(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が下記一般式（I）で示されるエポキシ樹脂及び結晶性エポキシ樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含有し、一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂の配合比率は、一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂／結晶性エポキシ樹脂の重量比で８０／２０〜４０／６０で、（Ｂ）硬化剤が下記一般式（II）で示されるフェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤としてホスフィン化合物とキノン化合物の付加物を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１】
0004849290.tif 000023
（ここで、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は全て水素原子を示し、ｍ、ｎは０〜１０の整数で、ｍ／ｎ＝０．５〜５となる組合せを示す。ただし、ｍ、ｎが同時に０の場合を除く。）
【化２】
0004849290.tif 000024
（ここで、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は全て水素原子を示し、ｍ、ｎは１〜１０の整数で０．５≦ｍ／ｎ＜５を示す。）
【請求項２】
（Ｄ）無機充填剤をさらに含有する請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止された素子を備えた電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、封止用エポキシ樹脂成形材料、特に環境対応の観点から要求されるノンハロゲンかつノンアンチモンで難燃性の封止用エポキシ樹脂成形材料で、厳しい信頼性を要求されるＶＬＳＩの封止用に好適な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。この理由としては、エポキシ樹脂が電気特性、耐湿性、耐熱性、機械特性、インサート品との接着性などの諸特性にバランスがとれているためである。これらの封止用エポキシ樹脂成形材料の難燃化は主にテトラブロモビスフェノールＡのジグリシジルエーテル等のブロム化樹脂と酸化アンチモンの組合せにより行われている。
近年、環境保護の観点からダイオキシン問題に端を発し、デカブロムをはじめとするハロゲン化樹脂やアンチモン化合物に量規制の動きがあり、封止用エポキシ樹脂成形材料についてもノンハロゲン化（ノンブロム化）及びノンアンチモン化の要求が出てきている。また、プラスチック封止ＩＣの高温放置特性にブロム化合物が悪影響を及ぼすことが知られており、この観点からもブロム化樹脂量の低減が望まれている。
そこで、ブロム化樹脂や酸化アンチモンを用いずに難燃化を達成する手法としては、赤リンを用いる方法（特開平９−２２７７６５号公報）、リン酸エステル化合物を用いる方法（特開平９−２３５４４９号公報）、ホスファゼン化合物を用いる方法（特開平８−２２５７１４号公報）、金属水酸化物を用いる方法（特開平９−２４１４８３号公報）、金属水酸化物と金属酸化物を併用する方法（特開平９−１００３３７号公報）、フェロセン等のシクロペンタジエニル化合物（特開平１１-２６９３４９号公報）、アセチルアセトナート銅（加藤寛、機能材料、１１（６）、３４（１９９１））等の有機金属化合物を用いる方法などのハロゲン、アンチモン以外の難燃剤を用いる方法、充填剤の割合を高くする方法（特開平７−８２３４３号公報）等が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、封止用エポキシ樹脂成形材料に赤リンを用いた場合は耐湿性の低下の問題、リン酸エステル化合物やホスファゼン化合物を用いた場合は可塑化による成形性の低下や耐湿性の低下の問題、金属水酸化物や金属酸化物を用いた場合や、充填剤の割合を高くした場合は流動性の低下の問題がそれぞれある。また、有機金属化合物を用いた場合は、硬化反応を阻害し成形性が低下する問題がある。以上のようにこれらノンハロゲン、ノンアンチモン系の難燃剤では、いずれの場合もブロム化樹脂と酸化アンチモンを併用した封止用エポキシ樹脂成形材料と同等の成形性、信頼性を得るに至っていない。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、ノンハロゲンかつノンアンチモンで、成形性、耐リフロー性、耐湿性及び高温放置特性等の信頼性を低下させずに難燃性が良好な封止用エポキシ樹脂材料、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しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本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、特定のエポキシ樹脂及び硬化剤を配合した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。
【０００５】
すなわち、本発明は
（１）（Ａ）エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を必須成分とし、（Ａ）エポキシ樹脂が下記一般式（I）で示されるエポキシ樹脂及び結晶性エポキシ樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含有し、一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂の配合比率は、一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂／結晶性エポキシ樹脂の重量比で８０／２０〜４０／６０で、（Ｂ）硬化剤が下記一般式（II）で示されるフェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤としてホスフィン化合物とキノン化合物の付加物を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料、
【化３】
0004849290.tif 000002
（ここで、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は全て水素原子を示し、ｍ、ｎは０〜１０の整数で、ｍ／ｎ＝０．５〜５となる組合せを示す。ただし、ｍ、ｎが同時に０の場合を除く。）
【化４】
0004849290.tif 000003
（ここで、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は全て水素原子を示し、ｍ、ｎは１〜１０の整数で０．５≦ｍ／ｎ＜５を示す。）
（２）（Ｄ）無機充填剤をさらに含有する上記（１）に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、並びに
（３）上記（１）又は（２）に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止された素子を備えた電子部品装置、に関する。
【０００６】
【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、下記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂及び結晶性エポキシ樹脂を含有することが必要である。
【化５】
0004849290.tif 000004
ここで、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は全て水素原子を示し、ｍ、ｎは０〜１０の整数でｍ／ｎ＝０．５〜５となる組合せを示す。ただし、ｍ、ｎが同時に０の場合を除く。（Ｒ2）４は４個のＲ2を示し、（Ｒ3）４は４個のＲ3を示す。
上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂は、（  ）ｍ及び（  ）ｎで示される繰り返し単位の共重合体であるが、これらの繰り返し単位がランダムに結合したランダム共重合体であっても、交互に結合した共重合体であっても、ブロック共重合体であってもかまわないが、難燃性の観点からはランダム共重合体又は交互共重合体が好ましい。また、共重合比ｍ／ｎは特に制限はないが、重量比が１０〜０.１が好ましく、５〜０.５がより好ましい。重量比ｍ／ｎが０.１未満の場合は難燃性が低下する傾向にあり、１０より大きい場合は成形性が低下する傾向にある。
