JP2003105064A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 配線回路基板の配線電極に半田を介して
半導体素子の電極部を当接し、半田を加熱溶融して基板
に半導体素子を接合し、次いでこの半導体素子の搭載さ
れた基板を金型キャビティー部にセットし、この半導体
素子を上記基板と半導体素子との空隙部を含めて封止す
ることにより製造される半導体装置において、上記半導
体素子を封止する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、
（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）フェノール樹脂、（ｃ）平
均粒径１〜１５μｍ、最大粒径３２μｍ以下、ロジン・
ラムラーのＮ値１．０〜１．２、真円度０．７０以上の
無機質充填剤、（ｄ）平均粒径０．１〜１０μｍのジシ
アンジアミドとフェノール樹脂とを重量比１：１〜１：
１０で溶融混合した混合物を含有してなる半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。 【効果】 本発明によれば、耐湿性、保存性に優れ、信
頼性の高い半導体装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性が良好でか
つガラス転移温度が高いエポキシ樹脂組成物及びその硬
化物で封止された半導体装置に関するものである。特
に、基板と半導体素子との空隙部への充填性が良好であ
り、パッケージの反りを大幅に低減できる半導体封止用
エポキシ樹脂組成物及びその硬化物で封止された半導体
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近の
半導体デバイスは、性能の向上に伴い、Ｉ／Ｏピンが増
加している。またパッケージサイズの小型化に伴い、従
来の金線を使用して半導体素子からリードフレームに接
続する方法は採用されなくなってきており、最近では半
田を介して半導体素子を基板に実装するフリップチップ
方式と呼ばれる方法が多数用いられるようになってき
た。この種の接続方法においては、素子の信頼性を向上
させるため、半導体素子と基板の空隙部に液状のエポキ
シ樹脂組成物を注入し、硬化させた後、エポキシ樹脂組
成物で半導体素子を封止している。

【０００３】しかしながら、この方法は毛管現象を利用
して半導体素子と基板の空隙部に液状のエポキシ樹脂組
成物を充填することから、充填に非常に長い時間を要す
ること、また、上記工程の後に半導体素子全体をエポキ
シ樹脂組成物で封止するため、工程が複雑となり、生産
性が低下してしまうといった問題があった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、基板と半導体素子との空隙部に封止樹脂を確実に充
填し得て、ボイド等の発生もなく、また半田ボールを破
損することもなく、しかも短時間で半導体素子全体を封
止でき、更に耐湿性に優れ、信頼性の高い半導体装置を
得ることができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及
びその硬化物で封止された半導体装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結
果、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、粒度分布が最適化
された無機質充填剤及びジシアンジアミドとフェノール
樹脂とを重量比１：１〜１：１０の割合で溶融混合した
混合物を含有したエポキシ樹脂組成物を用いることによ
り、基板と半導体素子との空隙部に封止樹脂を確実に充
填すると同時に半導体素子全体を封止し得、そのパッケ
ージの反りを著しく低減することができることを見出し
た。

【０００６】また、このエポキシ樹脂組成物は、ガラス
転移温度が高く、反り低減にも優れるために、半導体封
止用として非常に有効であることを知見し、本発明をな
すに至ったものである。

【０００７】従って、本発明は、配線回路基板の配線電
極に半田を介して半導体素子の電極部を当接し、半田を
加熱溶融して基板に半導体素子を接合し、次いでこの半
導体素子の搭載された基板を金型キャビティー部にセッ
トし、この半導体素子を上記基板と半導体素子との空隙
部を含めて封止することにより製造される半導体装置に
おいて、上記半導体素子を封止する半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物であって、そのエポキシ樹脂組成物が、
（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）フェノール樹脂、（ｃ）平
均粒径が１〜１５μｍ、最大粒径が３２μｍ以下、ロジ
ン・ラムラーのＮ値が１．０〜１．２、及び真円度が
０．７０以上である無機質充填剤：（ａ），（ｂ）成分
の合計１００重量部に対して１００〜１，０００重量
部、（ｄ）硬化触媒として、平均粒径が０．１〜１０μ
ｍであるジシアンジアミドとフェノール樹脂とを重量比
１：１〜１：１０の割合で溶融混合した混合物：ジシア
ンジアミドの配合量として、（ａ），（ｂ）成分の合計
１００重量部に対して０．１〜５重量部を含有してなる
ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及
びこのエポキシ樹脂組成物の硬化物にて封止された上記
半導体装置を提供する。

