エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
【課題】 流動性、成形性、電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、並びにそれらを用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、並びにそれらを用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置に関するものであり、特に流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れ、金属シリコン成分の少ない電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の封止方法として、エポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コスト、大量生産に適しており、採用されて久しく、信頼性の点でもエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂の改良により特性の向上が図られてきた。しかし、近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体の高集積化も年々進み、また、半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきている。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決出来ない問題点も出てきている。
その最大の問題点は、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬或いは半田リフロー工程で急激に２００℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体装置にクラックが発生したり、半導体素子、リードフレーム、インナーリード上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹脂組成物の硬化物の界面で剥離が生じたりして、信頼性が著しく低下する現象である。
【０００３】
半田処理による信頼性低下を改善するために、エポキシ樹脂組成物中の無機質充填材の充填量を増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨張化を達成し耐半田性を向上させ、低溶融粘度の樹脂を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手法がある（例えば、特許文献１参照。）。この手法を用いることにより耐半田クラック性が向上されるが、球状溶融シリカの充填割合の増加と共に、流動性が犠牲になりパッケージ内に空隙が生じやすくなる欠点があった。そこで平均粒径の異なる大粒径の球状溶融シリカと低粒径の球状溶融シリカを併用して流動性を維持する手法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。この低粒径の球状溶融シリカは通常金属シリコン成分から製造されたものが使用されているが、この製造方法により製造された球状溶融シリカは金属シリコン成分がエポキシ樹脂組成物に残留することがある。この残留した金属シリコンが半導体装置の電気的特性を低下させることが問題となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−６５１１６号公報（２〜７頁）
【特許文献２】特開平８−２０６７３号公報（２〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れ、かつ金属シリコン成分の少ない電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
［１］ （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び（Ｅ）平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［２］ 前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、シリカ質原料を熱溶融して作られたものである第［１］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［３］ 前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、その表面に平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させたものである第［１］又は［２］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［４］ 前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分との割合が、（Ｄ）／（Ｅ）＝９７／３［重量％］〜７５／２５［重量％］の範囲内である第［１］ないし［３］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［５］ 前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分とを含む全無機充填材の含有割合が、全エポキシ樹脂組成物中の８２重量％以上、９２重量％以下である第［１］ないし［４］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［６］ 第［１］ないし［５］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れ、かつ金属シリコン成分の少ない電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分として含むことにより、流動性、成形性、耐半田クラック性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び導電性の金属シリコン成分が少ない電気的特性の低下が少ない半導体装置を得ることができるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
本発明に用いるエポキシ樹脂（Ａ）は、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造は特に限定するものではないが、例えばスチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する）等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
【００１０】
本発明に用いるフェノール樹脂（Ｂ）は、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する）等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
【００１１】
