JP2001233937A - 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線板等への実装の際、特定の前処理をするこ
となく、はんだ付けを行うことができ、配線板等への実
装の際、特定の前処理をすることなく、はんだ付けを行
うことができ、実装後も耐リフロー性、耐湿性、高温放
置特性等の信頼性が良好な封止用エポキシ樹脂成形材
料、及びこれにより封止した素子を備えた電子部品装置
を提供する。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、及び（Ｄ）無機充填剤を必須成分と
し、２６０℃における曲げ強度が０．８ｋｇ／ｍｍ²以
上で、かつ（Ｄ）無機充填剤の配合量が７５重量％以上
である封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこの封止用エ
ポキシ樹脂成形材料により封止された素子を備えた電子
部品装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐リフロー性、耐
湿性、高温放置特性等の厳しい信頼性を要求されるＶＬ
ＳＩの封止用に特に好適な封止用エポキシ樹脂成形材
料、及びこの成形材料で封止した素子を備えた電子部品
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トランジスタ、ＩＣ等の電子
部品装置の素子封止の分野では生産性、コスト等の面か
ら樹脂封止が主流となり、エポキシ樹脂成形材料が広く
用いられている。この理由は、エポキシ樹脂が作業性、
成形性、電気特性、耐湿性、耐熱性、機械特性、インサ
ート品との接着性等の諸特性にバランスがとれているた
めである。特に、オルソクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂とフェノールノボラック硬化剤の組み合わせはこ
れらのバランスに優れており、ＩＣ封止用成形材料のベ
ース樹脂として主流になっている。

【０００３】近年、電子部品のプリント配線板への高密
度実装化が進んでいる。これに伴い、電子部品装置は従
来のピン挿入型のパッケージから、表面実装型のパッケ
ージが主流になっている。表面実装型のＩＣ、ＬＳＩな
どは、実装密度を高くし実装高さを低くするために、薄
型、小型のパッケージになっており、素子のパッケージ
に対する占有体積が大きくなり、パッケージの肉厚は非
常に薄くなってきた。さらに、これらのパッケージは従
来のピン挿入型のものと実装方法が異なっている。即
ち、ピン挿入型パッケージはピンを配線板に挿入した
後、配線板裏面からはんだ付けを行うため、パッケージ
が直接高温にさらされることがなかった。しかし、表面
実装型ＩＣは配線板表面に仮止めを行い、はんだバスや
リフロー装置などで処理されるため、直接はんだ付け温
度にさらされる。この結果、ＩＣパッケージが吸湿した
場合、はんだ付け時に吸湿水分が急激に膨張し、パッケ
ージをクラックさせてしまう。現在、この現象が表面実
装型ＩＣに係わる大きな問題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現行のベース樹脂組成
で封止したＩＣパッケージでは、上記の問題が避けられ
ないため、ＩＣを防湿梱包して出荷したり、配線板へ実
装する前に予めＩＣを十分乾燥して使用するなどの方法
がとられている。しかし、これらの方法は手間がかか
り、コストも高くなる。

【０００５】本発明はかかる状況に鑑みなされたもの
で、配線板等への実装の際、特定の前処理をすることな
く、はんだ付けを行うことができ、実装後も耐リフロー
性、耐湿性、高温放置特性等の信頼性が良好な封止用エ
ポキシ樹脂成形材料を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは上記の課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、２６０℃におけ
る曲げ強度及び充填剤量を規定した、特定の封止用エポ
キシ樹脂成形材料により上記の目的を達成しうることを
見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、（１）（Ａ）エポキ
シ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、及び（Ｄ）
無機充填剤を必須成分とし、２６０℃における曲げ強度
が０．８ｋｇ／ｍｍ²以上で、かつ（Ｄ）無機充填剤の
配合量が７５重量％以上である封止用エポキシ樹脂成形
材料、（２）（Ｄ）無機充填剤の配合量が８０〜９５重
量％である上記（１）記載の封止用エポキシ樹脂成形材
料、（３）２６０℃における曲げ強度が１．０〜２．０
ｋｇ／ｍｍ²である上記（１）又は（２）記載の封止用
エポキシ樹脂成形材料、（４）２６０℃における曲げ弾
性率が２０〜６０ｋｇ／ｍｍ²である上記（１）〜
（３）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材
料、（５）（Ａ）エポキシ樹脂が下記一般式（Ｉ）で示
されるビフェニル型エポキシ樹脂及び／又は下記一般式
（II）で示されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含
有してなる上記（１）〜（４）のいずれかに記載の封止
用エポキシ樹脂成形材料、

