JP2001064362A

JP2001064362A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

Info

Publication number: JP2001064362A
Application number: JP24689199A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博之鈴木
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】難燃剤としての臭素化エポキシ樹脂や酸化ア
ンチモンを実質的に含まない環境対応の半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。【解決手段】（Ａ）一般式（１）で示されるビスフェ
ノールＦ類（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノー
ル類（ｂ）との混合物をグリシジルエーテル化したエポ
キシ樹脂、（Ｂ）フェノール（ｃ）とクレゾール類
（ｄ）とをアルデヒドを介して縮合した変性ノボラック
型樹脂、（Ｃ）無機充填材、及び（Ｄ）硬化促進剤を必
須成分とし、（ａ）と（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が
０．１〜１０であり、変性ノボラック型樹脂中のフェノ
ール（ｃ）とクレゾール類（ｄ）とのモル比（ｃ／ｄ）
が０．１〜１０で、全エポキシ樹脂のエポキシ基に対す
る全フェノ−ル樹脂のフェノール性水酸基の当量比が
０．５〜２．０であり、硬化促進剤（Ｄ）の含有量が
０．４〜２０重量部である。（ただし、式中のＲ_１およびＲ₂はアルキル基を表し、
ｍは０〜４の整数。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐半田クラック性
に優れ、更には臭素化合物やアンチモン化合物等の難燃
剤を実質的に含まない環境に優しい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も
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりダイオード、トランジスタ、ｌ
Ｃ、ＬＳＩ等の半導体部品を、外的刺激（機械的・熱的
衝撃、化学的作用等）から保護するためには、生産性や
コストの点を考慮してエポキシ樹脂組成物で封入成形す
るのが一般的になっている。一方、近年の半導体の高集
積度とそれに伴うチップ寸法の増大とは相反して、最近
の電子機器の小型化による半導体パッケージ寸法の小型
化・薄型化が求められ、かつプリント回路基板への実装
方法も従来のピン挿入型から表面実装型へ移行してきた
ため、表面実装の半田処理時の熱衝撃によるパッケージ
のクラックや、チップ・リードフレームと樹脂組成物の
硬化物との剥離といった問題が生じ易くなり、耐熱性に
優れたエポキシ樹脂組成物が強く求められている。これ
らのクラックや剥離は、半田処理前のパッケージ自身が
吸湿し、半田処理時の高温下でその水分が水蒸気爆発を
起こすことによって生じると考えられており、それを防
ぐために樹脂組成物に低吸湿性を付与する等の手法がよ
く用いられ、その低吸湿化の手法の一つとして低粘度の
結晶性エポキシ樹脂を用いて無機充填材を高充填化し、
樹脂成分の含有量を減少させる技術がある。従来、この
ような手法に用いられるエポキシ樹脂としては、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂があり、無機充填材の高充填化に実
用化されている。しかしながら、ビフェニル型エポキシ
樹脂といえども、無機充填材を樹脂組成物中に７０ｖｏ
ｌ％以上配合することは製造上、容易ではなく、それを
実現するためにはより高度な生産技術を要することが多
く、又生産コストが高くなることにも繋がる。更に、低
粘度のエポキシ樹脂としては、ビスフェノール型がある
が常温で液状のため作業性に劣り、半導体用封止材料へ
の適用には難点がある。以上のことから、従来のエポキ
シ樹脂組成物より、無機充填材を高充填化し、耐半田ク
ラック性に優れ、更には臭素化合物やアンチモン化合物
等の難燃剤を実質的に含まない環境に優しい半導体封止
用エポキシ樹脂組成物が要求されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、常温で固形
の超低溶融粘度のエポキシ樹脂を用いて、従来以上に無
機充填材を高充填化することにより低吸湿化し、更に特
定のフェノール樹脂と併用して更なる低吸湿化をはか
り、耐半田クラック性を向上させ、かつこの高充填化に
より難燃剤としての臭素化合物やアンチモン化合物を実
質的に含まない環境に優しい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を提供するのもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）一般式
（１）で示されるビスフェノールＦ類（ａ）と一般式
（２）で示されるビフェノール類（ｂ）との混合物をグ
リシジルエーテル化したエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノー
ル（ｃ）とクレゾール類（ｄ）とをアルデヒドを介して
縮合した変性ノボラック型樹脂、（Ｃ）無機充填材、及
び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分とし、（ａ）と（ｂ）と
の重量比（ａ／ｂ）が０．１〜１０であり、変性ノボ
ラック型樹脂中のフェノール（ｃ）とクレゾール類
（ｄ）とのモル比（ｃ／ｄ）が０．１〜１０で、全エポ
キシ樹脂のエポキシ基に対する全フェノ−ル樹脂のフェ
ノール性水酸基の当量比が０．５〜２．０であり、硬化
促進剤（Ｄ）の含有量が全エポキシ樹脂と全フェノール
樹脂の合計量１００重量部当たり０．４〜２０重量部で
ある半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを用いて
半導体素子を封止してなる半導体装置である。

