JP2001310930A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半田耐熱性（密着性）、成形性（外部ボイド、
内部ボイド、パッケージ表面外観）に優れる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、硬化
促進剤（Ｃ）、充填剤（Ｄ）、シリコーン化合物(E)を
必須成分として含有し、充填剤（Ｄ）の含有量が樹脂組
成物全体に対し８３〜９５重量％であり、シリコーン化
合物(Ｅ)が特定の構造を有する有機変性シリコーン化合
物を必須成分として含有することを特徴とするエポキシ
樹脂組成物。
内部ボイド、パッケージ表面外観）に優れる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、硬化
促進剤（Ｃ）、充填剤（Ｄ）、シリコーン化合物(E)を
必須成分として含有し、充填剤（Ｄ）の含有量が樹脂組
成物全体に対し８３〜９５重量％であり、シリコーン化
合物(Ｅ)が特定の構造を有する有機変性シリコーン化合
物を必須成分として含有することを特徴とするエポキシ
樹脂組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田耐熱性、成形
性（ボイド）に優れるエポキシ樹脂組成物、詳しくは半
導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関す
るものである。
性（ボイド）に優れるエポキシ樹脂組成物、詳しくは半
導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置などの電子回路部分の封止方
法としては、経済性・生産性・物性等のバランスの点か
らエポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤からなる封止用
樹脂を用いた樹脂封止が一般的になっている。近年の半
導体装置の多ピン化、小型・薄型化、チップの大型化に
従い、封止用樹脂に対する半田耐熱性、成形性の要求も
高まっている。
法としては、経済性・生産性・物性等のバランスの点か
らエポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤からなる封止用
樹脂を用いた樹脂封止が一般的になっている。近年の半
導体装置の多ピン化、小型・薄型化、チップの大型化に
従い、封止用樹脂に対する半田耐熱性、成形性の要求も
高まっている。
【０００３】これまで半田耐熱性の向上のために、樹脂
組成物中の充填剤含有量を増加させ低吸水化が図られて
きたが、その反面、パッケージ表面やパッケージ内部に
発生するボイドが増加し問題となっていた。
組成物中の充填剤含有量を増加させ低吸水化が図られて
きたが、その反面、パッケージ表面やパッケージ内部に
発生するボイドが増加し問題となっていた。
【０００４】上記のような課題に対し、特開平８−３３
７６３５号公報に見られるように、シリコーンオイルの
添加により外部ボイドを低減することが提案されてい
る。
７６３５号公報に見られるように、シリコーンオイルの
添加により外部ボイドを低減することが提案されてい
る。
【０００５】しかしシリコーンオイルの添加のみでは、
外部ボイド、内部ボイドの低減効果は十分とはいえず、
さらにシリコーンオイル成分がパッケージ表面に浸み出
したり、外観不良（フローマーク発生）となる場合があ
った。
外部ボイド、内部ボイドの低減効果は十分とはいえず、
さらにシリコーンオイル成分がパッケージ表面に浸み出
したり、外観不良（フローマーク発生）となる場合があ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は半田耐熱性
（密着性）、成形性（外部ボイド、内部ボイド、パッケ
ージ表面外観）に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成
物の提供を課題とするものである。
（密着性）、成形性（外部ボイド、内部ボイド、パッケ
ージ表面外観）に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成
物の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、主と
して次の構成からなる、すなわち、「エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、硬化促進剤（Ｃ）、充填剤
（Ｄ）、シリコーン化合物(E)を必須成分として含有
し、充填剤（Ｄ）の含有量が樹脂組成物全体に対し８３
〜９５重量％であり、シリコーン化合物(Ｅ)が下式
（Ｉ）の構造を有する有機変性シリコーン化合物を必須
成分として含有し、さらにシリコーン化合物（Ｅ）の含
有量が樹脂組成物全体に対し０．０１〜５重量％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。」
である。
して次の構成からなる、すなわち、「エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、硬化促進剤（Ｃ）、充填剤
（Ｄ）、シリコーン化合物(E)を必須成分として含有
し、充填剤（Ｄ）の含有量が樹脂組成物全体に対し８３
〜９５重量％であり、シリコーン化合物(Ｅ)が下式
（Ｉ）の構造を有する有機変性シリコーン化合物を必須
成分として含有し、さらにシリコーン化合物（Ｅ）の含
有量が樹脂組成物全体に対し０．０１〜５重量％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。」
である。
【０００８】
【化５】 （式中、０≦ｘ≦１０００、０≦ｙ≦３００、０≦ｚ≦
３００、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１３００である。Ｒ、Ｒ’は
炭素数１〜１０のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、０≦ａ≦５０、０≦ｂ≦５
０である。）
