エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
【課題】 成形時の流動性、離型性、連続成形性が良好で、且つ耐半田性に優れた特性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、主鎖にビフェニレン骨格を有するノボラック構造の樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルを全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上１重量％以下の割合で含み、かつ（Ｆ）特定構造のシランカップリング剤を全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下の割合で含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、主鎖にビフェニレン骨格を有するノボラック構造の樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルを全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上１重量％以下の割合で含み、かつ（Ｆ）特定構造のシランカップリング剤を全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下の割合で含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関するものであり、特に流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高度化、軽薄短小化が求められる中、半導体素子の高集積化、表面実装化が進んでいる。これに伴い、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しくなっているのが現状である。特に半導体装置の薄型化に際しては、封止成形時における金型とエポキシ樹脂組成物の硬化物との間の離型不足に伴う応力の発生により、半導体装置内部の半導体素子自体にクラックを生じたり、硬化物と半導体素子との界面における密着性が低下したりするといった問題が生じている。また、環境問題に端を発した有鉛半田から無鉛半田への移行に伴い、半田処理時の温度が高くなり、半導体装置中に含まれる水分の気化によって発生する爆発的な応力による耐半田性が、従来以上に大きな問題となってきている。
【０００３】
このため耐半田性を向上させるための種々の提案がされている。例えば、無機充填材の高充填化が可能な低粘度型エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物が提案されているが（特許文献１、２参照。）、無機充填材の高充填化により、流動性の低下が懸念される。そこで流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置の開発が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−３７０４１号公報（第１〜９頁）
【特許文献２】特開平８−２５３５５５号公報（第２〜９頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置を提供するものである。
【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）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、一般式（１）で示される樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルを全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上１重量％以下の割合で含み、かつ（Ｆ）一般式（２）で示されるシランカップリング剤を全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下の割合で含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【０００７】
【化３】
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。Ｘはグリシジルエーテル基又は水酸基。ｎは平均値で、１〜３の正数。）
【０００８】
【化４】
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基。ｎは１〜３の整数。）
【０００９】
［２］ 前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルの平均粒径が２０μｍ以上７０μｍ以下であり、全グリセリントリ脂肪酸エステル中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率が０．１重量％以下である第［１］項記載のエポキシ樹脂組成物、
［３］ 前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルがグリセリンと炭素数２４以上３６以下の飽和脂肪酸とのトリエステルである第［１］又は［２］項記載のエポキシ樹脂組成物、
［４］ 第［１］ないし［３］項のいずれかに記載の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】
【００１０】
本発明に従うと、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性に優れ、かつ低吸湿、低応力性、金属系部材との密着力に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物、並びに耐半田性に優れた半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、主鎖にビフェニレン骨格を有するノボラック構造の樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステル及び（Ｆ）特定構造のシランカップリング剤を特定量含むことにより、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性に優れ、かつ低吸湿、低応力性、金属系部材との密着力に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物、並びに耐半田性に優れた半導体装置が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１２】
本発明でエポキシ樹脂（Ａ）として用いられる一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｘはグリシジルエーテル基）は、樹脂骨格中に疎水性の構造を多く含むことから、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、また架橋密度が低いため、ガラス転移温度以上の高温域での弾性率が小さいといった特徴を有している。これを用いたエポキシ樹脂組成物の樹脂硬化物は低い吸湿性を有し、半田処理時における水分の気化による爆発的な応力を低減できる。また熱時に低弾性率であることから半田処理時に発生する熱応力が小さくなり、結果として耐半田性に優れる。
