JPH10330457A - エポキシ樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】室温でも取り扱い性のよいエポキシ樹脂を用い
るものであって、成形性が良く、低吸湿性であり、エポ
キシ半導体封止材として優れている樹脂組成物およびそ
れを用いた樹脂封止型半導体装置を提供すること。 【解決手段】（Ａ）一般式（１） 【化１】 （Ｒ₁〜Ｒ₉は、水素原子、炭素数１〜６の鎖状または環
状アルキル基、置換または無置換のフェニル基またはハ
ロゲン原子 ）で表されるエポキシ化合物と、（Ｂ）二
官能より大きい官能基数を持つ多官能エポキシ化合物
と、（Ｃ）フェノール性水酸基を含有するエポキシ硬化
剤を必須成分とし、エポキシ化合物Ａの割合がエポキシ
化合物ＡとＢの合計重量に対して１重量％以上６０重量
％以下であることを特徴するエポキシ樹脂組成物および
それを用いた樹脂封止型半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤、塗料、絶
縁材料や積層板などの電気、電子材料、特に、電子部品
の封止用として有用なエポキシ樹脂組成物およびそれを
用いた樹脂封止型半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩ、ＩＣ、トランジスタ等、
半導体の封止には、経済的に有用なエポキシ樹脂組成物
のトランスファーモールドが行われている。特に、最近
ではＬＳＩの表面実装が行われており、半田浴中に直接
浸漬される場合が増えてきている。その際封止材は、20
0℃以上の高温にさらされるため、封止材中に吸湿して
いた水分が膨張し、クラックが入ったり、ダイパットと
の界面に剥離を生ずる問題が発生する。

【０００３】このため、エポキシ樹脂封止材には、低吸
湿性および耐クラック性や密着性の改良が求められてい
る。また、低吸湿性を得る目的から充填剤を高密度に充
填可能な低粘度のエポキシ樹脂が望まれている。現状で
は、多官能エポキシ樹脂としてo−クレゾールノボラッ
クのグリシジルエーテルを用い、硬化剤としてはフェノ
ールノボラックを用いた封止材が主流であるが、保管時
に吸湿すると上記の問題があり、これを避けるため実用
上は防湿梱包をして使用されている。

【０００４】一方、現行のビフェニル型エポキシ樹脂は
二官能エポキシで分子量が低いため、多官能エポキシよ
り粘度が低く充填剤を高密度に充填することができる。
これにより樹脂に由来する吸湿率をパッケージ全体とし
て低減させ、併せて強度も高めることによりo−クレゾ
ールノボラックのグリシジルエーテル型エポキシに比べ
て優れた耐クラック性を示す。しかし、多官能型エポキ
シ樹脂に比較して、硬化物の仕上がり性が問題となる。

【０００５】現行のビフェニル型エポキシ樹脂とクレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂とを組み合わせることに
より樹脂粘度を適当に保ちつつ、成形性を改良する方法
も考えられるが、ビフェニル型エポキシ樹脂とクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂との混合物は溶融混合後は
半固形状（蜂蜜状）となり定型性を有せず、樹脂の取り
扱いに不便である。また、混合樹脂は互いに融着しやす
く大量の製品を取り扱うには問題がある。一方、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂とクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂の中間の硬化性能を持つとされるジシクロペンタジ
エン型エポキシ樹脂が販売されている。ジシクロペンタ
ジエン型エポキシ樹脂は軟化点が低く、互いに融着しや
すい問題点があり、製品を別途冷却保存しなければなら
ず、上記の場合と同様に大量の商品の扱いには問題があ
る。加えて、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂は非
反応性のジシクロペンタジエン由来の脂環構造を有する
が故に、樹脂単位重量あたりのエポキシ基数が少なく硬
化物の仕上がり性に問題があるばかりか、硬化成形物の
耐熱性にも問題が生じる場合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、室温
でも取り扱い性のよいエポキシ樹脂を用いるものであっ
て、成形性が良く、低吸湿性であり、エポキシ半導体封
止材として優れている樹脂組成物およびそれを用いた樹
脂封止型半導体装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明者らは、樹脂組成物が低吸湿性であり、成形性の
優れた系を見出すべく鋭意検討した結果、特定のエポキ
シ化合物を用いるものが上記目的に合うことを見出し本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は［１］ （Ａ）一般式（１）

