封止用エポキシ樹脂成形材料及び半導体装置
【課題】流動性、信頼性に優れる薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ又は実装基板上に半導体チップが配置された半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止されたワイヤー流れ、ボイド等の成形不良やリフロー時の不良の発生が少ない薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ又は実装基板上に半導体チップが配置されたの半導体装置を提供する。
【解決手段】（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化２２】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
【解決手段】（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化２２】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止された半導体装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ、実装基板上に半導体チップが配置された薄型の半導体装置に好適な流動性に優れる封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止された、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良やリフロー時の不良の発生が少ない、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ、実装基板上に半導体チップが配置された薄型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、半導体装置は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。また素子の多機能化、大容量化によって、チップ面積の増大、多ピン化が進み、さらにはパッド（電極）数の増大によって、パッドピッチの縮小化とパッド寸法の縮小化、いわゆる狭パッドピッチ化も進んでいる。
【０００３】
また、さらなる小型軽量化に対応すべく、パッケージの形態もＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）といったものから、より多ピン化に対応しやすく、かつより高密度実装が可能なＣＳＰ（Chip Size Package）やＢＧＡ（Ball Grid Array）へ移行しつつある。これらのパッケージは近年、高速化、多機能化を実現するために、フェースダウン型、積層（スタックド）型、フリップチップ型、ウェハーレベル型等、新しい構造のものが開発されている。この中で、積層（スタックド）型はパッケージ内部に複数のチップを積み重ねてワイヤーボンディングで接続する構造であり、機能の異なる複数のチップを一つのパッケージに搭載可能であるため、多機能化が可能となる。
【０００４】
また、ＣＳＰやＢＧＡを作製する際の樹脂封止工程も１チップ１キャビティの封止方法に変わって、複数のチップを１キャビティで封止する、いわゆる一括モールド型の封止方法が開発され、生産効率の向上、低コスト化が図られている。
【０００５】
一方、封止材には、半導体装置をプリント基板へ表面実装する際の懸案事項である耐リフロー性や、実装後の信頼性として要求される温度サイクル性等を高いレベルでクリアすることが求められ、樹脂粘度の低減とこれによる充填剤の高充填化によって封止材に低吸湿化と低膨張化を付与し対応を図ってきた。
【０００６】
しかし、従来の封止材では、ワイヤー流れやボイドといった成形不良が多発し、薄型化、チップの大面積化、多ピン化、狭パッドピッチ化等に対応した半導体装置の製造が困難であった。これに対応すべく、封止材にはさらなる樹脂粘度の低減や充填剤組成の変更等による改善が試みられているが、未だ充分な結果を得てはいない。さらにはロングワイヤー化となる積層（スタックド）型ＣＳＰやキャビティ体積の大きい一括モールド対応の半導体装置では、さらに厳しい流動特性が封止材には求められてくる。
【０００７】
上記問題を解決する手段としていくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。しかしながら、特許文献１にあるような球状溶融シリカを用いる方法、特許文献２にあるようなビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と１５０℃の溶融粘度が２ポイズ以下であるフェノール・アラルキル樹脂を用いる方法及び特許文献３にあるような充填剤の粒度分布を規定する方法だけでは、現在の最先端薄型パッケージをボイドや金線流れといった不良を起こさずに成形し、さらには耐リフロー性を向上させるということを達成することはできなかった。
【特許文献１】特開平０７−１６５８７６
【特許文献２】特開平０６−０８０７６３
【特許文献１】特開平０５−０２０６３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、流動性、信頼性に優れる半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこれにより封止されたワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生やリフロー時の不良の発生が少ない半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下に関する：
（１）（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化７】
【００１０】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
（２）（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える半導体装置に用いる封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化８】
【００１１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
（３） （Ｅ）無機充填剤をさらに含有する上記（１）又は（２）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１２】
（４） （Ｆ）硬化促進剤をさらに含有する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１３】
（５） 半導体装置がスタックド型パッケージである上記（１）〜（４）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１４】
（６） 半導体装置が一括モールド型パッケージである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１５】
（７） （Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である上記（１）〜（６）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１６】
（８） （Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である上記（１）〜（７）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１７】
（９） （Ｂ）硬化剤が下記一般式（II）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（III）で示されるビフェニル型フェノール樹脂を含有する上記（１）〜（８）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化９】
【００１８】
（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１０】
【００１９】
（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。）
（１０） （Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が下記一般式（IV）で示される化合物を含有する上記（１）〜（９）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１１】
【００２０】
（ここで、Ｒ1は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ3はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
（１１） （Ｄ）リン酸エステルが下記一般式（Ｖ）で示される化合物を含有するものである上記（１）〜（９）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１２】
【００２１】
（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
（１２）（Ａ）一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全量に対して６０重量％以上含有するものである上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００２２】
（１３） 上記（１）〜（１２）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半導体装置。
【００２３】
（１４） 以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える上記（１３）記載の半導体装置。
【００２４】
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、流動性、信頼性に優れる半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこれにより封止されたワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生やリフロー時の不良の発生が少ない半導体装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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、硫黄原子含有エポキシ樹脂を含有し、さらに２級アミノ基を有するシランカップリング剤又はリン酸エステルを必須成分とする、特定の半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止された半導体装置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。
【００２７】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂としては、分子中に硫黄原子を含有するものであれば特に制限はないが、スルフィド骨格を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等の主鎖骨格に硫黄原子を有するエポキシ樹脂が好ましく、耐リフロー性の観点からはスルフィド骨格を有するエポキシ樹脂がより好ましい。なかでも、下記一般式（Ｉ）に示される硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましい。
【化１３】
【００２８】
上記式（Ｉ）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、なかでも水素原子、メチル基及びイソブチル基が好ましい。ｎは０〜３の整数を示す。
【００２９】
上記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7が水素原子で、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7が水素原子で、Ｒ1及びＲ8がｔ−ブチル基で、Ｒ4及びＲ5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−１２０ＴＥ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。この硫黄原子含有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。
【００３０】
封止用エポキシ樹脂成形材料には、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂以外のその他のエポキシ樹脂をさらに含有してもよい。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、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、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。
【００３１】
なかでも流動性、耐リフロー性の観点からは、下記一般式（VI）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【化１４】
【００３２】
（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（VI）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。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。
【００３３】
流動性、難燃性の観点からは下記一般式（VII）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１５】
【００３４】
上記式（VII）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、なか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。
【００３５】
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ＹＳＬＶ−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。
【００３６】
流動性、硬化性の観点からは下記一般式（VIII）で示されるスチルベン型エポキシ樹脂が好ましい。
【化１６】
【００３７】
（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。）
上記一般式（VIII）で示されるスチルベン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−２１０（住友化学工業株式会社製商品名）が市販品として入手可能である。
【００３８】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度は、流動性の観点から２ポイズ以下が好ましく、１ポイズ以下がより好ましく、０.５ポイズ以下がさらに好ましい。ここで、溶融粘度とはＩＣＩコーンプレート粘度計で測定した粘度を示す。
【００３９】
（Ｂ）硬化剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に使用されるものであれば特に制限はないが、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。
【００４０】
なかでも耐リフロー性の観点からは、下記一般式（II）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１７】
【００４１】
（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。）
難燃性の観点からは下記一般式（III）で示されるビフェニル型フェノール樹脂が好ましい。
【化１８】
【００４２】
上記式（III）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、なか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。
【００４３】
