(57)【要約】      （修正有）【課題】高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するとともに、成形性に優れ、且つ、半導体インサート部品との密着性が良好な硬化物を得ることができる封止成形材料用組成物及び該封止成形材料用組成物を用いた電子部品装置を提供する。【解決手段】（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂と、（Ｂ）トリフェニルメタン骨格及び／又はナフタレン骨格を有するフェノール系硬化剤と、（Ｃ）二級アミンを含むアルコキシシランと、（Ｄ−１）有機リン系硬化促進剤と、（Ｄ−２）イミダゾール系硬化促進剤とを含有し、前記（Ｂ）成分の含有量が、前記（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部である。2018073936.tif 000016【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂と、（Ｂ）トリフェニルメタン骨格及び／又はナフタレン骨格を有するフェノール系硬化剤と、（Ｃ）二級アミンを含むアルコキシシランと、（Ｄ−１）有機リン系硬化促進剤と、（Ｄ−２）イミダゾール系硬化促進剤とを含有し、前記（Ｂ）成分の含有量が、前記（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部である封止成形材料用組成物。
【化１】
2018073936.tif 000012
（式中、Ｒ１はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基であって、炭化水素基はハロゲン原子で置換されていてもよい。Ｒ１が複数存在する場合、該複数のＲ１は、互いに同一でも異なっていてもよい。ｐはそれぞれ独立に０〜４の整数、ｑは０〜３の整数、ｚは０〜１０の整数である。）
【請求項２】
前記（Ｂ）成分が、下記一般式（ＩＩ）で表されるトリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるナフタレン骨格を有するフェノール樹脂、及び下記一般式（ＩＶ）で表されるナフタレン骨格を有するフェノール樹脂から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の封止成形材料用組成物。
【化２】
2018073936.tif 000013
（式中、ｘは０〜１０である。）
【化３】
2018073936.tif 000014
（式中、ｙ１は０〜１０である。）
【化４】
2018073936.tif 000015
（式中、ｙ２は０〜１０である。）
【請求項３】
前記（Ｄ−２）成分が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（液状）と、その質量比を１／２０とした上で反応させた時の反応開始温度が８５℃以上２００℃未満を示すイミダゾール系硬化促進剤である、請求項１又は２に記載の封止成形材料用組成物。
【請求項４】
前記（Ｄ−１）成分と前記（Ｄ−２）成分との含有量比［（Ｄ−１）／（Ｄ−２）］が、質量比で、３／１〜１／３である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の封止成形材料用組成物。
【請求項５】
請求項1〜４のいずれか一項に記載の封止成形材料用組成物の硬化物により封止された素子を備える、電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止成形材料用組成物、及び電子部品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トランジスタ、ＩＣ等の電子部品封止の分野では、エポキシ樹脂成形材料が広く用いられている。これは、エポキシ樹脂が、電気特性、耐湿性、機械特性、インサート部品との接着性等のバランスに優れるからである。
【０００３】
近年、資源エネルギーの将来的な枯渇に対する不安や、いわゆる地球温暖化問題等を背景に世界的に省エネルギーの機運が高まっており、電力の制御や変換を行い、「省エネ技術のキーデバイス」と言われるパワーデバイス（パワー半導体）が注目されている。
パワー半導体にとって、電力変換効率はその性能を決定する非常に重要な項目であるが、ここにきて、従来のＳｉ素子より変換効率の高い炭化ケイ素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等の化合物半導体の研究開発や市場での流通が活況を呈するようになってきた。
【０００４】
ＳｉＣやＧａＮの大きな特徴として、従来のＳｉ素子と比較して高温動作が可能である点を挙げることができる。また、特にＳｉＣについては、Ｓｉ素子に比べ、より高い耐圧性を有するため、より小さな素子やパッケージでこれまで以上の耐圧性を実現することが期待されている。
【０００５】
一方、より小さな素子やパッケージで、これまで以上の耐圧性を実現することは、素子自身の発熱もこれまで以上に高くなることを意味し、高温動作が可能となることと相まって、周辺部材にもこれまで以上の耐熱性が求められることになる。ＳｉＣについては、３００℃以上での動作報告もある。
【０００６】
封止用成形材料に高いガラス転移温度を与え、高温時信頼性を確保しようとする技術としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド基を有する化合物、及びアルケニル基を有するフェノール化合物を必須成分とする封止用エポキシ樹脂組成物（例えば、特許文献１）、マレイミド化合物とベンゾオキサジン化合物を特定の比率で配合し、トリアゾール系化合物を添加した封止用樹脂組成物（例えば、特許文献２）等の報告がある。また、インサートとの剥離を防止する為に、特定の構造を有するカップリング剤を併用した封止用エポキシ樹脂成形材料（例えば、特許文献３）等の報告もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４７９３５６５号