【化３】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₉は、それぞれ独立に、水素原子、炭素
数１〜６の鎖状または環状アルキル基、置換または無置
換のフェニル基またはハロゲン原子を示す。 ）で表さ
れるエポキシ化合物と、（Ｂ）二官能より大きい官能基
数を持つ多官能エポキシ化合物と、（Ｃ）フェノール性
水酸基を含有するエポキシ硬化剤を必須成分とし、エポ
キシ化合物Ａの割合がエポキシ化合物ＡとＢの合計重量
に対して１重量％以上６０重量％以下であることを特徴
するエポキシ樹脂組成物に関する。また、本発明は
［２］ （Ａ）上記の一般式（１）で表されるエポキシ化合物
と、（Ｂ）二官能より大きい官能基数を持つ多官能エポ
キシ化合物と、（Ｃ）フェノール性水酸基を含有するエ
ポキシ硬化剤と（Ｄ）無機充填剤を必須成分とし、エポ
キシ化合物Ａの割合がエポキシ化合物ＡとＢの合計重量
に対して１重量％以上６０重量％以下であって、無機充
填剤の含有量が樹脂組成物全体の重量に対して５０重量
％以上９２重量％以下であることを特徴するエポキシ樹
脂組成物に関する。また本発明は［３］ 上記［１］または［２］記載の（Ｂ）多官能エポキシ化
合物が、フェノールノボラック類のグリシジルエーテル
化物および／またはトリスフェノールメタンノボラック
類のグリシジルエーテル化物である請求項１または２記
載のエポキシ樹脂組成物に関する。また、本発明は
［４］ 上記［１］、［２］または［３］記載のエポキシ樹脂組
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
る樹脂封止型半導体装置に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる一般式（１）
で表されるエポキシ樹脂の置換基Ｒ₁〜Ｒ₉を具体的に例
示すると、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、アミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、
フェニル基、トリル基、キシリル基（各異性体を含
む）、塩素原子および臭素原子等があげられる。

【０００９】本発明で用いる一般式（１）のエポキシ樹
脂は、スチルベンビスフェノール類をグリシジルエーテ
ル化する周知の方法によって得ることができる。エポキ
シ樹脂の原料となるスチルベン型ビスフェノール化合物
の製法については例えば、4,4'-ジヒドロキシスチルベ
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
等の化合物の製法と物性が文献（von Rolf H.Sieber,Li
ebigs Ann.Chem.730,31-46(1969)）に開示されている。
一方、例えばα―メチルスチルベンのビスフェノール化
合物は公知である。例えば4,4'- ジヒドロキシ−α−メ
チルスチルベンについてはMETHODEN DER ORGANISCHEN C
HEMIE （HOUBEN-WEYL ）BAND ＩＶ／１c Phenol Teil
2 P1034 に、フェノールとクロロアセトンを出発原料と
する製法についての記載がある。

【００１０】本発明で用いられる一般式（１）のエポキ
シ樹脂の原料となるスチルベン系フェノール類の具体例
としては、 4,4'-ジヒドロキシ-3 -メチルスチルベン、
4,4'-ジヒドロキシ-3 -エチルスチルベン、 4,4'-ジヒ
ドロキシ-3 -プロピルスチルベン、 4,4'-ジヒドロキシ
-3 -アミルスチルベン、 4,4'-ジヒドロキシ-3 -ヘキシ
ルスチルベン、 4,4'-ジヒドロキシ- 2,3-ジメチルスチ
ルベン、 4,4'-ジヒドロキシ- 2,6-ジメチルスチルベ
ン、 4,4'-ジヒドロキシ- 2,3'- ジメチルスチルベン、
4,4'-ジヒドロキシ- 3,3',5- トリメチルスチルベン、
4,4'-ジヒドロキシ- 2',3,5- トリメチルスチルベン、
4,4'-ジヒドロキシ- 2',3,3',5-テトラメチルスチルベ
ン、 4,4'-ジヒドロキシ- 2',3,5,6'-テトラメチルスチ
ルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-3'-メチルスチ
ルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-5,3'-ジメチル
スチルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-3',6-ジメ
チルスチルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-5- エ
チル-3'-メチルスチルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロ
キシ-3'-メチル-5- プロピルスチルベン、3-t-ブチル-
4,4'-ジヒドロキシ-5- ブチル-3'-メチルスチルベン、3
-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-5- アミル-3'-メチルス
チルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-5- ヘキシル
-3'-メチルスチルベン、3-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ
-5- シクロヘキシル-3'-メチルスチルベン、3-t-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-t-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-t-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-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-
3',5,- ジメチル-5'-プロピルスチルベン、3-t-ブチル-
4,4'-ジヒドロキシ-3',6,- ジメチル-5'-プロピルスチ
ルベン、4,4'- ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルスチルベ
ン、3,3'- ジエチル-4,4'-ジヒドロキシスチルベン、4,
4'- ジヒドロキシ-3,3'-ジプロピルスチルベン、3,3'-
ジアミル-4,4'-ジヒドロキシスチルベン、3,3'- ジヘキ
シル-4,4'-ジヒドロキシスチルベン、3,3'- ジシクロヘ
キシル-4,4'-ジヒドロキシスチルベン、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',5,5'- テトラメチルスチルベン、4,4'-
ジヒドロキシ-3,3'-ジ-t- ブチルスチルベン、4,4'- ジ
ヒドロキシ-3,3'-ジ-t- ブチル-5,5'-ジメチルスチルベ
ン、4,4'- ジヒドロキシ-3,3'-ジ-t-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-t- 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-t- ブチル-6,6'-ジメチルスチルベン、4,4'- ジ
ヒドロキシ-3,3',5,5'- テトラ-t- ブチルスチルベン等
（置換位置の異なる異性体を含む）が例示できる。これ
らのスチルベンの炭素―炭素二重結合の炭素原子にメチ
ル基が置換したα―メチルスチルベンのエポキシについ
ても同様である。これらの中でも合成の容易さ、性能、
原料の価格の面から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',5,5'
- テトラメチルスチルベン、4,4'- ジヒドロキシ-3,3',
5,5'- テトラメチル-α-メチルスチルベン、4,4'- ジヒ
ドロキシ-3,3'-ジ-t- ブチル-5,5'-ジメチルスチルベ
ン、4,4'- ジヒドロキシ-3,3'-ジ-t- 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-t- 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-t- ブチル-6,6'-ジメチルスチルベン、3-t-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-t-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-t-ブチル-4,4'-ジヒドロキシ-3',5',6
- トリメチルスチルベンが特に好ましい。

