(57)【要約】【課題】  樹脂と基板との高密着化、低吸湿化、実装信頼性に優れ、ひいては低変色性の（光）半導体封止用粉末状樹脂組成物を提供する。【解決手段】  成分（Ａ）：１分子中に１以上のエピスルフィド基を有する化合物からのエピスルフィド樹脂とともに、成分（Ｂ）：酸無水物を必須成分として含有する樹脂組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分（Ａ）および（Ｂ）を必須成分として含有することを特徴とする、半導体封止用樹脂組成物。
成分（Ａ）：１分子中に１以上のエピスルフィド基を有するエピスルフィド化合物樹脂成分（Ｂ）：酸無水物
【請求項２】
成分（Ａ）が次式で表わされるエピスルフィド化合物の樹脂であって、その含有率が樹脂全体量の０．１〜５０ｗｔ％の範囲内であることを特徴とする請求項１の半導体封止用樹樹脂組成物。
【化１】
2006063192.tif 000004
【請求項３】
請求項１または２の半導体封止用組成物をもって封止してなることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＩＣ、トランジスタ、ダイオード、メモリー等の半導体素子や、ＬＥＤ、フォトトランジスター、フォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、ＥＰＲＯＭ等の光半導体素子を封止するために用いられる半導体封止用樹脂組成物と、これを用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の封止材料として、密着性、耐湿性、電気絶縁性、耐熱性等に優れる点から、粉末状からなるエポキシ樹脂組成物を用いて樹脂封止することが普通に行われている。なかでも、粉末状のものをタブレット化したエポキシ樹脂組成物によるトランスファーモールドでの樹脂封止は、作業性並びに、量産性の面でも優れている。
【０００３】
また、成形方式としては、大型タブレットを使用し、１回の成形で多数の半導体装置をトランスファーモールドするコンベンショナル方式や、樹脂の利用効率を追求することを目的とした、ミニタブレットを使用したマルチプランジャー方式、粉状樹脂組成物を使用し、成形機内で予めスティック状に加圧成形した後、スティック状物を溶融させ金型に注入しトランスファーモールドするタイプの生産性に優れた成形する方式が導入されてきている。
【０００４】
近年では、環境対応の観点から鉛を含まない半田（高温半田）を用いた回路板への実装方式が主流となっており、実装時に加わる高い熱ストレスによる半導体装置の実装信頼性の向上や、車載用途への展開を行うための、耐熱応力特性、耐湿信頼性の向上が、封止樹脂に求められる課題となっている。
【０００５】
このため、半導体封止用樹脂組成物としては、ジシクロペンタジエン骨格や、ナフタレン骨格をもつ低吸湿樹脂の配合設計への導入や、樹脂にビフェニル骨格等の結晶性樹脂を使用することにより、低粘度化を達成し、その分低吸湿化、低α化、高熱時強度化を狙った無機充填剤の高充填配合設計が検討されている。
【０００６】
しかし、従来では、エポキシ樹脂を使用する上で、どうしても架橋点（反応点）で水との親和力の高い水酸基が発生するため、樹脂単体での大幅な低吸湿化には限界がある。
【０００７】
また、これらエポキシ樹脂組成物を光半導体封止用へも展開使用とした場合には、上記低吸湿樹脂自体が着色しているため、必要な波長領域での透明性の確保が困難であったり、無機充填剤と樹脂組成物の屈折率の違いによる透過率の低下が生じるため、無機充填剤を高充填化することが非常に困難となっている。
【０００８】
このような状況において、近年、耐熱性、耐湿性等を向上させるとの観点から、１分子中に１以上のエピスルフィド（Episulfide）基を有するエピスルフィド化合物の樹脂を配合した半導体封止用樹脂組成物が提案されている（特許文献１−４）。
【０００９】
これらはエピスルフィド樹脂という特徴のある組成物ではあるが、これまでの提案によっても耐熱性、耐湿性等の点において必ずしも実用的に満足できるものなく、しかも変色、着色性が避けられないことから光半導体の封止用に使用することも難しいという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−４１１１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６８０７１号公報
【特許文献３】特開２００１−３４２３４５号公報
【特許文献４】特開２００４−１４２１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明は、以上のとおりの背景から、従来の問題点を解消し、耐熱性、耐湿性の向上を図り、樹脂と基材との高密着化、低吸湿化、ひいては実装信頼性に優れた半導体封止用粉末状樹脂組成物及び半導体装置を提供することを課題とし、さらには、光半導体封止用に用いた場合にも、低変色、低着色特性に優れた光半導体封止用粉末状樹脂組成物及び光半導体装置を提供することをも課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、上記の課題を解決するものとして以下のことを特徴としている。
＜１＞成分（Ａ）：１分子中に１ケ以上のエピスルフィド基を有するエピスルフィド化合物樹脂と成分（Ｂ）：酸無水物を必須成分とする半導体封止用粉末状樹脂組成物。
＜２＞成分（Ａ）が次式
【００１２】
【化２】
2006063192.tif 000002
で表わされるエピスルフィド化合物の樹脂であって、その含有率が樹脂全体量の０．１〜５０ｗｔ％の範囲内である。