【特許文献２】特開２０１５−１０１６６７号公報
【特許文献３】特開２０１６−０８４４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高温時信頼性を確保する為には、高いガラス転移温度（Ｔｇ）とともに、半導体インサート部品に対する高い密着力が必要である。しかし、一般に、これらの両立は困難であることが多く、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する樹脂を用いても半導体インサート部品との剥離が発生する等の問題を抱えることも少なくない。さらに、半導体インサート部品に対する十分な密着性を確保した上で、金型離型性等の成形性との両立を図ることも困難な課題であり、従来の技術ではこられの課題が十分に解決されているとは言いがたい。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するとともに、成形性に優れ、且つ、半導体インサート部品との密着性が良好な硬化物を得ることができる封止成形材料用組成物、及び該封止成形材料用組成物を用いた電子部品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】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定構造を有するマレイミド樹脂と、特定の骨格を有するフェノール系硬化剤とを特定の割合で含有し、さらに、特定構造を有するアルコキシシラン、及び特定の構造を有する硬化促進剤を含有する封止成形材料用組成物が、上記課題を解決することを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の[１]〜[６]を提供する。
[１]（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂と、（Ｂ）トリフェニルメタン骨格及び／又はナフタレン骨格を有するフェノール系硬化剤と、（Ｃ）二級アミンを含むアルコキシシランと、（Ｄ−１）有機リン系硬化促進剤と、（Ｄ−２）イミダゾール系硬化促進剤とを含有し、前記（Ｂ）成分の含有量が、前記（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部である封止成形材料用組成物。
【化１】
2018073936.tif 000002
（式中、Ｒ１はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基であって、炭化水素基はハロゲン原子で置換されていてもよい。Ｒ１が複数存在する場合、該複数のＲ１は、互いに同一でも異なっていてもよい。ｐはそれぞれ独立に０〜４の整数、ｑは０〜３の整数、ｚは０〜１０の整数である。）
［２］前記（Ｂ）成分が、下記一般式（ＩＩ）で表されるトリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるナフタレン骨格を有するフェノール樹脂、及び下記一般式（ＩＶ）で表されるナフタレン骨格を有するフェノール樹脂から選択される少なくとも１種を含む、上記［１］に記載の封止成形材料用組成物。
【化２】
2018073936.tif 000003
（式中、ｘは０〜１０である。）
【化３】
2018073936.tif 000004
（式中、ｙ１は０〜１０である。）
【化４】
2018073936.tif 000005
（式中、ｙ２は０〜１０である。）
［３］前記（Ｄ−２）成分が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（液状）と、その質量比を１／２０とした上で反応させた時の反応開始温度が８５℃以上２００℃未満を示すイミダゾール系硬化促進剤である、上記［１］又は［２］に記載の封止成形材料用組成物。
［４］前記（Ｄ−１）成分と前記（Ｄ−２）成分との含有量比［（Ｄ−１）／（Ｄ−２）］が、質量比で、３／１〜１／３である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の封止成形材料用組成物。
［５］上記［１］〜［４］のいずれかに記載の封止成形材料用組成物の硬化物により封止された素子を備える、電子部品装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するとともに、成形性に優れ、且つ、半導体インサート部品との密着性が良好な硬化物を得ることができる封止成形材料用組成物、及び該封止成形材料用組成物を用いた電子部品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】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
（封止成形材料用組成物）
まず、本発明の封止成形材料用組成物の各成分について述べる。
〔（Ａ）マレイミド樹脂〕
本発明で用いる（Ａ）成分のマレイミド樹脂は、下記一般式（Ｉ）で表され、１分子内にマレイミド基を２つ以上含む化合物であり、加熱によりマレイミド基が反応することで３次元的網目構造を形成し、硬化する樹脂である。また、上記マレイミド樹脂は、架橋反応により、硬化物に高いガラス転移温度（Ｔｇ）を与え、耐熱性及び耐熱分解性を向上させる。
【化５】
2018073936.tif 000006
【００１４】
上記一般式（Ｉ）中、Ｒ１はそれぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基であって、該炭化水素基はハロゲン原子で置換されていてもよい。ｐはそれぞれ独立に０〜４の整数、ｑは０〜３の整数である。
