(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、難燃剤を含むエポキシ樹脂組成者において、該難燃剤が式（１）
ｘＭ（ＩＩ）Ｏ・ｙＢ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ…（１）
（式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０、Ｍ（ＩＩ）はカルシウム（Ｃａ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂｅ），バリウム（Ｂａ），鉄（Ｆｅ）のいずれかである）で表されるホウ酸化合物よりなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１記載のエポキシ樹脂組成物において、前記式（１）で表されるホウ酸化合物は粒子径が５μｍ以下のものを５０重量％以上含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１記載のエポキシ樹脂組成物において、前記式（１）で表されるホウ酸化合物は脱水温度が３５０℃以上のものであることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１記載のエポキシ樹脂組成物において、前記式（１）で表されるホウ酸化合物の配合量はエポキシ樹脂１００重量部に対して、２〜８０重量部であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１記載のエポキシ樹脂組成物において、窒素化合物、金属水和化合物及び金属酸化物から選ばれる難燃助剤の少なくとも一種を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
半導体素子の少なくとも一部が、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、難燃剤を含むエポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置において、該難燃剤が式（１）
ｘＭ（ＩＩ）Ｏ・ｙＢ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ…（１）
（式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０、Ｍ（ＩＩ）はカルシウム（Ｃａ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂｅ），バリウム（Ｂａ），鉄（Ｆｅ）のいずれかである）で表されるホウ酸化合物よりなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
半導体素子の一方の面がダイパッドに接着され、該半導体素子の他方の面に外部接続用パッドが設けられ，該外部接続用パッドが導電ワイヤを介して外部リードに接続され、少なくとも該半導体素子がエポキシ樹脂組成物により封止されている樹脂封止型半導体装置であって、該エポキシ樹脂組成物が式（１）
ｘＭ（ＩＩ）Ｏ・ｙＢ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ…（１）
（式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０、Ｍ（ＩＩ）はカルシウム（Ｃａ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂｅ），バリウム（Ｂａ），鉄（Ｆｅ）のいずれかである）で表されるホウ酸化合物よりなる難燃剤を含むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項８】
半導体素子と、該半導体素子の一方の面の一部に接着層を介して接続された外部リードと、該半導体素子の前記接着層を有する側に設けられた外部接続用パッドと、該パッドと該外部リードとを接続する導電ワイヤとを有し、少なくとも半導体素子がエポキシ樹脂組成物により封止されている樹脂封止型半導体装置であって、該エポキシ樹脂組成物が式（１）
ｘＭ（ＩＩ）Ｏ・ｙＢ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ…（１）
（式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０、Ｍ（ＩＩ）はカルシウム（Ｃａ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂｅ），バリウム（Ｂａ），鉄（Ｆｅ）のいずれかである）で表されるホウ酸化合物よりなる難燃剤を含むことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃剤としてホウ酸化合物を含有し、燃焼時に有害ガスが発生しない環境に優れたエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置は量産性の点で有利な樹脂封止型が主流になっている。半導体封止用樹脂としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤を配合した組成物が成形性、機械特性、吸湿特性及び接着性等の特性バランスが良く、しかも信頼性が優れている。