【００１１】これらのビスフェノール類とエピハロヒド
リンとを、苛性ソーダ等のアルカリの存在下で反応させ
る方法である。特に、高純度品を得る場合には、特開昭
60-31517号公報に記載に方法のの様に、非プロトン性溶
媒下の反応が好適である。

【００１２】本発明のエポキシ樹脂組成物において、必
須成分とされる（Ｂ）成分である二官能より大きい官能
基数を持つ多官能エポキシ化合物としては、公知の物を
使物を使用することができるが、これらについて例示す
ると、フェノール、o-クレゾール等のフェノール類とホ
ルムアルデヒド等のカルボニル化合物との反応生成物で
あるノボラック系エポキシ樹脂、フロログリシン、トリ
ス−（４−ヒドロキシフェニル）−メタン、1,1,2,2,−
テトラキス（4−ヒドロキシフェニル）エタン等の三価
以上のフェノール類から誘導されるグリシジルエーテル
化合物、フェノール類と芳香族カルボニル化合物との縮
合反応により得られる多価フェノール類のグリシジルエ
ーテル化合物、ｐ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェ
ノール、4−アミノメタクレゾール、6−アミノメタクレ
ゾール、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジアミ
ノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ビス（4−
アミノフェノキシ）ベンゼン、1,4−ビス（3−アミノフ
ェノキシ）ベンゼン、1,3−ビス（4−アミノフェノキ
シ）ベンゼン、1,3−ビス（3−アミノフェノキシ）ベン
ゼン、2,2−ビス（4−アミノフェノキシフェニル）プロ
パン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミ
ン、2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミン、
ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、1,
4−シクロヘキサンビス（メチルアミン）、1,3−シクロ
ヘキサンビス（メチルアミン）等から誘導されるアミン
系エポキシ樹脂等があり、これらのエポキシ樹脂の一種
または二種以上が使用される。中でも、フェノール、o-
クレゾール等のフェノール類とホルムアルデヒド等のカ
ルボニル化合物との反応生成物であるノボラック系エポ
キシ樹脂、フェノール類と芳香族カルボニル化合物との
縮合反応により得られるトリスメタン基を含む多価フェ
ノール類のグリシジルエーテル化合物が耐熱性、入手の
容易さ、価格面から特に好ましい。

【００１３】本発明の樹脂組成物には、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、テトラメチルビフェノール、ハ
イドロキノン、レゾルシン、４，４’−チオジ（２，６
−ジメチルフェノール）、ジヒドロキシナフタレン、ビ
ス（ヒドロキシフェニル）ジシクロペンタン、ビス（ヒ
ドロキシフェニル）メンタン等、ｐ−オキシ安息香酸、
ｍ−オキシ安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の
芳香族カルボン酸から誘導されるグリシジルエステル系
化合物、5,5−ジメチルヒダントイン等から誘導される
ヒダントイン系エポキシ化合物、2,2−ビス（3,4−エポ
キシシクロヘキシル）プロパン、2,2−ビス〔4−（2,3
−エポキシプロピル）シクロヘキシル〕プロパン、ビニ
ルシクロヘキセンジオキサイド、3,4−エポキシシクロ
ヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボ
キシレート等の脂環式エポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ−ジグリシ
ジルアニリン等の二価フェノール類、アミン類等または
テトラブロムビスフェノールＡ等のハロゲン化ビスフェ
ノール類から誘導されるジグリシジルエーテル化合物等
の二価のグリシジルエーテル化合物を含んでも良い。ま
た、２，２−ビス（４−シアナートフェニル）プロパン
等のシアン酸エステル樹脂を含んでも良い。

【００１４】本発明において、エポキシ樹脂成分は一般
式（１）のスチルベン系エポキシ化合物（Ａ）と多官能
エポキシ化合物（Ｂ）を混合することにより得られる。
多官能エポキシ化合物（Ｂ）単独では溶融粘度が高いた
め、充填剤を多く用いると樹脂組成物全体の加熱溶融時
の流れ性が損なわれ、成形性が悪化し、硬化成形物表面
につやがなくなり、場合によっては硬化物に未充填部分
が現れる。一般式（１）のスチルベン系エポキシ化合物
（Ａ）と多官能エポキシ化合物（Ｂ）を組み合わせるこ
とにより、多官能エポキシ単独では困難であった充填剤
の高充填化が容易に達成できる他、仕上がり性の良好な
硬化物が得られる。

