JP2000281875A

JP2000281875A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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Publication number: JP2000281875A
Application number: JP11335692A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kuroda; 洋史黒田
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: JP4639412B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】低溶融粘度、低内部応力で高い耐熱性を有
し、且つ耐半田クラック性に優れる半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。【解決手段】一般式（１）で示されるノボラック型フ
ェノール樹脂（ａ）と、結晶性エポキシ樹脂の前駆体で
あるフェノール類（ｂ）とを混合し、グリシジルエーテ
ル化したエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、無機充
填材、及び硬化促進剤を必須成分とし、（ａ）と（ｂ）
との重量比が０．１〜１９であり、全エポキシ樹脂のエ
ポキシ基に対する全フェノール樹脂硬化剤のフェノール
性水酸基の当量比が０．５〜２．０であり、無機充填材
の含有量が全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂硬化剤の
合計量１００重量部当たり２００重量部以上９００重量
部未満であり、硬化促進剤の含有量が全エポキシ樹脂と
全フェノール樹脂硬化剤の合計量１００重量部当たり
０．４〜２０重量部である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低溶融粘度で高い
耐熱性を有し、且つ耐半田クラック性に優れた低コスト
の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、ダイオード、トランジスタ、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の半導体素子を、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、汎用の半導
体装置には、主にオルソ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樹脂硬化剤系を樹脂成分
とするエポキシ樹脂組成物が用いられてきた。このエポ
キシ樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度が高く、硬
化性、熱時曲げ強さに優れた特性を有しているが、オル
ソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の溶融粘度が比
較的高く、無機充填材の高充填化には限界があり、耐半
田クラック性には若干の問題があった。

【０００３】一方、近年の半導体素子の高集積度化とそ
れに伴う大型化に加え、電子機器の小型化により、半導
体装置の小型化・薄型化が求められ、且つプリント回路
基板への実装方法も、従来のピン挿入型から表面実装型
に移行してきている。このような半導体装置の封止方法
・実装方法では、表面実装の半田リフロー時の熱衝撃に
よるクラックや半導体素子・リードフレームとエポキシ
樹脂組成物の硬化物との界面の剥離といった問題が生
じ、そのため耐半田クラック性に優れたエポキシ樹脂組
成物が強く求められている。一般的に、半導体装置のク
ラックや半導体素子・リードフレームとエポキシ樹脂組
成物の硬化物との界面の剥離は、半田リフロー時の高温
下で、吸湿されていた水分が水蒸気爆発を起こすことに
よって生じるとされており、これを防ぐためにエポキシ
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
れている。低吸湿化の一つの手法として、低粘度の結晶
性エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂等を用
いて無機充填材を高充填化し、樹脂成分の含有量を減少
する技術がある。

【０００４】このエポキシ樹脂組成物は、耐半田クラッ
ク性等に優れている特徴を生かして、主に表面実装対応
の最先端の半導体装置に用いられているが、オルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂
組成物の硬化物に較べて、ガラス転移温度が低く、且つ
硬化が遅いのが問題であった。一方、近年の電子機器の
品質安定化、ひいては半導体装置の信頼性向上の要求に
より、汎用の半導体装置に対しても耐半田クラック性が
求められるようになってきた。しかしながら、低粘度の
結晶性エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂等
を使用し、溶融球状シリカを高充填化したエポキシ樹脂
組成物は、硬化性と熱時曲げ強さに若干問題があり、且
つコストが高く汎用の半導体装置にそのまま適用するに
は難点がある。この要求に対して、熱時曲げ強さ、耐半
田クラック性に優れ、且つ最先端用材料よりコストが安
いエポキシ樹脂組成物を得るため、オルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂の特徴を
生かすべく、エポキシ樹脂組成物の製造時に両方のエポ
キシ樹脂を併用したり、予め両方のエポキシ樹脂を溶融
混合したものを用いる試みがなされているが、オルソク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂をベースとしたエポ
キシ樹脂組成物に較べると、若干硬化性が劣り、汎用の
半導体装置に適用するには依然不十分である。従って、
熱時曲げ強さ、耐半田クラック性に優れ、且つ低コスト
のエポキシ樹脂組成物が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低溶融粘度
で低内部応力の特性を有し、オルソクレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物と同等の
耐熱性を有し、且つ耐半田クラック性に優れた半導体封
止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いて半導体素子
を封止してなる半導体装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）一般式
（１）で示されるノボラック型フェノール樹脂（ａ）
と、結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノール類
（ｂ）とを混合し、グリシジルエーテル化したエポキシ
樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（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０．１〜１９であり、全
エポキシ樹脂のエポキシ基に対する全フェノール樹脂硬
化剤のフェノール性水酸基の当量比が０．５〜２．０で
あり、無機充填材の含有量が全エポキシ樹脂と全フェノ
ール樹脂硬化剤の合計量１００重量部当たり２００重量
部以上９００重量部未満であり、硬化促進剤の含有量が
全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂硬化剤の合計量１０
０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である。