上記炭素数１〜１０の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などのアルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基などの置換アルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基；フェニル基、トリル基、キシリル基などのアリール基；ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基などの１価の炭化水素基が挙げられる。
また、Ｒ１が複数存在する場合、該複数のＲ１は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ｚは０〜１０の整数であり、好ましくは０〜４の整数である。
【００１５】
上記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂は、後述する（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤と、有機リン系触媒等の存在下、１７０℃以上の温度で比較的容易に付加反応を行い、封止成形材料用組成物の硬化物（封止成形材料）に高い耐熱性を与える。
【００１６】
上記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、ポリフェニルメタンマレイミド等が挙げられる。
また、上記マレイミド樹脂は、例えば、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミドでｚ＝０を主成分とするＢＭＩ、ＢＭＩ−７０（以上、ケイアイ化成（株）製）、ＢＭＩ−１０００（大和化成工業（株）製）、ポリフェニルメタンマレイミドでｚ＝０〜２を主成分とするＢＭＩ−２３００（大和化成工業（株）製）等が市販品として入手することができる。
【００１７】
上記（Ａ）成分のマレイミド樹脂は、その一部又は全量を後述する（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤の一部又は全量と予め予備混合を行なってから用いてもよい。予備混合の方法は特に限定されず、公知の混合方法を用いることができる。例えば、撹拌可能な装置を用い、（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤を５０〜１８０℃で溶融した後、撹拌しつつ（Ａ）成分のマレイミド樹脂を徐々に加えて混合し、その全てが溶融してから更に１０〜６０分程度撹拌し、予備混合樹脂とする方法等が挙げられる。
【００１８】
上記（Ａ）成分のマレイミド樹脂は、本発明の効果を妨げない範囲で、上記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂以外のマレイミド樹脂を併用してもよい。併用可能なマレイミド樹脂としては、例えば、ｍ−フェニレンビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシン）フェニル］プロパン、１，６−ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）ヘキサン等を挙げることができるが、これら以外の従来公知のマレイミド樹脂を併用してもよい。
なお、上記一般式（Ｉ）で表されるマレイミド樹脂以外のマレイミド樹脂を配合する場合、その配合量は、（Ａ）成分のマレイミド樹脂１００質量部に対し、３０質量部以下とすることが好ましく、２０質量部以下とすることがより好ましく、１０質量部以下とすることが更に好ましい。
【００１９】
〔（Ｂ）フェノール系硬化剤〕
本発明で用いる（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤は、一分子中に少なくとも２個の水酸基を有し、トリフェニルメタン骨格及び／又はナフタレン骨格を含む。具体的には、トリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂、及びナフタレン骨格を有するフェノール樹脂のうち少なくとも１種を含む。
【００２０】
上記トリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、下記一般式（ＩＩ）で表されるフェノール樹脂が挙げられ、好適に用いることができる。
【００２１】
【化６】
2018073936.tif 000007
（式中、ｘは０〜１０である。）
【００２２】
また、上記ナフタレン骨格を有するフェノール樹脂としては、一分子中に少なくとも２個の水酸基を有し、少なくとも１つのナフタレン環を有するフェノール樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、下記一般式（ＩＩＩ）、及び下記一般式（ＩＶ）で表されるフェノール樹脂が挙げられ、これらを好ましく用いることができる。
【００２３】
【化７】
2018073936.tif 000008
（式中、ｙ１は０〜１０である。）
【００２４】
【化８】
2018073936.tif 000009
（式中、ｙ２は０〜１０である。）
【００２５】
上記（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤は、上記一般式（ＩＩ）で表されるトリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂、上記一般式（ＩＩＩ）で表されるナフタレン骨格を有するフェノール樹脂、及び上記一般式（ＩＶ）で表されるナフタレン骨格を有するフェノール樹脂から選択される少なくとも１種を含むことが、封止成形材料の耐熱性を高める観点から好ましい。
【００２６】
上記（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤の含有量は、（Ａ）成分１００質量部に対し１０〜５０質量部であり、好ましくは２０〜４５質量部、より好ましくは２０〜４０質量部である。１０質量部未満では、半導体インサート部品との密着力の低下を招くおそれがあり、５０質量部を超えると、硬化物のガラス転移温度及び耐熱性が不十分となるおそれがある。
