半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び半導体装置
【課題】硬化性及び常温保存性の充分に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記硬化促進剤が、1,1',2,2'-テトラキス（4-ヒドロフェニル)エタン系化合物で、２−フェニルイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有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を用いる。
【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記硬化促進剤が、1,1',2,2'-テトラキス（4-ヒドロフェニル)エタン系化合物で、２−フェニルイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有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を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該組成物で半導体素子を封止成形して形成される半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、シリコンチップ等の半導体素子やリードフレーム等を、封止材料で封止して半導体パッケージを形成することにより得られる。封止材料としては、無機充填材を含むエポキシ樹脂組成物が挙げられる。
【０００３】
近年、封止材料で封止する工程において、半導体パッケージの生産効率を向上させるために、封止材料として用いるエポキシ樹脂組成物の硬化時間の短縮化が望まれている。このため、硬化促進剤の添加量を増やしたり、硬化促進剤として反応性の高いイミダゾール系化合物を使用することによって、封止材料であるエポキシ樹脂組成物の硬化性を高めることが検討されてきた。また、半導体装置に用いられる半導体素子の回路の線幅や回路間隔は、ますます微細になってきている。このような微細な回路を有する半導体素子を封止するためには、封止材料に高い流動性等も求められる。また、半導体パッケージの生産効率を向上させるために、金型の複数列のキャビティにスルーゲートを通してプランジャーにより封止材料を充填して成形する多列フレームを形成することが行われている。その際に用いられる封止材料にも、欠陥なく多列フレームを形成するために、高い流動性等が求められる。
【０００４】
しかしながら、上記のような硬化性を高めたエポキシ樹脂組成物は、硬化性が高まる一方で、常温での保存性が悪化したり、開封後の可用時間が短くなったりするという問題があった。また、場合によっては、開封前の密封時であってもエポキシ樹脂組成物が経時変化してしまうことがあった。このような経時変化したエポキシ樹脂組成物は、流動性等が低下していることがあり、充填不良が発生するおそれもあった。
【０００５】
下記特許文献１及び特許文献２には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、前記硬化促進剤が、テトラキスフェノール系化合物により包接してなるものである封止用エポキシ樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３０７５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２によれば、テトラキスフェノール系化合物により包接してなる硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物は、常温に長時間放置しても硬化性等の劣化の少ない常温保存性に優れたものが得られることが開示されている。しかしながら、このようなエポキシ樹脂組成物は、硬化性及び常温保存性がともに充分に優れたものを得ることが困難であった。
【０００８】
本発明は、硬化性及び常温保存性の充分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を目的とする。また、該組成物で半導体素子を封止成形して形成される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】
【０００９】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記硬化促進剤が、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、下記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有することを特徴とするものである。
【００１０】
【化１】
【００１１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ１６は、独立して水素又はアルキル基を示す。）
【００１２】
【化２】
【００１３】
（上記式（ＩＩ）中、Ｒ１７及びＲ１８は、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。）
上記の構成によれば、硬化性及び常温保存性の充分に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。すなわち、硬化性と常温保存性との両立が可能な半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。このことは、前記テトラキスフェノール系化合物で、前記イミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を硬化促進剤として用いることによって、エポキシ樹脂組成物の硬化時には、反応性の高い前記イミダゾール系化合物が効果的に作用し、常温保存時には、反応性の高い前記イミダゾール系化合物が前記テトラキスフェノール系化合物で包接されて、硬化を促進する作用が抑制されるためであると考えられる。
【００１４】
また、得られた半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、常温保存性に優れているので、長期保存後であっても、硬化性や流動性等の低下が抑制されるので、充填不良等の不具合の発生が抑制される。
【００１５】
また、前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記硬化剤が、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック系樹脂であることが好ましい。
【００１６】
【化３】
【００１７】
（上記式（ＩＩＩ）中、ｎは、０〜１０を示し、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上である。）
上記の構成によれば、前記硬化促進剤と前記硬化剤とを組み合わせて用いることによって、硬化性及び常温保存性のより優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。
【００１８】
また、前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％であることが好ましい。このような構成によれば、硬化性をより高め、常温保存性をより優れたものが得られる。
【００１９】
また、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％であることが好ましい。このような構成によれば、前記イミダゾール系化合物が、前記テトラキスフェノール系化合物と組み合わせて用いることによって、硬化性と常温保存性との両立を達成することができる効果をより発揮することができる。
