(57)【要約】【課題】得られる硬化物が、電気絶縁性能、電磁波シールド性能および放熱性能の全てを満足できる、半導体封止用樹脂組成物および該半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止した樹脂封止型の半導体装置を提供する。【解決手段】（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤と、（Ｄ）無機充填材と、を含み、前記（Ｄ）無機充填材が、（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉と、（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉と、（Ｄ−１３）シリカ粉とを含有する、または、（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉と、（Ｄ−２２）シリカ粉とを含有する半導体封止用樹脂組成物およびその半導体封止用樹脂組成物を用いた半導体装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤と、（Ｄ）無機充填材と、を含み、
前記（Ｄ）無機充填材が、（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉と、（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉と、（Ｄ−１３）シリカ粉とを含有する、または、（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉と、（Ｄ−２２）シリカ粉とを含有する、ことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉が、表面に無機酸化物からなる被覆層を有するケイ素鋼粉であり、平均粒子径が２〜５０μｍである、請求項１に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉が、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、および酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種を含む請求項１または２に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉が、平均粒子径５ｎｍ以上５０μｍ以下の球状フラーレン、断面直径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下のカーボンナノチューブまたは、断面直径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下のカーボンナノファイバーである請求項１に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉は、金属酸化物が分子単位で堆積した金属酸化物層を複数層積層した、５ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚を有する、金属酸化物被膜で被覆されている請求項１または４に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項６】
前記（Ｄ）無機充填材は、（Ｄ）無機充填材１００質量％に対し、前記（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉を８〜４０質量％、前記（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉を１５〜６０質量％、前記（Ｄ−１３）シリカ粉を５〜７７質量％含有する、または、前記（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉を３〜４０質量％、前記（Ｄ−２２）シリカ粉を６０〜９７質量％含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に固定された半導体素子と、
前記半導体素子を封止している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体封止用樹脂組成物の硬化物と、
を有することを特徴とする樹脂封止型の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の封止に用いる半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた樹脂封止型の半導体装置に関し、特に通信機器周辺で使用される半導体装置の封止成形に使用される電磁波シールド機能を有する半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器はさらなる高速動作性が要求され、メモリやＣＰＵ、ＰＭＩＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール等のＩＣの動作周波数は急速に上昇しており、高周波数の電磁波ノイズがこれらのＩＣから放出されている。情報通信分野における、大量伝送、高速伝送に対する要求は日に日に厳しくなり、その要求に応えるためには、動作周波数、キャリア周波数共に、高周波化せざるをえない。
【０００３】
一方、通信機器の伝送信頼性を確保するためには、電磁波障害を防止する必要がある。例えば、高周波数の電磁波ノイズを抑制する手法として、磁性粉を混合した半導体封止用樹脂組成物が知られている。その場合、導入された磁性粉は電磁波ノイズを吸収して熱エネルギーへ変換しているため、ＩＣ周りで発生した熱を発散する性質、すなわち放熱性能が必要となる。
【０００４】
現在、対策としては、放熱性に関しては、半導体ケースの表面に高熱伝導性シートを貼合わせる提案（例えば、特許文献１参照）がされている。電磁波シールド性能に関しては、電磁波シールド材料を配合した半導体封止用樹脂組成物、等が提案されており、電磁波シールド材料を配合した半導体封止用樹脂組成物の提案としては、例えば、次のような技術が提案されている。
【０００５】
表面が絶縁性無機材料で処理された導電性粒子または表面が絶縁性無機材料で処理された磁性粒子を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物（例えば、特許文献２、３参照。）、シリカ粉末および磁性体粉末を含有し、シリカ粉末の平均粒子径が磁性体粉末のそれよりも小さい半導体封止用樹脂組成物（例えば、特許文献４参照。）が知られている。
【０００６】
また、５０〜３０００の比透磁率を有する磁性体粉末を、全エポキシ樹脂組成物中に３０〜９０ｖｏｌ％含むエポキシ樹脂組成物（例えば、特許文献５参照。）、粉体の体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ以上である、表面が被覆材で処理され金属系磁性粒子を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物（例えば、特許文献６参照。）、スピネル構造を有するフェライト粒子であって、その表層部に金属酸化物を有し、平均粒子径が１〜４５μｍであり、体積固有抵抗が１×１０１１Ω・ｃｍ以上の球状フェライト粒子を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物（例えば、特許文献７参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０１−２８３９４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１９２５３７号公報
【特許文献３】特開２００２−３６８４８０号公報
【特許文献４】特開２００２−３６３３８２号公報
【特許文献５】特開２００３−１２８８８０号公報
【特許文献６】特開２００３−２６１７４５号公報
