(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）下記の一般式（１）において繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂が、一般式（１）で表されるフェノール樹脂全体の５０重量％以上を占める一般式（１）で表されるフェノール樹脂と、下記の一般式（３），式（４）および式（５）で表されるフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つのフェノール樹脂を含有するフェノール樹脂成分であって、上記一般式（１）における繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂の占める割合がフェノール樹脂成分全体中の少なくとも２０重量％である。
【化１】
0003540647.tif 000025
【化２】
0003540647.tif 000026
【化３】
0003540647.tif 000027
【化４】
0003540647.tif 000028
（Ｃ）下記の平均粒径（ｘ），（ｙ），（ｚ）を有する３種類の無機質充填剤の混合物であって、上記平均粒径（ｘ）を有する無機質充填剤が混合物全体の５０〜９２重量％、上記平均粒径（ｙ）を有する無機質充填剤が混合物全体の５〜４０重量％、上記平均粒径（ｚ）を有する無機質充填剤が混合物全体の３〜１５重量％に設定されている。
（ｘ）平均粒径２０〜６０μｍ。
（ｙ）上記（ｘ）である平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径をαとした場合、０．１α≦平均粒径（μｍ）≦０．２αで表される平均粒径。
（ｚ）上記（ｘ）である平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径をαとした場合、０．０１α≦平均粒径（μｍ）＜０．１αで表される平均粒径。
【請求項２】
上記（Ａ）〜（Ｃ）成分とともに、ブタジエン系ゴム粒子を含有する請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
上記（Ａ）〜（Ｃ）成分とともに、少なくとも２個の官能基を有するシリコーン化合物を含有する請求項１または２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
上記シリコーン化合物が、下記の一般式（６）で表されるものである請求項３に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化５】
0003540647.tif 000029
【請求項５】
上記シリコーン化合物が、下記の一般式（８）で表されるものである請求項３に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化６】
0003540647.tif 000030
【請求項６】
上記（Ｃ）成分である無機質充填剤の含有割合が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体中の７５重量％以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
上記（Ｃ）成分である無機質充填剤全体中の８０重量％以上が真円度０．８以上の溶融シリカ粉末である請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の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してなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性に優れ、かつ高い信頼性を有する半導体装置を得ることのできる半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子は、通常、エポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー成形により樹脂封止される。この種のパッケージとして、従来から各種形態のパッケージが開発されている。
【０００３】
上記樹脂封止の際に用いられるエポキシ樹脂組成物としては、通常、エポキシ樹脂を主体とし、これに硬化剤成分としてのフェノール樹脂と、無機質充填剤を含有するものが用いられている。そして、従来から、上記硬化剤成分であるフェノール樹脂としては、４核体以上の成分を多く含むフェノール樹脂が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記成分のうち、例えば、無機質充填剤の含有量はより高充填の傾向にあるが、この無機質充填剤の含有量を増やしながらも成形時の良好な流動性を確保するには、より低粘度の樹脂成分を用いる必要がある。この樹脂成分のなかでも、フェノール樹脂に着目すれば、例えば、通常用いられるフェノール樹脂成分の粘度を下げるために、従来は４核体以上のフェノール樹脂とともに、より低粘度の２核体のフェノール樹脂を併用し、無機質充填剤の高充填化傾向において良好な流動性を確保してきた。