【００１３】
本発明で用いられる一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｘはグリシジルエーテル基）を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のエポキシ樹脂と併用することができる。併用する場合の他のエポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、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（フェニレン骨格を含む）型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、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等があり、これらは単独でも混合して用いてもよい。一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｘはグリシジルエーテル基）の具体例を式（３）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
【化５】
（ただし、上記式（３）において、ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００１５】
本発明でフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）として用いられる一般式（１）で示されるフェノール樹脂（Ｘは水酸基）は、樹脂骨格中に疎水性の構造を多く含むことから、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、また架橋密度が低いため、ガラス転移温度以上の高温域での弾性率が小さいといった特徴を有している。これを用いたエポキシ樹脂組成物の樹脂硬化物は低吸湿率を示し、半田処理時における水分の気化による爆発的な応力を低減できる。また熱時に低弾性率であることから半田処理時に発生する熱応力が小さくなり、結果として耐半田性に優れる。
【００１６】
本発明で用いられる一般式（１）で示されるフェノール樹脂（Ｘは水酸基）を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のフェノール樹脂系硬化剤と併用することができる。併用する場合の他のフェノール樹脂系硬化剤としては、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、トリフェノールメタン樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格を含む）、ナフトールアラルキル樹脂等があり、これらは単独でも混合して用いてもよい。一般式（１）を基本骨格とするフェノール樹脂（Ｘは水酸基）の具体例を式（４）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
【化６】
（ただし、上記式（４）において、ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００１８】
本発明に用いられる全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基の当量比としては、好ましくは０．５以上、２以下であり、特に好ましくは０．７以上、１．５以下である。上記範囲内であると、耐湿性、硬化性等の低下を抑えることができる。
【００１９】
本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤との架橋反応の触媒となり得るものを指し、例えばトリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの硬化促進剤は単独でも混合して用いてもよい。
【００２０】
本発明で用いられる無機質充填材（Ｄ）としては、例えば溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機質充填材の配合量を特に多くする場合は、溶融シリカを用いるのが一般的である。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状のものを主に用いる方が好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。
【００２１】
本発明に用いるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）は、グリセリンと飽和脂肪酸より得られるトリエステルであり、離型性が非常に優れている。モノエステル、ジエステルでは残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として半田耐熱性に悪影響を及ぼすので好ましくない。本発明に用いるグリセリントリ脂肪酸エステルとしては、具体的にはグリセリントリカプロン酸エステル、グリセリントリカプリル酸エステル、グリセリントリカプリン酸エステル、グリセリントリラウリン酸エステル、グリセリントリミリスチン酸エステル、グリセリントリパルミチン酸エステル、グリセリントリステアリン酸エステル、グリセリントリアラキン酸エステル、グリセリントリベヘン酸エステル、グリセリントリリグノセリン酸エステル、グリセリントリセロチン酸エステル、グリセリントリモンタン酸エステル、グリセリントリメリシン酸エステル等が挙げられる。中でも炭素数２４以上３６以下の飽和脂肪酸とのグリセリントリ脂肪酸エステルが、離型性と成形品外観の観点から、好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
【００２２】
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステルの滴点は、７０℃以上、１２０℃以下が好ましく、より好ましくは８０℃以上、１１０℃以下である。下限値未満だと熱安定性が十分でないため、連続成形時にグリセリントリ脂肪酸エステルの焼き付きが発生し、離型性が悪化し、連続成形性を損なう恐れがある。上限値を越えるとエポキシ樹脂組成物の硬化の際、グリセリントリ脂肪酸エステルが十分に溶融しないことにより、グリセリントリ脂肪酸エステルの分散性が低下し、グリセリントリ脂肪酸エステルの硬化物表面への偏析による金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。酸価は１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、より好ましくは１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価は樹脂硬化物との相溶性に影響し、下限値未満だとグリセリントリ脂肪酸エステルはエポキシ樹脂マトリックスと相分離を起こし、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。