上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂の配合量は、その性能を発揮するために（Ａ）エポキシ樹脂全量に対して１０重量％以上とすることが好ましく、４０重量％以上がより好ましく、６０重量％以上がさらに好ましい。
【０００７】
また、結晶性エポキシ樹脂としては、結晶性を有するエポキシ樹脂であれば特に限定はないが、耐リフロー性の観点からは、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。
【０００８】
ビフェニル型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（III）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、スチルベン型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（IV）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、硫黄原子含有エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（Ｖ）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（VI）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化６】
0004849290.tif 000005
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8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７】
0004849290.tif 000006
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子及び炭素数１〜５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０〜１０の整数を示す。）
【化８】
0004849290.tif 000007
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれ、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９】
0004849290.tif 000008
（ここで、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子、置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基から選ばれ、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。）
【０００９】
上記一般式（III）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、たとえば、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。なかでも、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。
上記一般式（IV）で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、たとえば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−４，４′−ジヒドロキシ−３′，５′，６−トリメチルスチルベン、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−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等が挙げられ、なかでも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、及び４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記一般式（Ｖ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8が水素原子で、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8が水素原子で、Ｒ2及びＲ7がメチル基で、Ｒ3及びＲ6がｔ−ブチル基であるエポキシ樹脂がより好ましい。このような化合物としては、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。
上記一般式（VI）で示されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5及びＲ7が水素原子で、Ｒ1、Ｒ3、Ｒ6及びＲ8がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5及びＲ7が水素原子で、Ｒ1、Ｒ3、Ｒ6及びＲ8がメチル基であるエポキシ樹脂がより好ましい。このような化合物としては、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。
【００１０】
これらのビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は、いずれか１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は、その性能を発揮するために（Ａ）エポキシ樹脂全量に対して合わせて１０重量％以上とすることが好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上とすることがさらに好ましい。
【００１１】
上記一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂の配合比率は、特に限定はないが、一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂／結晶性エポキシ樹脂の重量比で９０／１０〜１０／９０とすることが好ましく、８０／２０〜４０／６０がより好ましい。９０／１０よりも結晶性エポキシ樹脂が少ない場合は流動性が低下する傾向にあり、１０／９０よりも一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂が少ない場合は難燃性が低下する傾向にある。
【００１２】
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置には、上記の一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂以外に従来公知のエポキシ樹脂を併用してもよい。たとえば、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、トリフェニルメタン骨格を有する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Ｓ等のジグリシジルエーテル、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、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン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、脂環族エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が好ましい。
【００１３】
ノボラック型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（VII）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１０】
0004849290.tif 000009
（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。）
上記一般式（VII）で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。なかでも、一般式（VII）中のＲとしては、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のアルコキシル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。ｎは０〜３の整数が好ましい。上記一般式（VII）で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