なお、上記一般式（ＩＩ）〜（ＩＶ）で表されるフェノール樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。２種以上を併用する場合、その合計量が上記範囲内となるようにする。
【００２７】
上記一般式（ＩＩ）で表されるフェノール樹脂は、ＭＥＨ−７５００（明和化成（株）製）として、上記一般式（ＩＩＩ）で表されるフェノール樹脂は、ＳＮ−４８５（新日鉄住金化学（株）製）として、上記一般式（ＩＶ）で表されるフェノール樹脂は、ＳＮ−３９５（新日鉄住金化学（株）製）として、それぞれ市販品として入手することができる。
【００２８】
また、上記トリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂及びナフタレン骨格を有するフェノール樹脂の軟化点は、主として生産性の観点から、好ましくは６５〜１３０℃、より好ましくは７０〜１２５℃、更に好ましくは７５〜１２０℃である。
【００２９】
上記（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤中、上記一般式（ＩＩ）〜（ＩＶ）で表されるフェノール樹脂の含有量は、好ましくは７０〜１００質量％、より好ましくは８０〜１００質量％、更に好ましくは９０〜１００質量％である。上記範囲内とすることにより、封止成形材料の耐熱性を向上させることができる。
【００３０】
上記（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤は、上記トリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂及び上記ナフタレン骨格を有するフェノール樹脂の他に、本発明の効果を損なわない範囲で半導体素子封止材料として用いられるフェノール系樹脂を併用することができる。併用可能な樹脂としては、例えば、フェノールノボラック、ｏ-クレゾールノボラック等を挙げることができるが、これら以外のフェノール系樹脂を併用してもよい。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、無水酸系硬化剤、アミン系硬化剤等を併用してもよい。
なお、上記（Ｂ）成分以外のフェノール系樹脂を併用する場合、その配合量は（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤１００質量部に対し、３０質量部以下とすることが好ましく、２０質量部以下とすることがより好ましく、１０質量部以下とすることが更に好ましい。
【００３１】
〔（Ｃ）二級アミンを含むアルコキシシラン〕
本発明の封止成形材料用組成物は、主として半導体インサート部品との密着性向上といった観点から、（Ｃ）成分の二級アミンを含むアルコキシシラン（以下、「二級アミノシラン」ともいう。）を含む。二級アミノシランは、後述する（Ｄ−１）成分の有機リン系硬化促進剤存在下で、（Ａ）成分と比較的容易に反応し、（Ａ）成分どうしの自己重合反応を抑制することで、成形（硬化）時の発生応力を低下させる役割を果たし、封止成形材料と半導体インサート部品との剥離を抑える効果を有する。
【００３２】
（Ｃ）成分の二級アミノシランは、二級アミンを含み、アルコキシ基を好ましくは２個以上有すれば、特に限定されず、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
二級アミノシランは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、従来公知の方法により、予め無機充填材等に前処理した上で用いてもよい。
【００３３】
（Ｃ）成分の二級アミノシランは、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランをＫＢＭ−６０３（信越化学工業（株）製）として、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランをＹ−９６６９（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製）やＫＢＭ−５７３（信越化学工業（株）製、商品名）として、それぞれ市場で入手可能である。
【００３４】
（Ｃ）成分の二級アミノシランの含有量は、半導体インサート部品との密着性や成形性等の観点から、（Ａ）成分１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、０．５〜６質量部がより好ましく、１〜３質量部がさらに好ましい。なお、２種以上を併用した場合には、その合計量を前記範囲とすることが好ましい。
【００３５】
〔（Ｃ−２）イソシアネート基を有するアルコキシシラン〕
本発明の封止成形材料用組成物は、さらに、（Ｃ−２）成分のイソシアネート基を有するアルコキシシラン（以下、「イソシアネートシラン」ともいう）を含有することが、半導体インサート部品との密着性を向上させる観点から好ましい。イソシアネートシランもまた、（Ａ）成分どうしの自己重合反応を抑制することで成形時の発生応力を抑制し、封止成形材料と半導体インサート部品との剥離を抑える効果を有する。
【００３６】
（Ｃ−２）成分のイソシアネートシランとしては、例えば、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これら以外のイソシアネートシランを使用してもよい。中でも、半導体インサート部品との密着性向上の観点からは、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランが好ましい。イソシアネートシランは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