【特許文献７】特開２００５−３１４１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体封止用樹脂には、内部に封止する半導体デバイスを樹脂封止した際、出来上がった樹脂封止型半導体デバイス、すなわち樹脂封止パッケージ、が半導体デバイスに要求される長期信頼性を満足させる必要がある。そのためには、各種の信頼性試験にパスしなければならない。
【０００９】
すなわち、連続動作試験、高温高湿バイアス試験、高温保存試験、低温保存試験、高温高湿保存試験、はんだ耐熱試験、温度サイクル試験、熱衝撃試験、温湿度サイクル試験、などが主要な信頼性試験である。これらの試験と最も関係の深い樹脂性能は電気絶縁性能である。また、これに加えて、電磁波シールド性能、放熱性能等も要求される。
【００１０】
しかしながら、従来の半導体封止用樹脂組成物は、電気絶縁性能、電磁波シールド性能、放熱性能の三性能を全て満足させるものではなく、これを満足させる半導体封止用樹脂組成物が求められていた。
【００１１】
また、上記した電磁波シールド性能の対策を検討した特許出願でも、導電性の粉末を添加することが推奨されているが、長期にわたり高信頼性を維持させるためには、この電気絶縁性能、電磁波シールド性能、放熱性能の三性能を両立させることが必要となるが、これまではそのような対応や考慮はなされていない。
【００１２】
そこで、本発明は、得られる樹脂封止型の半導体装置において、長期にわたる高信頼性を維持するために、電気絶縁性能、電磁波シールド性能および放熱性能の全てを満足できる、半導体封止用樹脂組成物および該半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止した樹脂封止型の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】
【００１３】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤と、（Ｄ）無機充填材と、を含み、前記（Ｄ）無機充填材が、（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉と、（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉と、（Ｄ−１３）シリカ粉とを含有する、または、（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉と、（Ｄ−２２）シリカ粉とを含有する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の樹脂封止型の半導体装置は、基板と、前記基板上に固定された半導体素子と、前記半導体素子を封止している、本発明の半導体封止用樹脂組成物の硬化物と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂封止型の半導体装置に要求される、電気絶縁性能、電磁波シールド性能および放熱性能の三性能を両立させ得る半導体封止用樹脂組成物を提供できる。特に高周波の設備、機器、デバイス等の周辺で用いられる各種の樹脂封止された半導体デバイスの電磁障害の防止に関し、半導体素子、デバイス周辺部を、本発明の半導体封止用樹脂組成物で封止成形することで、半導体素子に対する電波障害を防止すると同時に放熱性を向上するものである。
【００１６】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、樹脂封止型の半導体装置の封止に好適である。本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いれば、電気絶縁性能、電磁波シールド性能、放熱性能の三性能を満足できる封止材で封止された半導体装置を製造することができ、得られる半導体装置は、内蔵された半導体素子、半導体部品、モジュール等への高周波による外乱を防止することができる。したがって、本発明によれば、今後ますます発展する高速大容量電送システムに好適な信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤と、（Ｄ）無機充填材と、を含み、（Ｄ）無機充填材が、（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉と、（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉と、（Ｄ−１３）シリカ粉とを含有する、または、（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉と、（Ｄ−２２）シリカ粉とを含有する、ことを特徴とする。
【００１８】
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物（以下、「本樹脂組成物」という。）において、（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤は、所定の条件で反応して硬化するバインダー樹脂である。本樹脂組成物が硬化して得られる硬化物は、バインダー樹脂に（Ｄ）成分である無機充填材が分散した構成である。
【００１９】
本実施形態で使用する（Ｄ）成分の無機充填材は、（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉と、（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉と、（Ｄ−１３）シリカ粉との組み合わせ、または、（Ｄ−２１）絶縁処理した炭素材粉と、（Ｄ−２２）シリカ粉との組み合わせ、のいずれかを必須成分として含有する。
【００２０】
（Ｄ−１１）成分である絶縁処理した磁性粉は、電磁波シールド機能を有し、本樹脂組成物が硬化して得られる硬化物に電磁波シールド性能を付与する成分である。（Ｄ−１１）成分は磁性粉を絶縁処理して得られる粉体である。磁性粉としては、磁性材料からなる磁性粉であれば特に制限されない。
【００２１】
磁性材料としては、アモルファス磁性金属合金類、Ｎｉ−Ｆｅ系合金類、純鉄、軟鋼、ケイ素鋼（Ｆｅ−Ｓｉ合金類）、Ｆｅ−Ａｌ合金類、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金類、Ｃｏ−Ｆｅ系合金類、カーボニル鉄等の軟磁性材料やフェライトが挙げられる。
【００２２】
アモルファス磁性金属合金類として、具体的には、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ−Ｓｉ系、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ−Ｓｉ系等の合金が挙げられる。また、Ｎｉ−Ｆｅ系合金類としては、３６−パーマロイ、４５−パーマロイ、μ−メタル、７８−パーマロイ、Ｃｒ−パーマロイ、Ｍｏ−パーマロイ、スーパーマロイ等が挙げられる。
【００２３】
フェライトとして、具体的には、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇフェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ａｌフェライト、Ｙ型六方晶フェライト、Ｚ型六方晶フェライト、Ｍ型六方晶フェライト等が挙げられる。
【００２４】
磁性粉を構成する磁性材料としては、これらのうちでも、ケイ素鋼、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金類、Ｎｉ−Ｆｅ系合金類が好ましく、ノイズ吸収する周波数の観点からケイ素鋼が特に好ましい。
【００２５】
（Ｄ−１１）成分は、このような磁性粉の表面に電気絶縁性を有する被覆層が形成されたものである。電気絶縁性の被覆層は、例えば、リン酸塩、樹脂、無機酸化物、無機窒化物からなってよい。リン酸塩として、具体的には、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸マンガン等が挙げられる。無機酸化物として、具体的には、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が、無機窒化物としては、具体的には、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等挙げられる。