【化５】（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いてもよ
い。ｍは０〜３の整数。ｎは平均値であり、１以上の正
数。）

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に用いる一般式（１）で示
されるノボラック型フェノール樹脂（ａ）と結晶性エポ
キシ樹脂の前駆体であるフェノール類（ｂ）との重量比
（ａ／ｂ）を０．１〜１９とした混合物（以下、混合多
価フェノールという）をグリシジルエーテル化したエポ
キシ樹脂は、結晶性エポキシ樹脂に由来する低粘度化が
図られており、これにより無機充填材の高充填化、ひい
てはエポキシ樹脂組成物の低吸湿化が可能となり、エポ
キシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が殆ど低下せ
ず、又、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を
用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物の熱時曲げ強さと較
べても遜色なく、且つ低弾性率で、硬化性も同等の特性
を有している。この方法で得られるエポキシ樹脂は、ノ
ボラック型エポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂がより均
一化されることにより、結晶性エポキシ樹脂を使用する
場合の問題点である硬化反応性も向上するものと考えら
れる。従って、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いた半
導体装置は、プリント回路基板への実装時の半田リフロ
ー処理後でも高い信頼性を得ることができる。

【０００８】一般式（１）で示されるノボラック型フェ
ノール樹脂としては、種々の構造のものがあるが、耐熱
性の点からオルソクレゾールノボラック型フェノール樹
脂が好ましい。ｎの値としては、５〜８が特に好まし
い。本発明に用いる結晶性エポキシ樹脂の前駆体である
フェノール類（ｂ）としては、例えば一般式（２）のビ
フェニル型フェノール、一般式（３）のフェノール類、
一般式（４）のスチルベン型フェノール等が挙げられ
る。

【化６】（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ても異なっていてもよ
い。ｍは０〜４の整数。）

【０００９】

【化７】

【００１０】

【化８】（ただし、式中のＲ₅は水素原子、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
いてもよい。Ｒ₆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いてもよい。ｍ
は０〜４の整数。）

【００１１】一般式（２）のビフェニル型フェノールと
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。

【００１２】一般式（３）のフェノール類としては、例
えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス
（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス
（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メタ
ン、ビス（２，３，５−トリメチル−４−ヒドロキシフ
ェニル）メタン、１，１−ビス（３’，５’−ジメチル
−４’−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス
（４’−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス
（３’−メチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、２，２−ビス（３’，５’−ジメチル−４’−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３’−ター
シャリブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロパン、
ビス（２−ターシャリブチル−５−メチル−４−ヒドロ
キシフェニル）スルフィド等が挙げられる。

【００１３】一般式（４）のスチルベン型フェノールと
しては、例えば、３−ターシャリブチル−４，４’−ジ
ヒドロキシ−５，３’−ジメチルスチルベン、３−ター
シャリブチル−４，４’−ジヒドロキシ−３’，６−ジ
メチルスチルベン、３−ターシャリブチル−２，４’−
ジヒドロキシ−３’，５’，６−トリメチルスチルベ
ン、３−ターシャリブチル−４，４’−ジヒドロキシ−
３’，５’，６−トリメチルスチルベン、３−ターシャ
リブチル−４，４’−ジヒドロキシ−３’，５，５’−
トリメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，
３’−ジメチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−
３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベン、４，
４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリブチルス
チルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジター
シャリブチル−６，６’−ジメチルスチルベン、２，
２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリブチル−
６，６’−ジメチルスチルベン、２，４’−ジヒドロキ
シ−３，３’−ジターシャリブチル−６，６’−ジメチ
ルスチルベン、２，２’−ジヒドロキシ−３，３’，
５，５’−テトラメチルスチルベン、４，４’−ジヒド
ロキシ−３，３’−ジターシャリブチル−５，５’−ジ
メチルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，
３’，５，５’−テトラターシャリブチルスチルベン等
（置換位置の異なる異性体を含む）が挙げられる。

