封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
【課題】ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性が良好で、耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれにより封止した素子を備えた電子部品装置を提供すること。
【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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）無機充填材、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする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、封止用エポキシ樹脂組成物、及び電子部品装置に関する。より具体的には、ダイパッド及びインナーリードが銀メッキされた銅製リードフレームを使用する場合において、耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及びその封止用エポキシ樹脂組成物を使用した電子部品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、パッケージ薄型化傾向が進み、パッケージが吸水しやすくなっている。また半導体チップの多層化により、リードフレームダイパッド部分をより深くオフセットする必要が出てきている。つりピン部分のオフセットが大きくなった結果、応力が集中しやすくなり、つりピンの銀メッキ部分での剥離が顕著になる問題が発生してきている。かかるつりピン部の剥離が起点となり、ダイパッドの剥離や内部クラックが発生しやすくなる。一般に銅に対する封止樹脂の接着力は銀に対するものと比較して劣るため、特に銀メッキ部分に対して優れた耐半田クラック性を持つ半導体パッケージ材料が求められている。
従来からのエポキシ樹脂組成物では解決できない問題点としては、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬、ある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、吸湿でパッケージ内に入り込んだ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、信頼性が著しく低下する現象が挙げられる。
【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るとともに、低溶融粘度の樹脂成分を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手法が一般的となりつつある。一方、半田処理後の信頼性において、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体装置内部に存在する半導体素子やリードフレーム等の基材との界面の接着性は非常に重要になってきている。この界面の接着力が弱いと、半田処理後の基材との界面で剥離が生じ、更にはこの剥離に起因し半導体装置にクラックが発生する。
【０００４】
従来から耐半田性の向上を目的として、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランや３―アミノプロピルトリエトキシシラン等、種々のカップリング剤がエポキシ樹脂組成物中に添加されてきた。
例えば特許文献１では、Ｎｉ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等のプリプレーティングフレームへの密着向上を目的として、ビフェニル型エポキシ樹脂とキシリレン型フェノール樹脂硬化剤に３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物またはその加水分解物を添加した封止材を用いているが、特許文献１に記載された方法では加水分解が十分でなく、銅製リードフレームの特に銀メッキ部分に対する耐半田性が劣っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、吸湿後の半田処理においても半導体装置などの電子部品装置にクラックや基材との剥離が発生しない耐半田性、特にリードフレーム
の銀メッキ部分との接着性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれにより素子を封止してなる電子部品装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本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、封止用エポキシ樹脂組成物に、酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解した化合物を使用することにより上記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
このような目的は、下記の本発明［１］〜［９］により達成される。
［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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
【０００９】
［２］上記封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、２６０℃における曲げ弾性率が５２０ＭＰａ以下である、上記［１］に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【００１０】
［３］上記（Ｄ）成分が、下記一般式（１）で示される化合物を含む、上記［１］又は［２］に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００１１】
［４］上記（Ａ）成分が、下記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、下記一般式（３）で示される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、及び下記一般式（４）で示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からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含む、上記［１］ないし［３］のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ２〜Ｒ５は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは
無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（上記一般式（３）において、Ｒ６〜Ｒ８は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜２０の整数を示す。）
【化４】
（上記一般式（４）において、Ｒ９〜Ｒ１７は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【００１２】
［５］上記（Ｂ）成分が、下記一般式（５）で示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樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂を含む、上記［１］ないし［４］のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化５】
（上記一般式（５）において、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【００１３】
［６］上記［１］ないし［５］のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で、素子が封止されていることを特徴とする電子部品装置。
【００１４】
［７］銅製リードフレームのダイパッド上に上記素子が搭載され、上記素子の電極パッドと上記銅製リードフレームのインナーリードとがボンディングワイヤによって接続されている上記［６］に記載の電子部品装置。
【００１５】
［８］上記銅製リードフレームのダイパッドとインナーリードとが銀メッキされたものである、上記［７］に記載の電子部品装置。
【００１６】
［９］上記銅製リードフレームのダイパッド上に２以上の上記素子が積層して搭載されている上記［７］または［８］に記載の電子部品装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性、耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。
また、この封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば信頼性に優れた電子部品装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物を用いた電子部品装置の一例について、断面構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物（以下、単に「エポキシ樹脂組成物」ということがある）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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする。これにより、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性、及び耐半田性に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
本発明の電子部品装置は、上述のエポキシ樹脂組成物の硬化物で、素子が封止されていることを特徴とする。これにより、信頼性に優れた電子部品装置を得ることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２０】
先ず、本発明のエポキシ樹脂組成物について説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はないが、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、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＡ／Ｄ等のジグリシジルエーテル、アルキル置換又は無置換のビフェノールのジグリシジルエーテルであるビフェニル型エポキシ樹脂、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のエポキシ化物、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−ル類の共縮合樹脂のエポキシ化物であるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、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、１−アルケ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、及びこれらのエポキシ樹脂をシリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性した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。
【００２１】
中でも、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性の観点から下記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、下記一般式（３）で示される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、及び下記一般式（４）で示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が好ましい。
【００２２】
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ２〜Ｒ５は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（上記一般式（３）において、Ｒ６〜Ｒ８は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜２０の整数を示す。）
【化４】
（上記一般式（４）において、Ｒ９〜Ｒ１７は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【００２３】
上記一般式（２）中のＲ２〜Ｒ５は、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のアラルキル基等から選ばれるが、中でも水素原子又はメチル基が好ましい。上記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、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、中でも、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より好ましく、例えば、ＹＸ−４０００Ｋ、ＹＸ−４０００Ｈ（いずれも三菱化学株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。このビフェニル型エポキシ樹脂を使用する場合、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性が向上する。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２０質量％以上とすることが好ましく、３０質量％以上がより好ましく、５０質量％以上がさらに好ましい。
