(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形により素子を封止するために用いられる顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物であって、
（ａ）エポキシ樹脂と、（ｂ）硬化剤と、（ｃ）無機フィラーと、を必須成分として含み、
前記（ａ）エポキシ樹脂、前記（ｂ）硬化剤、および前記（ｃ）無機フィラーの含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して、（ａ）２質量％以上２２質量％以下、（ｂ）２質量％以上１６質量％以下、（ｃ）６１質量％以上９５質量％以下であり、
前記（ｃ）無機フィラーが、平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ以上３５μｍ以下である無機フィラー（ｃ１）と、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上５μｍ未満の無機フィラー（ｃ２）とを含み、
前記無機フィラー（ｃ１）の含有量が、前記（ｃ）無機フィラー全体に対して、７０質量％以上９４質量％以下であり、かつ、前記無機フィラー（ｃ２）の含有量が、前記（ｃ）無機フィラー全体に対して、６質量％以上３０質量％以下であり、
前記顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物における粒子径が１０６μｍ未満の粒子の含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して５質量％以下であり、
温度変調示差走査熱量計を用いて測定した前記封止用エポキシ樹脂組成物の粉粒体ガラス転移温度が１２℃以上３５℃以下である封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物における粒子径が２ｍｍ以上の粒子の含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して３質量％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】
前記無機フィラー（ｃ１）の比表面積が、０．１ｍ２／ｇ以上５．０ｍ２／ｇ以下である請求項１または２に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記無機フィラー（ｃ２）の比表面積が、３．０ｍ２／ｇ以上１０．０ｍ２／ｇ以下である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記（ｂ）硬化剤がフェノール樹脂である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
（ｄ）硬化促進剤をさらに含み、前記（ｄ）硬化促進剤がテトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、及び、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物からなる群から選択されるリン原子含有化合物である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
（ｅ）カップリング剤をさらに含み、前記カップリング剤が２級アミノ基を有するシランカップリング剤である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
前記素子が半導体素子である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、圧縮成形により素子を封止する電子機器の製造方法。
【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および電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体素子を封止するために使用される半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の梱包方法に関する発明が開示されている。当該発明では、梱包状態での半導体封止用エポキシ樹脂成形材料への吸湿を防止するため、乾燥材と半導体封止用エポキシ樹脂成形材料を同一袋内に入れて封緘する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９０９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、半導体素子、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子、コンデンサ、抵抗、ＬＥＤなどの電子部品を封止するために使用される顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物において、以下のような課題を見出した。
【０００５】
従来、例えば、袋などの内側包装資材に封止用エポキシ樹脂組成物を収容した後、１つまたは複数の当該内側包装資材を、金属缶や段ボールなどからなる１つの外側包装資材に収容し、当該状態で保管及び運送していた。そして、使用時にこれらの包装資材を開封し、封止用エポキシ樹脂組成物を取り出していた。
【０００６】
ここで、顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物の場合、包装資材に収容後、使用するために包装資材から取出すまでの間に、一部の封止用エポキシ樹脂組成物同士が互着し、塊状となる場合や、潜在的に塊状となりやすい状態（すなわち後述の移送プロセスで塊状となってしまう状態）となっている場合があった。このような塊状物は、例えば半導体素子を圧縮成形する際、包装資材から取出した顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物を、成形機の所定の場所に供給し、フィーダー等に移送し、フィーダーから樹脂材料供給容器に移送し、計量するプロセスで不具合が発生し、円滑な自動成形の妨げになる恐れがあった。
【０００７】
また、圧縮成形時、金型上に配置した顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物に塊状物が存在するとその部分だけが熱の伝わりが遅く、封止用エポキシ樹脂組成物が完全に溶融しきらないまま型締めを行うことになり、ワイヤーが変形することや、未充填が発生する恐れがあった。
【０００８】
本発明は、顆粒状の封止用樹脂組成物包装資材に収容後発生しうる、一部の封止用エポキシ樹脂組成物同士の互着を抑制できる高度な互着防止性を備えた封止用エポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、封止用エポキシ樹脂組成物粒子同士が所定以上の力で押しつけられ合った状態で保管された場合、封止用エポキシ樹脂組成物粒子同士が互着し得ると考えた。
【００１０】
そして、本発明者らは封止用エポキシ樹脂粒子同士の互着防止について鋭意検討し、温度変調示差走査熱量計を用いて測定したエポキシ樹脂組成物の粉粒体ガラス転移温度という尺度がこうした設計指針として有効であることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
本発明によれば、圧縮成形により素子を封止するために用いられる顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物であって、
（ａ）エポキシ樹脂と、（ｂ）硬化剤と、（ｃ）無機フィラーと、を必須成分として含み、
前記（ａ）エポキシ樹脂、前記（ｂ）硬化剤、および前記（ｃ）無機フィラーの含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して、（ａ）２質量％以上２２質量％以下、（ｂ）２質量％以上１６質量％以下、（ｃ）６１質量％以上９５質量％以下であり、
前記（ｃ）無機フィラーが、平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ以上３５μｍ以下である無機フィラー（ｃ１）と、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上５μｍ未満の無機フィラー（ｃ２）とを含み、
前記無機フィラー（ｃ１）の含有量が、前記（ｃ）無機フィラー全体に対して、７０質量％以上９４質量％以下であり、かつ、前記無機フィラー（ｃ２）の含有量が、前記（ｃ）無機フィラー全体に対して、６質量％以上３０質量％以下であり、