上記一般式（III）で示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、なか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−７８５１（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。
【００４４】
上記一般式（II）で示されるフェノール・アラルキル樹脂と上記一般式（III）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。
【００４５】
（Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度は、流動性の観点から２ポイズ以下が好ましく、１ポイズ以下がより好ましい。ここで、溶融粘度とはＩＣＩ粘度を示す。
【００４６】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂と（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の範囲に設定することがより好ましい。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。
【００４７】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤は分子内に２級アミノ基を有するシラン化合物であれば特に制限はないが、たとえば、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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）アミノプロピルトリメトキシシラン、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等が挙げられる。
【００４８】
なかでも流動性及び特に良好な円板フローを得るという観点からは、下記一般式（IV）で示されるアミノシランカップリング剤が好ましい。
【化１９】
【００４９】
（ここで、Ｒ1は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ3はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
上記一般式（IV）で示されるアミノシランカップリング剤としては、たとえばγ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン等が挙げられる。特に好ましくは、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランである。
【００５０】
上記（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を封止用エポキシ樹脂成形材料に配合すると、必須成分と充填剤のような任意成分との接着性が向上し、結果的に必須成分と任意成分の機能が好適に発揮されるという作用・効果が得られる。任意成分の中でも特に後に説明する（Ｅ）無機充填剤の作用効果が好適に発揮される観点から、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を用いる場合は、（Ｅ）無機充填剤を加えることが好ましい。
【００５１】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３７〜４．７５重量％であることが好ましく、０．０８８〜２．３重量％であることがさらに好ましい。０．０３７重量％未満では円板フローが低下し、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良が発生しやすくなる傾向や、フレームとの接着性が低下する傾向がある。４．７５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。尚、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、後に説明する（Ｅ）無機充填剤を加える場合、（Ｅ）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。配合量を規定した理由は上記と同様である。
【００５２】
（Ｄ）リン酸エステルはリン酸とアルコール化合物又はフェノール化合物のエステル化合物であれば特に制限はないが、例えばトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリス（２，６−ジメチルフェニル）ホスフェート及び芳香族縮合リン酸エステル等が挙げられる。なかでも耐加水分解性の観点からは、下記一般式（Ｖ）で示される芳香族縮合リン酸エステルが好ましい。
【化２０】
【００５３】
（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
上記式（Ｖ）のリン酸エステル（Ｄ）を例示すると、下記構造式（ＸI）〜（ＸＶ）で示されるリン酸エステル等が挙げられる。
【化２１】
【００５４】
これらリン酸エステル（Ｄ）の添加量は、充填剤を除く他の全配合成分に対して、燐原子の量で０．２〜３．０質量％の範囲内であることが好ましい。０．２質量％より少ない場合は円板フローが低下し、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良が発生しやすくなる。また難燃効果を有することから難燃剤としても使用した場合、難燃効果が低くなる傾向がある。３．０質量％を超えた場合は成形性、耐湿性の低下や、成形時にこれらのリン酸エステルがしみ出し、外観を阻害する場合がある。
【００５５】
（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）又は（Ｄ）成分に加えて、さらに（Ｅ）無機充填剤を配合することが好ましい。（Ｅ）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封止用エポキシ樹脂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、モリブデン酸亜鉛及び下記組成式（XVI）にて示される複合金属水酸化物などが挙げられる。
【００５６】
ｐ(Ｍ1aＯb)・ｑ(Ｍ2cＯd)・ｒ(Ｍ3cＯd)・ｍＨ2Ｏ （XVI）
（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（XII）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。）
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。なかでも、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。
【００５７】
（Ｅ）無機充填剤を用いる場合、その配合量は、耐リフロー性の観点から封止用エポキシ樹脂成形材料に対して７５重量％以上が好ましい。耐リフロー性、流動性、成形性及び強度向上の観点からは、８０〜９５重量％がより好ましく、８８〜９２重量％がさらに好ましい。
【００５８】
（Ｅ）無機充填剤を用いる場合、封止用エポキシ樹脂成形材料には、樹脂成分と充項剤との接着性を高めるために、カップリング剤を配合することが好ましい。カップリング剤としては、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましいが、本発明の効果を達成できる範囲内で必要に応じてその他のカップリング剤を併用することができる。（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤と併用できるその他のカップリング剤としては、封止用エポキシ樹脂成形材料に用いられるものであれば特に制限はないが、たとえば、１級アミノ基及び／又は３級アミノ基を有するシラン化合物、エポキシシラン、メルカプトシラン、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が挙げられる。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メトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、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、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種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
これらその他のカップリング剤を用いる場合、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、その性能を発揮するためにカップリング剤全量に対して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。
【００６０】
上記（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を含むカップリング剤の全配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３７〜４．７５重量％であることが好ましく、０．０８８〜２．３重量％であることがより好ましい。０．０３７質量％未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があり、４．７５質量％を超えるとパッケージの成形性が低下する傾向がある。尚、上記カップリング剤の配合量は、（Ｅ）無機充填剤を加える場合、（Ｅ）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。配合量を規定した理由は上記と同様である。
【００６１】
硬化性の観点からは、さらに（Ｆ）硬化促進剤を配合することが好ましい。（Ｆ）硬化促進剤としては封止用エポキシ樹脂成形材料に使用されるものであれば特に制限はないが、たとえば、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。なかでも成形性及び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。
【００６２】
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。
【００６３】
封止用エポキシ樹脂成形材料は、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生を抑制する観点から、円板フローが８０ｍｍ以上であることが好ましい。ここで、円板フローとは、７８Ｎの荷重下における流動性を示す指標であり、封止用エポキシ樹脂成形材料５ｇを、金型温度１８０℃、荷重７８Ｎ、硬化時間９０秒の条件で成形した成形品の長径及び短径の測定値の平均値をいう。円板フローが８０ｍｍ以上である封止用エポキシ樹脂成形材料を用いることにより、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ又は実装基板上に半導体チップが配置された半導体装置においてもワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生を低減することが可能となる。
【００６４】
封止用エポキシ樹脂成形材料としては、必須成分として（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、及び（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、所望により（Ｅ）無機充填剤や、（Ｆ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。
【００６５】
封止用エポキシ樹脂成形材料としては、以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える半導体装置に用いることが好ましい。
【００６６】
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
封止用エポキシ樹脂成形材料は、上記構成（ａ）〜（ｆ）を１以上備える半導体装置のなかでも、特に以下の構成を有する半導体装置に好適に用いられる。
ボイド低減の観点からは、構成（ａ）又は（ｅ）を備える半導体装置に好適に用いられ、構成（ａ）を備える半導体装置により好適に用いられ、構成（ａ）とその他の構成を１以上備える半導体装置にさらに好適に用いられる。
ワイヤー流れ低減の観点からは、構成（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）を備える半導体装置に好適に用いられ、構成（ｂ）を備える半導体装置により好適に用いられ、構成（ｂ）及び（ｃ）、又は構成（ｂ）及び（ｄ）を備える半導体装置にさらに好適に用いられ、構成（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置に特に好適に用いられる。
ボイド低減及びワイヤー流れ低減の観点からは、構成（ａ）及び（ｂ）、構成（ａ）及び（ｃ）、構成（ａ）及び（ｄ）、構成（ａ）及び（ｆ）、又は構成（ｃ）及び（ｅ）を備える半導体装置に好適に用いられ、構成（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）、又は構成（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）を備える半導体装置により好適に用いられ、構成（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）、又は構成（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置にさらに好適に用いられる。
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第１の好ましい態様においては、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、さらに任意成分としての（Ｅ）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、円板フローが８０ｍｍ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）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤及び（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の選定と（Ｅ）無機充填剤を用いる場合はその配合量が特に重要である。
【００６７】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第２の好ましい態様においては、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）無機充填剤及び（Ｆ）硬化促進剤の組み合わせ及び配合量を調整することによって、円板フローが８０ｍｍ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）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤及び（Ｆ）硬化促進剤の選定と（Ｅ）無機充填剤の配合量が特に重要である。
【００６８】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第３の好ましい態様においては、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｄ）リン酸エステル、（Ｅ）無機充填剤、（Ｆ）硬化促進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、円板フローが８０ｍｍ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）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｄ）リン酸エステル及び（Ｆ）硬化促進剤の選定と（Ｅ）無機充填剤の配合量が特に重要であり、それらの配合量は上記の通りである。
【００６９】
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難燃剤を必要に応じて添加することができる。
【００７０】
また、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、ビスマス等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。なかでも、下記組成式（XVII）で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
