WO1999001507A1

WO1999001507A1 - Epoxy resin compositions for encapsulating semiconductors, and semiconductor devices

Info

Publication number: WO1999001507A1
Application number: PCT/JP1998/002980
Authority: WO
Inventors: Masakatu Maeda; Shinichi Iwasaki
Original assignee: Sumitomo Bakelite Company, Ltd.
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 1999-01-14
Also published as: EP0926196B1; US6190787B1; KR20000068403A; KR100307197B1; EP0926196A4; CN1236378A; DE69803267T2; CN1099441C; DE69803267D1; EP0926196A1

Description

明細書半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

技術分野

本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、ハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃剤を含まず、高温保管性、難燃性、耐湿信頼性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置に関する。

背景技術

従来より、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子部品は、主にェポキン樹脂組成物で封止されている。これらのエポキシ樹脂組成物中には、難燃性を付与するために、ハロゲン系難燃剤及びアンチモン化合物が配合されていて、高温においてハロゲンガスあるいはハロゲン化アンチモンガスの発生による難燃化を図っている。

し力、し、このような方法では、電子部品が高温にさらされている間にも、ハロゲンガスあるいはハロゲン化アンチモンガスが発生し、アルミニゥム配線の腐食や、チップのアルミパッドと金線の結合部の切断などの不良を招き、大きな問題となっている。また、環境及び衛生の面からも、ハロゲン系難燃剤やアンチモン化合物を使用しない難燃性に優れたエポキシ樹脂組成物の開発が要求されている。このような問題に対して、使用環境より高いガラス転移温度を有するエポキシ樹脂とフノ一ル樹脂硬化剤を組み合わせた樹脂組成物などを使用し、高温保管中のハロゲンガスやハロゲン化アンチモンガスの拡散を低減させて高温保管性を改善する方法、イオン捕捉剤を添加して、高温保管中に発生するハロゲンガスやハロゲン化アンチモンガスを捕捉する方法、さらにこれら 2種を組み合わせた方法などが使われている。

また、近年、電子部品の表面実装化、小型化、薄型化が進み、回路基板への実装時の耐半田性向上の要求が厳しくなつてきており、耐半田クラック性と高温保管性の両方を満足するエポキシ樹脂組成物が望まれている。しかし、ハロゲン化合物又はハロゲン化合物とアンチモン化合物を併用した難燃剤を配合した耐半田クラック性に優れたエポキシ樹脂組成物でも、ガラス転移温度が低いと、イオン捕捉剤を添加しても高温保管性が不十分となり、一方、ガラス転移温度が高いェポキシ樹脂組成物では、耐半田クラック性が不十分である。そのため、ガラス転移温度が低くても、高温保管性に優れたエポキシ樹脂組成物が提供されるまでに至っていない。

さらに、ハロゲン系難燃剤やアンチモン化合物以外に、種々の難燃剤が検討されている。例えば、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属の水酸化物や、ホウ素系化合物などが検討されてきたが、これらは多量に配合しないと難燃性の効果が発現せず、しかも不純物が多く耐湿信頼性に問題があることから実用化されていない。赤リン系の難燃剤は少量の添加で効果があり、エポキシ樹脂組成物の難燃化に有用であるが、赤リンは微量の水分と反応し、ホスフィンや腐食性のリン酸を生じるため、耐湿信頼性に問題がある。このために、難燃性及び耐湿信頼性が両立し、ハロゲン系難燃剤及びァンチモン化合物を使用しないェポキシ樹脂組成物が望まれている。

本発明は、ハロゲン化合物及びアンチモン化合物を含むことなく、優れた難燃性を有し、高温保管性と耐湿信頼性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供することを目的としてなされたものである。

発明の開示

本発明者らは、上記の課題を解決すベく鋭意研究を重ねた結果、モリブデン酸亜鉛を用いることにより、難燃性を低下させることなく、エポキシ樹脂組成物の高温下での長期信頼性を著しく向上し得ることを見いだし、この知見に基づ!/、て本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、

