JPH10310631A

JPH10310631A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH10310631A
Application number: JP15423697A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Murata; 保幸村田; Norio Tsuuzan; 典生通岩
Original assignee: Yuka Shell Epoxy KK
Current assignee: Yuka Shell Epoxy KK
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】流動性に優れ、かつ耐ハンダクラック性に優
れた硬化物を与え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】一般式（Ｉ）と一般式（ＩＩ）で示され
るエポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、無機充填
剤とからなるは半導体封止用エポキシ樹脂組成物であ
る、一般式（Ｉ）【化１】一般式（ＩＩ）【化２】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動性に優れ、か
つ耐ハンダクラック性に優れた硬化物を与える半導体封
止用エポキシ樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂組成物は、その優れた硬化
物性や取り扱いの容易さから、接着、注型、封止、積
層、成型、塗装等の広い使用されている。また、エポキ
シ樹脂には、多くの種類があり、その選択により硬化物
性が大きく変わるため、使用分野目的に応じて使い分け
られている。近年、高分子材料の使用条件が苛酷になる
にしたがって、高分子材料に対して要求される諸特性は
厳しくなり、一般に用いられている各種のエポキシ樹脂
では、要求特性を充分に満足できなくなってきた。例え
ば、エポキシ樹脂組成物は、半導体封止用に用いられて
いるが、この分野でも、要求性能は、厳しくなってい
る。すなわち、半導体装置の高集積化が進み、半導体素
子の大型化が著しいとともに、パッケージそのものが小
型化、薄型化している。また、半導体装置の実装も表面
実装へと移行しており、表面実装においては半導体装置
がハンダ浴に直接浸漬され、高温にさらされるため、吸
湿された水分の急速な膨張により、パッケージ全体に大
きな応力がかかり、封止材にクラックが入る。そのた
め、耐ハンダクラック性の良好な封止材用のエポキシ樹
脂組成物には、高い耐熱性（すなわち高いガラス転移温
度）と低吸湿性及び低応力性が要求される。溶融シリカ
粉末のような無機充填剤を高充填することにより、低吸
湿性及び低応力性（すなわち低熱膨張率）を改良するこ
とは広く行われており、耐ハンダクラック性の改良に大
きな効果があるが、無機充填剤を高充填すると成型時の
流動性が損なわれるため、封止材用のエポキシ樹脂に
は、低溶融粘度であることも要求されてきた。現在主と
して用いられるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂で
は、低吸湿性及び低溶融粘度の点において充分なものと
は言えなくなってきた。

【０００３】エポキシ樹脂の低吸湿化の研究は広く行わ
れている。その代表的な手法は、ジシクロペンタン骨格
や、キシレン骨格等の疎水基を導入するものであり（特
開昭６０−１１２８１３号公報、特開昭６２−２０１９
２２号公報等）、ある程度の低吸湿化効果は得られる
が、低溶融粘度の点において充分なものではないため、
無機充填剤を高充填することができず、耐ハンダクラッ
ク性も充分には改良されない。さらに、パッケージの小
型化、薄型化に伴い封止材用エポキシ樹脂組成物には、
高流動性も要求されてきており、エポキシ樹脂への低溶
融粘度の要求はさらに厳しくなっている。低溶融粘度な
テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂を用いること
が検討されているが（特開昭６１−４７７２５号公報
等）、その低吸湿化効果は充分とはいえず、耐熱性に劣
るため耐ハンダクラック性も充分には改良されない。ま
た４，４′−ビフェノール型エポキシ樹脂は、低溶融粘
度で耐熱性にも優れるが（特開平１−２３０６１９号公
報等）、低吸湿性に劣り、また高融点で硬化剤等との相
溶性にも劣るため、単独では使用できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、流動性に優
れ、かつ耐ハンダクラック性に優れた硬化物を与える新
規な半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを
目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の架
台を解決するために種々研究を重ねた結果、エポキシ樹
脂として４，４′−ビフェノール型エポキシ樹脂とフェ
ノール核間に極性性の少ない炭化水素基をもつエポキシ
樹脂の混合物を使用することによりその目的を達成でき
たのである。本発明は、「１．（ａ）下記の各成分の混合物からなるエポキシ
樹脂と、（１）一般式（Ｉ）で表される４，４′−ビフェノール
型エポキシ樹脂１０〜８０重量部一般式（Ｉ）

【０００６】

【化９】

【０００７】（式中、ｍは平均値で０〜０．５の数であ
る。）（２）一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂２０〜
９０重量部一般式（ＩＩ）