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の含有量としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比が０．８以上、１．３以下であることが好ましく、この範囲を外れると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のガラス転移温度の低下、耐湿信頼性の低下等が生じる可能性がある。
【００１２】
本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）としては、エポキシ基とフェノール性水酸基の反応を促進するものであれば特に限定しないが、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００１３】
また本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）として、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物を使用することもできる。ホスフィン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィンなどが挙げられる。キノン化合物としては１，４−ベンゾキノン、メチル−１，４−ベンゾキノン、メトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノン、１，４−ナフトキノンなどが挙げられる。これらホスフィン化合物とキノン化合物との付加物のうち、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が好ましい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては特に制限はないが、例えば、原料として用いられるホスフィン化合物とキノン化合物とを両者が溶解する有機溶媒中で付加反応させて単離すればよい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物は、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。
【００１４】
本発明に用いる平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ（Ｄ）は、通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。これらの球状溶融シリカ（Ｄ）は、単独でも混合して用いても差し支えない。平均粒径が下限値を下回ると十分な流動性が得られず、上限値を越えると成形時の充填性が悪くなり、空隙が多く生じるおそれがあるので好ましくない。
【００１５】
本発明に用いる平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカ（Ｅ）は、特に限定するものではないが、シリカ質原料を熱溶融したものなどを使用することができる。
従来使用されている平均粒径が０．５〜５μｍ前後のシリカは、（１）平均粒径５μｍ以上の球状溶融シリカを製造するときに生じるバグフィルター回収品、または（２）金属シリコンから製造された表面に微粒がほとんど存在しない真球状の球状溶融シリカである。しかし、（１）では比表面積が１０ｍ2／ｇを超えるものとなるためにチキソ性が非常に高く、添加すると流動性を著しく低下させる。また（２）では出発原料が金属シリコンであるために、導電体である金属シリコンが残留したり、大粒径の金属シリコン原料が混入することがある。この製造方法によると、熱溶融後も導電体である金属シリコンの残留物を含むこととなる。この金属シリコンを含んだ球状溶融シリカを半導体装置に用いた場合、電気的な特性が低下するために好ましいことではない。
ところが、本発明では、シリカ質原料を熱溶融するなどして作られた、平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカ（Ｅ）を用いることで、良好な流動性・耐半田クラック性を有するエポキシ樹脂組成物を得ることができ、かつ金属シリコンの混入を防ぎ、電気的特性の低下を防ぐことができる。
また、本発明に用いる上記の球状溶融シリカ（Ｅ）は、平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させたものであることがより好ましい。微粒シリカを該球状溶融シリカの表面に付着させる方法については特に限定するものではないが、例えば、熱溶融によりシリカを蒸発させ、その蒸発したシリカを該球状溶融シリカの表面で固化させる方法等を用いることができる。平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させた球状溶融シリカ（Ｅ）を使用することにより、この１／１００以下の平均粒径である微粒シリカがいわゆる「ころ」の役目を果たすことでエポキシ樹脂組成物の流動性を向上させることができる。また、微粒シリカを付着させたことにより、シリカ表面の帯電性を減少させ、シリカ同士の凝集を防ぐことができるので流動性を向上させることができる。また、この微粒シリカは比表面積が大きいことで表面のシラノール基密度が高く、樹脂やリードフレームとの濡れ性が向上する。この濡れ性の向上により、シリカと樹脂やリードフレームとの密着性が向上し耐半田クラック性を向上させることができる。
該球状溶融シリカ表面に対する微粒子シリカの被覆面積としては、特に限定するものではないが、２０％以上、６０％以下が好ましい。上記下限値を下回ると、「ころ」の役目を果たす微粒シリカが少ないため、十分な流動性が得られない恐れがある。また、上記上限値を超えると、チキソ性が上昇することにより十分な流動性が得られない恐れがある。
上記球状溶融シリカ（Ｅ）の平均粒径が、下限値を下回ると、粒子同士の凝集を抑えることが難しく、上限値を越えると大きすぎるために流動性向上の役目を果たさない恐れがあるので好ましくない。本発明に用いる球状溶融シリカ（Ｄ）及び球状溶融シリカ（Ｅ）の平均粒径は、レーザー式粒度分布計（（株）島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００）等を用いて測定することができるものである。
【００１６】
本発明で用いる球状溶融シリカ（Ｅ）の含有量は、特に限定するものではないが、球状溶融シリカ（Ｄ）と球状溶融シリカ（Ｅ）との割合が、（Ｄ）／（Ｅ）＝９７／３［重量％］〜７５／２５［重量％］の範囲内であることが好ましい。球状溶融シリカ（Ｅ）の割合が下限値を下回ると最密充填理論の観点から流動性が低下する恐れがあるため好ましくなく、上限値を上回るとチキソ性増加のため流動性が低下する恐れがあるため好ましくない。球状溶融シリカ（Ｄ）と球状溶融シリカ（Ｅ）と、更にその他の無機充填材とを合せた合計の含有割合は、全エポキシ樹脂組成物中に８２重量％以上、９２重量％以下であることが好ましい。下限値を下回ると吸湿率の上昇に伴い耐半田性が低下し、上限値を越えるとパッケージ未充填が起こる可能性が高く、金線変形及びパッドシフト等の問題が生じる恐れがあるので好ましくない。
【００１７】
本発明に用いる球状溶融シリカ（Ｄ）及び球状溶融シリカ（Ｅ）と併用できる無機充填材としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物の充填材として使用されているものを用いることができる。例えば、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等が挙げられる。これらの無機充填剤は、単独でも混合して用いても差し支えない。