しかし、このようなフェノール樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物では、軟化点が低下しブロッキングの発生等による取り扱い性の悪さや、得られる半導体装置の耐半田性等の信頼性に劣るという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、良好な流動性を有するとともに、耐半田性等の信頼性にも優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）下記の一般式（１）において繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂が、一般式（１）で表されるフェノール樹脂全体の５０重量％以上を占める一般式（１）で表されるフェノール樹脂と、下記の一般式（３），式（４）および式（５）で表されるフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つのフェノール樹脂を含有するフェノール樹脂成分であって、上記一般式（１）における繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂の占める割合がフェノール樹脂成分全体中の少なくとも２０重量％である。
【０００７】
【化７】
0003540647.tif 000002
【０００８】
【化８】
0003540647.tif 000003
【０００９】
【化９】
0003540647.tif 000004
【００１０】
【化１０】
0003540647.tif 000005
【００１１】
（Ｃ）下記の平均粒径（ｘ），（ｙ），（ｚ）を有する３種類の無機質充填剤の混合物であって、上記平均粒径（ｘ）を有する無機質充填剤が混合物全体の５０〜９２重量％、上記平均粒径（ｙ）を有する無機質充填剤が混合物全体の５〜４０重量％、上記平均粒径（ｚ）を有する無機質充填剤が混合物全体の３〜１５重量％に設定されている。
（ｘ）平均粒径２０〜６０μｍ。
（ｙ）上記（ｘ）である平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径をαとした場合、０．１α≦平均粒径（μｍ）≦０．２αで表される平均粒径。
（ｚ）上記（ｘ）である平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径をαとした場合、０．０１α≦平均粒径（μｍ）＜０．１αで表される平均粒径。
【００１２】
また、上記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してなる半導体装置を第２の要旨とする。
【００１３】
すなわち、本発明者らは、良好な流動性とともに信頼性にも優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るために一連の研究を重ねた。その結果、前記一般式（１）で表されるフェノール樹脂のなかでも、繰り返し数ｎが１となる３核体のフェノール樹脂が、上記式（１）で表されるフェノール樹脂全体の５０重量％以上を占めるように設定されたフェノール樹脂と、上記式（３），式（４）および（５）で表されるフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つのフェノール樹脂を含有し、しかも上記式（１）における繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂の占める割合がフェノール樹脂成分全体の少なくとも２０重量％となるよう用いるとともに、前記特定の粒度分布を有する無機質充填剤を併用すると、低粘度化による良好な流動性とともに耐半田性等の信頼性にも優れた封止材料が得られるようになることを見出し本発明に到達した。
【００１４】
そして、上記特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）において、前記一般式（３），式（４）および式（５）で表されるフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つのフェノール樹脂を含有するとともに、前記一般式（１）における繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂の占める割合がフェノール樹脂成分全体中の特定の割合とすることにより、ブロッキングの発生等による取り扱い性の悪さがなく、良好な信頼性と流動性を得ることができる。
【００１５】
また、上記各成分とともにブタジエン系ゴム粒子を用いた場合、より一層優れた低応力性が得られるようになる。
【００１６】
さらに、上記各成分とともに、少なくとも２個の官能基を有するシリコーン化合物、例えば、前記一般式（６）で表されるシリコーン化合物や、前記一般式（８）で表されるシリコーン化合物を用いた場合、優れた低応力性と接着性が得られるようになる。
【００１７】
また、上記Ｃ成分である無機質充填剤全体中の８０重量％以上が真円度０．８以上の溶融シリカ粉末である場合、良好な流動性と半導体素子に対するフィラーダメージの低減が図られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１９】