( 1 ) (A) エポキシ樹脂、（B ) フエノール樹脂硬化剤、（C) 硬化促進剤、 (D) 無機充填材及び（E) モリブデン酸亜鉛を必須成分とすることを特徴とする半導体封止用ェポキシ樹脂組成物、

(2) モリブデン酸亜鉛が、無機系物質を被覆してなる第（1)項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

(3) 無機系物質が、溶融球状シリカである第（2)項記載の半導体封止用ェポキシ樹脂組成物、

(4) エポキシ樹脂が式 [1] 、式 [2] 又は式 [3] で示される結晶性ェポキシ樹脂である第（ 1 )項、第（ 2 )項又は第（ 3 )項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

(ただし、式中、 Rは水素原子、ハロゲン原子又は炭素数 1〜12のアルキル基であり、複数の Rはたがいに同一であっても異なっていてもよい。）、

(5) 第（1)項、第（2)項、第（3)項又は第（4)項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、さらに式 [4] 、式 [5] 又は式 [6'] で示されるイオン捕捉剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、

(ただし、式中、 a = 0.9〜： L. 1であり、 b = 0.6〜0.8であり、 c = 0〜 0.4である。）

B i Od(OH)e(N0₃)f(HS i 0₃)_g … [5]

(ただし、式中、 d = 0.9〜： L.1であり、 e = 0.6〜0.8であり、 f + g = 0.2〜0.4である。）

Mg_hA 1 i(〇H)_{2h + 3}ト _2k(C0₃)_k · mH₂0 … [6]

(ただし、式中、 0く j/h^lであり、 0≤kZjく 1.5であり、 mは正数である。）、

(6)第（1)項、第（2)項、第（3)項、第（4)項又は第（5)項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止してなることを特徴とする半導体装置、を提供するものである。

発明を実施するための最良の形態 ^f

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（A) エポキシ樹脂、（B) フノール樹脂硬化剤、（C)硬化促進剤、（D)無機充填材及び（E) モリブデン酸亜鉛を必須成分とする。

本発明組成物に用いる（A)エポキシ樹脂に特に制限はなく、 1分子中にェポキシ基を 2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマーなどを用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフヱノール A型エポキシ樹脂、含臭素エポキシ樹脂、ビスフヱノール F型エポキシ樹脂、ビスフヱノール A D型エポキシ樹脂、ビフエ二ル型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フヱ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、トリフヱノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフヱノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジェン変性フエノール型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は、 1種を単独で用いることができ、あるいは、 2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、結晶性エポキシ樹脂である式 [1] 、式 [2] 及び式 [3] で示されるビフヱニル型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂及びスチルベン型エポキシ樹脂を特に好適に使用することができる。

ただし、式中、 Rは水素原子、ハロゲン原子又は炭素数 1〜1 2のアルキル基であり、複数の Rはたがいに同一であっても異なっていてもよい。式 [ 1 ] 、式 [ 2 ] 及び式 [ 3 ] で示される結晶性エポキシ樹脂は、低粘度でありシリカなどの無機充填材を多量に配合できるので、これを用いた樹脂組成物は、耐半田クラック性に優れている。一方、硬化物のガラス転移温度が低くなるため高温保管性には難点があるが、本発明で用いるモリブデン酸亜鉛と組み合わせることにより、高温保管性を向上でき、耐半田クラック性と高温保管性を両立することができる。本発明組成物に用いる（B )フノール樹脂硬化剤に特に制限はなく、 1分子中にフヱノール性水酸基を 2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマーなどを用いることができる。このようなフヱノール樹脂硬化剤としては、例えば、フエノールノボラック樹脂、クレゾ一ルノボラック樹脂、ジシクロペンタジェン変性フヱノ一ル樹脂、キシリレン変性フヱノール樹脂、テルペン変性フヱノール樹脂、トリフヱノールメタン型ノボラック樹脂などを挙げることができる。これらのフエノ一ル樹脂硬化剤は、 1種を単独で用いることができ、あるいは、 2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、フヱノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジェン変性フヱノール樹脂、キシリレン変性フヱノール樹脂及びテルペン変性フヱノール樹脂を特に好適に用いることができる。フヱノ一ル樹脂硬化剤は、樹脂組成物中のエポキシ樹脂のエポキシ基数と、フノール樹脂硬化剤のフエノール性水酸基数の比が、 0. 8〜1 . 3となるよう配合することが好ましい。