【００２６】
磁性粉の表面にリン酸塩の被覆層を形成させるには、リン酸塩の溶液を用いた通常の方法で形成できる。また、無機酸化物や無機窒化物の被覆層は、例えば、蒸着により成膜（堆積形成）でき、蒸着法としては、化学蒸着（ＣＶＤ）法が好ましい。この場合、平均粒子径がサブミクロンオーダの無機酸化物または無機窒化物からなる超微粉体を加熱し、高速で磁性粉に吹き付けることで無機酸化物や無機窒化物の被覆層を成膜することができる。
【００２７】
磁性粉の表面に樹脂の被覆層を形成させるには、磁性粉と樹脂を混合し、加熱混練装置で練り込み、冷却し、粉砕する方法が挙げられる。また、化学反応容器中で、樹脂溶液に磁性粉を加え、撹拌しながらビニルモノマー等を重合させて、（Ｄ−１１）成分とする方法も可能である。この場合、得られる（Ｄ−１１）成分は、例えば、複数個の磁性粉が樹脂中に分散されて１個の（Ｄ−１１）成分粒子を形成する構成であってもよい。
【００２８】
（Ｄ−１１）成分において、磁性粉が表面に有する電気絶縁性を有する被覆層としては無機酸化物が好ましい。本樹脂組成物に用いる（Ｄ−１１）成分としては、表面に無機酸化物からなる被覆層を有するケイ素鋼粉が好ましい。
【００２９】
（Ｄ−１１）成分が有する電気絶縁性を有する被覆層の厚さは１００ｎｍ以上であればよく、１μｍ以上であればさらによい。被覆層の厚さが十分にないと、絶縁処理が不十分となり、十分な電気絶縁性能が得られないことがある。なお、電気絶縁性を有する被膜の厚さは、半導体装置の小型化の観点から５００μｍ以下が好ましい。
【００３０】
（Ｄ−１１）成分の形状は、球状、リン片状等が挙げられる。（Ｄ−１１）成分の平均粒子径は２〜５０μｍ程度であることが好ましく、５〜４０μｍ程度がより好ましい。なお、（Ｄ−１１）成分の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、商品名：ＳＡＬＤ−３１００）にて測定した、粒子の長径の平均値である。本明細書において、粒子の平均値は算術平均値として算出できる。
【００３１】
本樹脂組成物において、（Ｄ−１１）成分は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３２】
本樹脂組成物における（Ｄ−１１）成分の含有量は、（Ｄ）成分全体を１００質量％としたとき、８〜４０質量％であることが好ましく、１０〜３７質量％がより好ましく、１１〜３５質量％がさらに好ましい。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−１１）成分の含有量が、８質量％未満では、得られる硬化物において電磁波シールド効果が得られないことがある。一方、（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−１１）成分の含有量が４０質量％を超えると、（Ｄ−１１）成分に対して、（Ｄ−１２）磁性を有しない熱伝導材粉や（Ｄ−１３）シリカ粉の割合が少なくなり、放熱性能や電機絶縁性能が満足できなくなることがある。
【００３３】
（Ｄ−１２）成分である磁性を有しない熱伝導材粉は、熱伝導性が高く、本樹脂組成物が硬化して得られる硬化物に放熱性能を付与する成分である。（Ｄ−１２）成分は、磁性を有しない熱伝導材料からなる粉体である。
【００３４】
（Ｄ−１２）成分を構成する熱伝導材料としては、各種の公知のものを使用することができる。該熱伝導材料としては電気絶縁性を有することが好ましい。このような熱伝導材料として、具体的には、熱伝導率の高いセラミックスが好ましい。熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ１６１１に準じて２５℃で測定される熱伝導率として、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましく、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上がより好ましい。
【００３５】
（Ｄ−１２）成分を構成する熱伝導材料としては、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、および酸化マグネシウムから選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。該熱伝導材料は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、および酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種がより好ましく、窒化アルミニウムが特に好ましい。
【００３６】
（Ｄ−１２）成分の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、球状、リン片状等が挙げられる。（Ｄ−１２）成分の平均粒子径は、０．１〜２００μｍが好ましく、１〜１００μｍがより好ましい。なお、（Ｄ−１２）成分の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、商品名：ＳＡＬＤ−３１００）で測定して得られる粒子の長径の平均値である。
【００３７】
本樹脂組成物において、（Ｄ−１２）成分は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３８】
本樹脂組成物における（Ｄ−１２）成分の含有量は、（Ｄ）成分全体を１００質量％としたとき、１５〜６０質量％であることが好ましく、２０〜５９質量％がより好ましく、２４〜４５質量％がさらに好ましい。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−１２）成分の含有量が、１５質量％未満では、得られる硬化物において満足する放熱性を得られないことがある。一方、（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−１２）成分の含有量が６０質量％を超えると、粘度が高くなり配合が困難となることがある。また、（Ｄ−１２）成分に対して、（Ｄ−１１）絶縁処理した磁性粉や（Ｄ−１３）シリカ粉の割合が少なくなり、電磁波シールド性能や電機絶縁性能が満足できなくなることがある。
【００３９】
（Ｄ−１３）成分であるシリカ粉を構成するシリカは、線膨張係数が低く、本樹脂組成物に含有させることで得られる硬化物の寸法精度、耐温性、機械的強度を高める機能を有する。シリカは、さらに電気絶縁性が高い。シリカは、本樹脂組成物の溶融粘度を低下させることで、流動性を確保し、成形性を高める機能を有する。
【００４０】
シリカ粉としては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、微細合成シリカが挙げられる。シリカ粉の形状は、球状、リン片状等が挙げられ、球状が好ましい。なお、溶融シリカは製法上、形状は球状である。なお、本明細書において、「球状」とは、粒子の長径（ａ）と短径（ｂ）の比（ｂ／ａ）が０．８〜１．０であることを意味し、真球でなくてもよい。
【００４１】
シリカ粉の平均粒子径は、５〜３０μｍであることが好ましく、１０〜１５μｍがより好ましい。平均粒子径を５μｍ以上とすることにより、本樹脂組成物の流動性が低下し、成形性が損なわれるのを防止する。また、平均粒子径を３０μｍ以下とすることにより、発泡しやすくなるのを防止する。なお、（Ｄ−１３）成分の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、商品名：ＳＡＬＤ−３１００）にて測定した、粒子の長径の平均値である。
【００４２】
本樹脂組成物における（Ｄ−１３）成分のシリカ粉の含有量は、（Ｄ）成分全体を１００質量％としたとき、５〜７７質量％であることが好ましく、３０〜６７質量％がより好ましく、３５〜６５質量％がさらに好ましい。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−１３）成分の含有量を、５質量％以上とすることで、線膨張係数が増大して成形品の寸法精度、耐温性、機械的強度、などが低下するのを防止できる。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−１３）成分の含有量を、７７質量％以下とすることで、溶融粘度が増大して流動性が低下したり、成形性が低下して実用が困難になってしまうのを防止できる。