【０００８】

【化１０】

【０００９】（式中Ｒは、互いに同一であっても異なっ
ていてもよく、炭素数１〜１０のアルキル基、置換また
は無置換のフェニル基、置換または無置換のアラルキル
基、アルコキシ基または、ハロゲン原子であり、Ｚは、
互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数１〜
１５の２価の炭化水素基であり、また１分子中の少なく
とも１個のＺは、炭素数５〜１５の２価の炭化水素基で
あり、Ｇは、グリシジル基であり、ｎは、平均値で０〜
８の数であり、ｉは、互いに同一であっても異なってい
てもよく、０〜３の整数である。）（ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と、（ｃ）無機充填剤と（ｄ）硬化促進剤を必須成分として配合してなる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。２．一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂が、１分
子中に少なくとも１個のＺが、下記一般式（ＩＩＩ）〜
（ＶＩＩ）から選ばれた少なくとも一種類の２価の炭化
水素基であるエポキシ樹脂である、１項に記載された半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。一般式（ＩＩＩ）

【００１０】

【化１１】

【００１１】一般式（ＩＶ）

【００１２】

【化１２】

【００１３】一般式（Ｖ）

【００１４】

【化１３】

【００１５】（式中Ｒ^１は、互いに同一であっても異な
っていてもよく、水素原子、炭素数１〜５のアルキル
基、置換または無置換のフェニル基または、置換または
無置換のアラルキル基であり、Ｒ^２は、互いに同一であ
っても異なっていてもよく、炭素数１〜５のアルキル
基、置換または無置換のフェニル基、置換または無置換
のアラルキル基であり、ｊは、０〜４の整数である。）一般式（ＶＩ）

【００１６】

【化１４】

【００１７】（式中Ｒ^３は、互いに同一であっても異な
っていてもよく、炭素数１〜５のアルキル基、置換また
は無置換のフェニル基または、置換または無置換のアラ
ルキル基であり、ｋは、０〜４の整数である。）一般式（ＶＩＩ）

【００１８】

【化１５】

【００１９】（式中Ｒ^４は、互いに同一であっても異な
っていてもよく、炭素数１〜５のアルキル基、置換また
は無置換のフェニル基または、置換または無置換のアラ
ルキル基であり、Ｒ^５は、互いに同一であっても異なっ
ていてもよく、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、
置換または無置換のフェニル基または、置換または無置
換のアラルキル基であり、ｌは、０〜４の整数であ
る。）３．（ａ）成分のエポキシ樹脂混合物が４，４′−ビ
フェノールと下記一般式（ＩＩ′）一般式（ＩＩ′）

【００２０】

【化１６】

【００２１】（式中Ｒ′は、互いに同一であっても異な
っていてもよく、炭素数１〜１０のアルキル基、置換ま
たは無置換のフェニル基、置換または無置換のアラルキ
ル基、アルコキシ基または、ハロゲン原子であり、Ｚ′
は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数
１〜１５の２価の炭化水素基であり、また１分子中の少
なくとも１個のＺ′は、炭素数５〜１５の２価の炭化水
素基であり、ｎ′は、平均値で０〜８の数であり、ｉ′
は、互いに同一であっても異なっていてもよく、０〜３
の整数である。）で表されるフェノール化合物の混合物
を、該フェノール化合物の混合物のフェノール性水酸基
１モル当たり、３〜２０モルのエピハロヒドリンとアル
カリ金属水酸化物の存在下で反応させることにより得ら
れたエポキシ樹脂混合物である、１項または２項に記載
された半導体封止用エポキシ樹脂組成物。４．（１）４，４′−ビフェノール型エポキシ樹脂と
（２）一般式（ＩＩ）で表わされるエポキシ樹脂の合計
重量部に対し１００重量部以下の他のエポキシ樹脂を配
合した、１項ないし３項のいずれか１項に記載された半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。５．（ｂ）エポキシ樹脂硬化剤が、フェノールアラル
キル樹脂、テンペンフェノール樹脂、ジシクロペンタジ
エンフェノール樹脂、及びフェノール樹脂類のフェノー
ル性水酸基の全部もしくは一部をエステル化することに
よって得られる活性エステル変性フェノール樹脂からえ
らばれれた少なくとも一種類のエポキシ樹脂硬化剤であ
る、１項ないし４項のいずれか１項に記載された半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。６．（ｃ）無機充填剤が、球状の成分を３０重量％以
上含む、溶融及び／または結晶シリカ粉末充填剤を組成
物全体の８５〜９３重量％無機充填剤である、１項ない
し５項のいずれか１項に記載された半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。」に関する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物で用いられるエポキシ樹脂中の一成分である一
般式（Ｉ）で表わされる４，４′−ビフェノール型エポ
キシ樹脂は、常温で結晶となり（つまり固形）かつ低溶
融粘度であり、さらには骨格が剛直であるため耐熱性に
も優れる。しかし、極性の少ない基を持っていないた
め、低吸湿性には優れない。一般式（Ｉ）