前記顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物における粒子径が１０６μｍ未満の粒子の含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して５質量％以下であり、
温度変調示差走査熱量計を用いて測定した前記封止用エポキシ樹脂組成物の粉粒体ガラス転移温度が１２℃以上３５℃以下である封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。
【００１３】
さらに、本発明によれば、上記封止用エポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形により素子を封止する電子機器の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、顆粒の互着を抑制できる高度な互着防止性を備えた封止用エポキシ樹脂組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形により半導体素子を封止して半導体装置を得る方法における、金型内に顆粒を導入する方法を説明するための概略図である。
【図２】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形により半導体素子を封止して半導体装置を得る方法における、金型の下型キャビティへの供給方法の一例の概略図である。
【図３】本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレームに搭載した半導体素子を封止して得られる半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。
【図４】本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、回路基板に搭載した半導体素子を封止して得られる半導体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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
本実施形態に係る顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物は、温度変調示差走査熱量計（Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＭＤＳＣ）を用いて測定した粉粒体ガラス転移温度が１２℃以上３５℃以下である。この粉粒体ガラス転移温度が、かかる範囲にあることによって、当該封止用エポキシ樹脂組成物粒子同士による互着を適正に抑制することができる。
【００１８】
温度変調示差走査熱量計を用いて測定した粉粒体ガラス転移温度とは、顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物の互着防止性を示す尺度である。この温度変調示差走査熱量計は、定速昇温と同時にサイン波状温度変調を加えて昇温する測定法である。このため、従来の示差走査熱量計とは異なり、比熱変化に対応したヒートフローを測定することができるようになり、より精密に樹脂組成物の互着防止性を評価することが可能となる。
【００１９】
また、温度変調示差走査熱量計を用いて測定した粉粒体ガラス転移温度は、１２℃以上３５℃以下であることが好ましく、１４℃以上３０℃以下であるとさらに好ましい。この範囲にあることによって、顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物の互着防止性がより一層向上する。
【００２０】
ここで、温度変調示差走査熱量計を用いて測定した粉粒体ガラス転移温度は、具体的に、以下のように測定することができる。粉粒体ガラス転移温度は、５℃／ｍｉｎ、大気気流下で温度変調示差走査熱量計を用いて測定し、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に従って値を求めた。
【００２１】
本発明において「顆粒状」とは、不定形状の粒子であり、粒状及び粉末状を含むものである。なお、本実施形態に係る封止用エポキシ樹脂組成物は、ＪＩＳ標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布における、特定の大きさの粒子の含有量を制御すると、封止用エポキシ樹脂組成物の互着防止性をより一層向上させることができる。
【００２２】
９ｍｅｓｈのＪＩＳ標準篩を用いて篩分により測定した封止用エポキシ樹脂組成物の粒度分布における、粒径２ｍｍ以上の粒子の含有量が、本実施形態に係る封止用エポキシ樹脂組成物に対して３質量％以下であることが好ましい。この範囲に制御することによって、互着防止性をより一層向上させることができる。なお、上記粒径２ｍｍ以上の粒子の含有量が１質量％以下であるとさらに好ましい。
【００２３】
１５０ｍｅｓｈのＪＩＳ標準篩を用いて篩分により測定した封止用エポキシ樹脂組成物の粒度分布における、粒径１０６μｍ未満の微粉の含有量についても、本実施形態に係る封止用エポキシ樹脂組成物に対して５質量％以下であることが好ましい。この範囲に制御することによって、互着防止性をより一層向上させることができる。なお、上記粒径１０６μｍ未満の微粉の含有量が３質量％以下であるとさらに好ましい。
【００２４】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、上記のとおり、（ａ）エポキシ樹脂と（ｂ）硬化剤と、（ｃ）無機フィラーとを必須成分として含むが、（ｄ）硬化促進剤、（ｅ）カップリング剤をさらに含んでいてもよい。以下、各成分について具体的に説明する。
【００２５】
［（ａ）エポキシ樹脂］
（ａ）エポキシ樹脂の例は、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、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等の結晶性エポキシ樹脂；クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、アルコキシナフタレン骨格含有フェノールアラルキルエポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の３官能型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂；トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、分子構造にビフェニル骨格を持ちエポキシ当量が１８０以上であるものを用いることが好ましい。
【００２６】
エポキシ樹脂全体の配合割合の下限値については、特に限定されないが、全樹脂組成物中に、２質量％以上であることが好ましく、４質量％以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。また、エポキシ樹脂全体の配合割合の上限値についても、特に限定されないが、全樹脂組成物中に、２２質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、粉粒体ガラス転移温度の低下が少なく、互着を適正に抑制することができ、耐半田性の低下等を引き起こす恐れが少ない。また、融け性を向上させるため、用いるエポキシ樹脂の種類に応じて配合割合を適宜調整することが望ましい。
【００２７】
［（ｂ）硬化剤］