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（Ａ成分）と、特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）と、特定の粒度分布を有する無機質充填剤（Ｃ成分）を用いて得られるものであって、通常、粉末状もしくはこれを打錠したタブレット状になっている。
【００２０】
本発明に用いるエポキシ樹脂（Ａ成分）は、特に限定されるものではなく通常用いられるエポキシ樹脂が用いられる。例えば、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールＡ型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型やナフタレン型等の各種エポキシ樹脂やブロム化エポキシ樹脂等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とともに用いられる特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）は、下記の一般式（１）において繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂が、一般式（１）で表されるフェノール樹脂全体の５０重量％以上を占める一般式（１）で表されるフェノール樹脂が用いられる。
【００２２】
【化１１】
0003540647.tif 000006
【００２３】
上記式（１）において、繰り返し数ｎは０以上の整数である。そして、本発明においては、上記式（１）で表されるフェノール樹脂の、繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂が、式（１）で表されるフェノール樹脂全体の５０重量％以上を占める必要がある。特に好ましくは６０重量％以上である。すなわち、ｎ＝１である３核体のフェノール樹脂が、式（１）全体中の５０重量％未満では、良好な流動性を得ることができないからである。
【００２４】
本発明の特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）では、上記一般式（１）で表されるフェノール樹脂とともに下記に示す他のフェノール樹脂を併用する。このように他のフェノール樹脂を併用する際の、他のフェノール樹脂の占める割合はフェノール樹脂成分全体中７０重量％以下に設定することが好ましい。特に好ましくは１０〜６０重量％である。
【００２５】
上記一般式（１）で表されるフェノール樹脂（Ｂ成分）とともに併用する他のフェノール樹脂は、下記の一般式（３），式（４）および式（５）で表されるフェノール樹脂である。これらフェノール樹脂を併用することにより、より信頼性の高い特性を得ることができる。上記式（３）〜（５）で表されるフェノール樹脂は単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
【００２６】
【化１２】
0003540647.tif 000007
【００２７】
【化１３】
0003540647.tif 000008
【００２８】
【化１４】
0003540647.tif 000009
【００２９】
そして、上記式（３）おいて、繰り返し数ｐ，ｑはそれぞれ、１以上の整数である。なお、上記（３）で表されるフェノール樹脂における、繰り返し単位ｐ，ｑは、ブロック，ランダム，交互等の態様のいずれであってもよい。つぎに、上記式（４）おいて、繰り返し数ｒは０以上の整数である。さらに、上記式（５）で表されるフェノール樹脂における繰り返し数ｓは０以上の整数である。
【００３０】
上記式（３）〜（５）で表されるフェノール樹脂を単独でもしくは２種以上併用する際には、前記一般式（１）における繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂の占める割合がフェノール樹脂成分全体中の少なくとも２０重量％となるよう設定される。
【００３１】
上記エポキシ樹脂（Ａ成分）と特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）を含むフェノール樹脂成分の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量あたり、フェノール樹脂成分中の水酸基当量が０．５〜２．０当量となるように配合することが好ましい。より好ましくは０．８〜１．２当量である。
【００３２】
上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられる無機質充填剤（Ｃ成分）としては、各種公知の無機質充填剤が用いられる。例えば、石英ガラス粉末，シリカ粉末，アルミナ，タルク等があげられる。特に好ましくは溶融球状シリカ粉末があげられる。
【００３３】
そして、上記無機質充填剤（Ｃ成分）は、下記の平均粒径（ｘ）〜（ｚ）を有する３種類の無機質充填剤の混合物である。上記平均粒径は、レーザー散乱式粒度分布測定装置により測定した。
（ｘ）平均粒径２０〜６０μｍ。
（ｙ）上記（ｘ）である平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径をαとした場合、０．１α≦平均粒径（μｍ）≦０．２αで表される平均粒径。
（ｚ）上記（ｘ）である平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径をαとした場合、０．０１α≦平均粒径（μｍ）＜０．１αで表される平均粒径。