【００１５】Ａ成分の含有割合を例示すると、エポキシ
樹脂成分である（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量の
０．１重量％以上８０重量％以下、好ましくは０．５重
量％以上７０重量％以下、さらに好ましくは１重量％以
上６０重量％以下である。さらに好ましくは２０重量％
以上６０重量％以下である。さらに好ましくは３０重量
％以上６０重量％以下である。この値以下では（Ａ）成
分に基づく効果の発現に乏しく、樹脂の軟化点が低下し
て取り扱い性が悪くなる傾向にあり、この値以上では一
定以上の成形性改良の効果が得られない。配合に際して
は、エポキシ化合物（Ａ）と多官能エポキシ樹脂（Ｂ）
とは充填剤等と混合しても良いし、予めエポキシ成分を
溶融混合しておいても良いし、エポキシ硬化剤等の樹脂
成分（Ｃ）と前もって溶融混合して使用してもよい。

【００１６】本発明に用いられる（Ｃ）のエポキシ樹脂
硬化剤としては、公知のものを使用することができる。
これらについて例示すると、フェノールノボラック等の
多価フェノール類、ジシアンジアミド、ジアミノジフェ
ニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン等のアミン
系硬化剤、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の酸無水物硬化剤等
があげられるが、耐湿性の点から、好ましくは多価フェ
ノール類が用いられる。

【００１７】前記のエポキシ樹脂硬化剤としての多価フ
ェノール類を更に例示すると、フェノール、各種アルキ
ルフェノール、ナフトール等の１種または２種以上のフ
ェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、
アクロレイン、グリオキザール、ベンズアルデヒド、ナ
フトアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド等のアル
デヒド類またはシクロヘキサノン、アセトフェノン等の
ケトン類との重縮合物、ポリビニルフェノール、ポリイ
ソプロペニルフェノール等のビニル重合型多価フェノー
ル類、フェノール類と式

【００１８】

【化４】 で表される化合物等のジオール類または式

【００１９】

【化５】 （式中、Ｒは炭素数１〜６の鎖状または環状アルキル
基、置換または無置換のフェニル基を示す。）で表され
る化合物等のジアルコキシ類、または式

【００２０】

【化６】 （式中、Ｘはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素から選ばれる
ハロゲン原子である。）で表される化合物等のジハロゲ
ン類との反応物、あるいはフェノール類とジシクロペン
タジエン、リモネン等の脂環式化合物類やジイソプロペ
ニルベンゼン等のジオレフィン類とのフリーデルクラフ
ト型反応物等であるが、作業性と硬化性の点からフェノ
ールノボラックが特に好ましい。また、これらの硬化剤
は１種または２種以上を併用して用いてもかまわない。

【００２１】エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の配合
割合については、通常、エポキシ基に対して、0.7〜1.2
当量が好ましい。エポキシ基に対して0.7当量に満たな
い場合、もしくは、1.2当量を超える場合、いずれも硬
化が不完全となる。

【００２２】本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化させる
場合、公知の硬化促進剤を用いることができる。このよ
うな硬化促進剤について例示すると、トリフェニルホス
フィン、トリ−4−メチルフェニルホスフィン、トリ−4
−メトキシフェニルホスフィン、トリブチルホスフィ
ン、トリオクチルホスフィン、トリ−2−シアノエチル
ホスフィン等の有機ホスフィン化合物およびこれらのテ
トラフェニルボレート塩、トリブチルアミン、トリエチ
ルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7、トリアミルアミン等の三級アミン、塩化ベンジルト
リメチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアン
モニウム、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレ
ート等の四級アンモニウム塩、イミダゾール類等が例示
されるが、これらに限定されるものではない。これらの
中でも、有機ホスフィン化合物、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、イミダゾール類が耐湿性及び硬
化性の点から好ましく、中でもトリフェニルホスフィン
が特に好ましい。

【００２３】また、本発明のエポキシ樹脂組成物におけ
る（Ｄ）無機充填材としては、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、特にシリカ及びアルミナが好ま
しい。これらは、その形状（球状あるいは破砕型）、ま
たは大きさの異なるものを混合して充填量を増して使用
することもできる。無機充填材の配合割合は、樹脂組成
物全量中の25〜95重量％であることが必要であり、好ま
しくは70〜95重量％、さらに好ましくは80〜92重量％で
ある。充填剤量が70重量％より少ない場合耐湿性に劣
り、また、95重量％を越える場合は成形性に問題を生ず
る。

【００２４】球状粉末の場合、その形状は鋭利な角を持
たないアスペクト比１．０〜１．２の実質的な球形であ
れば良い。溶射法やゾル−ゲル法で作製された市販球状
シリカ粉末程度の球形度を持つものが好ましいが、これ
らより真球に近い物はさらに好ましい。また、球形化処
理が困難な場合には微粉末化してからメカノケミカル的
手法によりバインダを加えて球形化することによっても
球状粉末が得られる。

【００２５】破砕状粉末の形状は角を持つ多面体等の異
形体であれば良い。中でも合成あるいは天然の石英塊を
粉砕して得られる非晶性または結晶性の石英破砕状粉末
が適し、具体的には溶融破砕シリカ等が好適である。