【００１４】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式（VIII）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【化１１】
0004849290.tif 000010
（ここで、Ｒ1及びＲ2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それぞれ独立して選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、mは０〜６の整数を示す。）
上記式（VIII）中のＲ1としては、たとえば、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、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜５の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。Ｒ2としては、たとえば、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、ｔ−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの炭素数１〜５の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、なかでも水素原子が好ましい。
【００１５】
ナフタレン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（IX）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式（Ｘ）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
下記一般式（IX）で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、ｌ個の構成単位及びｍ個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、下記一般式（Ｘ）で示されるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては特に制限はないが、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂が好ましい。
【化１２】
0004849290.tif 000011
（ここで、Ｒ1〜Ｒ3は水素原子及び置換又は非置換の炭素数１〜１２の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれ全てが同一でも異なっていてもよい。ｐは１又は０で、ｌ、ｍはそれぞれ０〜１１の整数であって、（ｌ＋ｍ）が１〜１１の整数でかつ（ｌ＋ｐ）が１〜１２の整数となるよう選ばれる。ｉは０〜３の整数、ｊは０〜２の整数、ｋは０〜４の整数を示す。）
【化１３】
0004849290.tif 000012
（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１〜１０の整数を示す。）
これらのナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂はいずれか１種を単独で用いても両者を組合わせて用いてもよい。
【００１６】
本発明において用いられる（Ｂ）硬化剤は、下記一般式（II）で示されるフェノール樹脂を含有することが必要であり、なかでも難燃性の観点からは、下記一般式（II）のＲ１、Ｒ２及びＲ３が全て水素原子である。
【化１４】
0004849290.tif 000013
ここで、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は全て水素原子を示し、ｍ、ｎは１〜１０の整数で、０．５≦ｍ／ｎ＜５を示す。（Ｒ2）４は４個のＲ2を示し、（Ｒ3）４は４個のＲ3を示す。
上記一般式（II）で示されるフェノール樹脂は、（  ）ｍ及び（  ）ｎで示される繰り返し単位の共重合体であるが、これらの繰り返し単位がランダムに結合したランダム共重合体であっても、交互に結合した共重合体であっても、ブロック共重合体であってもかまわないが、難燃性の観点からはランダム共重合体又は交互共重合体が好ましい。また、共重合比ｍ/ｎは特に制限はないが、重量比が１０〜０.１が好ましく、５〜０.５がより好ましい。重量比ｍ／ｎが０.１未満の場合は難燃性が低下する傾向にあり、１０より大きい場合は成形性が低下する傾向にある。
一般式（II）で示されるフェノール樹脂の配合量は、その性能を発揮するために（Ｂ）硬化剤全量に対して５０重量％以上とすることが好ましく、６０重量％以上がより好ましく、８０重量％以上がさらに好ましい。
【００１７】
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置には、上記フェノール樹脂以外に従来公知の硬化剤を併用してもよい。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、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型フェノール樹脂、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、フェノール類及び／又はナフトール類とシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のジクロペンタジエン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂などが挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて併用してもよい。
なかでも、耐リフロー性及び硬化性の観点からはアラルキル型フェノール樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型フェノール樹脂が好ましく、耐熱性、低膨張率及び低そり性の観点からはトリフェニルメタン型フェノール樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型フェノール樹脂が好ましい。
【００１８】
アラルキル型フェノール樹脂としては、たとえばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等が挙げられ、下記一般式（XI）で示されるフェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式（XI）中の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い。具体例としては、ｐ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、ｍ−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。
【化１５】
0004849290.tif 000014
（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。）
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式（XII）で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
【化１６】
0004849290.tif 000015
（ここで、Ｒ1及びＲ2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それぞれ独立して選ばれ、ｎは０〜１０の整数を示し、ｍは０〜６の整数を示す。）
トリフェニルメタン型フェノール樹脂としては、たとえば下記一般式（XIII）で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。下記一般式（XIII）で示されるトリフェニルメタン型フェノール樹脂としては特に制限はないが、たとえば、サリチルアルデヒド型フェノール樹脂、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド型フェノール樹脂、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。なかでもサリチルアルデヒド型フェノール樹脂が好ましい。
【化１７】