【００２３】

【化１７】

【００２４】（式中、ｍは平均値で０〜０．５の数であ
る。）本発明では、４，４′−ビフェノール型エポキシ樹脂に
加え、溶融粘度は比較的高いが、フェノール核間に極性
の少ない炭化水素基（一般式（ＩＩ）における−Ｚ−）
を持つため低吸湿性に優れ、耐熱性にも比較的優れる一
般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂を特定の割合で併
用することにより、全ての要求性能を満足する半導体封
止用エポキシ樹脂組成物とすることができたのである。一般式（ＩＩ）

【００２５】

【化１８】

【００２６】（式中Ｒは、互いに同一であっても異なっ
ていてもよく、炭索数１〜１０のアルキル基、置換また
は無置換のフェニル基、置換または無置換のアラルキル
基、アルコキシ基または、ハロゲン原子であり、Ｚは、
互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数１〜
１５の２価の炭化水素基であり、また１分子中の少なく
とも１個のＺは、炭素数５〜１５の２価の炭化水素基で
あり、Ｇは、グリシジル基であり、ｎは、平均値で０〜
８の数であり、ｉは、互いに同一であっても異なってい
てもよく、０〜３の整数である。）本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で用いられる
（ａ）エポキシ樹脂の一成分であり前記一般式（Ｉ）で
表される４，４′−ビフェノール型エポキシ樹脂は、
４，４′−ビフェノールとエピハロヒドリンとをアルカ
リの存在下に、縮合重合させエポキシ樹脂としてもので
ある。

【００２７】また、（ａ）エポキシ樹脂のもう一つの成
分である前記一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂
は、一般式（ＩＩ′）で表される各種のフェノール核間
に極性の少ない炭化水素基を持つフェノール樹脂とエピ
ハロヒドリンとをアルカリの存在下に、縮合反応させエ
ポキシ樹脂としたものである。一般式（ＩＩ′）

【００２８】

【化１９】

【００２９】（式中Ｒ′は、互いに同一であっても異な
っていてもよく、炭素数１〜１０のアルキル基、置換ま
たは無置換のフェニル基、置換または無置換のアラルキ
ル基、アルコキシ基または、ハロゲン原子であり、Ｚ′
は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数
１〜１５の２価の炭化水素基であり、また１分子中の少
なくとも１個のＺ′は、炭素数５〜１５の２価の炭化水
素基であり、ｎ′は、平均値で０〜８の数であり、ｉ′
は、互いに同一であっても異なっていてもよく、０〜３
の整数である。）

【００３０】このフェノール核間に極性の少ない炭化水
素基を持つフェノール樹脂の製法には特に制約はない
が、一般的には、各種フェノール化合物とカルボニル基
との付加縮合反応、不飽和結合の付加反応、α−ヒドロ
キシアルキルベンゼン類または、α−アルコキシアルキ
ルベンゼン類との縮合反応等の反応を用いてオリゴマー
化し樹脂とする方法が用いられる。

【００３１】ここで用いられるフェノール化合物として
は、例えばフェノール、クレゾール、キシレノール、エ
チルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノー
ル、ブチルクレゾール、フェニルフェノール、ベンジル
フェノール、メトキシフェノール、ブロモフェノール等
があげられる。

【００３２】またそれ等のフェノール化合物をオリゴマ
ー化するために用いるカルボニル基を持つ化合物として
は、炭素数５〜１５の各種アルデヒド類またはケトン類
があげられるが、例えば、ベンズアルデヒド、シクロヘ
キサノン、イソホロン、３，３，５−トリメチルシクロ
ヘキサノン、アセトフェノン、ナフトアルデヒド、フル
オレノン等があげられる。その不飽和結合を持つ化合物
としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニ
ルベンゼン、ジシクロペンタジエン、ノルボルネン、テ
ルペン類等があげられる。さらに、α−ヒドロキシアル
キルベンゼン類または、α−アルコキシアルキルベンゼ
ン類としては、例えば、α、α′−ジヒドロキシキシレ
ン、α、α −ジヒドロキシジイソプロピルベンゼン、
α、α′−ジメトキシキシレン、α、α′−ジメトキシ
ジイソプロピルベンゼン、４，４’−ジヒドロキシメチ
ルビフェニル、４，４’−ジメトキシメチルビフェニル
等があげられる。