【００２６】本発明で用いる球状粉末は任意のものを使
用できるが、一例としてｘ、ｙ、ｚ成分の三群からなる
場合で説明する。ｘ、ｙ、ｚ成分はそれぞれ平均粒径
０．１μｍ以上１．５μｍ以下、平均粒径２μｍ以上１
５μｍ以下、平均粒径２０μｍ以上７０μｍ以下であり
それぞれ平均粒径０．１μｍ以上１．０μｍ以下、平均
粒径２μｍ以上１０μｍ以下、平均粒径２０μｍ以上５
０μｍ以下であればさらに好ましい。平均粒径０．１μ
ｍ未満の粉末を用いると、粒子同士の凝集のために樹脂
組成物への均一な分散が困難となって流れ性が損なわれ
ることがあり、平均粒径が７０μｍを超えるものは半導
体素子の微細部分への充填が困難となるので好ましくな
い。ｘ、ｙ、ｚ成分のそれぞれの平均粒径値が上記範囲
を外れると、樹脂組成物の流れ性が減少するので好まし
くない。本発明で用いる各球状粉末の粒径分散は狭い方
が好ましく、さらには単一分散に近いものが適してい
る。このためｘ、ｙ、ｚ成分共に分級操作で粒径を揃え
る操作を行ったものを使用することが好ましい。なお、
上記説明での平均粒径とはレーザー散乱粒度分布計等の
粒度分布測定装置を用いて粒子径分布を測定した場合
の、重量累積５０％の時の粒径値で定義される。

【００２７】球状粉末ｘ、ｙ、ｚ成分の配合比は、ｘと
ｙとｚ成分の計算上の合計体積に対するｘ、ｙ、ｚ成分
の体積の割合はそれぞれ１０体積％以上２４体積％以
下、０．１体積％以上６６体積％以下、２４体積％以上
７６体積％以下が良いが、それぞれ１０体積％以上２４
体積％以下、０．１体積％以上３６体積％以下、５７体
積％以上７６体積％以下がさらに良く、それぞれ１０体
積％以上２０体積％以下、４体積％以上３０体積％以
下、６０体積％以上７６体積％以下であればさらに好ま
しい。この範囲以外では樹脂組成物の流れ性は低下す
る。

【００２８】本発明での上記の体積％の記載はｘ、ｙ、
ｚ成分のそれぞれの重量を各成分の真比重で割った値を
それぞれの成分の体積として計算したものである。一般
に、粒子径分布を持つ粒子の見掛けの体積は、測定容器
への充填の仕方、異種の粒子の集合体を混合する場合に
はその混合の前後等で変化する。従って、上記説明では
粒子集合体の各成分の体積％の計算に見掛けの体積を使
用していない。

【００２９】本発明で使用される破砕状粉末（ｍ成分）
は平均粒径が１μｍ以上７０μｍ以下、好ましくは１μ
ｍ以上３０μｍ以下のものが用いられる。破砕状粉末
（ｍ成分）の配合比は球状粉末成分および破砕状粉末ｍ
成分の合計重量に対するｍ成分の重量の割合が１重量％
以上３０重量％以下で使用することが好ましい。配合量
がこの範囲未満であると樹脂の種類、封止装置や金型の
形状によって発生するバリやフラッシュ（樹脂分の滲み
出しによる樹脂薄膜）の低減効果に乏しく、この範囲を
超えると樹脂組成物の流れ性が低下する。

【００３０】本発明で使用する充填材は予め十分混合し
ておくことが好ましい。具体的には回転翼や空気を利用
するミキサーやコニーダー等の装置、容器を振動、震
盪、回転させる装置等を用いて混合することができる。
充填材が十分混練されているかどうかの判定には異なる
場所でのサンプルの粒度分布を測定し、それらが実質的
に同一であるかどうかを調べると良い。また、必要に応
じて充填材をカップリング剤や樹脂で予め処理して用い
ても良い。処理の方法としては溶媒を用いて混合した後
に溶媒を留去する方法や、直接充填材に配合し、混合機
を用いて処理する方法がある。

【００３１】本発明のエポキシ樹脂組成物において、そ
の他必要に応じて天然ワックス、合成ワックス、高級脂
肪酸及びその金属塩類、若しくはパラフィン等の離型剤
あるいはカーボンブラックのような着色剤、さらに、シ
ランカップリング剤等の表面処理剤等を添加してもよ
い。また、三酸化アンチモン、リン化合物、ブロム化エ
ポキシ樹脂等の難燃剤を加えてもよい。難燃効果を出す
ためには、ブロム化エポキシ樹脂が特に好ましい。

【００３２】また、低応力化するには、各種エラストマ
ーを添加またはあらかじめ反応して用いてもよい。具体
的には、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリ
ル共重合体、シリコーンゴム、シリコーンオイル等の添
加型あるいは反応型のエラストマー等があげられる。

【００３３】本発明によるエポキシ樹脂組成物を用いて
半導体等、電子部品を封止し、樹脂封止型半導体装置を
製作するには、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従来から
公知の成形法により硬化成形すればよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、室温で
も取り扱い性のよいエポキシ樹脂を用いるものであっ
て、成形性が良く、低吸湿性であるので、これを用いて
半導体の封止を行うとき、充填剤を増量しても成形性が
良好で欠陥無くパッケージが得られる。本発明のエポキ
シ樹脂組成物は、特に電子部品の封止用材料として、低
吸湿性等のバランスがとれている。また、この樹脂組成
物を用いてなる樹脂封止型半導体装置は耐ハンダクラッ
ク性に優れる。