【００１４】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、ビス（３，５−ジメチル−４−
ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２，３，５−トリ
メチル−４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビ
ス（３’−メチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、２，２−ビス（３’，５’−ジメチル−４’−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、ビス（２−ターシャリブチ
ル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）スルフィド
（以上７種のフェノール類を、以下ａ群という）、３−
ターシャリブチル−２，４’−ジヒドロキシ−３’，
５’，６−トリメチルスチルベン、３−ターシャリブチ
ル−４，４’−ジヒドロキシ−３’，５’，６−トリメ
チルスチルベン、３−ターシャリブチル−４，４’−ジ
ヒドロキシ−３’，５，５’−トリメチルスチルベン
（以上３種のフェノール類を、以下ｂ群という）、４，
４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチ
ルスチルベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ
ターシャリブチル−６，６’−ジメチルスチルベン、
２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリブチ
ル−６，６’−ジメチルスチルベン、２，４’−ジヒド
ロキシ−３，３’−ジターシャリブチル−６，６’−ジ
メチルスチルベン、２，２’−ジヒドロキシ−３，
３’，５，５’−テトラメチルスチルベン、又は４，
４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリブチル−
５，５’−ジメチルスチルベン（以上６種のフェノール
類を、以下ｃ群という）から選択される１種以上が好ま
しい。ａ群の内、ビフェニル型フェノールでは、低粘度
化効果が大きく、且つ反応性に富む４，４’−ジヒドロ
キシビフェニルが含まれているものが特に好ましい。そ
の他のａ群では、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロ
キシフェニル）メタン、２，２−ビス（３’，５’−ジ
メチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス
（２−ターシャリブチル−５−メチル−４−ヒドロキシ
フェニル）スルフィドが特に好ましい。又、スチルベン
型フェノールでは、ｂ群から選ばれる１種以上と、ｃ群
から選ばれる１種以上との混合物が、グリシジルエーテ
ル化物の軟化点が低くなるため好ましい。これらの混合
比、混合方法等は特に限定しない。

【００１５】本発明のノボラック型フェノール樹脂
（ａ）と結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノール
類（ｂ）との混合比は、重量比（ａ／ｂ）で０．１〜１
９が好ましく、特に、０．５〜９が好ましい。重量比が
０．１未満だと、グリシジルエーテル化したときに生成
したノボラック型エポキシ樹脂に由来するガラス転移温
度、熱時曲げ強さを十分に発現できないので好ましくな
い。又、重量比が１９を越えると、グリシジルエーテル
化したときに生成した結晶性エポキシ樹脂に由来する低
粘度化の効果が薄くなり、無機充填材の高充填化ができ
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、混合多価フェ
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、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化
物の存在下で５０〜１５０℃、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。本
発明のエポキシ樹脂の軟化点としては、８０〜１１０℃
の範囲にあることが好ましく、特に、９０〜１００℃が
好ましい。８０℃未満だと、常温で液状又は半固形状で
あり、グリシジルエーテル化処理後の作業性の問題や、
これを用いたエポキシ樹脂組成物の常温保存性の低下、
或いはその硬化物のガラス転移温度の低下のおそれがあ
るので好ましくない。１１０℃を越えると、グリシジル
エーテル化したときに生成したノボラック型エポキシ樹
脂自体の粘度が高くなり、同時に生成した結晶性エポキ
シ樹脂成分の低粘度化の効果が薄くなるので好ましくな
い。軟化点の測定方法は、ＪＩＳＫ７２３４の環球
法に準じた。本発明のエポキシ樹脂の融解熱量として
は、５〜３５ｍＪ／ｍｇが好ましい。この融解熱量は、
結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェノール類（ｂ）
のグリシジルエーテル化により生成する結晶性エポキシ
樹脂に由来している。５ｍＪ／ｍｇ未満だと、エポキシ
樹脂は低軟化点のノボラック型エポキシ樹脂のような挙
動を示し、作業性が著しく低下するので好ましくない。
３５ｍＪ／ｍｇを越えると、結晶性エポキシ樹脂のよう
な挙動を示し、ノボラック型エポキシ樹脂に由来する高
いガラス転移温度や硬化性（成形性）を維持することが
できなくなるため好ましくない。本発明での融解熱量と
は、示差走査熱量計（セイコー電子工業（株）・製）を
用い、エポキシ樹脂１０ｍｇ前後を精秤し、昇温速度５
℃／分で測定した吸熱ピークの熱量を言う。又、本発明
のエポキシ樹脂の特性を損なわない範囲で、他のエポキ
シ樹脂を併用できる。併用できるエポキシ樹脂として
は、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ナフタ
レン型エポキシ樹脂、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
樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても
良い。