【００７１】
Ｍｇ１−ＸＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）Ｘ／２・ｍＨ２Ｏ …（XVII） （０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の数）
さらに、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。
【００７２】
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、らいかい機、プラネタリミキサ等によって混合又は溶融混練した後、冷却し、必要に応じて脱泡、粉砕する方法等を挙げることができる。また、必要に応じて成形条件に合うような寸法及び重量でタブレット化してもよい。
【００７３】
封止用エポキシ樹脂成形材料を封止材として用いて、半導体装置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、圧縮成形法等も挙げられる。ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等を用いてもよい。
【００７４】
半導体装置としては、必須成分として（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、及び（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、所望により（Ｅ）無機充填剤や、（Ｆ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料を封止材として用い、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や実装基板に、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た一般的な半導体装置などが挙げられる。
【００７５】
ここで、実装基板としては特に制限するものではなく、たとえば、有機基板、有機フィルム、セラミック基板、ガラス基板等のインターポーザ基板、液晶用ガラス基板、ＭＣＭ（Multi Chip Module）用基板、ハイブリットＩＣ用基板等が挙げられる。
【００７６】
半導体装置としてはさらに以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上備えるものが好ましい。
【００７７】
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である。
【００７８】
上記構成（ａ）〜（ｆ）を１以上備える半導体装置のなかでも、本発明の効果が大きいという観点からは特に以下の構成を有する半導体装置が好ましい。
【００７９】
ボイド低減の効果が大きいという観点からは、構成（ａ）又は（ｅ）を備える半導体装置、構成（ａ）を備える半導体装置が好ましく、構成（ａ）とその他の構成を１以上備える半導体装置がさらに好ましい。
【００８０】
ワイヤー流れ低減の効果が大きいという観点からは、構成（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）を備える半導体装置が好ましく、構成（ｂ）を備える半導体装置がより好ましく、構成（ｂ）及び（ｃ）、又は構成（ｂ）及び（ｄ）を備える半導体装置がさらに好ましく、構成（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置が特に好ましい。
【００８１】
ボイド低減及びワイヤー流れ低減の効果が大きいという観点からは、構成（ａ）及び（ｂ）、構成（ａ）及び（ｃ）、構成（ａ）及び（ｄ）、構成（ａ）及び（ｆ）、又は構成（ｃ）及び（ｅ）を備える半導体装置が好ましく、構成（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）、又は構成（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）を備える半導体装置がより好ましく、構成（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）、又は構成（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置がさらに好ましい。
【００８２】
このような半導体装置としては、たとえば、リードフレーム（アイランド、タブ）上に半導体チップ等の素子を固定し、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、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、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）等の樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにリードボンディングした半導体チップを、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を、封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＣＯＢ（Chip On Board）、ＣＯＧ（Chip On Glass）等のベアチップ実装した半導体装置、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、封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したハイブリッドＩＣ、ＭＣＭ（Multi Chip Module）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、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、これらの半導体装置は、実装基板上に素子が２個以上重なった形で搭載されたスタックド（積層）型パッケージであっても、２個以上の素子を一度に封止用エポキシ樹脂成形材料で封止した一括モールド型パッケージで
あってもよい。
【００８３】
図１に半導体装置の一例を示すが、本発明の半導体装置はこれに限られるものではない。図１は、アイランド（タブ）１上にダイボンド剤２を用いて半導体チップ３を固定し、半導体チップ３の端子部（ボンディングパッド）７とリードピン４をワイヤー５で接続（ワイヤボンディング）した後、封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）６を用いて封止したＱＦＰを示し、図１の（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図(一部透視図)、（ｃ）は半導体チップ３上の端子部（ボンディングパッド）７を拡大した上面図（一部透視図）を示す。
【００８４】
図１に示される半導体装置は、半導体チップ上面の封止材６の厚さａ及び半導体チップ裏面の封止材６の厚さｂの少なくともいずれかが０．７ｍｍ以下の薄型の半導体装置であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であっても、０.３ｍｍ以下であってもよい。また、パッケージ厚さ（半導体装置の総厚さ）ｃは２．０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましく、１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００８５】
半導体チップの面積ｄは２５ｍｍ２以上であることが好ましく、５０ｍｍ２以上であっても、８０ｍｍ２以上であってもよい。
【００８６】
リードピン４の数は８０ピン以上の多ピン型の半導体装置であることが好ましく、１００ピン以上であっても、２００ピン以上であってもよい。
【００８７】
半導体チップとリードピンを接続するワイヤー５の長さは２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であっても、５ｍｍ以上であってもよい。
【００８８】
また半導体チップ上のボンディングパッド間のピッチｅが９０μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であっても、６０μｍ以下であってもよい。
【００８９】
図３及び図５にさらに半導体装置の一例を示すが、本発明の半導体装置はこれに限られるものではない。尚、図１において説明したものと同一の機能を有するものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
図３は、絶縁ベース基板８上にダイボンド剤２を用いて半導体チップ３を固定し、半導体チップ３の端子部（ボンディングパッド）７と配線板上の端子部をワイヤー５で接続（ワイヤボンディング）した後、封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）６を用いて封止したＢＧＡを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は一部透視上面図、また（ｃ）はボンディングパッド部の拡大図を示す。図３において、９は半田ボールを示す。
【００９１】
図３に示される半導体装置は、パッケージ厚さａが２ｍｍ以下であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であっても、１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００９２】
半導体チップの面積ｄは２５ｍｍ２以上であることが好ましく、５０ｍｍ２以上であっても、８０ｍｍ２以上であってもよい。
【００９３】
半導体チップ２とリードピン４を接続するワイヤー５の長さは２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であっても、５ｍｍ以上であってもよい。
【００９４】
また半導体チップ上のボンディングパッド間のピッチｅが９０μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であっても、６０μｍ以下であってもよい。
【００９５】
図５は、一括モールド型のスタックド型ＢＧＡを示し、（ａ）は上面図（一部透視図）、（ｂ）は部分拡大断面図を示す。図５において、９は半田ボールを示す。
【００９６】
図５に示される半導体装置は、パッケージ厚ａが２ｍｍ以下の半導体装置であることが必要で、パッケージ厚は１．５ｍｍ以下であっても、１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００９７】
半導体装置封止用エポキシ樹脂成形材料で封止することによって、上記の封止材厚を有する薄型の半導体装置においても、上記の封止材厚及び半導体チップ面積を有する半導体装置においても、さらには上記のピン数、ワイヤー長及びパッドピッチを有する半導体装置においてもワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生を低減することが可能となる。
【００９８】
以上、本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料によれば、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ及び有機基板又は有機フィルム上に半導体チップが配置された半導体装置であっても、ワイヤー流れ、ボイドといった成形不良を生じることなく封止することができ、かつ耐リフロー性を向上させることができる。
【実施例】
【００９９】
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。
【０１００】
〔封止用エポキシ樹脂成形材料の作製〕
エポキシ樹脂としてエポキシ当量２４５、融点１１０℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂（新日鐵化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ）、エポキシ当量１９６、融点１０６℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０.１ポイズ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℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０.１ポイズのビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（新日鉄化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−８０ＸＹ）、エポキシ当量２１０、融点１２０℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０.１ポイズのスチルベン型エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＬＶ−２１０）、エポキシ当量１９５、軟化点６５℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が２.０ポイズの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℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が１.３ポイズ、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℃、水酸基当量１７５、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が２.０ポイズのフェノール・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）、軟化点８０℃、水酸基当量１９９、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が１.４ポイズ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）、軟化点８０℃、水酸基当量１０６、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が１.８ポイズのフェノールノボラック樹脂（明和化成株式会社製商品名Ｈ−１）、軟化点８１℃、水酸基当量１２０、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が２．０ポイズのメラミンフェノール樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製商品名フェノライトＫＡ−７０５２−Ｌ２）、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、カップリング剤としてγ-アニリノプロピルトリメトキシシラン（２級アミノシラン）、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（１級アミノシラン）、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン（３級アミノシラン）及び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）、リン酸エステルとして芳香族縮合リン酸エステル（大八化学製商品名ＰＸ−２００）及びトリフェニルホスフェート、難燃剤として、タテホ化学製複合金属水酸化物エコーマグＺ-１０、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、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）を表１、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、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を作製した。
【表１】
【表２】
【０１０１】
作製した封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３の特性を、次の各試験により求めた。結果を表３、４に示す。
【０１０２】
（１）スパイラルフロー
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、流動距離（ｃｍ）を求めた。
