(57)【要約】      （修正有）【課題】高温下においてメッキされたリードフレームとの高い密着性を有する封止用樹脂組成物の提供。【解決手段】式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ａ１）を含有するエポキシ樹脂（Ａ）と、式（２）で示されるフェノール化合物（Ｂ１）を含有するフェノール化合物（Ｂ）と、並びに電子吸引性官能基を有する芳香族モノカルボン酸（Ｃ）と、を含有する封止用樹脂組成物。2018058960.tif 000012【選択図】図１
2018058960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ａ１）を含有するエポキシ樹脂（Ａ）、
下記式（２）で示されるフェノール化合物（Ｂ１）を含有するフェノール化合物（Ｂ）、及び
ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される少なくとも一種の電子吸引性官能基を有する芳香族モノカルボン酸（Ｃ）
を含有する、
封止用樹脂組成物、
【化１】
2018058960.tif 000010
式（１）中のｎは各々独立に１又は２であり、ｍは１〜９の範囲内の数であり、
【化２】
2018058960.tif 000011
式（２）中のｎは各々独立に１又は２であり、ｍは１〜９の範囲内の数である。
【請求項２】
蛍光Ｘ線分析で測定される硫黄含有量がＳＯ3換算で０．１質量％以下である、
請求項１に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項３】
イオントラップ剤（Ｄ）を含有する、
請求項１又は２に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項４】
前記イオントラップ剤（Ｄ）は、炭酸イオンと水酸物イオンとのうち少なくとも一方を有する成分を含有する請求項３に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項５】
前記イオントラップ剤（Ｄ）は、アルミニウム・マグネシウム系化合物を含有する請求項３に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項６】
前記イオントラップ剤（Ｄ）は、ハイドロタルサイト系化合物を含有する請求項３に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項７】
硬化促進剤（Ｅ）を含有する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項８】
無機充填材（Ｆ）を含有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項９】
２５℃で固体である、
請求項１から８のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１０】
前記エポキシ樹脂（Ａ）全体に対する、前記エポキシ樹脂（Ａ１）の量は、８０〜１００質量％の範囲内であり、
前記フェノール化合物（Ｂ）全体に対する、前記フェノール化合物（Ｂ１）の量は、４９質量％以下である、
請求項１から９のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１１】
前記エポキシ樹脂（Ａ）全体に対する、前記エポキシ樹脂（Ａ１）の量は、７９質量％以下であり、
前記フェノール化合物（Ｂ）全体に対する、前記フェノール化合物（Ｂ１）の量は、５０〜１００質量％の範囲内である、
請求項１から９のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１２】
前記エポキシ樹脂（Ａ）及び前記フェノール樹脂（Ｂ）は、いずれもニトロ基を有さない、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１３】
半導体装置における封止材を加圧成形法で作製するために用いられる、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１４】
前記半導体装置は、ワイヤボンディング用のワイヤを備え、
前記ワイヤは、銅と銀とのうち少なくとも一方を含む、
請求項１３に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１５】
前記封止用樹脂組成物を加圧成形法で成形する際の成形圧力が３．０ＭＰａ以上、成形温度が１２０℃以上である、
請求項１３又は１４に記載の封止用樹脂組成物。
【請求項１６】
リードフレームと、
前記リードフレームに搭載されている半導体素子と、
前記半導体素子と前記リードフレームとを電気的に接続するワイヤと、
前記半導体素子を封止する封止材とを備え、
前記封止材が請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物である半導体装置。
【請求項１７】
前記リードフレームが銀、ニッケル及びパラジウムのうち少なくとも一種の成分を含むメッキ層を備える請求項１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記ワイヤが銅と銀のうち少なくとも一方を含む請求項１６又は１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれか一項に記載の半導体装置を製造する方法であって、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物を加圧成形法で成形することで封止材を作製することを含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用樹脂組成物、前記封止用樹脂組成物の硬化物を含む封止材を備える半導体装置、及び前記封止用樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタ、ＩＣ等の半導体素子の封止に当たり、生産性向上、コスト低減等の目的で、樹脂封止が行われている。樹脂封止は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する封止用樹脂組成物を成形して封止材を作製することで行われている。
【０００３】
封止材で封止された半導体装置は、例えば銅製のリードフレームと、リードフレームに搭載されている半導体素子と、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続するワイヤとを備え、封止材が半導体素子を封止している（特許文献１参照）。このため、封止材はリードフレームとワイヤに接している。
【０００４】