【００３３】フェノール化合物をオリゴマー化し樹脂と
するためのカルボニル基または不飽和結合を持つ化合
物、α−ヒドロキシアルキルベンゼン類またはα−アル
コキシアルキルベンゼン類との反応は、一般的な反応方
法が用いられる。すなわち、酸性触媒の存在下に、２０
〜２００℃の温度で１〜２０時間反応させる。

【００３４】種々のフェノール核間に極性の少ない炭化
水素基を導入したフェノール樹脂の中では、入手のし易
さや、硬化物性等からジシクロペンタジエンフェノール
樹脂、テルペンフェノール樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、フェノールシクロヘキサノン樹脂または、フェノ
ールベンズアルデヒド樹脂等が好ましい。

【００３５】これ等フェノール化合物とエピハロヒドリ
ンとの反応は公知の方法で行えるが、代表的な態様例
を、以下の詳述する。まず、フェノール化合物をそのフ
ェノール性水酸基１モル当たり３〜２０モルに相当する
量のエピハロヒドリンに溶解させて均一な溶液とする。
次いで、その溶液を撹拌しながらこれにフェノール性水
酸基１モル当たり０．９〜２モル量のアルカリ金属水酸
化物を固体または水溶液で加えて反応させる。この反応
は、常圧下または減圧下で行わせることができ、反応温
度は、通常、常圧下の反応の場合に約３０〜１０５℃で
あり、減圧下の反応の場合に約３０〜８０℃である。反
応は、必要に応じて所定の温度を保持しながら反応液を
共沸させ、揮発する蒸気を冷却して得られた凝縮液を油
／水分離し、水分を除いた油分を反応系に戻す方法によ
って反応系より脱水する。アルカリ金属水酸化物の添加
は、急激な反応をおさえるために、１〜８時間かけて少
量ずつを断続的に添加する。その全反応時間は、通常、
１〜１０時間程度である。反応終了後、不溶性の副生塩
を瀘別して除くか、水洗により除去した後、未反応のエ
ピハロヒドリンを減圧留去してのくと、目的のエポキシ
樹脂が得られる。この反応におけるエピハロヒドリンと
しては、通常、エピクロルヒドリンまたはエピブロモヒ
ドリンが用いられ、またアルカリ金属水酸化物として
は、通常、ＮａＯＨまたはＫＯＨが用いられる。

【００３６】また、この反応においては、テトラメチル
アンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロ
ミド等の第四級アンモニウム塩；ベンジルジメチルアミ
ン、２，４，６−（トリスジメチルアミノメチル）フェ
ノール等の第三級アミン；２−エチルイミダゾール、２
−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類；エチルト
リフェニルホスホニウムイオダイド等のホスホニウム
塩；トリフェニルホスフィン等のホスフィン類等の触媒
を用いてもよい。さらに、この反応においては、エタノ
ール、イソプロパノール等のアルコール類；アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類；ジオキサン、エチレ
ングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルホルミアミド等の非プロント
性極性溶媒等の不活性な有機溶媒を使用してもよい。

【００３７】さらに、上記のようにして得られたエポキ
シ樹脂の可鹸化ハロゲン量が多すぎる場合には、再処理
して、充分に可鹸化ハロゲン量が低下した精製エポキシ
樹脂を得ることができる。つまり、その粗製エポキシ樹
脂を、イソプロパノール、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、トルエン、キシレン、ジオキサン、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルス
ルホキシド等の不活性な有機溶媒に再溶解し、アルカリ
金属水酸化物を固体または水溶液で加えて約３０〜１２
０℃の温度で、０．５〜８時間再閉環反応を行った後、
水洗等の方法で過剰のアルカリ金属水酸化物や副生塩を
除去し、さらに有機溶媒を減圧留去して除くと、精製さ
れたエポキシ樹脂が得られる。

【００３８】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
で用いられる（ａ）エポキシ樹脂は、一般式（Ｉ）で表
わされる４，４′−ビフェノール型エポキシ樹脂と前記
一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂とをそれぞれべ
つべつに製造または入手し、混合して使用してもよい
し、それぞれの原料である４，４′−ビフェノールと前
記一般式（ＩＩ′）で表されるフェノール樹脂とを混合
して同時にエピハロヒドリンと反応させ、それぞれのエ
ポキシ樹脂の混合物として使用してもよい。硬化剤等と
の相溶性のよいエポキシ樹脂を得るためには後者の方法
が好ましい。後者の方法を用いる場合は、エポキシ化後
の一般式（Ｉ）で表わされる４，４′−ビフェノール型
エポキシ樹脂と一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂
の混合割合が所定の割合になるようにそれぞれの原料の
使用割合を前もって調整するか、エポキシ化後にどちら
かのエポキシ樹脂を追加して所定の割合になるように調
整する必要がある。