【０１０３】
（２）円板フロー
２００ｍｍ（Ｗ）×２００ｍｍ（Ｄ）×２５ｍｍ（Ｈ）の上型と２００ｍｍ（Ｗ）×２００ｍｍ（Ｄ）×１５ｍｍ（Ｈ）の下型を有する円板フロー測定用平板金型を用いて、精秤した試料（封止用エポキシ樹脂成形材料）５ｇを１８０℃に加熱した下型中心部にのせ、５秒後に、１８０℃に加熱した上型を閉じて、荷重７８Ｎ、硬化時間９０秒の条件で圧縮成形し、ノギスで成形品の長径（ｍｍ）及び短径（ｍｍ）を測定して、その平均値（ｍｍ）を円板フローとした。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（４）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１８０℃で５時間後硬化を行い、ＵＬ−９４試験法に従って難燃性を評価した。
【表３】
【表４】
【０１０６】
（＊：封止用エポキシ樹脂成形材料１５、２２はゲル化により測定不能）
〔半導体装置（ＬＱＦＰ及びＱＦＰ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、実施例１〜２８及び比較例１〜３８の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
【０１０７】
実施例１〜１４（表５）：封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．４ｍｍ（面積１００ｍｍ２）、パッドピッチ８０μｍのテスト用シリコーンチップを搭載し、直径１８μｍ、最大長さ３ｍｍの金線（ワイヤー）でワイヤーボンディングを施した、外形２０ｍｍ×２０ｍｍ、半導体チップ上面の封止材の厚さ０．５ｍｍ、半導体チップ裏面の封止材の厚さ０．５ｍｍ、半導体装置の総厚み１．５ｍｍの実施例１〜１４の半導体装置（１００ピンＬＱＦＰ）を作製した。
【０１０８】
比較例１〜１９（表６）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例１〜１４と同様にして、比較例１〜１９の半導体装置（１００ピンＬＱＦＰ）を作製した。
【０１０９】
実施例１５〜２８（表７）：封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、４ｍｍ×４ｍｍ×０．４ｍｍ（面積１６ｍｍ２）、パッドピッチ１００μｍのテスト用シリコーンチップを搭載し、直径１８μｍ、最大長さ１.５ｍｍの金線（ワイヤー）でワイヤーボンディングを施した、外形２０ｍｍ×２０ｍｍ、半導体チップ上面の封止材の厚さ１．１ｍｍ、半導体チップ裏面の封止材の厚さ１．１ｍｍ、半導体装置の総厚み２．７ｍｍの実施例１５〜２８の半導体装置（６４ピンＱＦＰ−１Ｈ）を作製した。
【０１１０】
比較例２０〜３８（表８）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例１５〜２８と同様にして、比較例２０〜３８の半導体装置（６４ピンＱＦＰ−１Ｈ）を作製した。
【０１１１】
〔半導体装置（ＯＭＰＡＣ型ＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、実施例２９〜５６及び比較例３９〜７６の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
【０１１２】
実施例２９〜４２（表９）：絶縁ベース基材（ガラス布ーエポキシ樹脂積層板、日立化成製、商品名 Ｅ−６７９）上に微細配線パターンを形成し、半導体素子搭載側の金メッキ端子及び反対側の外部接続端子を除いた面に絶縁保護レジスト（太陽インキ製、商品名 ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布した外形が縦２６．２ｍｍ×横２６．２ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの半導体素子搭載用基板を１２０℃、２時間乾燥後、縦９ｍｍ×横９ｍｍ×厚さ０．５１ｍｍ（面積８１ｍｍ2）、パッドピッチ８０μｍの半導体素子を、接着材（日立化成製、商品名 ＥＮ−Ｘ５０）を塗布して搭載し、クリーンオーブン中で室温から１８０℃まで一定昇温速度で１時間加熱した後、更に１８０℃の一定温度で１時間加熱した。その後、直径３０μｍ、最大長さ５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、半導体素子搭載面を縦２６．２ｍｍ×横２６．２ｍｍ×厚さ０．９ｍｍ（厚さ１．５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に上記条件でトランスファ成形し、実施例２９〜４２のＢＧＡ装置を作製した。
【０１１３】
比較例３９〜５７（表１０）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例１５〜２８と同様にして、比較例３９〜５７の半導体装置（厚さ１．５ｍｍＢＧＡ装置）を作製した。
【０１１４】
実施例４３〜５６（表１１）：実施例２９〜４２と同様にして、縦４ｍｍ×横４ｍｍ×厚さ０．５１ｍｍ（面積１６ｍｍ2）、パッドピッチ１００μｍの半導体素子を搭載し、直径３０μｍ、最大長さ１．５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした基板を作製し、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、半導体素子搭載面を縦２６．２ｍｍ×横２６．２ｍｍ×厚さ１．９ｍｍ（厚さ２．５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に上記条件でトランスファ成形し、実施例４３〜５６のＢＧＡ装置を作製した。
【０１１５】
比較例５８〜７６（表１２）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例４３〜５６と同様にしてＢＧＡ装置を作製した。
【０１１６】
〔半導体装置（一括モールド型スタックドタイプＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、実施例５７〜８４及び比較例７７〜１１４の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
【０１１７】
実施例５７〜７０（表１３）：縦４８ｍｍ×横１７１ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍのポリイミド基板に、日立化成工業製ダイボンドフィルムＤＦ−４００を裏面に貼付した９．７ｍｍ×６．０ｍｍ×０．４ｍｍ（面積５８ｍｍ2）、パッドピッチ８０μｍの半導体素子を２枚重ねて、積層半導体素子合計５６枚を図５に示すように配置し、圧着温度２００℃、荷重２００ｇｆ、圧着時間１０秒の条件で圧着し、さらに１８０℃で１時間ベークを行った。その後、直径３０μｍ、最大長さ５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、半導体素子搭載面を縦４０ｍｍ×横８３ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ（厚さ０．９５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に、図５に示すように上記条件でトランスファ成形し、実施例５７〜７０のＢＧＡ装置を作製した。
【０１１８】
比較例７７〜９５（表１４）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例５７〜７０と同様にして、比較例７７〜９５のＢＧＡ装置（厚さ０．９５ｍｍＢＧＡ装置）を作製した。
【０１１９】
実施例７１〜８４（表１５）：また、実施例５７〜７０と同様にして、５．１ｍｍ×３．１ｍｍ×０．４ｍｍ８面積１６ｍｍ2）、パッドピッチ１００μｍの半導体素子を１枚のみ搭載し、直径３０μｍ、最大長さ１．５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした基板を作製し、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、半導体素子搭載面を縦４０ｍｍ×横８３ｍｍ×厚さ２．５ｍｍ（厚さ２．６５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に上記条件でトランスファ成形し、実施例７１〜８４のＢＧＡ装置を作製した。
【０１２０】
比較例９６〜１１４（表１６）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例７１〜８４と同様にして、比較例９６〜１１４のＢＧＡ装置を作製した。
【０１２１】
作製した実施例１〜８４及び比較例１〜１１４の半導体装置を次の各試験により評価した。評価結果を表５〜表１６に示す。
【０１２２】
（１）ワイヤー変形量（ワイヤー流れの指標）
ソフトＸ線測定装置（ソフテックス社製PRO-TEST 100型）を用いて、電圧１００ｋＶ、電流１．５ｍＡの条件で、半導体装置の透視観察を行ってワイヤー変形量を求め、ワイヤー流れを評価した。図２及び図４に示すように、観察はフレーム面に対し垂直方向から行い、ワイヤーボンディングの最短距離Ｌ（半導体チップ３の端子部７とリード４又は基板のボンディング部を結ぶ直線距離）及びワイヤー５の最大変位量Ｘを測定し、Ｘ／Ｌ×１００をワイヤー変形量（％）とした。
【０１２３】
（２）ボイド発生量
上記（１）と同様にして半導体装置の透視観察を行い、直径０．１ｍｍ以上のボイドの発生の有無を観察し、ボイド発生半導体装置数／試験半導体装置数で評価した。
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【表１５】
【表１６】
【０１２４】
実施例８５〜９８（表１７）、比較例１１５〜１３３（表１８）：
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて耐リフロー性の評価を行った。評価結果を表１７、１８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。
【０１２５】
・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。
【表１７】
【表１８】
【０１２６】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有しない封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜１８、２２〜２７及び３１で封止した、比較例１〜４、８〜１３、１７、３９〜４２、４６〜５１、５５、７７〜８０、８４〜８９及び９３の半導体装置では、ゲル化により成形不能であるもの以外は、ワイヤー流れ（ワイヤー変形量大）及びボイドの発生のいずれかの成形不良が発生している。
【０１２７】
また（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂を含有しない封止用エポキシ樹脂成形材料１９〜２６及び２８〜３３で封止した、比較例１１９〜１２６及び１２８〜１３３の半導体装置では、ゲル化により成形不能であるもの以外は、耐リフロー性において早い加湿時間から不良が発生している。
【０１２８】
これに対して（Ａ）〜（Ｄ）成分を全て含んだ封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４は流動性に優れ、これにより封止した実施例１〜８４の半導体装置では、いずれもワイヤー流れが見られず（ワイヤー変形量が極小）、ボイド発生もなく、成形性に優れる。また実施例８５〜９８の半導体装置では耐リフロー性も優れている。
【０１２９】
半導体装置が構成（ａ）〜（ｆ）の１以上を備えるものでない、実施例１５〜２８、４３〜５６及び７１〜８４、比較例２０〜３８、５８〜７６及び９６〜１１４では、いずれもワイヤー流れが見られず（ワイヤー変形量が極小）、ボイド発生もなく、成形性に優れ、実施例と比較例に優位差が見られない。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】半導体装置（ＱＦＰ）の（ａ）断面図、（ｂ）上面（一部透視）図及び（ｃ）ボンディングパッド部拡大図
【図２】ワイヤー変形量の測定方法を示す図
【図３】半導体装置（ＢＧＡ）の（ａ）断面図、（ｂ）上面（一部透視）図及び（ｃ）ボンディングパッド部拡大図
【図４】ワイヤー変形量の測定方法を示す図
【図５】一括モールド型ＢＧＡ装置の図
【符号の説明】
【０１３１】
１：アイランド（タブ）
２：ダイボンド剤
３：半導体チップ
４：リードピン
５：ワイヤー
６：封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）
７：端子部（ボンディングパット）
８：絶縁ベース基板
９：半田ボール
１０：配線板の端子部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止された半導体装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ、実装基板上に半導体チップが配置された薄型の半導体装置に好適な流動性に優れる封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止された、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良やリフロー時の不良の発生が少ない、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ、実装基板上に半導体チップが配置された薄型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、半導体装置は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。また素子の多機能化、大容量化によって、チップ面積の増大、多ピン化が進み、さらにはパッド（電極）数の増大によって、パッドピッチの縮小化とパッド寸法の縮小化、いわゆる狭パッドピッチ化も進んでいる。
【０００３】
また、さらなる小型軽量化に対応すべく、パッケージの形態もＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）といったものから、より多ピン化に対応しやすく、かつより高密度実装が可能なＣＳＰ（Chip Size Package）やＢＧＡ（Ball Grid Array）へ移行しつつある。これらのパッケージは近年、高速化、多機能化を実現するために、フェースダウン型、積層（スタックド）型、フリップチップ型、ウェハーレベル型等、新しい構造のものが開発されている。この中で、積層（スタックド）型はパッケージ内部に複数のチップを積み重ねてワイヤーボンディングで接続する構造であり、機能の異なる複数のチップを一つのパッケージに搭載可能であるため、多機能化が可能となる。
【０００４】
また、ＣＳＰやＢＧＡを作製する際の樹脂封止工程も１チップ１キャビティの封止方法に変わって、複数のチップを１キャビティで封止する、いわゆる一括モールド型の封止方法が開発され、生産効率の向上、低コスト化が図られている。
【０００５】
一方、封止材には、半導体装置をプリント基板へ表面実装する際の懸案事項である耐リフロー性や、実装後の信頼性として要求される温度サイクル性等を高いレベルでクリアすることが求められ、樹脂粘度の低減とこれによる充填剤の高充填化によって封止材に低吸湿化と低膨張化を付与し対応を図ってきた。
【０００６】
しかし、従来の封止材では、ワイヤー流れやボイドといった成形不良が多発し、薄型化、チップの大面積化、多ピン化、狭パッドピッチ化等に対応した半導体装置の製造が困難であった。これに対応すべく、封止材にはさらなる樹脂粘度の低減や充填剤組成の変更等による改善が試みられているが、未だ充分な結果を得てはいない。さらにはロングワイヤー化となる積層（スタックド）型ＣＳＰやキャビティ体積の大きい一括モールド対応の半導体装置では、さらに厳しい流動特性が封止材には求められてくる。
【０００７】
上記問題を解決する手段としていくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。しかしながら、特許文献１にあるような球状溶融シリカを用いる方法、特許文献２にあるようなビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と１５０℃の溶融粘度が２ポイズ以下であるフェノール・アラルキル樹脂を用いる方法及び特許文献３にあるような充填剤の粒度分布を規定する方法だけでは、現在の最先端薄型パッケージをボイドや金線流れといった不良を起こさずに成形し、さらには耐リフロー性を向上させるということを達成することはできなかった。
【特許文献１】特開平０７−１６５８７６