【００３４】
すなわち、このような３種類の平均粒径、平均粒径の大きな無機質充填剤（ｘ）と、中程度の粒径の無機質充填剤（ｙ）と、小さい粒径の無機質充填剤（ｚ）を、それぞれ下記に示す割合（１）〜（３）に配合する必要がある。このような割合となるよう混合することにより、良好な流動性が得られ、金線流れやダイパッドシフト等の成形信頼性が高く、バリ発生等の成形作業性においても良好な結果が得られる。
【００３５】
（１）平均粒径２０〜６０μｍ（ｘ）の無機質充填剤が混合物全体の５０〜９２重量％。
（２）０．１α≦平均粒径（μｍ）≦０．２αで表される平均粒径（ｙ）の無機質充填剤が混合物全体の５〜４０重量％。
（３）０．０１α≦平均粒径（μｍ）＜０．１αで表される平均粒径（ｚ）の無機質充填剤が混合物全体の３〜１５重量％。
〔ただし、αは上記（ｘ）における平均粒径２０〜６０μｍのもののうちから選択使用した無機質充填剤の平均粒径である。〕
【００３６】
そして、上記粒度分布を有する無機質充填剤（Ｃ成分）として、特に溶融シリカ粉末が好ましく用いられるが、さらにこの粒度分布を有する溶融シリカ粉末全体の６０重量％以上が、真円度０．７以上であることが好ましい。特に好ましくは、全体の８０重量％以上が真円度０．８以上であることである。すなわち、溶融シリカ粉末全体の特定割合以上が高い真円度であることにより、より一層流動性が向上し、先に述べたように、高い成形信頼性が得られるようになるからである。
【００３７】
なお、上記真円度は、つぎのようにして算出される。すなわち、図１（ａ）に示すように、真円度の測定対象となる対象物の投影像１において、その実面積をαとし、上記投影像１の周囲の長さをＰＭとした場合、図１（ｂ）に示すように、上記投影像１と周囲の長さが同じＰＭとなる真円の投影像２を想定する。そして、上記投影像２の面積α′を算出する。その結果、上記投影像１の実面積αと投影像２の面積α′の比（α／α′）が真円度を示し、この値（α／α′）は下記の数式（Ａ）により算出される。したがって、真円度が１．０とは、この定義からも明らかなように、真円であるといえる。そして、対象物の外周に凹凸が多ければ多いほどその真円度は１．０よりも順次小さくなる。なお、本発明において、上記無機質充填剤の真円度とは、測定対象となる無機質充填剤から一部を抽出し上記方法にて測定して得られる値であり、通常、平均の真円度をいう。
【００３８】
【数１】
0003540647.tif 000010
【００３９】
このような粒度分布を有する無機質充填剤（Ｃ成分）の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体の７５重量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０〜９１重量％の範囲である。すなわち、７５重量％未満のように少なすぎると、耐半田特性や、片面モールドタイプの半導体装置においては反りレベルでの特性が劣る傾向がみられるからである。
【００４０】
本発明では、上記Ａ〜Ｃ成分に加えて、低応力化の向上を図る目的から、ブタジエン系ゴム粒子を用いることができる。上記ブタジエン系ゴム粒子は、通常、メタクリル酸アルキル，アクリル酸アルキル，ブタジエン，スチレン等の共重合反応によって得られるものが用いられる。具体的には、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ブタジエン−スチレン共重合体等があげられる。そして、上記共重合体のなかでも、ブタジエンの組成比率が７０重量％以下、メタクリル酸メチルの組成比率が１５重量％以上のメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体が好適に用いられる。そして、上記ブタジエン系ゴム粒子としては、その平均粒径が０．０５〜４０μｍのものが好ましく用いられ、特に好ましくは０．０５〜１０μｍである。
【００４１】
上記ブタジエン系ゴム粒子の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体の０．１〜４．０重量％の割合に設定することが好ましく、より好ましくは０．１〜２重量％である。すなわち、０．１重量％未満ではエポキシ樹脂組成物の充分な低応力化効果が得られず、４．０重量％を超えると流動性の低下がみられるようになるからである。
【００４２】
さらに、上記各成分に加えて、シリコーン化合物を用いてもよい。このように、上記シリコーン化合物を用いることにより優れた低応力性と接着性を得ることができる。上記シリコーン化合物としては、少なくとも２個の官能基を有するものが好ましく、例えば、下記の一般式（６）で表されるシリコーン化合物、下記の一般式（８）で表されるシリコーン化合物等があげられる。これらは単独でもしくは併せて用いられる。
【００４３】
【化１５】
0003540647.tif 000011
【００４４】
【化１６】
0003540647.tif 000012
【００４５】
上記一般式（６）で表されるシリコーン化合物としては、重量平均分子量５０００〜５００００の範囲のものが用いられる。そして、ｐ，ｍ，ｎの繰り返し単位は、ブロック，ランダム，交互等の態様のいずれであってもよい。
【００４６】