３００、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１３００である。Ｒ、Ｒ’は
炭素数１〜１０のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、０≦ａ≦５０、０≦ｂ≦５
０である。）
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
【００１０】本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は分子
内にエポキシ基を複数個もつものならば特に限定され
ず、これらの具体例としては、たとえばクレゾールノボ
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、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
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、ビスフェノールＡやレゾルシ
ンなどから合成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、
直鎖脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環
式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロ
ゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂
（Ａ）においては２種類以上のエポキシ樹脂を併用して
含有することができる。
内にエポキシ基を複数個もつものならば特に限定され
ず、これらの具体例としては、たとえばクレゾールノボ
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、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
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、ビスフェノールＡやレゾルシ
ンなどから合成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、
直鎖脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環
式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロ
ゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂
（Ａ）においては２種類以上のエポキシ樹脂を併用して
含有することができる。
【００１１】これらのエポキシ樹脂（Ａ）のなかで特に
本発明において好ましく使用されるものは、半田耐熱性
（密着性）が優れる点で、下記一般式（II）で表される
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有するもので
ある。
本発明において好ましく使用されるものは、半田耐熱性
（密着性）が優れる点で、下記一般式（II）で表される
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有するもので
ある。
【００１２】
【化６】 （ただし式中のＲ1は、水素原子、アルキル基またはハ
ロゲン原子を示し、同一であっても異なっていてもよ
い。） さらにエポキシ樹脂（Ａ）は上記式（II）で表されるビ
フェニル骨格を有するエポキシ樹脂を５０重量％以上含
有することが好ましい。
ロゲン原子を示し、同一であっても異なっていてもよ
い。） さらにエポキシ樹脂（Ａ）は上記式（II）で表されるビ
フェニル骨格を有するエポキシ樹脂を５０重量％以上含
有することが好ましい。
【００１３】上記式（II）で表されるエポキシ樹脂骨格
の好ましい具体例としては、 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）ビフェニル 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）-3,3',5,5'-テト
ラメチルビフェニル 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）-3,3',5,5'-テト
ラエチルビフェニル 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）-3,3',5,5'-テト
ラブチルビフェニル などが挙げられ、それぞれ単独でも、または混合系で用
いる場合でも十分に効果を発揮する。
の好ましい具体例としては、 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）ビフェニル 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）-3,3',5,5'-テト
ラメチルビフェニル 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）-3,3',5,5'-テト
ラエチルビフェニル 4,4'-ビス（2,3-エポキシプロポキシ）-3,3',5,5'-テト
ラブチルビフェニル などが挙げられ、それぞれ単独でも、または混合系で用
いる場合でも十分に効果を発揮する。
【００１４】また、エポキシ樹脂（Ａ）中に下記一般式
（III）で表される骨格を有するエポキシ樹脂を含有す
ることも、成形性（内部ボイド）の観点から好ましい。
（III）で表される骨格を有するエポキシ樹脂を含有す
ることも、成形性（内部ボイド）の観点から好ましい。
【００１５】
【化７】 （ただし式中のｎは０〜５の整数であり、Ｒ2は、水素
原子、アルキル基またはハロゲン原子を示し、同一であ
っても異なっていてもよい。） さらにエポキシ樹脂（Ａ）は上記式（III）で表される
骨格を有するエポキシ樹脂を１５重量％以上含有するこ