【化５】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素原子及び炭素数１〜１０の置
換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同
一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示
す。）

【化６】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、炭素数１〜１０のアル
キル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数６〜
１０のアリール基、及び炭素数６〜１０のアラルキル基
から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは
０〜３の整数を示す。） （６）（Ｂ）硬化剤が下記一般式（III）で示されるフ
ェノール・アラルキル樹脂及び／又は下記一般式（IV）
で示されるビフェニル型フェノール樹脂を含有してなる
上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ
樹脂成形材料、及び

【化７】 （ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は
非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の
整数を示す。）

【化８】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁹は水素原子、炭素数１〜１０のアル
キル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数６〜
１０のアリール基、及び炭素数６〜１０のアラルキル基
から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは
０〜１０の整数を示す。） （７）（Ｃ）硬化促進剤が有機ホスフィンとキノン化合
物との付加物である上記（１）〜（６）のいずれかに記
載の封止用エポキシ樹脂成形材料、並びに（８）上記
（１）〜（５）記載のいずれかの封止用エポキシ樹脂成
形材料により封止された素子を備えた電子部品装置、に
関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる（Ａ）
エポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に
使用されているもので特に制限はないが、例えば、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール、ク
レゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビ
スフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のフェノール類及
び／又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキ
シナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデ
ヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化
合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノ
ボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置
換又は非置換のビフェノール等のジグリシジルエーテル
などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、スチルベン
型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタ
ル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンの
反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹
脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポ
リアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグ
リシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン
とフェノ−ル類及び／又はナフトール類との共縮合樹脂
のエポキシ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、
フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂
等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、トリ
メチロールプロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポ
キシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して
得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ
樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上
を組み合わせて用いてもよい。

【０００９】中でも耐リフロー性の観点からは、下記一
般式（Ｉ）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂が好ま
しい。

【化９】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素原子及び炭素数１〜１０の置
換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同
一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示
す。） 上記一般式（Ｉ）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂
としては、例えば、４，４’−ビス（２，３−エポキシ
プロポキシ）ビフェニル又は４，４’−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメ
チルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂、エピクロ
ルヒドリンと４，４’−ビフェノール又は４，４’−
（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールと
を反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。中
でも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を主成分
とするエポキシ樹脂が好ましい。このビフェニル型エポ
キシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発
揮するためにエポキシ樹脂全量に対して３０重量％以上
とすることが好ましく、５０重量％以上がより好まし
く、６０重量％以上がさらに好ましい。

【００１０】また、難燃性、流動性の観点からは下記一
般式（II）で示されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
が好ましい。

【化１０】 上記式（II）中のＲ¹〜Ｒ⁸は全てが同一でも異なってい
てもよく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素
数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキ
シル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数
６〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル
基等の炭素数６〜１０のアラルキル基から選ばれ、中で
も水素原子及びメチル基が好ましい。ｎは０〜３の整数
を示す。上記一般式（II）で示されるビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂としては、例えば、Ｒ¹、Ｒ³、Ｒ⁶及び
Ｒ⁸がメチル基で、Ｒ²、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁷が水素原子で
あり、ｎ＝０を主成分とするＥＳＬＶ−８０ＸＹ（新日
鉄化学株式会社製商品名）が市販品として入手可能であ
る。このビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を使用する場
合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ
樹脂全量に対して３０重量％以上とすることが好まし
く、５０重量％以上がより好ましい。

【００１１】上記一般式（Ｉ）で示されるビフェニル型
エポキシ樹脂と上記一般式（II）で示されるビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂とは併用してもよい。両者を併用
する場合には、それらの配合量はエポキシ樹脂全量に対
して合わせて６０重量％以上とすることが好ましく、８
０重量％以上がより好ましい。