【００３５】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。混練物、硬化成形物の評
価は、以下のとおりである。 ・バーコール硬度： ASTM D-648に従い、935型硬度計
にて175℃／90秒の条件で測定した。 ・Ｔｇ（ガラス転移温度）： ＴＭＡを用いて測定し
た。 ・吸水率： 恒温恒湿槽（アドバンテック東洋 AGX-32
6）を用い、85℃／85%RHの条件で重量変化を測定した。

【００３６】・スパイラルフロー： EMMI-1-66に準じ
て175℃/70kg/cm²の条件でおこなった。 ・半田耐熱性： 模擬IC(52ヒ゜ンQFPハ゜ッケーシ゛:ハ゜ッケーシ゛厚さ
2.05mm)を85℃／85％RHの条件にて吸湿させた後、直ち
に240℃のハンダ浴に30秒浸漬した後のクラックの発生
したICの個体数。試験個体数10個 例中、エポキシ当量とは、エポキシ基１個あたりのエポ
キシ樹脂の分子量で定義される。

【００３７】参考例１ （１）1,1-ビス（ヒドロキシフェニル）-2-クロロエタ
ン誘導体の合成−１ 温度計、撹拌機、コンデンサーを備えた２リットル四ツ
口フラスコに２，６−キシレノール（以下２６ＸＹと略
す。）２４４．４ｇ（２．０ｍｏｌ）、４０．５％クロ
ロアセトアルデヒド水溶液１９３．８ｇ（１．０ｍｏ
ｌ）および酢酸３７６ｇを仕込み、撹拌、溶解し、５℃
まで冷却した。次に、濃硫酸１２２ｇ（１．２ｍｏｌ）
を酢酸８４ｇに混合した溶液を５℃にて３時間かけて滴
下、その後２５℃で６時間反応系を保温し、終夜室温で
撹拌を続けた。系の温度を５℃まで冷却し、析出した結
晶を濾別した。結晶を５００ｇの水で６回洗浄し、その
後４０℃にて８時間真空乾燥し、無色結晶２６４ｇ（収
率８６．６％）を得た（ＸＹＣＥとする）。ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣと略す。２
５４ｎｍの紫外線により検出）による純度は９８．３
％、赤外吸収スペクトルにより３５００cm^-1付近に水酸
基による幅広い吸収が確認された。また、質量分析スペ
クトルにより、分子量３０４のフラグメントが観察でき
た。

【００３８】（２）スチルベン系ビスフェノールの合成
−１ 温度計、撹拌機、コンデンサーの付いたリットル四ツ口
フラスコに（１）で得たＸＹＣＥ２２５．６ｇとメタノ
ール４５１．２ｇを仕込み、窒素気流下、撹拌して溶解
させた。４８．３％苛性ソーダ水溶液９１．９ｇを内温
３０℃、１時間で滴下した。次に昇温しメタノールを還
流させながら３時間反応させた。反応後、高速液体クロ
マトグラフィー（以下ＬＣと略す）で原料のＸＹＣＥは
完全に消失していた。６０℃まで冷却後、濃塩酸３７．
５ｇを加えて中和し、メタノールを留去した。続いて温
水１０００ｇを加えて、析出した結晶を濾取した。結晶
を水洗後、８０℃で８時間真空乾燥を行い黄色結晶１９
２ｇ（９６．７％）を得た（ＸＹＳＢとする）。ＧＰＣ
による純度は９８．１％、赤外吸収スペクトルにより３
４００cm^-1付近に水酸基による幅広い吸収が確認され
た。また、質量分析スペクトルにより、分子量２６８の
フラグメントが観察できた。

【００３９】（３）エポキシの合成−１ （２）で得られた原料フェノール（ＸＹＳＢ）１００ｇ
を温度計、撹拌機、滴下漏斗、分離管付きコンデンサー
の付いた反応容器に仕込み、エピクロルヒドリン４８
５．６ｇ、１，４−ジオキサン２４２．８ｇに溶解し
た。反応系内を１４０ｔｏｒｒに保ちながら、温度６２
℃で、４８．３％苛性ソーダ６１．７１ｇを５時間で連
続的に滴下した。この間、温度は６２℃に保ちながら、
共沸するエピクロルヒドリンと水を冷却液化し、有機層
を反応系内に戻しながら反応させた。反応終了後に、未
反応エピクロルヒドリンと１，４−ジオキサンとを減圧
濃縮により除去し、副生塩とグリシジルエーテルをメチ
ルイソブチルケトン８００ｇに溶解させ、副生塩とジメ
チルスルホキシドを水洗により除去した。その後１６０
℃、１０ｔｏｒｒにてメチルイソブチルケトンを減圧留
去し目的物を１２２．２ｇ（８６．２％）得た（ＸＹＣ
Ｃ−Ｅとする）。ＧＰＣ（示差屈折率計により検出）に
よる純度は９３．０％、このものの融点は１５１℃、エ
ポキシ当量は１９８ｇ／ｅｑであった。赤外吸収スペク
トル測定の結果、フェノール性水酸基による吸収は消失
し、エポキシによる１２４０ｃｍ ^-1、９１５ｃｍ^-1の吸
収を有することが確認された。