【００２４】
上記一般式（３）中のＲ６〜Ｒ８は、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のアラルキル基等から選ばれるが、中でも水素原子又はメチル基が好ましい。上記一般式（３）で示される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としては、ｎ＝０を主成分とするエポキシ樹脂がより好ましく、例えば、ＮＣ−２０００（日本化薬株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。この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を使用する場合、架橋点間距離が広がるため、硬化物の弾性率を低減できる。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１０質量％以上とすることが好ましく、２０質量％以上がより好ましい。
【００２５】
上記一般式（４）中のＲ９〜Ｒ１７は、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のアラルキル基等から選ばれるが、中でも水素原子又はメチル基が好ましい。上記一般式（４）で示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としては、ｎ＝０を主成分とするエポキシ樹脂がより好ましく、例えば、ＮＣ−３０００Ｌ（日本化薬株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。この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を使用する場合、架橋点間距離が広がるため、硬化物の弾性率を低減できる。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１０質量％以上とすることが好ましく、２０質量％以上がより好ましい。
【００２６】
上記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、上記一般式（３）で示される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、及び上記一般式（４）で示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は、それぞれ単独で用いても２種以上を併用してもよい。２種以上を併用する場合には、それらの配合量はエポキシ樹脂全量に対して合計で５０質量％以上とすることが好ましく、７０質量％以上とすることがより好ましい。
【００２７】
本発明のエポキシ樹脂組成物で用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂全体の配合割合としては、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、１質量％以上、１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上、１０質量％以下であることがより好ましい。
（Ａ）成分のエポキシ樹脂全体の配合割合が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂組成物の溶融時の流動性を良好なものとすることができる。また、上記上限値以下であると、成形品の耐半田性を良好なものとすることができる。
【００２８】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はないが、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をはじめとするフェノール、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。
【００２９】
中でも、流動性、低吸湿性の観点から、下記一般式（５）で示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樹脂が好ましい。
【化５】
（上記一般式（５）において、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もし
くは無置換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。）
【００３０】
上記式（５）中のＲ１８〜Ｒ２６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のアラルキル基などの炭素数１〜１０の置換又は無置換の炭化水素基から選ばれるが、中でも水素原子及びメチル基が好ましい。上記一般式（５）で示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樹脂としては、例えば、Ｒ１８〜Ｒ２６が全て水素原子である化合物等が挙げられ、中でも溶融粘度の観点から、ｎが０の成分を５０質量％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−７８５１ＳＳ（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。このビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキ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フェノール樹脂硬化剤全量に対して５０質量％以上とすることが好ましく、７０質量％以上がより好ましい。
【００３１】
本発明のエポキシ樹脂組成物で用いられる（Ｂ）成分のフェノール硬化剤の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、０．５質量％以上、１２質量％以下であることが好ましく、１質量％以上、９質量％以下であることがより好ましい。
（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の配合割合が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂組成物の溶融時の流動性を良好なものとすることができる。また、上記上限値以下であると、成形品の耐半田性を良好なものとすることができる。
【００３２】
（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数／フェノール樹脂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、０．６〜１．５の範囲に設定されることがより好ましい。また、成形性、耐リフロー性に優れるエポキシ樹脂組成物を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定されることがさらに好ましい。
【００３３】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ｃ）成分の無機充填材は、吸湿性低減、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向上のためにエポキシ樹脂組成物に配合されるものであり、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、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材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、モリブデン酸亜鉛等が挙げられる。これらの無機充填材は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材の中で、線膨張係数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、充填材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。
【００３４】
無機充填材（Ｃ）の配合量は、成形性、吸湿性、線膨張係数の低減及び強度向上の観点から、エポキシ樹脂組成物に対して８０質量％以上、９６質量％以下の範囲が好ましく、８２質量％以上、９２質量％以下の範囲がより好ましく、８６質量％以上、９０質量％以下の範囲がさらに好ましい。
無機充填材（Ｃ）の配合量を上記下限値以上とすることにより、吸湿要因である樹脂成分の配合量を少なくし、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿量を低く抑えることができる。また、上記上限値以下とすることにより、成形性を良好なものとすることができる。
【００３５】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ｄ）成分は、酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物であれば特に制限はないが、例えば、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、グルタル酸無水物、フタル酸無水物等のカルボン酸無水物と炭素数が１から５のアルコキシ基や炭素数が１から５のアルキル基が結合したシリル基とを炭素数１から６のアルキレン基でつないだ化合物が挙げられ、これらを単独で用いても２種類以上を組み合わせてもよい。
本発明で用いられる（Ｄ）成分は、酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間で縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解されていることを特徴とする。分子間で縮合がないため、エポキシ樹脂組成物中での分散性に優れ、予め酸無水物基やアルコキシ基が加水分解されているため、容易に無機充填材や各種基材表面の水酸基と水素結合あるいは共有結合を形成し、耐半田性を向上させることが可能になる。特にこの化合物を用いたエポキシ樹脂組成物は、ダイパッドやインナーリードが銀メッキされた銅リードフレームにおいて耐半田性が改善される。
なお、本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる上記（Ｄ）成分において、酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解されたとは、この化合物のＩＲスペクトルを測定した場合に、１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと、８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピークとが、ともに実質的に検出されないことをいう。
上記（Ｄ）成分としては、中でも、下記一般式（１）で示される化合物を含むことが好ましい。
【００３６】
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００３７】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、上記（Ｄ）成分の配合量としては、全エポキシ樹脂組成物中に０．０５〜２質量％が好ましく、特に０．１〜０．４質量％が好ましい。
上記（Ｄ）成分の配合量を上記下限値以上とすることにより、成形品の耐半田性を向上させることができる。また、上記上限値以下とすることにより、成形性を良好なものとすることができる。
【００３８】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、上記（Ｄ）成分を得るためにシランカップリング剤を加水分解する方法としては、特に限定するものではないが、例えば純水にシランカップリング剤を攪拌しながらゆっくりと滴下し、混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合する方法が挙げられる。
このとき、シランカップリング剤と純水との当量比（モル比）は、シランカップリング剤：純水＝１：６〜１：１０であることが好ましい。純水の当量比を上記上限値以下とすることにより、成形品にボイドが発生するのを防止することができる。また、上記下限値以上とすることにより、シランカップリング剤の加水分解を充分に行うとともに、シランカップリング剤の分子間縮合を防止することができる。これにより、エポキシ樹脂組成物の銀メッキ部分に対する接着性や耐半田性を良好なものとすることができる。