特許文献１では、封止材とメッキされたリードフレームとの密着性を向上するために、エポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を含有する封止用エポキシ樹脂組成物に、更に分子中に１個のニトロ基を持つ芳香族多価カルボン酸を含有させることが、提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１１４４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、車載用の半導体装置などの過酷な環境下で使用される半導体装置には、高温に耐えうる高い信頼性が求められている。そのため、高温に曝されても封止材とメッキされたリードフレームとの間の高い密着性を確保する必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、封止材を作製するために用いることができ、この封止材は、高温下においてメッキされたリードフレームとの高い密着性を有することができる封止用樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る封止用樹脂組成物は、下記式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ａ１）を含有するエポキシ樹脂（Ａ）、下記式（２）で示されるフェノール化合物（Ｂ１）を含有するフェノール化合物（Ｂ）、並びにニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される少なくとも一種の電子吸引性官能基を有する芳香族モノカルボン酸（Ｃ）を含有する。
【０００９】
【化１】
2018058960.tif 000003
【００１０】
式（１）中のｎは平均１．０〜３．５の範囲内であり、ｍは平均１．０〜９．０の範囲内である。
【００１１】
【化２】
2018058960.tif 000004
【００１２】
式（２）中のｎは平均１．０〜２．０の範囲内であり、ｍは平均１．０〜９．０の範囲内である。
【００１３】
本発明の一態様に係る半導体装置は、リードフレームと、前記リードフレームに搭載されている半導体素子と、前記半導体素子と前記リードフレームとを電気的に接続するワイヤと、前記半導体素子を封止する封止材とを備え、前記封止材が前記封止用樹脂組成物の硬化物である。
【００１４】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記封止用樹脂組成物を加圧成形法で成形することで封止材を作製することを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、封止材を作製するために用いることができ、この封止材は、高温下においてメッキされたリードフレームとの高い密着性を有することができる封止用樹脂組成物を提供できる。
【００１６】
また、本発明の一態様によれば、前記封止用樹脂組成物の硬化物を含む封止材を備える半導体装置、及び前記封止用樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法を、提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による半導体装置を示す断面図である。
【図２】３−ニトロ安息香酸の分子構造を示す模式図である。
【図３】金属表面に近づくときの３−ニトロ安息香酸の分子構造を示す模式図である。
【図４】金属表面に結合するときの３−ニトロ安息香酸の分子構造を示す模式図である。
【図５】３−ニトロ安息香酸と銀との反応を解析する際に測定したフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）スペクトルを示す図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、イオントラップ剤のイオン交換のメカニズムを示す模式図である。
【図７】図７Ａは封止材をトランスファ成形法で作製して半導体装置を得る工程を示す概略の断面図であり、図７Ｂは封止材をトランスファ成形法で作製して半導体装置を得る工程を示す概略の断面図である。
【図８】図８Ａは封止材を圧縮成形法で作製して半導体装置を得る工程を示す概略の断面図であり、図８Ｂは封止材を圧縮成形法で作製して半導体装置を得る工程を示す概略の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
本実施形態に係る封止用樹脂組成物（以下、組成物（Ｘ）という）は、エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール化合物（Ｂ）、及び芳香族モノカルボン酸（Ｃ）を含有する。エポキシ樹脂（Ａ）は、下記式（１）に示すエポキシ樹脂（Ａ１）を含有する。フェノール化合物（Ｂ）は、下記式（２）に示すフェノール化合物（Ｂ１）を含有する。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される少なくとも一種の電子吸引性官能基を有する。
【００２０】
【化３】
2018058960.tif 000005
【００２１】
式（１）中のｎは平均１．０〜３．５の範囲内であり、ｍは平均１．０〜９．０の範囲内である。
【００２２】
【化４】
2018058960.tif 000006
【００２３】
式（２）中のｎは平均１．０〜２．０の範囲内であり、ｍは平均１．０〜９．０の範囲内である。
【００２４】
組成物（Ｘ）を例えば加圧成形法で成形することで、半導体装置１における封止材６２を作製できる。半導体装置１は、例えば図１に示すように、金属製のリードフレーム５２と、リードフレーム５２に搭載されている半導体素子５０と、半導体素子５０とリードフレーム５２とを電気的に接続するワイヤ５６と、半導体素子５０を封止する封止材６２とを備える。
【００２５】
このように組成物（Ｘ）を、封止材６２を作製するために用いることができる。この封止材６２は、リードフレーム５２がメッキ層５４を備えていても、リードフレーム５２との高い密着性を有することができ、しかも高温下においてもリードフレーム５２との高い密着性を有することができる。
【００２６】
組成物（Ｘ）が硫黄化合物を含まず、或いは組成物（Ｘ）中の硫黄化合物の含有量が少ないことが好ましい。特に、組成物（Ｘ）の、蛍光Ｘ線分析で測定される硫黄含有量が、ＳＯ3換算で０．１質量％以下であることが好ましい。この場合、ワイヤ５６が銅と銀のうち少なくとも一方を含んでも、高温下でワイヤ５６が腐食されにくい。近年、ワイヤ５６の材質として、金に代えて銀又は銅が用いられるようになってきているが、ワイヤ５６が銅と銀のうち少なくとも一方を含有しても、組成物（Ｘ）が硫黄化合物を含まず、或いは硫黄化合物の含有量が少なければ、高温下でワイヤ５６が腐食されにくい。また、このように硫黄化合物を含まず、或いは硫黄化合物の含有量が少なくても、組成物（Ｘ）が芳香族モノカルボン酸（Ｃ）を含有するため、封止材６２は、リードフレーム５２との高い密着性を有することができる。
【００２７】
さらに、組成物（Ｘ）には、密着性向上に伴うゲルタイムの長大化が起こりにくい。このため、組成物（Ｘ）のゲルタイムを短縮化することで、半導体装置１の作製時の成形サイクルを短くできる。
【００２８】
組成物（Ｘ）の組成について、更に詳しく説明する。
【００２９】