【０００３】
この半導体封止用樹脂組成物には難燃性を付与するために、臭素化エポキシ樹脂又は臭素化フェノール樹脂等の臭素化化合物と、アンチモン化合物とが添加されている。しかしながら、これらの化合物は燃焼時に有害ガスを発生し環境に悪影響を与える可能性があることが心配されている。
【０００４】
一方、半導体装置を高温下に放置した場合、臭素系化合物中から脱離した脱離臭素により半導体素子のアルミニウム配線パッドと金ワイヤとの接続部分が腐食されやすく、臭素無添加系に比べて短時間で断線、故障し易い。そのため自動車のエンジンルーム内や高温雰囲気下で用いる電気機器内の半導体装置はその塔載箇所が限定される。また、脱離臭素は半導体素子のアルミニウム配線の腐食そのものを促進させ、半導体装置の耐湿信頼性を低下させる原因になる。
【０００５】
難燃助剤であるアンチモンも腐食の一要因となる。すなわち、アンチモンと臭素が結合して臭素化アンチモンガスを発生し、このガスは更に臭素の脱離反応を促進させる。
このため、難燃性及び半導体装置の信頼性を同時に満足できる、有害ガスを発生しない半導体封止材料が強く望まれている。
【０００６】
半導体装置が高温高湿下で使用される場合でも半導体封止用樹脂組成物の臭素化合物から臭素の脱離を抑える方法として特許文献１は熱安定性の高いメタ位に臭素が配位した臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いること、特許文献２は脱離臭素を捕捉する無機ハイドロタルサイト系のイオン捕捉剤を用いることを開示する。また、特許文献３と特許文献４は赤リン系難燃剤を用いること、特許文献５はホウ酸亜鉛等のホウ酸系化合物をシリカと共に用いることを開示し非ハロゲン系難燃化手法を提示する。
【０００７】
更に特許文献６と特許文献７はフェノール樹脂、リン又は赤リン、窒素、ホウ素化合物、金属水和物から選ばれた非ハロゲン系難燃剤の２種以上の併用系を開示する。
しかしながら、上記の特許文献１で用いる臭素化エポキシ樹脂は、熱分解温度の上昇効果は極めて小さく、臭素の脱離を防止する効果が劣る。
【０００８】
また、特許文献２のイオン捕捉剤はその配合量を増やしても臭素補足能力に限界があり、配合量が多すぎると封止用樹脂組成物の成形性の低下や吸湿率が大きくなる問題が生じる。
【０００９】
特許文献３と特許文献４の非ハロゲン系難燃剤は難燃性の付与効果が臭素／アンチモン系に比ベてかなり劣る。このため、難燃性ＵＬ−９４規格Ｖ−０を満足するには、難燃剤を多量に配合する必要がある。該非ハロゲン系難燃剤を多量に配合した封止用樹脂組成物は成形性及び接着性の低下並びに吸湿率の増大を招くおそれがある。
【００１０】
そのため、非ハロゲン系難燃剤を用いた樹脂組成物は積層板や電気部品の絶縁材料に用途が限定されているのが現状である。
【００１１】
また、赤リンを難燃剤に用いる場合は爆発や発火しやすいので取り扱いには注意が必要である。
【特許文献１】
特開平５−３２０３１９号公報
【特許文献２】
特開平４−４８７５９号公報
【特許文献３】
特開平７−１５７５４２号公報
【特許文献４】
特開平７−１７３３７２号公報
【特許文献５】
特開平６−１０７９１４号公報
【特許文献６】
特開平７−３３１０３３号公報
【特許文献７】
特開平８−１５１５０５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、半導体封止用樹脂組成物の難燃性と半導体装置の各種信頼性を同時に改善する半導体封止用樹脂組成物の開発が課題であり多くの方法が提案されている。
本発明は、上記の状況に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、非ハロゲン系難燃剤を用いた難燃性と成形性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び該組成物で封止した半導体装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者等は各種難燃剤について鋭意検討した。その結果、特定のホウ酸化合物を用いることにより上記目的を達成できることを見出した。本発明の要旨は次の通りである。
【００１４】
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、難燃剤を含むエポキシ樹脂組成物において、該難燃剤が式（１）
ｘＭ（ＩＩ）Ｏ・ｙＢ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ…（１）
（式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０、Ｍ（ＩＩ）は二価の金属を示す）で表される特定のホウ酸化合物よりなることを特徴とする。本発明は公知の各種難燃助剤を含むこともできる。