【００１８】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてカップリング剤を使用してもよい。カップリング剤とは、通常無機物質の表面処理に用いられているカップリング剤を指す。例えばアミノシラン、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、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等が挙げられるが、最も好適に使用されるものとしてはシランカップリング剤であり、より好ましく使用されるものとしてはアミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、ウレイドシランが挙げられ、これらを例示すると、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）3−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−（トリメトキシシリルプロピル）−１，３−ベンゼンジメタナン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、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−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどが挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。また、カップリング剤は、予め水或いは必要に応じて酸又はアルカリを添加して、加水分解処理して用いてもよい。
【００１９】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分を必須とし、必要に応じてその他の無機充填材やカップリング剤を添加するが、更にこれ以外に、カーボンブラック等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及び、ゴム等の低応力添加剤、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤等の添加剤を適宜配合しても差し支えない。
【００２０】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分の他、必要に応じて添加する添加物を、ミキサー等を用いて十分に均一に混合した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。
【実施例】
【００２１】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
なお、実施例及び比較例で用いた無機充填材の内容について以下に示す。
尚、無機充填材４〜６は、電子顕微鏡により球状溶融シリカ表面に微粒のシリカが付着していることが確認されたシリカである。
無機充填材１（球状溶融シリカ、平均粒径：２８．４μｍ、比表面積：１．５ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材２（球状溶融シリカ、平均粒径：５５．３μｍ、比表面積：０．６ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材３（破砕シリカ、平均粒径：３０．５μｍ、比表面積：１．８ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材４（シリカ質原料を熱溶融して作られた球状溶融シリカ、平均粒径：１．０μｍ、比表面積：８．５ｍ2／ｇ、表面微粒シリカの平均粒径：１０ｎｍ、微粒子シリカの表面被覆率４０％、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材５（シリカ質原料を熱溶融して作られた球状溶融シリカ、平均粒径：２．０μｍ、比表面積：７．０ｍ2／ｇ、表面微粒シリカの平均粒径：１０ｎｍ、微粒子シリカの表面被覆率４０％、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材６（シリカ質原料を熱溶融して作られた球状溶融シリカ、平均粒径：４．５μｍ、比表面積：６．０ｍ2／ｇ、表面微粒シリカの平均粒径：１０ｎｍ、微粒子シリカの表面被覆率４０％、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材７（平均粒径２１μｍの球状溶融シリカを製造する際にできたバグフィルター回収品である球状溶融シリカ、平均粒径：１．７μｍ、比表面積：３１．３ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材８（金属シリコンから合成された球状溶融シリカ、平均粒径：１．５μｍ、比表面積４．０ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．８重量％、金属シリコン：０．１％）
無機充填材９（金属シリコンから合成された球状溶融シリカ、平均粒径：０．１５μｍ、比表面積３２．３ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．８重量％、金属シリコン：０．１％）
【００２２】
実施例１、
エポキシ樹脂１（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、ＹＸ−４０００、エポキシ当量１９０ｇ／ｅｑ、融点１０５℃） ５７重量部
フェノール樹脂１（フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、三井化学（株）製、ＸＬＣ−ＬＬ、水酸基当量１６５ｇ／ｅｑ、軟化点７９℃） ４９重量部
硬化促進剤１（１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７） ３重量部
無機充填材１ ７８０重量部
無機充填材５ １００重量部
カップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン） ３重量部
カーボンブラック ３重量部
カルナバワックス ５重量部
を混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００２３】
評価方法
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、金型温度１７５℃、圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒で測定した。単位はｃｍで、１００ｃｍ以上を流動性良好とした。
【００２４】
金線変形：低圧トランスファー成形機を用いて、成形温度１７５℃、圧力９．３ＭＰa、硬化時間１２０秒で、１６０ｐＱＦＰを成形した。パッケージ成形した１６０ｐＱＦＰパッケージを軟Ｘ線透視装置で観察し、金線の変形率を（流れ量）／（金線長）の比率で表した。単位は％で、変形率５％以下を金線変形が少なく良好であるとした。
【００２５】