【００３９】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる上記（Ｄ）成分は、その特性が損なわれない範囲で他のシランカップリング剤と併用できる。併用できるシランカップリング剤としては、１分子中にアルコキシ基と、エポキシ基などの有機官能基を有するシラン化合物全般を指し、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、ビニルシラン等の各種シラン系化合物が挙げられる。これらを例示すると、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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプト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、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）アミノプロピルジメトキシメチルシラン、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、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、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等のシラン系カップリング剤などが挙げられ、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】
通常、カップリング剤はインテグラルブレンドによりエポキシ樹脂組成物中に混合されるが、本発明のエポキシ樹脂組成物において上記（Ｄ）成分は、予めエポキシ樹脂あるいはやフェノール樹脂の全部又は一部に加熱混合しても良い。
【００４１】
又、本発明のエポキシ樹脂組成物においては、上記（Ｄ）成分で無機充填材表面を処理してもよい。上記（Ｄ）成分は、無機充填材表面に存在することにより、無機充填材とエポキシ樹脂組成物中の有機成分とを化学的に結合させ、界面の接着性の向上に有効であると考えられる。そのため、上記（Ｄ）成分が無機充填材表面に存在すること、より好ましくは吸着又は固定化していることが有効である。無機充填材表面を上記（Ｄ）成分で処理する方法としては、例えば攪拌している無機充填材に上記（Ｄ）成分或いはそれらのアルコール等の溶液を噴霧し、更に攪拌を行った後室温に放置したり、加熱することにより表面処理無機充填材を得る等を挙げることができる。
【００４２】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、硬化性と流動性の良好なエポキシ樹脂組成物を得る目的で、硬化促進剤を用いることができる。
本発明で用いることができる硬化促進剤は、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はないが、例えば、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、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級アミン化合物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化合物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、及びこれらの有機ホスフィンに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、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェ
ノールＳ、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化合物等の有機リン化合物、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。中でも成形性の観点から、有機リン化合物が好ましく、有機ホスフィン及び有機ホスフィンとキノン化合物との付加物がより好ましく、トリフェニルホスフィン、及び、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、トリス（４−メトキシフェニル）ホスフィン等の第三ホスフィンとｐ−ベンゾキノン、１，４−ナフトキノン等のキノン化合物との付加物がさらに好ましい。
【００４３】
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、エポキシ樹脂（Ａ）に対して０．１〜１０質量％が好ましく、より好ましくは１〜５質量％である。
硬化促進剤の配合量を上記下限値以上とすることにより、短時間での硬化性を良好なものとすることができる。また、上記上限値以下とすることにより、硬化速度を適正なものとし、充填性の良好な成形品を得ることができる。
【００４４】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、耐半田ストレス性と、流動性の良好なエポキシ樹脂組成物を得る目的で、シロキサン付加重合体を添加することができる。シロキサン付加重合体しては特に制限はなく、従来公知のものを用いることができるが、例えば、ジメチルシロキサンのメチル置換基の一部を、アルキル基、エポキシ基、カルボキシル基、及びアミノ基等の置換基で置換した変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
【００４５】
シロキサン付加重合体は１種又は２種以上混合して、エポキシ樹脂組成物全体に対し０．１質量％以上、２質量％以下の割合で使用することができる。
配合量を上記下限値以上とすることにより、成形品に十分な低弾性率を発現させることができるとともに、離型剤の分散性も良好なものとすることができる。また、上記上限値以下とすることにより、表面汚染を抑え、レジンブリードが長くなるのを抑制することができる。
【００４６】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、ＩＣ等の素子の耐湿性、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、従来公知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタルサイトや、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、マグネシウム、アルミニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、下記一般式（６）で示されるハイドロタルサイト及びビスマスの含水酸化物が好ましい。
Ｍｇ１−ＸＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）Ｘ／２・ｍＨ２Ｏ （６）
（上記一般式（６）において、０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の整数。）
【００４７】
陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオン等のイオン性不純物を捕捉できる十分な量であれば特に制限はないが、（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して０．１質量部以上、３０質量部以下が好ましく、１質量部以上、１０質量部以下がより好ましく、２質量部以上、５質量部以下がさらに好ましい。
配合量を上記下限値以上とすることにより、イオン性不純物の十分な捕捉ができる。また、上記上限値以下とすることにより、経済的とすることができる。
【００４８】
さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物には、その他の添加剤として、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子又はリン原子を含む公知の有機又は無機の化合物、金属水酸化物など
の難燃剤、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、トリアジン等及びこれらの誘導体、アントラニル酸、没食子酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アミノフェノール、キノリン等及びこれらの誘導体、脂肪族酸アミド化合物、ジチオカルバミン酸塩、チアジアゾール誘導体等の接着促進剤などを必要に応じて配合することができる。
【００４９】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、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、ニーダ、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。成形条件に合うような寸法及び質量でタブレット化すると使いやすい。
【００５０】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、硬化物の２６０℃における曲げ弾性率が７００ＭＰａ以下であることが好ましく、５２０ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。硬化物の２６０℃における曲げ弾性率が上記範囲内であると、耐半田性試験における熱応力を小さくすることができ、耐半田性試験における不良数を低減することができる。
本発明において、硬化物の２６０℃における曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて、例えば、株式会社オリエンテック製、テンシロンＵＣＴ−５Ｔ型を用いて測定することができる。
【００５１】
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、各種有機溶剤に溶かして液状封止用エポキシ樹脂組成物として使用することもでき、この液状封止用エポキシ樹脂組成物を板又はフィルム上に薄く塗布し、樹脂の硬化反応が余り進まないような条件で有機溶剤を飛散させることによって得られるシートあるいはフィルム状のエポキシ樹脂組成物として使用することもできる。
【００５２】
次に、本発明の電子部品装置について説明する。
本発明の電子部品装置は、以上に説明した本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物で素子が封止されていることを特徴とする。
本発明で得られるエポキシ樹脂組成物により素子を封止して得られる電子部品装置としては、銅製リードフレームの支持部材に、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、必要な部分を本発明のエポキシ樹脂組成物で封止した、電子部品装置などが挙げられる。
このような電子部品装置としては、例えば、銅製リードフレーム上に素子を固定し、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ーボンディングやバンプで接続した後、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー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）等の一般的な樹脂封止型ＩＣが挙げられる。また、ＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｓｔａｃｋｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）等のチップが多段に積層されたパッケージも挙げられる。
【００５３】
本発明のエポキシ樹脂組成物で封止されるリードフレームの材料は特に限定されず、銅、銅合金、４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金）等用いることができる。
リードフレームの表面は、例えば、純銅のストライクメッキ、銀メッキ（主にインナーリード先端のワイヤ接合部やダイパッド部）、又はニッケル／パラジウム／金多層メッキ（ＰＰＦ（Ｐａｌｌａｄｉｕｍ Ｐｒｅ−Ｐｌａｔｅｄ Ｆｒａｍｅ））等のメッキが施
されていてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は銀に対する接着力に優れるため、インナーリードとダイパッドが銀メッキされた銅製リードフレームを封止すると、耐半田性試験における銀メッキ部分の剥離抑制効果がより顕著になる。
最近のパッケージ薄型化傾向により、パッケージが吸水しやすいが、本発明のエポキシ樹脂組成物は吸水率を低下させる効果があるため、耐半田性の向上に有効である。
また半導体チップの多層化により、リードフレームダイパッド部分をより深くオフセットする必要がある。つりピン部分のオフセットが大きくなった結果、つりピン部分に応力が集中しやすくなり、つりピンの銀メッキ部分での剥離が顕著になってきている。かかるつりピン部の剥離が起点となり、ダイパッドの剥離や内部クラックが発生する原因になる。一般に銅に対する封止樹脂の接着力は銀に対するものと比較して劣るため、特に銀メッキ部分の剥離を抑制する封止樹脂が求められている。本発明のエポキシ樹脂組成物は低弾性率であるため、応力を逃がしながら、銀メッキ部分との接着力を向上させることが可能である。
【００５４】
図１は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた電子部品装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して素子１が２段に積層されて固定されている。素子１の電極パッドと銅製リードフレーム５との間はボンディングワイヤ４によって接続されている。素子１は、エポキシ樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
【００５５】
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止する方法としては、低圧トランスファー成形法が最も一般的であるが、インジェクション成形法、圧縮成形法等を用いてもよい。エポキシ樹脂組成物が常温で液状又はペースト状の場合は、ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等が挙げられる。
【００５６】