0004849290.tif 000016
（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１〜１０の整数を示す。）
ノボラック型フェノール樹脂としては、たとえば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、なかでもフェノールノボラック樹脂が好ましい。
【００１９】
（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に対する硬化剤中の水酸基数の比（硬化剤中の水酸基数／エポキシ樹脂中のエポキシ基数）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。成形性及び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。
【００２０】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、（Ｃ）硬化促進剤を配合する。（Ｃ）硬化促進剤は、たとえば、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ホスフィン化合物に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を付加してなる分子内分極を有するリン化合物などが好ましい。これらの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、硬化性及び流動性の観点からは、ホスフィン化合物及びホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が好ましく、トリフェニルホスフィン等の第三ホスフィン化合物及びトリフェニルホスフィンとキノン化合物との付加物がより好ましい。
【００２１】
（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、０．０１〜０．５重量％がより好ましい。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。
【００２２】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、必要に応じて（Ｄ）無機充填剤を配合することができる。（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、たとえば、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、これらの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、線膨張係数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、充填剤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、難燃性、成形性、吸湿性、線膨張係数低減及び強度向上の観点から、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して７０〜９５重量％が好ましく、７５〜９２重量％がより好ましい。７０重量％未満では難燃性及び耐リフロー性が低下する傾向があり、９５重量％を超えると流動性が不足する傾向がある。
【００２３】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から、必要に応じてイオントラップ剤をさらに配合することができる。イオントラップ剤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、たとえば、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、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、下記組成式（XIV）で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
【化１８】
Ｍｇ1-XＡｌX（ＯＨ）2（ＣＯ3）X/2・ｍＨ2Ｏ  ……(XIV)
（０＜Ｘ≦０.５、ｍは正の数）
イオントラップ剤の配合量は、ハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉できる十分量であれば特に制限はないが、流動性及び曲げ強度の観点から（Ａ）エポキシ樹脂に対して０．1〜３０重量％が好ましく、０．５〜１０重量％がより好ましく、１〜５重量％がさらに好ましい。
【００２４】
また、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、これらの１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には従来公知のノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を必要に応じて配合することができる。たとえば、赤リン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の無機物及び/又はフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂等で被覆された赤リン、リン酸エステル等のリン化合物、メラミン、メラミン誘導体、メラミン変性フェノール樹脂、トリアジン環を有する化合物、シアヌル酸誘導体、イソシアヌル酸誘導体等の窒素含有化合物、シクロホスファゼン等のリン及び窒素含有化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び下記組成式（XV）で示される複合金属水酸化物などが挙げられる。
【化１９】
ｐ(Ｍ1aＯb)・ｑ(Ｍ2cＯd)・ｒ(Ｍ3cＯd)・ｍＨ2Ｏ    （XV）
（ここで、Ｍ1、Ｍ2及びＭ3は互いに異なる金属元素を示し、a、b、c、d、ｐ、ｑ及びｍは正の数、ｒは０又は正の数を示す。）
上記組成式（XV）中のＭ1、Ｍ2及びＭ3は互いに異なる金属元素であれば特に制限はないが、難燃性の観点からは、Ｍ1が第３周期の金属元素、IIＡ族のアルカリ土類金属元素、IVＢ族、IIＢ族、VIII族、ＩＢ族、IIIＡ族及びIVＡ族に属する金属元素から選ばれ、Ｍ2がIIIＢ〜IIＢ族の遷移金属元素から選ばれることが好ましく、Ｍ1がマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、スズ、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛から選ばれ、Ｍ2が鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛から選ばれることがより好ましい。流動性の観点からは、Ｍ1がマグネシウム、Ｍ2が亜鉛又はニッケルで、ｒ＝０のものが好ましい。ｐ、ｑ及びｒのモル比は特に制限はないが、ｒ＝０で、ｐ／ｑが１／９９〜１／１であることが好ましい。なお、金属元素の分類は、典型元素をＡ亜族、遷移元素をＢ亜族とする長周期型の周期率表（出典：共立出版株式会社発行「化学大辞典４」１９８７年２月１５日縮刷版第３０刷）に基づいて行った。）また、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、酸化鉄、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ジシクロペンタジエニル鉄等の金属元素を含む化合物などが挙げられ、これらの１種を単独で用いても２種以上を組合わせて用いてもよい。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形材料により封止した素子を備えた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、たとえば、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等により封止してなる、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Package）、ＴＱＦＰ（Thin Quad 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、マザーボード接続用の端子を形成したインターポーザ基板に半導体チップを搭載し、バンプまたはワイヤボンディングにより半導体チップとインターポーザ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半導体チップ搭載側を封止したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＭＣＰ（Multi Chip 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。
