WO2005116104A1

WO2005116104A1 - 半導体封止用樹脂組成物および半導体装置

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Publication number: WO2005116104A1
Application number: PCT/JP2005/009753
Authority: WO
Inventors: Hirofumi Kuroda
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2006-11-27
Also published as: CN1957013A; US20050267237A1; CN1957013B; MY141988A; TWI361200B; JPWO2005116104A1; KR101076977B1; KR20070032697A; JP5326210B2; US7431990B2; TW200605374A

Abstract

　耐半田クラック性、耐燃性を損なうことなく流動性・成形性に優れた特性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。本発明は、所定の構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と、所定の構造を有するフェノール系樹脂（Ｂ）と、無機充填剤（Ｃ）と、硬化促進剤（Ｄ）と、シランカップリング剤（Ｅ）と、芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｆ）と、を含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物である。

Description

明細書

半導体封止用樹脂組成物および半導体装置

技術分野

[0001] 本発明は、半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、半導体装置は生産性、コスト、信頼性等のバランスに優れることからエポキシ樹脂組成物を用いて封止されるのが主流となっている。半導体装置の小型化、薄型化に伴い、封止用エポキシ樹脂組成物に対しては、より一層の低粘度化、高強度化が要求されている。また、環境問題から Br化合物や酸化アンチモン等の難燃剤を使わずに難燃化する要求が高まってきている。このような背景から、最近のエポキシ樹脂組成物の動向は、より低粘度の樹脂を適用し、より多くの無機充填剤を配合する傾向が強くなつている。また新たな動きとして、半導体装置を実装する際、従来よりも融点の高い無鉛半田の使用が高まってきている。この半田の適用により実装温度を従来に比べ約 20°C高くする必要があり、実装後の半導体装置の信頼性が現状に比べ著しく低下する問題が生じている。このようなことからエポキシ樹脂組成物のレベルァップによる半導体装置の信頼性の向上要求が加速的に強くなつてきており、樹脂の低粘度化と無機充填剤の高充填化に拍車力かかっている。

[0003] 成形時に低粘度で高流動性を維持するためには、溶融粘度の低い樹脂を用いたり

(例えば、特許文献 1参照）、また無機充填材の配合量を高めるために無機充填剤をシランカップリング剤で表面処理する方法が知られている（例えば、特許文献 2参照）。しかし、これらの方法だけでは実装時の耐半田クラック性、流動性、および難燃性のすベてを満足する手法は未だ見出されてレヽなレ、。

[0004] そこで本出願人は、耐半田クラック性、難燃性に優れたビフヱ二レン骨格含有フエノールァラルキル型エポキシ樹脂、ビフヱ二レン骨格含有フエノールァラルキル型硬化剤を用いたエポキシ樹脂組成物を提案している（例えば、特許文献 3参照）。このェポキシ樹脂組成物は分子骨格に芳香族環を多く含むことから燃焼時、成形物表層に炭化層を形成することにより、さらなる燃焼を抑え、優れた耐燃性を示す。また、芳香族環構造含有による疎水性の向上、架橋点間距離増大による熱時低弾性率化が耐半田クラック性向上に寄与している。

特許文献 1 :特開平 7— 130919号公報

特許文献 2：特開平 8 _ 20673号公報

特許文献 3：特開平 11 - 140277号公報発明の開示

[0005] し力ながら、難燃剤フリーでかつ半導体装置の信頼性向上に対する要求が高度化し、さらなる耐半田クラック性、耐燃性の向上が望まれている。その対策としては無機充填剤の配合量を高めることで解決できると考えられるが、ビフエ二レン骨格含有エポキシ樹脂、硬化剤は溶融粘度が低くなぐ流動性、硬化性が損なわれる可能性が高い。流動性と硬化性も併せて満足する技術が求められていた。

[0006] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐半田クラック性、耐燃性に優れ、且つ流動性、硬化性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置を提供することにある。