【００４３】
また、（Ｄ−２１）成分である絶縁処理した炭素材粉は、電磁波シールド機能および熱伝導機能を有しており、本樹脂組成物が硬化して得られる硬化物に電磁波シールド性能および熱伝導性を付与する成分である。（Ｄ−２１）成分は炭素材料からなる熱伝導性粉を絶縁処理して得られる粉体である。
【００４４】
この炭素材料としては、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等のナノカーボン材料が挙げられる。
ここで、フラーレンは、炭素原子のみで構成される閉殻空洞状の炭素の同素体であり、Ｃ６０フラーレン、高次フラーレン等が挙げられる。カーボンナノチューブは、炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）を筒状に丸めて形成される単層またはそれらが入れ子状に積層した多層の円筒状構造の繊維状物質である。カーボンナノファイバーは、炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）を斜めに積層した構造の繊維状物質である。
【００４５】
（Ｄ−２１）成分は、このような炭素材粉の表面に電気絶縁性を有する被覆層が形成されたものである。電気絶縁性の被覆層は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の金属酸化物が挙げられる。
【００４６】
炭素材粉の表面に金属酸化物の被覆層を形成させるには、炭素材粉上に原子層堆積法により金属酸化物膜を形成する方法が挙げられる。この原子堆積法によれば、非常に薄い膜でありながら、緻密で絶縁性に優れた被膜が形成できる。
【００４７】
原子層堆積法は、気相の連続的な化学反応を利用した薄膜形成技術であり、化学気相成長（ＣＶＤ）の１種である。この原子層堆積法は、反応容器内に炭素材粉を置き、反応容器内に有機金属ガスを充満させ、その後反応容器から有機金属ガスを排気し、次に反応容器内にオゾンや水蒸気等の酸化ガスを導入させ、その後反応容器から酸化ガスを排気する、という工程を繰り返すことで、炭素材粉表面に金属酸化物薄膜を積層して形成する方法である。
【００４８】
反応容器内に有機金属ガスを導入することで、炭素材粉表面が当該ガスに曝され、有機金属ガス分子が炭素材粉表面に飽和吸着し、その後、炭素材粉が酸化ガスに曝されることで、その表面に付着した有機金属ガス分子が酸化され、金属酸化物の一分子層に相当する薄膜が表面に形成される。これらの工程はＡＬＤサイクルとよばれるが、このサイクルを繰り返すことで、繰り返した回数分の分子層の金属酸化膜が形成できる。これは、例えば、バレル型ＡＬＤ真空成膜装置（（株）クリエイティブコーティング製）を用い、バレル機構による均一攪拌と均一厚みの膜の形成を実施すればよい。
【００４９】
（Ｄ−２１）成分が有する電気絶縁性を有する被覆層の厚さは、上記のように薄くても絶縁性能を確保できるため、５ｎｍ〜１００ｎｍ程度の厚みの被覆層であればよい。
【００５０】
（Ｄ−２１）成分がフラーレンで形成される場合、１次粒子であってもよく、凝集体でもよい。その平均粒子径が５ｎｍ以上５０μｍ以下の球状であることが好ましく、凝集体の場合、１μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。また、（Ｄ−２１）成分がカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバーの場合、１分子を粉体中の１つの粒子として使用可能で、分子は単層であっても、多層であっても限定しない。その断面直径は１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましい。なお、（Ｄ−２１）成分の平均粒子径はレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、商品名：ＳＡＬＤ−３１００）にて測定した、粒子の長径の平均値であり、断面直径は、透過型電子顕微鏡により測定した、粒子断面の長径の値である。
【００５１】
なお、この断面直径は、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバーの一部または全部がこれを満たすことが好ましい。一部の場合、使用するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバーのうち、上記を満たす粒子が８０体積％以上含まれることが好ましく、９０体積％以上がより好ましく、９５体積％以上がさらに好ましい。
【００５２】
この（Ｄ−２１）成分の絶縁処理した炭素材粉は、熱伝導機能も発揮するため、その熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ１６１１に準じて２５℃で測定される熱伝導率として、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましく、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上がより好ましい。なお、この絶縁処理した炭素材粉は、コアとなる炭素材粉とそれを被覆する絶縁膜とから構成され、これらの各材料が上記熱伝導率を満たすことで、（Ｄ−２１）成分として上記熱伝導率を満たすことができる。
【００５３】
本樹脂組成物における（Ｄ−２１）成分の含有量は、（Ｄ）成分全体を１００質量％としたとき、３〜４０質量％であることが好ましく、４〜３０質量％がより好ましく、５〜１５質量％がさらに好ましい。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−２１）成分の含有量が、３質量％より多いと、得られる硬化物に対して電磁波シールド効果および放熱性効果が得られる。一方、（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−２１）成分の含有量が４０質量％以下であると、適度な粘度になり成形可能である。
【００５４】
本樹脂組成物における（Ｄ−２２）シリカ粉は、上記説明した（Ｄ−１３）シリカ粉をそのまま使用することができる。その内容は（Ｄ−１３）と同一であるため、説明は省略する。
【００５５】
本樹脂組成物における（Ｄ−２２）成分のシリカ粉の含有量は、（Ｄ）成分全体を１００質量％としたとき、６０〜９７質量％であることが好ましく、７０〜９６質量％がより好ましく、８５〜９５質量％がさらに好ましい。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−２２）成分の含有量を、６０質量％以上とすることで、線膨張係数が増大するため優れた成形品の寸法精度、耐温性、機械的強度が得られる。（Ｄ）成分全体に対する（Ｄ−２２）成分の含有量を、９７質量％以下とすることで、適度な溶融粘度となるため、適度な流動性が得られ、優れた成形性が得られる。
【００５６】
本樹脂組成物における（Ｄ）無機充填材は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記説明した（Ｄ−１１）〜（Ｄ−１３）成分や（Ｄ−２１）〜（Ｄ−２２）成分以外の無機充填材を含有してもよい。
（Ｄ）成分中に、（Ｄ−１１）〜（Ｄ−１３）の合計または（Ｄ−２１）〜（Ｄ−２２）の合計が８０質量％以上含むことが好ましく、９０質量％以上含むことがより好ましい。
本樹脂組成物における（Ｄ）成分の含有量は、本樹脂組成物の全量に対して８０〜９５質量％であることが好ましく、８３〜９３質量％がより好ましく、８５〜９０質量％がさらに好ましい。
【００５７】
本樹脂組成物の全量に対する（Ｄ）成分の含有量を、８０質量％以上とすることで、（Ｄ−１１）〜（Ｄ−１３）成分または（Ｄ−２１）〜（Ｄ−２２）成分を含有することで得られる、電気絶縁性能、電磁波シールド性能、放熱性能の三性能をバランスよく発揮させやすい。本樹脂組成物の全量に対する（Ｄ）成分の含有量を９５質量％以下とすることで、（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤から得られるバインダー樹脂の含有量を確保できる。