【００１５】
また、本発明は半導体素子の少なくとも一部が、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、難燃剤を含むエポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置において、該難燃剤が式（１）
ｘＭ（ＩＩ）Ｏ・ｙＢ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ…（１）
（式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０、Ｍ（ＩＩ）は二価の金属を示す）で表される特定のホウ酸化合物よりなることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１６】
本発明は、半導体素子の一方の面がダイパッドに接着され、該半導体素子の他方の面に外部接続用パッドが設けられ，該外部接続用パッドと外部リードとが導電ワイヤを介して接続され，少なくとも該半導体素子がエポキシ樹脂組成物で封止されている半導体装置であって、該エポキシ樹脂組成物の難燃剤が式（１）で表されるホウ酸化合物よりなることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１７】
また、本発明は、半導体素子と外部リードとが接着層を介して接続され、該半導体素子の該接着層を有する面側に設けられた外部接続パッドと該外部リードとが導電ワイヤによって接続され、少なくとも半導体素子の一部がエポキシ樹脂組成物で封止されてなる半導体装置において、該エポキシ樹脂組成物の難燃剤が式（１）で表されるホウ酸化合物よりなることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１８】
上記について、更に詳しく説明する。
本発明において、式（１）で表されるホウ酸化合物は式中、ｘ／ｙ＝０．２〜６．０、ｚ／ｙ＝０．２〜６．０である。
【００１９】
ｘ／ｙが０．２未満では品質の安定したホウ酸化合物の合成が難しくなり、所望の特性即ち難燃性ＵＬ−９４規格Ｖ−０を満足する特性が得られない。ｘ／ｙが６．０以上になると難燃作用が低下し、実用に供しなくなる。実質的に好適な範囲は０．５〜３．０である。
【００２０】
ｚ／ｙ＝０．２〜６．０は化合物中における結晶水の割合を示し、ｚ／ｙが６．０を越えると脱水温度が低下する傾向が見られ、それに伴って難燃効果も低下する。ｚ／ｙが０．２未満では含水比率が少ないため、消火に必要な水の相対量が得られず、結果的には難燃性が不十分になる。
【００２１】
一般式（１）のＭは二価の金属を表し、具体的にはカルシウム（Ｃａ），マグネシウム（ Ｍｇ），ベリリウム（ Ｂｅ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ）、鉄（Ｆｅ）等があるが、これらの中では特にカルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）が最も難燃性及び成形性が優れている。
【００２２】
更には、必要に応じて例えば一般式（１）のＭが亜鉛、銅、ニッケル、マンガン、鉄等のホウ酸化合物を併用できる。
その配合比率は目的、用途に応じて適宜選択されるものであり、特に制約されるものではない。
【００２３】
本発明のホウ酸化合物は、例えば下記の（Ａ）〜（Ｄ）の工程により製造できる。
（Ａ）３５００Ｃ．Ｃの水にホウ砂２５０ｇ、ホウ酸５４０ｇを添加した溶液を作成する。
（Ｂ）５００Ｃ．Ｃの水にカルシウム、マグネシウム、ベリリウム、バリウム、鉄等の各種成分酸化物７０ｇ、９０％以上の濃硫酸９０ｇを含有した溶液を作成する。
（Ｃ）上記（Ａ）と（Ｂ）を２４時間攪拌混合する。
（Ｄ）（Ｃ）で得られた沈殿物を濾過し、水とアセトンで複数回繰り返し洗浄する。
本発明のホウ酸化合物の製造方法は、上記に特定されるものではなく、市販の化合物を用いてもよい。
【００２４】
本発明において、式（１）で表されるホウ酸化合物の粒子径として５μｍ以下を５０重量％以上にすることにより同じ添加量で難燃効果をより高くすることができる。粒子径が５μｍを越える粒子が５０重量％以上と多くなるとエポキシ樹脂組成物中での分散性が悪くなるため、一部に偏在が生じやすくなり結果的には難燃性が低下する。更に好ましくはホウ酸化合物の粒子径が０．５〜３μｍである。
【００２５】
本発明において、式（１）で表されるホウ酸化合物として脱水温度が３５０℃以上の化合物を用いることにより、同じ添加量で難燃効果をより高くできる。その理由はエポキシ樹脂の分解温度が２８０〜３４０℃であることから、エポキシ樹脂の分解ガスに着火した後に脱水し、その水で消火するためと考える。
【００２６】
特性変動が少ない品質の安定したホウ酸化合物を合成するためには、ホウ酸化合物の脱水温度の上限が６００℃位であることが好ましい。脱水温度の上限６００℃は難燃性作用を充分に発揮する温度でもある。
【００２７】