【００４０】参考例２ （１）1,1-ビス（ヒドロキシフェニル）-2-クロロエタ
ン誘導体の合成−２ 参考例１（１）の場合で２６ＸＹ２４４．４ｇ（２．０
ｍｏｌ）の代わりに２６ＸＹ１９５．５ｇ（１．６ｍｏ
ｌ）と３Ｍ６Ｂ６５．７ｇ（０．４ｍｏｌ）を用いた他
は同様に操作を行い、淡紫結晶を２７１ｇ（８４．１
％）得た（ＸＭＣＥ−２０とする）。ＧＰＣ（２５４ｎ
ｍの紫外線により検出）による純度は９７．７％、赤外
吸収スペクトルにより３４５０と３５５０ｃｍ^-1付近に
水酸基による幅広い吸収が確認された。また、質量分析
スペクトルにより、分子量３４６、３０４のフラグメン
トが観察できた。

【００４１】（２）スチルベン系ビスフェノールの合成
−３ 参考例１（２）の場合で、ＸＹＣＥの代わりに参考例２
（１）で得られたＸＭＣＥ−２０を１４４．８ｇを用い
て同様に実験を行い、黄色結晶１２４ｇ（９６．６％）
を得た（ＸＭＳＢ−２０とする）。ＧＰＣ（２５４ｎｍ
の紫外線により検出）による純度は９７．１％、赤外吸
収スペクトルにより３４００ｃｍ^-1付近に水酸基による
幅広い吸収が確認された。また、質量分析スペクトルに
より、分子量３１０、２６８のフラグメントが観察でき
た。

【００４２】（３）エポキシの合成−３ 参考例１（３）の場合でＸＹＳＢの代わりに上記（２）
で得られたＸＭＳＢ−２０を９９．７ｇ用いた他は同様
に操作を行い、目的物を１３１ｇ（９４％）得た（ＸＭ
ＣＣ−２０Ｅとする）。ＧＰＣ（示差屈折率計により検
出）による純度は９３．６％、２６ＸＹと３Ｍ６Ｂを分
子中に持つスチルベン系エポキシ化合物は３９．６％で
あった。このものの融点は１１０〜１３０℃、エポキシ
当量は２０８ｇ／ｅｑであった。赤外吸収スペクトル測
定の結果、フェノール性水酸基による吸収は消失し、エ
ポキシによる１２４０、９２０ｃｍ^-1の吸収を有するこ
とが確認された。

【００４３】実施例１〜６および比較例１、２（表１〜
４） 参考例２で得られたグリシジルエーテル（エポキシ１と
する。）、オルソクレゾールノボラックのグリシジルエ
ーテル（150℃での溶融粘度が２.7ポイズのものと１ポ
イズのものをそれぞれエポキシ２、エポキシ３とする。
商品名スミエポキシESCN-195、住友化学工業製、エポキ
シ当量はそれぞれ１９５g/eq、２００g/eq ）、硬化剤
としてフェノールノボラック（商品名タマノル758、荒
川化学工業製）、アラルキルフェノール樹脂（商品名ミ
レックス、三井東圧社製）、硬化促進剤としてＴＰＰ
（トリフェニルホスフィン）、充填材として溶融シリカ
を用い（シリカのグレードは下記に示す）、離型剤とし
てカルナバワックス、カップリング剤（商品名SH-604
0、東レダウコーニングシリコーン製）を表１および３
に示した量（g）で配合し、ロールで加熱混練後トラン
スファー成形を行った。なお、充填材は破砕シリカFS89
1（電気化学工業社製）を２０重量％、溶融シリカFS20
（電気化学工業社製）を８０重量％配合したものを使用
した。さらに、180℃オーブン中で、5時間ポストキュア
ーを行い、硬化成形物を得た。この硬化成形物の物性を
測定した。その結果を表２および４に示す。成形性と
は、金型に曇りや汚れが認められる場合を△、金型に曇
りや汚れが生じない場合を○で示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】 ＊印：成形物にボイド等の成形不良（気泡や成形表面の
荒れ）が発生し、測定不能となったものを示す。

【００４８】実施例７〜１０および比較例３〜５（表５
〜８） 条件を表５および７のように変えた以外は、実施例１等
の場合と同様にして実施した。ただし、エポキシ４とは
テトラメチルビフェニル型エポキシ（エポキシ当量１９
３g/eq.、150℃の溶融粘度0.1ポイズ）、エポキシ５と
はフェノールとジシクロペンタジエンとの反応縮合物で
あるポリフェノールのグリシジルエーテル化物（エポキ
シ当量２６４g/eq.、150℃の溶融粘度0.6ポイズ）であ
る。また、混合シリカとは、下記１〜４のシリカをそれ
ぞれ１：１０重量％、２：１０．８重量％、３：１８重
量％、４：６１．２重量％の割合で混合したものであ
る。 １．ＦＳ−２０：破砕状シリカ（平均粒径５．６μｍ）
電気化学工業（株）製 ２．アドマファインSO-C2 ：球状シリカ（平均粒径０．
４μｍ）（株）アドマテック製 ３．シルスター MK-06：球状シリカ（平均粒径４．９μ
ｍ）日本化学工業（株）製 ４．エクセリカSE-40 ：球状シリカ（平均粒径４０．４
μｍ）徳山曹達（株）製 また、２４０℃引抜接着力とは、各実施例で作成した樹
脂組成物を用いて４２アロイ（鉄―ニッケル合金）を埋
め込み、２４０℃で引き抜くまでの力である（ＪＩＳ
Ｋ６９１１、Ｋ６８４９に準じた。）。