【００１２】本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤
は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されてい
るもので特に制限はないが、例えば、フェノール、クレ
ゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノ
ール等のフェノール類及び／又はα−ナフトール、β−
ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類
とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物と
を酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、フ
ェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキ
シレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成
されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラ
ルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂などが挙げ
られ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて
用いてもよい。

【００１３】中でも耐リフロー性の観点からは、下記一
般式（III）で示されるフェノール・アラルキル樹脂が
好ましく、Ｒが水素原子で、ｎの平均値が０〜８である
フェノール・アラルキル樹脂がより好ましく、具体例と
しては、ｐ−キシリレン型ザイロック、ｍ−キシリレン
型ザイロック等が挙げられる。このフェノール・アラル
キル樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮
するために硬化剤全量に対して３０重量％以上とするこ
とが好ましく、５０重量％以上がより好ましく、６０重
量％以上がさらに好ましい。

【化１１】 （ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は
非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の
整数を示す。）

【００１４】難燃性の観点からは下記一般式（IV）で示
されるビフェニル型フェノール樹脂が好ましい。

【化１２】 上記式（IV）中のＲ¹〜Ｒ⁹は全てが同一でも異なってい
てもよく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素
数１〜１０のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜１０のアルコキ
シル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数
６〜１０のアリール基、及び、ベンジル基、フェネチル
基等の炭素数６〜１０のアラルキル基から選ばれ、中で
も水素原子とメチル基が好ましい。ｎは０〜１０の整数
を示す。上記一般式（IV）で表されるビフェニル型フェ
ノール樹脂としては、例えばＲ¹〜Ｒ⁹が全て水素原子で
ある化合物等が挙げられ、中でも溶融粘度の観点から、
ｎが１以上の縮合体を５０重量％以上含む縮合体の混合
物が好ましい。このような化合物としては、ＭＥＨ−７
８５１（明和化成株式会社製商品名）が市販品として入
手可能である。このビフェニル型フェノール樹脂を使用
する場合、その配合量は、その性能を発揮するために硬
化剤全量に対して３０重量％以上とすることが好まし
く、５０重量％以上がより好ましい。

【００１５】上記一般式（III）で示されるフェノール
・アラルキル樹脂と上記一般式（IV）で示されるビフェ
ニル型フェノール樹脂とは併用してもよい。両者を併用
する場合には、それらの配合量は硬化剤全量に対して合
わせて６０重量％以上とすることが好ましく、８０重量
％以上がより好ましい。

【００１６】（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との当
量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数／硬化
剤中の水酸基数の比は、特に制限はないが、それぞれの
未反応分を少なく抑えるために０．５〜２の範囲に設定
されることが好ましく、０．６〜１．３がより好まし
い。成形性、耐リフロー性に優れる封止用エポキシ樹脂
成形材料を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定さ
れることがさらに好ましい。

【００１７】本発明において用いられる（Ｃ）硬化促進
剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されて
いるもので特に制限はないが、例えば、１，８−ジアザ
−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジ
アザ−ビシクロ（４，３，０）ノネン、５、６−ジブチ
ルアミノ−１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウ
ンデセン−７等のシクロアミジン化合物及びこれらの化
合物に無水マレイン酸、１，４−ベンゾキノン、２，５
−トルキノン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチ
ルベンゾキノン、２，６−ジメチルベンゾキノン、２，
３−ジメトキシ−５−メチル−１，４−ベンゾキノン、
２，３−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル
−１，４−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェ
ニルメタン、フェノール樹脂などのπ結合をもつ化合物
を付加してなる分子内分極を有する化合物、ベンジルジ
メチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ
エタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノー
ル等の３級アミン類及びこれらの誘導体、２−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等のイミダゾール類及びこれ
らの誘導体、トリブチルホスフィン、メチルジフェニル
ホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メ
チルフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フ
ェニルホスフィン等の有機ホスフィン類及びこれらのホ
スフィン類に無水マレイン酸、上記キノン化合物、ジア
ゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化
合物を付加してなる分子内分極を有するリン化合物、テ
トラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、ト
リフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、２−エ
チル−４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレー
ト、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェニルボレート等の
テトラフェニルボロン塩及びこれらの誘導体などが挙げ
られ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて
用いてもよい。中でも成形性、耐リフロー性の観点から
は有機ホスフィンとキノン化合物との付加物が好まし
い。