【００３９】一般式（Ｉ）で表わされる４，４′−ビフ
ェノール型エポキシ樹脂と（２）一般式（ＩＩ）で表さ
れるエポキシ樹脂との混合割合は、（１）４，４′−ビ
フェノール型エポキシ樹脂１０〜８０重量部に対して、
（２）一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂２０〜９
０重量部であり、好ましくは、（１）４，４′−ビフェ
ノール型エポキシ樹脂１５〜６０重量部に対して、
（２）一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂４０〜８
５重量部である。（１）４，４′−ビフェノール型エポ
キシ樹脂が８０重量部以上であると、流動性に優れる
が、低吸湿性には劣る。１０重量部以下であると低吸湿
性には優れるが、流動性に劣る。（２）一般式（ＩＩ）
で表されるエポキシ樹脂が９０重量部以上であると、低
吸湿性には優れるが、流動性に劣る。２０重量部以下で
あると流動性には優れるが、低吸湿性に劣る。

【００４０】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には（１）４，４′−ビフェノール型エポキシ樹
脂と（２）一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂以外
のエポキシ樹脂を混合使用することができる。その混合
することができる他のエポキシ樹脂としては、例えば、
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノール
ＡＤ、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ジブチ
ルハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾルシン、ジ
ヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシナフタレ
ン、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック
樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ナフトールノ
ボラック樹脂、臭素化ビスフェノールＡ、臭素化フェノ
ールノボラック樹脂等の種々のフェノール類や、種々の
フェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロト
ンアルデヒド、グリオキザール等の種々のアルデヒド類
との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂等の各種の
フェノール系化合物と、エピハロヒドリンとから製造さ
れるエポキシ樹脂やジアミノジフェニルメタン、アミノ
フェノール、キシレンジアミン等の種々のアミン化合物
と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキシ樹脂、
メチルヘキサヒドロキシフタル酸、ダイマー酸等の種々
のカルボン酸類と、エピハロヒドリンとから製造される
エポキシ樹脂等があげられる。それ等その他のエポキシ
樹脂の使用割合は、（１）４，４′−ビフェノール型エ
ポキシ樹脂と（２）一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ
樹脂の合計１００重量部に対して１００重量部以下が好
ましく、より好ましくは、５０重量部以下である。その
他のエポキシ樹脂の使用割合が多すぎると、本発明の効
果が充分に発揮されなくなる。

【００４１】次に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には（ｂ）エポキシ樹脂硬化剤が必須成分として
配合されるが、このエポキシ樹脂硬化剤には、特に指定
はなく、一般のエポキシ樹脂硬化剤を使用することがで
きる。その使用するエポキシ樹脂硬化剤としては、例え
ば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノ
ールＡＤ、ハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾル
シン、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ジヒ
ドロキシナフタレン、ジヒドロキシジフェニルエーテ
ル、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック
樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ジシクロペン
タジエンフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ナフトールノボラック樹脂、
臭素化ビスフェノールＡ、臭素化フェノールノボラック
樹脂等の種々のフェノール類や、種々のフェノール類
と、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒ
ド、グリオキザール等の種々のアルデヒド類との縮合反
応で得られる多価フェノール樹脂等の各種のフェノール
樹脂類、それ等各種のフェノール（樹脂）類のフェノー
ル性水酸基の全部もしくは一部をベンゾエート化あるい
はアセテート化等のエステル化することによって得られ
る活性エステル化合物、メチルテトラヒドロ無水フタル
酸、エキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、
メチルナジック酸等の酸無水物類、ジエチレントリアミ
ン、イソホロンジアミン、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、ジシアンジアミド等があ
げられる。これ等の各種エポキシ樹脂硬化剤の中では、
硬化物性等からフェノールアラルキル樹脂、テルペンフ
ェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、
及びフェノール樹脂類のフェノール性水酸基の全部もし
くは一部をエステル化することによって得られる活性エ
ステル変性フェノール樹脂が好ましい。本発明の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物で使用される（ｂ）エポキシ
樹脂硬化剤の使用量は、全エポキシ樹脂成分中のエポキ
シ基１モルに対して、全エポキシ樹脂硬化剤成分中のエ
ポキシ基と反応する基の合計が０．５〜２．０モルにな
る量が好ましく、より好ましくは、０．７〜１．２モル
になる量である。０．５モル以下または２．０モル以上
では、正常な硬化反応が起こらず、十分な硬化物性を持
った硬化物が得られない。