【００２０】
また、前記テトラキスフェノール系化合物としては、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンであることが好ましい。
【００２１】
また、前記イミダゾール系化合物としては、２−フェニルイミダゾールであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の半導体装置は、前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止成形して形成されることを特徴とするものである。硬化性及び常温保存性に優れている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成形するので、充填不良等の不具合の発生が抑制された信頼性の高い半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、硬化性及び常温保存性の充分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ができる。また、該組成物で半導体素子を封止成形して形成される半導体装置が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記硬化促進剤が、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、下記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有することを特徴とするものである。
【００２５】
【化４】
【００２６】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ１６は、独立して水素又はアルキル基を示す。）
【００２７】
【化５】
【００２８】
（上記式（ＩＩ）中、Ｒ１７及びＲ１８は、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。）
前記エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を用いることができる。具体的には、例えば、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のブロモ含有エポキシ樹脂等を用いることができる。これらの中では、パッケージ強度、成形性及びコストのバランスの点から、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。また、前記エポキシ樹脂としては、上記各エポキシ樹脂を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、前記エポキシ樹脂のエポキシ当量としては、１８０〜２２０であることが好ましい。エポキシ当量が小さすぎると、低分子成分が多くなり、成形バリが発生しやすくなる傾向があり、また、大きすぎると、粘度が上昇し、成形性に不具合を生じるおそれがある。また、臭素化エポキシ樹脂を含有させることによって、難燃性が高まるので、難燃性を高くする必要がある場合に含有させると好ましい。
【００２９】
前記硬化剤としては、前記エポキシ樹脂を硬化させるためのものであり、公知の硬化剤を使用することができる。具体的には、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノールナフトールアラルキル樹脂等のナフトールアラルキル樹脂等の、各種多価フェノール化合物又はナフトール化合物等が挙げられる。これらの中では、フェノールノボラック樹脂が好ましく、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック系樹脂であることがさらに好ましい。
【００３０】
【化６】
【００３１】
（上記式（ＩＩＩ）中、ｎは、０〜１０を示す。）
また、前記フェノールノボラック系樹脂において、ｎが大きすぎると、分子量が高くなり、樹脂粘度が高くなる傾向がある。そして、ｎが調整されたものが好ましい。具体的には、例えば、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上であるものが、反応性、粘度、保存性、及び低バリ性等の点から、より好ましい。
【００３２】
また、前記硬化剤としては、上記各硬化剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
前記硬化剤の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂に対する割合（硬化剤／エポキシ樹脂）が、当量比で、０．５〜１．５であることが好ましく、０．８〜１．２であることが好ましい。硬化剤の含有量が少なすぎる場合、硬化不足になり、硬化物の形状安定性が不充分となる傾向がある。また、硬化剤の含有量が多すぎる場合、経済的に不利であり、フリーのフェノール等が残存し、得られた半導体装置の信頼性にも悪影響を与える。
【００３４】
前記硬化促進剤としては、エポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤の水酸基との反応（硬化反応）を促進するためのものであり、具体的には、前記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、前記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を少なくとも含有する。また、前記硬化促進剤としては、前記包接化合物を含有していれば、前記包接化合物以外の硬化促進剤を含有してもよい。
【００３５】
前記テトラキスフェノール系化合物におけるＲ１〜Ｒ１６は、上述のように、独立して水素又はアルキル基を示す。前記アルキル基は、炭素数が１〜２であることが好ましい。具体的には、メチル基が好ましい。前記テトラキスフェノール系化合物としては、具体的には、例えば、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）が好ましい。また、前記イミダゾール系化合物におけるＲ１７及びＲ１８は、上述のように、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。前記アルキル基は、炭素数が１〜２であることが好ましい。具体的には、メチル基が好ましい。また、前記ヒドロキシアルキル基は、炭素数が１〜２であることが好ましい。具体的には、ヒドロキシメチル基が好ましい。前記イミダゾール系化合物としては、具体的には、例えば、２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）が好ましい。そして、前記包接化合物としては、具体的には、例えば、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンで包接してなる２−フェニルイミダゾールが好ましい。また、前記包接化合物において、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、前記包接化合物全量に対して、１０〜５０質量％であることが好ましい。前記イミダゾール系化合物の含有量が少なすぎる場合、硬化性が低く、ハイサイクル化が困難になる傾向があり、また、多すぎる場合、保存性が低下する（硬化が低くなる）傾向がある。
【００３６】
前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％であることが好ましい。前記包接化合物の含有量が少なすぎる場合、硬化性が低く、ハイサイクル化が困難になる傾向があり、また、前記包接化合物の含有量が多すぎる場合、保存性が低下する（硬化が低くなる）傾向がある。