（ｂ）硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数２〜２０の直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルプロパン、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、４，４'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサン、ジシアノジアミド等のアミン類；アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂；フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル樹脂；ナフタレン骨格やアントラセン骨格のような縮合多環構造を有するフェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物等；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類が例示される。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの内、半導体封止材料に用いる硬化剤としては、耐湿性、信頼性等の点から、１分子内に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有する化合物が好ましく、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂、トリスフェノールメタンノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；レゾール型フェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等が例示される。また、分子構造にフェニレン及び／又はビフェニル骨格を持ち水酸基当量が１６０以上であるものを用いることが好ましい。
【００２８】
硬化剤全体の配合割合の下限値については、特に限定されないが、全樹脂組成物中に、２質量％以上であることが好ましく３質量％以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、充分な流動性を得ることができる。また、硬化剤全体の配合割合の上限値についても、特に限定されないが、全樹脂組成物中に、１６質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、粉粒体ガラス転移温度の低下が少なく、互着を適正に抑制することができ、良好な耐半田性を得ることができる。また、融け性を向上させるため、用いる硬化剤の種類に応じて配合割合を適宜調整することが望ましい。
【００２９】
また、硬化剤としてフェノール樹脂系硬化剤を用いる場合においては、エポキシ樹脂全体とフェノール樹脂系硬化剤全体との配合比率としては、エポキシ樹脂全体のエポキシ基数（ＥＰ）とフェノール樹脂系硬化剤全体のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との当量比（ＥＰ）／（ＯＨ）が０．８以上、１．３以下であることが好ましい。当量比がこの範囲内であると、樹脂組成物の成形時に充分な硬化性を得ることができる。また、当量比がこの範囲内であると、樹脂硬化物における良好な物性を得ることができる。また、エリア表面実装型の半導体装置における反りの低減という点を考慮すると、樹脂組成物の硬化性及び樹脂硬化物のガラス転移温度又は熱時弾性率を高めることができるように、用いる硬化促進剤の種類に応じてエポキシ樹脂全体のエポキシ基数（Ｅｐ）と硬化剤全体のフェノール性水酸基数（Ｐｈ）との当量比（Ｅｐ／Ｐｈ）を調整することが望ましい。また、融け性を向上させるため、用いるエポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤の種類に応じて当量比を適宜調整することが望ましい。
【００３０】
［（ｃ）無機フィラー］
（ｃ）無機フィラーとしては、本発明の樹脂組成物としたとき融け性が良好であれば特に制限はなく、例えば、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶性シリカ、２次凝集シリカ等のシリカ；アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタンホワイト、タルク、クレー、マイカ、ガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも、特に溶融球状シリカが好ましい。また、粒子形状は限りなく真球状であることが好ましく、また、粒子の大きさの異なるものを混合することにより充填量を多くすることができる。また、樹脂組成物の融け性を向上させるため、溶融球状シリカを用いるのが好ましい。
【００３１】
（ｃ）無機フィラーは１種または２種以上のフィラーを混合していてもよく、その全体の比表面積（ＳＳＡ）は、５ｍ２／ｇ以下であると好ましく、下限は、０．１ｍ２／ｇ以上が好ましく、２ｍ２／ｇ以上がさらに好ましい。また、（ｃ）無機フィラー全体の平均粒径（Ｄ５０）は、１μｍ以上３０μｍ以下であると好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下がさらに好ましい。
【００３２】
無機フィラーとしては、比表面積（ＳＳＡ）及び／又は平均粒径（Ｄ５０）が異なる２種以上の無機フィラーを用いることもできる。
【００３３】
平均粒径（Ｄ５０）が相対的に大きい無機フィラーの例として、平均粒径（Ｄ５０）が好ましくは５μｍ以上３５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下の球状シリカが挙げられる。このような平均粒径（Ｄ５０）が相対的に大きい無機フィラーの含有量は、（ｃ）無機フィラー全体に対して、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上とすることができる。
【００３４】
平均粒径（Ｄ５０）が相対的に大きい無機フィラーの好ましい例として、平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ以上３５μｍ以下であり、かつ、下記（i）乃至（v）をいずれも満たす粒子径分布を備えた溶融球状シリカ（ｃ１）が挙げられる。
（ｉ）粒子径が１μｍ以下の粒子を（ｃ１）溶融球状シリカ全体を基準として、１〜４．５質量％含む、
（ｉｉ）粒子径が２μｍ以下の粒子を７質量％以上１１質量％以下含む、
（ｉｉｉ）粒子径が３μｍ以下の粒子を１３質量％以上１７質量％以下含む、
（ｉｖ）粒子径が４８μｍを超える粒子を２質量％以上７質量％以下含む、
（ｖ）粒子径が２４μｍを超える粒子を３３質量％以上４０質量％以下含む。
このような（ｃ１）溶融球状シリカの含有量は、（ｃ）無機フィラー中に好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上とすることができる。こうすることで、融け性をより優れたものとすることができる。
【００３５】
平均粒径（Ｄ５０）が相対的に大きい無機フィラーとして、比表面積が好ましくは０．１ｍ２／ｇ以上５．０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは１．５ｍ２／ｇ以上５．０ｍ２／ｇ以下の球状シリカを用いることが好ましい。このような球状シリカの含有量は、（ｃ）無機フィラー全体に対して、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上とすることができる。
【００３６】
また、平均粒径（Ｄ５０）が相対的に小さい無機フィラーの例として、平均粒径（Ｄ５０）が好ましくは０．１μｍ以上５μｍ未満の球状シリカが挙げられる。このような平均粒径（Ｄ５０）が相対的に小さい無機フィラーの含有量は、無機フィラー全体に対して、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下、さらに好ましくは、３０質量％以下とすることができる。
【００３７】
平均粒径（Ｄ５０）が相対的に小さい無機フィラーの好ましい例として、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上５μｍ未満の溶融球状シリカ（ｃ２）、より好ましい例として平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上１μｍ以下の溶融球状シリカ（ｃ３）、および平均粒径（Ｄ５０）が１μｍ以上５μｍ未満の溶融球状シリカ（ｃ４）を各々単独または組合わせて用いる例が挙げられる。
【００３８】
また、平均粒径（Ｄ５０）が相対的に小さい無機フィラーとして、比表面積が３．０ｍ２／ｇ以上１０．０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは３．５ｍ２／ｇ以上８ｍ２／ｇ以下の球状シリカが挙げられる。このような球状シリカの含有量は、（ｃ）無機フィラー全体に対して、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下とすることができる。
【００３９】