３−イソシアネートプロピルトリメトキシシランの市販品は、Ｙ−５１８７（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製）等として、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランの市販品は、Ａ−１３１０（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製）やＫＢＥ−９００７（信越化学工業（株）製）等として、それぞれ市場で入手可能である。
【００３８】
イソシアネートシランの含有量は、半導体インサート部品との密着性や成形性等の観点から、（Ａ）成分１００質量部に対し、０．１〜５質量部が好ましく、０．３〜３質量部がより好ましく、０．５〜２質量部がさらに好ましい。
【００３９】
本発明では、上記（Ｃ）成分や（Ｃ−２）成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、他のシランカップリング剤やチタネート系カップリング剤等を併用してもよい。
【００４０】
〔（Ｄ−1）有機リン系硬化促進剤〕
（Ｄ−１）成分の有機リン系硬化促進剤は、主として（Ａ）成分と（Ｂ）成分の硬化反応を促進する為に用いられる。（Ｄ−１）成分は、（Ｂ）成分の反応性を高め、これを（Ａ）成分と反応させることで、（Ａ）成分どうしの自己重合反応を相対的に抑制し、半導体インサート部品との剥離応力の発生を抑える働きをする。
【００４１】
（Ｄ−１）成分の有機リン系硬化促進剤としては、例えば、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−エチルフェニル）ホスフィン、トリス（４−プロピルフェニル）ホスフィン、トリス（４−ブチルフェニル）ホスフィン、トリス（２，４−ジメチルフェニル）ホスフィン、トリス（２，４，６−トリメチルフェニル）ホスフィン、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の三級ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムテトラブチルボレート等のテトラ置換ホスホニウムテトラ置換ボレート類等を例示することができ、これらを単独、又は２種以上併用して、適宜使用することができる。これら以外の従来公知の有機リン系硬化促進剤を単独、又は２種以上併用して使用することも可能である。本発明では、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン等を好適に用いることができる。
【００４２】
（Ｄ−１）成分の有機リン系硬化促進剤の含有量は、半導体インサート部品との密着性の観点から、（Ａ）成分１００質量部に対し、０．１〜１０質量部であることが好ましく、０．３〜５質量部であることがより好ましく、０．５〜３質量部であることがさらに好ましい。２種以上のリン系硬化促進剤を併用する場合には、その合計量が前記範囲となることが好ましい。
【００４３】
〔（Ｄ−２）イミダゾール系硬化促進剤〕
（Ｄ−２）成分のイミダゾール系硬化促進剤は、（Ａ）成分の自己重合反応を促進し、封止成形材料用組成物の成形性を確保する為に用いられる。なお、本発明において、「イミダゾール系硬化促進剤」とは、５員環上の１，３位に窒素原子を含むイミダゾール化合物と同義である。
【００４４】
（Ｄ−２）成分のイミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−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、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２,４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−s−トリアジン、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等を例示することができ、これらは単独で使用しても２種以上を併用して使用してもよい。また、上記以外の、従来公知のイミダゾール系硬化促進剤を適用してもよい。
【００４５】
本発明では、上記（Ｄ−２）成分を、その必要に応じて適宜選択して用いることができるが、封止成形材料用組成物の成形性及び半導体インサート部品との密着性のバランスといった観点からは、２,４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−s−トリアジン、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等、比較的活性温度の高い化合物を単独、又は２種以上を併用して用いることが特に好ましい。具体的には、該イミダゾール化合物を、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(液状)と、その質量比を１／２０として反応させた時の反応開始温度が、好ましくは８５℃以上２００℃未満、より好ましくは８５℃以上１５０℃未満を示す化合物を単独、又は２種以上を併用して用いることが特に好ましい。
なお、ここで、反応開始温度とは、ＤＳＣを用いて、イミダゾール化合物とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とを含む組成物を昇温速度１０℃/分で加熱した時に、発熱又は吸収ピークの立ち上がり曲線で、ピークが最も急になった部分の接線と温度軸の交点の温度を指す。
（Ｄ−２）成分の反応開始温度が８５℃以上であれば、半導体インサート部品との剥離を抑制することができ、２００℃未満であれば、封止成形材料用組成物の成形性を良好にすることができる。
【００４６】
本発明では、（Ａ）成分の自己重合反応と、（Ａ）成分と（Ｂ）成分、（Ａ）成分と（Ｃ）成分等の反応を制御し、封止成形材料用組成物の硬化性及び硬化時発生応力のバランスをとり、半導体インサート部品との剥離を抑制する為に、（Ｄ−１）成分と（Ｄ−２）成分との含有量比を適正化することが好ましい。具体的には、（Ｄ−１）成分と（Ｄ−２）成分との含有量比［（Ｄ−１）／（Ｄ−２）］を質量比で、３／１〜１／３とすることが好ましい。（Ｄ−１）成分が多いと成形性が、（Ｄ−２）成分が多いと半導体インサート部品との密着性が、それぞれ不十分となる可能性がある。