【０００８】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、 （ａ）エポキシ樹脂 （ｂ）フェノール樹脂 （ｃ）上記無機質充填剤 （ｄ）上記ジシアンジアミドとフェノール樹脂の溶融混
合物 を含有するものである。

【０００９】本発明で使用するエポキシ樹脂組成物中の
エポキシ樹脂（ａ）としては、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等
のノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹
脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビ
フェニル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフ
タレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキ
シ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物等のビス
フェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂
等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を併用す
ることができる。中でも、パッケージの反り対策には多
官能型エポキシ樹脂を使用することが好ましい。多官能
型エポキシ樹脂としては下記構造のものが例示される。
中でも、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフ
ェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールア
ルカン型エポキシ樹脂が好ましい。また、これら多官能
型エポキシ樹脂と上記に例示されているエポキシ樹脂を
併用して使用してもよい。

【００１０】

【化１】 （式中、Ｒは水素原子又はメチル基、エチル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、
ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアル
キル基等に代表される炭素数１〜６の一価炭化水素基で
ある。Ｒ’は水素原子、メチル基又はエチル基であり、
好ましくは水素原子である。また、ｎは０〜６の整数で
ある。）

【００１１】なお、上記エポキシ樹脂は、液状のものか
ら固形のものまでいずれのものも使用可能であるが、軟
化点が５０〜１２０℃でエポキシ当量が１００〜４００
を有するものが好ましい。軟化点が５０℃より低いエポ
キシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転移温度が低下
するばかりか、成形時にバリやボイドが発生し易くな
り、軟化点が１２０℃より高い場合には、粘度が高くな
りすぎて成形できなくなるおそれがある。

【００１２】また、上記エポキシ樹脂を半導体封止用に
用いる場合、加水分解性塩素が１，０００ｐｐｍ以下、
特に５００ｐｐｍ以下、ナトリウム及びカリウムはそれ
ぞれ１０ｐｐｍ以下とすることが好適である。加水分解
性塩素が１，０００ｐｐｍを超えたり、ナトリウム及び
カリウムが１０ｐｐｍを超える樹脂で半導体装置を封止
し、長時間高温高湿下に該半導体装置を放置すると、耐
湿性が劣化する場合がある。

【００１３】次に、エポキシ樹脂の硬化剤であるフェノ
ール樹脂（ｂ）としては、１分子中にフェノール性水酸
基を少なくとも２個、好ましくは３〜１０個有するもの
が好ましい。このような硬化剤として具体的には、フェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等の
ノボラック型フェノール樹脂、パラキシリレン変性ノボ
ラック樹脂、メタキシリレン変性ノボラック樹脂、オル
ソキシリレン変性ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型
樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂等のビスフェノール型樹
脂、ビフェニル型フェノール樹脂、レゾール型フェノー
ル樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェノールア
ルカン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ナフ
タレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変
性フェノール樹脂などが例示され、いずれのフェノール
樹脂も使用可能であり、これらは１種を単独で又は２種
以上を併用して用いることができる。

【００１４】これらのフェノール樹脂の中で耐熱性やパ
ッケージの反り、成形性を考慮した場合、フェノールノ
ボラック樹脂、あるいはトリフェノールアルカン型樹脂
及びその重合体などの使用が好ましい。

【００１５】また、アミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤
を上記フェノール樹脂と併用して用いてもよい。

【００１６】なお、これらの硬化剤は、軟化点が６０〜
１５０℃、特に７０〜１３０℃であるものが好ましい。
また、水酸基当量としては９０〜２５０のものが好まし
い。更に、このようなフェノール樹脂を半導体封止用に
用いる場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下と
することが好ましく、１０ｐｐｍを超えたものを用いて
半導体装置を封止し、長時間高温高湿下で半導体装置を
放置した場合、耐湿性の劣化が促進される場合がある。