耐半田性：低圧トランスファー成形機を用いて、成形温度１７５℃、圧力８．３ＭＰａ、硬化時間１２０秒で、８０ｐＱＦＰ（Ｃｕフレーム、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ）を成形し、アフターベークとして１７５℃、８時間加熱処理した後、８５℃、相対湿度８５％で１２０時間の加湿処理を行った後、２６０℃のＩＲリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機で確認した。１０個のパッケージ中の不良パッケージ数を示す。２個以下の不良を耐半田性良好とした。
【００２６】
通電特性：模擬素子を３０μｍ径の金線で配線・ワイヤーピッチ間６０μｍの１６ピンＳＯＰを、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間２分でトランスファー成形し、１７５℃、８時間で後硬化した。２０個の１６ピンＳＯＰの通電測定を行い、不良となった個数を記録し、０個を良好とした。
【００２７】
実施例２〜１０、比較例１〜５
表１、２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、２に示す。
実施例１以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂２（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、日本化薬（株）製、ＮＣ３０００Ｐ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３）
フェノール樹脂２（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、軟化点１０７℃、水酸基当量２０４）
硬化促進剤２（トリフェニルホスフィン−１，４−ベンゾキノン）
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、流動性、成形性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができるため、より高いレベルの耐半田性が要求される半導体装置に好適であるとともに、導電性の金属シリコン含有量が少ないために電気的特性に優れた半導体装置を得ることができるものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置に関するものであり、特に流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れ、金属シリコン成分の少ない電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の封止方法として、エポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コスト、大量生産に適しており、採用されて久しく、信頼性の点でもエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂の改良により特性の向上が図られてきた。しかし、近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体の高集積化も年々進み、また、半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきている。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決出来ない問題点も出てきている。
その最大の問題点は、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬或いは半田リフロー工程で急激に２００℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体装置にクラックが発生したり、半導体素子、リードフレーム、インナーリード上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹脂組成物の硬化物の界面で剥離が生じたりして、信頼性が著しく低下する現象である。
【０００３】
半田処理による信頼性低下を改善するために、エポキシ樹脂組成物中の無機質充填材の充填量を増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨張化を達成し耐半田性を向上させ、低溶融粘度の樹脂を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手法がある（例えば、特許文献１参照。）。この手法を用いることにより耐半田クラック性が向上されるが、球状溶融シリカの充填割合の増加と共に、流動性が犠牲になりパッケージ内に空隙が生じやすくなる欠点があった。そこで平均粒径の異なる大粒径の球状溶融シリカと低粒径の球状溶融シリカを併用して流動性を維持する手法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。この低粒径の球状溶融シリカは通常金属シリコン成分から製造されたものが使用されているが、この製造方法により製造された球状溶融シリカは金属シリコン成分がエポキシ樹脂組成物に残留することがある。この残留した金属シリコンが半導体装置の電気的特性を低下させることが問題となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−６５１１６号公報（２〜７頁）
【特許文献２】特開平８−２０６７３号公報（２〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れ、かつ金属シリコン成分の少ない電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
［１］ （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び（Ｅ）平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［２］ 前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、シリカ質原料を熱溶融して作られたものである第［１］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［３］ 前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、その表面に平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させたものである第［１］又は［２］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［４］ 前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分との割合が、（Ｄ）／（Ｅ）＝９７／３［重量％］〜７５／２５［重量％］の範囲内である第［１］ないし［３］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［５］ 前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分とを含む全無機充填材の含有割合が、全エポキシ樹脂組成物中の８２重量％以上、９２重量％以下である第［１］ないし［４］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［６］ 第［１］ないし［５］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れ、かつ金属シリコン成分の少ない電気的特性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分として含むことにより、流動性、成形性、耐半田クラック性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び導電性の金属シリコン成分が少ない電気的特性の低下が少ない半導体装置を得ることができるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