【特許文献２】特開平０６−０８０７６３
【特許文献１】特開平０５−０２０６３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、流動性、信頼性に優れる半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこれにより封止されたワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生やリフロー時の不良の発生が少ない半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下に関する：
（１）（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化７】
【００１０】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
（２）（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える半導体装置に用いる封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化８】
【００１１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
（３） （Ｅ）無機充填剤をさらに含有する上記（１）又は（２）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１２】
（４） （Ｆ）硬化促進剤をさらに含有する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１３】
（５） 半導体装置がスタックド型パッケージである上記（１）〜（４）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１４】
（６） 半導体装置が一括モールド型パッケージである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１５】
（７） （Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である上記（１）〜（６）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１６】
（８） （Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である上記（１）〜（７）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００１７】
（９） （Ｂ）硬化剤が下記一般式（II）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（III）で示されるビフェニル型フェノール樹脂を含有する上記（１）〜（８）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化９】
【００１８】
（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１０】
【００１９】
（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。）
（１０） （Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が下記一般式（IV）で示される化合物を含有する上記（１）〜（９）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１１】
【００２０】
（ここで、Ｒ1は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ3はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
（１１） （Ｄ）リン酸エステルが下記一般式（Ｖ）で示される化合物を含有するものである上記（１）〜（９）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１２】
【００２１】
（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
（１２）（Ａ）一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全量に対して６０重量％以上含有するものである上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【００２２】
（１３） 上記（１）〜（１２）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半導体装置。
【００２３】
（１４） 以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える上記（１３）記載の半導体装置。
【００２４】
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、流動性、信頼性に優れる半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料、及びこれにより封止されたワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生やリフロー時の不良の発生が少ない半導体装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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、硫黄原子含有エポキシ樹脂を含有し、さらに２級アミノ基を有するシランカップリング剤又はリン酸エステルを必須成分とする、特定の半導体装置用の封止用エポキシ樹脂成形材料及びこれにより封止された半導体装置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。
【００２７】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂としては、分子中に硫黄原子を含有するものであれば特に制限はないが、スルフィド骨格を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等の主鎖骨格に硫黄原子を有するエポキシ樹脂が好ましく、耐リフロー性の観点からはスルフィド骨格を有するエポキシ樹脂がより好ましい。なかでも、下記一般式（Ｉ）に示される硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましい。
【化１３】
【００２８】
上記式（Ｉ）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、なかでも水素原子、メチル基及びイソブチル基が好ましい。ｎは０〜３の整数を示す。
【００２９】
上記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7が水素原子で、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7が水素原子で、Ｒ1及びＲ8がｔ−ブチル基で、Ｒ4及びＲ5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−１２０ＴＥ(新日鐵化学社製)等が市販品として入手可能である。この硫黄原子含有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。
【００３０】
封止用エポキシ樹脂成形材料には、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂以外のその他のエポキシ樹脂をさらに含有してもよい。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、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、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。
【００３１】
なかでも流動性、耐リフロー性の観点からは、下記一般式（VI）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【化１４】
【００３２】
（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（VI）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。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。
【００３３】
流動性、難燃性の観点からは下記一般式（VII）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１５】
【００３４】
上記式（VII）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、なか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。
【００３５】
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ＹＳＬＶ−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。
【００３６】
流動性、硬化性の観点からは下記一般式（VIII）で示されるスチルベン型エポキシ樹脂が好ましい。
【化１６】
【００３７】
（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。）
上記一般式（VIII）で示されるスチルベン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−２１０（住友化学工業株式会社製商品名）が市販品として入手可能である。
【００３８】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度は、流動性の観点から２ポイズ以下が好ましく、１ポイズ以下がより好ましく、０.５ポイズ以下がさらに好ましい。ここで、溶融粘度とはＩＣＩコーンプレート粘度計で測定した粘度を示す。
【００３９】
（Ｂ）硬化剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に使用されるものであれば特に制限はないが、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。
【００４０】
なかでも耐リフロー性の観点からは、下記一般式（II）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１７】
【００４１】
（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。）
難燃性の観点からは下記一般式（III）で示されるビフェニル型フェノール樹脂が好ましい。
【化１８】
【００４２】
上記式（III）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、なか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。
【００４３】
上記一般式（III）で示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、なか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−７８５１（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。
【００４４】
上記一般式（II）で示されるフェノール・アラルキル樹脂と上記一般式（III）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。
【００４５】
（Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度は、流動性の観点から２ポイズ以下が好ましく、１ポイズ以下がより好ましい。ここで、溶融粘度とはＩＣＩ粘度を示す。
【００４６】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂と（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の範囲に設定することがより好ましい。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。
【００４７】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤は分子内に２級アミノ基を有するシラン化合物であれば特に制限はないが、たとえば、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−ブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−ベンジル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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）アミノプロピルトリメトキシシラン、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等が挙げられる。
【００４８】
なかでも流動性及び特に良好な円板フローを得るという観点からは、下記一般式（IV）で示されるアミノシランカップリング剤が好ましい。
【化１９】
【００４９】
（ここで、Ｒ1は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ3はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
上記一般式（IV）で示されるアミノシランカップリング剤としては、たとえばγ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−（ｐ−メトキシフェニル）−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン等が挙げられる。特に好ましくは、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランである。
【００５０】
上記（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を封止用エポキシ樹脂成形材料に配合すると、必須成分と充填剤のような任意成分との接着性が向上し、結果的に必須成分と任意成分の機能が好適に発揮されるという作用・効果が得られる。任意成分の中でも特に後に説明する（Ｅ）無機充填剤の作用効果が好適に発揮される観点から、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を用いる場合は、（Ｅ）無機充填剤を加えることが好ましい。
【００５１】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３７〜４．７５重量％であることが好ましく、０．０８８〜２．３重量％であることがさらに好ましい。０．０３７重量％未満では円板フローが低下し、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良が発生しやすくなる傾向や、フレームとの接着性が低下する傾向がある。４．７５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。尚、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、後に説明する（Ｅ）無機充填剤を加える場合、（Ｅ）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。配合量を規定した理由は上記と同様である。
【００５２】
（Ｄ）リン酸エステルはリン酸とアルコール化合物又はフェノール化合物のエステル化合物であれば特に制限はないが、例えばトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリス（２，６−ジメチルフェニル）ホスフェート及び芳香族縮合リン酸エステル等が挙げられる。なかでも耐加水分解性の観点からは、下記一般式（Ｖ）で示される芳香族縮合リン酸エステルが好ましい。
【化２０】
【００５３】
