エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
【課題】 本発明は、エポキシ樹脂組成物の無機フィラーとして用いられる多孔質無機微粒子にカップリング剤を含浸させたカップリング剤含浸型多孔質無機物、及びこれを配合したエポキシ樹脂組成物、並びに半導体装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）シランカップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、（Ｅ）シランカップリング剤を平均粒子径４．０〜１０．０μｍ、比表面積２８０〜７００ｍ２／ｇ、吸油量７０〜３５０ｍｌ／１００ｇの多孔質無機微粒子に含浸させたものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）シランカップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、（Ｅ）シランカップリング剤を平均粒子径４．０〜１０．０μｍ、比表面積２８０〜７００ｍ２／ｇ、吸油量７０〜３５０ｍｌ／１００ｇの多孔質無機微粒子に含浸させたものを使用することを特徴とする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、樹脂中への分散性が高く、接着性が良好であるカップリング剤含浸型多孔質無機物を有するエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体装置の高密度実装化に伴って表面実装型パッケージが主流になってきている。これら表面実装型パッケージを実装する際には、ペーパーフェーズリフロー、赤外線リフロー、半田浸漬等の工程が採用されている。近年では、薄型のＴＳＳＯＰ、ＴＱＦＰ、ＭＱＦＰのようなパッケージが主流となりつつあり、また環境対策の面からＰｄでプレメッキされたＰＰＦフレームの生産量が増大している。しかしながら、従来の封止樹脂はＰｄへの接着性が弱く、パッケージが高温（２１５〜２６０℃）にさらされるため、半田リフロー工程において、リードと樹脂の界面で剥離が発生し、信頼性が保証できないという大きな問題が生じている。このような問題を解決するための手段として、エポキシ樹脂組成物中にカップリング剤を添加するという手段が挙げられる。しかし、通常用いられるカップリング剤は液状であり、固体のエポキシ樹脂組成物中への均一な分散が困難であり、製造後のエポキシ樹脂組成物で溶剤へ不溶なゲル物状の物質が発生するといった問題があった。
【０００３】
さらに、一般に銀、銅、パラジウム等の金属基板に対してエポキシ樹脂組成物は接着性が悪いことから、イオウ含有化合物、特にＨＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−基を有するシランカップリング剤を添加して接着性を向上させることが知られている。しかし、本方式をイミダゾール触媒や特殊なリン系誘導体の触媒に使用すると、イオウ含有化合物が室温保管時においても、エポキシ樹脂と反応して消費されるため、十分な接着促進剤として作用しなくなる。このため、一般にイミダゾール系誘導体などを使用する場合は本手法を適用できないといわれていた。
【０００４】
かかる欠点を除去すべく、硬化触媒として平均粒径が０．５〜５０μｍである硬化触媒のマイクロカプセルを用いることにより、イオウ含有化合物と併用することで、硬化触媒がイミダゾール触媒やリン系触媒などであっても、イオウ含有化合物とエポキシ樹脂との保管時における反応が阻止され、イオウ含有化合物の接着促進剤としての効果が有効に発揮される方法が知られている。（特開２００１−５５４８３号公報）
【０００５】
なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
【特許文献１】特開２００１−５５４８３
【特許文献２】特開２００１−１３９６６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、本発明は上記事情に鑑みなされたもので、エポキシ樹脂組成物の無機フィラーとして用いられる多孔質無機微粒子にカップリング剤を含浸させたカップリング剤含浸型多孔質無機物、及びこれを配合したエポキシ樹脂組成物、並びに半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、カップリング剤が硫黄系物質であり、これを多孔質無機微粒子に含浸させたカップリング剤含浸型多孔質無機微粒子をエポキシ樹脂組成物に配合した場合、製造後の凝集物が低減でき、硬化時において優れた接着性を発揮し、半導体封止用として好適であることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
従って、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）カップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、（Ｅ）カップリング剤を平均粒子径４．０〜１０．０μｍ、比表面積２８０〜７００ｍ２／ｇ、吸油量７０〜３５０ｍｌ／１００ｇの多孔質無機微粒子に含浸させたものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機微粒子を含むエポキシ樹脂組成物は、製造後の凝集物の低減及び接着性に優れるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
［（Ａ）エポキシ樹脂］
前記エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂としては特に限定されないが、一般的な例としては、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等のノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物等の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、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を併用することができる。
【００１１】
なお、上記エポキシ樹脂は液状のものから固形のものまでいずれのものも使用可能であるが、軟化点が５０〜１２０℃でエポキシ当量が１００〜４００を有するものが好ましい。軟化点が５０℃より低いエポキシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転移温度が低下するばかりか、成形時にバリやボイドが発生し易くなり、軟化点が１２０℃より高い場合には、粘度が高くなりすぎて成形できなくなるおそれがある。
【００１２】
また、上記エポキシ樹脂を半導体封止用に用いる場合、加水分解性塩素が１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下、ナトリウム及びカリウムはそれぞれ１０ｐｐｍ以下とすることが好適である。加水分解性塩素が１０００ｐｐｍを超えたり、ナトリウム及びカリウムが１０ｐｐｍを超える樹脂で半導体装置を封止し、長時間高温高湿下に該半導体装置を放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。
