JP2009235164A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該組成物を用いて半導体素子を封止して得られる片面封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子が搭載された基板の片面を封止する際に生じる反りの発生を抑制し、さらに、リフロー時に半導体素子や基板との剥離の発生を抑制できる、優れた低反り性と充填性と耐熱信頼性とを兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体素子が搭載された基板の片面を封止するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を含有し、前記エポキシ樹脂が、特定のナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と、平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを含有し、前記無機充填剤の含有量が、組成物全量の６０質量％〜９５質量％であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体素子搭載用基板の片面に搭載された半導体素子（チップ）を封止するための半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該組成物を用いて半導体素子を封止して得られる片面封止型半導体装置に関する。

近年、電子機器の小型化・薄型化に伴い、半導体装置においては表面実装型パッケージの半導体装置が主流となってきている。また、表面実装型パッケージの半導体装置においては、リード端子数の増加に対応するために、両面封止型のパッケージであるＳＯＰ(Small Outline Package)、ＱＦＰ(Quad Flat Package)のような周辺実装型から、片面封止型のパッケージであるＢＧＡ(Ball Grid Array)のようなエリア実装型に主流が移り変わりつつある。

このような基板の片面のみに樹脂封止を行うような片面封止型半導体装置では、その構造が封止樹脂と基板が貼り合わされたバイメタルのような構造となっており、成形完了後に常温まで冷却される過程において、それぞれの熱収縮量の差異により、反りが発生しやすいという問題があった。また、このような片面封止型半導体素子は、はんだによりマザーボード等に電気的に接続する際、リフローと呼ばれる加熱処理によって、はんだを溶融させる。その際、封止樹脂が加熱されて、封止樹脂に吸湿されている水分が気化することによって、封止樹脂にクラックが発生したり、半導体素子や基板と封止樹脂との間に剥離が発生するという問題もあった。

半導体素子を封止するために用いられる封止樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂を用いることによって、架橋密度を低下させ、弾性率を低くすることができる。このように弾性率が低い場合、基板の熱収縮に対する封止樹脂の追従性が良くなり、熱応力や吸湿による寸法変化等の応力を緩和することができる。しかしながら、架橋密度が低いと、ガラス転移温度が低くなり、反りが大きくなるという問題があった。

また、他の封止樹脂として、例えば、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用いることによって、ガラス転移温度を高め、反りを低減できるが、吸湿性が高まる。このような吸湿性が高い封止樹脂であると、封止樹脂に吸湿された水分によるクラックや封止樹脂の剥離が発生しやすく、耐熱信頼性が低いという問題があった。

さらに、他の封止樹脂としては、例えば、下記特許文献１に記載のアルキルベンゼン変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物が挙げられる。
特開昭６２−２４６９２２号公報

特許文献１によれば、アルキルベンゼン変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物は、耐クラック性や耐湿性に優れ、さらに低応力であることが開示されている。しかしながら、このようなエポキシ樹脂を、片面封止型のパッケージを形成するために用いると、粘度が高いため、封止時にワイヤー配線が変形するワイヤースイープが発生してしまうという懸念があった。また、粘度が高いため、充填性が低下し、未充填パッケージが発生するおそれもあった。さらに、粘度が高いために、無機充填材を多く含有させることができず、良好な低反り性を達成することが困難であった。

本発明は、半導体素子が搭載された基板の片面を封止する際に生じる反りの発生を抑制し、未充填パッケージの発生を抑制し、さらに、リフロー時に半導体素子や基板との剥離の発生を抑制できる、優れた低反り性と充填性と耐熱信頼性とを兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体素子が搭載された基板の片面を封止するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を含有し、前記エポキシ樹脂が、下記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と、平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを含有し、前記無機充填剤の含有量が、組成物全量の６０質量％〜９５質量％であることを特徴とする。

（式中、Ｒ_１〜Ｒ_４は、独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、及びアリル基から選択される原子又は基を示し、Ｇは、グリシジル基を示し、ｎは、１〜５を示す。）