＜３＞上記樹脂組成物を用いて封止した半導体装置とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記の本願発明＜１＞によれば、成分（Ａ）と成分（Ｂ）との特有の組合わせを必須とすることで、半導体の封止に際し、従来の問題点を解消して、耐熱性、耐湿性等を向上させ、樹脂と基板との高密着化、低吸湿化、ひいては実装信頼性を優れたものとすることができる。また、光半導体の封止用としても低変色、低着色性という優れた効果が得られる。
【００１４】
成分（Ａ）を特定のエピスルフィド化合物の樹脂とし、しかもその配合割合を特定範囲とする本願発明＜２＞により、上記のとおりの効果はより向上される。
【００１５】
そして、以上のような優れた効果を有する樹脂封止半導体装置が本願発明＜３＞により実現されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１７】
本願発明の半導体封止用粉末状樹脂組成物において必須成分とされている成分（Ａ）のエピスルフィド化合物樹脂については、上記のとおり、１分子中に１以上のエピスルフィド基を有する各種化合物の樹脂から選択されてよい。
【００１８】
使用できるエピスルフィド化合物の樹脂としては、たとえば、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等から得られるモノエピスルフィド化合物の樹脂、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェノール型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クロゾールノボラック型等のエピスルフィド樹脂、アミノフェノールのエポキシ樹脂やジアミノジフェニルメタンのエポキシ樹脂から得られるエピスルフィド樹脂、フタル酸やヘキサヒドロフタル酸のグルシジルエステルから得られるエピスルフィド樹脂、１，４−ブタンジオールや１，６−ヘキサンジオール等のジグリシジルエーテルより得られる脂肪族エピスルフィド樹脂、水添ビスフェノールＡのエポキシ樹脂等から得られる脂環式エピスルフィド樹脂、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３′，４′−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等より得られる環状脂肪族エピスルフィド樹脂、ブロム化ビスゲノールＡやブロムフェノール等から得られるブロム化エピスルフィド樹脂、トリス（フェニルグルシジルエーテル）メタン等から得られる多官能エピスルフィド樹脂等が挙げられる。
【００１９】
なかでも、フェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型樹脂、ビフェニル型、ノボラック型等の芳香族エピスルフィド樹脂は、耐熱性、耐湿性のバランスに優れた硬化物を得ることができるため、より好ましい。
【００２０】
特に、成分（Ａ）としては、上記式により示される化合物の樹脂とすることが考慮に考慮される。通常成分（Ａ）の樹脂全体量に対しての配合は０．０５〜６０ｗｔ％の範囲が考慮されるが、上記化合物の樹脂の場合には０．１〜５０ｗｔ％の範囲とすること、さらには５〜４５ｗｔ％の範囲とすることが好適に考慮される。０．０５ｗｔ％未満の場合には耐湿性が低下する傾向にあり、６０ｗｔ％を超える場合には耐熱性の向上があまり期待できなくなる。
【００２１】
一方、必須成分（Ｂ）としての酸無水物については、脂肪族、脂環式、あるいは芳香族のカルボン酸の無水物の適宜なものが使用される。この酸無水物は、たとえば無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサンヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸等の各種のものであってよい。
【００２２】
これらの酸無水物は、実質的には硬化剤として作用するものであり、樹脂全体量の０．１〜５０ｗｔ％の範囲が一般的に考慮される。なかでも、１〜３５ｗｔ％の範囲が好ましい。０．１ｗｔ％未満では所要の効果が得られにくく、そして５０ｗｔ％を超える場合には硬化が早くなり、充填不良など成形性が悪くなる。
【００２３】
以上のような成分（Ａ）（Ｂ）を必須とする本願発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シラン化合物、その他添加剤成分、必要に応じて有機・無機充填材を溶解混合又は、ミキサー、ブレンダー等で均一にドライブレンドした後、３本ロール、ニーダー等の連続混合機で溶融混練し、これを冷却・固化した後、粉砕することにより製造される。また、必要に応じてタブレット状、スティック状に成形することにより製造することができる。そして、このようにして得られたエポキシ樹脂組成物をトランスファー成形して光半導体素子の封止に用いることにより、光半導体装置を製造することができる。
【００２４】
たとえばエポキシ樹脂を用いる場合としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を持っていれば特に制限はない。たとえば、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、脂肪族系エポキシ樹脂等が挙げられる。また、上記エポキシ樹脂の芳香格部に水素添化したエポキシ樹脂等が上げられる。また、光半導体用エポキシ樹脂組成物には比較的着色の少ないものが好ましい。さらにこれらを単独でも併用して用いても差し支えない。
【００２５】