【０００５】

【化３】（ただし、式中のＲ₁は炭素数１〜６のアルキル基を表
し、それらは互いに同一であっても異なってもよい。ｍ
は０〜４の整数。）

【０００６】

【化４】（ただし、式中のＲ₂は炭素数１〜６のアルキル基を表
し、それらは互いに同一であっでも異なってもよい。ｍ
は０〜４の整数。）

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のエポキシ樹脂は、低粘度
・低分子量の一般式（１）で示されるビスフェノールＦ
類（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノール類
（ｂ）との混合物（以下、混合フェノールという）をグ
リシジルエーテル化したエポキシ樹脂で、ビスフェノー
ルＦ類型エポキシ樹脂に由来する低粘度化が図られてお
り、従来のビフェニル型エポキシ樹脂より、更に加熱時
の溶融粘度の低い樹脂となるため、ビフェニル型エポキ
シ樹脂を主として用いたエボキシ樹脂組成物よりも流動
性が向上し、無機充填材をより高充填化することがで
き、ひいてはエポキシ樹脂組成物の硬化物の低吸湿化が
可能となるため、耐半田クラック性の向上に寄与する。
又、高い結晶性を有するエポキシ樹脂の前駆体であるビ
フェノール類と共に、グリシジルエーテル化させること
によって、常温で固体として取り扱うことができるよう
になり、ビスフェノールＦ類型エポキシ樹脂の低い作業
性を改善することができる。

【０００８】一般式（１）で示されるビスフェノールＦ
類（ａ）として、好ましいのは、ビス−（４−ヒドロキ
シフェニル）メタンであり、これにより低粘度化への寄
与が大きくなり、かつ置換基がない故にグリシジルエー
テル化した場合、高い反応性を有するエポキシ樹脂を得
ることができる。

【０００９】一般式（２）で示されるビフェノール類
（ｂ）としては、例えば、４，４’−ジヒドロキシビフ
ェニル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’
−テトラメチルビフェニル、４，４’−ジヒドロキシ−
３，３’−ジターシャリーブチル−６，６’−ジメチル
ビフェニル、２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジタ
ーシャリブチル−６，６’−ジメチルビフェニル、４，
４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリーブチル
−５，５’−ジメチルビフェニル、４，４’−ジヒドロ
キシ−３，３’，５，５’−テトラターシャリーブチル
ビフェニル等（置換位置の異なる異性体を含む）が挙げ
られる。これらの内では、入手のし易さ、性能、原料価
格等の点から、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、
４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラ
メチルビフェニルから選択される１種以上が好ましく、
特に低粘度化効果が大きく、かつ反応性に富む４，４’
−ジヒドロキシビフェニルが含まれているものが好まし
い。これらの混合比、混合方法についは限定しない。