前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）は、吸湿性が低く、応力が低いので、半導体素子が搭載された基板の片面を封止する際に生じる反りの発生を抑制し、さらに、リフロー時に基板との剥離の発生を抑制できる。一方、前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）は、平均のエポキシ当量が２００以下であるので、架橋密度の比較的高い硬化部分を形成し、このようなビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）を、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と併用することによって、優れた耐リフロー性及び低反り性を達成でき、さらに、充填性も向上させることができる。

また、前記無機充填材を、組成物全量の６０質量％〜９５質量％となるように含有させることによって、封止性を高めることができる。さらに、エポキシ樹脂組成物の吸湿性を低下させ、よって、リフロー時に半導体素子や基板との剥離の発生をより抑制できる。

以上より、上記のような構成によれば、半導体素子が搭載された基板の片面を封止する際に生じる反りの発生を抑制し、未充填パッケージの発生を抑制し、さらに、リフロー時に半導体素子や基板との剥離の発生を抑制できる、優れた低反り性と充填性と耐熱信頼性（耐リフロー性）とを兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。

また、前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）に対する前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の質量比（Ａ／Ｂ）が、０．３〜４であることが好ましい。このような構成によれば、前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）を前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と併用する効果を充分に発揮でき、より優れた低反り性と耐熱信頼性とを兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。

また、前記半導体封止用エポキシ樹脂において、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の平均のエポキシ当量が、２４０〜２９０であることが好ましい。このような構成によれば、硬化物の架橋密度を好適にし、応力を適切にでき、反りの発生をより抑制できる。

また、前記半導体封止用エポキシ樹脂において、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の含有量が、前記エポキシ樹脂全量に対して、３０質量％以上であることが、粘度が低く、低ワイヤースイープ性である点から好ましい。

前記硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂であることが、成形後の熱時剛性が高くなるため、成形性の点から好ましい。

また、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の１５０℃における粘度が、０．０９Ｐａ・ｓ以下であることが、充填性が高まる点から好ましい。なお、ここで、１５０℃における粘度とは、１５０℃において、ＩＣＩコーンプレート回転粘度計で測定したＩＣＩ粘度をいう。

また、前記エポキシ樹脂組成物において、ハロゲン系難燃剤、ハロゲン含有エポキシ樹脂、及びアンチモン化合物を実質的に含有しないことが好ましい。

また、本発明の片面封止型半導体装置は、前記半導体封止用エポキシ樹脂を用いて、半導体素子搭載用基板の片面に搭載された半導体素子を封止して得られることを特徴とする。このような構成によれば、反りの発生が抑制され、さらに半導体素子や基板と封止樹脂との剥離の発生も抑制された片面封止型半導体装置が得られる。

本発明によれば、半導体素子が搭載された基板の片面を封止する際に生じる反りの発生を抑制し、さらに、リフロー時に半導体素子や基板との剥離の発生を抑制できる、優れた低反り性と充填性と耐熱信頼性とを兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供できる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体素子が搭載された基板の片面を封止するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を含有し、前記エポキシ樹脂が、下記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と、平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを含有し、前記無機充填剤の含有量が、組成物全量の６０質量％〜９５質量％であることを特徴とする。

（式中、Ｒ_１〜Ｒ_４は、独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、及びアリル基から選択される原子又は基を示し、Ｇは、グリシジル基を示し、ｎは、１〜５を示す。）

本発明で用いられるエポキシ樹脂としては、上記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と、平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを含有する。

前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを併用することによって、優れた耐リフロー性及び低反り性を達成でき、さらに、充填性も向上させることができる。

前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）は、上記ｎが５より大きいと、粘度が高まり、充填性が低下するおそれがある。

また、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の平均のエポキシ当量が、２４０〜２９０であることが好ましく、２４５〜２８０であることがより好ましい。エポキシ当量が小さすぎると、吸湿性が高まり、耐リフロー性が低下する傾向があり、大きすぎると、ＩＣＩ粘度が高まり、充填性が低下し、未充填パッケージが発生しやすくなる傾向がある。

また、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の１５０℃における粘度が、０．０９Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、０．０７Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。

