り現象が大きな問題となる。

【０００４】この問題点を克服するため、樹脂の高Ｔｇ
（ガラス転移温度）化及び低膨張化により基板と樹脂の
収縮率の差を小さくし、パッケージ反り量を抑える試み
が種々行われてきた。具体的には、エポキシ樹脂に多官
能型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラック樹
脂、硬化促進剤にイミダゾール化合物を使用して高Ｔｇ
化し、シリカフィラーを高充填することで低膨張化する
提案がなされている。また、シリカフィラーを高充填
し、かつ高流動性を維持するため破砕状シリカを含まな
い全球状シリカを使用し、その粒度分布の最適化を図る
技術や、カップリング剤によるシリカ表面処理を最適化
する技術も公知となっている。

【０００５】加えて、デバイスの信頼性を評価する際に
重視しなければならない特性として、基板表面を被覆し
ているソルダマスクと樹脂との接着性が挙げられる。こ
の樹脂とソルダマスクの接着性は、カップリング剤とし
てエポキシシランカップリング剤やメルカプトシランカ
ップリング剤を選択することにより飛躍的に向上できる
ことはよく知られている。

【０００６】しかしながら、上記の従来技術には以下に
挙げる種々の欠点があることが判明してきた。即ち、硬
化促進剤にイミダゾール化合物を使用したエポキシ樹脂
組成物は、リン系硬化促進剤を使用した場合に比べて保
存安定性に劣り、樹脂封止工程での急激な粘度上昇によ
るワイヤー流れ及び未充填が発生し易くなる。また、エ
ポキシ樹脂中の加水分解性塩素が引き抜かれ易くなるた
め、耐湿信頼性にも問題が生じてしまう。更に、年々進
むパッケージ大型化に対応するため、更なる低膨張化が
必要となるが、現行のシリカ高充填では高粘度化により
ワイヤー流れが頻発してしまう。

【０００７】また、上記エポキシ樹脂組成物は、添加す
るカップリング剤の種類によっては樹脂封止時の硬化性
が阻害され、結果的にパッケージ反り量が増大してしま
うことがある。

【０００８】従来のＢＧＡ封止用樹脂組成物は、上記の
ように様々な問題点を抱えており、有効な解決策は未だ
見つからないのが現状であった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、流動性、保存安定性、硬化性が良好で、
接着性に優れ、パッケージ反り量及びワイヤー流れ率が
小さく、作業性及び信頼性に優れる硬化物を与える半導
体封止用エポキシ樹脂組成物及びこの組成物の硬化物で
封止された半導体装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、下記一般式（１）で表わされる多官能型エポキシ樹
脂と、下記一般式（２）で表わされる多官能型フェノー
ル樹脂硬化剤と、下記一般式（３）で表わされる有機リ
ン系硬化促進剤と、下記一般式（４）で表わされるアミ
ノシランカップリング剤と、無機質充填剤とを必須成分
として組み合わせて配合することにより、上記した従来
のエポキシ樹脂組成物の問題点が解決されて、流動性が
よく、高温で長時間保存しても安定で、速硬化性である
上、耐湿信頼性に優れ、優れた基材接着性を有し、ＢＧ
Ａパッケージ封止時においてもパッケージ反り現象がほ
とんど起こらず、ワイヤー流れ率も小さい硬化物を与え
ること、従って、上記エポキシ樹脂組成物は、ＢＧＡ封
止用樹脂等として好適に使用できることを知見し、本発
明をなすに至った。

【００１１】

【化６】 （但し、式中Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ独立に水素原子、メチ
ル基又はｔｅｒｔ−ブチル基であり、Ｒ³は水素原子、
メチル基又はエチル基、好ましくは水素原子である。ｋ
は１〜５の整数である。）

【００１２】

【化７】 （但し、式中Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³は上記と同じ意味を示し、
ｎは１〜５の整数である。）

【００１３】

【化８】

【００１４】

【化９】 （式中、Ａは炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ
置換アルキル基、ａは０又は１、Ｒ⁶は水素原子、−Ｃ₂
Ｈ₄ＮＨ₂又は−Ｃ₆Ｈ₅を示す。）