〔（Ｅ）シリコーンパウダー〕
【００４７】
本発明では、成形時や温度サイクル試験時等に発生する、封止成形材料用組成物と半導体インサート界面の応力を低減し、これら界面の剥離を抑制する為に、さらに、（Ｅ）成分のシリコーンパウダーを添加することが好ましい。
ここで、「シリコーンパウダー」とは、シロキサン結合が（ＣＨ３ＳｉＯ３/２）ｎで表される三次元網目状に架橋した構造をもつ粉体のことであり、具体的には、ポリメチルシルセスキオキサン化合物を指す。なお、本発明では、ポリメチルシルセスキオキサン化合物が有するメチル基の一部が、フェニル基等の他の炭化水素基で変性されていてもよい。
また、上記ポリメチルシルセスキオキサン化合物は、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ）等の有機系エラストマーに比べ、高い耐熱性を有する。
【００４８】
上記（Ｅ）成分のシリコーンパウダーは、応力低減効果と流動特性等とのバランスの観点から、その平均粒径が０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．３〜１０μｍであることがより好ましく、０．５〜５μｍであることが更に好ましい。平均粒径を０．１μｍ以上とすることで流動特性の低下を防ぐことができ、２０μｍ以下とすることで応力低減効果を十分に得ることができる。
なお、上記平均粒径は、レーザ回折散乱方式（たとえば、（株）島津製作所製、装置名：ＳＡＬＤ-３１００）により測定することができる。
【００４９】
上記（Ｅ）成分のシリコーンパウダーの含有量は、（Ａ）成分１００質量部に対し、好ましくは５〜３０質量部、より好ましくは５〜２０質量部である。５質量部以上とすることで応力低減の効果が得られ、３０質量部以下とすることで流動特性の低下を防ぐことができる。
【００５０】
上記（Ｅ）成分のシリコーンパウダーは、平均粒径が５μｍのポリメチルシルセスキオキサン化合物として、ＭＳＰ−３５００（日興リカ（株）製）等を、平均粒径３μｍのポリメチルシルセスキオキサン化合物として、ＥＰ−５５１８（東レ・ダウコーニング（株）製）等をそれぞれ市販品として入手することができる。
【００５１】
本発明の封止成形材料用組成物には、以上の各成分の他に、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離型剤、無機充填材、難燃剤、着色剤等を必要に応じて配合することができる。
【００５２】
上記離型剤としては、例えば、カルナバワックス等の天然ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、非酸化型ポリエチレン系離型剤、酸化型ポリエチレン系離型剤、シリコーン系離型剤等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
本発明では、上記離型剤の中でも、軟化点が１１０℃〜１２５℃の酸化型ポリエチレン系離型剤を好適に用いることができる。軟化点が１１０℃以上の酸化型ポリエチレン系離型剤は、分子量が比較的大きく、本発明で用いる樹脂系から容易にブリードアウトし、高い離型効果を示す。
【００５４】
本発明の封止成形材料用組成物に、上記無機充填材を配合することにより、硬化物の機械強度、線膨張係数、熱伝導性等を向上させることができる。
無機充填材としては、封止成形材料に一般に使用されるものであれば特に制限はなく、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、アルミナ、ジルコン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、窒化アルミ、窒化ホウ素等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５５】
また、上記無機充填材の平均粒径は、通常、０．５〜３０μｍ程度、好ましくは５〜２０μｍである。なお、上記平均粒径は、レーザ回折散乱方式（たとえば、（株）島津製作所製、装置名：ＳＡＬＤ-３１００）により測定された値である。
【００５６】
封止成形材料用組成物中、上記無機充填材の配合量は、流動特性や線膨張係数、熱伝導率等の観点から、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは６５〜９０質量％、更に好ましくは６５〜８５質量％である。
【００５７】
上記難燃剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、酸化亜鉛、リン酸エステル等のリン化合物、メラミン、シクロホスファゼン等を挙げることができるが、これら以外の従来公知の難燃剤を用いてもよい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５８】
上記着色剤としては、例えば、カーボンブラック、有機染料、酸化チタン、ベンガラ等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
また、本発明の封止成形材料用組成物には、半導体素子の耐湿性や高温放置特性向上等の観点から、陰イオン交換体等のイオントラップ剤を配合してもよい。陰イオン交換体としては、例えば、ハイドロタルサイト類、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ビスマス等から選ばれる元素の含水酸化物等を挙げることができるが、これら以外の従来公知の陰イオン交換体を用いてもよい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６０】
本発明の封止成形材料用組成物中、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ−１）成分、及び（Ｄ−２）成分の含有量は、該封止成形材料用組成物中に前記無機充填材を含有する場合、好ましくは５〜４０質量％、より好ましくは１０〜３５質量％、更に好ましくは１５〜３５質量％であり、該成形材料中に前記無機充填材を含有しない場合、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。