【００１３】
［（Ｂ）硬化剤］
硬化剤も特に限定されず、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤等、公知のものが挙げられるが、半導体封止等の目的ではフェノール樹脂が好適に用いられる。
【００１４】
この場合、フェノール樹脂としては、１分子中にフェノール性水酸基を少なくとも２個以上有するフェノール樹脂を使用する。このような硬化剤として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、パラキシリレン変性ノボラック樹脂、メタキシリレン変性ノボラック樹脂、オルソキシリレン変性ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール型樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂などが例示され、いずれのフェノール樹脂も使用可能である。
【００１５】
なお、これらのフェノール樹脂系硬化剤は、軟化点が６０〜１５０℃、特に７０〜１３０℃であるものが好ましい。また、水酸基当量としては９０〜２５０のものが好ましい。更に、このようなフェノール樹脂を半導体封止用に用いる場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下とすることが好ましく、１０ｐｐｍを超えたものを用いて半導体装置を封止し、長時間高温高湿下で半導体装置を放置した場合、耐湿性の劣化が促進される場合がある。
【００１６】
硬化剤の配合量は特に制限されないが、エポキシ樹脂を硬化する有効量であり、好ましくはエポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１モルに対して、硬化剤中に含まれる反応性官能基（例えばフェノール性水酸基）とのモル比が０．５〜１．５、特に０．８〜１．２であることが好ましい。
【００１７】
［（Ｃ）無機質充填剤］
本発明のエポキシ樹脂組成物には、無機質充填剤を配合することができる。無機質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。この無機質充填剤は、特に半導体封止に用いる場合、封止材の膨張係数を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させるために配合され、具体的には、破砕状や球状の形状を有する溶融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にはアルミナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能である。
【００１８】
これら無機質充填剤の平均粒径は５〜３０μｍ、さらには１０〜３０μｍであることが好ましい。なお、本発明において、平均粒径は、例えばレーザー光回折法による質量平均値（又はメジアン径）等として求めることができる。さらには、比表面積１〜３０ｍ２／ｇの無機微粒子であることが好ましい。
【００１９】
無機質充填剤の配合量は、特に半導体封止に用いる場合、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との合計１００質量部に対して１００〜１０００質量部、好ましくは２５０〜１０００質量部、更に好ましくは３５０〜９００質量部である。また、その充填量は、全組成物中７０重量％以上、特に７５重量％以上であることが好ましい。充填量が少なすぎると、膨張係数が大きくなって半導体素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合がある。なお、充填量の上限は、通常９２重量％以下である。
【００２０】
なお、硬化物の低膨張化と成形性とを両立させるために、球状と破砕品のブレンド、或いは球状品のみを用いることが推奨される。また、上記無機質充填剤は予めシランカップリング剤で表面処理して使用することが好ましい。
このカップリング剤としては、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エトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、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等のエポキシシラン類；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−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等のアミノシラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類；イミダゾール化合物とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの反応物等のシランカップリング剤を用いることが好ましい。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
また、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。
【００２１】
［（Ｄ）硬化促進剤］
硬化促進剤としては、リン系としては有機ホスフィン化合物、例えばアルキルホスフィン、ジアルキルホスフィン、トリアルキルホスフィン、フェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第一、第二、第三オルガノホスフィン化合物、（ジフェニルホスフィノ）メタン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，４−（ジフェニルホスフィノ）ブタン等のホスフィノアルカン化合物、トリフェニルジホスフィン等のジホスフィン化合物及びトリフェニルホスフィン−トリフェニルボラン等のトリオルガノホスフィンとトリオルガノボランとの塩、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のテトラオルガノホスホニウムとテトラオルガノボレートとの塩などが挙げられ、窒素系としてはトリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等の第三アミン化合物、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化合物等が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００２２】
なお、上記に示したリン系および窒素系硬化促進剤はあくまで例示であり、特に限定されるものではない。
【００２３】
エポキシ樹脂組成物への本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機微粒子の配合量としてはエポキシ樹脂と硬化剤の総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部が望ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００２４】
［（Ｄ）シランカップリング剤成分を内包または担持する多孔質無機微粒子］