【００５８】
本樹脂組成物における（Ａ）熱硬化性樹脂としては、（Ｂ）硬化剤および／または（Ｃ）硬化促進剤とともに用いて、加熱処理することで硬化物を与える樹脂であれば特に制限されない。（Ａ）熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂が使用できる。これらの中でも耐熱性、寸法安定性、強度、コスト等の点からエポキシ樹脂が特に好適である。
【００５９】
（Ａ）熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、本樹脂組成物は、（Ｂ）硬化剤と（Ｃ）硬化促進剤を含むことが好ましく、（Ｂ）硬化剤としてはフェノール樹脂硬化剤が好ましい。
【００６０】
エポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、分子構造、分子量等に制限されることなく一般に電子部品の封止材料として使用されているものを広く用いることができる。具体的には、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００６１】
エポキシ樹脂の軟化点は、５５〜１００℃程度が好ましく、６０〜９０℃程度がより好ましい。軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７に基づいて、規定の環に試料を充填し、水浴またはグリセリン浴中で水平に支え、試料の中央に規定の球を置いて浴温を毎分５℃の速さで上昇させ、球を包み込んだ試料が環台の底板に接触した時に読み取った温度を試料の軟化点として、測定できる。
【００６２】
本樹脂組成物における（Ａ）熱硬化性樹脂の含有量は、エポキシ樹脂の場合、樹脂組成物の全量に対して、５〜１５質量％であることが好ましく、７〜１２質量％であることがより好ましい。該含有量が５質量％未満では樹脂組成物の流動性が低く成形が困難な場合があり、１５質量％を超えると硬化物の吸湿量が多くなり半導体封止装置の信頼性が低下することがある。
【００６３】
（Ｂ）硬化剤として用いるフェノール樹脂硬化剤は、１分子当たり２個以上のフェノール性水酸基を有し、上記（Ａ）成分としてのエポキシ樹脂を硬化させることができるものであって、電子部品の封止材料として一般に用いられるものであれば特に制限されることなく使用できる。
【００６４】
フェノール樹脂硬化剤の具体例としては、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、アラルキル型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、シクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６５】
フェノール樹脂硬化剤の軟化点は、５５〜１１０℃程度が好ましく、６０〜９５℃程度がより好ましい。軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７に基づいて、規定の環に試料を充填し、水浴またはグリセリン浴中で水平に支え、試料の中央に規定の球を置いて浴温を毎分５℃の速さで上昇させ、球を包み込んだ試料が環台の底板に接触した時に読み取った温度を試料の軟化点として、測定できる。
【００６６】
本樹脂組成物における（Ａ）成分としてのエポキシ樹脂と（Ｂ）成分としてのフェノール樹脂硬化剤の配合比は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１個に対して、フェノール樹脂硬化剤中のフェノール性水酸基が、好ましくは０．５〜１．６個、より好ましくは０．６〜１．４個となるように選定される。上記エポキシ樹脂中のエポキシ基１個に対するフェノール樹脂硬化剤のフェノール性水酸基の配合比が０．５個以上となるようにすれば、硬化物のガラス転移温度が良好となり、一方１．６個以下となるようにすれば、反応性が良好となるとともに、十分な架橋密度を有し、強度の高い硬化物を得ることができる。
【００６７】
本樹脂組成物において、（Ａ）成分としてエポキシ樹脂を用い、（Ｂ）成分としてのフェノール樹脂硬化剤を用いた場合、使用される（Ｃ）成分の硬化促進剤は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤との反応を促進するものであり、かかる作用を有するものであれば特に制限されることなく使用できる。
【００６８】
硬化促進剤としては、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、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、４−メチルイミダゾール、４−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール等を挙げることができる。
【００６９】
なかでも、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールおよび２−ヘプタデシルイミダゾールは硬化性が良好であることから好ましく用いられる。
【００７０】
これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。本樹脂組成物において（Ａ）成分としてエポキシ樹脂を用い、（Ｂ）成分としてのフェノール樹脂硬化剤を用いた場合、（Ｃ）成分の硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤の合計量１００質量部に対して、通常０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜５質量部の範囲で選定される。含有量が（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して、０．１質量部未満では、硬化性の向上にあまり効果がなく、また１０質量部を超えると、樹脂組成物の流動性、成形性等が低下するおそれがある。
【００７１】
本樹脂組成物には、以上の各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、カップリング剤、離型剤（合成ワックス、天然ワックス（例えば、カルナバワックス）、高級脂肪酸、高級脂肪酸の金属塩等）、着色剤（カーボンブラック、コバルトブルー等）、改質剤（シリコーンオイル、シリコーンゴム等）、ハイドロタルサイト類、イオン捕捉剤、帯電制御剤（カーボン等）等の添加剤を必要に応じて配合することができる。これらの各添加剤はいずれも１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００７２】
本樹脂組成物における、これらの各添加剤の含有量は、本樹脂組成物の全量に対して、各添加剤について、および添加剤の合計量として、０．０５〜１５質量％程度とすることができ、０．２〜１０質量％が好ましい。
【００７３】
本樹脂組成物は、上記した（Ａ）〜（Ｄ）成分、および必要に応じて配合される各種添加剤をミキサー等によって十分均一に混合した後、ディスパース、ニーダー、３本ロールミル、二軸加熱ロール、二軸加熱押出し混練装置等により混練処理を行うことで得られる。混練処理は加熱して行うのが好ましい。その際の温度は、７０〜１５０℃が好ましく、７５〜１１０℃がより好ましい。
【００７４】
本樹脂組成物は、例えば、上記混練処理後、冷却固化させ、カッティングミル、ボールミル、サイクロンミル、ハンマーミル、振動ミル、カッターミル、グラインダーミル、スピードミル等により適当な大きさに粉砕して用いることが、半導体素子の封止工程における作業性の点から好ましい。
【００７５】
後述の樹脂封止型半導体装置の製造において圧縮成形を用いる場合、上記粉砕工程ではスピードミルを用いることが好ましい。得られた粉砕物を、篩い分級、エアー分級等によって所定の粒度分布を持つ粒子集合体に調整する分級工程を行ってもよい。例えば、７〜５００メッシュ程度の篩を用いて分級して、本樹脂組成物を得ると半導体素子の封止に良好に適用できる。