【００１５】従って、本発明は、上記一般式（１）で表
わされる多官能型エポキシ樹脂と、上記一般式（２）で
表わされる多官能型フェノール樹脂硬化剤と、上記一般
式（３）で表わされる有機リン系硬化促進剤と、上記一
般式（４）で表わされるアミノシランカップリング剤
と、無機質充填剤とを必須成分として含有してなること
を特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこの
組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供する。

【００１６】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、下記
一般式（１）で示される多官能型エポキシ樹脂である。

【００１７】

【化１０】 （但し、式中Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ独立に水素原子、メチ
ル基（−ＣＨ₃）及びｔｅｒｔ−ブチル基（−Ｃ（Ｃ
Ｈ₃）₃）から選ばれる基である。また、Ｒ³は水素原
子、メチル基（−ＣＨ₃）又はエチル基（−Ｃ₂Ｈ₅）で
ある。ｋは１〜５、好ましくは１〜３の整数である。）

【００１８】上記式（１）の多官能型エポキシ樹脂は、
分子運動が抑制されるためにガラス転移温度（以下、Ｔ
ｇと記す）が高いという特徴を有している。ＢＧＡパッ
ケージは、ガラス繊維積層板にＢＴレジンなど有機樹脂
を含浸させた回路基板に対する片面樹脂封止、いわゆる
バイメタル構造のために大変反り易く、樹脂の選択によ
って反り量を低減する必要がある。反り量を低減する方
法としては、その基板と同じ収縮率をもつ樹脂組成物、
つまりほぼ同じＴｇと膨張係数の樹脂組成物で封止すれ
ばよい。従って、Ｔｇの高いエポキシ樹脂組成物が望ま
しく、上記式（１）のエポキシ樹脂を使用することによ
り、高Ｔｇのエポキシ樹脂組成物を得ることができる。

【００１９】この場合、式（１）の構造に導入される置
換基Ｒ¹，Ｒ²は、それぞれ水素原子、−ＣＨ₃基、−Ｃ
（ＣＨ₃）₃基、あるいはこれらの混合されたものであ
る。樹脂組成物の硬化物のＴｇを高くしたい場合、置換
基Ｒ¹，Ｒ²は水素原子又は−ＣＨ₃基で置換した構造が
望ましく、また、吸水率を小さくしたい場合は、−Ｃ
（ＣＨ₃）₃基で置換した構造が望ましい。また、式
（１）の構造に導入される置換基Ｒ³は水素原子、メチ
ル基又はエチル基であるが、好適には水素原子である。

【００２０】上記式（１）の多官能型エポキシ樹脂は、
その分子量について特に制限はないが、一般的には４０
０〜１，２００程度、好ましくは５００〜８００程度の
範囲のものであればよい。また、エポキシ当量に関して
も特に限定はないが、一般的には１５０〜３００程度、
好ましくは１６０〜２００程度の範囲のものであればよ
い。また、シリコーン変性されていても問題はない。

【００２１】更に、上記式（１）のエポキシ樹脂は、耐
湿信頼性向上のためにこれらのエポキシ樹脂中に含有さ
れるアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲンその他
イオン性不純物が極力少ないことが望ましい。

【００２２】本発明において、エポキシ樹脂としては、
上記式（１）のエポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂、
例えばオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エ
ポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；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
等のビスフェノール型エポキシ樹脂；式（１）以外のト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポ
キシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性エポキシ樹脂；フ
ェノールアラルキル型エポキシ樹脂；ビフェニルアラル
キル型エポキシ樹脂などを併用して配合することができ
る。

【００２３】本発明組成物に使用されるエポキシ樹脂
は、全エポキシ樹脂中の７０重量％以上、特に９０〜１
００重量％が式（１）の多官能型エポキシ樹脂であるこ
とが望ましい。式（１）の多官能型エポキシ樹脂の含有
量が７０重量％未満で他のエポキシ樹脂が３０重量％を
超えると、Ｔｇが低下し、ＢＧＡの反り量が増加してし
まう場合がある。

【００２４】次に、硬化剤としては、下記一般式（２）
で表わされる多官能型フェノール樹脂硬化剤を使用する
ものであり、本発明では式（１）の多官能型エポキシ樹
脂と同様の理由で式（２）の多官能型フェノール樹脂硬
化剤が使用される。

