JPH11323086A - 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】 （修正有） 【解決手段】 （ａ）エポキシ樹脂 （ｂ）硬化剤 （ｃ）下記平均組成式（１） Ｒ¹ _mＲ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2}
（１） （但し、式中のＲ¹はフェニル基、Ｒ²は炭素数１〜６の
芳香環を含まない一価炭化水素基又は水素原子、Ｒ³は
炭素数１〜４の一価炭化水素基を表わし、ｍ、ｎ、ｐ、
ｑは０．５≦ｍ≦２．０、０≦ｎ≦１．０、０．４２≦
ｐ≦２．５、０≦ｑ≦０．３５、０．９２≦ｍ＋ｎ＋ｐ
＋ｑ≦２．８を満足する数である。）で表わされるオル
ガノポリシロキサン：上記（ａ）、（ｂ）成分の合計量
１００重量部に対して０．１〜５０重量部 （ｄ）無機充填剤：上記（ａ）、（ｂ）成分の合計量１
００重量部に対して４００〜１，２００重量部を含有す
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【効果】 このエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止され
た半導体装置は、高い難燃性が付与され、信頼性の高い
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温放置特性、難
燃性及び耐リフロークラック性に優れると共に、有毒な
Ｓｂ₂Ｏ₃を含有しない硬化物を与えることができる半導
体封止用エポキシ樹脂組成物及び該樹脂組成物の硬化物
で封止した半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体デバイスは樹脂封止型のダイオード、トランジス
ター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっており、一
般にエポキシ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、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。そしてエポキシ樹脂組成物中には、
難燃性規格であるＵＬ−９４のＶ−０を達成するため
に、一般にハロゲン化エポキシ樹脂と三酸化アンチモン
とが配合されている。このハロゲン化エポキシ樹脂と三
酸化アンチモンとの組み合わせは、気相においてラジカ
ルトラップ、空気遮断効果が大きく、その結果高い難燃
効果が得られるものである。

【０００３】しかし、ハロゲン化エポキシ樹脂は燃焼時
に有毒ガスを発生するという問題があり、また三酸化ア
ンチモンにも粉体毒性があるため、人体、環境に対する
影響を考慮すると、これらの難燃剤を樹脂組成物中に全
く含まないことが好ましい。このような要求に対して、
ハロゲン化エポキシ樹脂或いは三酸化アンチモンの代替
として、従来からＡｌ（ＯＨ）₃、Ｍｇ（ＯＨ）₂等の水
酸化物、リン系難燃剤等の検討がなされてきている。し
かし、いずれの化合物を使用しても、成形時の硬化性が
悪くなったり、耐湿性が悪くなる等の問題点があり、実
用化には至っていないのが現状である。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、ハロゲン化エポキシ樹脂或いは三酸化アンチモンを
含有せず、難燃性、信頼性に優れる半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導
体装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填剤を必須成分
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物に、下記平均組
成式（１） Ｒ¹ _mＲ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2} （１） （但し、平均組成式中のＲ¹はフェニル基、Ｒ²は炭素数
１〜６の非置換又は置換の芳香環を含まない一価炭化水
素基又は水素原子、Ｒ³は炭素数１〜４の非置換又は置
換一価炭化水素基を表わし、ｍ、ｎ、ｐ、ｑは０．５≦
ｍ≦２．０、０≦ｎ≦１．０、０．４２≦ｐ≦２．５、
０≦ｑ≦０．３５、０．９２≦ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ≦２．８
を満足する数である。）で表わされるフェニル基及びア
ルコキシ基等のオルガノオキシ基含有オルガノポリシロ
キサンを配合することにより、ハロゲン化エポキシ樹脂
や三酸化アンチモンを配合しなくとも優れた難燃性、信
頼性を有する硬化物が得られ、半導体封止用として信頼
性の高いエポキシ樹脂組成物が得られることを知見し、
本発明をなすに至った。

【０００６】従って、本発明は、 （ａ）エポキシ樹脂 （ｂ）硬化剤 （ｃ）上記式（１）のフェニル基及びオルガノオキシ基
含有オルガノポリシロキサン：上記（ａ）、（ｂ）成分
の合計量１００重量部に対し０．１〜５０重量部 （ｄ）無機充填剤：上記（ａ）、（ｂ）成分の合計量１
００重量部に対し４００〜１，２００重量部を含有する
半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び、このエポキシ
樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供す
る。