（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
上記式（Ｖ）のリン酸エステル（Ｄ）を例示すると、下記構造式（ＸI）〜（ＸＶ）で示されるリン酸エステル等が挙げられる。
【化２１】
【００５４】
これらリン酸エステル（Ｄ）の添加量は、充填剤を除く他の全配合成分に対して、燐原子の量で０．２〜３．０質量％の範囲内であることが好ましい。０．２質量％より少ない場合は円板フローが低下し、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良が発生しやすくなる。また難燃効果を有することから難燃剤としても使用した場合、難燃効果が低くなる傾向がある。３．０質量％を超えた場合は成形性、耐湿性の低下や、成形時にこれらのリン酸エステルがしみ出し、外観を阻害する場合がある。
【００５５】
（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）又は（Ｄ）成分に加えて、さらに（Ｅ）無機充填剤を配合することが好ましい。（Ｅ）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封止用エポキシ樹脂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、モリブデン酸亜鉛及び下記組成式（XVI）にて示される複合金属水酸化物などが挙げられる。
【００５６】
ｐ(Ｍ1aＯb)・ｑ(Ｍ2cＯd)・ｒ(Ｍ3cＯd)・ｍＨ2Ｏ （XVI）
（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（XII）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。）
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。なかでも、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。
【００５７】
（Ｅ）無機充填剤を用いる場合、その配合量は、耐リフロー性の観点から封止用エポキシ樹脂成形材料に対して７５重量％以上が好ましい。耐リフロー性、流動性、成形性及び強度向上の観点からは、８０〜９５重量％がより好ましく、８８〜９２重量％がさらに好ましい。
【００５８】
（Ｅ）無機充填剤を用いる場合、封止用エポキシ樹脂成形材料には、樹脂成分と充項剤との接着性を高めるために、カップリング剤を配合することが好ましい。カップリング剤としては、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましいが、本発明の効果を達成できる範囲内で必要に応じてその他のカップリング剤を併用することができる。（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤と併用できるその他のカップリング剤としては、封止用エポキシ樹脂成形材料に用いられるものであれば特に制限はないが、たとえば、１級アミノ基及び／又は３級アミノ基を有するシラン化合物、エポキシシラン、メルカプトシラン、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が挙げられる。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メトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、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、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種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
これらその他のカップリング剤を用いる場合、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、その性能を発揮するためにカップリング剤全量に対して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。
【００６０】
上記（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤を含むカップリング剤の全配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して０．０３７〜４．７５重量％であることが好ましく、０．０８８〜２．３重量％であることがより好ましい。０．０３７質量％未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があり、４．７５質量％を超えるとパッケージの成形性が低下する傾向がある。尚、上記カップリング剤の配合量は、（Ｅ）無機充填剤を加える場合、（Ｅ）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。配合量を規定した理由は上記と同様である。
【００６１】
硬化性の観点からは、さらに（Ｆ）硬化促進剤を配合することが好ましい。（Ｆ）硬化促進剤としては封止用エポキシ樹脂成形材料に使用されるものであれば特に制限はないが、たとえば、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。なかでも成形性及び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。
【００６２】
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。
【００６３】
封止用エポキシ樹脂成形材料は、ワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生を抑制する観点から、円板フローが８０ｍｍ以上であることが好ましい。ここで、円板フローとは、７８Ｎの荷重下における流動性を示す指標であり、封止用エポキシ樹脂成形材料５ｇを、金型温度１８０℃、荷重７８Ｎ、硬化時間９０秒の条件で成形した成形品の長径及び短径の測定値の平均値をいう。円板フローが８０ｍｍ以上である封止用エポキシ樹脂成形材料を用いることにより、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ又は実装基板上に半導体チップが配置された半導体装置においてもワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生を低減することが可能となる。
【００６４】
封止用エポキシ樹脂成形材料としては、必須成分として（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、及び（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、所望により（Ｅ）無機充填剤や、（Ｆ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料が挙げられる。
【００６５】
封止用エポキシ樹脂成形材料としては、以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える半導体装置に用いることが好ましい。
【００６６】
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
封止用エポキシ樹脂成形材料は、上記構成（ａ）〜（ｆ）を１以上備える半導体装置のなかでも、特に以下の構成を有する半導体装置に好適に用いられる。
ボイド低減の観点からは、構成（ａ）又は（ｅ）を備える半導体装置に好適に用いられ、構成（ａ）を備える半導体装置により好適に用いられ、構成（ａ）とその他の構成を１以上備える半導体装置にさらに好適に用いられる。
ワイヤー流れ低減の観点からは、構成（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）を備える半導体装置に好適に用いられ、構成（ｂ）を備える半導体装置により好適に用いられ、構成（ｂ）及び（ｃ）、又は構成（ｂ）及び（ｄ）を備える半導体装置にさらに好適に用いられ、構成（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置に特に好適に用いられる。
ボイド低減及びワイヤー流れ低減の観点からは、構成（ａ）及び（ｂ）、構成（ａ）及び（ｃ）、構成（ａ）及び（ｄ）、構成（ａ）及び（ｆ）、又は構成（ｃ）及び（ｅ）を備える半導体装置に好適に用いられ、構成（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）、又は構成（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）を備える半導体装置により好適に用いられ、構成（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）、又は構成（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置にさらに好適に用いられる。
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第１の好ましい態様においては、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、さらに任意成分としての（Ｅ）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、円板フローが８０ｍｍ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）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤及び（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤の選定と（Ｅ）無機充填剤を用いる場合はその配合量が特に重要である。
【００６７】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第２の好ましい態様においては、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤、（Ｅ）無機充填剤及び（Ｆ）硬化促進剤の組み合わせ及び配合量を調整することによって、円板フローが８０ｍｍ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）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤及び（Ｆ）硬化促進剤の選定と（Ｅ）無機充填剤の配合量が特に重要である。
【００６８】
本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料の第３の好ましい態様においては、（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｄ）リン酸エステル、（Ｅ）無機充填剤、（Ｆ）硬化促進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、円板フローが８０ｍｍ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）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｄ）リン酸エステル及び（Ｆ）硬化促進剤の選定と（Ｅ）無機充填剤の配合量が特に重要であり、それらの配合量は上記の通りである。
【００６９】
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難燃剤を必要に応じて添加することができる。
【００７０】
また、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、ビスマス等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。なかでも、下記組成式（XVII）で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
【００７１】
Ｍｇ１−ＸＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）Ｘ／２・ｍＨ２Ｏ …（XVII） （０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の数）
さらに、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。
【００７２】
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、らいかい機、プラネタリミキサ等によって混合又は溶融混練した後、冷却し、必要に応じて脱泡、粉砕する方法等を挙げることができる。また、必要に応じて成形条件に合うような寸法及び重量でタブレット化してもよい。
【００７３】
封止用エポキシ樹脂成形材料を封止材として用いて、半導体装置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、圧縮成形法等も挙げられる。ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等を用いてもよい。
【００７４】
半導体装置としては、必須成分として（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、及び（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、所望により（Ｅ）無機充填剤や、（Ｆ）硬化促進剤を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料を封止材として用い、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や実装基板に、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た一般的な半導体装置などが挙げられる。
【００７５】
ここで、実装基板としては特に制限するものではなく、たとえば、有機基板、有機フィルム、セラミック基板、ガラス基板等のインターポーザ基板、液晶用ガラス基板、ＭＣＭ（Multi Chip Module）用基板、ハイブリットＩＣ用基板等が挙げられる。
【００７６】
半導体装置としてはさらに以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上備えるものが好ましい。
【００７７】
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である。
【００７８】
上記構成（ａ）〜（ｆ）を１以上備える半導体装置のなかでも、本発明の効果が大きいという観点からは特に以下の構成を有する半導体装置が好ましい。
【００７９】
ボイド低減の効果が大きいという観点からは、構成（ａ）又は（ｅ）を備える半導体装置、構成（ａ）を備える半導体装置が好ましく、構成（ａ）とその他の構成を１以上備える半導体装置がさらに好ましい。
【００８０】
ワイヤー流れ低減の効果が大きいという観点からは、構成（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）を備える半導体装置が好ましく、構成（ｂ）を備える半導体装置がより好ましく、構成（ｂ）及び（ｃ）、又は構成（ｂ）及び（ｄ）を備える半導体装置がさらに好ましく、構成（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置が特に好ましい。
【００８１】
ボイド低減及びワイヤー流れ低減の効果が大きいという観点からは、構成（ａ）及び（ｂ）、構成（ａ）及び（ｃ）、構成（ａ）及び（ｄ）、構成（ａ）及び（ｆ）、又は構成（ｃ）及び（ｅ）を備える半導体装置が好ましく、構成（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）、又は構成（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）を備える半導体装置がより好ましく、構成（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）、又は構成（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を備える半導体装置がさらに好ましい。
【００８２】