【００４２】次に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には、（ｃ）無機充填剤が配合される。その無機
充填剤の種類としては、例えば、溶融シリカ、結晶性シ
リカ、ガラス粉、アルミナ、炭酸カルシウム等があげら
れる。その形状としては、破砕型または球状である。各
種の無機充填剤は、単独でまたは、２種以上混合して用
いられるが、それ等の中では溶融シリカまたは結晶性シ
リカが好ましい。その使用量は、組成物全体の７０〜９
５重量％であり、より好ましくは、８５〜９３重量％で
ある。７０重量％以下では流動性には優れるが、低吸湿
性や低応力性に劣り、９５重量％以上では低吸湿性や低
応力性には優れるが、流動性に劣るため好ましくない。
また、形状としては、流動性を確保するために球状の成
分を３０重量％以上含むことが好ましい。

【００４３】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物に用いられる（ｄ）硬化促進剤は、エポキシ樹脂
中のエポキシ基と硬化剤中の活性基との反応を促進する
化合物である。その（ｄ）硬化促進剤としては、例え
ば、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、
トリス（ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリス（ヒ
ドロキシプロピル）ホスフィン、トリス（シアノエチ
ル）ホスフィン等のホスフィン化合物、テトラフェニル
ホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチ
ルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシ
アノエチルホスホニウムテトラフェニルボレート等のホ
スホニウム塩、２−メチルイミダゾール、２−フェニル
イミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、
２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−
メチルイミダゾール、２，４−ジシアノ−６−［２−メ
チルイミダゾリル−（１）］−エチル−Ｓ−トリアジ
ン、２，４−ジシアノ−６−［２−ウンデシルイミダゾ
リル−（１）］−エチル−Ｓ−トリアジン等のイミダゾ
ール類、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリ
ウムトリメリテート、２−メチルイミダゾリウムイソシ
アヌレート、２−エチル−４−メチルイミダゾリウムテ
トラフェニルボレート、２−エチル−１，４−ジメチル
イミダゾリウムテトラフェニルボレート等のイミダゾリ
ウム塩、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）
フェノール、ベンジルメチルアミン、テトラメチルブチ
ルグアニジン、Ｎ−メチルピペラジン、２−ジメチルア
ミノ−１−ピロリン等のアミン類、トリエチルアンモニ
ウムテトラフェニルボレート等のアンモニウム塩、１，
５−ジアザビシクロ（５，４，０）−７−ウンデセン、
１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）−５−ノネン、
１，４−ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン等のジ
アザビシクロ化合物、それ等ジアザビシクロ化合物のテ
トラフェニルボレート、フェノール塩、フェノールノボ
ラック塩、２−エチルヘキサン酸塩等があげられる。そ
れ等の硬化促進剤となる化合物の中では、ホスフィン化
合物、イミダゾール化合物、ジアザビシクロ化合物、及
びそれ等の塩が好ましい。それ等の（ｄ）硬化促進剤
は、単独でまたは、２種以上混合して用いられ、その使
用量は、（ａ）エポキシ樹脂に対して、０．１〜７重量
％であり、より好ましくは、１〜５重量％である。

【００４４】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
には、必要に応じてカップリング剤、可塑剤、顔料等が
適宜に配合することができる。また、難燃助剤として、
三酸化アンチモン、リン酸等を適宜に配合することがで
きる。本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、流
動性に優れ、かつ耐ハンダクラック性に優れた硬化物を
与えるので半導体封止の分野で有利に使用することがで
きる。

【００４５】

【実施例】以下に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物で用いられるエポキシ樹脂の製造例、さらに本発
明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の実施例及び比較
例をあげてさらに詳述する。