シランカップリング剤成分を内包または担持する多孔質無機微粒子としては、二酸化珪素、珪酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、ゼオライトなどが挙げられる。平均粒径は組成物の流動性を損なわず、且つ組成物中に均一に分布できる範囲が望ましく、１〜３０μｍ、更に望ましくは４〜１０μｍが望ましい。比表面積は硬化促進剤成分を細孔内に内包または担持させる目的から、２８０〜７００ｍ２／ｇさらには３００〜６００ｍ２／ｇが好ましい。また、吸油量は７０〜３５０ｍｌ／１００ｇさらには８０〜２５０ｍｌ／１００ｇが好ましい。かかる多孔質無機微粒子としては、鈴木油脂工業株式会社製のゴッドボールという名称のシリカが好ましい。
【００２５】
かかる多孔質無機微粒子に内包されるシランカップリング剤としては、特に制限がなく一般に公知のエポキシ基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤、アクリロキシ基含有シランカップリング剤等が使用されるが、特に、金属フレームとの接着の点でメルカプト基含有シランカップリング剤が好ましい。具体的には、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。特に、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が好ましい。
【００２６】
本発明で用いられるメルカプト基含有シランカップリング剤（Ｅ）は、下記一般式（１）で示されるメルカプトアルキル基含有オルガノアルコキシシランである。
【００２７】
ＨＳ−（ＣＨ２）ｍ（Ｒ）３−ｎＳｉ（ＯＲ）ｎ （１）
（式中、Ｒは水素原子、又は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基であり、メチル基又はエチル基が好ましい。ｎは１〜３の自然数、好ましくは２又は３であり、ｍは１〜１０、好ましくは２〜６の自然数であり、より好ましくは３である。）
【００２８】
なお、この（Ｅ）成分のシランカップリング剤は、上記一般式（１）のメルカプトアルキル基含有オルガノアルコキシシランの加水分解縮合物であってもよい。
【００２９】
本発明のメルカプト基含有シランカップリング剤は、抽出水ｐＨが３．０〜７．０のものである。抽出水ｐＨが３．０未満であると酸性度があまりにも高くなってしまうため、アルミ腐食が進み耐湿信頼性が著しく低下してしまう。また、抽出水ｐＨが７．０より大きくなると負イオン成分が多くなってしまうのでやはりアルミ腐食が進んでしまい、耐湿信頼性が低下してしまう。好ましくは、抽出水ｐＨが４．０〜６．０である。
【００３０】
また、本発明のメルカプト基含有シランカップリング剤は、抽出水電気伝導度が１．０ｍＳ／ｍ以下のものである。抽出水電気伝導度が１．０ｍＳ／ｍより大きくなると不純物イオンが多く含まれてしまうので耐湿信頼性が著しく低下してしまう。好ましくは、抽出水電気伝導度が０．５ｍＳ／ｍ以下である。
【００３１】
本発明のメルカプト基含有シランカップリング剤は、塩素イオン濃度が５．０ｐｐｍ以下及び有機酸濃度が１．０ｐｐｍ以下のものである。塩素イオン濃度が５．０ｐｐｍより大きい及び／又は有機酸濃度が１．０ｐｐｍより大きいと接着性が低下しがちで、耐湿信頼性が著しく低下してしまう。
【００３２】
メルカプト基含有シランカップリング剤の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して０．００１〜１重量％が望ましく、更に好ましくは０．００１〜０．５重量％の範囲である。配合量が０．００１重量％未満ではリードフレームとの接着性が低下してしまうおそれがあり、１重量％を超えると成形性が低下してしまう場合がある。
【００３３】
なお、抽出水ｐＨ及び抽出水電気伝導度の測定は、メルカプト基含有シランカップリング剤、メタノール及び純水を１：１：１（重量比）で混合し、２５℃の温度で３０分間よく振とう後、測定するものである。
【００３４】
本発明の多孔質無機微粒子にカップリング剤成分を内包または担持した化合物の製造方法としては特に限定されないが、カップリング剤の溶液に、多孔質微粒子を浸漬することにより、内包物質が速やかに吸着され、次いでろ過することにより得ることができる。
【００３５】
本発明による（Ｅ）成分を使用することにより、従来の直接カップリング剤を添加する方法に比べ、溶融混練時にエポキシ樹脂組成物中に均一に分散させることが出来、凝集物の増加等を抑えることが出来る。さらにシランカップリング剤が均一に分散し、かつナノ〜サブミクロンオーダーの細孔から滲み出すため、金属基板に対しての接着性も保持できるという利点がある。
【００３６】
カップリング剤と多孔質無機微粒子の比率は、多孔質無機微粒子の比表面積によるので特に限定しないが、シランカップリング剤の質量割合で３０〜６０％が適当であるが、さらには４０〜５５％が好ましい。
【００３７】
本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機物は、任意のエポキシ樹脂組成物に添加して使用する。このエポキシ樹脂組成物の各成分は特に限定されないが、エポキシ樹脂、硬化剤からなり、必要に応じて無機質充填剤、顔料、離型剤、難燃剤、カップリング剤、可撓性付与剤等を配合することができる。
【００３８】
［他の配合成分］
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の目的及び効果を損なわない範囲において、上記（Ａ）〜（Ｅ）成分に加えて他の成分を配合しても差し支えない。
【００３９】
本発明の組成物には、必要に応じて、該組成物の硬化物に可撓性や強靭性を付与させたり、接着性を付与するため、シリコーン変性共重合体や各種有機合成ゴム、スチレン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体などの熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシリコーンゴムなどの微粉末を添加することができる。また、二液タイプのシリコーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤の表面を処理してもよい。なお、上述したシリコーン変性共重合体やスチレン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体はエポキシ樹脂の低応力化に効果を発揮する。
【００４０】
上述した低応力化剤としてのシリコーン変性共重合体及び／又は熱可塑性樹脂の使用量は、通常エポキシ樹脂組成物全体の０．２〜１０重量％、特に０．５〜５重量％とすることが好ましい。０．２重量％より低い配合量では、十分な耐熱衝撃性を付与することができない場合があり、一方１０重量％を超える配合量では、機械的強度が低下する場合がある。
【００４１】
更に、本発明の組成物には、カーボンブラック等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤、離型剤、カップリング剤などを配合することができる。
【００４２】
［エポキシ樹脂組成物の調製等］