このような半導体装置としては、たとえば、リードフレーム（アイランド、タブ）上に半導体チップ等の素子を固定し、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、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、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）等の樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにリードボンディングした半導体チップを、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を、封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したＣＯＢ（Chip On Board）、ＣＯＧ（Chip On Glass）等のベアチップ実装した半導体装置、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、封止用エポキシ樹脂成形材料で封止したハイブリッドＩＣ、ＭＣＭ（Multi Chip Module）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、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、これらの半導体装置は、実装基板上に素子が２個以上重なった形で搭載されたスタックド（積層）型パッケージであっても、２個以上の素子を一度に封止用エポキシ樹脂成形材料で封止した一括モールド型パッケージで
あってもよい。
【００８３】
図１に半導体装置の一例を示すが、本発明の半導体装置はこれに限られるものではない。図１は、アイランド（タブ）１上にダイボンド剤２を用いて半導体チップ３を固定し、半導体チップ３の端子部（ボンディングパッド）７とリードピン４をワイヤー５で接続（ワイヤボンディング）した後、封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）６を用いて封止したＱＦＰを示し、図１の（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図(一部透視図)、（ｃ）は半導体チップ３上の端子部（ボンディングパッド）７を拡大した上面図（一部透視図）を示す。
【００８４】
図１に示される半導体装置は、半導体チップ上面の封止材６の厚さａ及び半導体チップ裏面の封止材６の厚さｂの少なくともいずれかが０．７ｍｍ以下の薄型の半導体装置であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であっても、０.３ｍｍ以下であってもよい。また、パッケージ厚さ（半導体装置の総厚さ）ｃは２．０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましく、１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００８５】
半導体チップの面積ｄは２５ｍｍ２以上であることが好ましく、５０ｍｍ２以上であっても、８０ｍｍ２以上であってもよい。
【００８６】
リードピン４の数は８０ピン以上の多ピン型の半導体装置であることが好ましく、１００ピン以上であっても、２００ピン以上であってもよい。
【００８７】
半導体チップとリードピンを接続するワイヤー５の長さは２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であっても、５ｍｍ以上であってもよい。
【００８８】
また半導体チップ上のボンディングパッド間のピッチｅが９０μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であっても、６０μｍ以下であってもよい。
【００８９】
図３及び図５にさらに半導体装置の一例を示すが、本発明の半導体装置はこれに限られるものではない。尚、図１において説明したものと同一の機能を有するものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
図３は、絶縁ベース基板８上にダイボンド剤２を用いて半導体チップ３を固定し、半導体チップ３の端子部（ボンディングパッド）７と配線板上の端子部をワイヤー５で接続（ワイヤボンディング）した後、封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）６を用いて封止したＢＧＡを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は一部透視上面図、また（ｃ）はボンディングパッド部の拡大図を示す。図３において、９は半田ボールを示す。
【００９１】
図３に示される半導体装置は、パッケージ厚さａが２ｍｍ以下であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であっても、１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００９２】
半導体チップの面積ｄは２５ｍｍ２以上であることが好ましく、５０ｍｍ２以上であっても、８０ｍｍ２以上であってもよい。
【００９３】
半導体チップ２とリードピン４を接続するワイヤー５の長さは２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であっても、５ｍｍ以上であってもよい。
【００９４】
また半導体チップ上のボンディングパッド間のピッチｅが９０μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であっても、６０μｍ以下であってもよい。
【００９５】
図５は、一括モールド型のスタックド型ＢＧＡを示し、（ａ）は上面図（一部透視図）、（ｂ）は部分拡大断面図を示す。図５において、９は半田ボールを示す。
【００９６】
図５に示される半導体装置は、パッケージ厚ａが２ｍｍ以下の半導体装置であることが必要で、パッケージ厚は１．５ｍｍ以下であっても、１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００９７】
半導体装置封止用エポキシ樹脂成形材料で封止することによって、上記の封止材厚を有する薄型の半導体装置においても、上記の封止材厚及び半導体チップ面積を有する半導体装置においても、さらには上記のピン数、ワイヤー長及びパッドピッチを有する半導体装置においてもワイヤー流れ、ボイド等の成形不良の発生を低減することが可能となる。
【００９８】
以上、本発明に係る封止用エポキシ樹脂成形材料によれば、薄型、多ピン、ロングワイヤー、狭パッドピッチ及び有機基板又は有機フィルム上に半導体チップが配置された半導体装置であっても、ワイヤー流れ、ボイドといった成形不良を生じることなく封止することができ、かつ耐リフロー性を向上させることができる。
【実施例】
【００９９】
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。
【０１００】
〔封止用エポキシ樹脂成形材料の作製〕
エポキシ樹脂としてエポキシ当量２４５、融点１１０℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂（新日鐵化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ）、エポキシ当量１９６、融点１０６℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０.１ポイズ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℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０.１ポイズのビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（新日鉄化学株式会社製商品名ＹＳＬＶ−８０ＸＹ）、エポキシ当量２１０、融点１２０℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が０.１ポイズのスチルベン型エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品名ＥＳＬＶ−２１０）、エポキシ当量１９５、軟化点６５℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が２.０ポイズの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℃、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が１.３ポイズ、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℃、水酸基当量１７５、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が２.０ポイズのフェノール・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）、軟化点８０℃、水酸基当量１９９、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が１.４ポイズ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）、軟化点８０℃、水酸基当量１０６、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が１.８ポイズのフェノールノボラック樹脂（明和化成株式会社製商品名Ｈ−１）、軟化点８１℃、水酸基当量１２０、１５０℃における溶融粘度（ＩＣＩ粘度）が２．０ポイズのメラミンフェノール樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製商品名フェノライトＫＡ−７０５２−Ｌ２）、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、カップリング剤としてγ-アニリノプロピルトリメトキシシラン（２級アミノシラン）、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（１級アミノシラン）、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン（３級アミノシラン）及び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）、リン酸エステルとして芳香族縮合リン酸エステル（大八化学製商品名ＰＸ−２００）及びトリフェニルホスフェート、難燃剤として、タテホ化学製複合金属水酸化物エコーマグＺ-１０、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、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）を表１、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、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を作製した。
【表１】
【表２】
【０１０１】
作製した封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３の特性を、次の各試験により求めた。結果を表３、４に示す。
【０１０２】
（１）スパイラルフロー
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、流動距離（ｃｍ）を求めた。
【０１０３】
（２）円板フロー
２００ｍｍ（Ｗ）×２００ｍｍ（Ｄ）×２５ｍｍ（Ｈ）の上型と２００ｍｍ（Ｗ）×２００ｍｍ（Ｄ）×１５ｍｍ（Ｈ）の下型を有する円板フロー測定用平板金型を用いて、精秤した試料（封止用エポキシ樹脂成形材料）５ｇを１８０℃に加熱した下型中心部にのせ、５秒後に、１８０℃に加熱した上型を閉じて、荷重７８Ｎ、硬化時間９０秒の条件で圧縮成形し、ノギスで成形品の長径（ｍｍ）及び短径（ｍｍ）を測定して、その平均値（ｍｍ）を円板フローとした。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（４）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１８０℃で５時間後硬化を行い、ＵＬ−９４試験法に従って難燃性を評価した。
【表３】
【表４】
【０１０６】
（＊：封止用エポキシ樹脂成形材料１５、２２はゲル化により測定不能）
〔半導体装置（ＬＱＦＰ及びＱＦＰ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、実施例１〜２８及び比較例１〜３８の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
【０１０７】
実施例１〜１４（表５）：封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．４ｍｍ（面積１００ｍｍ２）、パッドピッチ８０μｍのテスト用シリコーンチップを搭載し、直径１８μｍ、最大長さ３ｍｍの金線（ワイヤー）でワイヤーボンディングを施した、外形２０ｍｍ×２０ｍｍ、半導体チップ上面の封止材の厚さ０．５ｍｍ、半導体チップ裏面の封止材の厚さ０．５ｍｍ、半導体装置の総厚み１．５ｍｍの実施例１〜１４の半導体装置（１００ピンＬＱＦＰ）を作製した。
【０１０８】
比較例１〜１９（表６）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例１〜１４と同様にして、比較例１〜１９の半導体装置（１００ピンＬＱＦＰ）を作製した。
【０１０９】
実施例１５〜２８（表７）：封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、４ｍｍ×４ｍｍ×０．４ｍｍ（面積１６ｍｍ２）、パッドピッチ１００μｍのテスト用シリコーンチップを搭載し、直径１８μｍ、最大長さ１.５ｍｍの金線（ワイヤー）でワイヤーボンディングを施した、外形２０ｍｍ×２０ｍｍ、半導体チップ上面の封止材の厚さ１．１ｍｍ、半導体チップ裏面の封止材の厚さ１．１ｍｍ、半導体装置の総厚み２．７ｍｍの実施例１５〜２８の半導体装置（６４ピンＱＦＰ−１Ｈ）を作製した。
【０１１０】
比較例２０〜３８（表８）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例１５〜２８と同様にして、比較例２０〜３８の半導体装置（６４ピンＱＦＰ−１Ｈ）を作製した。
【０１１１】
〔半導体装置（ＯＭＰＡＣ型ＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、実施例２９〜５６及び比較例３９〜７６の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
【０１１２】
実施例２９〜４２（表９）：絶縁ベース基材（ガラス布ーエポキシ樹脂積層板、日立化成製、商品名 Ｅ−６７９）上に微細配線パターンを形成し、半導体素子搭載側の金メッキ端子及び反対側の外部接続端子を除いた面に絶縁保護レジスト（太陽インキ製、商品名 ＰＳＲ４０００ＡＵＳ５）を塗布した外形が縦２６．２ｍｍ×横２６．２ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの半導体素子搭載用基板を１２０℃、２時間乾燥後、縦９ｍｍ×横９ｍｍ×厚さ０．５１ｍｍ（面積８１ｍｍ2）、パッドピッチ８０μｍの半導体素子を、接着材（日立化成製、商品名 ＥＮ−Ｘ５０）を塗布して搭載し、クリーンオーブン中で室温から１８０℃まで一定昇温速度で１時間加熱した後、更に１８０℃の一定温度で１時間加熱した。その後、直径３０μｍ、最大長さ５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、半導体素子搭載面を縦２６．２ｍｍ×横２６．２ｍｍ×厚さ０．９ｍｍ（厚さ１．５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に上記条件でトランスファ成形し、実施例２９〜４２のＢＧＡ装置を作製した。
【０１１３】
比較例３９〜５７（表１０）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例１５〜２８と同様にして、比較例３９〜５７の半導体装置（厚さ１．５ｍｍＢＧＡ装置）を作製した。
【０１１４】