また、素子を直接樹脂封止する一般的な封止方法ばかりではなく、素子に直接封止用エポキシ樹脂組成物が接触しない形態である中空パッケージの方式もあり、中空パッケージ用のエポキシ樹脂組成物としても好適に使用できる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明について実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明は何らこれらに限定されない。
【００５８】
実施例１〜５及び比較例１〜５で用いた成分について、以下に示す。
（Ａ）成分のエポキシ樹脂：
エポキシ樹脂１：エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ、融点１０８℃のビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製商品名ＹＸ−４０００Ｋ）
エポキシ樹脂２：エポキシ当量２３８ｇ／ｅｑ、軟化点５２℃の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（日本化薬株式会社製商品名ＮＣ‐２０００）
エポキシ樹脂３：エポキシ当量２７６ｇ／ｅｑ、軟化点５２℃の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（日本化薬株式会社製商品名ＮＣ‐３０００Ｌ）
【００５９】
（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤：
フェノール樹脂硬化剤１：水酸基当量１９８ｇ／ｅｑ、軟化点６４℃のビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成株式会社製商品名ＭＥＨ−７８５１ＳＳ）
【００６０】
（Ｃ）成分の無機充填材：
無機充填材１：平均粒径１０．８μｍ、比表面積５．１ｍ２／ｇの球状溶融シリカ
【００６１】
（Ｄ）成分：
加水分解物１の調製法
純水１４．４ｇ（０．８ｍｏｌ）に３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）２６．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物１を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピークが完全に消滅し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピーク、１７００ｃｍ−１にカルボキシル基のピークが観測された。
【００６２】
加水分解物２の調製法
純水１４．４ｇ（０．８ｍｏｌ）に３−（トリエトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（アヅマックス株式会社製商品名３−（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｐｒｏｐｙｌｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）３０．４ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物２を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピークが完全に消滅し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピーク、１７００ｃｍ−１にカルボキシル基のピークが観測された。
【００６３】
加水分解物３の調製法
純水７．２ｇ（０．４ｍｏｌ）に３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）２６．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物３を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピーク強度が２０％程度に低減し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピーク、１７００ｃｍ−１にカルボキシル基のピークが観測されたが、１４００ｃｍ−１に分子間縮合と思われるエステル基由来ピークが検出された。
【００６４】
加水分解物４の調製法
純水３．６ｇ（０．２ｍｏｌ）に３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）２６．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物４を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピーク強度が３０％程度に低減し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピークが観られたものの、１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークがそのまま検出され、カルボキシル基由来の１７００ｃｍ−１のピークは検出されなかった。
【００６５】
カップリング剤１（ＣＡ１）：３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）
カップリング剤２（ＣＡ２）：フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製商品名ＫＢＭ−５７３）
【００６６】
硬化促進剤：
硬化促進剤１：トリフェニルホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物
【００６７】
その他の添加剤：
離型剤１：酸化ポリエチレンワックス（クラリアントジャパン株式会社製商品名ＰＥＤ１９１）
着色剤１：カーボンブラック（三菱化学株式会社製商品名カーボン＃５）
【００６８】
上記成分をそれぞれ表１及び表２に示す質量部で配合し、混練温度１００℃、混練時間３０分間の条件で二軸混練して冷却後粉砕し、封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。
【００６９】
作製した実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を、次の各試験により評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
【００７０】
耐半田性：
低圧トランスファー成形機（第一精工株式会社製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１８０℃、注入圧力７．４ＭＰａ、硬化時間１２０秒間の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入して半導体素子（シリコンチップ）が搭載されたリードフレーム等を封止成形し、８０ｐＱＦＰ（銅製リードフレーム、サイズは１４×２０ｍｍ×厚さ２．００ｍｍ、半導体素子は７×７ｍｍ×厚さ０．３５ｍｍ、ダイパッドとインナーリードとに銀メッキが施され、半導体素子とリードフレームのインナーリードとは２５μｍ径の金線でボンディングされている。）なる半導体装置を作製した。ポストキュアとして１７５℃で４時間加熱処理した半導体装置１２個を、６０℃、相対湿度６０％で１２０時間加湿処理した後、ＩＲリフロー処理（２６０℃、ＪＥＤＥＣ・Ｌｅｖｅｌ３条件に従う）を行った。これらの半導体装置内部の剥離及びクラックの有無を超音波探傷装置（日立建機ファインテック株式会社製、ｍｉ−ｓｃｏｐｅ１０）で観察し、剥離又はクラックのいずれか一方でも発生したものを不良とした。ｎ＝１２中の不良半導体装置の個数を表示した。不良個数が１以下であれば実用可能範囲である。
【００７１】
銀との接着性：
銀基材と、タブレット化したエポキシ樹脂組成物とを１７５℃、６．９ＭＰａ、２分間の条件で一体成形して銀基材（直径３．６ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）上に円錐台状の成形品（上径３ｍｍ×下径３．６ｍｍ×厚さ３ｍｍ、銀基材と樹脂硬化物の接触面積１０ｍｍ２）を得た後、得られた各成形品の基材を固定し、エポキシ樹脂組成物の硬化部位を横方向から押し、そのトルク（Ｎ）を測定した。本評価は、半導体装置における耐半田リフロー性とある程度の相関を有するものである。
【００７２】
熱時強度
２６０℃での曲げ弾性率をＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて測定した。
【００７３】
吸水率
煮沸吸水率をＪＩＳ Ｋ ７２０９に準じて測定した。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【００７６】
実施例１〜５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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含む本発明のエポキシ樹脂組
成物であり、（Ａ）成分の種類、（Ｄ）成分の種類と配合量を変えたものを含むものであるが、いずれも、吸水率と弾性率が低く、銀との接着強度も高く、ダイパッドとインナーリード部分とが銀メッキされた銅製リードフレームを用いた、加湿処理後のＩＲリフロー処理による耐半田性に優れる結果が得られた。
【００７７】
一方、（Ｄ）成分の代わりに、加水分解が不充分な加水分解物３、４及びカップリング剤１を用いた比較例１〜３は、吸水率と熱時弾性率が比較的高く、銀に対する接着力がやや低く、耐半田性が劣る結果となった。
また事前に加水分解を行う（Ｄ）成分の代わりにカップリング剤１と純水を別々に仕込みに用いた比較例４は吸水率と熱時弾性率が比較的高く、銀に対する接着力もやや低く、耐半田性が劣る結果となった。
また（Ｄ）成分の代わりに酸無水物以外の構造を持つカップリング剤２を用いた比較例５は吸水率は低いものの、銀に対する接着力が低く、熱時弾性率も上昇し、耐半田性が劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、実施例で示したようにダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性、耐半田性等に優れた封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができるため、この封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 素子
２ ダイボンド材硬化体
３ ダイパッド
４ ボンディングワイヤ
５ 銅製リードフレーム
６ 封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体
７ 銀メッキ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用エポキシ樹脂組成物、及び電子部品装置に関する。より具体的には、ダイパッド及びインナーリードが銀メッキされた銅製リードフレームを使用する場合において、耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及びその封止用エポキシ樹脂組成物を使用した電子部品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、パッケージ薄型化傾向が進み、パッケージが吸水しやすくなっている。また半導体チップの多層化により、リードフレームダイパッド部分をより深くオフセットする必要が出てきている。つりピン部分のオフセットが大きくなった結果、応力が集中しやすくなり、つりピンの銀メッキ部分での剥離が顕著になる問題が発生してきている。かかるつりピン部の剥離が起点となり、ダイパッドの剥離や内部クラックが発生しやすくなる。一般に銅に対する封止樹脂の接着力は銀に対するものと比較して劣るため、特に銀メッキ部分に対して優れた耐半田クラック性を持つ半導体パッケージ材料が求められている。
従来からのエポキシ樹脂組成物では解決できない問題点としては、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬、ある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、吸湿でパッケージ内に入り込んだ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、信頼性が著しく低下する現象が挙げられる。
【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るとともに、低溶融粘度の樹脂成分を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手法が一般的となりつつある。一方、半田処理後の信頼性において、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体装置内部に存在する半導体素子やリードフレーム等の基材との界面の接着性は非常に重要になってきている。この界面の接着力が弱いと、半田処理後の基材との界面で剥離が生じ、更にはこの剥離に起因し半導体装置にクラックが発生する。
【０００４】
従来から耐半田性の向上を目的として、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランや３―アミノプロピルトリエトキシシラン等、種々のカップリング剤がエポキシ樹脂組成物中に添加されてきた。