本発明において、式（１）で表されるホウ酸化合物の添加量はエポキシ樹脂１００重量部に対して、２〜８０重量部であることが好ましい。２重量部未満ではホウ酸化合物量が不足しＵＬ−９４規格Ｖ−０を満足しない。また８０重量部を超えるとホウ酸化合物によってはエポキシ樹脂組成物の成形時の流動性が低下し、トランスファー成形した際に金型内の材料流路の狭部が未充填となる場合がある。そのため薄型小型パッケージの半導体装置では安定した成形品が得られず、成形品形状に限定を受ける。
【００２８】
本発明において、式（１）で表されるホウ酸化合物と窒素化合物、金属水和化合物、金属酸化物の少なくとも一種よりなる難燃助剤とを併用することにより、半導体封止用として各種信頼性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供できる。
【００２９】
ホウ酸化合物単独に比ベてこれら窒素化合物、金属水和化合物、金属酸化物のうち一種、あるいは数種を併用することにより、その難燃特性における相乗効果が得られ、少ない添加量で難燃性ＵＬ−９４規格Ｖ−０を達成できる。このため、封止用樹脂組成物の成形性、電気特性、機械特性、接着性等の他の特性に与える影響も少ない。
【００３０】
上記の窒素化合物としては、例えばトリアジン化合物、メラミン及びその誘導体、メラミン硫酸塩、メラミンシアヌレート及びその誘導体、硫酸アンモニウム、ベンゾグアナミン及びその誘導体、シアヌール酸、イソシアヌール酸、メラミンフェノール及びその誘導体等が挙げられる。
【００３１】
上記の金属水和化合物としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ），マグネシウム（Ｍｇ），ベリリウム（Ｂｅ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ）等の金属の水酸化物等が挙げられる。これらの中でも水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム等が好ましい。
【００３２】
また、上記の金属酸化物としては、例えば酸化銅、酸化亜鉛、酸化セシウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化マンガン、酸化バリウム、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化インジウム、酸化錫、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ストロンチウム等が挙げられる。
【００３３】
これら難燃助剤の添加量はホウ酸化合物１００重量部に対して０．１〜１００重量部の範囲が好ましい。
【００３４】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂は特に限定するものでなく、半導体封止用として通常使用されている公知のものを用いることが出来る。例えば、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、 ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及びビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール類エポキシ樹脂、フェノールまたはクレゾールベースの３官能以上の多官能エポキシ樹脂、ビフェニル骨格、ナフタレン骨格、またはジシクロペンタジエン骨格を有する２官能または３官能のエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３５】
本発明において、硬化剤は１分子当たり１個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物が好ましく、特にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物が好ましい。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールとアラルキルエーテルとの重縮合物、ビスフェノール樹脂、オルトクレゾールノボラック樹脂、ポリパラビニルフェノール等が挙げられる。
【００３６】
硬化促進剤としては、アミン系の１，８ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７、イミダゾール系の２−メチルイミダゾール及びリン系のトリフェニルホスフィン等の公知のものを使用することができる。
【００３７】
本発明では、必要に応じて強靭化や低弾性率化及び接着性、離形性等の特性向上を目的に、充填剤、可とう化剤、カップリング剤、滑剤、着色剤等を配合することができる。
充填剤としては、公知の無機系及び有機系の充填剤を使用できる。その中でも特に溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ等の微粉末が成形性と熱膨張係数、電気特性、機械強度のバランスを計る上で好ましい。
【００３８】