【００２５】

【化１１】 （但し、式中Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ独立に水素原子、メチ
ル基又はｔｅｒｔ−ブチル基であり、好ましくは水素原
子である。Ｒ³は水素原子、メチル基又はエチル基であ
り、好ましくは水素原子である。ｎは１〜５、好ましく
は１〜３の整数である。）

【００２６】上記式（２）の多官能型フェノール樹脂硬
化剤の分子量については特に制限はないが、一般的には
２００〜１，０００程度、好ましくは３００〜６００程
度の範囲のものであればよい。水酸基当量に関しても特
に限定はないが、一般的には１００〜１５０程度、好ま
しくは１１０〜１２０程度の範囲のものであればよい。
また、シリコーン変性されていても問題はない。

【００２７】更に、式（２）の多官能型フェノール樹脂
硬化剤は、耐湿信頼性向上のためにフェノール樹脂中に
含有されるアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン
その他イオン性不純物が極力少ないことが望ましい。

【００２８】硬化剤としては、上記式（２）の多官能型
フェノール樹脂以外の他のフェノール樹脂、例えばフェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等の
ノボラック樹脂；ビスフェノールＡ型樹脂、ビスフェノ
ールＦ型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂；パ
ラキシリレン変性フェノール樹脂；メタキシリレン変性
フェノール樹脂；オルソキシリレン変性フェノール樹
脂；式（２）以外のトリフェノールアルカン型樹脂；ナ
フタレン型フェノール樹脂；ジシクロペンタジエン変性
フェノール樹脂；ビフェニル型フェノール樹脂；フェノ
ールアラルキル樹脂；ビフェニルアラルキル樹脂などを
併用して配合してもよい。

【００２９】本発明組成物に使用されるフェノール樹脂
硬化剤は、全フェノール樹脂硬化剤中の７０重量％以
上、好ましくは９０〜１００重量％が式（２）の多官能
型フェノール樹脂であることが望ましい。式（２）の多
官能型フェノール樹脂の含有量が７０重量％未満で他の
フェノール樹脂硬化剤が３０重量％を超えると、Ｔｇが
低下し、ＢＧＡの反り量が増加してしまう場合がある。

【００３０】フェノール樹脂硬化剤の配合量は、エポキ
シ樹脂とフェノール樹脂硬化剤の合計に対して２５〜４
０重量％が好ましい。２５重量％未満もしくは４０重量
％を超える場合には、エポキシ樹脂中のエポキシ基数と
フェノール樹脂硬化剤中の水酸基数との差が大きすぎ
て、組成物の硬化性が低下し、それが硬化物のＴｇの低
下、線膨張係数の上昇につながり、ＢＧＡの反り量が増
加してしまう場合がある。従って、フェノール樹脂硬化
剤の配合量は、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１
モルに対し、フェノール樹脂中に含まれるフェノール性
水酸基のモル比が０．５〜１．５、特には０．８〜１．
２の範囲となるように配合することもできる。

【００３１】本発明で使用される硬化促進剤は、下記一
般式（３）で表わされる有機リン系硬化促進剤である。

【００３２】

【化１２】

【００３３】上記式（３）において、Ｒ⁴は水素原子、
同一もしくは異種の炭素数１〜４のアルキル基又はアル
コキシ基であり、例えば水素原子、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチ
ル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブ
トキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等が挙げられる。ｔは
０〜４の整数であり、ｑ，ｒはそれぞれ０〜１２、好ま
しくは０〜４、特には０又は１の整数である。

【００３４】上記式（５）のＲ⁵の水素原子、同一もし
くは異種の炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基
としては、上記Ｒ⁴と同様の基を挙げることができる。

【００３５】このような有機リン系化合物として具体的
には、下記構造の化合物が例示される。

【００３６】

【化１３】

【００３７】

【化１４】

【００３８】これらの硬化促進剤は、１種を単独で使用
しても２種以上を併用してもよく、また、その添加量は
特に制限されないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量
１００重量部に対して０．００１〜１０重量部、より好
ましくは０．００５〜５重量部、更に好ましくは０．０
１〜１重量部の範囲にすることが好ましい。配合量が少
なすぎると硬化反応が十分に起こりにくく、金型離型性
が悪くなる場合があり、多すぎると成形時の粘度が高く
なるとともに、耐湿性などの信頼性が悪くなる場合があ
る。