本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機物を含むエポキシ樹脂組成物は、例えば、上記（Ａ）〜（Ｅ）成分及びその他の添加物を所定の組成比で配合し、これを乾式ミキサー等によって十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶融混練りを行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることができる。
【００４３】
このようにして得られる本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機物を含むエポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置、特にＴＳＯＰなどの薄型パッケージやＢＧＡなどの片面成形パッケージの封止用に有効に利用でき、この場合、封止の最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、成形温度は、通常１６０〜１９０℃で６０〜１２０秒間処理し、後硬化（ポストキュア）を１５０〜２００℃で２〜５時間の条件で行うことが望ましい。
【００４４】
なお、本発明のリン系硬化促進剤含浸型多孔質無機物は、エポキシ樹脂組成物に限らず、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の二液型熱硬化性樹脂組成物にも応用可能である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において部は質量部を示す。
【００４６】
［調整例１］
用いた高純度多孔質シリカは、鈴木油脂工業株式会社製のゴッドボールという名称のシリカ（商品名：Ｂ−２５Ｃ）、平均粒子径８．０−１０．０μｍ，比表面積４００−５５０ｍ２／ｇ，吸油量１１０−１７０ｍｌ／１００ｇの有効容積を有するものである。３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＭ−８０３）に１００ｇに上記したシリカ１００ｇを加え、室温、大気圧下の条件で、３時間攪拌後、溶液をろ過し、粉末（カップリング剤Ｅ−１）を得た。この粉末中の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランの含有率は４８％であった。
【００４７】
［実施例１］
次に、上記ＫＢＭ−８０３含浸型シリカゲル（カップリング剤Ｅ−１）０．５部を用い、下記組成のエポキシ樹脂組成物を製造した。
【００４８】
エポキシ樹脂１：下記式（２）で表される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、商品名ＮＣ−３０００Ｈ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３）
【００４９】
【化１】
【００５０】
エポキシ樹脂２：下記式（３）で表されるビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製、商品名ＹＸ−４０００ＨＫ、軟化点１０５℃、エポキシ当量１９０）
【００５１】
【化２】
フェノール樹脂：フェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、商品名ＭＥＨ−７８００ＳＳ、軟化点５８℃、フェノール性水酸基当量２７３）
【００５２】
球状シリカ：平均粒径＝３０μｍ、比表面積＝３．０ｍ２／ｇ（龍森（株）製）
硬化促進剤：ＴＰＰ、ＴＰＰ−Ｋ（北興化学工業（株）製）
離型剤：カルナバワックス（日興ファインプロダクツ（株）製）
カーボンブラック：デンカブラック（電気化学工業（株）製）
【００５３】
樹脂組成物の調整法
上記各成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５４】
［実施例２］
ＫＢＭ−８０３含浸型シリカゲル（カップリング剤Ｅ−１）２部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５５】
［比較例１］
ＫＢＭ−８０３（カップリング剤Ｅ−２）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５６】
［比較例２］
ＫＢＭ−８０３（カップリング剤Ｅ−２）２部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５７】
［比較例３］
３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＥ−５８５）（カップリング剤Ｅ−３）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５８】
［比較例４］
３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＭ−５８５）（カップリング剤Ｅ−４）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５９】
［比較例５］
３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＥ−９００７）（カップリング剤Ｅ−５）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００６０】
［比較例６］
カップリング剤を用いず、実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００６１】
以上のエポキシ樹脂組成物につき、下記方法で諸特性を測定した。
《スパイラルフロー値》
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、６．８６Ｍｐａ、成形時間９０秒の条件で測定した。
【００６２】
《接着性》
２０×２０ｍｍのＣｕ，Ｐｄメッキを施した基板に、上記樹脂組成物を温度１７５℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形時間９０秒の条件で成形し、接着用テストピースを作製した。これを１８０℃、４時間でポストキュアした後、接着力を測定した。
【００６３】
《溶解試験》
製造後２４時間後に、１００ｇの組成物をアセトン５００ｇで溶解し、＃１００フルイ上に残った不溶物（ゲル状物）の重量を測定した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１の結果より、本発明のＫＢＭ−８０３含浸型多孔質無機物は樹脂中への分散性が高く、ゲル状物の低減が可能であり、本発明のＫＢＭ−８０３含浸型多孔質無機物を含有するエポキシ樹脂組成物は金属基板に対して高接着性を有する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂中への分散性が高く、接着性が良好であるカップリング剤含浸型多孔質無機物を有するエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体装置の高密度実装化に伴って表面実装型パッケージが主流になってきている。これら表面実装型パッケージを実装する際には、ペーパーフェーズリフロー、赤外線リフロー、半田浸漬等の工程が採用されている。近年では、薄型のＴＳＳＯＰ、ＴＱＦＰ、ＭＱＦＰのようなパッケージが主流となりつつあり、また環境対策の面からＰｄでプレメッキされたＰＰＦフレームの生産量が増大している。しかしながら、従来の封止樹脂はＰｄへの接着性が弱く、パッケージが高温（２１５〜２６０℃）にさらされるため、半田リフロー工程において、リードと樹脂の界面で剥離が発生し、信頼性が保証できないという大きな問題が生じている。このような問題を解決するための手段として、エポキシ樹脂組成物中にカップリング剤を添加するという手段が挙げられる。しかし、通常用いられるカップリング剤は液状であり、固体のエポキシ樹脂組成物中への均一な分散が困難であり、製造後のエポキシ樹脂組成物で溶剤へ不溶なゲル物状の物質が発生するといった問題があった。