【００６１】
本発明の封止成形材料用組成物は、上述した各成分を所定量配合したものを均一に分散混合することにより、調製することができる。調製方法は、特に限定されないが、一般的な方法として、例えば、上記各成分を所定量配合したものを、ミキサー等で十分に混合し、次いで、ミキシングロール、押出機等により溶融混合した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。
【００６２】
このようにして得られた封止成形材料用組成物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、成形性に優れるとともに、半導体インサート部品との密着性が良好な硬化物を得ることができる。
上記封止成形材料用組成物の硬化物のガラス転移温度は、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは２６０℃以上、更に好ましくは２７０℃以上である。
なお、硬化物のガラス転移温度は、実施例に記載の方法により測定できる。
【００６３】
（電子部品装置）
本発明の電子部品装置は、上記封止成形材料用組成物の硬化物により封止された素子を備える。上記電子部品装置とは、リードフレーム、単結晶シリコン半導体素子又はＳｉＣ、ＧａＮ等の化合物半導体素子等の支持部材、これらを電気的に接続するためのワイヤやバンプ等の部材、及びその他の構成部材一式に対し、必要部分を上記封止成形材料用組成物の硬化物により封止された電子部品装置のことである。
また、上記封止成形材料用組成物を用いることにより、耐熱性に優れるとともに、半導体インサート部品との密着性に優れた電子部品装置とすることができる。特にＳｉＣやＧａＮ等の化合物半導体素子を支持部材とするとき、上記封止成形材料用組成物の硬化物により封止された電子部品装置は良好な特性を示す。
【００６４】
本発明の封止成形材料用組成物を用いて封止する方法としては、トランスファ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。
成形温度は、好ましくは１５０〜２５０℃、より好ましくは１６０〜２２０℃、更に好ましくは１７０〜２００℃である。成形時間は、好ましくは３０〜６００秒、より好ましくは４５〜３００秒、更に好ましくは６０〜２４０秒である。また、後硬化する場合、加熱温度は特に限定されないが、例えば、１５０〜２５０℃であるのが好ましく、１８０〜２２０℃であるのがより好ましい。また、加熱時間は特に限定されないが、例えば、０．５〜１０時間であるのが好ましく、１〜５時間であるのがより好ましい。
【実施例】
【００６５】
次に実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００６６】
（実施例１〜１４、及び比較例１〜５）
表１及び表２に記載の種類及び配合量の各成分をミキシング二軸ロールで混練し、封止成形材料用組成物を調製した。各実施例及び比較例における混練温度は、約１２０℃に設定した。なお、表１及び表２中、空欄は配合なしを表す。
【００６７】
封止成形材料用組成物の調製に使用した表１及び表２に記載の各成分の詳細は以下のとおりである。
【００６８】
＜マレイミド樹脂＞
〔（Ａ）成分〕
・ＢＭＩ−１０００：Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド（一般式（Ｉ）中のｚ＝０を主成分とする）、大和化成工業（株）製、商品名
・ＢＭＩ−２３００：ポリフェニルメタンマレイミド（一般式（Ｉ）中のｚ＝０〜２を主成分とする）、大和化成工業（株）製、商品名
なお、上記マレイミド樹脂は、その全量を（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤の全量に加え予備混合して用いた。予備混合は、１２０〜１５０℃で（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤の全量を溶融させた後、同温度で、マレイミド樹脂を徐々に加えて混合し、その全量が溶融した後、更に１０分程撹拌した。
【００６９】
＜フェノール系硬化剤＞
〔（Ｂ）成分〕
・ＭＥＨ−７５００：トリフェニルメタン型フェノール樹脂（一般式（ＩＩ）中のｘ＝１〜４であるフェノール樹脂が主成分）、明和化成（株）製、商品名、水酸基当量９７、軟化点１１０℃
・ＳＮ−４８５：ナフトールアラルキル樹脂（一般式（ＩＩＩ）中のｙ１＝０〜３であるフェノール樹脂が主成分）、新日鉄住金化学（株）製、商品名、水酸基当量２１５、軟化点８７℃
〔（Ｂ）成分以外のフェノール系硬化剤〕
・ＨＥ−２００Ｃ−１０：フェノールビフェニルアラルキル樹脂、エア・ウォーター（株）製、商品名、水酸基当量２０４、軟化点７０℃
【００７０】
＜２級アミンを含むアルコキシシラン＞
〔（Ｃ）成分〕
・ＫＢＭ−６０３：Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業（株）製、商品名
・ＫＢＭ−５７３：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業（製）、商品名
【００７１】
＜イソシアネート基を有するアルコキシシラン＞
〔（Ｃ−２）成分〕
・ＫＢＥ−９００７：３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業（株）製、商品名
＜（Ｃ）成分及び（Ｃ−２）成分以外のアルコキシシラン＞
・ＫＢＭ−４０３：３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業（株）製、商品名
【００７２】
＜有機リン系硬化促進剤＞
〔（Ｄ−１）成分〕
・ＰＰ−２００：トリフェニルホスフィン、北興化学工業（株）製、商品名