[0007] 本発明は、

[1]下記一般式（1)で示されるエポキシ樹脂 (A)と、下記一般式（2)で示されるフエノール系樹脂 (B)と、無機充填剤（C)と、硬化促進剤（D)と、シランカップリング剤 (E )と、芳香環を構成する 2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物 (F)と、を含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[0008] [化 1]

[0009] (ただし、上記一般式（1)において、 Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよぐ水素または炭素数 4以下の炭化水素であり、 nは平均値で、 1以上 5以下の正数である。 ) [0010] [化 2]

(ただし、上記一般式（2)において、 R1はフエ二レン基、ビフエ二レン基又はナフチレン基であり； R2は〇H基と一緒になつてフエノール、ひ一ナフトール又は j3—ナフトール骨格を形成し; R3， R4はそれぞれ R2、 R1に導入される基であり、水素又は炭素数 10以下の炭化水素基であり、これらは互いに同一でも異なっていてもよく； nは平均値で、 1以上 10以下の正数である。 )

[0011] [2]上記第 [1]項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、前記化合物 (F)を当該樹脂組成物全体の 0. 01重量％以上含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、

[3]上記第 [1]項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、シランカップリング剤 (E)を当該樹脂組成物全体の 0. 01重量％以上 1重量％以下含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、

[4]上記第 [1]項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、前記化合物 (F)は、前記芳香環を構成する 2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、

[5]上記第 [1]項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、前記化合物 (F)の芳香環がナフタレン環であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、

[6]上記第 [5]項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、前記化合物 (F)は、前記ナフタレン環を構成する 2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、

[7]上記第 [1]項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、無機充填剤 (C)の含有量が 80重量％以上 92重量％以下であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、 [8]上記第 [1]項に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、

である。

[0012] なお、上記一般式（2)の化合物には、下記一般式（2' )のような態様が含まれる。

[0013] [化 3]

(ただし、上記一般式（2，）において、 R5はフエ二レン基又はビフエ二レン基であり、 R 6はそれぞれ同一でも異なっていてもよぐ水素または炭素数 4以下の炭化水素であり、 nは平均値で、 1以上 5以下の正数である。 )

[0014] 本発明によれば、従来技術では得るのが困難であった耐半田クラック性、耐燃性を損なうことなく成形時の流動性'成形性に優れ、表面実装型の半導体装置パッケ一ジ用として好適なエポキシ樹脂組成物を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の半導体封止用樹脂組成物の実施形態について詳細に説明する。

前記半導体封止用樹脂組成物の実施形態であるエポキシ樹脂組成物は、下記の一般式（1)で示されるエポキシ樹脂 (A)と、下記の一般式（2)で示されるフエノール系樹脂 (B)と、無機充填剤（C)と、硬化促進剤 (D)と、シランカップリング剤 (E)と、芳香環を構成する 2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（ F)と、を含み、これにより耐半田クラック性、耐燃性に優れ、且つ流動性、硬化性に優れた半導体封止用樹脂組成物が得られるものである。

[0016] 以下、各成分について詳細に説明する。

本実施形態で用いられるエポキシ樹脂 (A)は、一般式（1)で示される構造を有する

[0017] [化 4]

[0018] 一般式（1)において、 Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよぐ水素または炭素数 4以下の炭化水素であり、例えばメチル基、ェチル基、 t_ブチル基である。また、 nは分子鎖中のフエ二レン骨格部分およびォキシフエ二レン骨格部分からなるュニット数の平均値で、 1以上 5以下、好ましくは 1以上 3以下の正数である。

[0019] このようなエポキシ樹脂 (A)を用いた半導体封止用樹脂組成物は、従来より用いられているビフヱ二レン骨格構造と比べると芳香族環の含有率が低くなることから、若干の耐燃性の低下が見られるものの、分子構造が小さくなることによる低粘度性、高い硬化性、高いガラス転移温度 Tg、加熱時曲げ強度に優れた特性を有する。低粘度化により、無機充填剤の配合量を高めることができるため、樹脂自体の耐燃性の低下をカバーしつつ、低吸水化による優れた耐半田クラック性を有するものである。また、高いガラス転移温度 Tgを有することにより、半導体装置の長期信頼性の一つである高温保管特性が良好になる。