【００１８】（Ｃ）硬化促進剤の配合量は、硬化促進効
果が達成される量であれば特に制限されるものではない
が、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．００５〜
２重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜０．５
重量％である。０．００５重量％未満では短時間での硬
化性に劣る傾向があり、２重量％を超えると硬化速度が
速すぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向があ
る。

【００１９】本発明において用いられる（Ｄ）無機充填
剤は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度
向上のために成形材料に配合されるものであり、例え
ば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪
酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭
化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリ
ア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタ
イト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、又はこ
れらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられ
る。さらに、難燃効果のある無機充填剤としては水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブ
デン酸亜鉛等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独
で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。中で
も、線膨張係数の低減の観点からは溶融シリカが、高熱
伝導性の観点からはアルミナが好ましく、無機充填剤の
形状は成形時の流動性及び金型摩耗性の点から球形が好
ましい。（Ｄ）無機充填剤の配合量は、封止用エポキシ
樹脂成形材料に対して７５重量％以上に設定されること
が必要で、耐リフロー性、流動性、成形性、及び強度向
上の観点から、８０〜９５重量％の範囲が好ましく、８
８〜９２重量％がより好ましい。７５重量％未満では耐
リフロー性が低下する傾向がある。

【００２０】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、
耐リフロー性の観点から２６０℃における曲げ強度が
０．８ｋｇ／ｍｍ²以上であることが必要で、１．０〜
２．０ｋｇ／ｍｍ²が好ましい。本発明においては、
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進
剤、（Ｄ）無機充填剤及びその他の添加剤として用いる
成分の組み合わせ及び配合量を調整することによって、
２６０℃における曲げ強度が０．８ｋｇ／ｍｍ²以上で
ある封止用エポキシ樹脂成形材料を得ることができる。
（Ａ）エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤の選定が特に重要
である。また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料の
２６０℃における曲げ弾性率は、耐リフロー性の観点か
ら２０〜６０ｋｇ／ｍｍ²であることが好ましい。２６
０℃における曲げ弾性率が２０〜６０ｋｇ／ｍｍ²であ
る封止用エポキシ樹脂成形材料は、曲げ強度が０．８ｋ
ｇ／ｍｍ²以上である封止用エポキシ樹脂成形材料を得
る場合と同様に、各種配合成分の組み合わせ及び配合量
を調整することによって得ることができる。ここで、曲
げ強度、曲げ弾性率とは、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し
た３点支持型曲げ試験により測定される値である。

【００２１】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高めるために、
必要に応じて、エポキシシラン、メルカプトシラン、ア
ミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニル
シラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アル
ミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化
合物等の公知のカップリング剤を添加することができ
る。これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシ
エトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
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、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
チルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、
γ−メルカプト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、γ-アニリノプロピル
トリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］
アミノプロピルトリエトキシシラン、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
−（β−アミノエチル）アミノプロピルジメトキシメチ
ルシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレ
ンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピ
ル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメ
トキシシラン等のシラン系カップリング剤、イソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ
ス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソ
プロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタ
ネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイ
ト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチ
ル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチ
タネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキ
シアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホス
フェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオク
タノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベン
ゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロ
イルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオク
チルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミ
ルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオ
クチルホスファイト）チタネート等のチタネート系カッ
プリング剤などが挙げられ、これらを単独で用いても２
種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００２２】上記カップリング剤の配合量は、（Ｄ）無
機充填剤に対して０．０５〜５重量％であることが好ま
しく、０．１〜２．５重量％がより好ましい。０．０５
重量％未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があ
り、５重量％を超えるとパッケージの成形性が低下する
傾向がある。

【００２３】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン酸
エステル、赤リン等の燐化合物、メラミン、メラミンシ
アヌレート、メラミン変性フェノール樹脂、グアナミン
変性フェノール樹脂等の含窒素化合物、シクロホスファ
ゼン等の燐／窒素含有化合物、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化
モリブデン、フェロセン等の金属化合物などの従来公知
の難燃剤を必要に応じて添加することができる。