【００１０】一般式（１）で示されるビスフェノールＦ
類（ａ）と、一般式（２）で示されるビフェノール類
（ｂ）との混合方法は特に限定しないが、溶剤による溶
解や加熱による溶融混合等の方法により、均一に混合す
ることが好ましい。これは、不均一に混合されたものを
グリシジルエーテル化しても、それぞれ単独にグリシジ
ルエーテル化したものの混合物と同様の性状になるた
め、期待する低粘度化や常温での固形化が図れないため
である。一般式（１）で示されるビスフェノールＦ類
（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノール類（ｂ）
との混合比は、重量比（ａ／ｂ）で０．１〜１０が好ま
しく、より好ましくは０．５〜５である。０．１未満だ
と、一般式（１）で示されるビスフェノールＦ類に由来
する低粘度化の効果がないので好ましくない。又、１０
を越えると結晶性エポキシ樹脂成分を混合したことによ
る作業性の向上がないので好ましくない。本発明のエポ
キシ樹脂の合成方法については特に限定しないが、例え
ば、混合フェノールを過剰のエピクロルヒドリンに溶解
した後、水酸化ナトリウム、水酸化力リウム等のアルカ
リ金属水酸化物の存在下で５０〜１５０℃で、好ましく
は６０〜１２０℃で１〜１０時間反応させる方法が挙げ
られる。反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを留去
し、残留物をトルエン、メチルイソブチルケトン等の溶
剤に溶解し、濾過し、水洗して無機塩を除去し、次いで
溶剤を留去することにより目的のエポキシ樹脂を得るこ
とができる。生成したエポキシ樹脂の塩素イオン、ナト
リウムイオン、その他フリーのイオンは極力少ないこと
が望ましい。

【００１１】本発明のエポキシ樹脂の重量平均分子量と
しては、好ましくは１０００以下、更に好ましくは５０
０以下である。これは重量平均分子量を１０００以下に
することにより加熱溶融時の粘度を低くく抑えられ、本
発明の目的とする無機充填材の高充填化が図れることに
よる。本発明での重量平均分子量は、ＧＰＣ（Gel Perm
iation Chromatography）法によりポリスチレン換算し
て求めた値である。即ち、東ソー（株）・製ＧＰＣカラ
ム（Ｇ１０００Ｈ×Ｌ：１本、Ｇ２０００Ｈ×Ｌ：２
本、Ｇ３０００Ｈ×Ｌ：１本）を用い、流量１．０ｍｌ
／分、溶出溶媒としてテトラヒドロフラン、カラム温度
４０℃の条件で示差屈折計を検出器に用いてＧＰＣ測定
しポリスチレン換算して求めた。

【００１２】又、本発明のエポキシ樹脂には、他のエポ
キシ樹脂を併用しても差し支えない。併用できるエポキ
シ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポ
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、ビフェニル型エポキシ樹脂、
ナフトール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エ
ポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられ、これら
は単独でも混合して用いても良い。又、常温で液状のエ
ポキシ樹脂や高軟化点のエポキシ樹脂を作業性や流動性
に問題ない範囲内で併用しても良い。併用する場合に
は、一般式（１）で示されるビスフェノールＦ類（ａ）
と一般式（２）で示されるビフェノール類（ｂ）との混
合物をグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂が、全エ
ポキシ樹脂中に５０重量％以上含まれることが好まし
い。５０重量％未満になると本発明のエポキシ樹脂の本
来の効果が充分に発揮されないおそれがある。

【００１３】本発明で用いるフェノール（ｃ）とクレゾ
ール類（ｄ）とをアルデヒドを介して縮合した変性ノボ
ラック型樹脂は、フェノール樹脂の良好な硬化性とクレ
ゾール樹脂の低吸湿性を兼ね備えた特性を発現する。変
性ノボラック型樹脂中の（ｃ）と（ｄ）とのモル比（ｃ
／ｄ）は、０．１〜１０で、好ましくは０．２〜５の範
囲である。これはフェノールの比率が高くなると硬化性
や強度は向上するものの、耐吸湿性が低下し、クレゾー
ル類の比率が高くなると耐吸湿性は向上するものの、硬
化性や強度が低下するためである。用いるクレゾール類
としては、オルソクレゾール、パラクレゾール、及びメ
タクレゾールの３種の異性体があり、２種以上を併用し
ても良いが工業製品としての入手の容易さからオルソク
レゾール、もしくは３種の混合物を使用することが好ま
しい。合成に用いるアルデヒド源としては特に限定しな
いが、ホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒド
が工業的に大量生産され安価である点で好ましい。本発
明で用いる変性ノボラック型樹脂は、例えば、オルソク
レゾール類とホルムアルデヒドを酸触媒の存在下で反応
させた後、フェノールとホルムアルデヒドを添加して縮
合反応を行うとか、オルソクレゾール類とフェノールに
ホルムアルデヒドを添加して酸触媒の存在下で縮合反応
を行い、未反応物を除去して固形樹脂とする製造方法等
があるが、変性ノボラック型樹脂中のモル比（ｃフェノ
ール／ｄクレゾール類）が０．１〜１０の範囲のものな
らば、特に限定されるものではない。変性ノボラック型
樹脂中のモル比（ｃ／ｄ）は、¹ＨＮＭＲ（日本電子
（株）・製、ＪＮＭ−ＥＸ９０）によりフェノール含有
率及びクレゾール類含有率を測定し求めた。