【００３７】
また、前記包接化合物と併用する他の硬化促進剤としては、従来公知の硬化促進剤を用いることができる。具体的には、例えば、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及びトリブチルホスフィン等の有機ホスフィン類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロウンデセン、トリエチレンジアミン及びベンジルジメチルアミン等の３級アミン類、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール及び２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。硬化促進剤としては、上記各硬化促進剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、前記イミダゾール系化合物以外の硬化促進剤を前記テトラキスフェノール系化合物で包接してなるものも、前記包接化合物と併用してもよい。
【００３８】
前記無機充填材としては、従来公知の無機充填材を用いることができる。具体的には、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、充填性や流動性の観点から溶融シリカが好ましく、さらに球状のものが好ましく、真球状に近いものほど好ましい。
【００３９】
前記無機充填材の含有量は、エポキシ樹脂組成物全量の６０〜９０質量％であることが好ましい。前記無機充填材の含有量が少なすぎる場合には、強度が低い、線膨張が大きく、応力特性が悪い、リードフレームとのマッチングが悪い等の傾向がある。また、多すぎる場合には、流動性が低下して、未充填ボイドなどが生じてパッケージクラックが発生しやすい傾向がある。
【００４０】
前記エポキシ樹脂組成物には、上記以外の組成として、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば離型剤、シランカップリング剤、難燃剤、着色剤、シリコーン可とう剤、及びイオントラップ剤等を必要に応じて添加してもよい。
【００４１】
前記離型剤としては、例えばカルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボシキル基含有ポリオレフィン等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
前記シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００４３】
前記難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、赤リンや有機リン等のリン系難燃剤等が挙げられる。また、金属水酸化物は、チタネート系カップリング剤で予め表面処理されたものであってもよい。
【００４４】
前記着色剤としては、例えば、カーボンブラックや染料等が挙げられる。また、前記シリコーン可とう剤としては、例えば、シリコーンエラストマ、シリコーンオイル、シリコーンゲル、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００４５】
前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、まず、前記エポキシ樹脂、前記硬化剤、前記硬化促進剤、前記無機充填材及び必要に応じて前記各添加剤を所定の含有量となるように、タンブラーミキサーやヘンシェルミキサー等のミキサーやブレンダー等で均一に混合した後、ニーダー、ロール、ディスパー、アジホモミキサー、及びプラネタリーミキサー等で加熱しながら混練することによって製造することができる。また混練後に、必要に応じて冷却固化し、粉砕して粉状に形成してもよい。また、混練時の温度としては、硬化反応が生じない温度範囲である必要があり、エポキシ樹脂及び硬化剤の組成にもよるが、８０〜１２０℃程度で溶融混練することが好ましい。
【００４６】
半導体装置を構成する半導体素子や基板等の部材を前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止することによって、半導体装置を製造することができる。具体的には、リードフレームや基板等に半導体素子を搭載した後、所定の封止領域を前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止することにより半導体装置が得られる。この封止の手段としては、トランスファー成形（トランスファーモールド）等により、半導体素子を搭載したリードフレームや基板等を金型内のキャビティに配置した後、キャビティに前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を充填し、これを加熱して硬化させる方法が挙げられる。このトランスファー成形を採用した場合の金型の温度は１７０〜１８０℃、成形時間は３０〜１２０秒に設定することができるが、金型の温度や成形時間及びその他の成形条件は、従来の封止成形と同様に設定することができ、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の材料の種類や製造される半導体装置の種類によって適宜設定変更できる。この半導体装置は、硬化性及び常温保存性に優れている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成形するので、充填不良等の不具合の発生が抑制された信頼性の高いものとなる。
【００４７】
以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。
【実施例】
【００４８】
表１に示す配合割合（質量部）で、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材等の各成分をブレンダーで３０分間混合し均一化した後、８０℃に加熱したニーダーで溶融混練し、冷却後、粉砕機で粉砕して粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。実施例及び比較例においては次の原材料を用いた。
【００４９】
Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：ＤＩＣ株式会社製のＮ６６５ＥＸＰ
ブロム化エポキシ樹脂：東都化成株式会社製のＹＤＢ−４００
フェノールノボラック樹脂１：群栄化学工業株式会社製のＰＳＭ６２００（上記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック樹脂、ｎが０であるものが１０質量％を超え、ｎが２であるものが３０質量％未満）
フェノールノボラック樹脂２：明和化成株式会社製のＤＬ９２（上記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック樹脂、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上）
包接化合物１：１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）で２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（ＴＥＰ−２ＰＺ、２ＰＺ濃度：４０質量％）
包接化合物２：１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）で２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（ＴＥＰ−２ＰＺ、２ＰＺ濃度：６０質量％）