【００１６】本発明で用いられるフェノール樹脂硬化剤
は、１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する
モノマー、オリゴマー及びポリマー全般を言う。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、これらは単独でも混合して用いても良い。
これらのフェノール樹脂硬化剤は、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。全エポキ
シ樹脂のエポキシ基に対する全フェノール樹脂硬化剤の
フェノール性水酸基の当量比としては、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。

【００１７】本発明で用いられ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。無機充填材の含
有量としては、全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂硬化
剤との合計量１００重量部当たり２００重量部以上９０
０重量部未満が好ましい。特に４００〜８００重量部で
あれば、従来のオルソクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂を主として用いたエポキシ樹脂組成物よりも吸湿率
が低くなり、クラックの発生を防止することができるの
でより好ましい。２００重量部未満だと、無機充填材に
よる補強効果が十分に発現せず、且つ吸湿要因である樹
脂成分の含有量が多くなるので、高吸湿性となるおそれ
があり、９００重量部以上だと、エポキシ樹脂組成物の
流動性が低下し、成形時に充填不良等が生じるおそれが
あるので好ましくない。本発明の無機充填材は、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
ール樹脂硬化剤で予め処理して用いても良く、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。

【００１８】本発明で用いられる硬化促進剤としては、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤との架橋反応を促
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ィン、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混合して用いても差し支え
ない。含有量としては、全エポキシ樹脂と全フェノール
樹脂硬化剤との合計量１００重量部当たり０．４〜２０
重量部が好ましい。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、一方、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
ない。

【００１９】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（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、リン化合物等の難燃剤、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もしくはパラフィン等
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。本発明のエポキシ樹脂組成物は、（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、押出機等の混練機で溶
融混練し、冷却後粉砕して得られる。本発明のエポキシ
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硬化成形すればよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例
及び比較例のエポキシ樹脂Ａ〜Ｅの合成に使用したオル
ソクレゾールノボラック型フェノール樹脂（軟化点６２
℃）の構造式（５）、及び結晶性エポキシ樹脂の前駆体
であるフェノール類の構造式（６）〜式（８）を以下に
示す。

【化９】

【００２１】

【化１０】

【００２２】

【化１１】

【００２３】

【化１２】

【００２４】又、実施例及び比較例で使用したエポキシ
樹脂Ａ〜Ｅについて、その特性を表１に示す。エポキシ
樹脂Ａ〜Ｅは、式（５）〜式（８）を表１の配合割合で
常法によりグリシジルエーテル化して得た。配合割合は
重量部とする。軟化点、融解熱量は、前述した方法で測
定した。

【表１】

【００２５】実施例１の配合を以下に示す。配合割合は
重量部とする。エポキシ樹脂Ａ９．１重量部式（９）のフェノールノボラック樹脂硬化剤（水酸基当量１０５ｇ／ｅｑ．、軟化点８３℃）５．２重量部

【化１３】溶融球状シリカ（平均粒径２０μｍ）８２．０重量部１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵという）０．２重量部臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量３５９ｇ／ｅｑ．）１．０重量部三酸化アンチモン１．０重量部カーボンブラック０．２重量部カルナバワックス０．５重量部その他添加剤１．０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、エポキシ樹脂組成物とし
た。得られたエポキシ樹脂組成物の特性を以下の方法で
評価した。結果を表２に示す。

【００２６】評価方法スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイ
ラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、
注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で測定した。
単位はｃｍ。バコール硬度：トランスファー成形機を用いて、金型温
度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分
で１６ｐＳＯＰを成形した。金型が開いて１０秒後の成
形品の表面硬度をバコール硬度計＃９３５を用いて測定
した。吸湿率：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７
５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で直径
５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤を成形し、１７５℃、８時
間で後硬化し、８５℃、相対湿度８５％の環境下で１６
８時間放置し、重量変化を測定して吸湿率を求めた。単
位は重量％。熱時強度：熱時曲げ強度、及び熱時曲げ弾性率をＪＩＳ
Ｋ６９１１に準じて（２４０℃で）測定した。単位
はいずれもＮ／ｍｍ²。耐半田クラック性：トランスファー成形機を用いて、金
型温度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間
２分で１００ｐＴＱＦＰ（パッケージサイズは１４×１
４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、半導体素子の寸法は８．０×
８．０ｍｍ、リードフレームは４２アロイ製）を成形
し、１７５℃、８時間で後硬化し、得られたパッケージ
を８５℃、相対湿度８５％で１６８時間放置し、その後
２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。顕微鏡でパッケ
ージを観察し、外部クラックの発生率（（クラック発生
パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００）を求め
た。単位は％。又、半導体素子とエポキシ樹脂組成物の
剥離面積の割合を超音波探傷装置を用いて測定し、剥離
率（（剥離面積）／（半導体素子面積）×１００）を求
めた。単位は％。