本発明組成物に用いる（C )硬化促進剤に特に制限はなく、例えば、アミン系硬化促進剤、ポリアミノアミド系硬化促進剤、酸無水物系硬化促進剤、塩基性活性水素化合物、リン系硬化促進剤、イミダゾール類などを挙げることができる。これらの硬化促進剤は、 1種を単独で用いることができ、あるいは、 2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの硬化促進剤の中で、 1 , 8—ジァザビシクロ [ 5. 4. 0 ]ゥンデセン一 7、トリフヱニルホスフィン及び 2—メチルイミダゾールを特に好適に使用することができる。

本発明組成物に用いる（D )無機充填材に特に制限はなく、例えば、溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、窒化珪素などを挙げることができる。これらの無機充填材は、 1種を単独で用いることができ、あるいは、 2種以上を組み合わせて用いることもできる。無機充填材の配合量に特に制限はないが、成形性と耐半田クラック性のバランスを考慮すると、全エポキシ樹脂組成物中に 6 0〜9 5重量％含有させることが好ましい。無機充填材の含有量が全エポキシ樹脂組成物中 6 0重量％未満であると、吸水率上昇に伴う耐半田クラック性の低下を生ずるおそれがある。無機充填材の含有量が全エポキシ樹脂組成物中 9 5重量％を超えると、ワイヤ一スイープ及びパッドシフトなどの成形時に問題が生ずるおそれがある。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（E )モリブデン酸亜鉛を含有する。本発明組成物において、モリブデン酸亜鉛は難燃剤として作用し、モリブデン酸亜鉛を配合した樹脂組成物で封止された半導体装置の難燃性の維持と、高温下における長期信頼性を著しく向上させることができる。モリブデン酸亜鉛は、従来、塩化ビニル樹脂の発煙抑制剤、難燃剤として有効であることが知られていたが、半導体用封止材料については適用されていなかった。モリブデン酸亜鉛の難燃機構は、モリブデン酸亜鉛が、硬化した樹脂成分の炭化を促進することが知られていることから、燃焼時に炭化を促進することにより、空気中の酸素との遮断が起こり、燃焼が止まり難燃化が達成されると考えられる。

本発明組成物において、モリブデン酸亜鉛は、単独で用いることもできるが、モリブデン酸亜鉛が無機系物質を被覆した形態で用いることが好ましい。モリブデン酸亜鉛は吸湿する傾向があり、モリブデン酸亜鉛の配合量が多くなると半導体装置の吸湿率が高くなり、耐半田クラック性と耐湿信頼性が低下するおそれがある。このために、遷移金属、溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、アルミナクレ一、タルク、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、珪酸ァルミ二ゥム、珪酸マグネシゥムなどの無機系物質をコァ材としてモリブデン酸亜鉛で被覆して用いることが好ましい' 無機系物質をモリブデン酸亜鉛で被覆することにより、難燃剤として表面のモリブデン酸亜鉛のみが作用し、モリブデン酸亜鉛の配合量の増加による吸湿率の上昇を抑えることができる。

モリブデン酸亜鉛で被覆する無機系物質としては、シリ力を好適に使用することができる。シリ力は不純物が少なく、モリブデン酸亜鉛による被覆が不十分であっても、シリカに起因する耐湿信頼性の低下が生ずるおそれがない。使用するシリカに特に制限はなく、結晶質シリカ、非晶質シリカのいずれをも使用することができるが、溶融球状シリカを特に好適に使用することができる。溶融球状シリカをコア材とするモリブデン酸亜鉛は、溶融球状シリカ自体が流動性に優れているため、これを添加しても樹脂組成物の流動性、硬化物の機械的強度などの諸特性を損なうことがない。