包接化合物３：１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）で２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（ＴＥＰ−２ＰＺ、２ＰＺ濃度：５質量％）
包接化合物４：１，１’，２，２’−テトラキス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）エタンで２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（２ＰＺ濃度：４０質量％）
包接化合物５：１，１’，２，２’−テトラキス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）エタンで２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（２ＰＺ濃度：４０質量％）
カルナバワックス：大日化学工業株式会社製のＦ１−１００
カーボンブラック：三菱化学株式会社製の♯４０
溶融シリカ：電気化学工業株式会社製のＦＢ８２０
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：信越化学工業株式会社製のＫＢＭ４０３
上記のように調製した各組成物を用いて、以下に示す方法により評価を行った。
【００５０】
（スパイラルフロー）
ＡＳＴＭ Ｄ３１２３に準じたスパイラルフロー測定金型を用い、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、成形時間９０秒間、後硬化１７５℃／６時間の条件でトランスファー成形することにより、流動距離（ｃｍ）を測定した。
【００５１】
（保持率）
各組成物を２５℃の恒温室に保管し、所定期間経過後のスパイラルフローの流動長を測定し、上記スパイラルフロー（初期）の流動長に対する、スパイラルフローの減少率を算出した。
【００５２】
（ゲルタイム）
キュラストメーター（ＪＳＲキュラストメーターＩＩＩ ＰＳ型）を用い、１７０℃でのゲルタイム（所定のトルクに達した時点までの時間）を求めた。
【００５３】
（ショアＤ硬度）
得られたエポキシ樹脂組成物を所定の金型を用いて、１８０℃４０秒間、加熱硬化させて硬化物を得た。得られた硬化物のショアＤ硬度を測定した。
【００５４】
（ミニモールド成形性評価）
各組成物を３０℃の恒温室に保管し、所定期間経過後の各組成物を、１．５×２．９×０．８ｍｍｔのミニモールド金型に充填させた。そして、実体顕微鏡にて、径が０．１ｍｍ以上の未充填ボイドの数を確認し、試験実施数２０００個に対する未充填ボイドが発生した試験数の割合（未充填不良率）を算出した。
【００５５】
結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１に示した結果から、硬化促進剤として、上記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、上記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を用いた場合（実施例１〜８）、前記テトラキスフェノール系化合物で包接していない前記イミダゾール系化合物を用いた場合と比較して、保持率が高く、ミニモールド成形性が優れていたことがわかった。このことから、硬化促進剤として、上記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、上記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を用いることによって、硬化性及び常温保存性がともに充分に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることがわかった。
【００５８】
また、前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％である場合（例えば、実施例１，２，４）、前記包接化合物の含有量が、０．５質量％未満である場合（実施例３）と比較して、スパイラルフローが好適な値を示し、適切な流動性を有し、硬化物も充分に硬くなることがわかった。
【００５９】
また、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％である場合（例えば、実施例１，２，４）、前記イミダゾール系化合物の含有量が、５０質量％を超える場合（実施例５）と比較して、保持率がより高かった。そして、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％である場合（例えば、実施例１，２，４）、前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０質量％未満である場合（実施例６）と比較して、ミニモールド成形性が優れていたことがわかった。これらのことから、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％であると、硬化性及び常温保存性がともにより優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることがわかった。
【００６０】
また、前記テトラキスフェノール系化合物としてＴＥＰを用いた場合（例えば、実施例１，２，４）、ＴＥＰ以外のテトラキスフェノール系化合物を用いた場合（実施例７，８）と比較して、保持率がより高く、ミニモールド成形性がより優れていたことがわかった。このことから、硬化促進剤として、ＴＥＰで包接した包接化合物を用いることによって、硬化性及び常温保存性がともにより優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることがわかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該組成物で半導体素子を封止成形して形成される半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、シリコンチップ等の半導体素子やリードフレーム等を、封止材料で封止して半導体パッケージを形成することにより得られる。封止材料としては、無機充填材を含むエポキシ樹脂組成物が挙げられる。
【０００３】
近年、封止材料で封止する工程において、半導体パッケージの生産効率を向上させるために、封止材料として用いるエポキシ樹脂組成物の硬化時間の短縮化が望まれている。このため、硬化促進剤の添加量を増やしたり、硬化促進剤として反応性の高いイミダゾール系化合物を使用することによって、封止材料であるエポキシ樹脂組成物の硬化性を高めることが検討されてきた。また、半導体装置に用いられる半導体素子の回路の線幅や回路間隔は、ますます微細になってきている。このような微細な回路を有する半導体素子を封止するためには、封止材料に高い流動性等も求められる。また、半導体パッケージの生産効率を向上させるために、金型の複数列のキャビティにスルーゲートを通してプランジャーにより封止材料を充填して成形する多列フレームを形成することが行われている。その際に用いられる封止材料にも、欠陥なく多列フレームを形成するために、高い流動性等が求められる。
【０００４】
しかしながら、上記のような硬化性を高めたエポキシ樹脂組成物は、硬化性が高まる一方で、常温での保存性が悪化したり、開封後の可用時間が短くなったりするという問題があった。また、場合によっては、開封前の密封時であってもエポキシ樹脂組成物が経時変化してしまうことがあった。このような経時変化したエポキシ樹脂組成物は、流動性等が低下していることがあり、充填不良が発生するおそれもあった。