例えば特許文献１では、Ｎｉ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等のプリプレーティングフレームへの密着向上を目的として、ビフェニル型エポキシ樹脂とキシリレン型フェノール樹脂硬化剤に３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物またはその加水分解物を添加した封止材を用いているが、特許文献１に記載された方法では加水分解が十分でなく、銅製リードフレームの特に銀メッキ部分に対する耐半田性が劣っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、吸湿後の半田処理においても半導体装置などの電子部品装置にクラックや基材との剥離が発生しない耐半田性、特にリードフレーム
の銀メッキ部分との接着性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれにより素子を封止してなる電子部品装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本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、封止用エポキシ樹脂組成物に、酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解した化合物を使用することにより上記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
このような目的は、下記の本発明［１］〜［９］により達成される。
［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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
【０００９】
［２］上記封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、２６０℃における曲げ弾性率が５２０ＭＰａ以下である、上記［１］に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【００１０】
［３］上記（Ｄ）成分が、下記一般式（１）で示される化合物を含む、上記［１］又は［２］に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００１１】
［４］上記（Ａ）成分が、下記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、下記一般式（３）で示される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、及び下記一般式（４）で示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からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含む、上記［１］ないし［３］のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ２〜Ｒ５は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは
無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（上記一般式（３）において、Ｒ６〜Ｒ８は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜２０の整数を示す。）
【化４】
（上記一般式（４）において、Ｒ９〜Ｒ１７は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【００１２】
［５］上記（Ｂ）成分が、下記一般式（５）で示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樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂を含む、上記［１］ないし［４］のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化５】
（上記一般式（５）において、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【００１３】
［６］上記［１］ないし［５］のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で、素子が封止されていることを特徴とする電子部品装置。
【００１４】
［７］銅製リードフレームのダイパッド上に上記素子が搭載され、上記素子の電極パッドと上記銅製リードフレームのインナーリードとがボンディングワイヤによって接続されている上記［６］に記載の電子部品装置。
【００１５】
［８］上記銅製リードフレームのダイパッドとインナーリードとが銀メッキされたものである、上記［７］に記載の電子部品装置。
【００１６】
［９］上記銅製リードフレームのダイパッド上に２以上の上記素子が積層して搭載されている上記［７］または［８］に記載の電子部品装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性、耐半田性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。
また、この封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば信頼性に優れた電子部品装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物を用いた電子部品装置の一例について、断面構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物（以下、単に「エポキシ樹脂組成物」ということがある）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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする。これにより、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性、及び耐半田性に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
本発明の電子部品装置は、上述のエポキシ樹脂組成物の硬化物で、素子が封止されていることを特徴とする。これにより、信頼性に優れた電子部品装置を得ることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２０】
先ず、本発明のエポキシ樹脂組成物について説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はないが、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、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＡ／Ｄ等のジグリシジルエーテル、アルキル置換又は無置換のビフェノールのジグリシジルエーテルであるビフェニル型エポキシ樹脂、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のエポキシ化物、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−ル類の共縮合樹脂のエポキシ化物であるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、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、１−アルケ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、及びこれらのエポキシ樹脂をシリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性した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。
【００２１】
中でも、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性の観点から下記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、下記一般式（３）で示される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、及び下記一般式（４）で示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が好ましい。
【００２２】
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ２〜Ｒ５は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（上記一般式（３）において、Ｒ６〜Ｒ８は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜２０の整数を示す。）
【化４】
（上記一般式（４）において、Ｒ９〜Ｒ１７は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【００２３】
上記一般式（２）中のＲ２〜Ｒ５は、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のアラルキル基等から選ばれるが、中でも水素原子又はメチル基が好ましい。上記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、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、中でも、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より好ましく、例えば、ＹＸ−４０００Ｋ、ＹＸ−４０００Ｈ（いずれも三菱化学株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。このビフェニル型エポキシ樹脂を使用する場合、ダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性が向上する。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２０質量％以上とすることが好ましく、３０質量％以上がより好ましく、５０質量％以上がさらに好ましい。
【００２４】
上記一般式（３）中のＲ６〜Ｒ８は、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のアラルキル基等から選ばれるが、中でも水素原子又はメチル基が好ましい。上記一般式（３）で示される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としては、ｎ＝０を主成分とするエポキシ樹脂がより好ましく、例えば、ＮＣ−２０００（日本化薬株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。この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を使用する場合、架橋点間距離が広がるため、硬化物の弾性率を低減できる。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１０質量％以上とすることが好ましく、２０質量％以上がより好ましい。
【００２５】
上記一般式（４）中のＲ９〜Ｒ１７は、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のアラルキル基等から選ばれるが、中でも水素原子又はメチル基が好ましい。上記一般式（４）で示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としては、ｎ＝０を主成分とするエポキシ樹脂がより好ましく、例えば、ＮＣ−３０００Ｌ（日本化薬株式会社製商品名）等が市販品として入手可能である。この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を使用する場合、架橋点間距離が広がるため、硬化物の弾性率を低減できる。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１０質量％以上とすることが好ましく、２０質量％以上がより好ましい。
【００２６】
上記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、上記一般式（３）で示される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、及び上記一般式（４）で示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は、それぞれ単独で用いても２種以上を併用してもよい。２種以上を併用する場合には、それらの配合量はエポキシ樹脂全量に対して合計で５０質量％以上とすることが好ましく、７０質量％以上とすることがより好ましい。
【００２７】
本発明のエポキシ樹脂組成物で用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂全体の配合割合としては、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、１質量％以上、１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上、１０質量％以下であることがより好ましい。