本発明組成物において、モリブデン酸亜鉛の被覆量は、溶融球状シリカとモリブデン酸亜鉛の合計量の 5〜4 0重量％であることが好ましい。また、溶融球状シリカをモリブデン酸亜鉛で被覆した粒子の平均粒径は 0. 5〜 5 0 mであることが好ましく、最大粒径は 1 0 0 / m以下であるこ'とが好ましい。全エポキシ樹脂組成物中のモリブデン酸亜鉛の含有量は、 0. 0 5〜 2 0重量％であることが好ましく、 0. 5〜1 0重量％であることがより好ましい。モリブデン酸亜鉛の含有量が 0. 0 5重量％未満であると、十分な難燃性が得られないおそれがある。モリブデン酸亜鉛の含有量が 20重量％を超えると、エポキシ樹脂組成物中のイオン性不純物が増加し、プレッシャークッカーテストなどにおける耐湿信頼性が低下するおそれがある。

溶融球状シリカをモリブデン酸亜鉛で被覆する方法に特に制限はなく、例えば、下記の方法によりモリブデン酸亜鉛で被覆された溶融球状シリ力を得ることができる。すなわち、酸化モリブデンと溶融球状シリカを水に混合してスラリーを調製して 70°Cに加熱し、このスラリーに酸化亜鉛のスラリーを徐々に添加して混合し、約 1時間撹拌する。ろ過により固形物を分離し、 110°Cで水分を除去したのち、粉砕する。次いで、 550°Cで 8時間焼成することによりモリブデン酸亜鉛で被覆された溶融球状シリカを得ることができる。モリブデン酸亜鉛で被覆された無機系物質には市販品もあり；例えば、 S h e rw i n Wi 1 1 i am sなどから入手することもできる。

本発明の半導体封止用ェポキシ樹脂組成物には、ィォン捕捉剤を配合することができる。配合するイオン捕捉剤に特に制限はないが、式 [4] 、式 [5] 及び式 [6] で示される化合物を特に好適に使用することができる。

B i Oa(OH) e(N0₃)_f(HS i 0₃)_g … [5]

MghA 1 j(OH)_{2h +} 3 j-_2k(C0₃)_k - mH₂0 … [6]

ただし、式 [4] において、 a = 0.9〜： L.1であり、 b = 0.6~0.8であり、 c = 0〜0.4である。式 [5] において、 d = 0.9〜： L.1であり、 e = 0.6 〜0.8であり、 f + g = 0.2〜0.4である。また、式 [6] において、 0く jZh≤lであり、 0≤kZ j < 1.5であり、 mは正数である。

本発明組成物にイオン捕捉剤を配合することにより、ハロゲンァニオン、有機酸ァニォンなどを捕捉して、樹脂成分などに含まれるィォン性不純物を減少させることができる。これらのイオン性不純物は、アルミニウムの配線やパッドを腐食するが、イオン捕捉剤を配合することにより、イオン性不純物を捕捉し、アルミニゥムなどの腐食を防止することができる。イオン捕捉剤は、 1種を単独で用いることができ、あるいは、 2種以上を組み合わせて用いることもできる。ィォン捕捉剤の含有量は、全エポキシ樹脂組成物中 0. 1〜5重量％であることが好ましい。イオン捕捉剤の含有量が全エポキシ樹脂組成物中 0. 1重量％未満であると、イオン性不純物の捕捉が不十分で、プレッシャータッカーテストなどの環境試験における耐湿信頼性が不足するおそれがある。イオン捕捉剤の含有量が全エポキシ樹脂組成物中 5重量％を超えると、エポキシ樹脂組成物の難燃性が低下するおそれがある。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、その他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、シランカップリング剤、カーボンブラック、ベンガラなどの着色剤、天然ワックス、合成ワックスなどの離型剤、シリコーンオイル、. ゴムなどの低応力添加剤などを挙げることができる。 '