【０００５】
下記特許文献１及び特許文献２には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含み、前記硬化促進剤が、テトラキスフェノール系化合物により包接してなるものである封止用エポキシ樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３０７５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２によれば、テトラキスフェノール系化合物により包接してなる硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物は、常温に長時間放置しても硬化性等の劣化の少ない常温保存性に優れたものが得られることが開示されている。しかしながら、このようなエポキシ樹脂組成物は、硬化性及び常温保存性がともに充分に優れたものを得ることが困難であった。
【０００８】
本発明は、硬化性及び常温保存性の充分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を目的とする。また、該組成物で半導体素子を封止成形して形成される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】
【０００９】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記硬化促進剤が、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、下記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有することを特徴とするものである。
【００１０】
【化１】
【００１１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ１６は、独立して水素又はアルキル基を示す。）
【００１２】
【化２】
【００１３】
（上記式（ＩＩ）中、Ｒ１７及びＲ１８は、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。）
上記の構成によれば、硬化性及び常温保存性の充分に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。すなわち、硬化性と常温保存性との両立が可能な半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。このことは、前記テトラキスフェノール系化合物で、前記イミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を硬化促進剤として用いることによって、エポキシ樹脂組成物の硬化時には、反応性の高い前記イミダゾール系化合物が効果的に作用し、常温保存時には、反応性の高い前記イミダゾール系化合物が前記テトラキスフェノール系化合物で包接されて、硬化を促進する作用が抑制されるためであると考えられる。
【００１４】
また、得られた半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、常温保存性に優れているので、長期保存後であっても、硬化性や流動性等の低下が抑制されるので、充填不良等の不具合の発生が抑制される。
【００１５】
また、前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記硬化剤が、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック系樹脂であることが好ましい。
【００１６】
【化３】
【００１７】
（上記式（ＩＩＩ）中、ｎは、０〜１０を示し、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上である。）
上記の構成によれば、前記硬化促進剤と前記硬化剤とを組み合わせて用いることによって、硬化性及び常温保存性のより優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。
【００１８】
また、前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％であることが好ましい。このような構成によれば、硬化性をより高め、常温保存性をより優れたものが得られる。
【００１９】
また、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％であることが好ましい。このような構成によれば、前記イミダゾール系化合物が、前記テトラキスフェノール系化合物と組み合わせて用いることによって、硬化性と常温保存性との両立を達成することができる効果をより発揮することができる。
【００２０】
また、前記テトラキスフェノール系化合物としては、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンであることが好ましい。
【００２１】
また、前記イミダゾール系化合物としては、２−フェニルイミダゾールであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の半導体装置は、前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止成形して形成されることを特徴とするものである。硬化性及び常温保存性に優れている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成形するので、充填不良等の不具合の発生が抑制された信頼性の高い半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、硬化性及び常温保存性の充分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ができる。また、該組成物で半導体素子を封止成形して形成される半導体装置が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記硬化促進剤が、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、下記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有することを特徴とするものである。
【００２５】
【化４】
【００２６】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ１６は、独立して水素又はアルキル基を示す。）
【００２７】
【化５】
【００２８】
（上記式（ＩＩ）中、Ｒ１７及びＲ１８は、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。）
前記エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を用いることができる。具体的には、例えば、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のブロモ含有エポキシ樹脂等を用いることができる。これらの中では、パッケージ強度、成形性及びコストのバランスの点から、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。また、前記エポキシ樹脂としては、上記各エポキシ樹脂を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、前記エポキシ樹脂のエポキシ当量としては、１８０〜２２０であることが好ましい。エポキシ当量が小さすぎると、低分子成分が多くなり、成形バリが発生しやすくなる傾向があり、また、大きすぎると、粘度が上昇し、成形性に不具合を生じるおそれがある。また、臭素化エポキシ樹脂を含有させることによって、難燃性が高まるので、難燃性を高くする必要がある場合に含有させると好ましい。