【０００７】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポ
キシ樹脂と、エポキシ樹脂と反応して架橋鎖を形成する
硬化剤とを含有する。

【０００８】エポキシ樹脂としては、１分子中に少なく
とも２個のエポキシ基を有し、後述する各種の硬化剤に
よって硬化させることが可能である限り、分子構造、分
子量等に制限はなく、従来から知られている種々のエポ
キシ樹脂の中から適宜選択して使用することができる。
使用するエポキシ樹脂としては、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、クレゾ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、トリフェノールメタン
型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹
脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂及びその
重合物、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタ
レン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン
−フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールア
ラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂等が挙
げられる。

【０００９】これらの中では、後述のように、無機充填
剤をエポキシ樹脂組成物中に４００〜１，２００重量部
と多量に配合するために、溶融粘度の低いビフェニル骨
格を有するエポキシ樹脂が好ましく、必要によりこれに
他のエポキシ樹脂を併用することが好ましい。この場
合、ビフェニル型エポキシ樹脂は、全エポキシ樹脂中５
０重量％以上、特に７０〜１００重量％含有することが
望ましい。

【００１０】硬化剤としては、フェノール化合物、アミ
ン化合物、酸無水物等、従来からエポキシ樹脂の硬化剤
として使用されるもの全般が適用され、特に制限されな
いが、１分子中にフェノール性水酸基を２個以上有する
フェノール樹脂を好適に使用することができる。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
ク樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フ
ェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェノ
ールメタン型樹脂、トリフェノールプロパン型樹脂等の
トリフェノールアルカン型フェノール樹脂及びその重合
物、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、
ビスフェノールＡ型樹脂等のビスフェノール型フェノー
ル樹脂などが挙げられ、これらの硬化剤は単独又は２種
以上混合して用いることができる。

【００１１】なお、エポキシ樹脂と硬化剤の配合量は、
特に制限されないが、硬化剤量はエポキシ樹脂の硬化有
効量であり、上述したフェノール樹脂を用いる場合に
は、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１モルに対し
て、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０．８〜１．０の範囲に
することが好ましい。

【００１２】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、難燃剤として下記平均組成式（１）のシリコーン化
合物を含有するものである。

【００１３】 Ｒ¹ _mＲ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2} （１） （但し、平均組成式中のＲ¹はフェニル基、Ｒ²は炭素数
１〜６の非置換又は置換の芳香環を含まない一価炭化水
素基又は水素原子、Ｒ³は炭素数１〜４の非置換又は置
換一価炭化水素基を表わし、ｍ、ｎ、ｐ、ｑは０．５≦
ｍ≦２．０、０≦ｎ≦１．０、０．４２≦ｐ≦２．５、
０≦ｑ≦０．３５、０．９２≦ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ≦２．８
を満足する数である。）

【００１４】上記式において、Ｒ²の炭素数１〜６の非
置換又は置換の芳香環を含まない一価炭化水素基として
は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、シクロヘキシル等のアルキル基、ビニル、アリル、
プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル
等のアルケニル基などが挙げられ、これらの基の炭素原
子に結合する水素原子の一部をフッ素原子、塩素原子、
臭素原子等のハロゲン原子で置換した基（例えばクロロ
メチル基、２−ブロモエチル基、３，３，３，−トリフ
ルオロプロピル基）や（メタ）アクリロキシ基で置換し
た基（例えばアクリロキシプロピル基、メタクリロキシ
プロピル基）などの置換アルキル基、置換アルケニル基
であってもよい。これらの中では、メチル、ビニルが立
体障害緩和の点からも工業的にも好ましい。

【００１５】また、Ｒ³の炭素数１〜４の非置換又は置
換一価炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチルといったアルキル基が好ましいが、メトキシ
メチル、エトキシメチル、メトキシエチル、エトキシエ
チル等のアルコキシ置換アルキル基や、ビニル、アリ
ル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテ
ニルといったアルケニル基であってもよい。この場合、
炭素数５以上のアルキル基等は、アルコキシ基（ＯＲ³
基）としての反応性が低く、難燃化効果が期待できな
い。