【００２４】また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性、高温放置特性を
向上させる観点から陰イオン交換体を添加することもで
きる。陰イオン交換体としては特に制限はなく、従来公
知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタ
ルサイト類や、マグネシウム、アルミニウム、チタン、
ジルコニウム、ビスマスから選ばれる元素の含水酸化物
等が挙げられ、これらを単独又は２種以上を組み合わせ
て用いることができる。中でも、下記一般式（Ｖ）で示
されるハイドロタルサイトが好ましい。

【化１３】 Ｍｇ_1-XＡｌ_X（ＯＨ）₂（ＣＯ₃）_X/2・ｍＨ₂Ｏ ……（Ｖ） （０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の整数）

【００２５】さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂成形
材料には、その他の添加剤として、高級脂肪酸、高級脂
肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリオレフィン系ワ
ックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の離型剤、
カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイルやシリ
コーンゴム粉末等の応力緩和剤などを必要に応じて配合
することができる。

【００２６】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、
各種原材料を均一に分散混合できるのであれば、いかな
る手法を用いても調製できるが、一般的な手法として、
所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合し
た後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し
た後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。成形
条件に合うような寸法及び重量でタブレット化すると使
いやすい。

【００２７】本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形
材料により素子を封止して得られる電子部品装置として
は、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、配線
板、ガラス、シリコンウエハ等の支持部材に、半導体チ
ップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動
素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の素
子を搭載し、必要な部分を本発明の封止用エポキシ樹脂
成形材料で封止した、電子部品装置などが挙げられる。
このような電子部品装置としては、例えば、リードフレ
ーム上に半導体素子を固定し、ボンディングパッド等の
素子の端子部とリード部をワイヤボンディングやバンプ
で接続した後、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を
用いてトランスファ成形などにより封止してなる、ＤＩ
Ｐ（DualInline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded
Chip Carrier）、ＱＦＰ（QuadFlat Package）、ＳＯ
Ｐ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline
J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Pac
kage）、ＴＱＦＰ（ThinQuad Flat Package）等の一般
的な樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにバンプで接続し
た半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料で封止したＴＣＰ（Tape Carrier Package）、配線板
やガラス上に形成した配線に、ワイヤーボンディング、
フリップチップボンディング、はんだ等で接続した半導
体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の
能動素子及び／又はコンデンサ、抵抗体、コイル等の受
動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止
したＣＯＢ（Chip On Board）モジュール、ハイブリッ
ドＩＣ、マルチチップモジュール、裏面に配線板接続用
の端子を形成した有機基板の表面に素子を搭載し、バン
プまたはワイヤボンディングにより素子と有機基板に形
成された配線を接続した後、本発明の封止用エポキシ樹
脂成形材料で素子を封止したＢＧＡ（Ball Grid Arra
y）、ＣＳＰ（Chip Size Package）などが挙げられる。
また、プリント回路板にも本発明の封止用エポキシ樹脂
成形材料は有効に使用できる。

【００２８】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用
いて素子を封止する方法としては、低圧トランスファ成
形法が最も一般的であるが、インジェクション成形法、
圧縮成形法等を用いてもよい。

【００２９】

【実施例】次に実施例により本発明を説明するが、本発
明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００３０】実施例１〜８、比較例１〜３ エポキシ樹脂としてエポキシ当量１９６、融点１０６℃
のビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式
会社製商品名エピコートＹＸ−４０００Ｈ）、エポキシ
当量１８６、融点７５℃のビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂（新日鉄化学株式会社製商品名ＥＳＬＶ−８０Ｘ
Ｙ）、エポキシ当量１９５、軟化点６５℃のｏ−クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社
製商品名ＥＳＣＮ−１９０）及びエポキシ当量３７５、
軟化点８０℃、臭素含量４８重量％のビスフェノールＡ
型ブロム化エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品
名ＥＳＢ−４００Ｔ）、硬化剤として軟化点７０℃のフ
ェノール・アラルキル樹脂（三井化学株式会社製商品名
ミレックスＸＬ−２２５）、水酸基当量１９９、軟化点
８０℃のビフェニル型フェノール樹脂（明和化成株式会
社製商品名ＭＥＨ−７８５１）、硬化促進剤としてトリ
フェニルホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物、無
機充填剤として平均粒径１７．５μｍ、比表面積３．８
ｍ²／ｇの球状溶融シリカ、カップリング剤としてγ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（エポキシシ
ラン）、その他の添加剤として三酸化アンチモン、カル
ナバワックス（株式会社セラリカＮＯＤＡ製）、カーボ
ンブラック（三菱化学株式会社製商品名ＭＡ−１００）
をそれぞれ表１に示す重量部で配合し、混練温度８０
℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行い、実施例
１〜８及び比較例１〜３の封止用エポキシ樹脂成形材料
を作製した。