エポキシ樹脂（Ａ）について説明する。エポキシ樹脂（Ａ）は、上記の通り、式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ａ１）を含有する。式（１）中のｎは上記のように平均１．０〜３．５の範囲内である。このため、組成物（Ｘ）の成形時の良好な流動性と硬化物の良好な耐熱性とが、バランス良く実現できる。また、式（１）中のｍは平均１．０〜３．０の範囲内であることが好ましい。この場合は組成物（Ｘ）の成形時の良好な流動性と硬化物の良好な耐熱性とが、よりバランス良く実現できる。
【００３０】
エポキシ樹脂（Ａ）は、エポキシ樹脂（Ａ１）以外の成分（以下、エポキシ樹脂（Ａ２）という）を含有できる。エポキシ樹脂（Ａ２）は、例えばグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂及びオレフィン酸化型（脂環式）エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。より具体的には、エポキシ樹脂は、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂といったアルキル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；フェニレン骨格、ビフェニレン骨格といった骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂；フェニレン骨格、ビフェニレン骨格といった骨格を有するナフト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といった多官能型エポキシ樹脂；トリフェニルメタン型エポキシ樹脂；テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂といった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；ナフタレン型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ型ブロム含有エポキシ樹脂といったブロム含有エポキシ樹脂；ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸といったポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂；並びにフタル酸、ダイマー酸といった多塩基酸とエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、からなる群から選択される一種以上の成分を含有できる。
【００３１】
封止材６２の耐湿信頼性向上のためには、エポキシ樹脂（Ａ）中のＮａイオン、Ｃｌイオン等のイオン性不純物が極力少ない方が好ましい。
【００３２】
組成物（Ｘ）全体に対する、エポキシ樹脂（Ａ）の量は、５〜３５質量％の範囲内であることが好ましい。この場合、成形時の組成物（Ｘ）の流動性及び封止材６２の物性が向上する。
【００３３】
フェノール化合物（Ｂ）について説明する。フェノール化合物（Ｂ）は、上記の通り、式（２）で示されるフェノール化合物（Ｂ１）を含有する。式（２）中のｎは上記のように平均１．０〜２．０の範囲内である。このため、組成物（Ｘ）の成形時の良好な流動性と硬化物の良好な耐熱性とが、バランス良く実現できる。また、式（１）中のｍは平均１．０〜３．０の範囲内であることが好ましい。この場合は組成物（Ｘ）の成形時の良好な流動性と硬化物の良好な耐熱性とが、よりバランス良く実現できる。
【００３４】
フェノール化合物（Ｂ）は、フェノール化合物（Ｂ１）以外の成分（以下、フェノール化合物（Ｂ２）という）を含有できる。フェノール化合物（Ｂ２）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、ナフトールノボラック樹脂といったノボラック型樹脂；フェニレン骨格又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂；フェニレン骨格又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂といったアラルキル型樹脂；トリフェノールメタン型樹脂といった多官能型フェノール樹脂；ジシクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトールノボラック樹脂といったジシクロペンタジエン型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦといったビスフェノール型樹脂；並びにトリアジン変性ノボラック樹脂、からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。特にフェノール化合物（Ｂ２）がフェノールアラルキル型フェノール樹脂とビフェニルアラルキル型フェノール樹脂のうち少なくとも一方を含有することが好ましい。
【００３５】
フェノール化合物（Ｂ）の１当量に対して、エポキシ樹脂（Ａ）は０．９〜１．５当量の範囲内であることが好ましい。この場合、封止材６２は高温時でも特に高い密着性を有しうるとともに、組成物（Ｘ）は良好な保存安定性を有しうる。エポキシ樹脂（Ａ）が１．０〜１．３当量の範囲内であれば更に好ましい。
【００３６】
エポキシ樹脂（Ａ）全体に対する、エポキシ樹脂（Ａ１）の量が、８０〜１００質量％の範囲内であり、フェノール化合物（Ｂ）全体に対する、フェノール化合物（Ｂ１）の量が、４９質量％以下であることが、好ましい。この場合、半導体装置が特に高い信頼性を有することができるとともに、半導体装置におけるワイヤースイープが特に抑制できる。フェノール化合物（Ｂ１）の量が３０〜４９質量％の範囲内であれば、より好ましい。
【００３７】
エポキシ樹脂（Ａ）全体に対する、エポキシ樹脂（Ａ１）の量が、７９質量％以下であり、フェノール化合物（Ｂ）全体に対する、フェノール化合物（Ｂ１）の量が、５０〜１００質量％の範囲内であることも好ましい。この場合、半導体装置が特に高い信頼性を有することができるとともに、半導体装置におけるワイヤースイープが特に抑制できる。エポキシ樹脂（Ａ）全体に対する、エポキシ樹脂（Ａ１）の量が、５０〜７９質量％の範囲内であれば更に好ましい。
【００３８】
芳香族モノカルボン酸（Ｃ）について説明する。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、特に芳香環と、芳香環に結合している一つのカルボキシル基と、芳香環に結合している少なくとも一つの電子吸引性官能基とを有することが好ましい。芳香環は、特にベンゼン環又はナフタレン環であることが好ましい。
【００３９】
芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、ハロゲン原子及び硫黄原子を有さないことが好ましい。この場合、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）に起因する銀製又は銅製のワイヤ５６の腐食が、抑制される。
【００４０】