とが好ましい。
原子、アルキル基またはハロゲン原子を示し、同一であ
っても異なっていてもよい。） さらにエポキシ樹脂（Ａ）は上記式（III）で表される
骨格を有するエポキシ樹脂を１５重量％以上含有するこ
とが好ましい。
【００１６】さらに、エポキシ樹脂中に、一般式（II）
で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と一般
式（III）で表される骨格を有するエポキシ樹脂を両方
含有することがさらに好ましい。この場合、一般式（I
I）で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と
一般式（III）で表される骨格を有するエポキシ樹脂の
合計が、エポキシ樹脂（Ａ）中８０重量％以上であるこ
とが好ましい本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配
合量は、成形性および密着性の観点から、エポキシ樹脂
組成物全体に対して、通常０．５〜１５重量％、さらに
好ましくは２〜１０重量％である。エポキシ樹脂（Ａ）
の配合量が０．５重量％以上であれば成形性や密着性が
不十分になったりすることがなく、１５重量％以下であ
れば硬化物の線膨張係数が大きくなり、硬化物の低応力
化が困難となることもない。
で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と一般
式（III）で表される骨格を有するエポキシ樹脂を両方
含有することがさらに好ましい。この場合、一般式（I
I）で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と
一般式（III）で表される骨格を有するエポキシ樹脂の
合計が、エポキシ樹脂（Ａ）中８０重量％以上であるこ
とが好ましい本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配
合量は、成形性および密着性の観点から、エポキシ樹脂
組成物全体に対して、通常０．５〜１５重量％、さらに
好ましくは２〜１０重量％である。エポキシ樹脂（Ａ）
の配合量が０．５重量％以上であれば成形性や密着性が
不十分になったりすることがなく、１５重量％以下であ
れば硬化物の線膨張係数が大きくなり、硬化物の低応力
化が困難となることもない。
【００１７】本発明における硬化剤（Ｂ）は、エポキシ
樹脂（Ａ）と反応して硬化させるものであれば特に限定
されない。通常はフェノール性水酸基を有する化合物、
酸無水物を有する化合物、アミン類が使用される。これ
らのうち、フェノール系硬化剤、すなわちフェノール性
水酸基を２個以上分子内に有する化合物の具体例として
は、たと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、フェノールアラルキル樹脂、ビスフェノ
ールＡやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック
樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ジヒドロ
ビフェニルなどの多種多価フェノール化合物、ポリビニ
ルフェノールが例示される。
樹脂（Ａ）と反応して硬化させるものであれば特に限定
されない。通常はフェノール性水酸基を有する化合物、
酸無水物を有する化合物、アミン類が使用される。これ
らのうち、フェノール系硬化剤、すなわちフェノール性
水酸基を２個以上分子内に有する化合物の具体例として
は、たと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、フェノールアラルキル樹脂、ビスフェノ
ールＡやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック
樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ジヒドロ
ビフェニルなどの多種多価フェノール化合物、ポリビニ
ルフェノールが例示される。
【００１８】また酸無水物を有する化合物としては、無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸など
が例示される。
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸など
が例示される。
【００１９】またアミン類としてはメタフェニレンジア
ミン、ジ（アミノフェニル）メタン（通称ジアミノジフ
ェニルメタン）、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳
香族アミンなどが例示される。半導体封止用としては耐
熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノール系硬化
剤が好ましく用いられ、用途によっては２種類以上の硬
化剤を併用してもよい。
ミン、ジ（アミノフェニル）メタン（通称ジアミノジフ
ェニルメタン）、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳
香族アミンなどが例示される。半導体封止用としては耐
熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノール系硬化
剤が好ましく用いられ、用途によっては２種類以上の硬
化剤を併用してもよい。
【００２０】本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量
は、エポキシ樹脂組成物全体に対して通常０．５〜１５
重量％、好ましくは１〜１０重量％である。さらに、エ
ポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性
質および耐湿信頼性の点から（Ａ）に対する（Ｂ）の化
学当量比が０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲
にあることが好ましい。
は、エポキシ樹脂組成物全体に対して通常０．５〜１５