・ＴＰＴＰ：トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン、北興化学工業（株）製、商品名
【００７３】
＜イミダゾール系硬化促進剤＞
〔（Ｄ−２）成分〕
・２ＭＺ−Ｈ：２−メチルイミダゾール、四国化成工業（株）製、商品名（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との反応開始温度：７５℃）
・２Ｅ４ＭＺ：２−エチル−４−メチルイミダゾール、四国化成工業（株）製、商品名（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との反応開始温度：９０℃）
・２ＭＺ−Ａ：２,４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−s−トリアジン、四国化成工業（株）製、商品名（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との反応開始温度：１２０℃）
・２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、四国化成工業（株）製、商品名（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との反応開始温度：１２９℃）
・２ＰＨＺ−ＰＷ：２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、四国化成工業（株）製、商品名（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との反応開始温度：１５５℃）
【００７４】
＜シリコーンパウダー＞
〔（Ｅ）成分〕
・ＥＰ−５５１８：ポリメチルシルセスキオキサンを主成分とするシリコーンエラストマー、東レ・ダウコーニング（株）製、商品名、平均粒径３μｍ
【００７５】
＜その他＞
・ＰＥＤ１９１：離型剤（滴点：１１５℃の酸化型ポリエチレン系離型剤）、クラリアント（株）製、商品名
・ＦＢ−１０５：無機充填材（溶融球状シリカ）、電気化学工業（株）製、商品名、平均粒径１８μｍ、比表面積４．５ｍ２／ｇ
・ＭＡ−６００：着色剤（カーボンブラック）、三菱化学（株）製、商品名
【００７６】
以下に示す測定条件により、実施例１〜１４、及び比較例１〜５で調製した封止成形材料用組成物の特性の測定、及び評価を行った。評価結果を表１及び表２に示した。なお、成形材料の成形は、明記しない限りトランスファ成形機により、金型温度１８５℃、成形圧力１０ＭＰａ、硬化時間１８０秒の条件で行った。また、後硬化は２２０℃で４時間行った。
【００７７】
＜評価項目＞
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）
封止成形材料用組成物の硬化物の耐熱性の目安の一つとしてガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。まず、縦４ｍｍ×横４ｍｍ×高さ２０ｍｍの金型を用いて、封止成形材料用組成物を上記条件で成形し、更に、上記条件で後硬化させ、成形品（縦４ｍｍ×横４ｍｍ×厚み２０ｍｍ）を作製した。該成形品を必要な寸法に切り出したものを試験片とし、該試験片のガラス転移温度（Ｔｇ）を、熱分析装置（セイコーインスツル（株）製、商品名：ＳＳＣ／５２００）を用いて測定した。なお、２５０℃以上を合格とした。
【００７８】
（２）剥離観察
無電解ＮｉメッキリードフレームのＴＯ−２４７パッケージのアイランド（８．５×１１．５ｍｍ）中央部に、ＳｉＣチップ（６×６×０．１５ｍｍｔ、表面保護膜なし）を固定し、封止成形材料用組成物を上記条件で成形した成形品をそれぞれ１０個作製した。該成形品を、超音波映像装置（（株）日立製作所製、ＦＳ３００ＩＩ）を用いて観察し、ＳｉＣチップ周囲のアイランドと封止成形材料用組成物との剥離の有無について確認した。観察は後硬化前後で行い、アイランド部分の剥離面積が１０％以上のパッケージ数が１０個中３個以下を合格とした。なお、リードフレームへのチップの固定は、無鉛はんだを用い、ギ酸５％、窒素９５％雰囲気の中、３４０℃／１３分環境下で行った。また、リードフレームは、封止成形材料用組成物を成形直前に、Ｎｏｒｄｓｏｎ社製プラズマクリーナＡＣ−３００を用い、６０秒のアルゴンプラズマ処理を施して用いた。
【００７９】
（３）成形性
離型荷重測定成形機（京セラ（株）製、商品名：ＧＭ−５００）を用いて、ＰＢＧＡ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ、３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍ、ｔ／２ヶ取り）に対して、３００ショットの連続成形を行った。金型温度を１８５℃、成形時間を１８０秒とした。なお、以下の基準で評価した。
◎：３００ショットまで連続成形が可能であり、金型汚れ等も見られなかった
○：金型汚れが見られるものの３００ショットまで連続成形が可能であった
×：未硬化、又は金型への貼りつき等により３００ショットまでの連続成形が不可能であった
【００８０】
【表１】
2018073936.tif 000010
【００８１】
【表２】
2018073936.tif 000011
【００８２】
本発明の（Ａ）成分〜（Ｄ−２）成分のいずれかを欠く、または所定量外の成分量である比較例１〜５は、ガラス転移温度（Ｔｇ）、半導体インサートとの剥離、成形性のいずれか、または複数の項目で所定の特性を満たすことができていない。
これに対し、（Ａ）成分〜（Ｄ−２）成分のすべてを含有し、その含有量が所定量内である実施例１〜１４は、上記すべての項目を満たしていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明による封止成形材料用組成物を適用することにより、特に高温での信頼性に優れた半導体パッケージを提供することが可能となり、その産業上の有用性は大である。