上記式（６）において、Ｒは一価の炭化水素基であり、例えばメチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，ビニル基，フェニル基，ベンジル基であり、それぞれ異なっていても同一であってもよい。また、上記Ｄは、エポキシ基を含有する一価の有機基であり、例えば下記の一般式（Ｄ１）または一般式（Ｄ２）で表されるものである。
【００４７】
【化１７】
0003540647.tif 000013
【００４８】
【化１８】
0003540647.tif 000014
【００４９】
上記一般式（Ｄ１）および一般式（Ｄ２）において、Ｒ3 およびＲ4 は、二価の有機残基であり、このようなものとしては、メチレン基，エチレン基，フェニレン基，
−ＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ2 −，
−ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ2 −，
−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 −，
−ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 −，
等があげられる。
【００５０】
そして、上記式（６）において、Ｇは、上記一般式（７）で表されるものである。この式（７）において、Ｒ1 は二価の有機残基であり、炭素数が１〜５のアルキレン基等があげられる。また、Ｒ2 は、−Ｈまたは一価の有機基であり、例えばアルキル基，シクロアルキル基，アリール基，アシル基，アラルキル基，アルバミル基があげられる。そして、上記ａは０または１であり、ｂおよびｃは０〜５０の整数、好ましくは１０〜５０の整数である。ただし、ｂおよびｃは、ｂ＋ｃ＝１〜１００の条件を満たすものである。
【００５１】
このような式（６）で表されるシリコーン化合物は、例えば水あるいはトルエン等の有機溶媒中でオルガノハイドロジェンポリシロキサンにアリルグリシジルエーテルとポリオキシアルキレンアリルエーテルを白金触媒の存在下で付加反応させることにより製造することができる。
【００５２】
また、上記式（８）中のＸは、アミノ基を有する一価の有機基であるが、より好ましくはアミノ基を有する炭素数１〜８のアルキル基である。また、Ｒは、例えば、メチル基，エチル基等である。そして、上記一般式（８）で表されるシリコーン化合物を用いる場合、通常、繰り返し数ｎが０〜４０の整数の末端アミノプロピル基変性ジメチルシロキサンが用いられる。好ましくは繰り返し数ｎが０〜２０のものが用いられる。そして、特に好ましくは下記の構造式（８ａ）で表される両末端アミノプロピル基変性ジメチルシロキサンがあげられる。
【００５３】
【化１９】
0003540647.tif 000015
【００５４】
上記シリコーン化合物の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体の０．０５〜１０重量％の割合に設定することが好ましく、より好ましくは０．１〜５重量％である。すなわち、上記シリコーン化合物の配合量が０．０５重量％未満のように少なすぎると、半導体装置の低応力性、接着性の充分な向上効果がみられず、また１０重量％を超え多すぎるとエポキシ樹脂組成物の成形性が低下する傾向がみられるからである。
【００５５】
なお、本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物には、上記Ａ〜Ｃ成分およびブタジエン系ゴム粒子、シリコーン化合物以外に必要に応じて硬化促進剤、ノボラック型ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系の難燃剤や三酸化アンチモン等の難燃助剤、カーボンブラック等の顔料、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤等他の添加剤が適宜に用いられる。
【００５６】
上記硬化促進剤としては、アミン型，リン型等のものがあげられる。アミン型としては、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリエタノールアミン，ジアザビシクロウンデセン等の三級アミン類等があげられる。また、リン型としては、トリフェニルホスフィン等があげられる。これらは単独でもしくは併せて用いられる。そして、この硬化促進剤の配合割合は、エポキシ樹脂組成物全体の０．１〜１．０重量％の割合に設定することが好ましい。さらに、エポキシ樹脂組成物の流動性を考慮すると好ましくは０．１５〜０．３５重量％である。
【００５７】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、例えばつぎのようにして製造することができる。すなわち、上記Ａ〜Ｃ成分および必要に応じてブタジエン系ゴム粒子やシリコーン化合物、ならびに他の添加剤を配合し混合した後、ミキシングロール機等の混練機にかけ加熱状態で溶融混合し、これを室温に冷却した後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により製造することができる。
【００５８】
このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の封止は、特に制限するものではなく、通常のトランスファー成形等の公知のモールド方法により行うことができる。