重量％、好ましくは１〜１０重量％である。さらに、エ
ポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性
質および耐湿信頼性の点から（Ａ）に対する（Ｂ）の化
学当量比が０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲
にあることが好ましい。
【００２１】また本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）と
硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するために硬化促進剤
（Ｃ）を用いる。硬化促進剤（Ｃ）はエポキシ樹脂
（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するものならば
特に限定されず、例えば、２−メチルイミダゾール、
２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−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−ヘプタデシルイミ
ダゾールなどのイミダゾール化合物、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、２−（ジメチルアミノメチル）フェノー
ル、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェ
ノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデ
セン−７などの三級アミン化合物、ジルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラ
キス（アセチルアセト）ジルコニウム、トリ（アセチル
アセト）アルミニウムなどの有機金属化合物およびトリ
フェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチ
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
フィンなどの有機ホスフィン化合物があげられる。なか
でも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく
用いられる。これらの硬化促進剤（Ｃ）は、用途によっ
ては２種類以上を併用してもよく、その添加量は、エポ
キシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量
部の範囲が好ましい。
硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するために硬化促進剤
（Ｃ）を用いる。硬化促進剤（Ｃ）はエポキシ樹脂
（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するものならば
特に限定されず、例えば、２−メチルイミダゾール、
２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−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−ヘプタデシルイミ
ダゾールなどのイミダゾール化合物、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、２−（ジメチルアミノメチル）フェノー
ル、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェ
ノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデ
セン−７などの三級アミン化合物、ジルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラ
キス（アセチルアセト）ジルコニウム、トリ（アセチル
アセト）アルミニウムなどの有機金属化合物およびトリ
フェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチ
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
フィンなどの有機ホスフィン化合物があげられる。なか
でも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく
用いられる。これらの硬化促進剤（Ｃ）は、用途によっ
ては２種類以上を併用してもよく、その添加量は、エポ
キシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量
部の範囲が好ましい。
【００２２】これらの硬化促進剤（Ｃ）のなかで特に本
発明において好ましく使用されるものは、成形性（外部
ボイド）が優れる点で、下記一般式（IV）で表されるテ
トラフェニルホスフォニウムテトラフェニルボレートで
ある。
発明において好ましく使用されるものは、成形性（外部
ボイド）が優れる点で、下記一般式（IV）で表されるテ
トラフェニルホスフォニウムテトラフェニルボレートで
ある。
【００２３】
【化８】 本発明における充填剤（Ｄ）としては、非晶性シリカ、
結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ア
ルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウ
ム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス
繊維などがあげられるが、なかでも非晶性シリカが線膨
張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に有効なた
めに本発明の充填剤として配合される。
結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ア
ルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウ
ム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス
繊維などがあげられるが、なかでも非晶性シリカが線膨
張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に有効なた
めに本発明の充填剤として配合される。
【００２４】本発明の非晶性シリカとは、結晶性シリカ
と異なり、シリカの構成元素であるケイ素原子と酸素原
子が規則正しく配列されておらず、結晶状態となってい
ないアモルファス状態のシリカである。非晶性シリカ
は、例えば結晶性シリカを一旦熔融した後、急冷するこ
とによって得ることが出来る（熔融シリカ）。非晶性シ
リカは結晶性シリカと比較して、線膨張率が小さく低応
力化に有効である。
と異なり、シリカの構成元素であるケイ素原子と酸素原
子が規則正しく配列されておらず、結晶状態となってい
ないアモルファス状態のシリカである。非晶性シリカ
は、例えば結晶性シリカを一旦熔融した後、急冷するこ
とによって得ることが出来る（熔融シリカ）。非晶性シ
リカは結晶性シリカと比較して、線膨張率が小さく低応
力化に有効である。
【００２５】非晶性シリカは任意の製造方法で製造する
ことができる。たとえば結晶性シリカを溶融する方法、
各種原料から合成する方法などがあげられる。
ことができる。たとえば結晶性シリカを溶融する方法、
各種原料から合成する方法などがあげられる。
【００２６】本発明における充填剤（Ｄ）の形状および
粒径は特に限定されないが、平均粒径３μｍ以上４０μ
ｍ以下の球状粒子を充填剤（Ｄ）中に５０重量％以上含
有することが流動性の点から好ましい。なお、ここでい
う平均粒子径は累積重量５０％になる粒径（メジアン
径）を意味する。
粒径は特に限定されないが、平均粒径３μｍ以上４０μ
ｍ以下の球状粒子を充填剤（Ｄ）中に５０重量％以上含
有することが流動性の点から好ましい。なお、ここでい
う平均粒子径は累積重量５０％になる粒径（メジアン
径）を意味する。
【００２７】本発明において無機質充填剤の（Ｄ）の割
合は難燃性、流動性、低応力性および密着性の点から樹
脂組成物全体の８３〜９５重量％であることが必要であ
り、好ましくは８５〜９３重量％である。
合は難燃性、流動性、低応力性および密着性の点から樹
脂組成物全体の８３〜９５重量％であることが必要であ
り、好ましくは８５〜９３重量％である。
【００２８】本発明において、充填材をシランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカッ
プリング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理
することが信頼性の点で好ましい。
ング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカッ
プリング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理
することが信頼性の点で好ましい。
【００２９】本発明におけるシリコーン化合物（Ｅ）と
は、ポリオルガノシロキサンであり、一般的にはジメチ
ルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、ジ
フェニルシロキサン単位などの重合体であり、なかでも
ジメチルシロキサン単位を主成分（好ましくは６０モル
％以上、さらに好ましくは８０モル％以上）とするもの
が好ましく用いられる。また水素、エチル基、水酸基、
その他の有機基で側鎖または末端が置換されたものも任
意に使用できる。シリコーン化合物（Ｅ）の性状として
は、液状、ガム状、架橋ゴム状のものが任意に用いられ
るが、分散性の観点から液状のものが好ましく用いられ
る。シリコーン化合物（Ｅ）の分子量としては、ジシロ
キサン構造のものから架橋により無限大となっているも
のまで任意である。なかでも数平均重合度として、シロ
キサンの繰り返し単位が２以上、一方、１００００以
下、さらに５０００以下、さらに２０００以下のものが
好ましく用いられる。
は、ポリオルガノシロキサンであり、一般的にはジメチ
ルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、ジ
フェニルシロキサン単位などの重合体であり、なかでも
ジメチルシロキサン単位を主成分（好ましくは６０モル
％以上、さらに好ましくは８０モル％以上）とするもの
が好ましく用いられる。また水素、エチル基、水酸基、
その他の有機基で側鎖または末端が置換されたものも任
意に使用できる。シリコーン化合物（Ｅ）の性状として
は、液状、ガム状、架橋ゴム状のものが任意に用いられ
るが、分散性の観点から液状のものが好ましく用いられ
る。シリコーン化合物（Ｅ）の分子量としては、ジシロ
キサン構造のものから架橋により無限大となっているも
のまで任意である。なかでも数平均重合度として、シロ
キサンの繰り返し単位が２以上、一方、１００００以
下、さらに５０００以下、さらに２０００以下のものが
好ましく用いられる。
【００３０】本発明においては、これらのシリコーン化
合物（Ｅ）のうち下記一般式（Ｉ）の構造を有する有機
変性シリコーン化合物を必須成分として含有すること
が、成形性（外部ボイド、内部ボイド、パッケージ表面
外観）の観点から必要である。
合物（Ｅ）のうち下記一般式（Ｉ）の構造を有する有機
変性シリコーン化合物を必須成分として含有すること
が、成形性（外部ボイド、内部ボイド、パッケージ表面
外観）の観点から必要である。
【００３１】
【化９】 （式中、０≦ｘ≦１０００、０≦ｙ≦３００、０≦ｚ≦
３００、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１３００である。Ｒ、Ｒ’は
炭素数１〜１０のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、０≦ａ≦５０、０≦ｂ≦５
０である。） 上記一般式（Ｉ）の構造を有する有機変性シリコーン化
合物のなかでも、ポリエーテル側鎖を持つ有機変性シリ