比表面積（ＳＳＡ）及び／又は平均粒径（Ｄ５０）が異なる（ｃ）無機フィラーを組み合せる場合のより好ましい態様としては、（ｃ）無機フィラー中に、（ｃ１）溶融球状シリカを７０質量％以上９４質量％以下含み、かつ、（ｃ２）溶融球状シリカを６質量％以上３０質量％以下含むことが好ましい。さらに好ましい態様としては、（ｃ）無機フィラー中に、（ｃ１）溶融球状シリカを７０質量％以上９４質量％以下含み、平均粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上１μｍ以下の溶融球状シリカ（ｃ３）を１質量％以上２９質量％以下、および平均粒径（Ｄ５０）が１μｍ以上５μｍ以下の溶融球状シリカ（ｃ４）を１質量％以上２９質量％以下含み、かつ前記（ｃ３）および（ｃ４）の合計量が６質量％以上３０質量％以下含むものとすることができる。こうすることで、よりいっそう優れた融け性が発現し好ましい。
なお、本発明において、無機フィラーの比表面積（ＳＳＡ）は、市販の比表面積計（例えば、（株）マウンテック製ＭＡＣＳＯＲＢ ＨＭ−ＭＯＤＥＬ−１２０１等）で測定して求めたものをいう。また、無機フィラーの平均粒径（Ｄ５０）及び粒子径は、市販のレーザー式粒度分布計（例えば、（株）島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００等）で測定して求めたものをいう。
【００４０】
（ｃ）無機フィラーの含有割合の下限値としては、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物全体を基準として６１質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましい。無機充填剤の含有割合の下限値が上記範囲内であると、粉粒体ガラス転移温度の低下が少なく、互着を適正に抑制することができ、樹脂組成物の硬化物物性として、吸湿量が増加したり、強度が低下したりすることがなく、良好な耐半田クラック性を得ることができる。また、無機フィラーの含有割合の上限値としては、樹脂組成物全体の９５質量％以下であることが好ましく、９２質量％以下であることがより好ましく、９０質量％以下であることが特に好ましい。無機充填剤の含有割合の上限値が上記範囲内であると、流動性が損なわれることがなく、良好な成形性を得ることができる。また、良好な耐半田性が得られる範囲内で、無機フィラーの含有量を低く設定することが好ましい。
また、前記（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、および（ｃ）無機フィラーの含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して、（ａ）２質量％以上２２質量％以下、（ｂ）２質量％以上１６質量％以下、（ｃ）６１質量％以上、９５質量％以下である時、特に互着を適正に抑制することができ、かつ優れた耐半田性等の信頼性や成形性を得ることができる。前記互着との関係は明らかではないが、封止用エポキシ樹脂組成物を一定期間保存静置した際に、粒子極表面近傍の樹脂成分がわずかずつ塑性変形を生じると隣接粒子同士が融着するが、前記範囲であると、該塑性変形が生じにくくなるのではないかと考えられる。
【００４１】
［（ｄ）硬化促進剤］
（ｄ）硬化促進剤としては、エポキシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるものであればよく、一般に封止材料に使用するものを用いることができる。具体例としては、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物；１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、イミダゾールなどのアミジン系化合物、ベンジルジメチルアミンなどの３級アミンや前記化合物の４級オニウム塩であるアミジニウム塩、アンモニウム塩などに代表される窒素原子含有化合物が挙げられる。これらのうち、硬化性の観点からはリン原子含有化合物が好ましく、流動性と硬化性のバランスの観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有する硬化促進剤がより好ましい。流動性という点を考慮するとテトラ置換ホスホニウム化合物が特に好ましく、また耐半田性の観点では、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が特に好ましく、また潜伏的硬化性という点を考慮すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が特に好ましい。また、連続成形性の観点では、テトラ置換ホスホニウム化合物が好ましい。また、コスト面を考えると、有機ホスフィン、窒素原子含有化合物も好適に用いられる。
【００４２】
本発明に係るエポキシ樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第１ホスフィン；ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第２ホスフィン；トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第３ホスフィンが挙げられる。
【００４３】
本発明に係るエポキシ樹脂組成物で用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式（１）で表される化合物等が挙げられる。
【００４４】
【化１】
0006044096.tif 000002
【００４５】
一般式（１）において、Ｐはリン原子を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して芳香族基又はアルキル基を表し、Ａはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸のアニオンを表し、ＡＨはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸を表し、ｘ及びｙは１〜３の整数であり、ｚは０〜３の整数であり、かつｘ＝ｙである。
【００４６】
一般式（１）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるが、これに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで、水を加えると、一般式（１）で表される化合物を沈殿させることができる。一般式（１）で表される化合物において、合成時の収得率と硬化促進効果のバランスに優れるという観点では、リン原子に結合するＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４がフェニル基であり、かつＡＨはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール化合物であり、かつＡは該フェノール化合物のアニオンであるのが好ましい。なお、フェノール化合物とは、単環のフェノール、クレゾール、カテコール、レゾルシンや縮合多環式のナフトール、ジヒドロキシナフタレン、複数の芳香環を備える（多環式の）ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ビフェノール、フェニルフェノール、フェノールノボラックなどを概念に含むものであり、中でも水酸基を２個有するフェノール化合物が好ましく用いられる。
【００４７】
本発明に係るエポキシ樹脂組成物で用いることができるホスホベタイン化合物としては、例えば下記一般式（２）で表される化合物等が挙げられる。
【００４８】
【化２】
0006044096.tif 000003
【００４９】
一般式（２）において、Ｘ１は炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｙ１はヒドロキシル基を表し、ａは０〜５の整数であり、ｂは０〜４の整数である。
【００５０】
一般式（２）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。
【００５１】
本発明に係るエポキシ樹脂組成物で用いることができるホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば下記一般式（３）で表される化合物等が挙げられる。
【００５２】
【化３】
0006044096.tif 000004
【００５３】