【００２９】
前記硬化剤としては、前記エポキシ樹脂を硬化させるためのものであり、公知の硬化剤を使用することができる。具体的には、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノールナフトールアラルキル樹脂等のナフトールアラルキル樹脂等の、各種多価フェノール化合物又はナフトール化合物等が挙げられる。これらの中では、フェノールノボラック樹脂が好ましく、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック系樹脂であることがさらに好ましい。
【００３０】
【化６】
【００３１】
（上記式（ＩＩＩ）中、ｎは、０〜１０を示す。）
また、前記フェノールノボラック系樹脂において、ｎが大きすぎると、分子量が高くなり、樹脂粘度が高くなる傾向がある。そして、ｎが調整されたものが好ましい。具体的には、例えば、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上であるものが、反応性、粘度、保存性、及び低バリ性等の点から、より好ましい。
【００３２】
また、前記硬化剤としては、上記各硬化剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
前記硬化剤の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂に対する割合（硬化剤／エポキシ樹脂）が、当量比で、０．５〜１．５であることが好ましく、０．８〜１．２であることが好ましい。硬化剤の含有量が少なすぎる場合、硬化不足になり、硬化物の形状安定性が不充分となる傾向がある。また、硬化剤の含有量が多すぎる場合、経済的に不利であり、フリーのフェノール等が残存し、得られた半導体装置の信頼性にも悪影響を与える。
【００３４】
前記硬化促進剤としては、エポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤の水酸基との反応（硬化反応）を促進するためのものであり、具体的には、前記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、前記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を少なくとも含有する。また、前記硬化促進剤としては、前記包接化合物を含有していれば、前記包接化合物以外の硬化促進剤を含有してもよい。
【００３５】
前記テトラキスフェノール系化合物におけるＲ１〜Ｒ１６は、上述のように、独立して水素又はアルキル基を示す。前記アルキル基は、炭素数が１〜２であることが好ましい。具体的には、メチル基が好ましい。前記テトラキスフェノール系化合物としては、具体的には、例えば、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）が好ましい。また、前記イミダゾール系化合物におけるＲ１７及びＲ１８は、上述のように、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。前記アルキル基は、炭素数が１〜２であることが好ましい。具体的には、メチル基が好ましい。また、前記ヒドロキシアルキル基は、炭素数が１〜２であることが好ましい。具体的には、ヒドロキシメチル基が好ましい。前記イミダゾール系化合物としては、具体的には、例えば、２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）が好ましい。そして、前記包接化合物としては、具体的には、例えば、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンで包接してなる２−フェニルイミダゾールが好ましい。また、前記包接化合物において、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、前記包接化合物全量に対して、１０〜５０質量％であることが好ましい。前記イミダゾール系化合物の含有量が少なすぎる場合、硬化性が低く、ハイサイクル化が困難になる傾向があり、また、多すぎる場合、保存性が低下する（硬化が低くなる）傾向がある。
【００３６】
前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％であることが好ましい。前記包接化合物の含有量が少なすぎる場合、硬化性が低く、ハイサイクル化が困難になる傾向があり、また、前記包接化合物の含有量が多すぎる場合、保存性が低下する（硬化が低くなる）傾向がある。
【００３７】
また、前記包接化合物と併用する他の硬化促進剤としては、従来公知の硬化促進剤を用いることができる。具体的には、例えば、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及びトリブチルホスフィン等の有機ホスフィン類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロウンデセン、トリエチレンジアミン及びベンジルジメチルアミン等の３級アミン類、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール及び２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。硬化促進剤としては、上記各硬化促進剤を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、前記イミダゾール系化合物以外の硬化促進剤を前記テトラキスフェノール系化合物で包接してなるものも、前記包接化合物と併用してもよい。
【００３８】
前記無機充填材としては、従来公知の無機充填材を用いることができる。具体的には、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、充填性や流動性の観点から溶融シリカが好ましく、さらに球状のものが好ましく、真球状に近いものほど好ましい。
【００３９】
前記無機充填材の含有量は、エポキシ樹脂組成物全量の６０〜９０質量％であることが好ましい。前記無機充填材の含有量が少なすぎる場合には、強度が低い、線膨張が大きく、応力特性が悪い、リードフレームとのマッチングが悪い等の傾向がある。また、多すぎる場合には、流動性が低下して、未充填ボイドなどが生じてパッケージクラックが発生しやすい傾向がある。
【００４０】
前記エポキシ樹脂組成物には、上記以外の組成として、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば離型剤、シランカップリング剤、難燃剤、着色剤、シリコーン可とう剤、及びイオントラップ剤等を必要に応じて添加してもよい。
【００４１】
前記離型剤としては、例えばカルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボシキル基含有ポリオレフィン等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
前記シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００４３】
前記難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、赤リンや有機リン等のリン系難燃剤等が挙げられる。また、金属水酸化物は、チタネート系カップリング剤で予め表面処理されたものであってもよい。