【００７６】
なお、本樹脂組成物の製法については、上記に限定されるものではなく、従来の半導体封止用樹脂組成物の製法をそのまま用いることができ、例えば、マイクロエレクトロニクスパッケージングハンドブック（Ｒ，Ｒ，Ｔｕｍｍａｌａ（ＩＢＭ）、Ｅ．Ｊ．Ｒｙｍａｓｚｅｓｋｉ（ＵＢＭ）著、日経ＢＰ社，１９９１年３月２７日発行）の第８章“プラスチックパッケージ”（ｐ４１９−５２０，特にｐ４５４参照）に詳細に説明されている方法を適用することができる。
【００７７】
本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、基板と、基板上に固定された半導体素子と、半導体素子を封止する本樹脂組成物の硬化物を有するものである。この樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを本樹脂組成物で封止することにより容易に製造することができる。
【００７８】
本実施形態の樹脂封止型半導体装置は、本樹脂組成物を用いて、次のように製造することができる。すなわち、基板を用意し、これに半導体素子を固定する。半導体素子は、例えば、ボンディングワイヤにより基板上に形成されている配線と接続され回路を形成する。このように基板上に固定された半導体素子を、本樹脂組成物により封止して、樹脂封止型の半導体装置が得られる。なお、封止には、公知の封止方法が特に限定されずに用いられる。
【００７９】
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があるが、射出成形、注型成形、圧縮成形などによる封止も可能である。
【００８０】
例えば、トランスファー成形法の場合、トランスファー成形機により成形金型内で温度１５０〜２００℃、時間２０〜２００秒間加熱処理を行い、成形金型から成型品を取り出し、硬化を完了させるための加熱処理を、温度１５０〜２００℃、２〜１２時間行うことにより、樹脂封止型半導体装置が得られる。
【００８１】
また、圧縮成形法の場合、まず、成形型の上型に半導体素子を実装した基板を供給するとともに、下型のキャビティ内に本樹脂組成物を供給する。次いで、上下両型を所要の型締圧力にて型締めすることにより、下型キャビティ内で加熱溶融された樹脂組成物に半導体素子を実装した基板を浸漬する。その後、下型キャビティ内の加熱溶融された樹脂組成物をキャビティ底面部材で押圧し、減圧下、所要の圧力を加え、圧縮成形する。成形条件は、好ましくは、温度１２０〜２００℃、圧力２〜２０ＭＰａである。このような成形条件で圧縮成形することにより、樹脂封止型半導体装置が得られる。
【００８２】
なお、本樹脂組成物によって封止される半導体素子の種類は、特に限定されるものではないが、スマートデバイス用の半導体素子が好ましい。また、圧縮成形を用いた場合、樹脂封止後の半導体装置の厚さが０．２〜１．５ｍｍとなるようなものが好ましい。
【００８３】
このように、本樹脂組成物を用いてその硬化物により半導体素子を封止することにより、電気絶縁性能、電磁波シールド性能、放熱性能の三性能を満足できる封止材で封止された半導体装置を製造することができ、得られる半導体装置は、内蔵された半導体素子、半導体部品、モジュール等への高周波による外乱を防止することができる。
【００８４】
本樹脂組成物の硬化物における、電気絶縁性能は、例えば、圧縮成形された厚さ２ｍｍの板として、ＪＩＳ  Ｋ−６９１１に準じ、１５０℃において測定される体積抵抗率が、１．０×１０１１Ω・ｍ以上であることが好ましく、５．０×１０１１Ω・ｍ以上がより好ましい。
【００８５】
本樹脂組成物の硬化物における、放熱性能は、例えば、圧縮成形された厚さ１ｍｍの板として、ＪＩＳ  Ｒ１６１１に準じて、京都電子工業社製：商品名ＬＦＡ−５０２で測定される常温２５℃の熱伝導率が、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上がより好ましい。
【００８６】
本樹脂組成物の硬化物における、電磁波シールド性能は、例えば、圧縮成形された厚さ２ｍｍの板として、該板を送信用アンテナと受信用アンテナの間に設置し、測定周波数１ＭＨｚで測定される磁気遮蔽性が、３ｄＢ以上であることが好ましく、５ｄＢ以上がより好ましい。
【実施例】
【００８７】
次に、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。例１〜例７、例１２〜例１４が実施例であり、例８〜例１１、例１５〜例１６が比較例である。
【００８８】
［各成分］
各例の樹脂組成物には各成分として以下の化合物を用いた。
（Ａ）成分；エポキシ樹脂（クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、軟化点８８℃）
（Ｂ）成分；フェノール樹脂硬化剤（フェノールノボラック樹脂、軟化点９２℃）
（Ｃ）成分；イミダゾール型硬化促進剤（キュアゾールＣ１７Ｚ（２−ヘプタデシルイミダゾール）、商品名、四国化成工業（株）製）
【００８９】
（Ｄ）成分（無機充填材）；平均粒子径はレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、商品名：ＳＡＬＤ−３１００）にて測定した粒子の長径の平均値であり、（Ｄ−２１）のカーボンナノチューブにおいては、任意の複数個に対して透過型電子顕微鏡により測定した粒子断面の長径の値である。
（Ｄ−１１）成分
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ（Ｆｅ−３．５％Ｓｉ絶縁コート品、商品名、エプソンアトミックス（株）製；平均粒子径１１μｍ）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ｂ（Ｆｅ−３．５％Ｓｉ絶縁コート品、商品名、エプソンアトミックス（株）製；平均粒子径４０μｍ）
【００９０】
（Ｄ−１２）成分
窒化アルミニウム粉（ＦＡＮ−ｆ５０−Ａ１、商品名、古河電子（株）製；平均粒子径５１μｍ；熱伝導率（２５℃）  ２８５Ｗ／（ｍ・Ｋ））
酸化アルミニウム粉（ＣＢ−Ａ５０Ｓ、商品名、昭和電工（株）製；平均粒子径５０μｍ；熱伝導率（２５℃）  ３０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
窒化ホウ素粉（ＰＴ−４０Ｓ、商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製；平均粒子径４０μｍ；熱伝導率（２５℃）  ６０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
【００９１】
（Ｄ−１３）成分、（Ｄ−２２）成分
球状シリカ（溶融シリカ；ＦＢ−１０５、商品名、電気化学工業（株）製；平均粒子径１１μｍ）
【００９２】
（Ｄ−２１）成分
絶縁処理した炭素材粉Ａ（酸化アルミニウム被膜を有するカーボンナノチューブ）
絶縁処理した炭素材粉Ｂ（酸化アルミニウム被膜を有するフラーレン）
なお、（Ｄ−２１）成分を構成する材料のそれぞれの熱伝導率（２５℃）は以下の通りである。
カーボンナノチューブ  ３０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
フラーレン  １５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
酸化アルミニウム  ３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
【００９３】
なお、（Ｄ−２１）は以下のようにして得た。
〈絶縁処理した炭素材粉Ａの製造〉
バレル型ＡＬＤ真空成膜装置（（株）クリエイティブコーティングス製）にて、カーボンナノチューブ（商品名：ＬＵＣＡＮ  ＣＰ１００１Ｍ、ＬＧ  Ｃｈｅｍ社製；断面直径  ８〜１７ｎｍ）をバレル型容器に入れてバレルを回転させた(回転速度は１ｒｐｍ)。次いで、以下の操作によりカーボンナノチューブの表面に酸化アルミニウム（アルミナ）被膜を成膜した。成膜温度は室温とした。
【００９４】