一般式（３）において、Ｐはリン原子を表し、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、互いに独立して、炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数６〜１２のアリール基を表し、Ｒ８、Ｒ９及びＲ１０は、互いに独立して、水素原子又は炭素数１〜１２の炭化水素基を表し、Ｒ８とＲ９は互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５４】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス（アルキルフェニル）ホスフィン、トリス（アルコキシフェニル）ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス（ベンジル）ホスフィン等の芳香環に無置換又はアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては１〜６の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。
【００５５】
またホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ｏ−ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもｐ−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。
【００５６】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。
【００５７】
一般式（３）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ５、Ｒ６及びＲ７がフェニル基であり、かつＲ８、Ｒ９及びＲ１０が水素原子である化合物、すなわち１，４−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が硬化したエポキシ樹脂組成物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。
【００５８】
本発明に係るエポキシ樹脂組成物で用いることができるホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式（４）で表される化合物等が挙げられる。
【００５９】
【化４】
0006044096.tif 000005
【００６０】
一般式（４）において、Ｐはリン原子を表し、Ｓｉは珪素原子を表す。Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、互いに独立して、芳香環又は複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、Ｘ２は、基Ｙ２及びＹ３と結合する有機基である。Ｘ３は、基Ｙ４及びＹ５と結合する有機基である。Ｙ２及びＹ３は、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ２及びＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｙ４及びＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ４及びＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｘ２、及びＸ３は互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、及びＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｚ１は芳香環又は複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。
【００６１】
一般式（４）において、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等の置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。
【００６２】
また、一般式（４）において、Ｘ２は、Ｙ２及びＹ３と結合する有機基である。同様に、Ｘ３は、基Ｙ４及びＹ５と結合する有機基である。Ｙ２及びＹ３はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Ｙ２及びＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にＹ４及びＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Ｙ４及びＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基Ｘ２及びＸ３は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、及びＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式（４）中の−Ｙ２−Ｘ２−Ｙ３−、及び−Ｙ４−Ｘ３−Ｙ５−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを２個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、好ましくは分子内にカルボキシル基または水酸基を少なくとも２個有する有機酸が好ましく、さらに芳香環を構成する炭素上にカルボキシル基または水酸基を少なくとも２個有する芳香族化合物が好ましく、さらには芳香環を構成する隣接する炭素上に水酸基を少なくとも２個有する芳香族化合物がより好ましい。例えば、カテコール、ピロガロール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，２'−ビフェノール、１，１'−ビ−２−ナフトール、サリチル酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、２−ヒドロキシベンジルアルコール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，２−プロパンジオール及びグリセリン等が挙げられる。これらの中でも、原料入手の容易さと硬化促進効果のバランスという観点では、カテコール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。
【００６３】
また、一般式（４）中のＺ１は、芳香環又は複素環を有する有機基又は脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基及びビニル基等の反応性置換基などが挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。
【００６４】
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、２，３−ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。
【００６５】
硬化促進剤全体の配合割合の下限値は、全樹脂組成物中０．１質量％以上であることが好ましい。硬化促進剤全体の配合割合の下限値が上記範囲内であると、充分な硬化性を得ることができる。また、硬化促進剤全体の配合割合の上限値は、全樹脂組成物中１質量％以下であることが好ましい。硬化促進剤全体の配合割合の上限値が上記範囲内であると、充分な流動性を得ることができる。また、融け性を向上させるため、用いる硬化促進剤の種類に応じて配合割合を適宜調整することが望ましい。
【００６６】
［（ｅ）カップリング剤］
（ｅ）カップリング剤としては、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、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を用いることができる。これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、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トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロ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−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、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］アミノプロピルトリエトキシシラン、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、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルーブチリデン）プロピルアミンの加水分解物等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート等のチタネート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。