電子吸引性官能基は、上記の通りニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、一つの電子吸引性官能基を有してもよく、複数の電子吸引性官能基を有してもよい。
【００４１】
芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、例えば下記式（３）で表される。
【００４２】
【化５】
2018058960.tif 000007
【００４３】
式（３）中のＲ1〜Ｒ5のうち一つが電子吸引性官能基であり、残りの四つは各々独立にＨ、有機基又は電子吸引性官能基である。有機基は芳香族モノカルボン酸（Ｃ）の特性に影響を与えない基であることが好ましい。有機基はアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基であることが好ましく、特にＣＨ3であることが好ましい。Ｒ1〜Ｒ5のうち一つが電子吸引性官能基であり、残りの四つが各々独立にＨ又は有機基であれば、特に好ましい。
【００４４】
芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、特にニトロ安息香酸を含有することが好ましい。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、２−ニトロ安息香酸、３−ニトロ安息香酸、４−ニトロ安息香酸、３−メチル−４ニトロ安息香酸、２−メチル−３−ニトロ安息香酸、４−メチル−３−ニトロ安息香酸、２−メチル−６−ニトロ安息香酸、３−メチル−２−ニトロ安息香酸、２−メチル−５−ニトロ安息香酸、５−メチル−２−ニトロ安息香酸、２−シアノ安息香酸、３−シアノ安息香酸、４−シアノ安息香酸、４−ヒドロキシ−３−ニトロ安息香酸、５−ヒドロキシ−２−ニトロ安息香酸、３−ヒドロキシ−４−ニトロ安息香酸、３−ヒドロキシ−２−ニトロ安息香酸、２−ヒドロキシ−４−ニトロ安息香酸及び２−ヒドロキシ−５−ニトロ安息香酸からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することも好ましい。
【００４５】
芳香族モノカルボン酸（Ｃ）の融点は２００℃以下であることが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）の構成成分を加熱して溶融しながら混合することで組成物（Ｘ）を調製する際に、加熱温度をそれほど上昇させなくても混合が可能となる。そのため、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がニトロ安息香酸を含有する場合、ニトロ安息香酸は２−ニトロ安息香酸と３−ニトロ安息香酸のうち少なくとも一方のみを含有することが好ましい。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）が２００℃以上の融点を有する４−ニトロ安息香酸は含有してもよいが、その場合、構成成分を十分に混合するためには、構成成分中の４−ニトロ安息香酸以外の以外の成分の種類、配合量等が制約を受ける。
【００４６】
組成物（Ｘ）が芳香族モノカルボン酸（Ｃ）を含有するから、組成物（Ｘ）から作製される封止材６２がメッキ層５４を備えるリードフレーム５２と高い密着性を有する。この高い密着性は、次の機序によって実現されると推測される。
【００４７】
組成物（Ｘ）中の芳香族モノカルボン酸（Ｃ）においては、電子吸引性官能基が芳香環の電子を吸引するため、図２に示すようにカルボキシル基からプロトンが脱離してカルボン酸陰イオンが生成しやすい。このため、封止材６２の作製時に、組成物（Ｘ）がリードフレーム５２に接触することで図３に示すように芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がリードフレーム５２に近づき、この状態で組成物（Ｘ）が加熱されると、図４に示すように置換芳香族モノカルボン酸のカルボキシル基から水素が脱離してカルボン酸陰イオンが生成し、このカルボン酸陰イオンがリードフレーム５２を構成する金属と塩を形成しやすい。なお、図３及び図４において、Ｍはリードフレーム５２における金属を示す。そのため、封止材６２とリードフレーム５２との界面付近に、リードフレーム５２と結合した芳香族モノカルボン酸（Ｃ）が配置され、あたかもリードフレーム５２が芳香族モノカルボン酸（Ｃ）からなる皮膜で覆われたようになる。この芳香族モノカルボン酸（Ｃ）は、芳香環を有するため、有機物を含む封止材６２と親和性が高い。このため、封止材６２とリードフレーム５２と間の高い密着性が実現されると考えられる。
【００４８】
上記の推測は、次の試験結果によって裏付けられる。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）の一例として３−ニトロ安息香酸を選択し、この３−ニトロ安息香酸と銀粉末を混合して得られた混合物を、銀製の板の表面に滴下した。この板上の混合物を１７５℃で３０秒加熱した。加熱前の混合物と加熱後の混合物に対し、拡散反射フーリエ変換赤外分光法による分析実施した。これにより得られたチャートを図５に示す。図５中の実線は加熱前のチャートを、破線は加熱後のチャートを、それぞれ示す。加熱後のチャートでは、加熱前のチャートと比べて、符号１０で示されるカルボン酸に由来するピークの強度が増大しているとともに、符号２０で示されるカルボニル骨格に由来するピークが高波数側へシフトしている。この結果は、加熱後ではカルボン酸の塩が増大していることを示している。これは、加熱されることで芳香族モノカルボン酸（Ｃ）が銀製の板に結合し、カルボン酸の塩が生成したためであると考えられる。
【００４９】
上記の機序で封止材６２がリードフレーム５２と高い密着性を有するためには、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）のｐＫａは高すぎないことが好ましい。具体的には、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）のｐＫａは４以下であることが好ましい。ｐＫａが４以下であれば、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）におけるカルボキシル基は容易に陰イオン化して、リードフレーム５２を構成する金属と塩を形成しやすくなる。ｐＫａが３．４以下であれば特に好ましい。
【００５０】
なお、上述の推論は、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がニトロ基を有する場合の分析に基づくが、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がシアノ基又はヒドロキシル基を有する場合でも、同様の推論が成り立つ。
【００５１】
エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族モノカルボン酸（Ｃ）における電子吸引性官能基との反応性は低いことが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）を加熱しても、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がエポキシ樹脂（Ａ）と反応することで固定されてしまうことが抑制される。このため、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がリードフレーム５２を構成する金属と塩を形成しやすくなる。従って、エポキシ樹脂（Ａ）と電子吸引性置換基との反応性が低くなるように、エポキシ樹脂（Ａ）と電子吸引性置換基との組合せを選択することが好ましい。
【００５２】
本実施形態では、上述のように組成物（Ｘ）が密着性向上のために芳香族モノカルボン酸（Ｃ）を含有しても、組成物（Ｘ）のゲルタイムが長くなりにくい。これは、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）がカルボキシル基を一つだけ有するため、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）からのプロトンの放出量が過大ではないためであると推察される。これについて、より詳しく説明する。プロトンは組成物（Ｘ）中の塩基性の硬化促進剤（Ｅ）を失活させるため、ゲルタイムの長大化の原因となりえる。しかし、本実施形態では、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）はカルボキシル基を一つしか有さないため、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）からのプロトンの放出量は多くない。このため、プロトンによる硬化促進剤（Ｅ）の失活が抑制され、その結果、ゲルタイムが長くなりにくいと考えられる。
【００５３】
プロトンによる硬化促進剤（Ｅ）の失活を抑制するためには、組成物（Ｘ）が芳香族モノカルボン酸（Ｃ）以外のカルボン酸、例えば電子吸引性官能基を有する芳香族多価カルボン酸、を含有しないことが好ましい。組成物（Ｘ）が芳香族モノカルボン酸（Ｃ）以外のカルボン酸含有する場合でも、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）以外のカルボン酸が組成物（Ｘ）全体に対して０．３質量％以下であることが好ましい。
【００５４】
芳香族モノカルボン酸（Ｃ）の量は、組成物（Ｘ）に対して０．００１〜０．５質量％の範囲内であることが好ましい。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）の量が０．００１質量％以上であると、封止材６２とリードフレーム５２との密着性が特に高くなる。芳香族モノカルボン酸（Ｃ）の量が０．５質量％以下であると、プロトンによる硬化促進剤（Ｅ）の失活が特に抑制され、ゲルタイムが長くなることが特に抑制される。
【００５５】
組成物（Ｘ）は、イオントラップ剤（Ｄ）を含有することが好ましい。イオントラップ剤（Ｄ）は、組成物（Ｘ）中の塩素イオンといった遊離イオンを捕捉する機能を有する。
【００５６】
さらに、組成物（Ｘ）が芳香族モノカルボン酸（Ｃ）とともにイオントラップ剤（Ｄ）を含有すると、封止材６２とリードフレーム５２との密着性が更に向上しうる。イオントラップ剤（Ｄ）がイオン交換性を有するイオントラップ剤を含有する場合には、その効果が著しい。その理由の一つは、イオントラップ剤（Ｄ）が組成物（Ｘ）のｐＨを５．０〜７．５の間に維持でき、そのことが、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）が封止材６２をリードフレーム５２に密着させる作用を、高めるためであると、推察される。
【００５７】
組成物（Ｘ）のｐＨは、例えば次のように測定される。組成物（Ｘ）を、金型温度１７０℃で成形して、直径６０ｍｍ、厚み２ｍｍの円盤状の成形体を作製し、この成形体を更に１７５℃で６時間加熱する。この成形体をスタンプミルで粉砕してから、１５０μｍのメッシュの篩いにかける。篩いを通過した粉体をｐＨ測定用のサンプルとする。このサンプル５ｇを、テフロン（登録商標）製の容器に入れてメタノール４ｍＬで湿らせた後、容器にイオン交換水４６ｍＬを加えてから１２０℃で２４時間加熱する。これによりｐＨ測定用検液を得る。この検液の温度を２５℃±１℃に保った状態で、検液のｐＨをｐＨメーターで測定する。この測定結果を、組成物（Ｘ）のｐＨと見做せる。
【００５８】
イオントラップ剤（Ｄ）が組成物（Ｘ）のｐＨを調整するメカニズムを説明する。
【００５９】
図６Ａ及び図６Ｂは、イオントラップ剤（Ｄ）が、Ｃｌ-といった陰イオン７２を捕捉して組成物（Ｘ）のｐＨを高くする様子を示す模式図である。図６Ａは、陰イオン７２を吸着する前のイオントラップ剤（Ｄ）を示す模式図である。図６Ａ及び図６Ｂ中で、イオントラップ剤（Ｄ）は符号７０で示される。図６Ａでは、イオントラップ剤（Ｄ）がＯＨ基７６を捕捉している。図６Ａにおいて、イオントラップ剤（Ｄ）の周囲には、陰イオン７２が存在する。図６Ｂは、陰イオン７２を捕捉した状態のイオントラップ剤（Ｄ）を示す。
【００６０】
イオントラップ剤（Ｄ）が金属水酸化物である場合の、イオントラップ剤（Ｄ）が組成物（Ｘ）のｐＨを調整するイオン交換反応について説明する。
【００６１】
イオントラップ剤（Ｄ）の陽イオン交換反応は、例えば下記式（４）又は（５）で示される。式（４）及び（５）において、Ｔはイオントラップ剤（Ｄ）であり、Ｍ+は陽イオンである。式（４）又は（５）の反応によって組成物（Ｘ）のｐＨは低くなる。この陽イオン交換反応は、塩基性環境下で進みやすい。このため、陽イオン交換反応によって、組成物（Ｘ）ｐＨの上昇が抑制される。
【００６２】
Ｔ−ＯＨ  ＋Ｍ+  →  Ｔ−ＯＭ  ＋  Ｈ+  （４）
Ｔ−ＯＨ  ＋Ｍ+  ＋  ＯＨ-  →  Ｔ−ＯＭ  ＋  Ｈ2Ｏ  （５）
イオントラップ剤（Ｄ）の陰イオン交換反応は、例えば下記式（６）又は（７）で示される。式（６）及び（７）において、Ｔはイオントラップ剤（Ｄ）であり、Ａ-は陰イオンである。式（６）又は（７）の反応によって組成物（Ｘ）のｐＨは高くなる。陰イオン交換反応は、酸性環境下で進みやすい。このため、陰イオン交換反応によって、組成物（Ｘ）のｐＨの低下が抑制される。
【００６３】
Ｔ−ＯＨ  ＋  Ａ-  →  Ｒ−Ａ  ＋  ＯＨ-  （６）
Ｔ−ＯＨ  ＋  Ａ-  ＋Ｈ+  →  Ｒ−ＯＨ2・Ａ  （７）
上記のように、塩基性環境下では式（４）又は（５）に示す反応が優位であり、酸性環境下では式（６）又は（７）に示す反応が優位であることで、組成物（Ｘ）のｐＨが調整される。これにより、イオントラップ剤（Ｄ）が組成物（Ｘ）のｐＨを５．０〜７．５の範囲内、好ましくは６．０〜６．５の範囲内、に調整することが可能である。
【００６４】
組成物（Ｘ）のｐＨが与える影響について詳しく説明する。
【００６５】
組成物（Ｘ）のｐＨが５．０未満では、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）による封止材６２をリードフレームに密着させる作用が、低下する。その理由は、ｐＨが５．０未満では封止材６２中に含まれるプロトン（Ｈ+）の量が過剰であり、そのために芳香族モノカルボン酸（Ｃ）とリードフレーム５２中の金属Ｍとの反応（図３及び４参照）が進みにくくなるからだと推察される。