【００１６】なお、（−ＯＲ³）基としては、炭素数１
〜４の、アルコキシ基、アルコキシ置換アルコキシ基、
アルケニルオキシ基等のオルガノオキシ基が挙げられ
る。

【００１７】本発明のエポキシ樹脂組成物が良好な難燃
性を示す理由は定かではないが、上記平均組成式（１）
のオルガノポリシロキサンを含む本発明のエポキシ樹脂
組成物を燃焼させた場合、アルコキシ基等のオルガノオ
キシ基（ＯＲ³基）の酸化分解架橋によりオルガノシロ
キサンと芳香環を含むエポキシ樹脂や硬化剤が結合して
燃焼部周辺に固定され、更にオルガノシロキサンに高含
有率で含まれるフェニル基は芳香環を含むエポキシ樹脂
や硬化剤との間で、各々が持つ芳香環相互のカップリン
グにより不燃性のＳｉ−Ｃセラミック層を容易に形成
し、高い難燃化効果を発現すると考えられる。この難燃
化機構が有効に働くために必要なアルコキシ基等のオル
ガノオキシ基（ＯＲ³基）の含有率はオルガノシロキサ
ンの平均組成式（１）中のｐ、即ちＳｉ原子１モルに対
するオルガノオキシ基（ＯＲ³基）のモル数で０．４２
〜２．５モルである。０．４２モル未満では加工性が低
すぎて燃焼部周辺に固定化され難いため、また２．５モ
ルを超えると低分子量のオルガノシロキサンしか得られ
ず、燃焼時に固定化される前に熱で気化することによる
損失率が高くなるため、いずれの場合も難燃化効果が低
下してしまう。より好ましいオルガノオキシ基（ＯＲ³
基）含有率はＳｉ原子１モルに対し０．５〜２．３モル
である。

【００１８】一方、オルガノシロキサンに含まれるシラ
ノール基も反応性が低く、難燃性にほとんど寄与するこ
とはないが、保存安定性の面や加工性の面から、オルガ
ノシロキサンの平均組成式（１）におけるｑの値で０．
３５以下、特に０〜０．３０が好ましい。

【００１９】上述の難燃化機構が有効に働くために必要
なもう一つの要素であるフェニル基含有率については、
平均組成式（１）中のｍ、即ちＳｉ原子１モルに対する
フェニル基のモル数で０．５〜２．０モルである。０．
５モル未満であるとフェニル基が少なすぎて難燃化効果
が得られない。２．０モルを超えるとフェニル基含有率
は十分に高いが、嵩高いフェニル基が一つのＳｉ上に密
集した構造を多く含むため、立体障害が大きく、オルガ
ノポリシロキサン分子の空間的自由度が低下し、芳香環
相互のカップリングによる難燃化機構が作用するのに必
要な芳香環同士の重なりが困難になり、難燃化効果を低
下させる。より好ましいｍの値は０．６〜１．８であ
る。

【００２０】Ｓｉ−Ｃ結合でＳｉに結合する置換基はフ
ェニル基以外の置換基Ｒ²を含んでもよい。この置換基
は難燃化効果と直接関係がないため含有量が多くなれば
逆効果となるが、適量含有させることで、嵩高いフェニ
ル基含有率の高いオルガノシロキサン分子の立体障害を
緩和して空間的な自由度を向上させ、フェニル基同士の
重なりを容易にして難燃化効果を高める方向に働く場合
もある。この効果を期待できるＲ²の含有率は、平均組
成式（１）のｎの値で１．０以下である。好ましくは平
均組成式（１）中のｍ＋ｎに対するｎの比率ｎ／（ｍ＋
ｎ）で０〜０．３の範囲であり、０．３を超えては相対
的なフェニル基含有率が低下して難燃化効果が十分に得
られなくなる。

【００２１】なお、ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑは、０．９２≦ｍ＋
ｎ＋ｐ＋ｑ≦２．８であり、特に１．０≦ｍ＋ｎ＋ｐ＋
ｑ≦２．７であることが好ましい。