【００２７】実施例２〜５、比較例１〜４表２、表３の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキ
シ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。
結果を表２、表３に示す。実施例５に用いた式（１０）
のフェノール樹脂硬化剤（水酸基当量１７４ｇ／ｅ
ｑ．、軟化点７２℃）、比較例１、４に用いた式（１
１）のエポキシ樹脂（エポキシ当量１９６ｇ／ｅｑ．、
軟化点６０℃）、比較例４に用いた式（１２）を主成分
とするエポキシ樹脂（エポキシ当量１９２ｇ／ｅｑ．、
融点１０５℃）の構造を以下に示す。

【化１４】

【００２８】

【化１５】

【００２９】

【化１６】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【発明の効果】本発明に従うと、低溶融粘度で低内部応
力の特性を有し、且つ耐熱性に優れる半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物が得られ、これを用いた半導体装置は耐
半田クラック性に優れている。

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）一般式（１）で示されるノボラッ
ク型フェノール樹脂（ａ）と、結晶性エポキシ樹脂の前
駆体であるフェノール類（ｂ）とを混合し、グリシジル
エーテル化したエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬
化剤、（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．
１〜１９であり、全エポキシ樹脂のエポキシ基に対する
全フェノール樹脂硬化剤のフェノール性水酸基の当量比
が０．５〜２．０であり、無機充填材の含有量が全エポ
キシ樹脂と全フェノール樹脂硬化剤の合計量１００重量
部当たり２００重量部以上９００重量部未満であり、硬
化促進剤の含有量が全エポキシ樹脂と全フェノール樹脂
硬化剤の合計量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。【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ても異なっていてもよ
い。ｍは０〜３の整数。ｎは平均値であり、１以上の正
数。）
【請求項２】無機充填材（Ｃ）の含有量が全エポキシ
樹脂と全フェノール樹脂硬化剤の合計量１００重量部当
たり４００〜８００重量部である請求項１記載の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】一般式（１）で示されるノボラック型フ
ェノール樹脂（ａ）と、結晶性エポキシ樹脂の前駆体で
あるフェノール類（ｂ）とを混合し、グリシジルエーテ
ル化したエポキシ樹脂（Ａ）が、軟化点８０〜１１０℃
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。
【請求項４】一般式（１）で示されるノボラック型フ
ェノール樹脂（ａ）と、結晶性エポキシ樹脂の前駆体で
あるフェノール類（ｂ）とを混合し、グリシジルエーテ
ル化したエポキシ樹脂（Ａ）が、融解熱量５〜３５ｍＪ
／ｍｇ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】結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェ
ノール類（ｂ）が、一般式（２）、一般式（３）、又は
一般式（４）から選ばれる一種以上である請求項１、
２、３、又は４記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。【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ても異なっていてもよ
い。ｍは０〜４の整数。）【化３】【化４】（ただし、式中のＲ₅は水素原子、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
いてもよい。Ｒ₆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いてもよい。ｍ
は０〜４の整数。）
【請求項６】結晶性エポキシ樹脂の前駆体であるフェ
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、ビス（３，５−ジメチル−４−
ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビス（３’，
５’−ジメチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、ビス（２−ターシャリブチル−５−メチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）スルフィド、又は、３−ターシャリ
ブチル−２，４’−ジヒドロキシ−３’，５’，６−ト
リメチルスチルベン、３−ターシャリブチル−４，４’
−ジヒドロキシ−３’，５，５’−トリメチルスチルベ
ン、３−ターシャリブチル−４，４’−ジヒドロキシ−
３’，５’，６−トリメチルスチルベンの３種から選ば
れる１種以上と４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，
５，５’−テトラメチルスチルベン、４，４’−ジヒド
ロキシ−３，３’−ジターシャリブチル−６，６’−ジ
メチルスチルベン、２，２’−ジヒドロキシ−３，３’
−ジターシャリブチル−６，６’−ジメチルスチルベ
ン、２，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャリ
ブチル−６，６’−ジメチルスチルベン、２，２’−ジ
ヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチル
ベン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジターシャ
リブチル−５，５’−ジメチルスチルベンの６種から選
ばれる１種以上との混合物である請求項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。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５、又は６記載
のいずれかの半導体封止用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。