【００３９】硬化促進剤として、上記式（３）の有機リ
ン系硬化促進剤と共に必要に応じて公知のその他の硬化
促進剤を併用して添加することもできる。その他の硬化
促進剤としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリ
ブチルホスフィン、トリ（ｐ−トルイル）ホスフィン、
トリ（ｐ−メトキシフェニル）ホスフィン、トリ（ｐ−
エトキシフェニル）ホスフィン、トリフェニルホスフィ
ン・トリフェニルボレートなどの上記式（３）以外の有
機ホスフィン化合物；テトラフェニルホスホニウム・テ
トラフェニルボレートなどの４級ホスホニウム塩類；ト
リエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチル
ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や１，
８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン等のシク
ロアミジン化合物などのアミン系化合物；２−メチルイ
ミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４
−メチルイミダゾール、２−エチル−４，５−ジメチル
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、２−フェニル−４−ヒド
ロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジ
（ヒドロキシメチル）イミダゾールなどのイミダゾール
類が挙げられる。なお、その他の硬化促進剤の配合量
は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とすることが
でき、通常エポキシ樹脂とフェノール樹脂との総量１０
０重量部に対して０〜５重量部、特に０〜１重量部とす
ることができる。

【００４０】上記硬化促進剤は、樹脂組成物中に分散し
易くするために予め樹脂成分と混合し、これを粉砕して
もよい。

【００４１】本発明で使用されるシランカップリング剤
は、下記一般式（４）で表わされるアミノシランカップ
リング剤である。

【００４２】

【化１５】 （式中、Ａは炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ
置換アルキル基、ａは０又は１、Ｒ⁶は水素原子、−Ｃ₂
Ｈ₄ＮＨ₂又は−Ｃ₆Ｈ₅を示す。）

【００４３】Ａのアルキル基又はアルコキシ置換アルキ
ル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒ
ｔ−ブチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、
メトキシエチル基、エトキシエチル基等が挙げられる。

【００４４】上記式（４）の化合物は、樹脂組成物中の
エポキシ樹脂やフェノール樹脂硬化剤、そしてＢＧＡ基
板上のソルダマスクなどのような有機成分やシリカ表面
のような無機成分に対して親和性が高いため、樹脂組成
物中への分散性が良好である。そのため、シリカフィラ
ーに対する有機樹脂のぬれ性を改善し、樹脂組成物の流
動性向上、有機樹脂とシリカフィラー界面の接着力向
上、樹脂組成物とソルダマスクとの接着力向上効果が高
い。このような特性から樹脂組成物の低粘度化が可能と
なり、ワイヤー流れを防止し、接着力の向上は半田浸漬
時の信頼性向上につながる。

【００４５】このようなシランカップリング剤として具
体例には、下記構造の化合物が例示される。 （ＣＨ₃Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₂Ｈ₄ＮＨ₂ （Ｃ₂Ｈ₅Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₂Ｈ₄ＮＨ₂ （ＣＨ₃Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （Ｃ₂Ｈ₅Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （ＣＨ₃Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₆Ｈ₅

【００４６】

【化１６】

【００４７】上記式（４）のシランカップリング剤の添
加量は特に制限されないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の
合計量１００重量部に対して０．２〜３重量部、特に
０．１５〜１．５重量部の範囲とすることが好ましい。

【００４８】また、本発明のシランカップリング剤は、
他の種類のカップリング剤と併用しても差し支えなく、
これにより他の要求性能とのバランスを向上させること
ができる。他のカップリング剤としては、エポキシ基や
メルカプト基を有するもの、例えばγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメ
トキシシランなどが挙げられる。なお、他のカップリン
グ剤を併用する場合は、上記式（４）のアミノシランカ
ップリング剤の使用割合が全カップリング剤中の３０重
量％以上、特に５０〜７０重量％となるように他のカッ
プリング剤の添加量を調整することが好ましく、３０重
量％未満では、ＢＧＡ基板上のソルダマスクなどのよう
な有機成分やシリカ表面のような無機成分に対しての親
和性が低下し、接着性が低下したり、組成物の溶融粘度
が上昇して、モールド時にワイヤー流れの原因になるこ
とがある。