[0020] ここで一般式（1)で示されるエポキシ樹脂 (A)の具体例を下記式（3)に示すが、ェポキシ樹脂 (A)はこれらに限定されるものではない。

[0021] [化 5]

[0022] (ただし、上記式（3)において、 nは平均値で、 1以上 5以下の正数である。 ) また、一般式（1)で示されるエポキシ樹脂を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のエポキシ樹脂と併用することができる。併用できるエポキシ樹脂としては、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えばフエノールビフエニルァラルキル型エポキシ樹脂；ビフヱニル型エポキシ樹脂、スチルベン型ェポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビスフエノール 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結晶性エポキシ樹脂；オノレソクレゾールノボラック型ェポキシ樹脂、ジシクロペンタジェン変性フエノール型エポキシ樹脂、ナフトール型ェポキシ榭脂等が挙げられる。またこれらのエポキシ樹脂は、単独もしくは混合して用いても差し支えない。

[0023] 半導体封止用エポキシ樹脂組成物としての耐湿信頼性を考慮すると、エポキシ榭脂 (A)にはイオン性不純物である Naイオンや C1イオンが極力少ない方が好ましぐ一方で硬化性の点からエポキシ当量は 100g/eq以上 500g/eq以下であることが好ましい。

[0024] 本実施形態で用いられるフエノール系樹脂（B)は、一般式（2)で示される構造を有する。

[0025] [化 6]

[0026] 一般式（2)におレ、て、 R1はフエ二レン基、ビフエ二レン基又はナフチレン基である。

また、 R2は OH基と一緒になつてフエノール、ひ一ナフトール又は /3—ナフトール骨格を形成し、各 R2は互いに同一でも異なっていてもよレ、。 R3, R4はそれぞれ R2， R 1に導入される基であり、これらはそれぞれ同一でも異なっていてもよぐ水素または炭素数 10以下の炭化水素であり、例えばメチル基、ェチル基、 t_ブチル基である。また、 nは分子鎖中のフエ二レン、ビフエ二レン又はナフチレン骨格部分およびォキシフエ二レン、ォキシナフチレン骨格部分からなるユニット数の平均値で、 1以上 10以下、好ましくは 1以上 5以下の正数である。

[0027] このようなフエノール系樹脂（B)は、ォキシフエ二レン骨格、あるいはォキシナフチレン骨格間に疎水性のフヱニレン基又は疎水性でありかつ剛直なビフヱ二レン骨格、ナフチレン骨格を有する。このため、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物はノポラック型フエノール樹脂を用いた場合と比べて、架橋点間距離が長いため、高温下において低弾性率化され、半導体素子、有機基板及び金属基板との密着性に優れる。また、芳香族骨格が疎水性であり、かつ、フエノール性水酸基が少ないことから、低吸水化を実現することができる。それらの特性の発現により、耐半田性向上が可能になる。さらにナフチレン骨格を含有する化合物においては、ナフタレン環に起因する剛直性によるガラス転移温度 Tgの上昇やその平面構造に起因する分子間相互作用による線膨張係数の低下により、エリア表面実装型半導体パッケージにおける低反り性を向上させることができる。また、フエノール性水酸基を含有する芳香族基（一 R2 (〇H)—）としては、フエノール、あるいは α—ナフトール、 β—ナフトールのいずれでもよいが、特にナフトールである場合は前述のナフチレン骨格を含有する化合物と同様に、ガラス転移温度 Tgの上昇や線膨張係数の低下により、低反り性を向上させる効果が得られる上に、さらに分子中に芳香族炭素を多く存在させることから耐燃性の向上も実現することができる。

[0028] 一般式（2)で表されるフエノール系樹脂（B)としては、例えばフエ二レン骨格を含有するフエノールァラルキル樹脂、ビフヱ二レン骨格を含有するフヱノールァラルキル樹脂、フエ二レン骨格を含有するナフトールァラルキル樹脂が挙げられるが、式（2)の構造を有する範囲であれば特に限定するものではない。