【００２２】本発明の式（１）で表わされるオルガノポ
リシロキサンは、下記式（２） Ｒ⁴−ＳｉＸ₃ （２） （但し、式中のＲ⁴はＲ¹又はＲ²と同じ意味を表わし、
Ｘは−ＯＨ、−ＯＲ³又はシロキサン残基を表わし、一
つのＳｉ原子に結合している三つのＸのうち少なくとも
一つはシロキサン結合を含む。）で表わされる三官能性
のシロキサン単位を５０モル％以上含有していることが
好ましい。この三官能性シロキサン単位は三次元的な架
橋構造を形成してオルガノシロキサン分子構造を強固に
することで樹脂的性質を付与し、エポキシ樹脂、硬化剤
への分散性、加工性を向上させる。また単官能性や二官
能性シロキサン単位を多く含む直線的な分子構造のオル
ガノシロキサンは、燃焼時に起きるシロキサン結合の熱
による再配列で揮発性低分子量シロキサンを形成して系
外へ逃げ易いのに対し、架橋反応性の高い三官能性シロ
キサン単位を多く含むオルガノシロキサンは更に高分子
量化して系内に止まり難燃化に寄与する。三官能性シロ
キサン単位が５０モル％未満ではこれらの効果が小さく
なることがあり、より好ましくは三官能性シロキサン単
位を６０モル％以上、特には７０〜１００モル％含むオ
ルガノシロキサンで高い難燃化効果が発現される。

【００２３】なお、上記式（２）において、Ｒ⁴はＲ¹又
はＲ²と同様の意味を有し、上で例示したものと同様の
ものを挙げることができるが、これらの中でフェニル
基、メチル基、ビニル基が好ましい。また、Ｘは−Ｏ
Ｈ、−ＯＲ³（Ｒ³は上記と同じ）又はシロキサン残基を
表わすが、Ｘのうち少なくとも一つはシロキサン残基で
ある。

【００２４】ここで、シロキサン残基とは≡Ｓｉ−Ｏ−
結合において、酸素原子が他のＳｉ原子と結合してシロ
キサン結合を形成するものをいう。具体的には、Ｘの１
つがシロキサン残基の場合、これはＯ_1/2で表わされ、
Ｘの２つがシロキサン残基の場合はＯ_2/2、Ｘの３つが
シロキサン残基の場合はＯ_3/2で表わされ、これら酸素
原子は他のＳｉ原子と結合してシロキサン結合を形成す
る。上記式（２）の単位を具体的に示すと下記の通りで
ある。

【００２５】

【化１】 （Ｒ⁴は上記の通りであり、Ｘ’はＯＨ又はＯＲ³を示
す。）

【００２６】式（１）のオルガノポリシロキサン中に
は、上記式（２）の三官能性シロキサン単位以外の構成
単位として、特性に影響を与えない範囲で二官能性シロ
キサン単位、単官能性シロキサン単位、四官能性シロキ
サン単位を含有してもよい。特に四官能性シロキサン単
位は三次元的な架橋構造を形成してオルガノシロキサン
分子構造を強固にすることや、高い架橋反応性が高分子
量化を促して系内に止まり難燃化に寄与する。一方、こ
の四官能性シロキサン単位の含有率が多くなると、エポ
キシ樹脂への分散性が低下するので、好ましい含有率は
５０モル％以下である。

【００２７】また、式（１）のオルガノポリシロキサン
の平均重合度は２．５〜２０である。重合度は難燃化効
果を決める重要な因子であり、この重合度範囲のオルガ
ノシロキサンは、溶融混合時によく分散し、また燃焼時
における熱で溶融して移動し、燃焼部周辺に集まること
もできる。また、この動き易さは、フェニル基の重なり
を容易にすることでも難燃化の効果を向上させる。平均
重合度が２．５未満の低分子量オルガノシロキサンで
は、燃焼時における熱による気化で難燃化効果が低下し
てしまい、２０を超えると燃焼時の動き易さがなくな
り、難燃化効果が低下し、またエポキシ樹脂への分散性
が悪くなることがある。より好ましくは平均重合度で
２．５〜１５であり、更に好ましくは重量平均分子量で
４１０〜２，０００未満の範囲をも満たすことがよい。
なお、平均分子量、平均重合度は、ＧＰＣ（ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー）分析による重量平均値
（例えば、ポリスチレン換算）等として求めることがで
きる。

【００２８】このようなオルガノポリシロキサンは公知
の方法で製造できる。例えば、上記のシロキサン単位を
形成しうるオルガノクロロシランに、全てのクロル基と
反応する過剰のアルコールと水を反応させてアルコキシ
基含有オルガノシランを形成し、減圧ストリップ等の方
法で未反応アルコール、水及び反応副生物である塩化水
素を除去して目的物を得る。目標のアルコキシ基含有率
や平均分子量のものを調製するには、反応させるアルコ
ールと水の量を調整して行う。水は目標の平均分子量が
達成される理論量とし、アルコールは目標のアルコキシ
基量を達成する理論量より過剰にすれば目標の構造に近
いオルガノポリシロキサンが得られる。

