(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの化学構造を有し、ビフェニル骨格に結合している水素原子のうち平均０．８〜３．２個が炭化水素基によって置換されているエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、ブロム化合物が組成物全体の０．３重量％以下であり、アンチモン化合物が組成物全体の０．３重量％以下であり、組成物の硬化物の酸素指数が４０％以上である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）と下記式（II）で表されるエポキシ樹脂（ｂ）の重量比（ａ）／（ｂ）＝８０／２０〜２０／８０の混合物のエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、ブロム化合物が組成物全体の０．３重量％以下であり、アンチモン化合物が組成物全体の０．３重量％以下であり、組成物の硬化物の酸素指数が４０％以上である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
0003632936.tif 000009
【請求項３】
充填剤（Ｃ）を組成物全体の８９〜９８重量％を含有し、ブロム化合物が組成物全体の０．０５重量％以下であり、アンチモン化合物が組成物全体の０．０５重量％以下である請求項２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの化学構造を有し、ビフェニル骨格に結合している水素原子のうち平均０．８〜３．２個が炭化水素基によって置換されているエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、臭素原子が組成物全体の０．２重量％以下であり、アンチモン原子が組成物全体の０．２５重量％以下であり、組成物の硬化物の酸素指数が４０％以上である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）と下記式（II）で表されるエポキシ樹脂（ｂ）の重量比（ａ）／（ｂ）＝８０／２０〜２０／８０の混合物であるエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、前記充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、臭素原子が組成物全体の０．２重量％以下であり、アンチモン原子が組成物全体の０．２５重量％以下であり、組成物の硬化物の酸素指数が４０％以上である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
0003632936.tif 000010
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載のエポキシ樹脂組成物で封止してなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半田耐熱性、難燃性、高温信頼性に優れ、かつ成形性のバランスがとれた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材料など工業材料として利用されている。
【０００３】
たとえば、半導体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されている。しかし、経済性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心になっている。
【０００４】
近年、プリント基板への部品実装においても高密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代わり、基板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それに伴いパッケ−ジも従来のＤＩＰ（デュアル・インライン・パッケ−ジ）から高密度実装、表面実装に適した薄型のＦＰＰ（フラット・プラスチック・パッケ−ジ）に移行しつつある。
【０００５】
表面実装方式への移行に伴い、従来あまり問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になってきた。従来のピン挿入実装方式では、半田付け工程はリード部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方式ではパッケージ全体が加熱される。表面実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不活性ガスの飽和蒸気による加熱（ベーパーフェイズ法）や赤外線リフロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケージ全体が２１０〜２７０℃の高温に加熱されることになる。そのため、従来の封止樹脂で封止したパッケージは、半田付け時に樹脂部分にクラックが発生したり、チップと樹脂の間に剥離が生じたりして、信頼性が低下して製品として使用できないという問題がおきる。
【０００６】
半田付け工程におけるクラックの発生は、後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨張することに起因するといわれており、その対策として後硬化したパッケージを完全に乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法が用いられている。
【０００７】
一方、半導体などの電子部品は安全性確保のためＵＬ規格により難燃性の付与が義務づけられている。このため封止用樹脂には通常、ブロム化合物および三酸化アンチモンなどの難燃剤が添加されている。
【０００８】
しかし、難燃性を付与する目的で添加されてきたブロム化合物およびアンチモン化合物などの難燃剤は、１５０〜２００℃の高温環境下で半導体が使用された場合の信頼性、すなわち高温信頼性を低下する原因になる。
【０００９】