【００１４】本発明の変性ノボラック型樹脂の重量平均
分子量は、２０００以下が好ましく、重量平均分子量を
２０００以下にすることにより加熱溶融時の粘度が低く
く抑えられ、本発明の目的とする無機充填材の高充填化
が図れるためである。本発明で用いる重量平均分子量
は、前記したＧＰＣの測定方法と同一である。本発明の
変性ノボラック型樹脂は、ビフェニル型エボキシ樹脂と
の組み合わせで、用いられる低吸湿性のフェノールアラ
ルキル樹脂と比較し、更に低吸湿で、かつ硬化性が良好
であるため、より品質に優れたエポキシ樹脂組成物を得
ることができる。

【００１５】又、本発明の変性ノボラック型樹脂には、
他のフェノール樹脂を併用しても差し支えない。併用で
きるフェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボ
ラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールア
ラルキル樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロ
ペンタジエン変性フェノール樹脂等が挙げられ、これら
は単独でも併用しても良い。これらのフェノール樹脂
は、分子量、軟化点、水酸基当量等に制限なく使用する
ことができるが、軟化点９０℃以下の比較的低粘度のフ
ェノール樹脂が好ましい。軟化点が９０℃を越えると、
本発明の変性ノボラック型樹脂の低粘度化の効果が少な
くなるので好ましくない。併用する場合には、変性ノボ
ラック型樹脂が、全フェノール樹脂中に５０重量％以上
含まれることが好ましい。５０重量％未満だと本発明の
変性ノボラック型樹脂の本来の効果が充分に発現されな
い。全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノール樹脂の
フェノール性水酸基との当量比としては、好ましくは
０．５〜２．０、特に好ましくは０．７〜１．５であ
る。０．５〜２．０の範囲を外れると、硬化性、耐湿信
頼性等が低下するので好ましくない。

【００１６】本発明で用いる無機充填材の種類について
は特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているも
のを使用することができる。例えば、溶融破砕シリカ、
溶融球状シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ、アルミ
ナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、ク
レー、ガラス繊維等が挙げられ、特に溶融球状シリカが
好ましい。形状は限りなく真球状であることが好まし
く、又、粒子の大きさの異なるものを混合することによ
り充填量を多くすることができる。

【００１７】本発明でいう全無機物とは、前記無機充填
材と難燃剤として用いられる酸化アンチモン、イオン捕
捉剤としての無機イオン交換体等の無機物とを加算した
ものである。この全無機物は、全エポキシ樹脂組成物中
に少なくとも６２ｖｏｌ％以上含有せしめることが好ま
しい。６２ｖｏｌ％未満だと、無機充填材による補強効
果が十分に発現せず、かつ吸湿要因である樹脂成分の配
合量が多くなるので、高吸湿性となるおそれがある。本
発明において、全無機物の配合量の上限は、エポキシ樹
脂組成物として必要な流動性が確保できれば、特に限定
するものではないが９１ｖｏｌ％を越えて配合しようと
すると、特殊な充填材の採用、あるいは潜伏性触媒の使
用等といった原料面の対応や非加熱混練法等の特殊な製
造方法が必要になるため、経済的でない。本発明の効果
を充分に、かつ経済的に発現せしめるには全無機物の配
合量は、７７〜９１ｖｏｌ％の範囲が好ましい。更に、
全無機物の配合量が、全エポキシ樹脂組成物中に８１〜
９１ｖｏｌ％になるように設定すれば、臭素化エポキシ
樹脂や酸化アンチモン等の難燃剤類を実質的に含まなく
とも、実用上必要な難燃性が確保でき、環境に優しいエ
ポキシ樹脂組成物を得ることができる。