上限値を越えるとエポキシ樹脂マトリックスとの相溶性がよすぎるため、硬化物表面に染み出すことが出来ず、十分な離型性を確保することができない恐れがある。平均粒径は２０μｍ以上、７０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以上、６０μｍ以下である。下限値未満だとグリセリントリ脂肪酸エステルがエポキシ樹脂マトリックスとの相溶性がよすぎるため、硬化物表面に染み出すことが出来ず、十分な離型付与効果が得られない恐れがある。上限値を越えるとグリセリントリ脂肪酸エステルが偏析し、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。また、エポキシ樹脂組成物の硬化の際、グリセリントリ脂肪酸エステルが十分に溶融しないことにより、流動性を阻害する恐れがある。また、全グリセリントリ脂肪酸エステル中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率は０．１重量％以下であることが好ましい。上限値を越えるとグリセリントリ脂肪酸エステルが偏析し、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。また、エポキシ樹脂組成物の硬化の際、グリセリントリ脂肪酸エステルが十分に溶融しないことにより、流動性を阻害する恐れがある。グリセリントリ脂肪酸エステルの含有量はエポキシ樹脂組成物中に、０．０１重量％以上１重量％以下であり、好ましくは０．０３重量％以上０．５重量％以下である。下限値未満だと離型性不足となり、上限値を越えるとリードフレーム部材との密着性が損なわれ、半田処理時に部材との剥離が発生する恐れがある。また、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。
【００２３】
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステルは市販のものを入手し、粒度調整して使用することができる。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステルを用いることによる効果を損なわない範囲で他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。
【００２４】
本発明に用いられる一般式（２）で示されるシランカップリング剤（Ｆ）を使用すると、従来のシランカップリング剤よりもエポキシ樹脂組成物の低粘度化が可能となるため、無機充填材をより多く充填させ易くなり、その結果半導体装置の反り及び耐半田性を向上させることができる。本発明に用いられる一般式（２）で示されるシランカップリング剤は、好ましくはＲ１がフェニル基であり、Ｒ２が炭素数１〜３のアルキル基、かつＲ３、Ｒ４はメチル基もしくはエチル基であることが好ましい。しかしこれらに限定されるものではなく、また単独で用いても併用してもよい。本発明に用いるシランカップリング剤の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下が好ましく、下限値未満だと目的とする粘度特性および流動特性が得られない可能性がある。上限値を越えるとエポキシ樹脂組成物の硬化が阻害され、また硬化物の物性が劣り、半導体封止樹脂としての性能が悪化する可能性がある。また、一般式（２）で示されるシランカップリング剤を用いることによる効果を損なわない範囲であれば、その他のカップリング剤を併用しても差し支えない。併用できるカップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等の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。
【００２５】
【化７】
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基。ｎは１〜３の整数。）
【００２６】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン化合物、金属水酸化物等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム、合成ゴム等の低応力剤、酸化ビスマス水和物等の酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分及びその他の添加剤等をミキサー等を用いて混合後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等を用いて加熱混練し、続いて冷却、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】
【００２７】
以下、本発明を実施例で具体的に説明するが、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。
実施例１
【００２８】
式（３）のエポキシ樹脂（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）［日本化薬製、ＮＣ３０００Ｐ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３］
７．４５重量部
【化８】
【００２９】
式（５）のフェノール樹脂（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−４Ｌ、軟化点６５℃、水酸基当量１７４］
４．７５重量部
【化９】
【００３０】
１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、「ＤＢＵ」という）
０．２０重量部
球状溶融シリカ（平均粒径３０．０μｍ） ８７．００重量部
グリセリントリモンタン酸エステル（クラリアントジャパン（株）製、リコルブＷＥ４、滴点８２℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％） ０．１０重量部
【００３１】
式（６）で示されるシランカップリング剤［信越化学製、ＫＢＭ−５７３］
０．２０重量部
【化１０】
【００３２】
カーボンブラック ０．３０重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９５℃と２５℃の２軸ロールを用いて２０回混練し、得られた混練物シートを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂組成物とした。得られたエポキシ樹脂組成物の特性を以下の方法で評価した。
【００３３】
評価方法
スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。
【００３４】
金線変形率：低圧トランスファー自動成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．６ＭＰａ、硬化時間７０秒で、１６０ｐＬＱＦＰ（ＣｕＬ／Ｆ、パッケージ外寸：２４ｍｍ×２４ｍｍ×１．４ｍｍ厚、パッドサイズ：８．５ｍｍ×８．５ｍｍ、チップサイズ７．４ｍｍ×７．４ｍｍ）を成形した。成形した１６０ｐＬＱＦＰ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。判定基準は５％未満を○、５％以上を×とした。