【０００３】
さらに、一般に銀、銅、パラジウム等の金属基板に対してエポキシ樹脂組成物は接着性が悪いことから、イオウ含有化合物、特にＨＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−基を有するシランカップリング剤を添加して接着性を向上させることが知られている。しかし、本方式をイミダゾール触媒や特殊なリン系誘導体の触媒に使用すると、イオウ含有化合物が室温保管時においても、エポキシ樹脂と反応して消費されるため、十分な接着促進剤として作用しなくなる。このため、一般にイミダゾール系誘導体などを使用する場合は本手法を適用できないといわれていた。
【０００４】
かかる欠点を除去すべく、硬化触媒として平均粒径が０．５〜５０μｍである硬化触媒のマイクロカプセルを用いることにより、イオウ含有化合物と併用することで、硬化触媒がイミダゾール触媒やリン系触媒などであっても、イオウ含有化合物とエポキシ樹脂との保管時における反応が阻止され、イオウ含有化合物の接着促進剤としての効果が有効に発揮される方法が知られている。（特開２００１−５５４８３号公報）
【０００５】
なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
【特許文献１】特開２００１−５５４８３
【特許文献２】特開２００１−１３９６６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、本発明は上記事情に鑑みなされたもので、エポキシ樹脂組成物の無機フィラーとして用いられる多孔質無機微粒子にカップリング剤を含浸させたカップリング剤含浸型多孔質無機物、及びこれを配合したエポキシ樹脂組成物、並びに半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、カップリング剤が硫黄系物質であり、これを多孔質無機微粒子に含浸させたカップリング剤含浸型多孔質無機微粒子をエポキシ樹脂組成物に配合した場合、製造後の凝集物が低減でき、硬化時において優れた接着性を発揮し、半導体封止用として好適であることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
従って、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）カップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、（Ｅ）カップリング剤を平均粒子径４．０〜１０．０μｍ、比表面積２８０〜７００ｍ２／ｇ、吸油量７０〜３５０ｍｌ／１００ｇの多孔質無機微粒子に含浸させたものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機微粒子を含むエポキシ樹脂組成物は、製造後の凝集物の低減及び接着性に優れるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
［（Ａ）エポキシ樹脂］
前記エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂としては特に限定されないが、一般的な例としては、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等のノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物等の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、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を併用することができる。
【００１１】
なお、上記エポキシ樹脂は液状のものから固形のものまでいずれのものも使用可能であるが、軟化点が５０〜１２０℃でエポキシ当量が１００〜４００を有するものが好ましい。軟化点が５０℃より低いエポキシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転移温度が低下するばかりか、成形時にバリやボイドが発生し易くなり、軟化点が１２０℃より高い場合には、粘度が高くなりすぎて成形できなくなるおそれがある。
【００１２】
また、上記エポキシ樹脂を半導体封止用に用いる場合、加水分解性塩素が１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下、ナトリウム及びカリウムはそれぞれ１０ｐｐｍ以下とすることが好適である。加水分解性塩素が１０００ｐｐｍを超えたり、ナトリウム及びカリウムが１０ｐｐｍを超える樹脂で半導体装置を封止し、長時間高温高湿下に該半導体装置を放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。
【００１３】
［（Ｂ）硬化剤］
硬化剤も特に限定されず、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤等、公知のものが挙げられるが、半導体封止等の目的ではフェノール樹脂が好適に用いられる。
【００１４】
この場合、フェノール樹脂としては、１分子中にフェノール性水酸基を少なくとも２個以上有するフェノール樹脂を使用する。このような硬化剤として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、パラキシリレン変性ノボラック樹脂、メタキシリレン変性ノボラック樹脂、オルソキシリレン変性ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール型樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂などが例示され、いずれのフェノール樹脂も使用可能である。
【００１５】
なお、これらのフェノール樹脂系硬化剤は、軟化点が６０〜１５０℃、特に７０〜１３０℃であるものが好ましい。また、水酸基当量としては９０〜２５０のものが好ましい。更に、このようなフェノール樹脂を半導体封止用に用いる場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下とすることが好ましく、１０ｐｐｍを超えたものを用いて半導体装置を封止し、長時間高温高湿下で半導体装置を放置した場合、耐湿性の劣化が促進される場合がある。
【００１６】
硬化剤の配合量は特に制限されないが、エポキシ樹脂を硬化する有効量であり、好ましくはエポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１モルに対して、硬化剤中に含まれる反応性官能基（例えばフェノール性水酸基）とのモル比が０．５〜１．５、特に０．８〜１．２であることが好ましい。