エポキシ樹脂を用いる場合の硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応するものであれば特に制限はない。成分（Ｂ）の酸無水物と併用できる硬化剤として、たとえば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾールシン等とホルムアルデヒドとを縮合反応して得られるノボラック型フェノール樹脂、液状ポリメルカプタンやポリサルファイド樹脂等のポリメルカプタン系硬化剤、等がある。この他にアミン系硬化剤も挙げられるが、硬化時の変色が大きいため使用する際は添加量等に注意を要する。また、光半導体用エポキシ樹脂組成物には比較的着色の少ないものが好ましい。さらには、これらを単独でも併用して用いても差し支えない。
【００２６】
エポキシ樹脂と成分（Ｂ）の酸無水物及び併用できる硬化剤の当量比は、色目や硬化物物性の点からもエポキシ樹脂全量／硬化剤の全量の当量比＝０．７〜２であるのが好ましい。さらに好ましいのは０.８〜１.３である。当量比が0.7未満では硬化が早すぎ、充填不良を発生させやすくなるなど成形性が悪くなる。当量比が２を越すと硬化が十分に進まない恐れがある。
【００２７】
エポキシ樹脂を用いる場合の硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と硬化剤の反応を促進させる作用があるものであれば特に制限はない。例えば、トリフェニルフォスフィン、ジフェニルフォスフィン等の有機フォスフィン系硬化促進剤、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等の３級アミン系硬化促進剤及びその有機酸塩類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の有機酸塩類、１−ベンジル，２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。また、光半導体用エポキシ樹脂組成物には比較的着色の少ないものが好ましい。更には、これらを単独でも併用して用いても差し支えない。また、上記硬化促進剤の含有率は、０．０５〜５ｗｔ％であるのが好ましい。添加量が０．０１ｗｔ％以下の時、エポキシ樹脂と硬化剤の反応の充分な促進効果が得られず、成形サイクルが悪化する。また、５ｗｔ％以上では、ゲル化時間が短くなりすぎるため、ボイドや未充填等の成形性悪化を引き起こす原因となる。
【００２８】
無機充填剤を用いる場合の無機化合物としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム等に代表される金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化硼素等に代表される金属窒化物、炭化珪素等に代表される金属炭化物、硼化チタンに代表される金属硼化物、銅紛等に代表される金属単体、ＺｎＳ：Ｃｕ系、ＹＡＧ系、Ｅｕ系等に代表される蛍光剤、無アルカリガラス等が上げられるが代表例に制限されるものではない。但し、無色透明な成形体を得るためには、シリカやガラス等に代表される用に無機化合物自体が無着色透明でものが好ましい。これらの無水充填剤を用いる場合には全体量の３０〜９０ｗｔ％の範囲とすることにより、耐吸湿性を大きく向上させることができる。９０％を超える場合には密着力や光透過性が低下する傾向となる。
【００２９】
また、本願発明に用いられる樹脂組成物は、上記以外に必要に応じて変色防止剤、劣化防止剤、染料、紫外線吸収剤、その他シラン系カップリング剤、変性剤、可塑剤、光拡散剤、希釈剤等を配合しても差し支えない。
【００３０】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００３１】
エピスルフィド樹脂とともに酸無水物を配合したエポキシ樹脂組成物を表１の実施例１〜５のとおりの組成（重量％）で調製した。また比較例１〜３の組成物も調製した。
【００３２】
この組成物を硬化させてその特性を評価した。評価は以下のとおり行った。
［評価］
１）テストピースの作製：
金型温度１５０℃、キュア時間１５０ｓでエポキシ樹脂組成物を金型を用いてトランスファー成形した後、１５０℃で２時間ポストキュアしたものを用いた。
【００３３】
２）光透過率の評価：
５０φ×１ｍｍｔのテストピースを上記方法にて作製し、テストピースを作製した。次に島津製作所製の積分球付き分光光度計を使用し、２５０〜１１００ｎｍの波長における光透過率を測定した。
【００３４】
３）吸湿率の測定
５０φ×３ｍｍｔのテストピースを上記方法にて作製し、テストピースを作製した。
【００３５】
成形品を１２５℃−１６ｈｒでベーク処理をし、室温までデシケータ中で冷却する。その後、電子天秤で初期重量を測定し、高温高湿試験機で８５℃／８５％ＲＨ／２０ｈｒ処理する。室温まで冷却したものの重量を測定し、重量増加分÷初期重量×１００で吸湿率（％）データを測定した。
【００３６】
４）密着性の測定
４２／Ａｇメッキ、Ｃｕ／Ａｇメッキ及びＣｕ／Ｐｄ／Ａｕメッキ板に接着面積が１ｃｍ2のプリン形状の成形品をモールドし、常温での密着力をオートグラフ（島津製作所製）にて測定した。
【００３７】
５）耐リフロー性の評価
光ピックアップ用の受光ＰＫＧ（４×５×１．８ｍｍｔ）を上記方法にて２０ケ作製し、評価に用いた。ＰＫＧを乾燥（１２５℃／１６ｈｒ）した後ドライボックス内で常温まで冷却する。次に前処理として高温高湿機に３０℃／７０％ＲＨ／１６８時間の条件で吸湿処理した後に２４５℃ピークのＩＲリフロー炉に投入し、電気的な接続不良率を測定した。
【００３８】
以上の評価の結果も表１に示した。
【００３９】
実施例１〜４の本願発明の組成物によって、基板との密着力、耐吸湿性に優れ、耐リフロー性試験の結果も良好である性能が得られていることがわかる。また、光透過率も良好である。
【００４０】
【表１】
2006063192.tif 000003