【００１７】上記フェノール樹脂の配合量は特に制限さ
れず、エポキシ樹脂の硬化量であるが、この場合、エポ
キシ樹脂中のエポキシ基に対する硬化剤中のフェノール
性水酸基のモル比を０．５〜１．５の範囲、特に０．８
〜１．２の範囲にすることが好適である。

【００１８】本発明に用いられる無機質充填剤（ｃ）と
しては、粒度分布が最適化された無機質充填剤を用いる
ことが必要であり、本発明においては、平均粒径が１〜
１５μｍ、最大粒径が３２μｍ以下、ロジン・ラムラー
（Ｒｏｓｉｎ Ｒａｍｍｌｅｒ）のＮ値が１．０〜１．
２、及び真円度が０．７０以上のものを使用する。

【００１９】このような無機質充填剤としては、例え
ば、ボールミルなどで粉砕した溶融シリカや火炎溶融す
ることで得られる球状シリカ、ゾルゲル法などで製造さ
れる球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ボロンナイト
ライド、チッ化アルミ、チッ化珪素、マグネシア、マグ
ネシウムシリケートなどが挙げられ、これらは単独で用
いても、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、
球状の無機質充填剤、特に溶融シリカが好ましく、熱伝
導性が要求される場合には、アルミナやチッ化アルミ等
を用いることが好ましい。また、半導体素子が発熱の大
きい素子の場合、熱伝導率ができるだけ大きく、かつ膨
張係数の小さなアルミナ、ボロンナイトライド、チッ化
アルミ、チッ化珪素などを使用することが望ましい。

【００２０】本発明で使用するシリカ等の無機質充填剤
の粒度分布としては、平均粒径が１〜１５μｍ、好まし
くは２〜１０μｍ、より好ましくは３〜８μｍのもので
あり、また充填剤の２０〜６０重量％が５μｍ以下の粒
径であるものを用いることが好ましい。ここで、５μｍ
以下の粒径が２０重量％未満では、半導体素子と基板間
の空隙に対する充填性が悪く、ボイドや半田バンプの破
損といった問題を引き起こすおそれがある。また６０重
量％より多いと、微粉が多くなりすぎて樹脂と充填剤表
面が十分に濡れないため、逆に組成物の粘度が高くなっ
てしまい、成形時に圧力を上げる必要が生じ、場合によ
っては半田バンプの破損を招く場合がある。望ましく
は、５μｍ以下の粒径である充填剤が３０〜５０重量％
の範囲で含まれることがよい。

【００２１】なお、本発明において、平均粒径は、例え
ばレーザー光回折法などによる粒度分布測定機を用い
て、重量平均値（又はメジアン径）等として求めること
ができる。

【００２２】また、本発明の無機質充填剤は、最大粒径
が３２μｍ以下、望ましくは２０μｍ以下のものであ
る。一般に無機質充填剤の最大粒径は、基板と半導体素
子の距離の１／５以下、好ましくは１／１０以下に設定
すれば、充填性に問題が発生しない。

【００２３】本発明の無機質充填剤の比表面積は、３．
５〜６．０ｍ²／ｇであることが好ましく、望ましくは
４．０〜５．０ｍ²／ｇであることが好ましい。

【００２４】ここで、本発明の無機質充填剤は、ロジン
・ラムラー（Ｒｏｓｉｎ Ｒａｍｍｌｅｒ）のＮ値に換
算すると１．０〜１．２のものである。ロジン・ラムラ
ーのＮ値が１．０未満では、十分な最密充填ができず、
パッケージにボイド等が発生してしまい、一方、１．２
より多いと粘度が高くなりすぎ、充填性が悪くなり、未
充填不良が発生してしまう。

【００２５】また、シリカ等の無機質充填剤の真円度は
０．７０以上（即ち０．７０〜１．００）であり、望ま
しくは０．７５以上（０．７５〜１．００）が好まし
い。無機質充填剤の真円度が０．７０未満では粘度が高
くなりすぎ、充填性が悪くなり、未充填不良が発生して
しまう。ここで、真円度とは、粒子の投影面積をＡ、粒
子投影像の周囲長さをＰＭとしたとき、