【００４４】
前記着色剤としては、例えば、カーボンブラックや染料等が挙げられる。また、前記シリコーン可とう剤としては、例えば、シリコーンエラストマ、シリコーンオイル、シリコーンゲル、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００４５】
前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、まず、前記エポキシ樹脂、前記硬化剤、前記硬化促進剤、前記無機充填材及び必要に応じて前記各添加剤を所定の含有量となるように、タンブラーミキサーやヘンシェルミキサー等のミキサーやブレンダー等で均一に混合した後、ニーダー、ロール、ディスパー、アジホモミキサー、及びプラネタリーミキサー等で加熱しながら混練することによって製造することができる。また混練後に、必要に応じて冷却固化し、粉砕して粉状に形成してもよい。また、混練時の温度としては、硬化反応が生じない温度範囲である必要があり、エポキシ樹脂及び硬化剤の組成にもよるが、８０〜１２０℃程度で溶融混練することが好ましい。
【００４６】
半導体装置を構成する半導体素子や基板等の部材を前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止することによって、半導体装置を製造することができる。具体的には、リードフレームや基板等に半導体素子を搭載した後、所定の封止領域を前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止することにより半導体装置が得られる。この封止の手段としては、トランスファー成形（トランスファーモールド）等により、半導体素子を搭載したリードフレームや基板等を金型内のキャビティに配置した後、キャビティに前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を充填し、これを加熱して硬化させる方法が挙げられる。このトランスファー成形を採用した場合の金型の温度は１７０〜１８０℃、成形時間は３０〜１２０秒に設定することができるが、金型の温度や成形時間及びその他の成形条件は、従来の封止成形と同様に設定することができ、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の材料の種類や製造される半導体装置の種類によって適宜設定変更できる。この半導体装置は、硬化性及び常温保存性に優れている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成形するので、充填不良等の不具合の発生が抑制された信頼性の高いものとなる。
【００４７】
以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。
【実施例】
【００４８】
表１に示す配合割合（質量部）で、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材等の各成分をブレンダーで３０分間混合し均一化した後、８０℃に加熱したニーダーで溶融混練し、冷却後、粉砕機で粉砕して粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。実施例及び比較例においては次の原材料を用いた。
【００４９】
Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：ＤＩＣ株式会社製のＮ６６５ＥＸＰ
ブロム化エポキシ樹脂：東都化成株式会社製のＹＤＢ−４００
フェノールノボラック樹脂１：群栄化学工業株式会社製のＰＳＭ６２００（上記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック樹脂、ｎが０であるものが１０質量％を超え、ｎが２であるものが３０質量％未満）
フェノールノボラック樹脂２：明和化成株式会社製のＤＬ９２（上記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック樹脂、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上）
包接化合物１：１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）で２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（ＴＥＰ−２ＰＺ、２ＰＺ濃度：４０質量％）
包接化合物２：１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）で２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（ＴＥＰ−２ＰＺ、２ＰＺ濃度：６０質量％）
包接化合物３：１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ＴＥＰ）で２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（ＴＥＰ−２ＰＺ、２ＰＺ濃度：５質量％）
包接化合物４：１，１’，２，２’−テトラキス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）エタンで２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（２ＰＺ濃度：４０質量％）
包接化合物５：１，１’，２，２’−テトラキス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）エタンで２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）を包接した包接化合物（２ＰＺ濃度：４０質量％）
カルナバワックス：大日化学工業株式会社製のＦ１−１００
カーボンブラック：三菱化学株式会社製の♯４０
溶融シリカ：電気化学工業株式会社製のＦＢ８２０
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：信越化学工業株式会社製のＫＢＭ４０３
上記のように調製した各組成物を用いて、以下に示す方法により評価を行った。
【００５０】
（スパイラルフロー）
ＡＳＴＭ Ｄ３１２３に準じたスパイラルフロー測定金型を用い、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、成形時間９０秒間、後硬化１７５℃／６時間の条件でトランスファー成形することにより、流動距離（ｃｍ）を測定した。
【００５１】
（保持率）
各組成物を２５℃の恒温室に保管し、所定期間経過後のスパイラルフローの流動長を測定し、上記スパイラルフロー（初期）の流動長に対する、スパイラルフローの減少率を算出した。
【００５２】
（ゲルタイム）
キュラストメーター（ＪＳＲキュラストメーターＩＩＩ ＰＳ型）を用い、１７０℃でのゲルタイム（所定のトルクに達した時点までの時間）を求めた。
【００５３】
（ショアＤ硬度）
得られたエポキシ樹脂組成物を所定の金型を用いて、１８０℃４０秒間、加熱硬化させて硬化物を得た。得られた硬化物のショアＤ硬度を測定した。
【００５４】
（ミニモールド成形性評価）
各組成物を３０℃の恒温室に保管し、所定期間経過後の各組成物を、１．５×２．９×０．８ｍｍｔのミニモールド金型に充填させた。そして、実体顕微鏡にて、径が０．１ｍｍ以上の未充填ボイドの数を確認し、試験実施数２０００個に対する未充填ボイドが発生した試験数の割合（未充填不良率）を算出した。
【００５５】