本発明に用いるエポキシ樹脂（Ａ）は、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造は特に限定するものではないが、例えばスチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する）等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
【００１０】
本発明に用いるフェノール樹脂（Ｂ）は、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する）等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
【００１１】
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の含有量としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比が０．８以上、１．３以下であることが好ましく、この範囲を外れると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のガラス転移温度の低下、耐湿信頼性の低下等が生じる可能性がある。
【００１２】
本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）としては、エポキシ基とフェノール性水酸基の反応を促進するものであれば特に限定しないが、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００１３】
また本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）として、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物を使用することもできる。ホスフィン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィンなどが挙げられる。キノン化合物としては１，４−ベンゾキノン、メチル−１，４−ベンゾキノン、メトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノン、１，４−ナフトキノンなどが挙げられる。これらホスフィン化合物とキノン化合物との付加物のうち、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が好ましい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては特に制限はないが、例えば、原料として用いられるホスフィン化合物とキノン化合物とを両者が溶解する有機溶媒中で付加反応させて単離すればよい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物は、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。
【００１４】
本発明に用いる平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ（Ｄ）は、通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。これらの球状溶融シリカ（Ｄ）は、単独でも混合して用いても差し支えない。平均粒径が下限値を下回ると十分な流動性が得られず、上限値を越えると成形時の充填性が悪くなり、空隙が多く生じるおそれがあるので好ましくない。
【００１５】
本発明に用いる平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカ（Ｅ）は、特に限定するものではないが、シリカ質原料を熱溶融したものなどを使用することができる。
従来使用されている平均粒径が０．５〜５μｍ前後のシリカは、（１）平均粒径５μｍ以上の球状溶融シリカを製造するときに生じるバグフィルター回収品、または（２）金属シリコンから製造された表面に微粒がほとんど存在しない真球状の球状溶融シリカである。しかし、（１）では比表面積が１０ｍ2／ｇを超えるものとなるためにチキソ性が非常に高く、添加すると流動性を著しく低下させる。また（２）では出発原料が金属シリコンであるために、導電体である金属シリコンが残留したり、大粒径の金属シリコン原料が混入することがある。この製造方法によると、熱溶融後も導電体である金属シリコンの残留物を含むこととなる。この金属シリコンを含んだ球状溶融シリカを半導体装置に用いた場合、電気的な特性が低下するために好ましいことではない。
ところが、本発明では、シリカ質原料を熱溶融するなどして作られた、平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカ（Ｅ）を用いることで、良好な流動性・耐半田クラック性を有するエポキシ樹脂組成物を得ることができ、かつ金属シリコンの混入を防ぎ、電気的特性の低下を防ぐことができる。
また、本発明に用いる上記の球状溶融シリカ（Ｅ）は、平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させたものであることがより好ましい。微粒シリカを該球状溶融シリカの表面に付着させる方法については特に限定するものではないが、例えば、熱溶融によりシリカを蒸発させ、その蒸発したシリカを該球状溶融シリカの表面で固化させる方法等を用いることができる。平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させた球状溶融シリカ（Ｅ）を使用することにより、この１／１００以下の平均粒径である微粒シリカがいわゆる「ころ」の役目を果たすことでエポキシ樹脂組成物の流動性を向上させることができる。また、微粒シリカを付着させたことにより、シリカ表面の帯電性を減少させ、シリカ同士の凝集を防ぐことができるので流動性を向上させることができる。また、この微粒シリカは比表面積が大きいことで表面のシラノール基密度が高く、樹脂やリードフレームとの濡れ性が向上する。この濡れ性の向上により、シリカと樹脂やリードフレームとの密着性が向上し耐半田クラック性を向上させることができる。