【数１】 で示される指数で、真円度の値が１に近い程、粒子が真
球状に近い形状であることを示すものである。

【００２６】上記無機質充填剤の配合量は、（ａ）成分
のエポキシ樹脂と（ｂ）成分のフェノール樹脂との合計
１００重量部に対して１００〜１，０００重量部、好ま
しくは２５０〜１，０００重量部、更に好ましくは３５
０〜９００重量部である。配合量が１００重量部未満で
あると最密充填ができず、パッケージにボイド等が発生
してしまい、１，０００重量部を超えると粘度が高くな
りすぎ、充填性が悪くなり、未充填不良が発生してしま
う。

【００２７】本発明においては、充填剤の最密充填化、
チキソ性付与による組成物の低粘度化、及び樹脂組成物
の流動性制御のために、上記無機質充填剤以外に平均粒
径が３μｍから超微粉シリカ（０．３μｍ以下）に至る
（ｃ）成分以外の充填剤を配合してもよい。例えば、ア
エロジルに代表される比表面積が５０〜３００ｍ²／ｇ
（通常、平均粒径が０．０１〜０．３μｍ、特に０．０
１〜０．１μｍ程度に相当する）の超微粉シリカと平均
粒径が０．５〜３μｍ、特に０．５〜１．５μｍ程度の
（ｃ）成分以外の充填剤を適宜混合して用いることがで
きる。これら充填剤の混合量としては、充填剤全量に対
して超微粉充填剤及び平均粒径が０．５〜３μｍの充填
剤を適宜混合して用いることができ、これら充填剤の混
合量としては、例えば充填剤全量に対して超微粉シリカ
が０〜１５重量％、好ましくは０〜５重量％、平均粒径
が０．５〜３μｍのシリカが０〜２０重量％、好ましく
は１〜１５重量％程度とすることができる。

【００２８】本発明において無機質充填剤は、組成物全
体の５０〜９０重量％、特に７０〜８５重量％含有する
ことが好ましい。５０重量％より少ないと組成物として
の粘度は低くなるものの、膨張係数が大きくなり、パッ
ケージの反りを小さくすることができないと同時に、温
度サイクル試験などで封止材が半導体素子表面で剥離す
るという問題が発生する場合があり、また９０重量％よ
り多いと組成物の粘度が高くなりすぎて、充填性が悪く
なり、未充填不良が発生してしまう場合がある。

【００２９】また、上記無機質充填剤は、予めシランカ
ップリング剤で表面処理して使用することが好ましい。

【００３０】カップリング剤としては、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシ
シクロヘキシル）エチルトリメトキシシランのようなエ
ポキシ官能性基含有アルコキシシラン、Ｎ−β（アミノ
エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−
γ−アミノプロピルトリメトキシシランのようなアミノ
官能性基含有アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシランのようなメルカプト官能性基含有
アルコキシシランなどのシランカップリング剤を用いる
ことが好ましい。ここで、表面処理に用いるカップリン
グ剤量及び表面処理方法については特に制限されない。

【００３１】本発明においては、硬化触媒として、ジシ
アンジアミドと上記硬化剤のフェノール樹脂との溶融混
合物（ｄ）を配合する。この場合、ジシアンジアミドの
平均粒径は０．１〜１０μｍ、好ましくは１〜１０μ
ｍ、より好ましくは２〜５μｍである。平均粒径が小さ
すぎると取り扱い性が低下し、大きすぎるとフェノール
樹脂との分散が不十分となり、エポキシ樹脂組成物のガ
ラス転移温度が上がらず、パッケージの反り低減効果が
不十分となる。

【００３２】ジシアンジアミドとフェノール樹脂との溶
融混合比率は、重量比として１：１〜１：１０であり、
好ましくは１：４〜１：９である。ジシアンジアミドの
割合が多すぎると十分な分散効果が得られず、エポキシ
樹脂組成物のガラス転移温度が上がらず、パッケージ反
りレベル低減効果が得られない。一方ジシアンジアミド
の割合が少なすぎると、生産性が低下し、コストアップ
となる不利が生じる。