本発明組成物の製造方法に特に制限はなく、例えば、（A)エポキシ樹脂、（B ) フエノール樹脂硬化剤、（C )硬化促進剤、（D )無機充填材、（E )モリブデン酸亜鉛、（F )イオン捕捉剤、その他の添加剤などを、ミキサーなどを用いて十分に均一に混合したのち、さらに熱ロール、ニーダ一などを用いて溶融混練し、冷却後粉砕することができる。本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、電気部品、電子部品であるトランジスタ、集積回路などの被覆、絶縁、封止などに、トランスファーモールド、コンプレツシヨンモールド、インジェクションモールドなどの成形方法により硬化成形し、適用することができる。

実施例

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。

なお、実施例及び比較例で用いたエポキシ樹脂、フユノール樹脂硬化剤、ィォン捕捉剤の略号及び構造を、以下にまとめて示す。

( 1 ) ビフエ二ル型エポキシ樹脂

油化シェルエポキシ（株)製、 Y X 4 0 0 0 K、融点 1 0 5 °C、エポキシ当量 1 8 5 g /eq_D

( 2 ) エポキシ樹脂 1 式 [7] で示されるエポキシ樹脂。

(3) エポキシ樹脂 2

式 [8] で示されるエポキシ樹脂。

GH₉— CH一 [8]

(4) オルソクレゾ一ルノボラック型エポキシ樹脂

エポキシ当量 200 gZeci。

(5) エポキシ樹脂 3

式 [9] で示される構造を主成分とするエポキシ樹脂、エポキシ当量 190 g Zeq。

CHXHCH.O [9]

(6) エポキシ樹脂 4

式 [10] で示される構造を主成分とする樹脂 60重量％と、式 [11] で示される構造を主成分とする樹脂 40重量％との混合物、エポキシ当量 210 g/ eq₀

[10]

(7)エポキシ樹脂 5

式 [12] で示されるエポキシ樹脂、エポキシ当量 260 gZeq。

(8)エポキシ樹脂 6

式 [13] で示されるエポキシ樹脂、エポキシ当量 274 g/eq_c

(9) フヱノールノボラック樹脂

軟化点 95°C、水酸基当量 104 gZeq。

(10) フエノール樹脂 1

式 [14] で示されるフエノール樹脂、水酸基当量 175 gZeq_c

(11) イオン捕捉剤 1

B i O(OH)₀.7(NO₃)i(HS i 0₃), (f + g = 0.3) (12) イオン捕捉剤 2

ハイドロタルサイト系化合物 [協和化学工業 (株)製、 DHT— 4H] 。

なお、実施例及び比較例において、評価は下記の方法により行った。

(1) ガラス転移温度

低圧トランスファ一成形機を用いて、 175°C、 70kg/cm 120秒の条件でガラス転移温度測定用サンプルを成形した。その後、 175°Cで 8時間ボストキユア一を行った。サンプルの寸法は、 15mmx 6匪 X 3mmとした。測定は熱機械分析装置を用いて、試験片の温度上昇に伴う熱膨張を測定し、ガラス転移温度を求めた。

(2) 難燃性

低圧トランスファ一成形機を用いて、 175°C、 70kg/cm\ 120秒の条件で、寸法 127 mm X12.7 mm x l.6 mmの試験片を成形し、 23°C、相対湿度 50%で 48時間処理したのち、 UL94垂直法に準じて、難燃性の評価を行つ o