【００５９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００６０】
下記に示す各成分を準備した。
【００６１】
〔エポキシ樹脂ａ〕
ビフェニル型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９２、融点１０７℃）
【００６２】
〔エポキシ樹脂ｂ〕
ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５、軟化点８０℃）
【００６３】
〔エポキシ樹脂ｃ〕
ノボラック型ブロム化エポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、軟化点８４℃）
【００６４】
〔フェノール樹脂ａ〕
前記一般式（１）において、Ｒ1 がメチル基、Ｒ2 およびＲ3 が水素原子であるフェノールノボラック樹脂であり、ｎ＝１のフェノール樹脂成分の含有量が７０重量％であるフェノール樹脂（水酸基当量１０６、軟化点６２℃）
【００６５】
〔フェノール樹脂ｂ〕
前記一般式（１）において、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 が水素原子であるフェノールノボラック樹脂であり、ｎ＝１のフェノール樹脂成分の含有量が１５重量％であるフェノール樹脂（水酸基当量１０６、軟化点８３℃）
【００６６】
〔フェノール樹脂ｃ〕
前記一般式（４）で表されるフェノール樹脂（水酸基当量１６７、軟化点８９℃）
【００６７】
〔フェノール樹脂ｄ〕
前記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（水酸基当量１５７、軟化点７６℃）
【００６８】
〔フェノール樹脂ｆ〕
前記一般式（５）で表されるフェノール樹脂（水酸基当量１００、軟化点１０３℃）
【００６９】
〔無機質充填剤ａ〜ｄ〕
下記の表１に示す各種シリカ粉末を準備した。
【００７０】
【表１】
0003540647.tif 000016
【００７１】
〔シリコーン化合物ａ〕
下記の式（ｘ）で表されるシリコーン化合物
【００７２】
【化２０】
0003540647.tif 000017
【００７３】
〔シリコーン化合物ｂ〕
下記の式（ｙ）で表されるシリコーン化合物
【００７４】
【化２１】
0003540647.tif 000018
【００７５】
〔ブタジエン系ゴム粒子〕
平均粒径０．２μｍのメチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体ゴム粒子
【００７６】
〔カップリング剤〕
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
【００７７】
〔硬化促進剤〕
トリフェニルホスフィン
【００７８】
【実施例１〜８、比較例１〜３】
下記の表２〜表４に示す各原料を、同表に示す割合で配合し、８０〜１２０℃に加熱したロール混練機（５分間）にかけて溶融混練した。つぎに、この溶融物を冷却した後粉砕し、さらにタブレット状に打錠することにより半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
【００７９】
【表２】
0003540647.tif 000019
【００８０】
【表３】
0003540647.tif 000020
【００８１】
【表４】
0003540647.tif 000021
【００８２】
このようにして得られた実施例および比較例のエポキシ樹脂組成物を用い、下記の方法に従ってスパイラルフロー値、ゲルタイムおよびフローテスター粘度を、さらに成形性、耐半田性を測定・評価した。その結果を後記の表５〜表７に併せて示す。
【００８３】
〔スパイラルフロー値〕
スパイラルフロー測定用金型を用い、１７５±５℃にてＥＭＭＩ  １−６６に準じて測定した。
【００８４】
〔ゲルタイム〕
規定温度（１７５℃）の熱平板上に試料（２００〜５００ｍｇ）を載せ、攪拌しながら熱板上に薄く引き伸ばし、試料が熱板上に溶融した点から硬化するまでの時間を読み取りゲル化時間とした。
【００８５】
〔フローテスター粘度〕
上記各エポキシ樹脂組成物を２ｇ精秤し、タブレット状に成形した。そして、これを高化式フローテスターのポット内に入れ、１０ｋｇの荷重をかけて測定した。溶融したエポキシ樹脂組成物がダイスの穴（直径１．０ｍｍ×１０ｍｍ）を通過して押し出されるときのピストンの移動速度からサンプルの溶融粘度を求めた。
【００８６】
〔成形性〕
（１）金線流れ
上記実施例および比較例で得られたエポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスファー成形（条件：１７５℃×９０秒）し、１７５℃×５時間で後硬化することにより半導体装置を得た。この半導体装置は、ＬＱＦＰ（サイズ：２０×２０×厚み１．４ｍｍ）であり、銅製のリードフレームで、ダイパッドサイズは８×８ｍｍ、チップサイズは７．５×７．５ｍｍである。
【００８７】