【００３０】
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。
【００３１】
【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。
【００３２】
実施例１〜４、参考例１〜８、比較例１〜９
エポキシ樹脂として、下記一般式（XVI）で示されるアラルキル型エポキシ樹脂で、重量比ｍ／ｎが５でエポキシ当量が２７３であるエポキシ樹脂１、重量比ｍ／ｎが１でエポキシ当量が２６０であるエポキシ樹脂２、及び重量比ｍ／ｎが０．１でエポキシ当量が２４３であるエポキシ樹脂３、エポキシ当量２８０、軟化点６０℃のビフェニレン基を含有するアラルキル型エポキシ樹脂４（日本化薬株式会社製ＮＣ−３０００）、エポキシ当量１９６、融点１０６℃のビフェニル型エポキシ樹脂５（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２１０、融点１３０℃のスチルベン型エポキシ樹脂６、エポキシ当量２４５、融点１１０℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂７（新日鐵化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ）、エポキシ当量１９０、融点７５℃のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂８（新日鐵化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−８０ＸＹ）、又はエポキシ当量１９５、軟化点６５℃のｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂９（住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＣＮ−１９０）、硬化剤として下記一般式（XVII）で示されるアラルキル型フェノール樹脂で、重量比ｍ／ｎが５で水酸基当量が１９５であるフェノール樹脂１、重量比ｍ／ｎが１で水酸基当量が１８７であるフェノール樹脂２、及び重量比ｍ／ｎが０．１で水酸基当量が１７７であるフェノール樹脂３、水酸基当量１９９、軟化点８０℃のビフェニレン基を含有するアラルキル型フェノール樹脂４（明和化成株式会社製商品名ＭＥＨ−７８５１）、水酸基当量１７５、軟化点７０℃のフェノール・アラルキル樹脂（フェノール樹脂５、三井化学株式会社製商品名ミレックスＸＬ−２２５）、又は水酸基当量１０６、軟化点８０℃のフェノールノボラック樹脂（フェノール樹脂６、明和化成株式会社製商品名Ｈ−１）、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンと１，４−ベンゾキノンとの付加物（硬化促進剤１）、又は１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７のフェノールノボラック樹脂塩（硬化促進剤２）、無機充填剤として平均粒径１７．５μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇの球状溶融シリカ、難燃剤として、水酸化アルミニウム及びフェノール樹脂で被覆された赤リン（燐化学工業株式会社製商品名ノーバエクセル１４０）、又は、三酸化アンチモン及びエポキシ当量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）、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カルナバワックス（クラリアント社製）及びカーボンブラック（三菱化学株式会社製商品名ＭＡ−１００）をそれぞれ表１及び表２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１〜４、参考例１〜８及び比較例１〜９の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。
【化２０】
0004849290.tif 000017
【化２１】
0004849290.tif 000018
【００３３】
【表１】
0004849290.tif 000019
【００３４】
【表２】
0004849290.tif 000020
【００３５】
作製した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。結果を表３及び表４に示す。
なお、封止用エポキシ樹脂成形材料の成形は、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秒の条件で行った。また、後硬化は１８０℃で５時間行った。
（１）難燃性
厚さ１／１６インチの試験片を成形する金型を用いて、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形して後硬化を行い、ＵＬ−９４試験法に従って難燃性を評価した。
（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条件で直径５０ｍｍ×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）保存安定性
封止用エポキシ樹脂成形材料を３０℃、湿度４０％ＲＨの環境で所定時間保管して、上記（２）と同様にしてスパイラルフロー（流動距離）を測定し、保管前の流動距離に対して９０％になる保管時間を求めた。
（５）耐リフロー性
８ｍｍ×１０ｍｍ×０．４ｍｍ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、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して作製し、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、試験パッケージ数（５）に対するクラック発生パッケージ数で評価した。
（６）耐湿性
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、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で成形、後硬化して作製し、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、試験パッケージ数（１０）に対する不良パッケージ数で評価した。
なお、前処理は８５℃、８５％ＲＨ、７２時間の条件でフラットパッケージを加湿後、２１５℃、９０秒間のベーパーフェーズリフロー処理を行った。その後の加湿は０．２ＭＰａ、１２１℃の条件で行った。
（７）高温放置特性
上記（７）と同様に作製した試験用パッケージを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、試験パッケージ数（１０）に対する導通不良パッケージ数で、高温放置特性を評価した。
【００３６】
【表３】
0004849290.tif 000021
【００３７】
【表４】
0004849290.tif 000022
【００３８】
本発明における一般式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂、結晶性エポキシ樹脂及び一般式（II）で示されるフェノール樹脂を含まない比較例はいずれも、本発明の特性を満足していない。すなわち、比較例１、３〜５及び７は難燃性に劣り、ＵＬ−９４でＶ−０を達成していない。比較例２は流動性、耐リフロー性に劣る。また、赤リン系難燃剤を使用した比較例６は耐湿性に劣る。臭素系難燃剤と三酸化アンチモンを使用した比較例８、９は高温放置特性に劣る。
これに対して、実施例１〜４は、いずれもＵＬ−９４でＶ−０を達成しており、また、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低下せずに良好である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明になる封止用エポキシ樹脂成形材料は実施例で示したようにノンハロゲンかつノンアンチモンで難燃化を達成でき、これを用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば成形性が良好であり、耐リフロー性、耐湿性及び高温放置特性等の信頼性が良好な製品を得ることができ、その工業的価値は大である。