【００２９】上記のシロキサン単位を形成しうるアルコ
キシシランが入手できれば、目標の平均分子量が達成で
きる理論量の水を加えて部分加水分解縮合反応させる方
法も可能である。この場合は、反応を促進する触媒とし
て、酸、塩基、有機金属化合物を添加することが望まし
い。副生したアルコールは常圧蒸留や減圧ストリップに
より除去して目的物を得る。より保存安定性を高める必
要がある場合は、添加した反応触媒を中和等の方法によ
り除去してもよい。いずれの方法においても、ゲルの発
生や分子量分布の広がりを抑制する目的で有機溶剤を配
合することも可能である。

【００３０】本発明におけるオルガノポリシロキサンの
添加量はエポキシ樹脂と硬化剤との合計量１００重量部
に対して０．１〜５０重量部、好ましくは２〜２０重量
部である。０．１重量部未満では難燃性を十分に付与す
ることができず、５０重量部を超えると成形時の粘度が
高くなり、成形品の外観や強度に悪影響を与える。

【００３１】本発明のエポキシ樹脂組成物中に配合され
る無機充填剤としては、通常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。例えば溶融シリ
カ、結晶性シリカ等のシリカ類、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、
ガラス繊維等が挙げられる。これら無機充填剤の平均粒
径や形状は、特に限定されないが、成形性及び流動性の
面から平均粒径が５〜４０μｍの球状の溶融シリカが特
に好ましい。

【００３２】無機充填剤の充填量は、エポキシ樹脂と硬
化剤との合計量１００重量部に対して４００〜１，２０
０重量部である。４００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、また組成物全体に対する樹脂量が
多くなるために、本発明の目的とする難燃性が得られな
い場合がある。一方、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。

【００３３】なお、無機充填剤は、樹脂と無機充填剤と
の結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チ
タネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表
面処理したものを配合することが好ましい。このような
カップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、Ｎ
−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメト
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
等のアミノシラン、γ−メルカプトシラン等のメルカプ
トシランなどのシランカップリング剤を用いることが好
ましい。ここで表面処理に用いるカップリング剤の配合
量及び表面処理方法については、特に制限されるもので
はない。

【００３４】また、本発明において、エポキシ樹脂と硬
化剤との硬化反応を促進させるため、硬化促進剤を用い
ることが好ましい。この硬化促進剤は、硬化反応を促進
させるものであれば、特に制限はなく、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−メ
チルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホ
スフィン、トリフェニルホスフイン・トリフェニルボレ
ート、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレ
ートなどのリン系化合物、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、
１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７
などの第３級アミン化合物、２−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
イミダゾールなどのイミダゾール化合物等を有効量使用
することができる。

【００３５】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することがで
きる。例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有
機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤、カルナバワッ
クス、高級脂肪酸、合成ワックス等のワックス類、カー
ボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤等の添加
剤を添加配合することができる。

【００３６】本発明の半導体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、上記式（１）
のオルガノポリシロキサン、更に必要によりその他の添
加物を所定の組成比で配合し、これをミキサー等によっ
て十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクス
トルーダー等による溶融混合処理を行い、次いで冷却固
化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることが
できる。

【００３７】このようにして得られる本発明の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止用
に有効に利用でき、この場合、封止の最も一般的な方法
としては、低圧トランスファー成形法が挙げられる。な
お、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形温
度は１５０〜１８０℃で３０〜１８０秒、後硬化は１５
０〜１８０℃で２〜１６時間行うことが望ましい。

【００３８】この場合、半導体装置の種類に制限はな
く、従来より半導体封止用エポキシ樹脂組成物の封止が
行われてきたいずれの半導体装置に対しても適用でき、
例えばＤＩＰ型、ＳＯ型、ＰＬＣＣ型、フラットパック
型等の各種の半導体パッケージなどを挙げることができ
る。

【００３９】

【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、難燃性、信頼性に優れる硬化物を与えることがで
きるものであり、しかもハロゲン化エポキシ樹脂、三酸
化アンチモンをエポキシ樹脂組成物中に含有しなくても
高い難燃性を付与し得るので、人体、環境に対する悪影
響もないものである。また、こ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は、高い難燃性が付与さ
れ、信頼性の高いものである。