（Ａ）成分のエポキシ樹脂全体の配合割合が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂組成物の溶融時の流動性を良好なものとすることができる。また、上記上限値以下であると、成形品の耐半田性を良好なものとすることができる。
【００２８】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はないが、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をはじめとするフェノール、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。
【００２９】
中でも、流動性、低吸湿性の観点から、下記一般式（５）で示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樹脂が好ましい。
【化５】
（上記一般式（５）において、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もし
くは無置換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。）
【００３０】
上記式（５）中のＲ１８〜Ｒ２６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のアラルキル基などの炭素数１〜１０の置換又は無置換の炭化水素基から選ばれるが、中でも水素原子及びメチル基が好ましい。上記一般式（５）で示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樹脂としては、例えば、Ｒ１８〜Ｒ２６が全て水素原子である化合物等が挙げられ、中でも溶融粘度の観点から、ｎが０の成分を５０質量％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−７８５１ＳＳ（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。このビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキ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フェノール樹脂硬化剤全量に対して５０質量％以上とすることが好ましく、７０質量％以上がより好ましい。
【００３１】
本発明のエポキシ樹脂組成物で用いられる（Ｂ）成分のフェノール硬化剤の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、０．５質量％以上、１２質量％以下であることが好ましく、１質量％以上、９質量％以下であることがより好ましい。
（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の配合割合が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂組成物の溶融時の流動性を良好なものとすることができる。また、上記上限値以下であると、成形品の耐半田性を良好なものとすることができる。
【００３２】
（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数／フェノール樹脂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、０．６〜１．５の範囲に設定されることがより好ましい。また、成形性、耐リフロー性に優れるエポキシ樹脂組成物を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定されることがさらに好ましい。
【００３３】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ｃ）成分の無機充填材は、吸湿性低減、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向上のためにエポキシ樹脂組成物に配合されるものであり、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、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材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、モリブデン酸亜鉛等が挙げられる。これらの無機充填材は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材の中で、線膨張係数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、充填材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。
【００３４】
無機充填材（Ｃ）の配合量は、成形性、吸湿性、線膨張係数の低減及び強度向上の観点から、エポキシ樹脂組成物に対して８０質量％以上、９６質量％以下の範囲が好ましく、８２質量％以上、９２質量％以下の範囲がより好ましく、８６質量％以上、９０質量％以下の範囲がさらに好ましい。
無機充填材（Ｃ）の配合量を上記下限値以上とすることにより、吸湿要因である樹脂成分の配合量を少なくし、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿量を低く抑えることができる。また、上記上限値以下とすることにより、成形性を良好なものとすることができる。
【００３５】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる（Ｄ）成分は、酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物であれば特に制限はないが、例えば、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、グルタル酸無水物、フタル酸無水物等のカルボン酸無水物と炭素数が１から５のアルコキシ基や炭素数が１から５のアルキル基が結合したシリル基とを炭素数１から６のアルキレン基でつないだ化合物が挙げられ、これらを単独で用いても２種類以上を組み合わせてもよい。
本発明で用いられる（Ｄ）成分は、酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間で縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解されていることを特徴とする。分子間で縮合がないため、エポキシ樹脂組成物中での分散性に優れ、予め酸無水物基やアルコキシ基が加水分解されているため、容易に無機充填材や各種基材表面の水酸基と水素結合あるいは共有結合を形成し、耐半田性を向上させることが可能になる。特にこの化合物を用いたエポキシ樹脂組成物は、ダイパッドやインナーリードが銀メッキされた銅リードフレームにおいて耐半田性が改善される。
なお、本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる上記（Ｄ）成分において、酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解されたとは、この化合物のＩＲスペクトルを測定した場合に、１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと、８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピークとが、ともに実質的に検出されないことをいう。
上記（Ｄ）成分としては、中でも、下記一般式（１）で示される化合物を含むことが好ましい。
【００３６】
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは平均値で１〜３の正数。）
【００３７】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、上記（Ｄ）成分の配合量としては、全エポキシ樹脂組成物中に０．０５〜２質量％が好ましく、特に０．１〜０．４質量％が好ましい。
上記（Ｄ）成分の配合量を上記下限値以上とすることにより、成形品の耐半田性を向上させることができる。また、上記上限値以下とすることにより、成形性を良好なものとすることができる。
【００３８】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、上記（Ｄ）成分を得るためにシランカップリング剤を加水分解する方法としては、特に限定するものではないが、例えば純水にシランカップリング剤を攪拌しながらゆっくりと滴下し、混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合する方法が挙げられる。
このとき、シランカップリング剤と純水との当量比（モル比）は、シランカップリング剤：純水＝１：６〜１：１０であることが好ましい。純水の当量比を上記上限値以下とすることにより、成形品にボイドが発生するのを防止することができる。また、上記下限値以上とすることにより、シランカップリング剤の加水分解を充分に行うとともに、シランカップリング剤の分子間縮合を防止することができる。これにより、エポキシ樹脂組成物の銀メッキ部分に対する接着性や耐半田性を良好なものとすることができる。
【００３９】
本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる上記（Ｄ）成分は、その特性が損なわれない範囲で他のシランカップリング剤と併用できる。併用できるシランカップリング剤としては、１分子中にアルコキシ基と、エポキシ基などの有機官能基を有するシラン化合物全般を指し、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、ビニルシラン等の各種シラン系化合物が挙げられる。これらを例示すると、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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプト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、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）アミノプロピルジメトキシメチルシラン、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、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、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等のシラン系カップリング剤などが挙げられ、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】
通常、カップリング剤はインテグラルブレンドによりエポキシ樹脂組成物中に混合されるが、本発明のエポキシ樹脂組成物において上記（Ｄ）成分は、予めエポキシ樹脂あるいはやフェノール樹脂の全部又は一部に加熱混合しても良い。
【００４１】
又、本発明のエポキシ樹脂組成物においては、上記（Ｄ）成分で無機充填材表面を処理してもよい。上記（Ｄ）成分は、無機充填材表面に存在することにより、無機充填材とエポキシ樹脂組成物中の有機成分とを化学的に結合させ、界面の接着性の向上に有効であると考えられる。そのため、上記（Ｄ）成分が無機充填材表面に存在すること、より好ましくは吸着又は固定化していることが有効である。無機充填材表面を上記（Ｄ）成分で処理する方法としては、例えば攪拌している無機充填材に上記（Ｄ）成分或いはそれらのアルコール等の溶液を噴霧し、更に攪拌を行った後室温に放置したり、加熱することにより表面処理無機充填材を得る等を挙げることができる。
【００４２】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、硬化性と流動性の良好なエポキシ樹脂組成物を得る目的で、硬化促進剤を用いることができる。
本発明で用いることができる硬化促進剤は、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているもので特に制限はないが、例えば、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、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級アミン化合物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化合物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、及びこれらの有機ホスフィンに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、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェ
ノールＳ、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化合物等の有機リン化合物、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。中でも成形性の観点から、有機リン化合物が好ましく、有機ホスフィン及び有機ホスフィンとキノン化合物との付加物がより好ましく、トリフェニルホスフィン、及び、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、トリス（４−メトキシフェニル）ホスフィン等の第三ホスフィンとｐ−ベンゾキノン、１，４−ナフトキノン等のキノン化合物との付加物がさらに好ましい。
【００４３】