【００６６】
組成物（Ｘ）のｐＨが７．５より高いと、封止材６２中のＭｇ2+、Ｃａ2+、Ｎａ+といったカチオンが増加する。封止材６２中のカチオンは、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）とリードフレーム５２中の金属Ｍとの反応（図３及び４参照）を阻害し、そのことが、封止材６２と金属表面との密着力の低下を招くと推察される。
【００６７】
それに対し、組成物（Ｘ）のｐＨが５．０〜７．５の範囲内、好ましくは６．０〜６．５の範囲内であると、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）と金属表面との反応性が高くなる。
【００６８】
組成物（Ｘ）に対する、イオントラップ剤（Ｄ）の量は、０．０５〜０．６質量％の範囲内であることが好ましい。このイオントラップ剤（Ｄ）の量が０．０５質量％以上であると、イオントラップ剤（Ｄ）によるｐＨ調整機能が高まる。イオントラップ剤（Ｄ）の量が０．６質量％より多くても、イオントラップ剤（Ｄ）のｐＨ調整機能の増大は得られない。
【００６９】
イオントラップ剤（Ｄ）は、炭酸イオンと水酸物イオンとのうち少なくとも一方を有する化合物を含有することが好ましい。この場合、イオントラップ剤（Ｄ）は、組成物（Ｘ）のｐＨを調整する上記のようなイオン交換反応を生じさせることができる。
【００７０】
イオントラップ剤（Ｄ）は、アルミニウム及びマグネシウムの化合物を含有することも好ましい。
【００７１】
イオントラップ剤（Ｄ）は、金属元素の含水酸化物を含有することも好ましい。金属元素の含水酸化物は、例えばアルミニウムの含水酸化物、ビスマスの含水酸化物、チタンの含水酸化物、及びジルコニウムの含水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有する。
【００７２】
イオントラップ剤（Ｄ）は、特にハイドロタルサイト系化合物を含有することが好ましい。ハイドロタルサイト系化合物の代表的な構造の例は、[Ｍ2+1-xＭ3+x（ＯＨ）2］［Ａn-x/n・ｍＨ2Ｏ］である。
【００７３】
ハイドロタルサイト系化合物が、炭酸イオンと水酸物イオンとのうち少なくとも一方を有するアルミニウム及びマグネシウムの含水酸化物であれば、特に好ましい。この場合、イオントラップ剤（Ｄ）は、特に高いイオントラップ性能を有することができる。このようなハイドロタルサイト系化合物の例は、Ｍｇ−Ａｌ−ＣＯ3系ハイドロタルサイト系化合物を含む。Ｍｇ−Ａｌ−ＣＯ3系ハイドロタルサイト系化合物の代表的な構造の例は、［Ｍｇ1-xＡｌx（ＯＨ）2］x+［（ＣＯ3）x/2・ｍＨ2Ｏ］x-である。
【００７４】
なお、Ｂｉ系イオントラップ剤は、組成物（Ｘ）を酸性にしやすく、吸着型のイオントラップ剤は、イオン交換性を有するイオントラップ剤と比較して、トラップした陰イオンを脱離させやすい。このため、イオントラップ剤（Ｄ）はＢｉ系イオントラップ剤及び吸着型のイオントラップ剤を含有しないことが好ましい。
【００７５】
ハイドロタルサイト系化合物の、２５℃から８００℃まで２０℃／分の昇温速度で加熱された場合の重量減少率は、１０〜７０％の範囲内であることが好ましい。重量減少率は、市販の熱重量・示差熱測定機（ＴＧ−ＤＴＡ）で測定できる。重量減少率が前記範囲であれば、ハイドロタルサイト系化合物における炭酸イオンと水酸物イオンとのうち少なくとも一方の含有量が高いため、組成物（Ｘ）のｐＨが５．０〜７．５の範囲内に維持されやすい。重量減少率が１０〜５０％の範囲内であれば、組成物（Ｘ）のｐＨが５．０〜７．５の範囲内に、更に維持されやすい。ハイドロタルサイト系化合物の、層間水の脱水が生じる温度領域（例えば、１８０℃〜２１０℃）を除く温度領域（例えば、２２０℃〜６００℃、あるいは２２０℃〜８００℃）での重量減少率が１０％以上であればより好ましく、１５％以上であれば更に好ましく、２０％以上であれば特に好ましい。
【００７６】
組成物（Ｘ）中のハイドロタルサイト系化合物は、例えばイオンクロマトグラフ法で検出できる。組成物（Ｘ）中のハイドロタルサイト系化合物の量が２００ｐｐｍ以上であれば、ハイドロタルサイト系化合物をイオンクロマトグラフ法で検出可能である。組成物（Ｘ）中のハイドロタルサイト系化合物の量が２００ｐｐｍ以上であれば、組成物（Ｘ）のｐＨを５．０〜７．５の範囲内に維持する効果が十分に得られうる。
【００７７】
上述の通り、組成物（Ｘ）は硬化促進剤（Ｅ）を含有することが好ましい。硬化促進剤（Ｅ）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−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールとったイミダゾール類；１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、５，６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等のシクロアミジン類；２−（ジメルアミノメチル）フェノール、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールといった第３級アミン類；トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、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、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンとパラベンゾキノンの付加反応物、フェニルホスフィンといった有機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレートといったテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート；ボレート以外の対アニオンを持つ４級ホスホニウム塩；並びに２−エチル−４−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリン・テトラフェニルボレートとったテトラフェニルボロン塩、からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。硬化促進剤（Ｅ）は、ハロゲン及び硫黄元素を含まないことが好ましい。硬化促進剤（Ｅ）がイミダゾールを含有すると、イミダゾールは硬化剤としても機能できる。
【００７８】
硬化促進剤（Ｅ）は、例えば、組成物（Ｘ）に対して０．００１〜０．５質量％の範囲内である。
【００７９】