【００４０】

【実施例】以下、オルガノポリシロキサンの調製例、実
施例と比較例を示し、本発明を具体的に示すが、本発明
は下記の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り、平均重合度、
平均分子量はいずれも重量平均値である。

【００４１】［調製例１］撹拌装置、冷却装置、温度計
を取り付けた１Ｌフラスコにフェニルトリクロロシラン
２１１ｇ（１モル）とトルエン１４３ｇを仕込み、オイ
ルバスで内温４０℃にまで加熱した。滴下ロートにメタ
ノール６４ｇ（２モル）を仕込み、フラスコ内へ撹拌し
ながら１時間で滴下し、アルコキシ化反応中に発生する
塩化水素ガスを系外へ除去しながら反応を進めた。滴下
終了後、更に内温４０℃で撹拌を１時間続けて熟成し
た。次に滴下ロートに水１２ｇ（０．７モル）を仕込
み、フラスコ内へ撹拌しながら１時間で滴下し、加水分
解縮合反応中に発生する塩化水素ガスを系外へ除去しな
がら反応を進めた。滴下終了後、更に内温４０℃で撹拌
を１時間続けて熟成し、引き続き減圧蒸留によりトルエ
ン、過剰分のメタノール、未反応の水、塩化水素を除去
して液状のメトキシ基含有オルガノポリシロキサン１５
１ｇを得た。

【００４２】得られたオルガノポリシロキサンは、Ｒ¹ _m
Ｒ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2}で表わす
とｍ＝１．０、ｎ＝０、ｎ／（ｍ＋ｎ）＝０で、Ｓｉ原
子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換基は１００モル
％がフェニル基であり、ｐ＝１．５で、Ｒ³はメチル
基、ｑ＝０．２、三官能性シロキサン単位を１００モル
％含み、外観は無色透明液体で平均重合度３（平均分子
量は５００）であった。

【００４３】［調製例２］調製例１において、１Ｌフラ
スコにフェニルトリクロロシラン１５９ｇ（０．７５モ
ル）とメチルトリクロロシラン３７ｇ（０．２５モル）
とトルエン１４３ｇを仕込み、滴下ロートにメタノール
４８ｇ（１．５モル）を仕込んでアルコキシ化し、引き
続き滴下ロートに水１８ｇ（１モル）を仕込んで加水分
解縮合反応させた以外は同様に調製し、メトキシ基含有
オルガノポリシロキサン１２０ｇを得た。

【００４４】得られたオルガノポリシロキサンは、Ｒ¹ _m
Ｒ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2}で表わす
とｍ＝０．７５、ｎ＝０．２５、ｎ／（ｍ＋ｎ）＝０．
２５で、Ｓｉ原子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換
基は７５モル％がフェニル基、２５モル％がメチル基で
あり、ｐ＝１．０で、Ｒ³はメチル基、ｑ＝０．１７、
三官能性シロキサン単位を１００モル％含み、外観は無
色透明液体で平均重合度１４（平均分子量は１，９０
０）であった。

【００４５】［調製例３］（比較例） 調製例１において、１Ｌフラスコにフェニルトリクロロ
シラン８５ｇ（０．４モル）とテトラメトキシシラン９
１ｇ（０．６モル）とメタノール６４ｇを仕込み、滴下
ロートに３０％塩酸水１６ｇ（水０．６モル）を仕込ん
だ以外は同様に調製し、メトキシ基含有オルガノポリシ
ロキサン１２５ｇを得た。

【００４６】得られたオルガノポリシロキサンは、Ｒ¹ _m
Ｒ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2}で表わす
とｍ＝０．４、ｎ＝０、ｎ／（ｍ＋ｎ）＝０で、Ｓｉ原
子上のＳｉ−Ｃ結合で結合した有機置換基は１００モル
％がフェニル基であり、ｐ＝２．６で、Ｒ³はメチル
基、ｑ＝０．１、三官能性シロキサン単位を４０モル％
含み、外観は無色透明液体で平均重合度２（平均分子量
は３００）であった。