【００３５】
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．６ＭＰａ、硬化時間７０秒で、８０ｐＱＦＰ（ＣｕＬ／Ｆ、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚、パッドサイズ：６．５ｍｍ×６．５ｍｍ、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ）を連続で５００ショットまで成形した。判定基準は未充填等の問題が全く発生せずに５００ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。
【００３６】
成形品外観及び金型汚れ：上記連続成形性の評価において５００ショット経過後のパッケージ及び金型について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観判断及び金型汚れ基準は、汚れているものを×、５００ショットまで汚れていないものを○で表す。
【００３７】
耐半田性：上記連続成形性の評価において成形したパッケージを１７５℃、８時間で後硬化し、得られたパッケージを８５℃、相対湿度８５％で１６８時間加湿処理後、２６０℃の半田槽にパッケージを１０秒間浸漬した。顕微鏡でパッケージを観察し、クラック発生率［（クラック発生率）＝（外部クラック発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を算出した。単位は％。評価したパッケージの数は２０個。また、半導体素子とエポキシ樹脂組成物界面の密着状態を超音波探傷装置により観察した。評価したパッケージの数は２０個。耐半田性判断基準は、クラック発生率が０％で、かつ剥離なし：○、クラックもしくは剥離が発生したものは×とした。
【００３８】
実施例２〜１１、比較例１〜８
表１、表２、表３に示す割合で各成分を配合し、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、表２、表３に示す。
実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
【００３９】
式（７）のエポキシ樹脂（ビフェニル型エポキシ樹脂）［ジャバンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−４０００Ｈ、融点１０５℃、エポキシ当量１９１］
【化１１】
【００４０】
式（４）のフェノール樹脂（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、ＭＥＨ７８５１ＳＳ、軟化点６７℃、水酸基当量２０３］
【化１２】
【００４１】
グリセリントリメリシン酸エステル（滴点９５℃、酸価３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
グリセリントリベヘン酸エステル（滴点８０℃、酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
グリセリンモノステアリン酸エステル（理研ビタミン（株）製、リケマールＳ−１００、滴点６５℃、酸価２ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
【００４２】
式（８）で示されるシランカップリング剤［信越化学製、Ｘ−１２−８０６］
【化１３】
【００４３】
γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
実施例１〜１１は、いずれも良好な流動性、離型性、連続成形性及び耐半田性を有する結果となった。一般式（１）で示される樹脂を用いていない比較例１では、低吸湿化効果と高温時での低応力化効果が発揮されないことで、耐半田性が劣る結果となった。また、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）を用いていない比較例２では、連続成形性や生産性が悪化し、成形品外観、金型汚れ、耐半田性も劣る結果となった。グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）の配合量が不足している比較例３では、離型性が低下することで、連続成形性と耐半田性が劣る結果となった。グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）の配合量が過剰である比較例４では、過剰成分が部材との界面及び硬化物表面にブリードすることにより、金型表面の汚れや樹脂硬化物の外観が悪化し、耐半田性も劣る結果となった。また、一般式（２）で示されるシランカップリング剤を用いていない比較例５、７及び８では、流動性が低下し、金線変形率が増加する結果となった。一般式（２）で示されるシランカップリング剤の配合量が過剰である比較例６では、樹脂組成物の硬化性が低下することにより、連続成形性や生産性が悪化し、成形品外観、金型汚れ、耐半田性も劣る結果となった。以上より、本発明のエポキシ樹脂組成物を使用することにより、流動性、離型性、連続成形性及び耐半田性のバランスの優れた半導体装置パッケージを提供することができることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、低吸湿、低応力性に優れた特性を有しており、これを用いて半導体素子を成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性に優れ、且つリードフレーム等の金属系部材に対し密着力が高く、耐半田性に優れた半導体装置を得ることができるため、無鉛半田を用いて表面実装を行う半導体装置に好適に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関するものであり、特に流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高度化、軽薄短小化が求められる中、半導体素子の高集積化、表面実装化が進んでいる。これに伴い、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しくなっているのが現状である。特に半導体装置の薄型化に際しては、封止成形時における金型とエポキシ樹脂組成物の硬化物との間の離型不足に伴う応力の発生により、半導体装置内部の半導体素子自体にクラックを生じたり、硬化物と半導体素子との界面における密着性が低下したりするといった問題が生じている。また、環境問題に端を発した有鉛半田から無鉛半田への移行に伴い、半田処理時の温度が高くなり、半導体装置中に含まれる水分の気化によって発生する爆発的な応力による耐半田性が、従来以上に大きな問題となってきている。
【０００３】
このため耐半田性を向上させるための種々の提案がされている。例えば、無機充填材の高充填化が可能な低粘度型エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物が提案されているが（特許文献１、２参照。）、無機充填材の高充填化により、流動性の低下が懸念される。そこで流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置の開発が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−３７０４１号公報（第１〜９頁）