最初に、（１）トリメチルアルミニウムを３．０ｓｃｃｍの流量で４０秒間導入した。そして、（２）バレル容器内を排気ポンプで排気した。その後、（３）活性化された水蒸気を３．０ｓｃｃｍの流量で６０秒間導入した。そして、（４）バレル容器内を排気ポンプで排気した。このガスの導入と排気の操作（１）、（２）、（３）、（４）が１サイクルのＡＬＤ処理の工程である。この工程を１００サイクル繰り返して、エリプソメトリー観察により、１８ｎｍの被膜を確認し、１８ｎｍのアルミナ被膜を要するカーボンナノチューブを作成した。
【００９５】
〈絶縁処理した炭素材粉Ｂの製造〉
バルク容器に投入する材料を、カーボンナノチューブに替えてフラーレン（商品名：ｎａｎｏ  ｍｉｘ  ＳＴ、フロンティアカーボン（株）製；平均粒子径  ３０μｍ）とした以外は、上記の絶縁処理した炭素材粉Ａの製造と同様に、ＡＬＤ処理を１００サイクル繰り返した。エリプソメトリー観察により、２０ｎｍの被膜を確認し、２０ｎｍのアルミナ被膜を要するフラーレンを作成した。
【００９６】
上記ＡＬＤ処理により形成された被膜の厚みは、分光エリプソメトリーによって求められた値である。分光エリプソメトリーとは、白色光を試料に斜めに照射して、その反射光の偏光状態の変化を測定し、モデル関数で解析することにより、単層膜や多層膜の膜厚および薄膜の光学定数（屈折率、消衰係数）を測定する方法である。この分光エリプソメトリーにより測定可能な膜厚の範囲は、およそ１Å〜１０μｍである。本例では、この分光エリプソメトリーによる測定に、分光エリプソメーター（商品名：Ｍ−２０００、ジー・エー・ウーラム・ジャパン製）を用いた。
【００９７】
（その他（Ｄ）成分）
絶縁処理していないケイ素鋼粉（Ｆｅ−３．５％Ｓｉ、商品名、エプソンアトミックス（株）製；平均粒子径１０μｍ）
絶縁処理していないカーボンナノチューブ（商品名：ＬＵＣＡＮ  ＣＰ１００１Ｍ、ＬＧ  Ｃｈｅｍ社製；断面直径  ８〜１７ｎｍ）
絶縁処理していないフラーレン（商品名：ｎａｎｏ  ｍｉｘ  ＳＴ、フロンティアカーボン（株）製；平均粒子径  ３０μｍ）
（添加剤）
カルナバワックス（カルナバワックス１号）
【００９８】
［例１］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ    １００ｇ（１０質量％）
窒化アルミニウム粉          ２００ｇ（２０質量％）
球状シリカ                  ５５０ｇ（５５質量％）
【００９９】
上記組成表に示す、エポキシ樹脂１００ｇ、フェノールノボラック樹脂４０ｇ、イミダゾール型硬化促進剤５ｇ、カルナバワックス５ｇ、絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ１００ｇをヘンシェルミキサーに投入し、混合した後、絶縁処理したケイ素鋼粉Ａが均一に分散したことを目視で確認した。さらに、窒化アルミニウム粉２００ｇ、球状シリカ５５０ｇをヘンシェルミキサーに投入し、混合した後、１１０℃に加熱された二軸ロール混練装置に投入し、均一になるまで加熱混練作業を行った。
【０１００】
次に、冷間ロールに投入し、シート状に引き伸ばした後に粉砕して、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ａを得た。
【０１０１】
［例２］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ    ２００ｇ（２０質量％）
窒化アルミニウム粉          ３５０ｇ（３５質量％）
球状シリカ                  ３００ｇ（３０質量％）
【０１０２】
上記組成表に示した材料を用い、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｂを得た。
【０１０３】
［例３］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ    ３００ｇ（３０質量％）
窒化アルミニウム粉          ５００ｇ（５０質量％）
球状シリカ                  ５０ｇ（５．０質量％）
【０１０４】
上記組成表に示した材料を用い、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｃを得た。
【０１０５】
［例４］
（組成表）
エポキシ樹脂                  １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ      ２００ｇ（２０質量％）
酸化アルミニウム粉            ３５０ｇ（３５質量％）
球状シリカ                    ３００ｇ（３０質量％）
【０１０６】
上記組成表に示したように、窒化アルミニウム粉の代わりに酸化アルミニウム粉を用いた以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｄを得た。
【０１０７】
［例５］
（組成表）
エポキシ樹脂                  １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ      ２００ｇ（２０質量％）
窒化ホウ素粉                  ３５０ｇ（３５質量％）
球状シリカ                    ３００ｇ（３０質量％）
【０１０８】
上記組成表に示したように、窒化アルミニウム粉の代わりに窒化ホウ素粉を用いた以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｅを得た。
【０１０９】
［例６］
（組成表）
エポキシ樹脂                  ８０ｇ（８．０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ３２ｇ（３．２質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ４ｇ（０．４質量％）
カルナバワックス                ４ｇ（０．４質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ      １００ｇ（１０質量％）
窒化アルミニウム粉            ２１０ｇ（２１質量％）
球状シリカ                    ５７０ｇ（５７質量％）
【０１１０】
上記組成表に示した材料を用い、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｆを得た。
【０１１１】
［例７］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ｂ    １００ｇ（１０質量％）
窒化アルミニウム粉          ２００ｇ（２０質量％）
球状シリカ                  ５５０ｇ（５５質量％）
【０１１２】
上記組成表に示したように、絶縁処理したケイ素鋼粉Ａの代わりに絶縁処理したケイ素鋼粉Ｂを用いた以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｇを得た。
【０１１３】
［例８］
（組成表）
エポキシ樹脂                  １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                ５ｇ（０．５質量％）
球状シリカ                    ８５０ｇ（８５質量％）
【０１１４】
上記組成表に示したように、絶縁処理したケイ素鋼粉Ａおよび窒化アルミニウム粉を用いなかった以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｈを得た。
【０１１５】
［例９］
（組成表）
エポキシ樹脂                  １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                ５ｇ（０．５質量％）
球状シリカ                    ６５０ｇ（６５質量％）
絶縁処理していないケイ素鋼粉  ２００ｇ（２０質量％）
【０１１６】