前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）の平均のエポキシ当量が、２００以下であり、１６０〜１９７であることが好ましい。エポキシ当量が小さすぎると、吸湿性が高まり、耐リフロー性が低下する傾向があり、大きすぎると、ＩＣＩ粘度が高まり、充填性が低下し、未充填パッケージが発生しやすくなる傾向がある。

また、前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）に対する前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の質量比（Ａ／Ｂ）が、０．３〜４であることが好ましい。前記質量比が大きすぎると粘度が高くなり、充填性が低下する傾向があり、小さすぎると、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）を含有させた効果が充分に得られず、良好な低反り性が達成できない傾向がある。

また、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の含有量が、前記エポキシ樹脂全量に対して、３０質量％以上であることが好ましい。前記含有量が少なすぎると、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）を含有させた効果が充分に得られず、良好な低反り性が維持できなくなる傾向がある。

また、前記エポキシ樹脂としては、前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）及び前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）以外のエポキシ樹脂を含んでいてもよく、具体的には、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フェニレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明のエポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂の含有割合は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全量に対して、２〜２６質量％であることが好ましい。

本発明で用いられる硬化剤としては、前記エポキシ樹脂を硬化させるためのものであり、従来公知の硬化剤を用いることができる。具体的には、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂等のビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等、各種多価フェノール化合物又はナフトール化合物等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの中でも、フェノールノボラック樹脂が好ましく、その含有量は、硬化剤全量に対して、１０質量％以上であることが、低反り性を高める点から好ましい。また、耐熱信頼性及び低吸湿性の点では、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂が低架橋密度を達成できるため、好ましい。

硬化剤の含有量は、特に制限されないが、全エポキシ樹脂に対する割合で全エポキシ樹脂／全硬化剤（当量比）＝０．８〜１．４であることが好ましく、０．９〜１．２であることがより好ましい。この割合が小さすぎると、硬化剤の含有量が多すぎて経済的に不利となる傾向があり、また上記割合が大きすぎると、硬化剤の含有量が少なすぎて硬化不足になる傾向がある。

本発明で用いられる硬化促進剤としては、エポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤の水酸基との反応（硬化反応）を促進するためのものであり、従来公知の硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤の具体例としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、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有機ホスフィン類；１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン類；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、２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

硬化促進剤の含有量は、全樹脂成分（エポキシ樹脂と硬化剤の合計量）に対して、０．４〜３質量％であることが好ましい。硬化促進剤の含有量が少なすぎると、硬化促進効果を高めることができない傾向にある。また、多すぎると、成形性に不具合を生じる傾向があり、また、硬化促進剤の含有量が多すぎて経済的に不利となる傾向がある。

本発明において用いられる無機充填材は、従来公知の無機充填材を用いることができる。具体的には、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、流動性及び充填性の点から、溶融シリカが好ましく、さらに球状のものが好ましく、真球状に近いものほど好ましい。

本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる無機充填材の含有量は、組成物全量の６０質量％〜９５質量％であり、好ましくは７０〜９２質量％である。前記無機充填材の含有量が６０質量％未満の場合には、低吸湿性、低線膨張率が得られないために低反り性と耐リフロー性が低下する傾向がある。また、９５質量％を超える場合には、流動性が低下して、未充填ボイドなどが生じてパッケージクラックが発生しやすい傾向がある。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物では、上記のように無機充填材の配合量を多くしても、耐ハンダリフロー性と低反り性を兼ね備えながら、流動性にも優れたエポキシ樹脂組成物が得られる。

本発明のエポキシ樹脂組成物には上記以外の組成として、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば離型剤、シランカップリング剤、難燃剤、着色剤、シリコーン可とう剤、イオントラップ剤等を必要に応じてその発現量を添加してもさしつかえない。

前記離型剤としては、例えばカルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボシキル基含有ポリオレフィン等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

前記シランカップリング剤としては、例えば、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トリエトキシシラン、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メトキシシラン等が挙げられる。