【００１７】
［（Ｃ）無機質充填剤］
本発明のエポキシ樹脂組成物には、無機質充填剤を配合することができる。無機質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。この無機質充填剤は、特に半導体封止に用いる場合、封止材の膨張係数を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させるために配合され、具体的には、破砕状や球状の形状を有する溶融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にはアルミナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能である。
【００１８】
これら無機質充填剤の平均粒径は５〜３０μｍ、さらには１０〜３０μｍであることが好ましい。なお、本発明において、平均粒径は、例えばレーザー光回折法による質量平均値（又はメジアン径）等として求めることができる。さらには、比表面積１〜３０ｍ２／ｇの無機微粒子であることが好ましい。
【００１９】
無機質充填剤の配合量は、特に半導体封止に用いる場合、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤との合計１００質量部に対して１００〜１０００質量部、好ましくは２５０〜１０００質量部、更に好ましくは３５０〜９００質量部である。また、その充填量は、全組成物中７０重量％以上、特に７５重量％以上であることが好ましい。充填量が少なすぎると、膨張係数が大きくなって半導体素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合がある。なお、充填量の上限は、通常９２重量％以下である。
【００２０】
なお、硬化物の低膨張化と成形性とを両立させるために、球状と破砕品のブレンド、或いは球状品のみを用いることが推奨される。また、上記無機質充填剤は予めシランカップリング剤で表面処理して使用することが好ましい。
このカップリング剤としては、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エトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、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等のエポキシシラン類；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−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等のアミノシラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類；イミダゾール化合物とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの反応物等のシランカップリング剤を用いることが好ましい。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
また、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。
【００２１】
［（Ｄ）硬化促進剤］
硬化促進剤としては、リン系としては有機ホスフィン化合物、例えばアルキルホスフィン、ジアルキルホスフィン、トリアルキルホスフィン、フェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第一、第二、第三オルガノホスフィン化合物、（ジフェニルホスフィノ）メタン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，４−（ジフェニルホスフィノ）ブタン等のホスフィノアルカン化合物、トリフェニルジホスフィン等のジホスフィン化合物及びトリフェニルホスフィン−トリフェニルボラン等のトリオルガノホスフィンとトリオルガノボランとの塩、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のテトラオルガノホスホニウムとテトラオルガノボレートとの塩などが挙げられ、窒素系としてはトリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等の第三アミン化合物、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化合物等が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００２２】
なお、上記に示したリン系および窒素系硬化促進剤はあくまで例示であり、特に限定されるものではない。
【００２３】
エポキシ樹脂組成物への本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機微粒子の配合量としてはエポキシ樹脂と硬化剤の総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部が望ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００２４】
［（Ｄ）シランカップリング剤成分を内包または担持する多孔質無機微粒子］
シランカップリング剤成分を内包または担持する多孔質無機微粒子としては、二酸化珪素、珪酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、ゼオライトなどが挙げられる。平均粒径は組成物の流動性を損なわず、且つ組成物中に均一に分布できる範囲が望ましく、１〜３０μｍ、更に望ましくは４〜１０μｍが望ましい。比表面積は硬化促進剤成分を細孔内に内包または担持させる目的から、２８０〜７００ｍ２／ｇさらには３００〜６００ｍ２／ｇが好ましい。また、吸油量は７０〜３５０ｍｌ／１００ｇさらには８０〜２５０ｍｌ／１００ｇが好ましい。かかる多孔質無機微粒子としては、鈴木油脂工業株式会社製のゴッドボールという名称のシリカが好ましい。
【００２５】
かかる多孔質無機微粒子に内包されるシランカップリング剤としては、特に制限がなく一般に公知のエポキシ基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤、アクリロキシ基含有シランカップリング剤等が使用されるが、特に、金属フレームとの接着の点でメルカプト基含有シランカップリング剤が好ましい。具体的には、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。特に、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が好ましい。
【００２６】
本発明で用いられるメルカプト基含有シランカップリング剤（Ｅ）は、下記一般式（１）で示されるメルカプトアルキル基含有オルガノアルコキシシランである。
【００２７】
ＨＳ−（ＣＨ２）ｍ（Ｒ）３−ｎＳｉ（ＯＲ）ｎ （１）
（式中、Ｒは水素原子、又は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基であり、メチル基又はエチル基が好ましい。ｎは１〜３の自然数、好ましくは２又は３であり、ｍは１〜１０、好ましくは２〜６の自然数であり、より好ましくは３である。）