【００４９】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、無機質充填剤を配合することにより封止材の膨張係
数を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させるこ
とができる。このような無機質充填剤としては、通常の
エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することが
できる。具体的には、破砕状、球状の形状を有する溶融
シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にアルミ
ナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライ
ド、酸化チタン、ガラス繊維等を使用することもでき
る。

【００５０】更に、硬化物の低膨張化と成形性を両立さ
せるためには、上記無機質充填剤として球状と破砕品と
のブレンド、あるいは球状品のみを用いることが好まし
い。更に、上記無機質充填剤の平均粒径は５〜３０μｍ
の範囲が好適である。この平均粒径は、例えば、レーザ
ー光回折法の分析手段による重量平均値（又はメジアン
径）などとして求めることができる。

【００５１】なお、無機質充填剤は、樹脂と無機質充填
剤表面との結合強度を強くするため、予めシランカップ
リング剤などで表面処理したものを配合することが好ま
しい。ここで、表面処理に用いるカップリング剤量及び
表面処理方法については特に制限されない。

【００５２】この無機質充填剤の配合量は特に限定され
ないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量１００重量部
に対して２００〜１，２００重量部、特に４００〜１，
０００重量部とすることが好ましい。配合量が２００重
量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体素子に加わ
る応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合があり、
１，２００重量部を超えると成形時の粘度が高くなり、
成形性が悪くなる場合がある。

【００５３】本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述の原
料以外に必要に応じてカーボンブラック等の着色剤、ブ
ロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤、シ
リコーンオイル、シリコーンゴム、オルガノポリシロキ
サンとエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の芳香族樹脂と
の共重合体等の低応力成分などを添加することができ
る。なお、これら任意成分の添加量は、本発明の効果を
妨げない範囲で通常量とすることができる。

【００５４】本発明の樹脂組成物は、上記エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、アミノシランカップリング
剤、無機質充填剤、硬化促進剤、その他の添加剤をミキ
サーにて常温混合し、ロールや押出し機などの一般混練
機にて混練して冷却後、粉砕することで成形材料とする
ことができる。なお、硬化条件は、１６５〜１８５℃で
１〜３分程度、ポストキュアーは１７０〜１８０℃で４
〜８時間程度とすることができる。

【００５５】

【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、保存安定性、硬化性、接着性に優れ、ソ
ルダマスクへの接着性も良好であり、パッケージ反り量
が少なく、かつワイヤー流れ率が小さく、作業性及び信
頼性に優れる硬化物を与えるもので、ＢＧＡ封止用樹脂
等として好適に使用することができる。

【００５６】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、以下の例において部はいずれも重量
部である。

【００５７】〔実施例１〜６、比較例１〜５〕表１，２
に示す成分を熱２本ロールにて均一に溶融混合し、冷
却、粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
なお、使用したエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、シランカップリング剤の構造は下記の通り
である。

【００５８】これらの組成物につき、次の（イ）〜
（チ）の諸特性を測定した。結果を表１，２に併記す
る。 （イ）スパイラルフロー値 ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、７０
ｋｇｆ／ｍｍ²、成形時間９０秒の条件で測定した。 （ロ）ゲル化時問 組成物のゲル化時間を１７５℃熱板上で測定した。 （ハ）溶融粘度 高下式フローテスター（島津製作所社製）を用いて１７
５℃で測定した。 （ニ）熱時硬度 ＪＩＳ−Ｋ ６９４４に準じて１７５℃、７０ｋｇｆ／
ｍｍ²、成形時間６０秒の条件で４×１０×１００ｍｍ
の硬化物を成形したとき、その熱時硬度をバーコール硬
度計で測定した。 （ホ）ガラス転移温度及び線膨張係数 １７５℃、７０ｋｇｆ／ｍｍ²、成形時間９０秒の条件
で５×５×１５ｍｍの試験片を成形し、１８０℃で４時
間ポストキュアーしたものを用い、ディラトメーターに
より５℃／分で昇温させることにより測定した。 （ヘ）保存安定性 エポキシ樹脂組成物をアルミニウム製の密封袋に入れ、
２５℃で７２時間高温器中に放置した。放置後の組成物
のスパイラルフロー値を（イ）と同様に測定し、初期値
に比べて低下したパーセンテージを算出した。