該球状溶融シリカ表面に対する微粒子シリカの被覆面積としては、特に限定するものではないが、２０％以上、６０％以下が好ましい。上記下限値を下回ると、「ころ」の役目を果たす微粒シリカが少ないため、十分な流動性が得られない恐れがある。また、上記上限値を超えると、チキソ性が上昇することにより十分な流動性が得られない恐れがある。
上記球状溶融シリカ（Ｅ）の平均粒径が、下限値を下回ると、粒子同士の凝集を抑えることが難しく、上限値を越えると大きすぎるために流動性向上の役目を果たさない恐れがあるので好ましくない。本発明に用いる球状溶融シリカ（Ｄ）及び球状溶融シリカ（Ｅ）の平均粒径は、レーザー式粒度分布計（（株）島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００）等を用いて測定することができるものである。
【００１６】
本発明で用いる球状溶融シリカ（Ｅ）の含有量は、特に限定するものではないが、球状溶融シリカ（Ｄ）と球状溶融シリカ（Ｅ）との割合が、（Ｄ）／（Ｅ）＝９７／３［重量％］〜７５／２５［重量％］の範囲内であることが好ましい。球状溶融シリカ（Ｅ）の割合が下限値を下回ると最密充填理論の観点から流動性が低下する恐れがあるため好ましくなく、上限値を上回るとチキソ性増加のため流動性が低下する恐れがあるため好ましくない。球状溶融シリカ（Ｄ）と球状溶融シリカ（Ｅ）と、更にその他の無機充填材とを合せた合計の含有割合は、全エポキシ樹脂組成物中に８２重量％以上、９２重量％以下であることが好ましい。下限値を下回ると吸湿率の上昇に伴い耐半田性が低下し、上限値を越えるとパッケージ未充填が起こる可能性が高く、金線変形及びパッドシフト等の問題が生じる恐れがあるので好ましくない。
【００１７】
本発明に用いる球状溶融シリカ（Ｄ）及び球状溶融シリカ（Ｅ）と併用できる無機充填材としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物の充填材として使用されているものを用いることができる。例えば、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等が挙げられる。これらの無機充填剤は、単独でも混合して用いても差し支えない。
【００１８】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてカップリング剤を使用してもよい。カップリング剤とは、通常無機物質の表面処理に用いられているカップリング剤を指す。例えばアミノシラン、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、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等が挙げられるが、最も好適に使用されるものとしてはシランカップリング剤であり、より好ましく使用されるものとしてはアミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、ウレイドシランが挙げられ、これらを例示すると、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）3−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−（トリメトキシシリルプロピル）−１，３−ベンゼンジメタナン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、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−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどが挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。また、カップリング剤は、予め水或いは必要に応じて酸又はアルカリを添加して、加水分解処理して用いてもよい。
【００１９】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分を必須とし、必要に応じてその他の無機充填材やカップリング剤を添加するが、更にこれ以外に、カーボンブラック等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及び、ゴム等の低応力添加剤、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤等の添加剤を適宜配合しても差し支えない。
【００２０】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分の他、必要に応じて添加する添加物を、ミキサー等を用いて十分に均一に混合した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。
【実施例】
【００２１】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
なお、実施例及び比較例で用いた無機充填材の内容について以下に示す。
尚、無機充填材４〜６は、電子顕微鏡により球状溶融シリカ表面に微粒のシリカが付着していることが確認されたシリカである。
無機充填材１（球状溶融シリカ、平均粒径：２８．４μｍ、比表面積：１．５ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材２（球状溶融シリカ、平均粒径：５５．３μｍ、比表面積：０．６ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材３（破砕シリカ、平均粒径：３０．５μｍ、比表面積：１．８ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材４（シリカ質原料を熱溶融して作られた球状溶融シリカ、平均粒径：１．０μｍ、比表面積：８．５ｍ2／ｇ、表面微粒シリカの平均粒径：１０ｎｍ、微粒子シリカの表面被覆率４０％、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材５（シリカ質原料を熱溶融して作られた球状溶融シリカ、平均粒径：２．０μｍ、比表面積：７．０ｍ2／ｇ、表面微粒シリカの平均粒径：１０ｎｍ、微粒子シリカの表面被覆率４０％、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材６（シリカ質原料を熱溶融して作られた球状溶融シリカ、平均粒径：４．５μｍ、比表面積：６．０ｍ2／ｇ、表面微粒シリカの平均粒径：１０ｎｍ、微粒子シリカの表面被覆率４０％、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材７（平均粒径２１μｍの球状溶融シリカを製造する際にできたバグフィルター回収品である球状溶融シリカ、平均粒径：１．７μｍ、比表面積：３１．３ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．９重量％、金属シリコン：０．００％）
無機充填材８（金属シリコンから合成された球状溶融シリカ、平均粒径：１．５μｍ、比表面積４．０ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．８重量％、金属シリコン：０．１％）
無機充填材９（金属シリコンから合成された球状溶融シリカ、平均粒径：０．１５μｍ、比表面積３２．３ｍ2／ｇ、ＳｉＯ2：９９．８重量％、金属シリコン：０．１％）