【００４９】

【表５】

【００５０】

【表６】

【００５１】

【表７】

【００５２】

【表８】

【００５３】実施例１１〜１４および比較例６（表９お
よび１０） 条件を表９のように変えた以外は、実施例１等の場合と
同様にして実施した。ただし、吸湿試験においては、８
０℃×湿度６０％の条件で評価を実施した。体積抵抗は
ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて実施した。体積抵抗試験に
おける吸湿は、１２１℃、２気圧のプレッシャークッカ
ー試験機にて行なった。また、半田試験については、模
擬IC(52ヒ゜ンQFPハ゜ッケーシ゛)にチップを搭載した後封止し、
パッケージ厚みを1.5 mm、２mm、2.7 mmと変えたサンプ
ルについて実施した。パッケージ数各１０個とし、85℃
で湿度60％の条件で１６８時間吸湿させてから、ただち
に２４０℃の半田浴に３０秒浸漬して、超音波探傷装置
にてパッケージクラックの発生の有無を調査した。外部
クラックとは内部に生じたクラック（亀裂）がパッケー
ジ外部表面に達しているもの、内部クラックとはパッケ
ージの外部観察ではクラックは認められないものの、内
部にクラックが生じている場合を示す。

【００５４】

【表９】

【００５５】

【表１０】

【００５６】参考例３（図１） エポキシ１と３とを混合した場合で、混合した比を変え
た場合の樹脂軟化点の変化を図１に示した。

【００５７】参考例４ 実施例８〜９のエポキシ樹脂混合物（エポキシ成分の
み）は室温で融着せず、容易に粉砕、取り扱いができ
た。

【００５８】参考例５ 比較例３のエポキシ３とエポキシ４の樹脂混合物（エポ
キシ成分のみ）は室温で定型を保たず、蜂蜜状の半固形
であった。また、比較例４のエポキシ樹脂は室温で樹脂
同士が融着して計量や配合が困難であった。

【００５９】実施例１５および比較例７（図２） 表３の実施例９の樹脂組成物を２３℃で保存し、時間を
変えてスパイラルフローの値を測定した（実施例１
５）。また、比較例７として表７の比較例３の樹脂組成
物を用いて測定を行なった。樹脂組成物作成直後のスパ
イラルフロー値を１００として、その変化を図２に示し
た。

【００６０】実施例１６および比較例８（表１１） 表１１に示した配合の樹脂組成物を用いて成形物を作製
し、ＴＧ―ＤＴＡ（セイコーインスツルメンツ（株）社
製ＳＳＣ／５２００使用）にて熱分解開始温度を測定し
た。結果を表１１に示す。

【００６１】

【表１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】エポキシ樹脂の組成と軟化点との関係図

【図２】エポキシ樹脂組成物のスパイラルフローの経時
変化(保存安定性)を示す図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₉は、それぞれ独立に、水素原子、炭素
   数１〜６の鎖状または環状アルキル基、置換または無置
   換のフェニル基またはハロゲン原子を示す。 ）で表さ
   れるエポキシ化合物と、（Ｂ）二官能より大きい官能基
   数を持つ多官能エポキシ化合物と、（Ｃ）フェノール性
   水酸基を含有するエポキシ硬化剤を必須成分とし、エポ
   キシ化合物（Ａ）の割合がエポキシ化合物（Ａ）と
   （Ｂ）の合計重量に対して１重量％以上６０重量％以下
   であることを特徴するエポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】（Ａ）一般式（１） 【化２】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₉は、それぞれ独立に、水素原子、炭素
   数１〜６の鎖状または環状アルキル基、置換または無置
   換のフェニル基またはハロゲン原子を示す。）で表され
   るエポキシ化合物と、（Ｂ）二官能より大きい官能基数
   を持つ多官能エポキシ化合物と、（Ｃ）フェノール性水
   酸基を含有するエポキシ硬化剤と（Ｄ）無機充填剤を必
   須成分とし、エポキシ化合物（Ａ）の割合がエポキシ化
   合物（Ａ）と（Ｂ）の合計重量に対して１重量％以上６
   ０重量％以下であって、無機充填剤の含有量が樹脂組成
   物全体の重量に対して５０重量％以上９２重量％以下で
   あることを特徴するエポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】多官能エポキシ化合物が、フェノールノボ
   ラック類のグリシジルエーテル化物および／またはトリ
   スフェノールメタンノボラック類のグリシジルエーテル
   化物である請求項１または２記載のエポキシ樹脂組成
   物。
4. 【請求項４】請求項１、２または３記載のエポキシ樹脂
   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
   する樹脂封止型半導体装置。