前記難燃化剤としては、例えば、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、赤リンや有機リン等のリン系難燃剤等が挙げられる。また、金属水酸化物は、チタネート系カップリング剤で予め表面処理されたものであってもよい。一般的に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、難燃性を付与するために、臭素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のハロゲン含有エポキシ樹脂、やアンチモン化合物等の難燃剤が配合されている。しかしながら、これらの難燃剤は、環境面や衛生面等の点から問題があり、規制される傾向にある。本発明のエポキシ樹脂組成物では、ハロゲン系難燃剤、ハロゲン含有エポキシ樹脂やアンチモン化合物を実質的に含有しなくても、上記金属水酸化物やリン系難燃剤等を含有させることで、難燃性を発揮できるので、臭素化エポキシ樹脂、及びアンチモン化合物を実質的に含有しないことが好ましい。

前記着色剤としては、例えば、カーボンブラックや染料等が挙げられる。また、前記シリコーン可とう剤としては、例えば、シリコーンエラストマ、シリコーンオイル、シリコーンゲル、シリコーンゴム等が挙げられる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、まず上記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材及びその他の材料を所定の量配合し、次にミキサーやブレンダーなどで均一に混合した後、ニーダーやロール等で加熱しながら混練するようにする。また混練後に、必要に応じて冷却固化し、粉砕して粉状に形成してもよい。

また、本発明の片面封止型半導体装置を製造するにあたっては、リードフレームや基板等に半導体素子を搭載した後、これを上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で形成される封止樹脂で封止するようにする。この封止にはトランスファー成形（トランスファーモールド）を採用することができ、半導体素子を搭載したリードフレームや基板等を金型のキャビティに配置した後、キャビティに上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を充填し、これを加熱して硬化させて封止樹脂を形成するものである。このトランスファー成形を採用した場合の金型の温度は、１６０〜１９０℃、成形時間は、４５〜１５０秒間に設定することができるが、金型の温度や成形時間及びその他の成形条件は、従来の封止成形と同様に設定することができ、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の材料の種類や製造される半導体装置の種類によって適宜設定変更できる。

以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

表１に示す配合割合（質量部）で、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材等の各成分をブレンダーで６分間混合し均一化した後、１００℃に加熱した２本ロールで溶融混練し、冷却後粉砕機で粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。実施例及び比較例においては次の原材料を用いた。
（エポキシ樹脂）
・ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）：下記一般式（ＩＩ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製のＥＸＡ−７３２０、軟化点：５８℃、１５０℃におけるＩＣＩ粘度：０．０７Ｐａ・ｓ、エポキシ当量：２５０）

・ビフェニル型エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ４０００ＨＫ（エポキシ当量：１９５）
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂：大日本インキ化学工業（株）製のＮ６６３ＥＸＰ（エポキシ当量：２００）
（硬化剤）
・フェノールノボラック樹脂：明和化成（株）製のＨ−１Ｍ、水酸基当量１０５
（硬化促進剤）
・トリフェニルホスフィン：北興化学工業（株）製のＴＰＰ
（無機充填材）
・溶融シリカ：電気化学工業（株）製のＦＢ６０
（その他の成分）
・メルカプトシランカップリング剤：信越化学工業（株）のＫＢＭ８０３
・カルナバワックス：大日化学（株）製のＦ１−１００
・カーボンブラック：三菱化学（株）製の♯４０
上記のように調製した各組成物を用いて、以下に示す方法により評価を行った。
（低反り性）
ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板（３５ｍｍ×３５ｍｍ×０．５ｍｍ（ｔ））に、１個の評価用チップ（８ｍｍ×９ｍｍ×０．３５ｍｍ（ｔ））を、銀ペーストを用いてマトリクス状に搭載した。そして、外形寸法２９ｍｍ×２９ｍｍ×０．８０ｍｍ（ｔ）の片面封止型の半導体パッケージである、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージをトランスファー成形した。そして、得られたＢＧＡの反り量（μｍ）を、表面粗さ測定器（（株）ミツトヨ製のＳＪ−４０２）で計測し、以下の基準で評価した。ＢＧＡの反り量（μｍ）は、ＢＧＡの対角線２本の両端を結んだ線とＢＧＡ表面との距離の最大値を測定した。なお、上記パッケージを形成できなかったものを、「測定不可」と評価した。