封止樹脂の改良も種々検討されている。たとえば、半田耐熱性を改良する目的で、マトリックス樹脂にノボラック型エポキシ樹脂とフェノ−ルアラルキル樹脂を配合する方法（特開昭５３−２９９号公報、特開昭５９−６７６６０号公報）、マトリックス樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂とフェノ−ルアラルキル樹脂を用い充填剤を８０〜８５重量％配合する方法（特開平３−２０７７１４号公報、特開平４−４８７５９号公報、特開平４−５５４２３号公報）などが提案されている。
【００１０】
また、封止樹脂の耐湿性や耐熱性を改良するため、ハイドロタルサイト系化合物（特開昭６１−１９６２５号公報）、四酸化アンチモンの添加（特開昭５７−３２５０６号公報、特開平２−１７５７４７号公報）が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに乾燥パッケージを容器に封入する方法は、製造工程および製品の取扱い作業が繁雑になるうえ、製品価格が高価になる欠点がある。
【００１２】
また、種々の方法で改良された樹脂も、それぞれ効果を挙げてきているが、まだ十分ではない。マトリックス樹脂にノボラック型エポキシ樹脂とフェノ−ルアラルキル樹脂を配合する方法（特開昭５３−２９９号公報、特開昭５９−６７６６０号公報）、マトリックス樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂とフェノ−ルアラルキル樹脂を用い破砕系充填剤を６０〜８５重量％配合する方法（特開平３−２０７７１４号公報、特開平４−４８７５９号公報、特開平４−５５４２３号公報）は、マトリックス樹脂の溶融粘度が高く充填性に問題があるばかりか、半田付け工程における樹脂部分のクラック防止においても十分なレベルではなかった。
【００１３】
また、マトリックス樹脂に３，３´，５，５´−テトラメチル−４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルと４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの混合物をもちいた方法（特開平５−６３１１４号公報、特開平５−２０６３２９号公報、特開平５−２０６３３１号公報）が提案されているが充填剤の充填量が８３重量％までと低いために十分な半田耐熱性が達成されていなかった。
【００１４】
高温信頼性は１５０〜２００℃の高温環境下での半導体の機能を保証するもので、発熱量の大きい半導体や自動車のエンジンまわりで使用する半導体などでは必須の性能であり、難燃性を付与するために添加しているブロム化合物およびアンチモン化合物などの難燃剤の分解が主原因で低下することが分かっている。
【００１５】
このため、難燃性および高温信頼性ともに優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物は得られなかった。
【００１６】
一方、封止樹脂の耐湿性を改良するために、ハイドロ化合物を添加する方法  （特開昭６１−１９６２５号公報）は、高温信頼性の向上に有効であるが、十分ではなく、さらに向上することが望まれていた。
【００１７】
また、封止樹脂の耐湿性や耐熱性を改良するために、四酸化アンチモンを添加する方法（特公昭５７−３２５０６号公報、特開平２−１７５７４７号公報）は、高温信頼性の向上効果が不十分であった。
【００１８】
本発明の目的は、難燃性および高温信頼性ともに優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、マトリックス樹脂に３，３´，５，５´−テトラメチル−４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルと４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの混合物を用いるなどの方法により、ビフェニル骨格に適度な炭化水素基を導入したエポキシ樹脂を用い、充填剤を８７〜９８重量％添加することに加えて、ブロム化合物やアンチモン化合物の添加量を低減することによって、上記の課題を解決しうる半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることを見出だし、本発明に達した。
【００２０】
すなわち、本発明は
「エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が
４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの化学構造を有し、ビフェニル骨格に結合している水素原子のうち平均０．８〜３．２個が炭化水素基によって置換されているエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、
充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、
ブロム化合物が組成物全体の０．３重量％以下であり、アンチモン化合物が組成物全体の０．３重量％以下である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。」、
「エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）と下記式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂（ｂ）の重量比（ａ）／（ｂ）＝８０／２０〜２０／８０の混合物のエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、
ブロム化合物が組成物全体の０．３重量％以下であり、アンチモン化合物が組成物全体の０．３重量％以下である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化３】
0003632936.tif 000002
」
「エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分としてなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が