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、エポキシ樹脂（Ａ）に対して０．１〜１０質量％が好ましく、より好ましくは１〜５質量％である。
硬化促進剤の配合量を上記下限値以上とすることにより、短時間での硬化性を良好なものとすることができる。また、上記上限値以下とすることにより、硬化速度を適正なものとし、充填性の良好な成形品を得ることができる。
【００４４】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、耐半田ストレス性と、流動性の良好なエポキシ樹脂組成物を得る目的で、シロキサン付加重合体を添加することができる。シロキサン付加重合体しては特に制限はなく、従来公知のものを用いることができるが、例えば、ジメチルシロキサンのメチル置換基の一部を、アルキル基、エポキシ基、カルボキシル基、及びアミノ基等の置換基で置換した変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
【００４５】
シロキサン付加重合体は１種又は２種以上混合して、エポキシ樹脂組成物全体に対し０．１質量％以上、２質量％以下の割合で使用することができる。
配合量を上記下限値以上とすることにより、成形品に十分な低弾性率を発現させることができるとともに、離型剤の分散性も良好なものとすることができる。また、上記上限値以下とすることにより、表面汚染を抑え、レジンブリードが長くなるのを抑制することができる。
【００４６】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、ＩＣ等の素子の耐湿性、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、従来公知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタルサイトや、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、マグネシウム、アルミニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、下記一般式（６）で示されるハイドロタルサイト及びビスマスの含水酸化物が好ましい。
Ｍｇ１−ＸＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）Ｘ／２・ｍＨ２Ｏ （６）
（上記一般式（６）において、０＜Ｘ≦０．５、ｍは正の整数。）
【００４７】
陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオン等のイオン性不純物を捕捉できる十分な量であれば特に制限はないが、（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して０．１質量部以上、３０質量部以下が好ましく、１質量部以上、１０質量部以下がより好ましく、２質量部以上、５質量部以下がさらに好ましい。
配合量を上記下限値以上とすることにより、イオン性不純物の十分な捕捉ができる。また、上記上限値以下とすることにより、経済的とすることができる。
【００４８】
さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物には、その他の添加剤として、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子又はリン原子を含む公知の有機又は無機の化合物、金属水酸化物など
の難燃剤、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、トリアジン等及びこれらの誘導体、アントラニル酸、没食子酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アミノフェノール、キノリン等及びこれらの誘導体、脂肪族酸アミド化合物、ジチオカルバミン酸塩、チアジアゾール誘導体等の接着促進剤などを必要に応じて配合することができる。
【００４９】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、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、ニーダ、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。成形条件に合うような寸法及び質量でタブレット化すると使いやすい。
【００５０】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、硬化物の２６０℃における曲げ弾性率が７００ＭＰａ以下であることが好ましく、５２０ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。硬化物の２６０℃における曲げ弾性率が上記範囲内であると、耐半田性試験における熱応力を小さくすることができ、耐半田性試験における不良数を低減することができる。
本発明において、硬化物の２６０℃における曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて、例えば、株式会社オリエンテック製、テンシロンＵＣＴ−５Ｔ型を用いて測定することができる。
【００５１】
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、各種有機溶剤に溶かして液状封止用エポキシ樹脂組成物として使用することもでき、この液状封止用エポキシ樹脂組成物を板又はフィルム上に薄く塗布し、樹脂の硬化反応が余り進まないような条件で有機溶剤を飛散させることによって得られるシートあるいはフィルム状のエポキシ樹脂組成物として使用することもできる。
【００５２】
次に、本発明の電子部品装置について説明する。
本発明の電子部品装置は、以上に説明した本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物で素子が封止されていることを特徴とする。
本発明で得られるエポキシ樹脂組成物により素子を封止して得られる電子部品装置としては、銅製リードフレームの支持部材に、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、必要な部分を本発明のエポキシ樹脂組成物で封止した、電子部品装置などが挙げられる。
このような電子部品装置としては、例えば、銅製リードフレーム上に素子を固定し、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ーボンディングやバンプで接続した後、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー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）等の一般的な樹脂封止型ＩＣが挙げられる。また、ＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｓｔａｃｋｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）等のチップが多段に積層されたパッケージも挙げられる。
【００５３】
本発明のエポキシ樹脂組成物で封止されるリードフレームの材料は特に限定されず、銅、銅合金、４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金）等用いることができる。
リードフレームの表面は、例えば、純銅のストライクメッキ、銀メッキ（主にインナーリード先端のワイヤ接合部やダイパッド部）、又はニッケル／パラジウム／金多層メッキ（ＰＰＦ（Ｐａｌｌａｄｉｕｍ Ｐｒｅ−Ｐｌａｔｅｄ Ｆｒａｍｅ））等のメッキが施
されていてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は銀に対する接着力に優れるため、インナーリードとダイパッドが銀メッキされた銅製リードフレームを封止すると、耐半田性試験における銀メッキ部分の剥離抑制効果がより顕著になる。
最近のパッケージ薄型化傾向により、パッケージが吸水しやすいが、本発明のエポキシ樹脂組成物は吸水率を低下させる効果があるため、耐半田性の向上に有効である。
また半導体チップの多層化により、リードフレームダイパッド部分をより深くオフセットする必要がある。つりピン部分のオフセットが大きくなった結果、つりピン部分に応力が集中しやすくなり、つりピンの銀メッキ部分での剥離が顕著になってきている。かかるつりピン部の剥離が起点となり、ダイパッドの剥離や内部クラックが発生する原因になる。一般に銅に対する封止樹脂の接着力は銀に対するものと比較して劣るため、特に銀メッキ部分の剥離を抑制する封止樹脂が求められている。本発明のエポキシ樹脂組成物は低弾性率であるため、応力を逃がしながら、銀メッキ部分との接着力を向上させることが可能である。
【００５４】
図１は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた電子部品装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して素子１が２段に積層されて固定されている。素子１の電極パッドと銅製リードフレーム５との間はボンディングワイヤ４によって接続されている。素子１は、エポキシ樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
【００５５】
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止する方法としては、低圧トランスファー成形法が最も一般的であるが、インジェクション成形法、圧縮成形法等を用いてもよい。エポキシ樹脂組成物が常温で液状又はペースト状の場合は、ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等が挙げられる。
【００５６】
また、素子を直接樹脂封止する一般的な封止方法ばかりではなく、素子に直接封止用エポキシ樹脂組成物が接触しない形態である中空パッケージの方式もあり、中空パッケージ用のエポキシ樹脂組成物としても好適に使用できる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明について実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明は何らこれらに限定されない。
【００５８】
実施例１〜５及び比較例１〜５で用いた成分について、以下に示す。
（Ａ）成分のエポキシ樹脂：
エポキシ樹脂１：エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ、融点１０８℃のビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製商品名ＹＸ−４０００Ｋ）
エポキシ樹脂２：エポキシ当量２３８ｇ／ｅｑ、軟化点５２℃の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（日本化薬株式会社製商品名ＮＣ‐２０００）
エポキシ樹脂３：エポキシ当量２７６ｇ／ｅｑ、軟化点５２℃の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（日本化薬株式会社製商品名ＮＣ‐３０００Ｌ）
【００５９】
（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤：
フェノール樹脂硬化剤１：水酸基当量１９８ｇ／ｅｑ、軟化点６４℃のビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成株式会社製商品名ＭＥＨ−７８５１ＳＳ）
【００６０】
（Ｃ）成分の無機充填材：
無機充填材１：平均粒径１０．８μｍ、比表面積５．１ｍ２／ｇの球状溶融シリカ
【００６１】
（Ｄ）成分：
加水分解物１の調製法
純水１４．４ｇ（０．８ｍｏｌ）に３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）２６．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物１を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピークが完全に消滅し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピーク、１７００ｃｍ−１にカルボキシル基のピークが観測された。
【００６２】
加水分解物２の調製法
純水１４．４ｇ（０．８ｍｏｌ）に３−（トリエトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（アヅマックス株式会社製商品名３−（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｐｒｏｐｙｌｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）３０．４ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物２を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピークが完全に消滅し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピーク、１７００ｃｍ−１にカルボキシル基のピークが観測された。
【００６３】
加水分解物３の調製法