コーン化合物がエポキシ樹脂との相溶性に優れることか
ら好ましく用いられる。
３００、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１３００である。Ｒ、Ｒ’は
炭素数１〜１０のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、０≦ａ≦５０、０≦ｂ≦５
０である。） 上記一般式（Ｉ）の構造を有する有機変性シリコーン化
合物のなかでも、ポリエーテル側鎖を持つ有機変性シリ
コーン化合物がエポキシ樹脂との相溶性に優れることか
ら好ましく用いられる。
【００３２】本発明におけるシリコーン化合物（Ｅ）の
配合量は、樹脂組成物全体に対して好ましくは０．０１
〜５重量％、さらに好ましくは０．０３〜３重量％の範
囲である。配合量が０．０１重量％以上であれば、外部
ボイド、内部ボイドの低減効果が十分発揮され、また５
重量％以下であれば、密着性、成形性（パッケージ表面
外観）が低下することもない。
配合量は、樹脂組成物全体に対して好ましくは０．０１
〜５重量％、さらに好ましくは０．０３〜３重量％の範
囲である。配合量が０．０１重量％以上であれば、外部
ボイド、内部ボイドの低減効果が十分発揮され、また５
重量％以下であれば、密着性、成形性（パッケージ表面
外観）が低下することもない。
【００３３】本発明のエポキシ樹脂組成物には、ハロゲ
ン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物などの難燃剤、
三酸化アンチモンなどの各種難燃助剤、カーボンブラッ
クなどの着色剤、ハイドロタルサイトなどのイオン捕捉
材、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポ
リブタジエンゴムなどのエラストマー、ポリエチレンな
どの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、
長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィ
ンワックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋
剤を任意に添加することができる。
ン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物などの難燃剤、
三酸化アンチモンなどの各種難燃助剤、カーボンブラッ
クなどの着色剤、ハイドロタルサイトなどのイオン捕捉
材、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポ
リブタジエンゴムなどのエラストマー、ポリエチレンな
どの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、
長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィ
ンワックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋
剤を任意に添加することができる。
【００３４】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練で
製造することが好ましく、たとえばバンバリーミキサ
ー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およ
びコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練す
ることにより製造される。
製造することが好ましく、たとえばバンバリーミキサ
ー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およ
びコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練す
ることにより製造される。
【００３５】ここで半導体装置とは、トランジスタやダ
イオード、抵抗、コンデンサーなどを半導体チップや基
板の上に集積し配線して作った電子回路（集積回路）の
ことを指し、広くは本発明のエポキシ樹脂組成物により
封止した電子部品を指す。そして本発明のエポキシ樹脂
組成物を用いて半導体チップからなる半導体素子を封止
することによって半導体装置を得ることができる。
イオード、抵抗、コンデンサーなどを半導体チップや基
板の上に集積し配線して作った電子回路（集積回路）の
ことを指し、広くは本発明のエポキシ樹脂組成物により
封止した電子部品を指す。そして本発明のエポキシ樹脂
組成物を用いて半導体チップからなる半導体素子を封止
することによって半導体装置を得ることができる。
【００３６】半導体装置の製造方法としては、例えば、
半導体素子をリードフレームに固定した状態で、本発明
のエポキシ樹脂組成物を、例えば１２０〜２５０℃、好
ましくは１５０〜２００℃の温度で、トランスファ成
形、インジェクション成形、注型法などの方法で成形す
ることによりエポキシ樹脂の硬化物によって封止された
半導体装置が製造される。また必要に応じて追加熱処理
（例えば、１５０〜２００℃、２〜１６時間）を行うこ
とができる。
半導体素子をリードフレームに固定した状態で、本発明
のエポキシ樹脂組成物を、例えば１２０〜２５０℃、好
ましくは１５０〜２００℃の温度で、トランスファ成
形、インジェクション成形、注型法などの方法で成形す
ることによりエポキシ樹脂の硬化物によって封止された
半導体装置が製造される。また必要に応じて追加熱処理
（例えば、１５０〜２００℃、２〜１６時間）を行うこ
とができる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の％は重量％を示す。
る。なお、実施例中の％は重量％を示す。
【００３８】実施例及び比較例 表１に示した原料成分を、表２に示した組成比でミキサ
ーによりドライブレンドした。これを、ロール表面温度
９０℃のミキシングロールを用いて５分間加熱混練後、
冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。
ーによりドライブレンドした。これを、ロール表面温度
９０℃のミキシングロールを用いて５分間加熱混練後、
冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。
【００３９】この樹脂組成物を用い、表面を窒化珪素と
したシリコンチップ（サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ）を搭
載した、１６０ｐｉｎＱＦＰ（クワッドフラットパッケ
ージ）を低圧トランスファー成形法により１７５℃、キ
ュアータイム２分間の条件で成形し、下記の特性評価法
により各樹脂組成物の特性を評価した。
したシリコンチップ（サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ）を搭
載した、１６０ｐｉｎＱＦＰ（クワッドフラットパッケ
ージ）を低圧トランスファー成形法により１７５℃、キ
ュアータイム２分間の条件で成形し、下記の特性評価法
により各樹脂組成物の特性を評価した。
【００４０】密着性：上記１６０ｐｉｎＱＦＰを１６個
を上記条件で成形し、１７５℃で４時間後硬化した後、
８５℃／８５％ＲＨで４日間加湿し、チップ表面に剥離
が発生したパッケージ数を調べた。
を上記条件で成形し、１７５℃で４時間後硬化した後、
８５℃／８５％ＲＨで４日間加湿し、チップ表面に剥離
が発生したパッケージ数を調べた。
【００４１】外部ボイド：上記１６０ｐｉｎＱＦＰを１
６個を上記条件で成形し、パッケージ表面にある外部ボ
イドの数を顕微鏡観察した。観察された外部ボイドの合
計数（１６個のパッケージでの合計数）により、次のＡ
〜Ｅの５段階で評価した。 Ａ：０〜１（個／１６パッケージ） Ｂ：２〜５（個／１６パッケージ） Ｃ：６〜１０（個／１６パッケージ） Ｄ：１１〜１５（個／１６パッケージ） Ｅ：１６以上（個／１６パッケージ）
６個を上記条件で成形し、パッケージ表面にある外部ボ
イドの数を顕微鏡観察した。観察された外部ボイドの合
計数（１６個のパッケージでの合計数）により、次のＡ
〜Ｅの５段階で評価した。 Ａ：０〜１（個／１６パッケージ） Ｂ：２〜５（個／１６パッケージ） Ｃ：６〜１０（個／１６パッケージ） Ｄ：１１〜１５（個／１６パッケージ） Ｅ：１６以上（個／１６パッケージ）
【００４２】内部ボイド：上記１６０ｐｉｎＱＦＰを４
個を上記条件で成形し、パッケージ内部にある内部ボイ
ドを超音波探傷機により観察した。各パッケージで観察
された内部ボイドの数（個／パッケージ）の平均値によ
り、次のＡ〜Ｅの５段階で評価した。 Ａ：０〜１０（個／パッケージ） Ｂ：１１〜２０個／パッケージ） Ｃ：２１〜３０（個／パッケージ） Ｄ：３１〜４０（個／パッケージ） Ｅ：４１以上（個／パッケージ）
個を上記条件で成形し、パッケージ内部にある内部ボイ
ドを超音波探傷機により観察した。各パッケージで観察
された内部ボイドの数（個／パッケージ）の平均値によ
り、次のＡ〜Ｅの５段階で評価した。 Ａ：０〜１０（個／パッケージ） Ｂ：１１〜２０個／パッケージ） Ｃ：２１〜３０（個／パッケージ） Ｄ：３１〜４０（個／パッケージ） Ｅ：４１以上（個／パッケージ）
【００４３】パッケージ表面外観：上記１６０ｐｉｎＱ
ＦＰを８個を上記条件で成形し、パッケージ表面にフロ
ーマーク、浸み出しなどの不良がないかを目視で確認し
た。なお、評価は次の３段階で行った。 ○：良好 △：フローマーク、浸み出し軽微 ×：不良（フローマーク、浸み出し多数）
ＦＰを８個を上記条件で成形し、パッケージ表面にフロ
ーマーク、浸み出しなどの不良がないかを目視で確認し
た。なお、評価は次の３段階で行った。 ○：良好 △：フローマーク、浸み出し軽微 ×：不良（フローマーク、浸み出し多数）
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】表２に見られるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物（実施例１〜８）は、密着性、外部ボイド、
内部ボイド、パッケージ表面外観に優れている。これに
対して、シリコーン化合物としてジメチルポリシロキサ
ンのみ含有する比較例１は密着性、パッケージ表面外観
に劣る。また、シリコーン化合物を全く含有しない比較
例２は、外部ボイド、内部ボイドに劣り、多量に含有す
る比較例３は、密着性、パッケージ表面外観に劣る。さ
らに、充填剤量が８３重量％未満の比較例４は、密着性
に劣り、９５重量％より過剰の比較例５は内部ボイド、
外部ボイドに劣ることがわかる。
樹脂組成物（実施例１〜８）は、密着性、外部ボイド、
内部ボイド、パッケージ表面外観に優れている。これに
対して、シリコーン化合物としてジメチルポリシロキサ
ンのみ含有する比較例１は密着性、パッケージ表面外観
に劣る。また、シリコーン化合物を全く含有しない比較
例２は、外部ボイド、内部ボイドに劣り、多量に含有す
る比較例３は、密着性、パッケージ表面外観に劣る。さ
らに、充填剤量が８３重量％未満の比較例４は、密着性
に劣り、９５重量％より過剰の比較例５は内部ボイド、
外部ボイドに劣ることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、半田耐熱性（密着
性）、成形性（外部ボイド、内部ボイド、パッケージ表
面外観）に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得
られる。
性）、成形性（外部ボイド、内部ボイド、パッケージ表
面外観）に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得
られる。
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） Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ａ Ｃ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC04X CD00W CD05W CD11Y CP08Y CP09Y CP18Y DK008 EW178 FD016 FD14X FD147 FD158 GQ05 4J036 AA01 AA05 AD07 AD08 AJ01 AJ02 AJ03 AJ15 AJ17 AJ21 DA04 FA01 FB07 FB16 JA07 4M109 AA01 EA04 EB04 EB19 EC05