【００３３】ジシアンジアミドとフェノール樹脂との溶
融混合物は、両者を溶融温度下で完全に溶融混合するま
で撹拌することによって得ることができる。この場合、
溶融混合条件は、適宜選定することができるが、２００
℃以上、特に２０５〜２２０℃の温度とすることが好ま
しい。温度が低すぎるとジシアンジアミドが完全に溶融
せず、フェノール樹脂との十分な分散ができなくなり、
封止材のガラス転移温度が上がらず、パッケージの反り
低減効果が不十分となるおそれがある。なお、温度が高
すぎると、長時間混合した場合、フェノール樹脂の酸化
が進行してゲル化物が増加し、また組成物の硬化性が低
下し、同様にガラス転移温度が上がらず、パッケージの
反り低減効果が不十分となる場合がある。

【００３４】（ｄ）成分の配合量は、ジシアンジアミド
の配合量として、上記（ａ）成分のエポキシ樹脂と
（ｂ）成分のフェノール樹脂との合計１００重量部に対
して０．１〜５重量部であり、好ましくは１〜２重量部
である。ジシアンジアミドの配合量が少なすぎると、十
分なパッケージ反りレベル低減効果が得られず、多すぎ
ると流動性が低下する。

【００３５】本発明の組成物には、（ｄ）成分のジシア
ンジアミドとフェノール樹脂との溶融混合物と併用し
て、（ｄ）成分以外の硬化触媒を使用することができ
る。これは従来から公知のエポキシ樹脂の硬化触媒であ
ればいかなるものも使用可能であるが、中でも、イミダ
ゾール化合物や有機リン化合物等が好適に使用される。

【００３６】ここで、イミダゾール化合物としては、下
記一般式（１）で示されるものを使用することができ
る。

【００３７】

【化２】 （式中、Ｒ¹及びＲ²は水素原子、又はメチル基、エチル
基、ヒドロキシメチル基、フェニル基等のアルキル基、
置換アルキル基、アリール基などの炭素数１〜１２、好
ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素
基、Ｒ³はメチル基、エチル基、フェニル基、アリル基
等のアルキル基、アルケニル基、アリール基などの炭素
数１〜１２、好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の
一価炭化水素基を示し、Ｒ⁴は水素原子、メチル基、エ
チル基、シアノエチル基、ベンジル基等のアルキル基、
置換アルキル基、アラルキル基などの炭素数１〜１２、
好ましくは１〜６の置換もしくは非置換の一価炭化水素
基、又は下記式（２）で示される基である。なお、置換
一価炭化水素基としては、ヒドロキシ置換、シアノ置換
などのものを挙げることができる。）

【００３８】

【化３】

【００３９】具体的には、２−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、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、
１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シア
ノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル
−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジ
ヒドロキシメチルイミダゾール、２−アリル−４，５−
ジフェニルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−
［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ
−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル
−４’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ
−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチル
イミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジンイ
ソシアヌール酸付加物、２−フェニル−４−メチル−５
−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。

【００４０】有機リン系化合物としては、例えば、トリ
フェニルホスフィン、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、ジフェニルトリルホスフィン等のトリ
オルガノホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフ
ェニルボラン等のトリオルガノホスフィンとトリオルガ
ノボランとの塩、テトラフェニルホスホニウム・テトラ
フェニルボレート等のテトラオルガノホスホニウムとテ
トラオルガノボレートとの塩などのオルガノホスフィン
類が挙げられる。これらの中で特に下記一般式（３）で
示されるものが好ましい。

【００４１】

【化４】 （式中、Ｒ⁵は水素原子、又は炭素数１〜４のアルキル
基もしくはアルコキシ基である。）

【００４２】このアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブ
チル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられ、アルコキシ
基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
Ｒ⁵としては、好ましくは水素原子又はメチル基であ
る。

【００４３】式（３）の化合物としては、下記のものが
挙げられる。

【化５】

【００４４】これら硬化触媒は、１種を単独で用いて
も、２種以上を併用してもよい。また、これら触媒の中
でも、成形したパッケージの反りを低く押さえるために
ガラス転移温度を１７０℃以上、望ましくは２００℃以
上にすることが好適であることから、上記ジシアンジア
ミドとフェノール樹脂の溶融混合物と、イミダゾール化
合物との併用が好適である。