【００３１】

【表１】

【００３２】作製した合計１１種類の実施例及び比較例
の封止用エポキシ樹脂成形材料を、次の各試験により評
価した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料は、トラン
スファ成形機により、金型温度１８０℃、成形圧力６．
９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形した。また、後
硬化は１７５℃で５時間行った。 （１）曲げ強度、曲げ弾性率 ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した３点支持型曲げ試験を行
って測定した。なお、試験片は封止用エポキシ樹脂成形
材料を上記の条件で幅５ｍｍ×長さ６０ｍｍ×厚さ３ｍ
ｍの寸法に成形し、上記の条件で後硬化を行って作製し
た。 （２）スパイラルフロー（流動性の指標） ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金
型を用いて封止用エポキシ樹脂成形材料を上記の条件で
成形し、流動距離（ｃｍ）を求めた。 （３）熱時硬度 封止用エポキシ樹脂成形材料を上記の条件で直径５０ｍ
ｍ×厚さ３ｍｍの円板に成形し、成形後直ちにショアＤ
型硬度計を用いて測定した。 （４）耐リフロー性 封止用エポキシ樹脂成形材料を上記の条件で成形、後硬
化して、８ｍｍ×１０ｍｍのシリコーンチップを搭載し
た外形寸法２０ｍｍ×１４ｍｍ×２ｍｍの８０ピンフラ
ットパッケージを作製し、８５℃／８５％ＲＨの条件で
加湿して所定時間毎に２４０℃／１０秒の条件でリフロ
ー処理を行い、クラックの有無を観察し、不良パッケー
ジ数（クラックの発生）／測定パッケージ数で評価し
た。 （５）耐湿性 封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形、後硬化
して、線幅１０μｍ、厚さ１μｍのアルミ配線を施した
６ｍｍ×６ｍｍ×０．４ｍｍのテスト用シリコーンチッ
プを搭載した外形寸法１９ｍｍ×１４ｍｍ×２．７ｍｍ
の８０ピンフラットパッケージを作製し、前処理を行っ
た後、加湿して所定時間毎にアルミ配線腐食による断線
不良を調べ、不良パッケージ数（断線あり）／測定パッ
ケージ数で評価した。なお、前処理は８５℃、８５％Ｒ
Ｈ、７２時間の条件でフラットパッケージを加湿し、２
１５℃、９０秒間ベーパーフェーズリフロー処理を行っ
た。その後、加湿試験を０．２ＭＰａ、１２１℃の条件
で行った。 （６）高温放置特性 外形サイズ５ｍｍ×９ｍｍで５μｍの酸化膜を有するシ
リコンサブストレート上にライン／スペースが１０μｍ
のアルミ配線を形成したテスト素子を、部分銀メッキを
施した４２アロイのリードフレームに銀ペーストで接続
し、サーモニック型ワイヤボンダにより、２００℃で素
子のボンディングパッドとインナリードをＡｕ線にて接
続した。その後、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条
件で成形、後硬化して、１６ピン型ＤＩＰ（Dual Inlin
e Package）を作製し、得られた試験用ＩＣを２００℃
の高温槽に保管し、所定時間毎に取り出して導通試験を
行い、導通不良のパッケージ数を調べ、測定パッケージ
数に占める割合で評価した。評価結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】無機充填剤の配合量が本発明の規定範囲外
の比較例１は、耐リフロー性及び高温放置特性に劣り、
２６０℃における曲げ強度が本発明の規定範囲外の比較
例２、３は、耐リフロー性に劣っている。これに対し
て、本発明の（Ａ）〜（Ｄ）成分を全て含み、２６０℃
における曲げ強度が０．８ｋｇ／ｍｍ²以上で、無機充
填剤の配合量が７５重量％以上である実施例１〜８は流
動性、熱時硬度、耐リフロー性、耐湿性及び高温放置特
性のいずれも良好である。特に、２６０℃における曲げ
強度が１．０〜２．０ｋｇ／ｍｍ²、曲げ弾性率が２０
〜６０ｋｇ／ｍｍ²で、無機充填剤の配合量が８０〜９
５重量％の範囲内である実施例５〜７は耐リフロー性が
良好で、中でも無機充填剤が８８〜９２重量％の範囲内
である実施例６、７は耐リフロー性及び高温放置特性に
著しく優れることが示される。