実施例４３〜５６（表１１）：実施例２９〜４２と同様にして、縦４ｍｍ×横４ｍｍ×厚さ０．５１ｍｍ（面積１６ｍｍ2）、パッドピッチ１００μｍの半導体素子を搭載し、直径３０μｍ、最大長さ１．５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした基板を作製し、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、半導体素子搭載面を縦２６．２ｍｍ×横２６．２ｍｍ×厚さ１．９ｍｍ（厚さ２．５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に上記条件でトランスファ成形し、実施例４３〜５６のＢＧＡ装置を作製した。
【０１１５】
比較例５８〜７６（表１２）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例４３〜５６と同様にしてＢＧＡ装置を作製した。
【０１１６】
〔半導体装置（一括モールド型スタックドタイプＢＧＡ）の作製〕
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、実施例５７〜８４及び比較例７７〜１１４の半導体装置を作製した。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料による封止は、トランスファ成形機を用いて、金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で成形後、１８０℃で５時間後硬化することにより行った。
【０１１７】
実施例５７〜７０（表１３）：縦４８ｍｍ×横１７１ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍのポリイミド基板に、日立化成工業製ダイボンドフィルムＤＦ−４００を裏面に貼付した９．７ｍｍ×６．０ｍｍ×０．４ｍｍ（面積５８ｍｍ2）、パッドピッチ８０μｍの半導体素子を２枚重ねて、積層半導体素子合計５６枚を図５に示すように配置し、圧着温度２００℃、荷重２００ｇｆ、圧着時間１０秒の条件で圧着し、さらに１８０℃で１時間ベークを行った。その後、直径３０μｍ、最大長さ５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした。次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４を用いて、半導体素子搭載面を縦４０ｍｍ×横８３ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ（厚さ０．９５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に、図５に示すように上記条件でトランスファ成形し、実施例５７〜７０のＢＧＡ装置を作製した。
【０１１８】
比較例７７〜９５（表１４）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例５７〜７０と同様にして、比較例７７〜９５のＢＧＡ装置（厚さ０．９５ｍｍＢＧＡ装置）を作製した。
【０１１９】
実施例７１〜８４（表１５）：また、実施例５７〜７０と同様にして、５．１ｍｍ×３．１ｍｍ×０．４ｍｍ８面積１６ｍｍ2）、パッドピッチ１００μｍの半導体素子を１枚のみ搭載し、直径３０μｍ、最大長さ１．５ｍｍの金ワイヤによりワイヤボンド部と半導体素子をワイヤボンディングした基板を作製し、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて、半導体素子搭載面を縦４０ｍｍ×横８３ｍｍ×厚さ２．５ｍｍ（厚さ２．６５ｍｍＢＧＡ装置）の寸法に上記条件でトランスファ成形し、実施例７１〜８４のＢＧＡ装置を作製した。
【０１２０】
比較例９６〜１１４（表１６）：封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜３３を用いたことを除いて、実施例７１〜８４と同様にして、比較例９６〜１１４のＢＧＡ装置を作製した。
【０１２１】
作製した実施例１〜８４及び比較例１〜１１４の半導体装置を次の各試験により評価した。評価結果を表５〜表１６に示す。
【０１２２】
（１）ワイヤー変形量（ワイヤー流れの指標）
ソフトＸ線測定装置（ソフテックス社製PRO-TEST 100型）を用いて、電圧１００ｋＶ、電流１．５ｍＡの条件で、半導体装置の透視観察を行ってワイヤー変形量を求め、ワイヤー流れを評価した。図２及び図４に示すように、観察はフレーム面に対し垂直方向から行い、ワイヤーボンディングの最短距離Ｌ（半導体チップ３の端子部７とリード４又は基板のボンディング部を結ぶ直線距離）及びワイヤー５の最大変位量Ｘを測定し、Ｘ／Ｌ×１００をワイヤー変形量（％）とした。
【０１２３】
（２）ボイド発生量
上記（１）と同様にして半導体装置の透視観察を行い、直径０．１ｍｍ以上のボイドの発生の有無を観察し、ボイド発生半導体装置数／試験半導体装置数で評価した。
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【表１５】
【表１６】
【０１２４】
実施例８５〜９８（表１７）、比較例１１５〜１３３（表１８）：
次に、封止用エポキシ樹脂成形材料１〜３３を用いて耐リフロー性の評価を行った。評価結果を表１７、１８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。
【０１２５】
・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。
【表１７】
【表１８】
【０１２６】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有しない封止用エポキシ樹脂成形材料１５〜１８、２２〜２７及び３１で封止した、比較例１〜４、８〜１３、１７、３９〜４２、４６〜５１、５５、７７〜８０、８４〜８９及び９３の半導体装置では、ゲル化により成形不能であるもの以外は、ワイヤー流れ（ワイヤー変形量大）及びボイドの発生のいずれかの成形不良が発生している。
【０１２７】
また（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂を含有しない封止用エポキシ樹脂成形材料１９〜２６及び２８〜３３で封止した、比較例１１９〜１２６及び１２８〜１３３の半導体装置では、ゲル化により成形不能であるもの以外は、耐リフロー性において早い加湿時間から不良が発生している。
【０１２８】
これに対して（Ａ）〜（Ｄ）成分を全て含んだ封止用エポキシ樹脂成形材料１〜１４は流動性に優れ、これにより封止した実施例１〜８４の半導体装置では、いずれもワイヤー流れが見られず（ワイヤー変形量が極小）、ボイド発生もなく、成形性に優れる。また実施例８５〜９８の半導体装置では耐リフロー性も優れている。
【０１２９】
半導体装置が構成（ａ）〜（ｆ）の１以上を備えるものでない、実施例１５〜２８、４３〜５６及び７１〜８４、比較例２０〜３８、５８〜７６及び９６〜１１４では、いずれもワイヤー流れが見られず（ワイヤー変形量が極小）、ボイド発生もなく、成形性に優れ、実施例と比較例に優位差が見られない。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】半導体装置（ＱＦＰ）の（ａ）断面図、（ｂ）上面（一部透視）図及び（ｃ）ボンディングパッド部拡大図
【図２】ワイヤー変形量の測定方法を示す図
【図３】半導体装置（ＢＧＡ）の（ａ）断面図、（ｂ）上面（一部透視）図及び（ｃ）ボンディングパッド部拡大図
【図４】ワイヤー変形量の測定方法を示す図
【図５】一括モールド型ＢＧＡ装置の図
【符号の説明】
【０１３１】
１：アイランド（タブ）
２：ダイボンド剤
３：半導体チップ
４：リードピン
５：ワイヤー
６：封止用エポキシ樹脂成形材料（封止材）
７：端子部（ボンディングパット）
８：絶縁ベース基板
９：半田ボール
１０：配線板の端子部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
【請求項２】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える半導体装置に用いられる封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化２】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
【請求項３】
（Ｅ）無機充填剤をさらに含有する請求項１又は２に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項４】
（Ｆ）硬化促進剤をさらに含有する請求項１〜３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項５】
半導体装置がスタックド型パッケージである請求項１〜４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項６】
半導体装置が一括モールド型パッケージである請求項１〜５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項７】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項８】
（Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項９】
（Ｂ）硬化剤が下記一般式（II）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（III）で示されるビフェニル型フェノール樹脂を含有する請求項１〜８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。）
【請求項１０】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が下記一般式（IV）で示される化合物を含有する請求項１〜９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は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ3はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
【請求項１１】
（Ｄ）リン酸エステルが下記一般式（Ｖ）で示される化合物を含有するものである請求項１〜９のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化６】
（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
【請求項１２】
前記（Ａ）一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全量に対して６０重量％以上含有するものである請求項１〜１１のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項１３】
請求項１〜１２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半導体装置。
【請求項１４】
以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える請求項１３記載の半導体装置。
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
【請求項１】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
【請求項２】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂及び（Ｂ）硬化剤を含有し、さらに（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤又は（Ｄ）リン酸エステルを含有し、（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える半導体装置に用いられる封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化２】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ6及びＲ7は水素原子、Ｒ1及びＲ8はｔ−ブチル基、Ｒ4及びＲ5はメチル基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
【請求項３】
（Ｅ）無機充填剤をさらに含有する請求項１又は２に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項４】
（Ｆ）硬化促進剤をさらに含有する請求項１〜３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項５】
半導体装置がスタックド型パッケージである請求項１〜４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項６】
半導体装置が一括モールド型パッケージである請求項１〜５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項７】
（Ａ）硫黄原子含有エポキシ樹脂の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項８】
（Ｂ）硬化剤の１５０℃における溶融粘度が２ポイズ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項９】
（Ｂ）硬化剤が下記一般式（II）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（III）で示されるビフェニル型フェノール樹脂を含有する請求項１〜８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。）
【請求項１０】
（Ｃ）２級アミノ基を有するシランカップリング剤が下記一般式（IV）で示される化合物を含有する請求項１〜９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は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数１〜２のアルコキシ基から選ばれ、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、Ｒ3はメチル基又はエチル基を示し、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）
【請求項１１】
（Ｄ）リン酸エステルが下記一般式（Ｖ）で示される化合物を含有するものである請求項１〜９のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【化６】
（ここで、式中の８個のＲは炭素数１〜４のアルキル基を示し、全て同一でも異なっていてもよい。Ａｒは芳香族環を示す。）
【請求項１２】
前記（Ａ）一般式（Ｉ）で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全量に対して６０重量％以上含有するものである請求項１〜１１のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項１３】
請求項１〜１２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半導体装置。
【請求項１４】
以下の（ａ）〜（ｆ）の構成を１以上を備える請求項１３記載の半導体装置。
（ａ）半導体チップ上面及び半導体チップ裏面の封止材の厚さの少なくともいずれかが０.７ｍｍ以下である
（ｂ）リードピンの数が８０ピン以上である
（ｃ）ワイヤー長が２ｍｍ以上である
（ｄ）半導体チップ上のパッドピッチが９０μｍ以下である
（ｅ）実装基板上に半導体チップが配置され、パッケージ厚が２ｍｍ以下である
（ｆ）半導体チップの面積が２５ｍｍ２以上である
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９２０８３（Ｐ２００７−９２０８３Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４９５９（Ｐ２００６−３４４９５９）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【分割の表示】特願２００１−３９５３７０（Ｐ２００１−３９５３７０）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【分割の表示】特願２００１−３９５３７０（Ｐ２００１−３９５３７０）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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