【特許文献２】特開平８−２５３５５５号公報（第２〜９頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置を提供するものである。
【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）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、一般式（１）で示される樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルを全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上１重量％以下の割合で含み、かつ（Ｆ）一般式（２）で示されるシランカップリング剤を全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下の割合で含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【０００７】
【化３】
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。Ｘはグリシジルエーテル基又は水酸基。ｎは平均値で、１〜３の正数。）
【０００８】
【化４】
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基。ｎは１〜３の整数。）
【０００９】
［２］ 前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルの平均粒径が２０μｍ以上７０μｍ以下であり、全グリセリントリ脂肪酸エステル中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率が０．１重量％以下である第［１］項記載のエポキシ樹脂組成物、
［３］ 前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルがグリセリンと炭素数２４以上３６以下の飽和脂肪酸とのトリエステルである第［１］又は［２］項記載のエポキシ樹脂組成物、
［４］ 第［１］ないし［３］項のいずれかに記載の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】
【００１０】
本発明に従うと、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性に優れ、かつ低吸湿、低応力性、金属系部材との密着力に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物、並びに耐半田性に優れた半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、主鎖にビフェニレン骨格を有するノボラック構造の樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステル及び（Ｆ）特定構造のシランカップリング剤を特定量含むことにより、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性に優れ、かつ低吸湿、低応力性、金属系部材との密着力に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物、並びに耐半田性に優れた半導体装置が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１２】
本発明でエポキシ樹脂（Ａ）として用いられる一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｘはグリシジルエーテル基）は、樹脂骨格中に疎水性の構造を多く含むことから、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、また架橋密度が低いため、ガラス転移温度以上の高温域での弾性率が小さいといった特徴を有している。これを用いたエポキシ樹脂組成物の樹脂硬化物は低い吸湿性を有し、半田処理時における水分の気化による爆発的な応力を低減できる。また熱時に低弾性率であることから半田処理時に発生する熱応力が小さくなり、結果として耐半田性に優れる。
【００１３】
本発明で用いられる一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｘはグリシジルエーテル基）を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のエポキシ樹脂と併用することができる。併用する場合の他のエポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、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（フェニレン骨格を含む）型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、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等があり、これらは単独でも混合して用いてもよい。一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｘはグリシジルエーテル基）の具体例を式（３）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
【化５】
（ただし、上記式（３）において、ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００１５】
本発明でフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）として用いられる一般式（１）で示されるフェノール樹脂（Ｘは水酸基）は、樹脂骨格中に疎水性の構造を多く含むことから、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、また架橋密度が低いため、ガラス転移温度以上の高温域での弾性率が小さいといった特徴を有している。これを用いたエポキシ樹脂組成物の樹脂硬化物は低吸湿率を示し、半田処理時における水分の気化による爆発的な応力を低減できる。また熱時に低弾性率であることから半田処理時に発生する熱応力が小さくなり、結果として耐半田性に優れる。
【００１６】
本発明で用いられる一般式（１）で示されるフェノール樹脂（Ｘは水酸基）を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のフェノール樹脂系硬化剤と併用することができる。併用する場合の他のフェノール樹脂系硬化剤としては、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、トリフェノールメタン樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格を含む）、ナフトールアラルキル樹脂等があり、これらは単独でも混合して用いてもよい。一般式（１）を基本骨格とするフェノール樹脂（Ｘは水酸基）の具体例を式（４）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