【００３５】

【発明の効果】本発明になる封止用エポキシ樹脂成形材
料を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば、実
施例で示したように耐リフロー性が良好で、信頼性に優
れる電子部品装置を得ることができるので、その工業的
価値は大である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CD001 CD041 CD051 CE002 DE097 DE147 DE187 DE237 DF017 DJ007 DJ017 DK007 DL007 EN056 EN106 EU096 EU116 EW016 EW176 EY016 FA047 FA087 FD017 FD142 FD156 GQ05 4J036 AA05 AD01 AD03 AD07 AD08 DC02 DC12 DC38 DC41 DD07 DD09 FA01 FA04 FA05 FA06 FB06 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 BA04 BA05 BA07 CA21 CA22 EA02 EA04 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB13 EB18 EB19 EC01 EC03 EC05 EC14

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
   （Ｃ）硬化促進剤、及び（Ｄ）無機充填剤を必須成分と
   し、２６０℃における曲げ強度が０．８ｋｇ／ｍｍ²以
   上で、かつ（Ｄ）無機充填剤の配合量が７５重量％以上
   である封止用エポキシ樹脂成形材料。
2. 【請求項２】（Ｄ）無機充填剤の配合量が８０〜９５重
   量％である請求項１記載の封止用エポキシ樹脂成形材
   料。
3. 【請求項３】２６０℃における曲げ強度が１．０〜２．
   ０ｋｇ／ｍｍ²である請求項１又は請求項２記載の封止
   用エポキシ樹脂成形材料。
4. 【請求項４】２６０℃における曲げ弾性率が２０〜６０
   ｋｇ／ｍｍ²である請求項１〜３のいずれかに記載の封
   止用エポキシ樹脂成形材料。
5. 【請求項５】（Ａ）エポキシ樹脂が下記一般式（Ｉ）で
   示されるビフェニル型エポキシ樹脂及び／又は下記一般
   式（II）で示されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を
   含有してなる請求項１〜４のいずれかに記載の封止用エ
   ポキシ樹脂成形材料。 【化１】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素原子及び炭素数１〜１０の置
   換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同
   一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示
   す。） 【化２】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁸は水素原子、炭素数１〜１０のアル
   キル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数６〜
   １０のアリール基、及び炭素数６〜１０のアラルキル基
   から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは
   ０〜３の整数を示す。）
6. 【請求項６】（Ｂ）硬化剤が下記一般式（III）で示さ
   れるフェノール・アラルキル樹脂及び／又は下記一般式
   （IV）で示されるビフェニル型フェノール樹脂を含有し
   てなる請求項１〜５のいずれかに記載の封止用エポキシ
   樹脂成形材料。 【化３】 （ここで、Ｒは水素原子及び炭素数１〜１０の置換又は
   非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、ｎは０〜１０の
   整数を示す。） 【化４】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁹は水素原子、炭素数１〜１０のアル
   キル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数６〜
   １０のアリール基、及び炭素数６〜１０のアラルキル基
   から選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよい。ｎは
   ０〜１０の整数を示す。）
7. 【請求項７】（Ｃ）硬化促進剤が有機ホスフィンとキノ
   ン化合物との付加物である請求項１〜６のいずれかに記
   載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の封止用エ
   ポキシ樹脂成形材料により封止された素子を備えた電子
   部品装置。