◎：１００μｍ以下
○：１００〜１３０μｍ
△：１３０〜１８０μｍ
×：１８０μｍ以上
なお、トランスファー成形の条件は、以下の通りである。
・金型圧力 ：１７５℃
・注入圧力 ：７０ｋｇｆ／ｃｍ^２
・成形時間 ：１２０秒
・後硬化 ：１７５℃、６時間
（耐熱信頼性）
低反り性の評価で得られた、封止厚２９ｍｍ×２９ｍｍ×０．８０ｍｍ（ｔ）のＢＧＡを３０℃、６０％Ｒｈの恒温恒湿機内で、９６時間放置して吸湿させた。そして、吸湿処理した後のＢＧＡを、ＩＲリフロー装置により、２６０℃の条件でリフロー処理を行った。そして、超音波測定装置を用いて、２４個のＢＧＡのパッケージ内部の剥離の有無を確認し、２４個のＢＧＡ中の剥離が発生したＢＧＡの数を数えた。その際、基板と封止樹脂との剥離、及びチップと封止樹脂との剥離をそれぞれ数えた。なお、上記パッケージを形成できなかったものを、「確認不可」と評価した。
（未充填発生パッケージ数）
低反り性の評価で得られた、封止厚２９ｍｍ×２９ｍｍ×０．８０ｍｍ（ｔ）のＢＧＡ２４個の封止表面を実体顕微鏡で観察した。そして、未充填箇所のあるパッケージ数を数え、試験パッケージ数（２４個）に対する未充填箇所のあるパッケージ数で評価した。

以上の結果を下記表１にまとめた。

表１に示した結果から、上記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを併用し、さらに、無機充填材である溶融シリカを、組成物全量の６０質量％〜９５質量％含有させた実施例１〜５は、耐熱信頼性と低反り性とがともに良好であり、未充填が発生したパーケージ数も少なかった。このことから、優れた低反り性と充填性と耐熱信頼性（耐リフロー性）とを兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られたことがわかった。

これに対して、上記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを併用していない比較例１〜５は、以下のような不具合が発生した。

エポキシ樹脂として、上記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）のみを含有する比較例１は、パッケージに未充填が発生した。

エポキシ樹脂として、上記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）を含有していない比較例２〜４は、耐熱信頼性（耐リフロー性）が低下した。

上記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）以外のエポキシ樹脂とを併用した比較例５は、耐熱信頼性（耐リフロー性）が低下した。

無機充填材である溶融シリカの含有量が、組成物全量に対して６０質量％未満である比較例６は、応力が大きくなり、耐熱信頼性が低下し、且つ低反り性が低下した。

無機充填材である溶融シリカの含有量が、組成物全量に対して９５質量％を超える比較例７は、上記パッケージを形成できない場合が多く、低反り性及び耐熱信頼性を評価できなかった。そして、パッケージを形成できた場合であっても、未充填が多かった。

Claims (8)

1. 半導体素子が搭載された基板の片面を封止するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
   エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を含有し、
   前記エポキシ樹脂が、下記一般式（Ｉ）に示すナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）と、平均のエポキシ当量が２００以下のビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）とを含有し、
   前記無機充填剤の含有量が、組成物全量の６０質量％〜９５質量％であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
   

   

   
   （式中、Ｒ_１〜Ｒ_４は、独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、及びアリル基から選択される原子又は基を示し、Ｇは、グリシジル基を示し、ｎは、１〜５を示す。）
2. 前記ビフェニル型エポキシ樹脂（Ｂ）に対する前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の質量比（Ａ／Ｂ）が、０．３〜４である請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. 前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の平均のエポキシ当量が、２４０〜２９０である請求項１又は請求項２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. 前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の含有量が、前記エポキシ樹脂全量に対して、３０質量％以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
5. 前記硬化剤が、フェノールノボラック樹脂である請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
6. 前記ナフタレン型構造を有するエポキシ樹脂（Ａ）の１５０℃における粘度が、０．０９Ｐａ・ｓ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
7. ハロゲン系難燃剤、ハロゲン含有エポキシ樹脂、及びアンチモン化合物を実質的に含有しない請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂を用いて、半導体素子搭載用基板の片面に搭載された半導体素子を封止して得られることを特徴とする片面封止型半導体装置。