【化６】
（ただし、上記式（４）において、ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００１８】
本発明に用いられる全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基の当量比としては、好ましくは０．５以上、２以下であり、特に好ましくは０．７以上、１．５以下である。上記範囲内であると、耐湿性、硬化性等の低下を抑えることができる。
【００１９】
本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤との架橋反応の触媒となり得るものを指し、例えばトリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの硬化促進剤は単独でも混合して用いてもよい。
【００２０】
本発明で用いられる無機質充填材（Ｄ）としては、例えば溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機質充填材の配合量を特に多くする場合は、溶融シリカを用いるのが一般的である。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状のものを主に用いる方が好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。
【００２１】
本発明に用いるグリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）は、グリセリンと飽和脂肪酸より得られるトリエステルであり、離型性が非常に優れている。モノエステル、ジエステルでは残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として半田耐熱性に悪影響を及ぼすので好ましくない。本発明に用いるグリセリントリ脂肪酸エステルとしては、具体的にはグリセリントリカプロン酸エステル、グリセリントリカプリル酸エステル、グリセリントリカプリン酸エステル、グリセリントリラウリン酸エステル、グリセリントリミリスチン酸エステル、グリセリントリパルミチン酸エステル、グリセリントリステアリン酸エステル、グリセリントリアラキン酸エステル、グリセリントリベヘン酸エステル、グリセリントリリグノセリン酸エステル、グリセリントリセロチン酸エステル、グリセリントリモンタン酸エステル、グリセリントリメリシン酸エステル等が挙げられる。中でも炭素数２４以上３６以下の飽和脂肪酸とのグリセリントリ脂肪酸エステルが、離型性と成形品外観の観点から、好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
【００２２】
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステルの滴点は、７０℃以上、１２０℃以下が好ましく、より好ましくは８０℃以上、１１０℃以下である。下限値未満だと熱安定性が十分でないため、連続成形時にグリセリントリ脂肪酸エステルの焼き付きが発生し、離型性が悪化し、連続成形性を損なう恐れがある。上限値を越えるとエポキシ樹脂組成物の硬化の際、グリセリントリ脂肪酸エステルが十分に溶融しないことにより、グリセリントリ脂肪酸エステルの分散性が低下し、グリセリントリ脂肪酸エステルの硬化物表面への偏析による金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。酸価は１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、より好ましくは１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価は樹脂硬化物との相溶性に影響し、下限値未満だとグリセリントリ脂肪酸エステルはエポキシ樹脂マトリックスと相分離を起こし、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。上限値を越えるとエポキシ樹脂マトリックスとの相溶性がよすぎるため、硬化物表面に染み出すことが出来ず、十分な離型性を確保することができない恐れがある。平均粒径は２０μｍ以上、７０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以上、６０μｍ以下である。下限値未満だとグリセリントリ脂肪酸エステルがエポキシ樹脂マトリックスとの相溶性がよすぎるため、硬化物表面に染み出すことが出来ず、十分な離型付与効果が得られない恐れがある。上限値を越えるとグリセリントリ脂肪酸エステルが偏析し、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。また、エポキシ樹脂組成物の硬化の際、グリセリントリ脂肪酸エステルが十分に溶融しないことにより、流動性を阻害する恐れがある。また、全グリセリントリ脂肪酸エステル中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率は０．１重量％以下であることが好ましい。上限値を越えるとグリセリントリ脂肪酸エステルが偏析し、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。また、エポキシ樹脂組成物の硬化の際、グリセリントリ脂肪酸エステルが十分に溶融しないことにより、流動性を阻害する恐れがある。グリセリントリ脂肪酸エステルの含有量はエポキシ樹脂組成物中に、０．０１重量％以上１重量％以下であり、好ましくは０．０３重量％以上０．５重量％以下である。下限値未満だと離型性不足となり、上限値を越えるとリードフレーム部材との密着性が損なわれ、半田処理時に部材との剥離が発生する恐れがある。また、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす恐れがある。
【００２３】
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステルは市販のものを入手し、粒度調整して使用することができる。
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステルを用いることによる効果を損なわない範囲で他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。
【００２４】