【００４６】各エポキシ樹脂の製造例１〜６温度計、撹拌装置、冷却管を備えた内容量３１の三つ口
フラスコに、表１に示した種類及び量のフェノール化合
物、エピクロルヒドリン１３００ｇ、及びメトキシプロ
パノール５００ｇを仕込み、５０℃に昇温して均一に溶
解させた後、４８．５重量％の水酸化ナトリウム水溶液
１９０ｇを１時間かけて滴下した。その間に徐々に昇温
し、滴下終了後には系内が７０℃になるようにした。そ
の後、７０℃で３０分間保持して反応を行わせた。その
反応終了後、水洗して副生塩及び過剰の水酸化ナトリウ
ムを除去した。次いで、生成物から減圧下で過剰のエピ
クロルヒドリン及びメトキシプロパノールを留去して、
粗製エポキシ樹脂を得た。この粗製エポキシ樹脂をメチ
ルイソブチルケトン７００ｇに溶解させ、４８．５重量
％の水酸化ナトリウム水溶液６ｇを加え、８０℃の温度
で１時間反応させた。その反応終了後に、第一リン酸ナ
トリウムを加えて過剰の水酸化ナトリウムを中和し、水
洗して副生塩を除去した。次いで、減圧下でメチルイソ
ブチルケトンを完全に除去して、目的のエポキシ樹脂を
得た。これ等のエポキシ樹脂の組成、エポキシ当量、溶
解粘度を表１に示した。

【００４７】

【表１】

【００４８】（註）＊１：日本石油化学社製、ＤＤＰ−Ｍ、軟化点９５℃）＊２：ヤスハラケミカル社製、ＹＰ−９０、軟化点８０
℃）＊３：三井東圧社製、ＸＬ２２５−３Ｌ、軟化点７１
℃）

【００４９】半導体封止用エポキシ樹脂組成物実施例１
〜８及び比較例１〜４表２に示したように、（ａ）エポキシ樹脂の各成分とし
て、製造例１〜６で製造した各エポキシ樹脂、またはオ
ルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、及び臭素化
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（ｂ）エポキシ樹脂
硬化剤としてフェノールノボラック樹脂、フェノールア
ラルキル樹脂、またはテルペンフェノール樹脂、（ｃ）
無機充填剤として球状溶解シリカ粉末を実施例１〜８及
び比較例１は組成物全体の８７重量％、比較例２〜４は
組成物全体の８０重量％、（ｄ）硬化促進剤としてトリ
フェニルホスフィンを用い、さらに難燃助剤として三酸
化アンチモン、充填剤表面処理剤としてエポキシシラ
ン、離型剤としてカルナバワックスをそれぞれ用いて、
各エポキシ樹脂配合物を配合した。次いで、各配合物を
ミキシングロールを用いて７０〜１３０℃の温度で５分
間溶融混合した。得られた各溶融混合物はシート状に取
り出し、粉砕して各成形材料を得た。これ等の各成形材
料を用い低圧トランスファー成形機で金型温度１８０
℃、成形時間１８０秒で成形して、各試験片を得、１８
０℃で８時間ポストキュアーさせた。また、各成形材料
のスパイラルフローを測定した。各成形材料のスパイラ
ルフロー及び試験片のポストキュアー後の耐ハンダクラ
ック性、吸湿率、及びガラス転移温度を試験した結果は
表２と表３に示す通りであり、実施例１〜８の各成形材
料は、比較例１〜４の成形材料に較べて流動性（すなわ
ち高スパイラルフロー）、及び耐ハンダクラック性のバ
ランスに優れていた。

【００５０】

【表２】

【００５１】

【表３】

【００５２】（註）＊１：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油
化シェルエポキシ社商品名エピコート１８０Ｓ６
５、エポキシ当量：２１４）＊２：臭素化ビスフェノールＡエポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ社商品名エピコート５０５０，エポキシ当
量：３８５、臭素含有量：４９％）＊３：Ａ；フェノールノボラック樹脂（群栄化学社製、
水酸基当量：１０３、軟化点：８５℃）＊４：Ｂ；フェノールアラルキル樹脂（三井東圧社商品
名ＸＬ２２５−３Ｌ、水酸基当量：１７０、軟化点：
７１℃）＊５：Ｃ；テルペンフェノール樹脂（油化シェルエポキ
シ社商品名エピキュアＭＰ４０２、水酸基当量：１
７５、軟化点：１２５℃）＊６：球状溶融シリカ粉末（日本アエロジル社商品名）
ＥＬＳＩＬＢＦ１００）＊７：トリフェニルホスフィン＊８：エポキシシラン（信越化学工業社商品名ＫＢＭ
−４０３）＊９：４４ピンＦＰＰ１６個を８５℃、８５％ＲＨにお
いて３００時間吸湿後、２６０℃のハンダ浴に１０秒間
浸漬し、クラックの発生した個数を求めた。＊１０：８５℃、８５％ＲＨ３００時間後の吸湿率＊１１：ＴＭＡを用いて熱膨張曲線の転移点より求め
た。