【００１８】臭素化エポキシ樹脂や酸化アンチモン類等
の難燃剤を実質的に含まないこととは、本発明において
はそれぞれの難燃剤成分毎に１０００ｐｐｍ以下とす
る。これは意図して難燃剤を添加しない場合であって
も、原料や製造段階において混入するレベルを０ｐｐｍ
にすることは経済上の理由から困難であるため現実的な
指標として定めるもので、当然０ｐｐｍであっても０ｐ
ｐｂであっても本発明の機能は有効である。本発明に用
いる無機充填材は、予め十分に混合しておくことが好ま
しい。又、必要に応じて無機充填材をカップリング剤や
エポキシ樹脂、或いはフェノール樹脂で予め処理して用
いてもよく、処理の方法としては、溶剤を用いて混合し
た後に溶媒を除去する方法や直接無機充填材に添加し、
混合機を用いて処理する方法等がある。

【００１９】本発明で用いる硬化促進剤としては、エポ
キシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応を促進するもの
であれば良く、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７等のアミジン系化合物、トリフ
ェニルホスフイン、テトラフェニルホスフォニウム・テ
トラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メ
チルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。これらの硬化
促進剤は単独でも併用しても差し支えない。配合量とし
ては、全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂との合計量１
００重量部当たり０．４〜２０重量部が好ましい。配合
量が０．４重量部未満だと、加熱成形時に十分な硬化性
が得られないおそれがあり、ー方、２０重量部を越える
と、硬化が速すぎて成形時に流動性の低下による充填不
良等を生じるおそれがあるので好ましくなしい。

【００２０】本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成
分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチ
モン、リン化合物、水酸化マグネシウム、硼酸化合物等
の難燃剤類、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換
体、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等の
カップリング剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色
剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化成
分、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその
金属塩類、或いはパラフィン等の離型剤、酸化防止剤等
の各種添加剤を配合することができる。本発明の樹脂組
成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分、及びその他の添加剤等を
ミキサーを用いて常温混合し、ロール、ニーダー、押出
機等の混練磯で溶融混合し、冷却後粉砕する一般的な方
法で得られる。本発明の樹脂組成物を用いて、半導体素
子等の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、
トランスファーモールド、コンプレッションモールド、
インジェクションモールド等の成形方法で成形硬化すれ
ばよい。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
エポキシ樹脂Ａ〜Ｄの合成には、ビスフェノールＦ類
（ビス−（４−ヒドロキシフェニル）メタン）として、
構造式（３）、及びビフェノール類としては構造式
（４）、（５）を用いた。以下にその構造式を示す。

【化５】

【００２２】

【化６】

【００２３】

【化７】変性ノボラック型樹脂Ｆ〜Ｈの合成には、オルソクレゾ
ール、及びフェノールを用いた。又比較例に用いたフェ
ノールアラルキル樹脂の構造式（６）を以下に示す。

【００２４】

【化８】

【００２５】実施例及び比較例で用いた本発明のエポキ
シ樹脂Ａ〜Ｄと従来のビフェニル型エポキシ樹脂Ｅ（市
販品）、変性ノボラック型樹脂Ｆ〜Ｈとフェノールノボ
ラック樹脂Ｉ（市販品）、及びフェノールアラルキル樹
脂Ｊ（市販品）について、その内容及び特性を表１、２
に示す。エポキシ樹脂Ａ〜Ｄは、表１の配合割合で常法
によりグリシジルエーテル化し、変性ノボラック型樹脂
Ｆ〜Ｈは、常法によりノボラック化したものである。溶
融粘度：ＩＣＩコーンプレート粘度計（Research Equip
ment社・製）を用いて、１５０℃での粘度を測定した。重量平均分子量：前記した方法による。変性ノボラック型樹脂中のモル比（ｃ／ｄ）：前記した
方法による。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【実施例】実施例の配合割合を以下に示す。配合割合は
重量部とする。実施例１エポキシ樹脂Ａ５．３重量部変性ノボラック型樹脂Ｇ３．７重量部トリフェニルホスフィン０．１重量部モンタン酸エステル０．５重量部カーボンブラック０．３重量部 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．５重量部溶融球状シリカ（平均粒径２３μｍ）８９．６重量部をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９０℃と４
５℃の２本ロールを用いて３０回混練し、得られた混練
物シートを冷却後粉砕して、樹脂組成物とした。得られ
た樹脂組成物の特性を以下の方法で評価した。結果を表
４に示す。