すなわち、上記半導体装置の作製時において、図２に示すように、上記で用いた８ｍｍ角のダイパッド１０を有するＬＱＦＰのパッケージフレームに金線ワイヤー１４を張り、これを用い上記エポキシ樹脂組成物により樹脂封止してパッケージを作製した。図２において、１５は半導体チップ、１６はリードピンである。そして、作製したパッケージを軟Ｘ線解析装置を用いて、金線流れ量を測定した。測定は、各パッケージから１０本ずつ金線を選定して測定し、図３に示すように、正面方向からの金線ワイヤー１４の流れ量を測定した。そして、金線ワイヤー１４の流れ量の最大部分となる値をそのパッケージの金線流れ量の値（ｄｍｍ）とし、金線流れ率〔（ｄ／Ｌ）×１００〕を算出した。なお、Ｌは金線ワイヤー１４間の距離（ｍｍ）を示す。各エポキシ樹脂組成物について５個のパッケージを測定し、その平均値を金線流れの発生量とした。
【００８８】
（２）ダイシフト
上記金線流れと同様の条件にて半導体装置を作製した。すなわち、図４に示す形状の、半導体チップ１５が搭載された８ｍｍ角のダイパッド１０を有するＬＱＦＰのパッケージ１１を成形し、このパッケージ１１を切断（一点鎖線で切断面を示す）して、その切断面を観察し、ダイパッドの設計値との差によりダイパッドの変形量を測定した。すなわち、図５（ａ）に示すように、ダイパッドシフトが発生した状態のパッケージについて、ダイパッド１０の四隅の下の樹脂層の厚み（厚みａμｍ）を測定した。一方、図５（ｂ）に示すように、ダイパッドシフトが発生してない正常な状態のパッケージにおいて、ダイパッド１０の四隅の下の樹脂層の厚み（厚みｂμｍ）を測定した。このような測定をダイパッド１０の四隅全てで行い、これら測定値と上記正常品との差（ａ−ｂ）を絶対値で求め、これを平均値で示した。
【００８９】
（３）エアーベントバリの長さ
上記半導体装置の製造において、得られるパッケージの各コーナー部に対してそれぞれ溝深さ２５μｍのスリットを備えた各金型を用い、上記と同様の条件にてパッケージを成形した。その際の溝に流れ込んだエポキシ樹脂組成物の流動長さを測定しエアーベント長さ（エアーベントバリの長さ）とした。
【００９０】
〔耐半田性〕
上記半導体装置を用い、下記の条件（ａ），（ｂ）にて吸湿させた後、赤外線リフロー（条件：２４０℃×１０秒間）の評価試験（耐半田性）を行った。そして、クラックが発生した個数（２０個中）を測定した。
（ａ）８５℃／６０％ＲＨ×１６８時間
（ｂ）８５℃／８５％ＲＨ×１６８時間
【００９１】
【表５】
0003540647.tif 000022
【００９２】
【表６】
0003540647.tif 000023
【００９３】
【表７】
0003540647.tif 000024
【００９４】
上記表５〜表７から、実施例品は、スパイラルフロー、ゲルタイムおよびフローテスター粘度の各値から良好な流動性を備えていることがわかる。しかも、成形性評価試験および耐半田性試験においても優れた評価結果が得られ、信頼性の高い半導体装置が得られたことがわかる。
【００９５】
これに対して、比較例品では、フローテスター粘度が高く、成形性評価試験および耐半田性試験においても実施例品に比べて試験結果が悪く、信頼性に劣る半導体装置が得られたことがわかる。
【００９６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、硬化剤成分として特定のフェノール樹脂（Ｂ成分）を用いるとともに、前記のような特定の粒度分布を有する無機質充填剤（Ｃ成分）を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。このため、上記無機質充填剤が高充填であったとしても、良好な流動性を有するとともに、これを封止材料として用いた場合、耐半田性等の信頼性にも優れた半導体装置を得ることができる。
【００９７】
そして、上記フェノール樹脂（Ｂ成分）において、前記一般式（３），式（４）および式（５）で表されるフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つのフェノール樹脂を含有するとともに、前記一般式（１）における繰り返し数ｎ＝１となるフェノール樹脂の占める割合がフェノール樹脂成分全体中の特定の割合とすることにより、良好な流動性を備え、耐半田性評価試験においても優れた評価結果が得られ、より信頼性の高い半導体装置が得られる。
【００９８】
また、上記各成分とともにブタジエン系ゴム粒子を用いた場合、より一優れた低応力性が得られ、例えば、温度サイクル性試験においても良好な結果が得られるようになる。
【００９９】
また、少なくとも２個の官能基を有するシリコーン化合物、例えば、前記一般式（６）で表されるシリコーン化合物や、前記一般式（８）で表されるシリコーン化合物を用いた場合、より一層優れた低応力性が得られ高い信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は無機質充填剤の真円度の測定方法を示す説明図である。
【図２】金線流れ量を測定するために用いるパッケージを示す正面図である。
【図３】金線流れ量の測定方法を示す説明図である。
【図４】ダイシフト量を測定するために用いるパッケージを示す正面図である。
【図５】ダイシフトの測定方法を示す説明図であり、（ａ）はダイシフトが発生した状態を示す断面図であり、（ｂ）は正常な状態を示す断面図である。
【図１】
0003540647.tif 000031
【図２】
0003540647.tif 000032
【図３】
0003540647.tif 000033
【図４】
0003540647.tif 000034
【図５】
0003540647.tif 000035