【００６７】
（ｅ）カップリング剤の配合量は、（ｃ）無機フィラーに対して０．０５質量％以上３質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上２．５質量％以下がより好ましい。０．０５質量％以上とすることで、フレームを良好に接着することができ、３質量％以下とすることで、成形性を向上させることができる。
【００６８】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、上記の成分以外に、必要に応じて、カーボンブラック等の着色剤；天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸もしくはその金属塩類、パラフィン、酸化ポリエチレン等の離型剤；シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力剤；ハイドロタルサイト等のイオン捕捉剤；水酸化アルミニウム等の難燃剤；酸化防止剤等の各種添加剤を配合することができる。
【００６９】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記成分を混合混練した後、粉砕，造粒，押出切断，篩分等の各種の手法を単独または組み合わせることにより、粉粒状にすることができる。例えば、各原料成分をミキサーで予備混合後、ロール、ニーダー又は押出機等の混練機により加熱混練後、複数の小孔を有する円筒状外周部と円盤状の底面から構成される回転子の内側に、溶融混練された樹脂組成物を供給し、その樹脂組成物を、回転子を回転させて得られる遠心力によって小孔を通過させて得る方法（以下、「遠心製粉法」とも言う。）；前記と同様の混練後、冷却、粉砕工程を経て粉砕物としたものを、篩を用いて粗粒と微紛の除去を行って得る方法（以下、「粉砕篩分法」とも言う。）；各原料成分をミキサーで予備混合後、スクリュー先端部に小径を複数配置したダイを設置した押出機を用いて、加熱混練を行うとともに、ダイに配置された小孔からストランド状に押し出されてくる溶融樹脂をダイ面に略平行に摺動回転するカッターで切断して得る方法（以下、「ホットカット法」とも言う。）等が挙げられる。いずれの方法でも混練条件、遠心条件、篩分条件、切断条件等を選ぶことにより本発明の粒度分布や、嵩密度を得ることができる。特に好ましい製法としては、遠心製粉法であり、これにより得られる粉粒状のエポキシ樹脂組成物は、本発明の粒度分布や、嵩密度を安定して発現させることができるため、搬送路上での搬送性や固着防止に対して好ましい。また、遠心製粉法では、粒子表面をある程度滑らかにすることができるため、粒子同士が引っかかったり、搬送路面との摩擦抵抗が大きくなったりすることもなく、搬送路への供給口でのブリッジ（詰まり）の防止、搬送路上での滞留の防止に対しても好ましい。また、遠心製粉法では、溶融した状態から遠心力を用いて形成させるため、粒子内に空隙がある程度含まれた状態となり、嵩密度をある程度低くできるため、圧縮成形における搬送性に関して有利である。
【００７０】
一方、粉砕篩分法は、篩分により発生する多量の微粉及び粗粒の処理方法を検討する必要はあるものの、篩分装置等はエポキシ樹脂組成物の既存製造ラインで使用されているものであるため、従来の製造ラインをそのまま使用できる点で好ましい。また、粉砕篩分法は、粉砕前に溶融樹脂をシート化する際のシート厚の選択、粉砕時の粉砕条件やスクリーンの選択、篩分時の篩の選択等、本発明の粒度分布を発現させるため独立して制御可能な因子が多いため、所望の粒度分布に調整するための手段の選択肢が多い点で好ましい。また、ホットカット法も、例えば、押出機の先端にホットカット機構を付加する程度で、従来の製造ラインをそのまま利用できる点で好ましい。本発明の粉粒状の封止用エポキシ樹脂組成物を得るための製法の一例である遠心製粉法については、例えば、特開２０１０−１５９４００号公報に記載の方法がある。
【００７１】
次に、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形により半導体素子を封止してなる本発明の半導体装置について説明する。まず、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形により半導体素子を封止して半導体装置を得る方法を説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物の秤量及び金型キャビティへの供給方法の概念図を図１、２に示す。粉粒状のエポキシ樹脂組成物を瞬時に下型キャビティ１０４内に供給することができるシャッター等の樹脂材料供給機構を備えた樹脂材料供給容器１０２上に、振動フィーダー１０１等の搬送手段を用いて粉粒状の樹脂組成物１０３を一定量搬送し、粉粒状の樹脂組成物１０３が入れられた樹脂材料供給容器１０２を準備する（図１参照。）。この際、樹脂材料供給容器１０２における粉粒状の樹脂組成物１０３の計量は、樹脂材料供給容器１０２の下に設置した計量手段により行うことができる。次に、圧縮成形金型の上型と下型の間に、粉粒状の樹脂組成物１０３が入れられた樹脂材料供給容器１０２を設置するとともに、半導体素子を搭載したリードフレーム又は回路基板を、クランプ、吸着等の固定手段により圧縮成形金型の上型に、半導体素子搭載面が下側になるようにして固定する（図示せず。）。尚、リードフレーム又は回路基板が貫通する部分のある構造の場合は、半導体素子搭載面の反対側の面にフィルム等を用いて裏打ちをする。
【００７２】
次いで、樹脂材料供給容器１０２の底面を構成するシャッター等の樹脂材料供給機構により、秤量された粉粒状の樹脂組成物１０３を下型キャビティ１０４内へ供給すると（図２参照。）、粉粒状の樹脂組成物１０３は下型キャビティ１０４内で所定温度にて溶融される。さらに、樹脂材料供給容器１０２を金型外へ搬出したのち、必要に応じてキャビティ内を減圧下にしながら、圧縮成形機により型締めを行って、溶融した樹脂組成物が半導体素子を取り囲むようにキャビティ内に充填させ、さらに所定時間樹脂組成物を硬化させることにより、半導体素子を封止成形する。所定時間経過後、金型を開き、半導体装置の取り出しを行う。なお、キャビティ内を減圧下にして脱気成形することは必須ではないが、樹脂組成物の硬化物中のボイドを低減できるため好ましい。また、リードフレーム又は回路基板に搭載される半導体素子は、複数であってもよく、かつ積層又は並列して搭載されていてもよい。
【００７３】
本発明の半導体装置で封止される半導体素子としては、特に限定されるものではなく、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。
【００７４】
本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、ＭＡＰタイプのＢＧＡ等が挙げられる。又、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）、クワッド・フラット・ノンリーデッド・パッケージ（ＱＦＮ）、スモールアウトライン・ノンリーデッド・パッケージ（ＳＯＮ）、リードフレーム・ＢＧＡ（ＬＦ−ＢＧＡ）等にも適用可能である。  
【００７５】
圧縮成形で樹脂組成物の硬化物により半導体素子を封止した本発明の半導体装置は、そのまま、或いは８０℃から２００℃程度の温度で、１０分から１０時間程度の時間をかけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。
【００７６】
以下に、リードフレーム又は回路基板と、リードフレーム又は回路基板上に積層又は並列して搭載された１以上の半導体素子と、リードフレーム又は回路基板と半導体素子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、半導体素子とボンディングワイヤを封止する封止材とを備えた半導体装置について、図を用いて詳細に説明するが、本発明はボンディングワイヤを用いたものに限定されるものではない。
【００７７】