(3) 高温保管性

低圧トランスファー成形機を用いて、 175°C、 70kg/cm\ 120秒の条件で、 3. Ommx 3.2關のテスト用チップ素子を 16 pD ί Pに封止した。その後、 175°Cで 8時間ポストキュア一を行った。このテスト用半導体装置を、 1 85 °Cの大気雰囲気中に保管し、一定時間ごとに常温で電気抵抗値を測定した。テスト用半導体装置の総数は 10個とし、電気抵抗値が初期値の 2倍となったものを不良とみなし、不良個数が総数の半分を超えた時間を、不良発生時間とした。

(4) 耐半田クラック性

低圧トランスファー成形機を用いて、 175°C、 70kg/cm 120秒の条件で、 0.9mmx 0.9mmのテスト用チップ素子を 80 pQFPに封止した。その後、 175°Cで 8時間ポストキュア一を行った。 85' °C、湿度 85%で処理し、 I Rリフロー 240°Cで表面クラック観察を行った。

(5) 耐湿信頼性

低圧トランスファー成形機を用いて、 175°C、 70 kg/cm ² 120秒の条件で、 3. Ommx 3.5mmのテスト用チップ素子を 16 pD I Pに封止し、プレツシヤークッカーテスト（125°C、相対湿度 100%) を行い、回路のオープン不良を測定し、オープン不良発生時間を耐湿信頼性とした。

実施例 1

ビフヱニル型エポキシ樹脂 [油化シェルエポキシ（株)製、 YX4000K、融点 105°C、エポキシ当量 185 gZeq] 23.2重量部モリブデン酸亜鉛 1.0重量部

(3MgO - 4 S i 0₂をモリブデン酸亜鉛で被覆したもので、被覆したモリブデン酸亜鉛の量を配合量として表す。）

フエノールノボラック樹脂 [軟化点 95°C、水酸基当量 104 gZeq]

' 13.0重量部

1, 8—ジァザビシクロ [5.4.0]ゥンデセン一 7 (以下、 DBUと略す。）

0.8重量部溶融球状シリ力粉末（平均粒径 15 m) 696重量部力一ボンブラック 2.4重量部カルナバワックス 2.4重量部を常温でスーパーミキサーを用いて混合し、 70〜100°Cでロール混練し、冷却後粉碎して樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物をタブレツト化し、評価した。

ガラス転移温度は、 138°Cであった。難燃性は、 UL規格 V— 0相当であつた。高温保管性は、 1, 200時間であった。耐半田クラック性試験において、 6個のサンプルすべてについて、表面クラックは認められなかった。

実施例 2〜 7及び比較例 1〜 2

第 1表に示す配合に従い、実施例 1と同様にして樹脂組成物を調製し、評価した。なお、実施例 4においては、エポキシ樹脂として式 [7] で示されるヒドロキノン型エポキシ樹脂を用いた。実施例 5においては、エポキシ樹脂として式 [ 8] で示されるスチルベン型ェポキシ樹脂を用いた。

評価結果を、第 1表に示す。第 1表

実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 実施例 7 比較例 1 比較例 2 ビフヱ二ル型ヱボキシ化合物 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 21.7 21.7 エポキシ樹脂 1 (式 [7] ) 22.2

エポキシ樹脂 2 (式 [8] ) 26.4

モリブデン酸亜錯 1.0 2.0 4.0 1.0 1.0 1.0 1.0

ィ才ン捕捉剤 1 3.7

ィ才ン捕捉吝 ιΙ2 3.7 3.7 フエノールノポラック樹 Β旨 13.0 13.0 13.0 13.0 13.0 13.0 13.0 13.0 13.0 三酸化ァンチモン 2.2 2.2 臭素化ビスフヱノール Α型ヱポキシ樹脂 2.8 2.8

D B U 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8、 0.8 0.8 0.8 0.8 溶融球伏シリ力均粒径 15 m) 696 696 696 696 696 696 696 696 696 力一ボンブラック 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 力ルナバワックス 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 ガラス転移温度 , 138 139 136 131 132 137 135 134 136 難燃性 '^τ V- 0 V- 0 V- 0 V- 0 V- 0 V- 0 V- 0 V- 0 V- 0 高温保管性（時間） 1200 1300 1300 1100 1000 1300 1300 300 400 耐半田クラック性 0/6 0/6 0/6 0/6 0/6 0/6 0/6 0/6 1/6