【００４５】上記（ｄ）成分のジシアンジアミドとフェ
ノール樹脂の溶融混合物と併用する（ｄ）成分以外の硬
化触媒の添加量としては、（ａ）成分のエポキシ樹脂と
（ｂ）成分のフェノール樹脂との合計１００重量部に対
して０．１〜５重量部とすることが望ましい。

【００４６】更に、本発明の組成物には、必要に応じ
て、該組成物の硬化物に可撓性や強靱性を付与させた
り、接着性を付与するため、シリコーン変性共重合体や
各種有機合成ゴム、スチレン−ブタジエン−メタクリル
酸メチル共重合体、スチレン−エチレン−ブテン−スチ
レン共重合体などの熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシ
リコーンゴムなどの微粉末を添加することができる。ま
た、二液タイプのシリコーンゴムやシリコーンゲルで無
機質充填剤の表面を処理してもよい。なお、上述したシ
リコーン変性共重合体やスチレン−ブタジエン−メタク
リル酸メチル共重合体はエポキシ樹脂の低応力化に効果
を発揮する。

【００４７】上述した低応力化剤としてのシリコーン変
性共重合体及び／又は熱可塑性樹脂の使用量は、通常エ
ポキシ樹脂組成物全体の０．２〜１０重量％、特に０．
５〜５重量％とすることが好ましい。０．２重量％未満
の配合量では、十分な耐熱衝撃性を付与することができ
ない場合があり、一方１０重量％を超える配合量では、
機械的強度が低下する場合がある。

【００４８】更に、本発明の組成物には、カーボンブラ
ックなどの顔料、離型剤、三酸化アンチモンなどの難燃
剤、カップリング剤、上記以外の可撓性付与剤等を本発
明の目的を損なわない範囲で配合することができる。

【００４９】なお、本発明のジシアンジアミドを含むエ
ポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
無機質充填剤、ジシアンジアミドとフェノール樹脂の溶
融混合物、及びその他の添加物を所定の組成比で配合
し、これを乾式ミキサー等によって十分均一に混合した
後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶
融混練りを行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに
粉砕して成形材料とすることができる。

【００５０】なお、本発明におけるエポキシ樹脂組成物
のガラス転移温度は、１７０℃以上、特に２００℃以上
であることが好ましい。

【００５１】このようにして得られた本発明のジシアン
ジアミドを含むエポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装
置の封止材として有効に利用でき、特に本発明の組成物
は充填性に優れるため、配線回路基板の配線電極に半田
を介して半導体素子の電極部を当接し、半田を加熱溶融
して基板に半導体素子を接合し、次いでこの半導体素子
の搭載された基板を金型キャビティー部にセットし、半
導体素子を封止（上記基板と半導体素子との空隙部を含
む）する製造方法による半導体装置の封止材として有効
に利用できる。この場合、封止の最も一般的な方法とし
ては、低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、
成形温度は、通常１６０〜１９０℃である。