【００２９】評価方法流動性／スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じ
たスパイラルフロ−測定用の金型を用いて、金型温度１
７５℃で、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で
測定した。硬化性／ゲル化時間：１７５℃の熱板上で材料を溶融硬
化させることによりゲル化時間を求めた。熱時強度：トランスファー成形機を用いて、金型温度１
７５℃で、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で
幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍ、長さ１００ｍｍの成形品を成
形し、１７５℃、２時間で後硬化し、得られた成形品を
ＪｌＳＫ６９１１に準じた方法に従って、２４０℃の
雰囲気中で曲げ強さを測定した。吸湿性／煮沸吸水率：上記と同一の条件で直径５０ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍの成形品を成形し、１７５℃、２時間で
後硬化し、得られた成形品を煮沸水中に２４時間放置
し、重量変化を測定して吸水率を求めた。単位は重量
％。難燃性／ＵＬ−９４：上記と同一の条件で幅１３ｍｍ、
厚さ３．２ｍｍ、長さ１２５ｍｍの成形品を成形し、１
７５℃、２時間で後硬化し、得られた成形品をＵＬ−９
４法に従って燃焼試験を行った。成形性／充填性・離型性：マルチプランジャー成形桟を
用いて、金型温度１８０℃、注入圧力１００ｋｇ／ｃｍ
²、硬化時間１分で１４４ｐＬＱＦＰ（パッケージサイ
ズは２０×２０ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、半導体素子の寸
法は１２×１２ｍｍ、リードフレームはＣｕ製）を成形
し、材料の充填性と離型性を評価した。半田耐熱性／外部クラック・チップ表面剥離：上記方法
で作製したパッケージを、１７５℃、２時間で後硬化し
た後８５℃、相対湿度８５％で１６８時間放置し、その
後赤外線リフロー装置にて２３５℃以上１０秒、最大温
度２４５℃に加熱した。顕微鏡でパッケージを観察し、
外部クラックの発生数を求めた。又、半導体素子と樹脂
組成物の硬化物の界面の剥離面積の割合を超音波探傷装
置を用いて測定し、素子表面剥離率（（剥離面積）／
（半導体素子面積）×１００）を計算した。

【００３０】実施例２〜１１、比較例１〜６表３、表４の配合に従い、実施例１と同様にして樹脂組
成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表
３、表４に示す。なお表３、表４におけるエポキシ樹脂
組成物中の全無機物量は、個々の配合原料の真比重と配
合比率から容量を計算して求めたたものである。実施例１以外に使用した原料の特性を以下に示す。臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
３５９、溶融粘度１３ボイズ／１５０℃）、三酸化アン
チモン（平均粒径１μｍ）。