【００２８】
なお、この（Ｅ）成分のシランカップリング剤は、上記一般式（１）のメルカプトアルキル基含有オルガノアルコキシシランの加水分解縮合物であってもよい。
【００２９】
本発明のメルカプト基含有シランカップリング剤は、抽出水ｐＨが３．０〜７．０のものである。抽出水ｐＨが３．０未満であると酸性度があまりにも高くなってしまうため、アルミ腐食が進み耐湿信頼性が著しく低下してしまう。また、抽出水ｐＨが７．０より大きくなると負イオン成分が多くなってしまうのでやはりアルミ腐食が進んでしまい、耐湿信頼性が低下してしまう。好ましくは、抽出水ｐＨが４．０〜６．０である。
【００３０】
また、本発明のメルカプト基含有シランカップリング剤は、抽出水電気伝導度が１．０ｍＳ／ｍ以下のものである。抽出水電気伝導度が１．０ｍＳ／ｍより大きくなると不純物イオンが多く含まれてしまうので耐湿信頼性が著しく低下してしまう。好ましくは、抽出水電気伝導度が０．５ｍＳ／ｍ以下である。
【００３１】
本発明のメルカプト基含有シランカップリング剤は、塩素イオン濃度が５．０ｐｐｍ以下及び有機酸濃度が１．０ｐｐｍ以下のものである。塩素イオン濃度が５．０ｐｐｍより大きい及び／又は有機酸濃度が１．０ｐｐｍより大きいと接着性が低下しがちで、耐湿信頼性が著しく低下してしまう。
【００３２】
メルカプト基含有シランカップリング剤の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して０．００１〜１重量％が望ましく、更に好ましくは０．００１〜０．５重量％の範囲である。配合量が０．００１重量％未満ではリードフレームとの接着性が低下してしまうおそれがあり、１重量％を超えると成形性が低下してしまう場合がある。
【００３３】
なお、抽出水ｐＨ及び抽出水電気伝導度の測定は、メルカプト基含有シランカップリング剤、メタノール及び純水を１：１：１（重量比）で混合し、２５℃の温度で３０分間よく振とう後、測定するものである。
【００３４】
本発明の多孔質無機微粒子にカップリング剤成分を内包または担持した化合物の製造方法としては特に限定されないが、カップリング剤の溶液に、多孔質微粒子を浸漬することにより、内包物質が速やかに吸着され、次いでろ過することにより得ることができる。
【００３５】
本発明による（Ｅ）成分を使用することにより、従来の直接カップリング剤を添加する方法に比べ、溶融混練時にエポキシ樹脂組成物中に均一に分散させることが出来、凝集物の増加等を抑えることが出来る。さらにシランカップリング剤が均一に分散し、かつナノ〜サブミクロンオーダーの細孔から滲み出すため、金属基板に対しての接着性も保持できるという利点がある。
【００３６】
カップリング剤と多孔質無機微粒子の比率は、多孔質無機微粒子の比表面積によるので特に限定しないが、シランカップリング剤の質量割合で３０〜６０％が適当であるが、さらには４０〜５５％が好ましい。
【００３７】
本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機物は、任意のエポキシ樹脂組成物に添加して使用する。このエポキシ樹脂組成物の各成分は特に限定されないが、エポキシ樹脂、硬化剤からなり、必要に応じて無機質充填剤、顔料、離型剤、難燃剤、カップリング剤、可撓性付与剤等を配合することができる。
【００３８】
［他の配合成分］
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の目的及び効果を損なわない範囲において、上記（Ａ）〜（Ｅ）成分に加えて他の成分を配合しても差し支えない。
【００３９】
本発明の組成物には、必要に応じて、該組成物の硬化物に可撓性や強靭性を付与させたり、接着性を付与するため、シリコーン変性共重合体や各種有機合成ゴム、スチレン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体などの熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシリコーンゴムなどの微粉末を添加することができる。また、二液タイプのシリコーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤の表面を処理してもよい。なお、上述したシリコーン変性共重合体やスチレン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体はエポキシ樹脂の低応力化に効果を発揮する。
【００４０】
上述した低応力化剤としてのシリコーン変性共重合体及び／又は熱可塑性樹脂の使用量は、通常エポキシ樹脂組成物全体の０．２〜１０重量％、特に０．５〜５重量％とすることが好ましい。０．２重量％より低い配合量では、十分な耐熱衝撃性を付与することができない場合があり、一方１０重量％を超える配合量では、機械的強度が低下する場合がある。
【００４１】
更に、本発明の組成物には、カーボンブラック等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤、離型剤、カップリング剤などを配合することができる。
【００４２】
［エポキシ樹脂組成物の調製等］
本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機物を含むエポキシ樹脂組成物は、例えば、上記（Ａ）〜（Ｅ）成分及びその他の添加物を所定の組成比で配合し、これを乾式ミキサー等によって十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶融混練りを行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることができる。
【００４３】
このようにして得られる本発明のカップリング剤含浸型多孔質無機物を含むエポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置、特にＴＳＯＰなどの薄型パッケージやＢＧＡなどの片面成形パッケージの封止用に有効に利用でき、この場合、封止の最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、成形温度は、通常１６０〜１９０℃で６０〜１２０秒間処理し、後硬化（ポストキュア）を１５０〜２００℃で２〜５時間の条件で行うことが望ましい。
【００４４】
なお、本発明のリン系硬化促進剤含浸型多孔質無機物は、エポキシ樹脂組成物に限らず、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の二液型熱硬化性樹脂組成物にも応用可能である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において部は質量部を示す。
【００４６】
［調整例１］
用いた高純度多孔質シリカは、鈴木油脂工業株式会社製のゴッドボールという名称のシリカ（商品名：Ｂ−２５Ｃ）、平均粒子径８．０−１０．０μｍ，比表面積４００−５５０ｍ２／ｇ，吸油量１１０−１７０ｍｌ／１００ｇの有効容積を有するものである。３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＭ−８０３）に１００ｇに上記したシリカ１００ｇを加え、室温、大気圧下の条件で、３時間攪拌後、溶液をろ過し、粉末（カップリング剤Ｅ−１）を得た。この粉末中の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランの含有率は４８％であった。