第 1表に見られるように、実施例 1〜 7及び比較例 1〜 2のエポキシ樹脂組成物は、すべて UL規格 V— 0相当の難燃性を有するが、 3MgO · 4 S i 0₂をモリブデン酸亜鉛で被覆した難燃剤を配合した実施例 1〜 7のエポキシ樹脂組成物がすべて 1， 000時間以上の高温保管性を示すのに対して、三酸化アンチモンと臭素化ビスフェノ一ル Aエポキシ樹脂を併用して難燃剤とした比較例 1〜2 のエポキシ樹脂組成物の高温保管性は 300〜400時間と短い。

実施例 8

オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂 [エポキシ当量 200 g/eq]

105重量部フエノールノボラック樹脂 [水酸基当量 104 gZeq] 55重量部

1， 8—ジァザビシクロ [5.4.0] ンデセン一 7 (以下、 DBUと略す。）溶融球状シリカ（平均粒径 22 m) 380重量部溶融破砕シリ力（平均粒径 15 Z m) 300重量部平均粒径 27 m、比表面積 4.0m²Zgの溶融球状シリカ 7重量部あたり、モリブデン酸亜鉛 3重量部で被覆したもの（以下、難燃剤 Aという。難燃剤 Aの平均粒径 30 / m、最大粒径 74 t m。） 150重量部カーボンブラック 2重量部カルナバワックス 5重量部を常温でスーパ一ミキサーを用いて混合し、 70〜100°Cでロール混練し、冷却後粉砕して樹脂組成物を得た。

得られた樹脂組成物の難燃性は、 UL規格 V— 0相当であった。耐湿信頼性は、

500時間であった。

実施例 9〜 16及び比較例 3〜 7

第 2表及び第 3表に示す配合に従い、実施例 8と同様にして樹脂組成物を調製し、評価した。結果を第 2表及び第 3表に示す。

なお、比較例 7では、平均粒径 27/zm、比表面積 4.0m²Zgの溶融球状シリカを用いた。第 2表一 1

実施例 8 実施例 9 実施例 10 実施例 11 実施例 12 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂 105 79 64 一一エポキシ樹脂 3 (式 [9] ) ― ― 一 52 一エポキシ樹脂 4 (式 [10] + [11] ) — 一 ― ― 55 エポキシ樹脂 5 (式 [12] ) 一 ― 一一一エポキシ樹脂 6 (式 [13] ) 一一 ― ― ― フユノールノボラック樹脂 55 41 ― ― ― フユノール樹脂 1 (式 [14] ) ― ― 56 48 45

D BU 3 3 3 3 3 溶融球状シリカ（平均拉径 22μπι) 380 770 770 840 840 溶融破砕シリ力（平均粒径 15 m) 300 ― ― 一 ― 難燃剤 A , 150 100 100 50 50 難燃剤 B 一一一一一ィォン捕捉剤 1 ― 一 ― 一一イオン捕捉剤 2 ― 一 — ― ― カーボンブラック 2 2 2 2 2 力ルナバヮックス 5 5 5 5 5 難燃性 V - 0 V- 0 V- 0 V- 0 V - 0 耐湿信頼性（時間） 500 500 480 450 450

第 2表一 2

実施例 13 実施例 14 実施例 15 実施例 16 オルソクレゾ一ルノボラック型ェポキシ樹脂

エポキシ樹脂 3 (式 [9] ) 52 52 ェポキシ樹脂 4 (式 [10] + [11] )

ボキシ樹脂 5 (式 [ 12 ] ) 86

エポキシ樹脂 6 (式 [13] ) 73

フエノ一ルノボラック樹脂 34

フエノール樹脂 1 (式 [14] ) 47 48 48

D BU 3 3 3 3 溶融球状シリ力（平均粒径 22 m) 750 850 860 860 溶融破砕シリ力（平均粒径 15 m) .