【００５２】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。

【００５３】［実施例１〜６、比較例１〜６］表１及び
表２に示す成分を用い、常法に従ってエポキシ樹脂組成
物を調製し、下記方法によりその性能を評価した。結果
を表１及び表２に示す。 《スパイラルフロー》１７５℃，７０ｋｇｆ／ｃｍ²の
成形圧力で成形し、測定した。 《ゲル化時間》１７５℃で測定した。 《溶融粘度》ノズル径１ｍｍのダイスを装着した高化式
フローテスターを用い、１７５℃でそれぞれのエポキシ
樹脂組成物の溶融粘度を測定した。 《３０μｍギャップ侵入性》高さ３０μｍ×幅４ｍｍの
ギャップに表１及び表２に記載されているエポキシ樹脂
組成物をトランスファー成形した場合の侵入性を測定し
た（目標：２５ｍｍ以上）。 《ガラス転移温度》５ｍｍ×５ｍｍ×１５ｍｍの試験片
を作製し、これをＴＭＡ（熱機械分析装置）により毎分
５℃で昇温した場合のガラス転移温度（Ｔｇ）の値を測
定した（目標：２００℃以上）。 《パッケージの反り》３５ｍｍ×３５ｍｍ×０．６ｍｍ
のＢＴ基板に７ｍｍ×７ｍｍのチップを搭載し、表１及
び表２に記載されているエポキシ樹脂組成物で封止して
そのパッケージの反りを測定した（目標：４０μｍ以
下）。また、これらをポストキュア（１８０℃、５時
間）した後のパッケージの反りを測定した（目標：２５
μｍ以下）。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】 ＥＰＰＮ５０１：トリフェノールアルカン型エポキシ樹
脂、日本化薬（株）製 ＢＲＥＮ−Ｓ：臭素化フェノールノボラック型エポキシ
樹脂、日本化薬（株）製 ＴＤ２０９３：フェノールノボラック樹脂、大日本イン
キ（株）製 Ｓｂ₂Ｏ₃：三酸化アンチモン、住友金属鉱山製 ＫＢＭ４０３：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、信越化学工業（株）製 ジシアンジアミド：エピキュアＤＩＣＹ７、平均粒径
３．０μｍ、油化シェル（株）製

【００５６】

【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、基板と半導体素子との空隙部に封止樹脂を確実に
充填し得て、ボイド等の発生もなく、また半田ボールを
破損することもなく、しかも短時間で半導体素子全体を
封止でき、更に耐湿性、保存性にも優れ、パッケージの
反りの少ない信頼性の高い半導体装置を得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富吉 和俊 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Ｆターム(参考） 4J002 CC032 CC042 CC052 CC062 CC122 CD001 CD031 CD041 CD051 CD061 CD071 DE076 DE146 DJ006 DK006 ET007 EU117 EU187 EW017 EW177 FB086 FB096 FD016 FD090 FD130 FD142 FD147 FD160 GQ00 GQ05 4J036 AF03 AJ14 BA02 DC31 DC40 DC45 FA03 FA04 FA05 FB03 FB05 FB07 FB08 FB16 GA04 JA07 KA07 4M109 AA01 BA04 CA21 EA02 EA03 EB03 EB04 EB12 EC01 EC14 EC20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線回路基板の配線電極に半田を介して
   半導体素子の電極部を当接し、半田を加熱溶融して基板
   に半導体素子を接合し、次いでこの半導体素子の搭載さ
   れた基板を金型キャビティー部にセットし、この半導体
   素子を上記基板と半導体素子との空隙部を含めて封止す
   ることにより製造される半導体装置において、上記半導
   体素子を封止する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であ
   って、そのエポキシ樹脂組成物が、（ａ）エポキシ樹
   脂、（ｂ）フェノール樹脂、（ｃ）平均粒径が１〜１５
   μｍ、最大粒径が３２μｍ以下、ロジン・ラムラーのＮ
   値が１．０〜１．２、及び真円度が０．７０以上である
   無機質充填剤：（ａ），（ｂ）成分の合計１００重量部
   に対して１００〜１，０００重量部、（ｄ）硬化触媒と
   して、平均粒径が０．１〜１０μｍであるジシアンジア
   ミドとフェノール樹脂とを重量比１：１〜１：１０の割
   合で溶融混合した混合物：ジシアンジアミドの配合量と
   して、（ａ），（ｂ）成分の合計１００重量部に対して
   ０．１〜５重量部を含有してなることを特徴とする半導
   体封止用エポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】 エポキシ樹脂が、置換又は非置換のトリ
   フェノールアルカン型エポキシ樹脂である請求項１記載
   のエポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】 配線回路基板の配線電極に半田を介して
   半導体素子の電極部を当接し、半田を加熱溶融して基板
   に半導体素子を接合し、次いでこの半導体素子の搭載さ
   れた基板を金型キャビティー部にセットし、この半導体
   素子を上記基板と半導体素子との空隙部を含めて封止す
   ることにより製造される半導体装置において、半導体素
   子を請求項１又は２記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物
   にて封止してなることを特徴とする半導体装置。