【００５９】（ト）パッケージ反り量 図１に示されるようなＢＧＡパッケージについて、チッ
プを実装した回路基板１上に１７５℃、７０ｋｇｆ／ｍ
ｍ²、成形時間９０秒の条件で５×５×１５ｍｍの試験
片を封止樹脂２として成形後、モールド樹脂面の反り量
をレーザー式うねり測定装置（安永社製）で測定した。
更に、１８０℃で４時間ポストキュアーした後、再び同
様に測定した。測定条件は下記の通りである。

【００６０】測定方法：うねり測定装置（μｍ） チップ無し：３５×３５ｍｍ サンプル数：ｎ＝３ 反り量：平均値 成形温度：１７５℃ 成形時間：９０秒 ポストキュアー：１８０℃で４時間

【００６１】（チ）基材接着性 １７５℃、７０ｋｇｆ／ｍｍ²、成形時間９０秒の条件
で図２に示されるような接着性評価サンプル３を基板４
上に成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーをした
後、プッシュプルゲージを用いて剪断接着力の測定を行
った。測定条件は下記の通りである。

【００６２】測定方法：剪断接着力（ｋｇｆ） 剪断速
度 １ｍｍ／秒 基板：ＰＳＲ ４０００ＡＵＳ５コートＢＴ板 接着面積：１０ｍｍ² サンプル数：ｎ＝８ 接着力データ：平均値 成形温度：１７５℃ 成形時間：９０秒 ポストキュアー：１８０℃で４時間 劣化条件：８５℃、８５％ＲＨ、７２時間−ＩＲリフロ
ー２回

【００６３】

【化１７】

【００６４】

【化１８】

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】表１，２の結果より、本発明の特定構造の
エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、シ
ランカップリング剤を配合したエポキシ樹脂組成物は、
流動性が良好であり、速硬化性に優れると共に保存安定
性に優れ、また、高いガラス転移温度を有し、ＢＧＡパ
ッケージの反り量が小さい上、ソルダマスクへの接着性
が良好である。従って、本発明のエポキシ樹脂組成物を
使用した半導体装置は、リフロー時の耐クラック性及び
信頼性に優れるものであることが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】パッケージ反り量評価に使用するＢＧＡパッケ
ージの概略図である。

【図２】基材接着性に使用した接着性評価サンプルの概
略図である。

【符号の説明】

１ 回路基板 ２ 封止樹脂 ３ 接着性評価サンプル ４ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｂ Ｃ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表わされる多官能型
   エポキシ樹脂と、下記一般式（２）で表わされる多官能
   型フェノール樹脂硬化剤と、下記一般式（３）で表わさ
   れる有機リン系硬化促進剤と、下記一般式（４）で表わ
   されるアミノシランカップリング剤と、無機質充填剤と
   を必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキ
   シ樹脂組成物。 【化１】 （但し、式中Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ独立に水素原子、メチ
   ル基又はｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ³は水素原子、メチル
   基又はエチル基である。ｋは１〜５の整数である。） 【化２】 （但し、式中Ｒ¹，Ｒ²はそれぞれ独立に水素原子、メチ
   ル基又はｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ³は水素原子、メチル
   基又はエチル基である。ｎは１〜５の整数である。） 【化３】 〔但し、式中Ｒ⁴はそれぞれ独立に水素原子、同一もし
   くは異種の炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基
   を示し、ｍはそれぞれ独立に０〜４の整数である。Ｘは
   −（ＣＨ₂）_p−（式中、ｐは３〜１２の整数である。）
   又は下記一般式（５）で表わされる基である。 【化４】 （式中Ｒ⁵は水素原子、同一もしくは異種の炭素数１〜
   ４のアルキル基又はアルコキシ基を示し、ｔは０〜４の
   整数であり、ｑ，ｒはそれぞれ独立に０〜１２の整数で
   ある。）〕 【化５】 （式中、Ａは炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ
   置換アルキル基、ａは０又は１、Ｒ⁶は水素原子、−Ｃ₂
   Ｈ₄ＮＨ₂又は−Ｃ₆Ｈ₅を示す。）
2. 【請求項２】 請求項１記載のエポキシ樹脂組成物の硬
   化物で封止された半導体装置。