本発明に用いられる一般式（２）で示されるシランカップリング剤（Ｆ）を使用すると、従来のシランカップリング剤よりもエポキシ樹脂組成物の低粘度化が可能となるため、無機充填材をより多く充填させ易くなり、その結果半導体装置の反り及び耐半田性を向上させることができる。本発明に用いられる一般式（２）で示されるシランカップリング剤は、好ましくはＲ１がフェニル基であり、Ｒ２が炭素数１〜３のアルキル基、かつＲ３、Ｒ４はメチル基もしくはエチル基であることが好ましい。しかしこれらに限定されるものではなく、また単独で用いても併用してもよい。本発明に用いるシランカップリング剤の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下が好ましく、下限値未満だと目的とする粘度特性および流動特性が得られない可能性がある。上限値を越えるとエポキシ樹脂組成物の硬化が阻害され、また硬化物の物性が劣り、半導体封止樹脂としての性能が悪化する可能性がある。また、一般式（２）で示されるシランカップリング剤を用いることによる効果を損なわない範囲であれば、その他のカップリング剤を併用しても差し支えない。併用できるカップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等の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。
【００２５】
【化７】
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基。ｎは１〜３の整数。）
【００２６】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン化合物、金属水酸化物等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム、合成ゴム等の低応力剤、酸化ビスマス水和物等の酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分及びその他の添加剤等をミキサー等を用いて混合後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等を用いて加熱混練し、続いて冷却、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】
【００２７】
以下、本発明を実施例で具体的に説明するが、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。
実施例１
【００２８】
式（３）のエポキシ樹脂（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）［日本化薬製、ＮＣ３０００Ｐ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３］
７．４５重量部
【化８】
【００２９】
式（５）のフェノール樹脂（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−４Ｌ、軟化点６５℃、水酸基当量１７４］
４．７５重量部
【化９】
【００３０】
１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、「ＤＢＵ」という）
０．２０重量部
球状溶融シリカ（平均粒径３０．０μｍ） ８７．００重量部
グリセリントリモンタン酸エステル（クラリアントジャパン（株）製、リコルブＷＥ４、滴点８２℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％） ０．１０重量部
【００３１】
式（６）で示されるシランカップリング剤［信越化学製、ＫＢＭ−５７３］
０．２０重量部
【化１０】
【００３２】
カーボンブラック ０．３０重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９５℃と２５℃の２軸ロールを用いて２０回混練し、得られた混練物シートを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂組成物とした。得られたエポキシ樹脂組成物の特性を以下の方法で評価した。
【００３３】
評価方法
スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。
【００３４】
金線変形率：低圧トランスファー自動成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．６ＭＰａ、硬化時間７０秒で、１６０ｐＬＱＦＰ（ＣｕＬ／Ｆ、パッケージ外寸：２４ｍｍ×２４ｍｍ×１．４ｍｍ厚、パッドサイズ：８．５ｍｍ×８．５ｍｍ、チップサイズ７．４ｍｍ×７．４ｍｍ）を成形した。成形した１６０ｐＬＱＦＰ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。判定基準は５％未満を○、５％以上を×とした。
【００３５】
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．６ＭＰａ、硬化時間７０秒で、８０ｐＱＦＰ（ＣｕＬ／Ｆ、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚、パッドサイズ：６．５ｍｍ×６．５ｍｍ、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ）を連続で５００ショットまで成形した。判定基準は未充填等の問題が全く発生せずに５００ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。
【００３６】
成形品外観及び金型汚れ：上記連続成形性の評価において５００ショット経過後のパッケージ及び金型について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観判断及び金型汚れ基準は、汚れているものを×、５００ショットまで汚れていないものを○で表す。
【００３７】
耐半田性：上記連続成形性の評価において成形したパッケージを１７５℃、８時間で後硬化し、得られたパッケージを８５℃、相対湿度８５％で１６８時間加湿処理後、２６０℃の半田槽にパッケージを１０秒間浸漬した。顕微鏡でパッケージを観察し、クラック発生率［（クラック発生率）＝（外部クラック発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を算出した。単位は％。評価したパッケージの数は２０個。また、半導体素子とエポキシ樹脂組成物界面の密着状態を超音波探傷装置により観察した。評価したパッケージの数は２０個。耐半田性判断基準は、クラック発生率が０％で、かつ剥離なし：○、クラックもしくは剥離が発生したものは×とした。
【００３８】
実施例２〜１１、比較例１〜８
表１、表２、表３に示す割合で各成分を配合し、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、表２、表３に示す。
実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
【００３９】
式（７）のエポキシ樹脂（ビフェニル型エポキシ樹脂）［ジャバンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−４０００Ｈ、融点１０５℃、エポキシ当量１９１］
【化１１】
【００４０】
式（４）のフェノール樹脂（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、ＭＥＨ７８５１ＳＳ、軟化点６７℃、水酸基当量２０３］
【化１２】
【００４１】
グリセリントリメリシン酸エステル（滴点９５℃、酸価３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