Claims (5)
- 【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、硬化
促進剤（Ｃ）、充填剤（Ｄ）、シリコーン化合物(E)を
必須成分として含有し、充填剤（Ｄ）の含有量が樹脂組
成物全体に対し８３〜９５重量％であり、シリコーン化
合物(Ｅ)が下式（Ｉ）の構造を有する有機変性シリコー
ン化合物を必須成分として含有し、さらにシリコーン化
合物（Ｅ）の含有量が樹脂組成物全体に対し０．０１〜
５重量％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】 （式中、０≦ｘ≦１０００、０≦ｙ≦３００、０≦ｚ≦
３００、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１３００である。Ｒ、Ｒ’は
炭素数１〜１０のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、０≦ａ≦５０、０≦ｂ≦５
０である。） - 【請求項２】エポキシ樹脂（Ａ）が下式（II）の構造を
有するビフェニル型エポキシ樹脂を必須成分とすること
を特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 【化２】 （ただし式中のＲ1は、水素原子、アルキル基またはハ
ロゲン原子を示し、同一であっても異なっていてもよ
い。） - 【請求項３】エポキシ樹脂（Ａ）が下式（III）の構造
を有するエポキシ樹脂を必須成分とすることを特徴とす
る請求項１または２いずれかに記載の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物。 【化３】 （ただし式中のｎは０〜５の整数であり、Ｒ2は、水素
原子、アルキル基またはハロゲン原子を示し、同一であ
っても異なっていてもよい。） - 【請求項４】硬化促進剤（Ｄ）として下式（IV）の構造
を有するテトラフェニルホスフォニウムテトラフェニル
ボレートを必須成分として含有することを特徴とする請
求項１〜３いずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。 【化４】 - 【請求項５】請求項１〜４に記載のエポキシ樹脂組成物
で半導体素子が封止された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128411A JP2001310930A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128411A JP2001310930A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001310930A true JP2001310930A (ja) | 2001-11-06 |
Family
ID=18637861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000128411A Pending JP2001310930A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001310930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009144107A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| US7629398B2 (en) | 2005-03-16 | 2009-12-08 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Composition of epoxy resin, phenol resin and (epoxy resin-) CTBN |
| JP2011512441A (ja) * | 2008-02-15 | 2011-04-21 | ダウ グローバル テクノロジーズ リミティド ライアビリティ カンパニー | シリコーンポリエーテルを含む熱硬化性組成物、その製造、および使用 |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000128411A patent/JP2001310930A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7629398B2 (en) | 2005-03-16 | 2009-12-08 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Composition of epoxy resin, phenol resin and (epoxy resin-) CTBN |
| US7977412B2 (en) | 2005-03-16 | 2011-07-12 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Epoxy resin composition and semiconductor device |
| JP2009144107A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2011512441A (ja) * | 2008-02-15 | 2011-04-21 | ダウ グローバル テクノロジーズ リミティド ライアビリティ カンパニー | シリコーンポリエーテルを含む熱硬化性組成物、その製造、および使用 |
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