難燃剤 A - - 120 20 20 20 難燃剤 B

イオン捕捉剤 1 10 イオン捕捉剤 2 10 カーボンブラック 2 2 2 2 力ルナパヮックス 5 5 5 5 難燃性 V-0 V- 0 V- 0 V - 0 耐湿信頼性（時間） 400 500 500 500

第 3表

比較例 3 比較例 4 比較例 5 比較例 6 比較例 7 オルソクレゾ一ルノボラック型ェボキシ樹脂 105 79 89 79 エポキシ樹脂 3 (式 [9] ) 一一 63 フヱノールノボラック樹脂 55 41 51 一 41 フユノール樹脂 1 (式 [14] ) 57

D B U 3 3 3 3

¾融珑伏シカ（平均粒径？ 2 zzm) 380 « 70 370 « 70 770 溶融破砕シリ力（平均粒径 15 ti m) 450 450

' 融球伏シリカ（平均粒径 27 " m

― 一一 ― 100 比表面積 4. OmVg)

カーボンブラック 2 2 2 2 2 カルナノワックス 5 5 5 5 5 三酸化ァンチモン 20

臭素化ビスフヱノール A型エポキシ樹脂 10

難燃性全焼 V- 2 V- 0 V- 1 V- 2 耐湿信頼性（時間） 500 500 500 450 500

第 2表に見られるように、平均粒径 2 7 / m、比表面積 4. 0 m²Z gの溶融球状シリ力 7重量部あたり、モリブデン酸亜鉛 3重量部で被覆した難燃剤 Aを配合した実施例 8〜1 6のエポキシ樹脂組成物は、アンチモン化合物も臭素化合物も含有しないにもかかわらず、三酸化アンチモンと臭素化ビスフヱノール A型ェポキシ樹脂を配合した比較例 5のエポキシ樹脂組成物と同じ難燃性 U L規格 V— 0 相当、耐湿信頼性 5 0 0時間という優れた性能を示す。これに対して、モリブデン酸亜鉛を添加していない比較例 3、 4、 6及び 7のエポキシ樹脂組成物は、いずれも難燃性 U L規格 V— 0相当を満たすには至っていない。産業上の利用可能性

本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止することにより、難燃性、高温保管性、耐半田クラック性、耐湿信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。

Claims

請求の範囲

1. (A) エポキシ樹脂、（B) フエノール樹脂硬化剤、（C) 硬化促進剤、（ D) 無機充填材及び（E) モリブデン酸亜鉛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。

2. モリブデン酸亜鉛が、無機系物質を被覆してなる請求項 1記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

3. 無機系物質が、溶融球状シリカである請求項 2記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

4. エポキシ樹脂が式 [1] 、式 [2] 又は式 [3] で示される結晶性エポキシ樹脂である請求項 1、 2又は 3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

[2]

[3]

(ただし、式中、 Rは水素原子、ハロゲン原子又は炭素数 1〜12のアルキル基であり、複数の Rはたがいに同一であっても異なっていてもよい。）

5. 請求項 1、 2、 3又は 4記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、さらに式 [4] 、式 [5] 又は式 [6] で示されるイオン捕捉剤を含むことを特徴とする半導体封止用ェポキシ樹脂組成物。

(ただし、式中、 a = 0.9〜l. lであり、 b = 0.6〜0.8であり、 c = 0〜 0.4である。）

B i O_d(OH) e(N0₃)f(HS i 0₃)_g … [5]

(ただし、式中、 d = 0.9〜： 1.1であり、 e = 0.6〜0.8であり、 f + g = 0.2〜0.4である。）

MghA 1 i(OH) ₂h₊3 i - 2k(C0₃) k - mH₂0 … [6]

(ただし、式中、 0く jZh≤lであり、 0≤kZjく 1.5であり、 mは正数である。）

6. 請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止してなることを特徴とする半導体装置。