[0029] また、一般式（2)で表されるフエノール系樹脂（B)による効果が損なわれなレ、範囲で、他のフエノール樹脂と併用することができる。併用できるフエノール樹脂としては、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、トリフエノールメタン型フヱノール樹脂、テルペン変性フヱノール樹脂、ジシクロペンタジェン変性フエノール樹脂等が挙げられる。併用されるフエノール樹脂において、硬化性の点から水酸基当量は 90〜250g/eqであることが好ましい。 [0030] 本実施形態で用いられる無機充填剤（C)としては、一般に封止材料に用いられてレ、る溶融シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機充填剤の粒径としては、金型への充填性を考慮すると 0. 01 z m以上 15 0 μ m以下であることが望ましい。また無機充填剤（C)の充填量としてはエポキシ樹脂組成物全体の 80重量％以上 92重量％以下が好ましい。無機充填剤の充填量が小さすぎると、エポキシ樹脂組成物の硬化物の反りが増加し、且つ吸水量が増加し、強度が低下するため耐半田性が不満足になる一方で、大きすぎると、エポキシ樹脂組成物の流動性が損なわれるために成形性に不具合を生じるところ、無機充填剤の充填量を上記の範囲にすることで、両者のバランスに優れたエポキシ樹脂組成物を得ること力 Sできる。

[0031] 本実施形態で用いられる硬化促進剤（D)は、エポキシ樹脂のエポキシ基とフエノール系樹脂の水酸基との反応を促進するものであればよぐ一般に半導体素子の封止に用いられるエポキシ樹脂組成物に使用されているものを利用することができる。具体例として有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニゥム化合物、ホスホべタインィ匕合物等のリン原子含有化合物、 1 , 8 ジァザビシクロ（5, 4, 0)ゥンデセン 7、ベンジルジメチルァミン、 2—メチルイミダゾール等の窒素原子含有化合物が挙げられる。

[0032] 有機ホスフィンとしては、例えばェチルホスフィン、フエニルホスフィン等の第 1ホスフィン、ジメチルホスフィン、ジフエニルホスフィン等の第 2ホスフィン、トリメチルホスフイン、トリェチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフエニルホスフィン等の第 3ホスフインが挙げられる。

[0033] テトラ置換ホスホニゥム化合物としては、一般式 (4)に示す化合物が挙げられる。

[0034] [化 7]

J c (4)

[0035] 一般式 (4)において、 Pはリン原子を表す。 R7、 R8、 R9および R10は置換もしくは無置換の芳香族基、例えばモノメチル置換フエニル基、モノェチル置換フエニル基等、またはアルキル基、例えばェチル基、ブチル基、へキシル基等を表す。 Aはヒド口キシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも 1つ有する芳香族有機酸のァニオンを表す。 AHはヒドロキシノレ基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも 1つ有する芳香族有機酸を表す。 a、 bは 1以上 3以下の整数、 cは 0以上 3以下の整数であり、かつ a = bである。

[0036] この一般式 (4)に示す化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、テトラ置換ホスホニゥムブロマイドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸ァニオンを発生させる。次いで水を加える。すると、上記一般式 (4)に示す化合物を沈殿させることができる。また、一般式 (4)に示す化合物の使用に際して、リン原子に結合する R7、 R8、 R9および R10がフエニル基であり、かつ AHはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフエノール類であり、かつ Aは該フエノール類のァニオンに相当するものであることが好ましレ、。

[0037] ホスホべタイン化合物としては、下記一般式（5)に示す化合物が挙げられる。

[0038] [化 8]

Yn

[0039] 一般式（5)において、 Xは水素または炭素数 1以上 3以下のアルキル基であり、 Υは水素またはヒドロキシノレ基を表す。 m、 nは 1以上 3以下の整数である。

[0040] この一般式（5)に示す化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第 3ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジァゾニゥム塩とを接触させ、前記トリ芳香族置換ホスフィンと前記ジァゾニゥム塩が有するジァゾニゥム基とのジァゾ反応を行うェ程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。