組成物（Ｘ）は、無機充填材（Ｆ）を含有することが好ましい。無機充填材（Ｆ）は、例えば溶融球状シリカ等の溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。組成物（Ｘ）に無機充填材（Ｆ）を含有させることで、封止材６２の熱膨張係数を調整できる。特に無機充填材（Ｆ）が溶融シリカを含有することが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）中の無機充填材（Ｆ）の高い充填性と、成形時の組成物（Ｘ）の高い流動性とが得られる。無機充填材（Ｆ）がアルミナ、結晶シリカ及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することも好ましく、この場合、封止材６２の高い熱伝導性が得られる。
【００８０】
無機充填材（Ｆ）の平均粒径は例えば０．２〜７０μｍの範囲内である。平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲内であれば、組成物（Ｘ）の成形時に特に良好な流動性が得られる。なお、平均粒径は、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から算出される体積基準のメディアン径であり、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて得られる。
【００８１】
無機充填材（Ｆ）は、成形時の組成物（Ｘ）の粘度、封止材６２の物性等の調整のために、平均粒径の異なる二種以上の成分を含有してもよい。
【００８２】
無機充填材（Ｆ）は、組成物（Ｘ）全量に対して６０〜９３質量％の範囲内であることが好ましい。無機充填材（Ｆ）が少なすぎると封止材６２の線膨張係数が大きくなるためリフロー時等の半導体装置１の反りが大きくなるおそれがある。一方、無機充填材（Ｆ）が多すぎると組成物（Ｘ）の十分な流動性が確保されず、成形時にワイヤースイープが大きくなる場合がある。
【００８３】
組成物（Ｘ）は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤は、無機充填材（Ｘ）とエポキシ樹脂（Ａ）及びフェノール化合物（Ｂ）との親和性を向上させうる。カップリング剤は、リードフレーム５２に対する封止材６２の密着性も向上させうる。
【００８４】
カップリング剤は、例えばシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、及びアルミニウム／ジルコニウムカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することが好ましい。シランカップリング剤は、例えば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メチルジエトキシシラン、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等といったグリシドキシシラン；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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランといったアミノシラン；アルキルシラン；ウレイドシラン；並びにビニルシラン、からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することが好ましい。
【００８５】
無機充填材（Ｆ）とカップリング剤の合計量に対して、カップリング剤の量は、０．１〜２．０質量％の範囲内が好ましい。
【００８６】
エポキシ樹脂（Ａ）はニトロ基を有しないことが好ましく、フェノール化合物（Ｂ）もニトロ基を有しないことが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）中に存在するニトロ基の合計量が過剰に多くなることが抑制され、ニトロ基によって封止材６２の電気特性が悪化することが抑制されうる。また、フェノール化合物（Ｂ）がニトロ基を有しないと、フェノール化合物（Ｂ）の求核性がニトロ基によって低下させられることがない。このため、エポキシ樹脂（Ａ）に対するフェノール化合物（Ｂ）の良好な反応性が維持され、ゲルタイムが長くなることが特に抑制される。
【００８７】
組成物（Ｘ）がイオントラップ材（Ｅ）を含有する場合は、イオントラップ材（Ｅ）もニトロ基を有さないことが好ましい。組成物（Ｘ）が無機充填材（Ｆ）を含有する場合は、無機充填材（Ｆ）もニトロ基を有さないことが好ましい。れらの場合、封止材６２の電気特性が悪化することが特に抑制されうる。
【００８８】
組成物（Ｘ）は、本実施形態の効果を損なわない範囲内において、上記成分以外の添加剤を含有してもよい。添加剤の例は、離型剤、難燃剤、着色剤、及び低応力化剤を含む。
【００８９】
離型剤は、例えばカルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィン、エステルワックス、酸化ポリエチレン、及び金属石鹸からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。
【００９０】
難燃剤は、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤リンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。
【００９１】
着色剤は、例えば、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、フタロシアニン及びペリレンブラックからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。
【００９２】
低応力化剤は、例えば、シリコーンエラストマー、シリコーンレジン、シリコーンオイル及びブタジエン系ゴムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。ブタジエン系ゴムは、例えばアクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体及びメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体のうち少なくとも一方の成分を含有できる。
【００９３】
上記のような組成物（Ｘ）の構成成分を混合することで、組成物（Ｘ）を調製できる。より具体的には、例えばエポキシ樹脂（Ａ）、フェノール化合物（Ｂ）、芳香族モノカルボン酸（Ｃ）、無機充填材（Ｆ）及び硬化促進剤（Ｅ）を含む構成成分を、ミキサー、ブレンダーなどで十分均一になるまで混合し、続いて熱ロールやニーダーなどの混練機により加熱されている状態で溶融混合してから、室温に冷却する。これにより得られた混合物を公知の手段で粉砕することで、粉体状の組成物（Ｘ）を製造できる。組成物（Ｘ）は粉体状でなくてもよく、例えばタブレット状であってもよい。タブレット状である場合の組成物（Ｘ）は成形条件に適した寸法と質量を有することが好ましい。
【００９４】
組成物（Ｘ）は、２５℃で固体であることが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）を射出成形法、トランスファ成形法、圧縮成形法などの加圧成形法で成形することで、封止材６２を得ることができる。組成物（Ｘ）が１５〜２５℃の範囲内のいずれの温度でも固体であればより好ましく、５〜３５℃の範囲内のいずれの温度でも固体であれば特に好ましい。