【００４７】
［実施例１］
次に、上記ＫＢＭ−８０３含浸型シリカゲル（カップリング剤Ｅ−１）０．５部を用い、下記組成のエポキシ樹脂組成物を製造した。
【００４８】
エポキシ樹脂１：下記式（２）で表される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、商品名ＮＣ−３０００Ｈ、軟化点５８℃、エポキシ当量２７３）
【００４９】
【化１】
【００５０】
エポキシ樹脂２：下記式（３）で表されるビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェル（株）製、商品名ＹＸ−４０００ＨＫ、軟化点１０５℃、エポキシ当量１９０）
【００５１】
【化２】
フェノール樹脂：フェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、商品名ＭＥＨ−７８００ＳＳ、軟化点５８℃、フェノール性水酸基当量２７３）
【００５２】
球状シリカ：平均粒径＝３０μｍ、比表面積＝３．０ｍ２／ｇ（龍森（株）製）
硬化促進剤：ＴＰＰ、ＴＰＰ−Ｋ（北興化学工業（株）製）
離型剤：カルナバワックス（日興ファインプロダクツ（株）製）
カーボンブラック：デンカブラック（電気化学工業（株）製）
【００５３】
樹脂組成物の調整法
上記各成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５４】
［実施例２］
ＫＢＭ−８０３含浸型シリカゲル（カップリング剤Ｅ−１）２部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５５】
［比較例１］
ＫＢＭ−８０３（カップリング剤Ｅ−２）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５６】
［比較例２］
ＫＢＭ−８０３（カップリング剤Ｅ−２）２部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５７】
［比較例３］
３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＥ−５８５）（カップリング剤Ｅ−３）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５８】
［比較例４］
３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＭ−５８５）（カップリング剤Ｅ−４）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００５９】
［比較例５］
３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社（株）製商品名：ＫＢＥ−９００７）（カップリング剤Ｅ−５）０．５部を用いた以外は実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００６０】
［比較例６］
カップリング剤を用いず、実施例１と同様の成分をロールで混練を行い、樹脂組成物を得た。
【００６１】
以上のエポキシ樹脂組成物につき、下記方法で諸特性を測定した。
《スパイラルフロー値》
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、６．８６Ｍｐａ、成形時間９０秒の条件で測定した。
【００６２】
《接着性》
２０×２０ｍｍのＣｕ，Ｐｄメッキを施した基板に、上記樹脂組成物を温度１７５℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２、成形時間９０秒の条件で成形し、接着用テストピースを作製した。これを１８０℃、４時間でポストキュアした後、接着力を測定した。
【００６３】
《溶解試験》
製造後２４時間後に、１００ｇの組成物をアセトン５００ｇで溶解し、＃１００フルイ上に残った不溶物（ゲル状物）の重量を測定した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１の結果より、本発明のＫＢＭ−８０３含浸型多孔質無機物は樹脂中への分散性が高く、ゲル状物の低減が可能であり、本発明のＫＢＭ−８０３含浸型多孔質無機物を含有するエポキシ樹脂組成物は金属基板に対して高接着性を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）シランカップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、（Ｅ）シランカップリング剤を平均粒子径４．０〜１０．０μｍ、比表面積２８０〜７００ｍ２／ｇ、吸油量７０〜３５０ｍｌ／１００ｇの多孔質無機微粒子に含浸させたものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
多孔質無機微粒子が二酸化珪素、珪酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、ゼオライトから選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
多孔質無機微粒子がシリカゲルである請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１に記載のシランカップリング剤が硫黄原子含有のシランカップリング剤であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）シランカップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、（Ｅ）シランカップリング剤を平均粒子径４．０〜１０．０μｍ、比表面積２８０〜７００ｍ２／ｇ、吸油量７０〜３５０ｍｌ／１００ｇの多孔質無機微粒子に含浸させたものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
多孔質無機微粒子が二酸化珪素、珪酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、ゼオライトから選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
多孔質無機微粒子がシリカゲルである請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１に記載のシランカップリング剤が硫黄原子含有のシランカップリング剤であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
【公開番号】特開２００９−１９１１２２（Ｐ２００９−１９１１２２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１４７５（Ｐ２００８−３１４７５）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
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