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【発明の効果】本発明は、常温で固形の超低溶融粘度エ
ポキシ樹脂を用いて、従来以上の無機充填材を高充填化
することにより低吸湿化し、更に特定のフェノール樹脂
と組み合わせして更なる低吸湿化をはかり、耐半田クラ
ック性を向上させ、かつこの高充填化により難燃剤とし
ての臭素化エポキシ樹脂や酸化アンチモンを実質的に含
まない、環境対応の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC04X CC07X CD05W CE00X DE136 DE146 DJ016 DJ036 DJ046 DL006 EU117 EU137 EW017 EW177 EY017 FA046 FA086 FD016 FD157 GQ05 4J036 AA05 AD07 AD08 DA02 DA04 FA01 FB07 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA04 EA06 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB19 EC01 EC03 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）一般式（１）で示されるビスフェノ
ールＦ類（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノール
類（ｂ）との混合物をグリシジルエーテル化したエポキ
シ樹脂、（Ｂ）フェノール（ｃ）とクレゾール類（ｄ）
とをアルデヒドを介して縮合した変性ノボラック型樹
脂、（Ｃ）無機充填材、及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成
分とし、（ａ）と（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が０．
１〜１０であり、変性ノボラック型樹脂中のフェノール
（ｃ）とクレゾール類（ｄ）とのモル比（ｃ／ｄ）が
０．１〜１０で、全エポキシ樹脂のエポキシ基に対する
全フェノ−ル樹脂のフェノール性水酸基の当量比が０．
５〜２．０であり、硬化促進剤（Ｄ）の含有量が全エポ
キシ樹脂と全フェノール樹脂の合計量１００重量部当た
り０．４〜２０重量部であることを特徴とする半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】（Ａ）一般式（１）で示されるビスフェノ
ールＦ類（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノール
類（ｂ）との混合物をグリシジルエーテル化したエポキ
シ樹脂、（Ｂ）フェノール（ｃ）とクレゾール類（ｄ）
とをアルデヒドを介して縮合した変性ノボラック型樹
脂、（Ｃ）全無機物、及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分
とし、（ａ）と（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が０．１
〜１０であり、変性ノボラック型樹脂中のフェノール
（ｃ）とクレゾール類（ｄ）とのモル比（ｃ／ｄ）が
０．１〜１０で、全無機物を全エポキシ樹脂組成物中に
７７〜９１ｖｏｌ％含み、全エポキシ樹脂のエポキシ基
に対する全フェノ−ル樹脂のフェノール性水酸基の当量
比が０．５〜２．０であり、硬化促進剤（Ｄ）の含有量
が全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂の合計量１００重
量部当たり０．４〜２０重量部であることを特徴とする
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】（Ａ）一般式（１）で示されるビスフェノ
ールＦ類（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノール
類（ｂ）との混合物をグリシジルエーテル化したエポキ
シ樹脂、（Ｂ）フェノール（ｃ）とクレゾール類（ｄ）
とをアルデヒドを介して縮合した変性ノボラック型樹
脂、（Ｃ）全無機物、及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分
とし、（ａ）と（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が０．１
〜１０であり、変性ノボラック型樹脂中のフェノール
（ｃ）とクレゾール類（ｄ）とのモル比（ｃ／ｄ）が
０．１〜１０で、全無機物を全エポキシ樹脂組成物中に
８１〜９１ｖｏｌ％含み、全エポキシ樹脂のエポキシ基
に対する全フェノ−ル樹脂のフェノール性水酸基の当量
比が０．５〜２．０であり、硬化促進剤（Ｄ）の含有量
が全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂の合計量１００重
量部当たり０．４〜２０重量部で、かつ臭素化エポキシ
樹脂や酸化アンチモン類等の難燃剤類がそれぞれの難燃
剤成分毎に１０００ｐｐｍ以下であ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】（ただし、式中のＲ₁は炭素数１〜６のアルキル基を表
し、それらは互いに同一であっでも異なってもよい。ｍ
は０〜４の整数。）【化２】（ただし、式中のＲ₂は炭素数１〜６のアルキル基を表
し、それらは互いに同一であっでも異なってもよい。ｍ
は０〜４の整数。）
【請求項４】ビフェノール類（ｂ）が、４，４’−ジ
ヒドロキシビフェニル、４，４’−ジヒドロキシ−３，
３’，５，５’−テトラメチルビフェニルから選ばれる
１種以上である請求項１、２又は３記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】（Ａ）一般式（１）で示されるビスフェ
ノールＦ類（ａ）と一般式（２）で示されるビフェノー
ル類（ｂ）との混合物をグリシジルエーテル化したエポ
キシ樹脂が、重量平均分子量１０００以下で、かつ全エ
ポキシ樹脂中に５０重量％以上含まれ、（Ｂ）フェノー
ル（ｃ）とクレゾール類（ｄ）とをアルデヒドを介して
縮合した変性ノボラック型樹脂が、重量平均分子量２０
００以下で、かつ全フェノール樹脂中に５０重量％以上
含まれる請求項１、２、３又は４記載の半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。
【請求項６】請求項１〜５記載のいずれかのエポキシ
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。