[0041] 本実施形態で用いられる硬化促進剤（D)の含有量は、全エポキシ樹脂組成物中 0 . 1重量％以上 1重量％以下が好ましい。硬化促進剤（D)の含有量が、小さすぎると、エポキシ樹脂組成物に対して目的とする硬化性が得られないことがある一方で、大きすぎると、エポキシ樹脂組成物の流動性が損なわれることがあるところ、硬化促進剤の含有量を上記の範囲にすることで、両者のバランスに優れるエポキシ樹脂組成物を得ることができる。

[0042] 本実施形態で用いられるシランカップリング剤（E)は、エポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン等であり、特に限定されることはなぐエポキシ樹脂組成物と無機充填剤との間で反応し、エポキシ樹脂組成物と無機充填剤との界面強度を向上させるものであればよい。また、後述する化合物（F)は、シランカップリング剤 )と併せて用いたときの相乗効果により、粘度特性および流動特性を著しく改善させることができるため、化合物（F)の利用による効果を充分に得るためにも、シランカップリング剤 (E)の使用は必須である。これらのシランカップリング剤 (E)は単独でも併用してもよい。本実施形態におけるシランカップリング剤（E)の含有量は、全ェポキシ榭脂組成物中 0. 01重量％以上 1重量％以下、好ましくは 0. 05重量％以上 0. 8重量％以下、特に好ましくは 0. 1重量％以上 0. 6重量％以下である。ここで、シランカップリング剤（E)の含有量が、小さすぎると、化合物（F)との相乗効果が充分に得られない一方で、大きすぎると、エポキシ樹脂組成物の吸水性が大きくなり、いずれの場合においてもエポキシ樹脂組成物の半導体のパッケージングにおける耐半田性が低下することがあるところ、シランカップリング剤（E)の含有量を上記の範囲にすることで、半導体のパッケージングにおける耐半田性が良好なエポキシ樹脂組成物を得ることができる。

[0043] 本実施形態で用いられる芳香環を構成する 2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（F) (以下化合物（F)と称する）は、水酸基以外の置換基を有していてもよい。化合物 (F)としては、下記一般式 (6)で示される単環式化合物または下記一般式（7)で示される多環式化合物を用いることができる。 [0044] [化 9]

[0045] 一般式（6)において、 Rl l、 R15はどちらか一方が水酸基である。すなわち、片方が水酸基のとき他方は水素、水酸基または水酸基以外の置換基であり、水酸基以外の置換基としては例えばアルキル基が挙げられる。 R12、 R13、 R14は水素、水酸基または水酸基以外の置換基である。

[0046] [化 10]

R 1 6 R 1 7

R21 R20

[0047] 一般式（7)において、 R16、 R22はどちらか一方が水酸基である。すなわち、片方が水酸基のとき他方は水素、水酸基または水酸基以外の置換基であり、水酸基以外の置換基としては例えばアルキル基が挙げられる。 R17、 R18、 R19、 R20、 R21は水素、水酸基または水酸基以外の置換基である。

[0048] ここで、一般式（6)で示される単環式化合物の具体例として、例えば、カテコール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸エステルまたはこれらの誘導体が挙げられる。また、一般式（7)で示される多環式化合物の具体例として、例えば、 1， 2—ジヒドロキシナフタレン、 2， 3—ジヒドロキシナフタレンおよびこれらの誘導体が挙げられる。そのうち流動性および硬化性の制御のしゃすさから、芳香環を構成する 2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物が好ましい。また、混練工程での揮発を考慮した場合、母核は低揮発性で枰量安定性の高レ、ナフタレン環である化合物とすることがより好ましい。この観点からは、化合物（F)としては、例えば 1， 2—ジヒドロキシナフタレン、 2, 3—ジヒドロキシナフタレンおよびその誘導体等のナフタレン環を有する化合物を用いることができる。これらの化合物（F)は 2種以上併用してもよい

[0049] 化合物（F)の含有量は全エポキシ樹脂組成物中 0. 01重量％以上、好ましくは 0.