４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの化学構造を有し、ビフェニル骨格に結合している水素原子のうち平均０．８〜３．２個が炭化水素基によって置換されているエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、
充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、臭素原子が組成物全体の０．２重量％以下であり、アンチモン原子が組成物全体の０．２５重量％以下である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。」および
「エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）と下記式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂（ｂ）の重量比（ａ）／（ｂ）＝８０／２０〜２０／８０の混合物であるエポキシ樹脂（Ａ´）を含有し、充填剤（Ｃ）を組成物全体の８７〜９８重量％含有し、
臭素原子が組成物全体の０．２重量％以下であり、アンチモン原子が組成物全体の０．２５重量％以下である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化４】
0003632936.tif 000003
」からなる。これらの発明は、ビフェニル型エポキシ樹脂に置換されたメチル基の量ならびに、組成物中に含有する臭素原子およびアンチモン原子の量を特定している点で共通の技術思想をもつものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を詳述する。本発明において「重量」とは「質量」を意味する。
【００２２】
本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）は、４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルのビフェニル骨格の水素原子８個のうち、平均０．８〜３．２個、好ましくは１．２〜３．２個が炭化水素基、望ましくは、炭素数１〜４の
アルキル基、さらに望ましくはメチル基で置換しているエポキシ樹脂（Ａ´）を含有する。この場合、単一化合物であっても、置換基の数が異なる複数の種類のものの混合物でも構わないが、後者のほうが課題を解決するために好ましく使用される。さらに無置換の４，４´−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルを必須成分とする混合物であることが好ましい。
【００２３】
または、本発明ではエポキシ樹脂（Ａ）として、下記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）と上記式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂（ｂ）を重量比（ａ）／（ｂ）が２０／８０〜８０／２０で含有するエポキシ樹脂（Ａ´）を含有する。（ａ）〜（ｂ）の比率としては、さらに３０／７０〜８０／２０、特に４０／６０から８０／２０の範囲が好ましい。
【００２４】
【化５】
0003632936.tif 000004
【００２５】
エポキシ樹脂（Ａ´）において、ビフェニル骨格に置換されている炭化水素基の量が多いと成形性（成形サイクル、硬化性、充填性）が悪化し、少ないと成形性（流動性、充填性）が悪化する傾向がある。
【００２６】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は上記のエポキシ樹脂（Ａ´）の他のエポキシ樹脂をも併用して含有することができる。
【００２７】
併用できる他のエポキシ樹脂としては、たとえば、クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルＡやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂還式エポキシ樹脂、複素還式エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などがあげられる。
【００２８】
エポキシ樹脂（Ａ）中に含有されるエポキシ樹脂（Ａ´）の量は、流動性の点から、エポキシ樹脂（Ａ）中に通常７０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有せしめる。
【００２９】
本発明における硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、それらの具体例としては、たとえばフェノ−ルノボラック樹脂、クレゾ−ルノボラック樹脂、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノ−ル化合物、
【化６】
0003632936.tif 000005
（ただし、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基、ｎは０以上の整数を示す。）
ビスフェノ−ルＡやレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ジヒドロキシビフェニルなどの多種多価フェノ−ル化合物、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェニレンジアミン、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などの芳香族アミンなどがあげられる。半導体封止用としては、耐熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノ−ル系硬化剤が好ましく用いられ、用途によっては２種類以上の硬化剤を併用してもよい。
【００３０】