結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１に示した結果から、硬化促進剤として、上記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、上記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を用いた場合（実施例１〜８）、前記テトラキスフェノール系化合物で包接していない前記イミダゾール系化合物を用いた場合と比較して、保持率が高く、ミニモールド成形性が優れていたことがわかった。このことから、硬化促進剤として、上記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、上記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を用いることによって、硬化性及び常温保存性がともに充分に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることがわかった。
【００５８】
また、前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％である場合（例えば、実施例１，２，４）、前記包接化合物の含有量が、０．５質量％未満である場合（実施例３）と比較して、スパイラルフローが好適な値を示し、適切な流動性を有し、硬化物も充分に硬くなることがわかった。
【００５９】
また、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％である場合（例えば、実施例１，２，４）、前記イミダゾール系化合物の含有量が、５０質量％を超える場合（実施例５）と比較して、保持率がより高かった。そして、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％である場合（例えば、実施例１，２，４）、前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０質量％未満である場合（実施例６）と比較して、ミニモールド成形性が優れていたことがわかった。これらのことから、前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％であると、硬化性及び常温保存性がともにより優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることがわかった。
【００６０】
また、前記テトラキスフェノール系化合物としてＴＥＰを用いた場合（例えば、実施例１，２，４）、ＴＥＰ以外のテトラキスフェノール系化合物を用いた場合（実施例７，８）と比較して、保持率がより高く、ミニモールド成形性がより優れていたことがわかった。このことから、硬化促進剤として、ＴＥＰで包接した包接化合物を用いることによって、硬化性及び常温保存性がともにより優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られることがわかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、下記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有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。
【化１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ１６は、独立して水素又はアルキル基を示す。）
【化２】
（上記式（ＩＩ）中、Ｒ１７及びＲ１８は、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。）
【請求項２】
前記硬化剤が、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック系樹脂である請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化３】
（上記式（ＩＩＩ）中、ｎは、０〜１０を示し、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上である。）
【請求項３】
前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％である請求項１又は請求項２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記テトラキスフェノール系化合物が、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンである請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
前記イミダゾール系化合物が、２−フェニルイミダゾールである請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止成形して形成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラキスフェノール系化合物で、下記一般式（ＩＩ）で表されるイミダゾール系化合物を包接してなる包接化合物を含有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。
【化１】
（上記式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ１６は、独立して水素又はアルキル基を示す。）
【化２】
（上記式（ＩＩ）中、Ｒ１７及びＲ１８は、独立して水素、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。）
【請求項２】
前記硬化剤が、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノールノボラック系樹脂である請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化３】
（上記式（ＩＩＩ）中、ｎは、０〜１０を示し、ｎが０であるものが１０質量％以下、ｎが２であるものが３０質量％以上である。）
【請求項３】
前記包接化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の合計量に対して、０．５〜５質量％である請求項１又は請求項２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記包接化合物中の前記イミダゾール系化合物の含有量が、１０〜５０質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記テトラキスフェノール系化合物が、１，１’，２，２’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンである請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
前記イミダゾール系化合物が、２−フェニルイミダゾールである請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止成形して形成されることを特徴とする半導体装置。
【公開番号】特開２０１０−１９５９９８（Ｐ２０１０−１９５９９８Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４５２０９（Ｐ２００９−４５２０９）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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