【００４７】［実施例１〜５、比較例１〜３］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。

【００４８】これらの組成物につき、次の（イ）〜
（へ）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
ｋｇ／ｃｍ²、成形時間１２０秒の条件で測定した。 （ロ）ゲル化時間 組成物のゲル化時間を１７５℃熱板上で測定した。 （ハ）溶融粘度 高化式フローテスター（島津製作所製）を用いて試験荷
重１０ｋｇ／ｃｍ²において１７５℃で測定した。 （ニ）成形硬度 ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ
²、成形時間１２０秒の条件で１０×４×１００ｍｍの
棒を成形したときの熱時硬度をバーコール硬度計で測定
した。 （ホ）難燃性 ＵＬ−９４規格に基づき、１／１６インチ厚の板を成形
し、難燃性を調べた。 （ヘ）耐湿性 アルミニウム配線を形成した６×６ｍｍの大きさのシリ
コンチップを１４ｐｉｎ−ＤＩＰフレーム（４２アロ
イ）に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを３０μｍφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７５
℃、７０ｋｇ／ｃｍ²、成形時間１２０秒で成形し、１
８０℃で４時間ポストキュアーした。このパッケージを
１２１℃／１００％ＲＨの雰囲気中２０Ｖの直流バイア
ス電圧をかけて７２時間放置した後、アルミニウム腐食
が発生したパッケージ数を調べた。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】 ＊１ クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬
製：ＥＯＣＮ４４００、エポキシ当量１９０） ＊２ ビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェル製：ＹＸ
−４０００ＨＫ、エポキシ当量１９０） ＊３ 硬化剤：フェノールアラルキル樹脂（三井東圧
製：ザイロック樹脂 ＸＬ−２２５−３Ｌ、フェノール
当量１６８） ＊４ シランカップリング剤：Ｎ−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン（信越化学製：ＫＢＭ−
５７３）

【００５１】表１、２の結果より、本発明のオルガノポ
リシロキサンを含まない樹脂組成物は難燃化することが
できない。また、本発明のオルガノポリシロキサンに代
えて水酸化アルミニウムを用いた場合は、難燃化するこ
とはできるが、成形時の硬化性、そして耐湿性に劣る。
一方、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、難
燃性、信頼性に優れる硬化物を与えることができるもの
であり、しかもハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチ
モンを樹脂組成物中に含有しないので、人体、環境に対
する悪影響もないものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 83:04） (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 (72)発明者 山本 昭 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 (72)発明者 山本 謙児 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）エポキシ樹脂 （ｂ）硬化剤 （ｃ）下記平均組成式（１） Ｒ¹ _mＲ² _nＳｉ（ＯＲ³）_p（ＯＨ）_qＯ_{(4-m-n-p-q)/2} （１） （但し、平均組成式中のＲ¹はフェニル基、Ｒ²は炭素数
   １〜６の非置換又は置換の芳香環を含まない一価炭化水
   素基又は水素原子、Ｒ³は炭素数１〜４の非置換又は置
   換一価炭化水素基を表わし、ｍ、ｎ、ｐ、ｑは０．５≦
   ｍ≦２．０、０≦ｎ≦１．０、０．４２≦ｐ≦２．５、
   ０≦ｑ≦０．３５、０．９２≦ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ≦２．８
   を満足する数である。）で表わされるフェニル基及びオ
   ルガノオキシ基含有オルガノポリシロキサン：上記
   （ａ）、（ｂ）成分の合計量１００重量部に対して０．
   １〜５０重量部 （ｄ）無機充填剤：上記（ａ）、（ｂ）成分の合計量１
   ００重量部に対して４００〜１，２００重量部を含有す
   る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】 （ｃ）成分であるフェニル基及びオルガ
   ノオキシ基含有オルガノポリシロキサンの平均重合度が
   ２．５〜２０である請求項１記載の半導体封止用エポキ
   シ樹脂組成物。
3. 【請求項３】 （ｃ）成分であるフェニル基及びオルガ
   ノオキシ基含有オルガノポリシロキサンの重量平均分子
   量が４１０以上２，０００未満である請求項１又は２記
   載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. 【請求項４】 （ｃ）成分であるフェニル基及びオルガ
   ノオキシ基含有オルガノポリシロキサンが、下記式
   （２） Ｒ⁴−ＳｉＸ₃ （但し、式中のＲ⁴はＲ¹又はＲ²と同じ意味を表わし、
   Ｘは−ＯＨ、−ＯＲ³又はシロキサン残基を表わし、一
   つのＳｉ原子に結合している三つのＸのうち少なくとも
   一つはシロキサン結合を含む。）で表わされるシロキサ
   ン単位が５０モル％以上含有されている請求項１、２又
   は３記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項記載の半
   導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止した半導
   体装置。