本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量は通常０．５〜７重量％、好ましくは０．５〜５重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿信頼性の点から（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲にあることが好ましい。
【００３１】
また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化促進剤を用いてもよい。硬化促進剤は硬化反応を促進するものならば特に限定されず、たとえば２−メチルイミダゾール、２，４−ジ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、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などの３級アミン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミニウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、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）ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げられる。なかでも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンが特に好ましく用いられる。これらの硬化促進剤は、用途によっては二種以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００３２】
本発明における充填剤（Ｃ）としては、溶融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げられるが、なかでも溶融シリカは線膨張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に有効なため好ましく用いられる。
【００３３】
ここでいう溶融シリカは真比重２．３以下の非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状態を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができる。たとえば、結晶性シリカを溶融する方法、各種原料から合成する方法などが挙げられる。
【００３４】
溶融シリカの形状および粒径は特に限定されないが、平均粒径５μｍ以上３０μｍ以下の球状溶融シリカ９９〜５０重量％と平均粒径１μｍ以下の球状溶融シリカ１〜５０重量％からなる溶融シリカ（ｃ）を充填剤（Ｃ）中に４０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上含有することが流動性の点から好ましい。
【００３５】
ここでいう平均粒径は、累積重量５０％になる粒径（メジアン径）を意味する。  本発明において、充填剤（Ｃ）の割合は成形性および低応力性の点から全体の８７〜９８重量％、好ましくは８９〜９８重量％である。
【００３６】
本発明において、充填剤をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理することが、信頼性の点で好ましい。カップリング剤としてエポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤が好ましく用いられる。
【００３７】
本発明の組成物では、必須成分ではないが、ブロム化合物が配合できる。通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃剤として添加されるもので、特に限定されず、公知のものであってよい。
【００３８】
存在するブロム化合物の好ましい具体例としては、ブロム化ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノ−ルノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカ−ボネ−ト樹脂、ブロム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキサイド樹脂、テトラブロモビスフェノ−ルＡ、デカブロモジフェニルエ−テルなどがあげられ、なかでも、ブロム化ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノ−ルノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂が、成形性の点から特に好まい。
【００３９】
本発明組成物中に存在するブロム化合物の量は、０．３重量％以下が難燃性および高温信頼性の点で好ましい。特に好ましくは０．１重量以下％、さらに好ましくは０．０５重量％以下である。ブロム原子に換算すると、ブロム原子が全体の０．２重量％以下、特に好ましくは０．０７重量％以下である。
【００４０】
本発明では必須成分ではないが、アンチモン化合物を配合することができる。通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加されるもので、特に限定されず、公知のものであってよい。  アンチモン化合物の好ましい具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンがあげられる。
【００４１】
本発明組成物中に存在するアンチモン化合物の量は、全体の０．３重量％以下が難燃性および高温信頼性の点で好ましい。特に好ましくは０．１重量％以下、さらに好ましくは０．０５重量％以下である。またアンチモン原子に換算するとアンチモン原子が全体の０．２５重量％以下、特に好ましくは０．７５重量％以下、さらに好ましくは０．０３７５重量％以下である。
【００４２】
酸素指数は難燃性の点から４０％以上であることが望ましい。
【００４３】
ここで酸素指数はＪＩＳ  Ｋ７２０１に従って、燃焼限界点における各ガス体積濃度を求めた値から次式に従って算出したものをいう。