グリセリントリベヘン酸エステル（滴点８０℃、酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
グリセリンモノステアリン酸エステル（理研ビタミン（株）製、リケマールＳ−１００、滴点６５℃、酸価２ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均粒径４５μｍ、粒径１０６μｍ以上の粒子０．０重量％）
【００４２】
式（８）で示されるシランカップリング剤［信越化学製、Ｘ−１２−８０６］
【化１３】
【００４３】
γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
実施例１〜１１は、いずれも良好な流動性、離型性、連続成形性及び耐半田性を有する結果となった。一般式（１）で示される樹脂を用いていない比較例１では、低吸湿化効果と高温時での低応力化効果が発揮されないことで、耐半田性が劣る結果となった。また、グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）を用いていない比較例２では、連続成形性や生産性が悪化し、成形品外観、金型汚れ、耐半田性も劣る結果となった。グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）の配合量が不足している比較例３では、離型性が低下することで、連続成形性と耐半田性が劣る結果となった。グリセリントリ脂肪酸エステル（Ｅ）の配合量が過剰である比較例４では、過剰成分が部材との界面及び硬化物表面にブリードすることにより、金型表面の汚れや樹脂硬化物の外観が悪化し、耐半田性も劣る結果となった。また、一般式（２）で示されるシランカップリング剤を用いていない比較例５、７及び８では、流動性が低下し、金線変形率が増加する結果となった。一般式（２）で示されるシランカップリング剤の配合量が過剰である比較例６では、樹脂組成物の硬化性が低下することにより、連続成形性や生産性が悪化し、成形品外観、金型汚れ、耐半田性も劣る結果となった。以上より、本発明のエポキシ樹脂組成物を使用することにより、流動性、離型性、連続成形性及び耐半田性のバランスの優れた半導体装置パッケージを提供することができることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、低吸湿、低応力性に優れた特性を有しており、これを用いて半導体素子を成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性に優れ、且つリードフレーム等の金属系部材に対し密着力が高く、耐半田性に優れた半導体装置を得ることができるため、無鉛半田を用いて表面実装を行う半導体装置に好適に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、一般式（１）で示される樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルを全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上１重量％以下の割合で含み、かつ（Ｆ）一般式（２）で示されるシランカップリング剤を全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下の割合で含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。Ｘはグリシジルエーテル基又は水酸基。ｎは平均値で、１〜３の正数。）
【化２】
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基。ｎは１〜３の整数。）
【請求項２】
前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルの平均粒径が２０μｍ以上７０μｍ以下であり、全グリセリントリ脂肪酸エステル中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率が０．１重量％以下である請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルがグリセリンと炭素数２４以上３６以下の飽和脂肪酸とのトリエステルである請求項１又は２記載のエポキシ樹脂組成物
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の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）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記（Ａ）エポキシ樹脂、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、一般式（１）で示される樹脂を含み、更に（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルを全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上１重量％以下の割合で含み、かつ（Ｆ）一般式（２）で示されるシランカップリング剤を全エポキシ樹脂組成物中に０．０５重量％以上０．５重量％以下の割合で含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。Ｘはグリシジルエーテル基又は水酸基。ｎは平均値で、１〜３の正数。）
【化２】
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基。ｎは１〜３の整数。）
【請求項２】
前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルの平均粒径が２０μｍ以上７０μｍ以下であり、全グリセリントリ脂肪酸エステル中における粒径１０６μｍ以上の粒子の含有比率が０．１重量％以下である請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｅ）グリセリントリ脂肪酸エステルがグリセリンと炭素数２４以上３６以下の飽和脂肪酸とのトリエステルである請求項１又は２記載のエポキシ樹脂組成物
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の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２００６−３２８３６０（Ｐ２００６−３２８３６０Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９２７３２（Ｐ２００６−９２７３２）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【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１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【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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