純水７．２ｇ（０．４ｍｏｌ）に３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）２６．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物３を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークと８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピーク強度が２０％程度に低減し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピーク、１７００ｃｍ−１にカルボキシル基のピークが観測されたが、１４００ｃｍ−１に分子間縮合と思われるエステル基由来ピークが検出された。
【００６４】
加水分解物４の調製法
純水３．６ｇ（０．２ｍｏｌ）に３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）２６．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を１ｍＬ／分の滴下速度で攪拌しながら添加し、この混合物が２層に分離しなくなるまで十分に攪拌混合し、加水分解物４を得た。ＩＲスペクトルを測定したところ、加水分解前のスペクトルと比較して８００ｃｍ−１のアルコキシシランのピーク強度が３０％程度に低減し、３５００ｃｍ−１に水酸基のピークが観られたものの、１８５０〜１７５０ｃｍ−１の酸無水物のピークがそのまま検出され、カルボキシル基由来の１７００ｃｍ−１のピークは検出されなかった。
【００６５】
カップリング剤１（ＣＡ１）：３−（トリメトキシシリルプロピル）コハク酸無水物（信越化学工業株式会社製商品名Ｘ１２−９６７Ｃ）
カップリング剤２（ＣＡ２）：フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製商品名ＫＢＭ−５７３）
【００６６】
硬化促進剤：
硬化促進剤１：トリフェニルホスフィンとｐ−ベンゾキノンとの付加物
【００６７】
その他の添加剤：
離型剤１：酸化ポリエチレンワックス（クラリアントジャパン株式会社製商品名ＰＥＤ１９１）
着色剤１：カーボンブラック（三菱化学株式会社製商品名カーボン＃５）
【００６８】
上記成分をそれぞれ表１及び表２に示す質量部で配合し、混練温度１００℃、混練時間３０分間の条件で二軸混練して冷却後粉砕し、封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。
【００６９】
作製した実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を、次の各試験により評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
【００７０】
耐半田性：
低圧トランスファー成形機（第一精工株式会社製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１８０℃、注入圧力７．４ＭＰａ、硬化時間１２０秒間の条件で、エポキシ樹脂組成物を注入して半導体素子（シリコンチップ）が搭載されたリードフレーム等を封止成形し、８０ｐＱＦＰ（銅製リードフレーム、サイズは１４×２０ｍｍ×厚さ２．００ｍｍ、半導体素子は７×７ｍｍ×厚さ０．３５ｍｍ、ダイパッドとインナーリードとに銀メッキが施され、半導体素子とリードフレームのインナーリードとは２５μｍ径の金線でボンディングされている。）なる半導体装置を作製した。ポストキュアとして１７５℃で４時間加熱処理した半導体装置１２個を、６０℃、相対湿度６０％で１２０時間加湿処理した後、ＩＲリフロー処理（２６０℃、ＪＥＤＥＣ・Ｌｅｖｅｌ３条件に従う）を行った。これらの半導体装置内部の剥離及びクラックの有無を超音波探傷装置（日立建機ファインテック株式会社製、ｍｉ−ｓｃｏｐｅ１０）で観察し、剥離又はクラックのいずれか一方でも発生したものを不良とした。ｎ＝１２中の不良半導体装置の個数を表示した。不良個数が１以下であれば実用可能範囲である。
【００７１】
銀との接着性：
銀基材と、タブレット化したエポキシ樹脂組成物とを１７５℃、６．９ＭＰａ、２分間の条件で一体成形して銀基材（直径３．６ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）上に円錐台状の成形品（上径３ｍｍ×下径３．６ｍｍ×厚さ３ｍｍ、銀基材と樹脂硬化物の接触面積１０ｍｍ２）を得た後、得られた各成形品の基材を固定し、エポキシ樹脂組成物の硬化部位を横方向から押し、そのトルク（Ｎ）を測定した。本評価は、半導体装置における耐半田リフロー性とある程度の相関を有するものである。
【００７２】
熱時強度
２６０℃での曲げ弾性率をＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて測定した。
【００７３】
吸水率
煮沸吸水率をＪＩＳ Ｋ ７２０９に準じて測定した。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【００７６】
実施例１〜５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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含む本発明のエポキシ樹脂組
成物であり、（Ａ）成分の種類、（Ｄ）成分の種類と配合量を変えたものを含むものであるが、いずれも、吸水率と弾性率が低く、銀との接着強度も高く、ダイパッドとインナーリード部分とが銀メッキされた銅製リードフレームを用いた、加湿処理後のＩＲリフロー処理による耐半田性に優れる結果が得られた。
【００７７】
一方、（Ｄ）成分の代わりに、加水分解が不充分な加水分解物３、４及びカップリング剤１を用いた比較例１〜３は、吸水率と熱時弾性率が比較的高く、銀に対する接着力がやや低く、耐半田性が劣る結果となった。
また事前に加水分解を行う（Ｄ）成分の代わりにカップリング剤１と純水を別々に仕込みに用いた比較例４は吸水率と熱時弾性率が比較的高く、銀に対する接着力もやや低く、耐半田性が劣る結果となった。
また（Ｄ）成分の代わりに酸無水物以外の構造を持つカップリング剤２を用いた比較例５は吸水率は低いものの、銀に対する接着力が低く、熱時弾性率も上昇し、耐半田性が劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、実施例で示したようにダイパッドとインナーリードとが銀メッキされた銅製リードフレームに対する接着性、耐半田性等に優れた封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができるため、この封止用エポキシ樹脂組成物を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 素子
２ ダイボンド材硬化体
３ ダイパッド
４ ボンディングワイヤ
５ 銅製リードフレーム
６ 封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体
７ 銀メッキ
【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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、２６０℃における曲げ弾性率が５２０ＭＰａ以下である、請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｄ）成分が、下記一般式（１）で示される化合物を含む、請求項１又は２に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは平均値で１〜３の正数。）
【請求項４】
前記（Ａ）成分が、下記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、下記一般式（３）で示される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、及び下記一般式（４）で示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からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ２〜Ｒ５は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（上記一般式（３）において、Ｒ６〜Ｒ８は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜２０の整数を示す。）
【化４】
（上記一般式（４）において、Ｒ９〜Ｒ１７は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【請求項５】
前記（Ｂ）成分が、下記一般式（５）で示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樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化５】
（上記一般式（５）において、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で、素子が封
止されていることを特徴とする電子部品装置。
【請求項７】
銅製リードフレームのダイパッド上に前記素子が搭載され、前記素子の電極パッドと前記銅製リードフレームのインナーリードとがボンディングワイヤによって接続されている請求項６に記載の電子部品装置。
【請求項８】
前記銅製リードフレームのダイパッドとインナーリードとが銀メッキされたものである、請求項７に記載の電子部品装置。
【請求項９】
前記銅製リードフレームのダイパッド上に２以上の前記素子が積層して搭載されている請求項７又は８に記載の電子部品装置。
【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、及び、（Ｄ）酸無水物基を持つシランカップリング剤が分子間縮合することなく酸無水物基、アルコキシ基が共に完全に加水分解された化合物を含有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、２６０℃における曲げ弾性率が５２０ＭＰａ以下である、請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｄ）成分が、下記一般式（１）で示される化合物を含む、請求項１又は２に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは平均値で１〜３の正数。）
【請求項４】
前記（Ａ）成分が、下記一般式（２）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂、下記一般式（３）で示される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、及び下記一般式（４）で示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からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ２〜Ｒ５は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【化３】
（上記一般式（３）において、Ｒ６〜Ｒ８は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜２０の整数を示す。）
【化４】
（上記一般式（４）において、Ｒ９〜Ｒ１７は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【請求項５】
前記（Ｂ）成分が、下記一般式（５）で示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樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化５】
（上記一般式（５）において、Ｒ１８〜Ｒ２６は水素原子及び炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の炭化水素基から選ばれ、全てが同一でも互いに異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示す。）
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で、素子が封
止されていることを特徴とする電子部品装置。
【請求項７】
銅製リードフレームのダイパッド上に前記素子が搭載され、前記素子の電極パッドと前記銅製リードフレームのインナーリードとがボンディングワイヤによって接続されている請求項６に記載の電子部品装置。
【請求項８】
前記銅製リードフレームのダイパッドとインナーリードとが銀メッキされたものである、請求項７に記載の電子部品装置。
【請求項９】
前記銅製リードフレームのダイパッド上に２以上の前記素子が積層して搭載されている請求項７又は８に記載の電子部品装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−４６５７６（Ｐ２０１２−４６５７６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７８０２（Ｐ２０１０−１８７８０２）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【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２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【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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