上記組成表に示したように、絶縁処理したケイ素鋼粉Ａの代わりに絶縁処理していないケイ素鋼粉を用い、かつ、窒化アルミニウム粉を用いなかった以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｉを得た。
【０１１７】
［例１０］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
球状シリカ                  ６５０ｇ（６５質量％）
絶縁処理したケイ素鋼粉Ａ    ２００ｇ（２０質量％）
【０１１８】
上記組成表に示したように、窒化アルミニウム粉を用いなかったこと以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｊを得た。
【０１１９】
［例１１］
（組成表）
エポキシ樹脂                  １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理していないケイ素鋼粉  ２００ｇ（２０質量％）
窒化アルミニウム粉            ５００ｇ（５０質量％）
球状シリカ                    １５０ｇ（１５質量％）
【０１２０】
上記組成表に示したように、絶縁処理したケイ素鋼粉Ａの代わりに絶縁処理していないケイ素鋼粉を用いた以外は、例１と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｋを得た。
【０１２１】
［例１２］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理した炭素材粉Ａ        ５０ｇ（  ５質量％）
球状シリカ                ８００ｇ（８０質量％）
【０１２２】
上記組成表に示す、エポキシ樹脂１００ｇ、フェノールノボラック樹脂４０ｇ、イミダゾール型硬化促進剤５ｇ、カルナバワックス５ｇ、絶縁処理した炭素材粉Ａ５０ｇをヘンシェルミキサーに投入し、混合した後、絶縁処理した炭素材粉Ａが均一に分散したことを目視で確認した。さらに、球状シリカ８００ｇをヘンシェルミキサーに投入し、混合した後、１１０℃に加熱された二軸ロール混練装置に投入し、均一になるまで加熱混練作業を行った。
【０１２３】
次に、冷間ロールに投入し、シート状に引き伸ばした後に粉砕して、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｌを得た。
【０１２４】
［例１３］
（組成表）
エポキシ樹脂                １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂    ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤      ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス              ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理した炭素材粉Ａ      １５０ｇ（１５質量％）
球状シリカ                  ７００ｇ（８０質量％）
【０１２５】
上記組成表に示した材料を用い、例１２と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｍを得た。
【０１２６】
［例１４］
（組成表）
エポキシ樹脂                  １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂      ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤        ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理した炭素材粉Ｂ          ５０ｇ（  ５質量％）
球状シリカ                    ８００ｇ（８０質量％）
【０１２７】
上記組成表に示したように、絶縁処理した炭素材粉Ａの代わりに絶縁処理した炭素材粉Ｂを用いた以外は、例１２と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｎを得た。
【０１２８】
［例１５］
（組成表）
エポキシ樹脂                              １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂                  ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤                    ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                            ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理していないカーボンナノチューブ    １５０ｇ( １５質量％）
球状シリカ                                ７００ｇ( １５質量％）
【０１２９】
上記組成表に示したように、絶縁処理した炭素材粉Ａの代わりに絶縁処理していないカーボンナノチューブを用いた以外は、例１３と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｏを得た。
【０１３０】
［例１６］
（組成表）
エポキシ樹脂                    １００ｇ（１０質量％）
フェノールノボラック樹脂        ４０ｇ（４．０質量％）
イミダゾール型硬化促進剤          ５ｇ（０．５質量％）
カルナバワックス                  ５ｇ（０．５質量％）
絶縁処理していないフラーレン    ５０ｇ（    ５質量％）
球状シリカ                    ８００ｇ（  ８０質量％）
【０１３１】
上記組成表に示したように、絶縁処理した炭素材粉Ｂの代わりに絶縁処理していないフラーレンを用いた以外は、例１４と同様の操作により、半導体封止用の成形材料である樹脂組成物Ｐを得た。
【０１３２】
（評価）
上記例１〜例７、例１２〜例１４で得られた実施例の樹脂組成物Ａ〜Ｇ、Ｌ〜Ｎおよび例８〜例１１、例１５〜例１６で得られた比較例の樹脂組成物Ｈ〜Ｋ、Ｏ〜Ｐのそれぞれについて、厚さ２ｍｍと１ｍｍの板に圧縮成形（温度；１７５℃、圧力；１０ＭＰａ）した。以下の方法により、厚さ２ｍｍの板で、電気絶縁性能、電磁波シールド性能を測定し、厚さ１ｍｍの板で、放熱性能を測定した。評価結果を、樹脂組成物の組成とともに表１および表２に示す。なお、表１および表２の組成において、（Ｄ）成分については、上段が樹脂組成物全体に対する当該成分の質量％を示す。また、下段の括弧で囲まれた数字は、（Ｄ）成分全体に対する当該成分の質量％を示す。
【０１３３】
（放熱性能）
厚さ１ｍの板をφ５ｍｍの試験片に成形し、ＪＩＳ  Ｒ１６１１に準じて、京都電子工業社製：商品名ＬＦＡ−５０２で、常温（２５℃）における熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。
【０１３４】
（電磁波シールド性能）
厚さ２ｍｍの板を送信用アンテナと受信用アンテナの間に設置し、測定周波数１ＭＨｚでの磁気遮蔽性（ｄＢ）を測定した。
【０１３５】
（電気絶縁性能）
厚さ２ｍｍの板を用いて、ＪＩＳ  Ｋ−６９１１に準じて、１５０℃における体積抵抗率を測定した。なお、表１において体積抵抗率の単位は（×１０１０Ω・ｍ）とした。
【０１３６】
【表１】
2020111748.tif 000002
【０１３７】
【表２】
2020111748.tif 000003
【０１３８】
以上より、本実施形態における、所定の配合を有する半導体封止用の樹脂組成物が、電気絶縁性能、電磁波シールド性能および放熱性能の全てを満足できる硬化物を得ることができ、これを樹脂封止型の半導体装置において半導体の封止に用いることで、信頼性の高い半導体装置が得られることがわかった。