01重量％以上 1重量％以下、さらに好ましくは 0. 03重量％以上 0. 8重量％以下、特に好ましくは 0. 05重量％以上 0. 5重量％以下である。化合物（F)の含有量が、小さすぎると、シランカップリング剤 (E)との相乗効果により期待されるような粘度特性および流動特性が得られない一方で、大きすぎると、エポキシ樹脂組成物の硬化反応が阻害され、また得られる硬化物の物性が劣るため、半導体封止樹脂としての性能が低下することがあるところ、化合物（F)の含有量を上記の範囲にすることで、両者のバランスに優れるエポキシ樹脂組成物を得ることができる。

[0050] 本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、 (A)〜（F)成分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じてカルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤；シリコーンオイノレ、シリコーンゴム等の低応力添加剤；酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体;等、種々の添加剤を適宜配合してもよい。

[0051] 本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、（A)〜（F)成分およびその他の添加剤等をミキサー等を用いて常温で均一に混合した後、加熱ロールまたはニーダー、押出機等で溶融混練し、冷却後粉砕して製造することができる。

[0052] 本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止して半導体装置を製造する際には、このエポキシ樹脂組成物を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等の成形方法で成形硬化する。

(実施例 1) [0053] 以下、本発明を実験例にて具体的に説明するが、本発明はこれらの実験例によりなんら限定されるものではない。なお、配合割合は重量部とする。

[0054] (実験例 1)

フエノールフエニルァラルキル型エポキシ樹脂（エポキシ当量 235、式（1)の「n」 = 4. 0、融点 52°C) 6. 8重量部フエノールビフヱニルァラルキル樹脂（明和化成（株）製、 MEH— 7851SS、水酸基当量 203、式（2)の「n」= 2. 5、軟化点 66°C、式（2)において R1：ビフヱ二レン基、 R2 (OH)：フエノール、 R3：水素原子、 R4：水素原子） 5. 9重量部

球状溶融シリカ（平均粒径 30 μ m) 86. 0重量部トリフエニルホスフィン 0. 2重量部

2, 3—ジヒドロキシナフタレン 0. 05重量部カルナバワックス 0. 2重量部カーボンブラック 0. 3重量部をミキサーにて常温混合し、 80〜100°Cの加熱ロールで溶融混練し、冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。評価結果を表 1に示す。

[0055] 'スパイラルフロー： EMMI— 1— 66に準じた金型を用レ、、実験例 1のエポキシ樹脂組成物を低圧トランスファー成形機にて 175°C、成形圧 6. 9MPa、保圧時間 120秒の条件で成形し測定。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が流動性が良好である。単位は cm。

[0056] '硬化トルク比：キュラストメーター（オリエンテック（株）製、 JSRキュラストメーター IVP S型）を用い、金型温度 175°C、加熱開始 90秒後、 300秒後のトノレクを求め、硬化トルク比：（90秒後のトルク）/ (300秒後のトノレク）を計算した。キュラストメーターにおけるトノレクは熱剛性のパラメータであり、硬化トルク比の大きい方が硬化性が良好である。単位は％。

[0057] ·吸水率：トランスファー成形機を用いて、金型温度 175°C、注入圧力 7. 4MPa、硬化時間 2分で、直径 50mm、厚さ 3mmの成形品を成形し、 175°C、 8時間で後硬化し、得られた成形品を 85°C、相対湿度 85%の環境下で 168時間加湿処理し、重量変化を測定して吸水率を求めた。単位は重量％。

[0058] ·難燃性：金型温度 175°C、注入時間 15sec、硬化時間 120sec、注入圧 9. 8MPa で 3. 2mm厚の難燃試験片を成形し、 UL94の規格に貝 I」り難燃試験を行った。

[0059] '耐半田クラック性：低圧トランスファー成形機を用いて、ボディーサイズ 14 X 14 X 1

. 4mmの 100pQFP (Cuフレーム）に 6 X 6 X 0. 30mmの Siチップを接着したフレームを、金型温度 175°C、注入時間 10sec、硬化時間 90sec、注入圧 9. 8MPaで成形し、 175°C8hrの条件で後硬化後、得られた成形品を 85°C、相対湿度 85%の環境下で 48hr加湿処理し、ピーク温度 260°Cの IRリフローに連続 3回（255°C以上が 10 秒 X 3回）通し、超音波探傷機を用いて内部クラック、剥離の有無を測定し、 10パッケージ中のチップ剥離と内部クラックの数で判定した。