【００２２】
実施例１、
エポキシ樹脂１（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、ＹＸ−４０００、エポキシ当量１９０ｇ／ｅｑ、融点１０５℃） ５７重量部
フェノール樹脂１（フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、三井化学（株）製、ＸＬＣ−ＬＬ、水酸基当量１６５ｇ／ｅｑ、軟化点７９℃） ４９重量部
硬化促進剤１（１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７） ３重量部
無機充填材１ ７８０重量部
無機充填材５ １００重量部
カップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン） ３重量部
カーボンブラック ３重量部
カルナバワックス ５重量部
を混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００２３】
評価方法
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、金型温度１７５℃、圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒で測定した。単位はｃｍで、１００ｃｍ以上を流動性良好とした。
【００２４】
金線変形：低圧トランスファー成形機を用いて、成形温度１７５℃、圧力９．３ＭＰa、硬化時間１２０秒で、１６０ｐＱＦＰを成形した。パッケージ成形した１６０ｐＱＦＰパッケージを軟Ｘ線透視装置で観察し、金線の変形率を（流れ量）／（金線長）の比率で表した。単位は％で、変形率５％以下を金線変形が少なく良好であるとした。
【００２５】
耐半田性：低圧トランスファー成形機を用いて、成形温度１７５℃、圧力８．３ＭＰａ、硬化時間１２０秒で、８０ｐＱＦＰ（Ｃｕフレーム、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ）を成形し、アフターベークとして１７５℃、８時間加熱処理した後、８５℃、相対湿度８５％で１２０時間の加湿処理を行った後、２６０℃のＩＲリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機で確認した。１０個のパッケージ中の不良パッケージ数を示す。２個以下の不良を耐半田性良好とした。
【００２６】
通電特性：模擬素子を３０μｍ径の金線で配線・ワイヤーピッチ間６０μｍの１６ピンＳＯＰを、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間２分でトランスファー成形し、１７５℃、８時間で後硬化した。２０個の１６ピンＳＯＰの通電測定を行い、不良となった個数を記録し、０個を良好とした。
【００２７】
実施例２〜１０、比較例１〜５
表１、２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、２に示す。
実施例１以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂２（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、日本化薬（株）製、ＮＣ３０００Ｐ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３）
フェノール樹脂２（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、軟化点１０７℃、水酸基当量２０４）
硬化促進剤２（トリフェニルホスフィン−１，４−ベンゾキノン）
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、流動性、成形性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができるため、より高いレベルの耐半田性が要求される半導体装置に好適であるとともに、導電性の金属シリコン含有量が少ないために電気的特性に優れた半導体装置を得ることができるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び（Ｅ）平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、シリカ質原料を熱溶融して作られたものである請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、その表面に平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させたものである請求項１又は２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分との割合が、（Ｄ）／（Ｅ）＝９７／３［重量％］〜７５／２５［重量％］の範囲内である請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分とを含む全無機充填材の含有割合が、全エポキシ樹脂組成物中の８２重量％以上、９２重量％以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上、５０μｍ以下である球状溶融シリカ及び（Ｅ）平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下、比表面積が１ｍ2／ｇ以上、１０ｍ2／ｇ以下であり、金属シリコン含有量が０．０１重量％未満である球状溶融シリカを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、シリカ質原料を熱溶融して作られたものである請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｅ）成分の球状溶融シリカが、その表面に平均粒径が該球状溶融シリカの１／１００以下である微粒シリカを付着させたものである請求項１又は２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分との割合が、（Ｄ）／（Ｅ）＝９７／３［重量％］〜７５／２５［重量％］の範囲内である請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ｄ）成分と（Ｅ）成分とを含む全無機充填材の含有割合が、全エポキシ樹脂組成物中の８２重量％以上、９２重量％以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【公開番号】特開２００６−１４３７８４（Ｐ２００６−１４３７８４Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３２１９９（Ｐ２００４−３３２１９９）
【出願日】平成１６年１１月１６日（２００４．１１．１６）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１６日（２００４．１１．１６）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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