図３は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレームに搭載した半導体素子を封止して得られる半導体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４０３上に、ダイボンド材硬化体４０２を介して半導体素子４０１が固定されている。半導体素子４０１の電極パッドとリードフレーム４０５との間はワイヤー４０４によって接続されている。半導体素子４０１は、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化体で構成される封止材４０６によって封止されている。
【００７８】
図４は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いて、回路基板に搭載した半導体素子を封止して得られる半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。回路基板４０８上にダイボンド材硬化体４０２を介して半導体素子４０１が固定されている。半導体素子４０１の電極パッドと回路基板４０８上の電極パッドとの間はワイヤー４０４によって接続されている。本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化体で構成される封止材４０６によって、回路基板４０８の半導体素子４０１が搭載された片面側のみが封止されている。回路基板４０８上の電極パッド４０７は回路基板４０８上の非封止面側の半田ボール４０９と内部で接合されている。
【００７９】
なお、本発明のエポキシ樹脂組成物は、集積回路、大規模集積回路などの半導体素子に限定されず、種々の素子、例えば、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子、コンデンサ、抵抗、ＬＥＤなどを封止することができる。
【００８０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．圧縮成形により素子を封止するために用いられる顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物であって、
（ａ）エポキシ樹脂と、（ｂ）硬化剤と、（ｃ）無機フィラーとを必須成分として含み、
温度変調示差走査熱量計を用いて測定した前記封止用エポキシ樹脂組成物の粉粒体ガラス転移温度が１２℃以上３５℃以下である封止用エポキシ樹脂組成物。
２．前記顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物における粒子径が２ｍｍ以上の粒子の含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して３質量％以下である１．に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
３．前記顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物における粒子径が１０６μｍ未満の粒子の含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して５質量％以下である１．または２．に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
４．前記（ａ）エポキシ樹脂、前記（ｂ）硬化剤、および前記（ｃ）無機フィラーの含有量が、前記封止用エポキシ樹脂組成物の総量に対して、（ａ）２質量％以上２２質量％以下、（ｂ）２質量％以上１６質量％以下、（ｃ）６１質量％以上、９５質量％以下である１．乃至３．のいずれか一つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
５．前記（ｂ）硬化剤がフェノール樹脂である１．乃至４．のいずれか一つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
６．（ｄ）硬化促進剤をさらに含み、前記（ｄ）硬化促進剤がテトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、及び、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物からなる群から選択されるリン原子含有化合物である、１．乃至５．のいずれか１つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
７．（ｅ）カップリング剤をさらに含み、前記カップリング剤が２級アミノ基を有するシランカップリング剤である、１．乃至６．のいずれか１つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
８．前記素子が半導体素子である、１．乃至７．のいずれか１つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
９．１．乃至８．のいずれか１つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、圧縮成形により素子を封止してなる電子機器。
１０．１．乃至８．のいずれか１つに記載の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、圧縮成形により素子を封止する電子機器の製造方法。
【実施例】
【００８１】
実施例、比較例で用いた成分について下記に示す。
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬（株）製ＮＣ３０００)
エポキシ樹脂２：ビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ４０００Ｈ)
【００８２】
（フェノール樹脂）
フェノール樹脂１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ)
フェノール樹脂２：フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂（三井化学（株）製、ＸＬＣ−４Ｌ)
【００８３】
（無機フィラー）
球状無機フィラー１：球状溶融シリカ（平均粒径１６μｍ、比表面積２．１ｍ２／ｇ）
球状無機フィラー２：球状溶融シリカ（平均粒径１０μｍ、比表面積４．７ｍ２／ｇ）
球状無機フィラー３：球状溶融シリカ（平均粒径３２μｍ、比表面積１．５ｍ２／ｇ）
【００８４】
球状無機フィラー１〜３中の粒子径の分布を表１に示す。
【００８５】
【表１】
0006044096.tif 000006
【００８６】
微球無機フィラー１：球状溶融シリカ（平均粒径０．５μｍ、比表面積６．１ｍ２／ｇ）
微球無機フィラー２：球状溶融シリカ（平均粒径１．５μｍ、比表面積４．０ｍ２／ｇ）
【００８７】
（その他の成分）
硬化促進剤：トリフェニルホスフィン
カップリング剤：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
カーボンブラック
ワックス：カルナバワックス
【００８８】
＜実施例１＞
表２で示す配合の封止用エポキシ樹脂組成物の原材料をスーパーミキサーにより５分間粉砕混合したのち、この混合原料を直径６５ｍｍのシリンダー内径を持つ同方向回転二軸押出機にてスクリュー回転数３０ｒｐｍ、１００℃の樹脂温度で溶融混練した。次に、直径２０ｃｍの回転子の上方より溶融混練された樹脂組成物を２ｋｇ／ｈｒの割合で供給し、回転子を３０００ｒｐｍで回転させて得られる遠心力によって、１１５℃に加熱された円筒状外周部の複数の小孔（孔径２．５ｍｍ）を通過させた。その後、冷却することで顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物を得た。得られた顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物は、１５℃で相対湿度を５５％ＲＨに調整した空気気流下３時間撹拌した。この封止用エポキシ樹脂組成物の性状は表２に示す。
【００８９】
さらに前記封止用エポキシ樹脂組成物を縦横３２ｃｍ、高さ２０ｃｍの段ボールケースにポリ袋を用いて収納、封緘し、段ボールケースをガムテープで閉じた後、１週間−５℃の冷凍庫に保存した。
【００９０】
その後、段ボールケースを開封しないまま２５℃の部屋で３時間常温戻しを行った後、圧縮成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、ＰＭＣ１０４０）の所定の位置に封止用エポキシ樹脂組成物を投入したが、塊状物は全く見られなかった。さらに振動フィーダー上、樹脂材料供給容器上、金型上にそれぞれ搬送、散布された封止用エポキシ樹脂組成物にも全く塊状物は見られなかった。