該充填剤の粒子径は０．１〜３０μｍが好ましく、０．５〜１０μｍが特に好ましい。平均粒径０．１μｍ未満ではエポキシ樹脂組成物のチキソ性が高くなり、粘度が著しく上昇して成形が難しくなる。また、平均粒子径が３０μｍを越えると金型内の材料流路の狭部への材料充填ができなくなったり、樹脂成分と充填剤が分離し易くなり安定した成形品が得られなくなる。また、可撓化剤、カップリング剤、滑剤、着色剤等についても公知のものを用いることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を用いて具体的に説明する。
【００４０】
【実施例】
表１に実施例１〜９で用いたエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、難燃助剤及び硬化促進剤を示す。表２にホウ酸化合物系難燃剤の種類、ｘ／ｙ、ｚ／ｙ、平均粒径、脱水温度及び添加量を示す。そして、表３は実施例１〜９で用いた樹脂組成物の配合組成と成形性、難燃性の評価結果を示す。
【００４１】
本発明において、難燃性の評価はＵＬ−９４規格に従って行った。具体的には下記の方法で作成した短冊状の樹脂板（試験片）を用いて、該樹脂板の一方の端にガスバーナーの炎を近ずけ樹脂板を燃焼着火（第一着火）させ所定時間保持した後、ガスバーナーの炎を樹脂板から遠ざけ樹脂板の炎が消える迄の時間を測定する。その後、再度、同じ樹脂板の第１回着火部にガスバーナーで着火（第二着火）し、前回と同様炎が消える迄の時間を測定する。該測定を１種の樹脂組成物に付き５個の試験片を用いて測定し、その平均値が最大１０秒以内、合計５０秒以内の時Ｖ−０と判定する。それに対して最大３０秒以内、平均２５０秒以内の場合はＶ−１となる。
【００４２】
測定用試験片には、エポキシ樹脂組成物をトランスファープレスを用い、金型温度１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形時間９０秒で作成したアズモールド試片と、アズモールド試片を更に１８０℃で５時間加熱硬化させた後硬化試片とを用意した。試験片厚さは、いずれとも１／１６インチ（１．６ｍｍ）である。
【００４３】
成形性の評価はスパイラルフローをＥＭＭＩ−１−６６に準じ、試験片作成と同じ条件で成形した時の成形品長さを測定することで行った。
【００４４】
【表１】
0004147030.tif 000002
【００４５】
【表２】
0004147030.tif 000003
【００４６】
【表３】
0004147030.tif 000004
【００４７】
該実施例で用いた無機充填剤は平均粒径３〜１５μｍの角形シリカ及び平均粒径５μｍ以下の球形シリカと、平均粒径１０〜５０μｍの球形シリカの混合物である。カップリング剤としてエポキシシラン、離型剤としてモンタン酸エステルロウ、着色剤としてカーボンブラックを用いた。表１に示す各配合組成物をそれぞれ直径８インチの二軸加熱ロールを用い、ロール表面温度約６０〜９０℃で１０分間混練した。
【００４８】
実施例１に示すように本発明の特定のホウ酸化合物を難燃剤に用いることにより、ホウ酸化合物単独でも後硬化試片でＵＬ−９４規格のＶ−０を達成することができる。比較例と比ベると化合物中の金属酸化物とホウ酸の比率（ｘ／ｙ）、水和量（ｚ／ｙ）を規定することにより難燃効果の優れたホウ酸化合物を得ることができた。
【００４９】
実施例２に示すようにホウ酸化合物の粒径の小さいものを選択して５μｍ以下の含有量を７０重量％（５０重量％以上）にすることにより、実施例１に比ベて難燃剤がより少量でＵＬ−９４規格のＶ−０を達成できる。これは難燃剤のエポキシ樹脂中における分散性が向上して難燃効果が高まったためと考える。
【００５０】
実施例３に示すようにホウ酸化合物として、脱水温度がエポキシ樹脂の分解温度より高い、４３０℃（３５０℃以上）の材料を用いることにより、実施例１に比ベて難燃剤がより少量でＵＬ−９４規格のＶ−０を達成することができる。
【００５１】
この場合後硬化工程を施していない、アズモールド品でもＵＬ−９４規格のＶ−０を満足することが可能になる。一般的にエポキシ樹脂組成物は後硬化することによって難燃性が向上する。これは架橋密度があがることにより燃焼時に炭素残査を形成しやすいためと考える。
【００５２】
最近の半導体装置は量産性向上と低価格化を目的に、後硬化工程を省略した所謂アズモールド品のままで出荷する検討が行われている。本発明は難燃性を損なうことなく量産時のプロセス省略化の実現に対して貢献できる。
実施例４〜９に示すように本発明の特定のホウ酸化合物の量を２〜８０重量部にすることにより、後硬化試片の難燃性をＵＬ−９４規格のＶ−０を維持しながら成形性の目安であるスパイラルフローを長くすることができる。この値が長いほど流動性がよい材料であり、大面積の成形品を一括で形成できるため、製品の多数個取りができ量産性向上に貢献できる。
【００５３】
実施例５、８、９に示すように本発明の特定のホウ酸化合物をより効果的に使う手法として相乗効果の期待できる難燃助剤との組合せが有効である。難燃助剤を併用することによりホウ酸カルシウムの量を低減することができ、高流動性でかつアズモールド品のままでＵＬ−９４規格のＶ−０を満足することが可能になる。