[0060] (実験例 2〜29)

表 1および表 2の配合に従レ、、実験例 1と同様にしてエポキシ樹脂組成物を製造し、実験例 1と同様にして評価した。評価結果を表 1および表 2に示す。

[0061] 実験例 1以外で用いた成分について、以下に示す。

ビフエニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、 YX— 4000H、融点 1 05°C、エポキシ当量 191)

フエノールフエニルァラルキル樹脂（三井化学 (株)製、 XLC—4L、軟ィ匕点 65°C、水酸基当量 165、式（2)の「n」= 3. 4、式（2)において R1：フヱニレン基、 R2 (OH) ：フエノール、 R3：水素原子、 R4：水素原子）

ナフトールフエニルァラルキル樹脂 (新日鐵化学 (株)製、 SN_485、軟化点 85°C 、水酸基当量 210。式（2)の「n」= l . 6、式（2)において R1：フヱニレン基、 R2 (〇H )： β—ナフトール、 R3 :水素原子、 R4 :水素原子）

フエノールノボラック樹脂（住友ベークライト (株)製、 PR_HF_ 3、軟化点 80°C、水酸基当量 105)

8—ジァザビシクロ（5， 4, 0)ゥンデセン一 7 (以下、 DBUと略す) 式 (8)で示される硬化促進剤

[0062] [化 11]

[0063] 式（9)で示される硬化促進剤 [0064] [化 12]

[0065] 1， 2—ジヒドロキシナフタレン力テコーノレ

ピロガローノレ

1， 6 _ジヒドロキシナフタレンレゾルシノール

[0066] [表 1]

表 1

7

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樹脂 (A)、及び一般式 (2)で示されるフエノール系樹脂 (B)を用いてレ、なレ、実験例 2 1は、低吸水性、耐燃性、耐半田クラック性の面で更に劣る結果となっている。また、シランカップリング剤（E)を用いていない実験例 23及び 24は、有機基板又は金属基板との密着性が低下することにより、耐半田クラック性が劣る結果となっている。また、芳香環を構成する 2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（F)を用いていないか、又はその配合量が不足している実験例 18、 22、 23、 25、 26、 27、 28及び 29は、流動性が劣る結果となっており、金線変形や充填不良等、半導体封止成形時に不具合を生じる可能性が高いものとなっている。以上より、本発明のエポキシ樹脂組成物を使用することにより、硬化性、流動性、耐燃性、耐半田性のバランスの優れた半導体装置パッケージを提供することができる。

Claims

請求の範囲下記一般式（1)で示されるエポキシ樹脂 (A)と、下記一般式（2)で示されるフエノール系樹脂 (B)と、無機充填剤（C)と、硬化促進剤 (D)と、シランカップリング剤 (E) と、芳香環を構成する 2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物 (F)と、を含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 [化 1]

(ただし、上記一般式（1)において、 Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよぐ水素または炭素数 4以下の炭化水素であり、 nは平均値で、 1以上 5以下の正数である。 ) [化 2]

[2] 請求の範囲第 1項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、

前記化合物 (F)を当該樹脂組成物全体の 0. 01重量％以上含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[3] 請求の範囲第 1項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、

シランカップリング剤（E)を当該樹脂組成物全体の 0. 01重量％以上 1重量％以下含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[4] 請求の範囲第 1項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、

前記化合物 (F)は、前記芳香環を構成する 2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[5] 請求の範囲第 1項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、

前記化合物 (F)の芳香環がナフタレン環であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[6] 請求の範囲第 5項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、

前記化合物（F)は、前記ナフタレン環を構成する 2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[7] 請求の範囲第 1項に記載の半導体封止用樹脂組成物において、

前記無機充填剤（C)の含有量が 80重量％以上 92重量％以下であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。

[8] 請求の範囲第 1項に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。