【００５３】

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、流動性に優れ、耐ハンダクラック性に優れた硬化
物を与えることができるので、半導体封止の用途におい
て有利に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 23/31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）下記の各成分の混合物からなるエ
ポキシ樹脂と、（１）一般式（Ｉ）で表される４，４′−ビフェノール
型エポキシ樹脂１０〜８０重量部一般式（Ｉ）【化１】（式中、ｍは平均値で０〜０．５の数である。）（２）一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂２０〜
９０重量部一般式（ＩＩ）【化２】（式中Ｒは、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換または無置換の
フェニル基、置換または無置換のアラルキル基、アルコ
キシ基または、ハロゲン原子であり、Ｚは、互いに同一
であっても異なっていてもよく、炭素数１〜１５の２価
の炭化水素基であり、また１分子中の少なくとも１個の
Ｚは、炭素数５〜１５の２価の炭化水素基であり、Ｇ
は、グリシジル基であり、ｎは、平均値で０〜８の数で
あり、ｉは、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、０〜３の整数である。）（ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と、（ｃ）無機充填剤と（ｄ）硬化促進剤を必須成分として配合してなる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。
【請求項２】一般式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂
が、１分子中に少なくとも１個のＺが、下記一般式（Ｉ
ＩＩ）〜（ＶＩＩ）から選ばれた少なくとも一種類の２
価の炭化水素基であるエポキシ樹脂である、請求項１に
記載された半導体封止用エポキシ樹脂組成物。一般式（ＩＩＩ）【化３】一般式（ＩＶ）【化４】一般式（Ｖ）【化５】（式中Ｒ^１は、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、置換または
無置換のフェニル基または、置換または無置換のアラル
キル基であり、Ｒ^２は、互いに同一であっても異なって
いてもよく、炭素数１〜５のアルキル基、置換または無
置換のフェニル基、置換または無置換のアラルキル基で
あり、ｊは、０〜４の整数である。）一般式（ＶＩ）【化６】（式中Ｒ^３は、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、炭素数１〜５のアルキル基、置換または無置換のフ
ェニル基または、置換または無置換のアラルキル基であ
り、ｋは、０〜４の整数である。）一般式（ＶＩＩ）【化７】（式中Ｒ^４は、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、炭素数１〜５のアルキル基、置換または無置換のフ
ェニル基または、置換または無置換のアラルキル基であ
り、Ｒ^５は、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、置換または
無置換のフェニル基または、置換または無置換のアラル
キル基であり、１は、０〜４の整数である。）
【請求項３】（ａ）成分のエポキシ樹脂混合物が４，
４′−ビフェノールと下記一般式（ＩＩ′）一般式（ＩＩ′）【化８】（式中Ｒ′は、互いに同一であっても異なっていてもよ
く、炭素数１〜１０のアルキル基、置換または無置換の
フェニル基、置換または無置換のアラルキル基、アルコ
キシ基または、ハロゲン原子であり、Ｚ′は、互いに同
一であっても異なっていてもよく、炭素数１〜１５の２
価の炭化水素基であり、また１分子中の少なくとも１個
のＺ′は、炭素数５〜１５の２価の炭化水素基であり、
ｎ′は、平均値で０〜８の数であり、ｉ′は、互いに同
一であっても異なっていてもよく、０〜３の整数であ
る。）で表されるフェノール化合物の混合物を、該フェ
ノール化合物の混合物のフェノール性水酸基１モル当た
り、３〜２０モルのエピハロヒドリンとアルカリ金属水
酸化物の存在下で反応させることにより得られたエポキ
シ樹脂混合物である、請求項１または２に記載された半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】（１）４，４′−ビフェノール型エポキ
シ樹脂と（２）一般式（ＩＩ）で表わされるエポキシ樹
脂の合計重量部に対し１００重量部以下の他のエポキシ
樹脂を配合した、請求項１ないし３のいずれか１項に記
載された半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】（ｂ）エポキシ樹脂硬化剤が、フェノー
ルアラルキル樹脂、テンペンフェノール樹脂、ジシクロ
ペンタジエンフェノール樹脂、及びフェノール樹脂類の
フェノール性水酸基の全部もしくは一部をエステル化す
ることによって得られる活性エステル変性フェノール樹
脂からえらばれれた少なくとも一種類のエポキシ樹脂硬
化剤である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載さ
れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】（ｃ）無機充填剤が、球状の成分を３０
重量％以上含む、溶融及び／または結晶シリカ粉末充填
剤を組成物全体の８５〜９３重量％無機充填剤である、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載された半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。