図１は実施例５の難燃剤としてメタホウ酸ナトリウムを用いたもの及び実施例５中の難燃剤をメタホウ酸カルシウムからホウ酸亜鉛に代えたものについてそれぞれのアズモールド品［充填剤含有量（ＦＣ）８０重量％］における、難燃剤の添加量と燃焼最大時間（秒）の関係を示す。
【００５４】
また、図２は難燃剤の添加量と燃焼総計時間（秒）の関係を示す。
図１及び図２に示すように、本発明のメタホウ酸カルシウムを用いた場合は、ホウ酸亜鉛を用いた場合にくらべて添加量が１０部以下の少量でも格段に燃焼最大時間（秒）と燃焼総計時間（秒）が短くなり、優れた難燃性を示す。
【００５５】
実施例５では窒素化合物の代表例としてメラミン、実施例８では金属水和化合物の代表例として水酸化マグネシウム、実施例９では金属酸化物の代表例として酸化鉄を用いた。
【００５６】
比較例１はｘ／ｙが０．１で化合物中のホウ酸に比べて金属酸化物の比率が少ない例である。この場合平均粒径の大きい材料しか得られず、エポキシとの分散性が悪いため少量しか添加できずＵＬ−９４規格のＶ−０を達成することはできなかった。
【００５７】
比較例２はｘ／ｙが８．０及びｚ／ｙが１０で化合物中のホウ酸比率が少ない例である。この場合ホウ酸化合物を大量に添加しても難燃性の効果が低く、ＵＬ−９４規格のＶ−０を達成することはできなかった。またホウ酸化合物を大量に添加することによりスパイラルフローが低くなり成形性が低下する傾向にある。
【００５８】
図３に実施例１で得られたエポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止した半導体装置の例を示す。
【００５９】
本実施例の半導体装置は半導体素子１がダイパッド２上に銀ペースト等の接着層４を介して塔載されている。該半導体素子１の電気回路を有する面に外部接続用パッド６が設けられ，該パッドと外部リード３とが導電性ワイヤ５で電気的に接続されている。該半導体装置を、前記外部リード３の一部を除いて実施例１で得られたエポキシ樹脂組成物７により封止した。樹脂封止はトランスファー成形プレスを用いて、金型温度１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形時間９０秒の条件で行った。得られた半導体装置は１２１℃、２気圧のプレッシャ・クッカ釜中で２０００時間放置するプレッシャ・クッカ試験を行って、配線の腐食状況を検査した。その結果、腐食による配線の断線はなく正常に動作した。
【００６０】
図４に実施例５で得られたエポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止した半導体装置の例を示す。
【００６１】
本実施例の半導体装置は半導体素子１の電気回路（図示せず）を有する面の一部と外部リード３とが接着層８で接着されている。前記電気回路を有する面の一部に外部接続用パッド６が設けられ，該パッドと前記外部リード３とが導電性ワイヤ５により電気的に接続されている。該半導体装置を、前記外部リード３の一部を除いて実施例５で得られたエポキシ樹脂組成物７で封止した。樹脂封止はトランスファー成形プレスを用い、金型温度１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形時間９０秒の条件で行った。
得られた半導体装置は１２１℃、２気圧のプレッシャ・クッカ釜中で２０００時間放置後も配線の腐食による断線がなく正常に動作した。
【００６２】
【発明の効果】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、ハロゲン、アンチモン及びリン系等の難燃剤を使わずに特定のホウ酸化合物で極めて効果的に難燃化したものであり、環境の点で優れている。また、成形性や硬化物の耐熱院、耐湿性の点で優れている。このため、本発明のエポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は高密度化、高集積度化、小型薄型化、軽量化に対応でき工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】難燃剤をメタホウ酸カルシウムとホウ酸亜鉛とした場合の難燃剤の添加量と燃焼最大時間（秒）の関係を示す図。
【図２】難燃剤をメタホウ酸カルシウムとホウ酸亜鉛とした場合の難燃剤の添加量と燃焼総計時間（秒）の関係を示す図。
【図３】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置の断面図。
【図４】本発明の別の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止した別の半導体装置の断面図
【図１】
0004147030.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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