【００９１】
＜実施例２、３、および５＞
表２に示す配合で実施例１と同様に顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物を得た後、１５℃で相対湿度を５５％ＲＨに調整した空気気流下３時間撹拌した。封止用エポキシ樹脂組成物の性状は表２に示す。
【００９２】
さらに前記封止用エポキシ樹脂組成物を縦横３２ｃｍ、高さ２０ｃｍの段ボールケースにポリ袋を用いて収納、封緘し、段ボールケースをガムテープで閉じた後、１週間−５℃の冷凍庫に保存した。
【００９３】
その後、段ボールケースを開封しないまま２５℃の部屋で３時間常温戻しを行った後、圧縮成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、ＰＭＣ１０４０）の所定の位置に封止樹脂組成物を投入したが、塊状物は全く見られなかった。さらに振動フィーダー上、樹脂材料供給容器上、金型上にそれぞれ搬送、散布された封止樹脂組成物にも全く塊状物は見られなかった。
【００９４】
＜実施例４＞
表２で示す配合の封止用エポキシ樹脂組成物の原材料をスーパーミキサーにより５分間粉砕混合したのち、この混合原料を直径６５ｍｍのシリンダー内径を持つ同方向回転二軸押出機にてスクリュー回転数３０ＲＰＭ、１００℃の樹脂温度で溶融混練し、冷却、粉砕工程を経て粉砕物とした。得られた粉砕物を、篩を用いて粗粒と微紛の除去を行って粉粒状の封止樹脂組成物を得た。得られた顆粒状の封止用エポキシ樹脂組成物は、１５℃で相対湿度を５５％ＲＨに調整した空気気流下３時間撹拌した。封止用エポキシ樹脂組成物の性状は表２に示す。
【００９５】
さらに前記封止用エポキシ樹脂組成物を縦横３２ｃｍ、高さ２０ｃｍの段ボールケースにポリ袋を用いて収納、封緘し、段ボールケースをガムテープで閉じた後、１週間−５℃の冷凍庫に保存した。
【００９６】
その後、段ボールケースを開封しないまま２５℃の部屋で３時間常温戻しを行った後、圧縮成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、ＰＭＣ１０４０）の所定の位置に封止用エポキシ樹脂組成物を投入したが、塊状物は全く見られなかった。さらに振動フィーダー上、樹脂材料供給容器上、金型上にそれぞれ搬送、散布された封止用エポキシ樹脂組成物にも全く塊状物は見られなかった。
【００９７】
＜比較例１〜３＞
表２に示す配合で比較例１および３は、１５℃で相対湿度を５５％ＲＨに調整した空気気流下３時間撹拌する工程を実施しなかった以外は実施例１と同様に、比較例２は１５℃で相対湿度を５５％ＲＨに調整した空気気流下３時間撹拌する工程を実施しなかった以外は実施例４と同様の方法で、封止用エポキシ樹脂組成物を得た。封止用エポキシ樹脂組成物の性状は表２に示す。
【００９８】
さらに前記封止用エポキシ樹脂組成物を縦横３２ｃｍ、高さ２０ｃｍの段ボールケースにポリ袋を用いて収納、封緘し、段ボールケースをガムテープで閉じた後、１週間−５℃の冷凍庫に保存した。
【００９９】
その後、段ボールケースを開封しないまま２５℃の部屋で３時間常温戻しを行った後、圧縮成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、ＰＭＣ１０４０）の所定の位置に封止用エポキシ樹脂組成物を投入したところ、塊状物が見られた。さらに振動フィーダー、樹脂材料供給容器、金型上にそれぞれ搬送、散布された封止用エポキシ樹脂組成物にも塊状物が見られた。
【０１００】
＜評価方法＞
実施例及び比較例における粉粒状の封止用エポキシ樹脂組成物を下記の方法で評価した。
【０１０１】
１．比表面積（ＳＳＡ）
（株）マウンテック製ＭＡＣＳＯＲＢ ＨＭ−ＭＯＤＥＬ−１２０１を使用し、ＢＥＴ流動法により評価した。
【０１０２】
２．平均粒径（Ｄ５０）
（株）島津製作所製、ＳＡＬＤ−７０００を使用し、レーザー回折式粒度分布測定法にて評価した。Ｄ５０はメジアン径である。
【０１０３】
３．１０６μｍ未満の微粉量、および２ｍｍ以上の粗粒量
ロータップ振動機に備え付けた目開き２．００ｍｍ及び１０６μｍのＪＩＳ標準篩を用いて決定した。これらの篩を２０分間に亘って振動させながら４０ｇの試料を篩に通して分級して各篩に残る粒状体や粒体の重量を計測した。このように計測した重量を分級前の試料の重量を基準にして粒径が１０６μｍ未満の微粉量及び２ｍｍ以上の粗粒量の重量比を算出した。
【０１０４】
４．スパイラルフロー
低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＡＮＳＩ／ＡＳＴＭ  Ｄ  ３１２３−７２に準じたスパイラルフロー測定用金型に、１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒の条件で、各実施例および各比較例の封止用エポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定し、これをスパイラルフロー（ｃｍ）とした。
【０１０５】
５．ＭＤＳＣを用いて測定した封止用エポキシ樹脂組成物の粉粒体ガラス転移温度（Ｔｇ）
温度変調示差走査熱量計を使用し、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物（硬化前のもの）を５℃／ｍｉｎ、大気下で測定し、ＪＩＳＫ７１２１に従って値を求めた。
【０１０６】
６．ワイヤー変形
厚み０．５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ２１０ｍｍの回路基板上に、厚み０．３ｍｍ、９ｍｍ角の半導体素子を銀ペーストにて接着し、幅２５μｍ、長さ約５ｍｍの金線ワイヤーをピッチ間隔６０μｍで半導体素子と回路基板に接合したものを、圧縮成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、ＰＭＣ１０４０）により一括で封止成形し、ＭＡＰ成形品を得た。この際の成形条件は、金型温度１７５℃、成形圧力３．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒で行った。次いで、得られたＭＡＰ成形品をダイシングにより個片化し、模擬半導体装置を得た。得られた模擬半導体装置におけるワイヤー流れ量を、軟Ｘ線装置（ソフテックス株式会社製、ＰＲＯ−ＴＥＳＴ−１００）を用いてパッケージの対角線上にある最も長い金ワイヤー４本（長さ５ｍｍ）の平均の流れ率を測定し、ワイヤー流れ率（ワイヤー流れ量／ワイヤー長×１００（％））を算出した。
【０１０７】
評価結果は、表２に示す。
【０１０８】
【表２】
0006044096.tif 000007
【０１０９】
温度変調示差走査熱量計を用いて測定した封止用エポキシ樹脂組成物の粉粒体ガラス転移温度は、顆粒状の封止用エポキシ樹脂粒子同士の互着防止性を表す指標となる。ＭＤＳＣによる粉粒体ガラス転移温度が特定の範囲内の値を示す場合、封止用エポキシ樹脂組成物粒子同士の互着を適正に抑制することができる。表２からも分かるように、実施例１〜５の封止用エポキシ樹脂組成物は、いずれも特定の範囲内の値を示すＭＤＳＣによる粉粒体ガラス転移温度を有している。
【０１１０】
実際に、実施例に記載の材料で製造した封止用エポキシ樹脂組成物では、一定期間静置保存しても粒子同士の互着が生じなかった。また、実施例に記載の封止用エポキシ樹脂組成物には、塊状物は存在せず、ワイヤー変形量が小さかった。一方、比較例に記載の封止用エポキシ樹脂組成物では、成形機に投入する際、塊状物が散見され、金型上で塊状物が十分に溶融せず、ワイヤー変形が大きくなった。この理由は明らかではないが、比較例では静置保存している間に封止用エポキシ樹脂組成物の粒子極表面がわずかずつ塑性変形し、隣接粒子と融着していくのではないかと考えられる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０１ 振動フィーダー
１０２ 樹脂材料供給容器
１０３ エポキシ樹脂組成物
１０４ 下型キャビティ
４０１ 半導体素子
４０２ ダイボンド材硬化体
４０３ ダイパッド
４０４ ワイヤー
４０５ リードフレーム
４０６ 封止材
４０７ 電極パッド
４０８ 回路基板
４０９ 半田ボール
【図１】
0006044096.tif 000008
【図２】
0006044096.tif 000009
【図３】
0006044096.tif 000010
【図４】
0006044096.tif 000011