酸素指数（％）＝［酸素］／（［酸素］＋［窒素］）×１００
【００４４】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、カーボンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタルサイトなどのイオン捕捉剤、シリコ−ンゴム、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴム、変性シリコ−ンオイルなどのエラストマ−、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を任意に添加することができる。
【００４５】
本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練することが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造される。
【００４６】
本発明の半導体装置は本発明のエポキシ樹脂組成物で封止することによって得られる。
【００４７】
また、エポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の封止は特に限定されるものではなく、従来より採用されている成形法、例えばトランスファ成形、インジェクション成形、注型法などを採用して行なうことができる。この場合、エポキシ樹脂組成物の成形温度は１５０〜１８０℃、ポストキュアーは１５０〜１８０℃で２〜１６時間行なうことが好ましい。
【００４８】
ここで、本発明の半導体装置としては、ＤＩＰ型、フラットバック型、ＰＬＣＣ型、ＳＯ型等、さらにプリント配線板あるいはヒートシンクに半導体素子が直接固着されたもの、ハイブリッドのＩＣのフルモードタイプの半導体装置などが挙げられる。なお、プリント基板の材質としては、特に制限はなく、例示すると金属酸化物、ガラス系の無機絶縁物、フェノール、エポキシ、ポリイミド、ポリエステルなどの紙基材、ガラス布基材，ガラスマット基材、ポリサルフォン、テフロン、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルムなどの有機絶縁物、金属ベース基板、メタルコア基板、ホーロー引き鉄板などの金属系基板があげられる。また、ヒートシンク材料としては、銅系、鉄系の金属材料があげられる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００５０】
実施例１〜１４、比較例１〜１６
表１に示した成分を、表２及び表３に示した組成比でミキサーによりドライブレンドした。これを、ロール表面温度９０℃のミキシングロールを用いて５分間加熱混練後、冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。この組成物を用い、低圧トランスファー成形法により１７５℃で所定時間かけて成形し、１８０℃×５時間の条件でポストキュアして成型物とした。
【００５１】
この組成物または成型物を用い、ゲル化時間、スパイラルフロー、熱時硬度、成形サイクル、半田耐熱性、高温信頼性、酸素指数およびパッケージ充填性を以下の方法により測定した。結果を表２に示す。
【００５２】
ゲル化時間：１７５℃の熱板上で硬化時間を測定した。
【００５３】
スパイラルフロー：１７５℃、トランスファ圧力７０ｋｇ／ｃｍ２の条件で、ＥＭＭＩ型評価用金型を用いて測定した。
【００５４】
熱時硬度：金型温度１７５℃、キュアー時間１８０秒、トランスファ圧力７０ｋｇ／ｃｍ２  の条件で、１６０ＰｉｎＱＦＰを成形し、パッケージ表面の熱時硬度をショアーＤ硬度計を用いて測定した。
【００５５】
成形サイクル：１７５℃、トランスファ圧力７０ｋｇ／ｃｍ２  の条件で、１６０ＰｉｎＱＦＰの成形可能なキュアー時間（ショアーＤの値が７０以上に到達する時間）を測定した。
【００５６】
半田耐熱性：表面にＡｌ蒸着した模擬半導体素子を搭載したチップサイズ１２×１２ｍｍの１６０ｐｉｎＱＦＰ  ２０個を成形し、８５℃／８５％ＲＨで５０時間加湿後、最高温度２４５℃のＩＲリフロー炉で加熱処理し、外部クラックの発生数を調べ不良とした。
【００５７】
高温信頼性：模擬素子を搭載した１６ｐｉｎＤＩＰを用い、２００℃で高温信頼性を評価し、累積故障率６３％になる時間を求め高温特性寿命とした。
【００５８】
酸素指数：６．５×３．２×１２０ｍｍの試験片を成形、ポストキュアーし、ＪＩＳ  Ｋ７２０１に従って、燃焼限界点における各ガス体積濃度を求め、次式にしたがって算出した。
酸素指数（％）＝［酸素］／（［酸素］＋［窒素］）×１００
【００５９】
パッケージ充填性：半田耐熱試験に用いる１６０ｐｉｎＱＦＰを、成形後に目視および顕微鏡を用いて観察し、未充填、ピンホ−ルの有無を調べた。
【００６０】
【表１】
0003632936.tif 000006
注）使用した三酸化アンチモンは８３．５重量％のアンチモン原子を含有する。
【００６１】
【表２】
0003632936.tif 000007
【００６２】
【表３】
0003632936.tif 000008
【００６３】
表２に示したように実施例では、特定の化学構造を持ったエポキシ樹脂を特定比率で併用することで、充填剤を高充填してもパッケージの充填性は良好であった。更に驚くことに半田耐熱性が飛躍的に向上し、難燃剤の添加量を減少させることに成功した。
【００６４】
それに対し比較例１〜４、６、８、１０はビフェニル型エポキシ樹脂の骨格へのアルキル基の置換の割合が特定範囲からはずれたためにパッケージ充填性に劣る。比較例５、１１、１２は全エポキシ樹脂中に特定構造を持ったエポキシ樹脂が含まれず、成形性（流動性）が劣り、パッケージ充填性が悪い。充填材の含有量が増加すると成形が不可能になる。更に半田耐熱性にも劣る。比較例９、１２〜１５では高温信頼性に劣る。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその半導体装置は、エポキシ樹脂に特定の化学構造を持ったものを使用することにより半田耐熱性、難燃性、高温信頼性に優れ、かつ成形性のバランスがとれている。