【００９５】
組成物（Ｘ）が固体であるためには、エポキシ樹脂（Ａ）及びフェノール化合物（Ｂ）が固体であることが好ましい。なお、エポキシ樹脂（Ａ）及びフェノール化合物（Ｂ）に液状の成分が含まれているなどして、組成物（Ｘ）に液状の成分が含まれていても、組成物（Ｘ）中の固体状の成分が液状の成分を吸収するなどにより、組成物（Ｘ）が全体として固体とみなされるならばよい。
【００９６】
組成物（Ｘ）の２５℃での弾性率は、０．３ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）を射出成形法、トランスファ成形法、圧縮成形法などの加圧成形法で成形しやすい。弾性率は０．３〜３５００００ＭＰａの範囲内であることが好ましい。なお、組成物（Ｘ）の弾性率は、組成物（Ｘ）の組成を本実施形態の範囲内で適宜設定することで制御できる。
【００９７】
組成物（Ｘ）の１２０℃でのスパイラルフロー長さがは１ｃｍ以上であることが好ましい。この場合、組成物（Ｘ）の成形時の流動性が良好になる。このスパイラルフロー長さが１〜２００ｃｍの範囲内であることが好ましい。組成物（Ｘ）の１６０℃でのスパイラルフロー長さが２０〜２５０ｃｍの範囲内であることも好ましい。この場合、成形時の組成物（Ｘ）の流動性の悪化に起因する封止材６２の未充填、いわゆるウェルドボイド、が発生しにくいと共に、成形時に半導体素子５０とリードフレーム５２を接続しているワイヤ５６がダメージを受けにくい。なお、組成物（Ｘ）のスパイラルフロー長さは、組成物（Ｘ）の組成を本実施形態の範囲内で適宜設定することで制御できる。
【００９８】
組成物（Ｘ）のゲルタイムは、１０〜１００秒の範囲内であることが好ましい。この場合、封止材６２を作製する場合の成形サイクルが特に短くなり、半導体装置１の生産性が特に高くなる。なお、ゲルタイムは、ＪＳＲトレーディング株式会社製のキュラストメータＶＰＳ型を用いて、組成物（Ｘ）を１７５℃で加熱しながらトルクを測定した場合に、加熱開始時からトルクの測定値が０．０５（Ｎ／ｍ）に達するまでに要する時間と定義される。
【００９９】
組成物（Ｘ）から作製された封止材６２を備える半導体装置１、及びその製造方法の例について説明する。
【０１００】
半導体装置１は、例えばＭｉｎｉ、Ｄパック、Ｄ２パック、Ｔｏ２２Ｏ、Ｔｏ３Ｐ、デュアル・インライン・パッケージ（ＤＩＰ）といった、挿入型パッケージ、又はクワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、スモール・アウトライン・パッケージ（ＳＯＰ）、スモール・アウトライン・Ｊリード・パッケージ（ＳＯＪ）といった、表面実装型のパッケージである。
【０１０１】
図１に、本実施形態における半導体装置１の断面図を示す。この半導体装置１は、金属製のリードフレーム５２と、リードフレーム５２に搭載されている半導体素子５０と、半導体素子５０とリードフレーム５２とを電気的に接続するワイヤ５６と、半導体素子５０を封止する封止材６２とを備える。
【０１０２】
本実施形態では、リードフレーム５２は、ダイパッド５８、インナーリード５２１及びアウターリード５２２を備える。リードフレーム５２は、例えば銅製又は４２アロイなどの鉄合金製である。リードフレーム５２はメッキ層５４を備えることが好ましい。この場合、リードフレーム５２の腐食が抑制される。メッキ層５４は、銀、ニッケル及びパラジウムのうち少なくとも一種の成分を含むことが好ましい。メッキ層５４は、銀、ニッケル及びパラジウムのうちいずれか一種の金属のみを含んでもよく、銀、ニッケル及びパラジウムのうち少なくとも一種の金属を含む合金を含んでもよい。メッキ層５４が積層構造を有してもよく、具体的には例えばパラジウム層、ニッケル層及び金層からなる積層構造を有してもよい。メッキ層５４の厚みは例えば１〜２０μｍの範囲内であるが、特にこれに制限されない。
【０１０３】
リードフレーム５２のダイパッド５８上に半導体素子５０を適宜のダイボンド材６０で固定する。これによりリードフレーム５２に半導体素子５０を搭載する。半導体素子５０は、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、ダイオード又は固体撮像素子である。半導体素子５０は、ＳｉＣ、ＧａＮ等の新規のパワーデバイスであってもよい。
【０１０４】
続いて、半導体素子５０とリードフレーム５２におけるインナーリード５２１とを、ワイヤ５６で接続する。ワイヤ５６は、金製でもよいが、銅と銀のうち少なくとも一方を含んでもよい。例えばワイヤ５６は銀製又は銅製でもよい。ワイヤ５６が銅と銀のうち少なくとも一方を含む場合、ワイヤ５６はパラジウムなどの金属の薄膜でコートされていてもよい。
【０１０５】
続いて、組成物（Ｘ）を成形することで、半導体素子５０を封止する封止材６２を形成する。封止材６２はワイヤ５６も封止している。封止材６２はダイパッド５８及びインナーリード５２１も封止し、そのため封止材６２は、リードフレーム５２と接しており、リードフレーム５２がメッキ層５４を備える場合はメッキ層５４と接している。
【０１０６】
封止用組成物を加圧成形法で成形することで封止材６２を作製することが好ましい。加圧成形法は、例えば射出成形法、トランスファ成形法又は圧縮成形法である。
【０１０７】
封止材６２をトランスファ成形法で作製する方法の一例を、図７Ａ及び図７Ｂに概略的に示す。この例では、半導体素子５０が搭載されたリードフレーム５２を、図７Ａに示すようにトランスファ成形用の金型３１内に配置する。この状態で符号４で示す組成物（Ｘ）を加熱して溶融させてから金型３１内に射出する。金型３１内で組成物（Ｘ）を更に加熱することで、組成物（Ｘ）を硬化させる。これにより、封止材６２が作製され、リードフレーム５２、半導体素子５０、ワイヤ５６及び封止材６２を備える半導体装置１が得られる。続いて金型３１を開いて、図７Ｂに示すように金型３１から半導体装置１を取り出す。
【０１０８】
封止材６２を圧縮成形法で作製する方法の一例を、図８Ａ及び図８Ｂに概略的に示す。この例では、図８Ａに示すように、圧縮成形用の金型３２を構成する上型３３と下型３４との間に、半導体素子５０が搭載されたリードフレーム５２と符号４で示す組成物（Ｘ）とを配置する。続いて、上型３３と下型３４とを加熱しながら、上型３３と下型３４とを近づける。これにより組成物（Ｘ）を金型３２内で加圧しながら加熱することで硬化させる。これにより、封止材６２が作製され、リードフレーム５２、半導体素子５０、ワイヤ５６及び封止材６２を備える半導体装置１が得られる。続いて金型３２を開いて、図８Ｂに示すように金型３２から半導体装置１を取り出す。
【０１０９】
組成物（Ｘ）を加圧成形方で成形する際の成形圧力は３．０ＭＰａ以上であることが好ましく、成形温度は１２０℃以上であることが好ましい。この場合、未充填、いわゆるウェルドボイドや内部ボイド、が少なく均一な封止材６２で半導体素子５０が封止された、半導体装置１を得ることができる。
【０１１０】
特にトランスファ成形法の場合は、金型への組成物（Ｘ）の注入圧力が３ＭＰａ以上であることが好ましく、４〜７１０ＭＰａの範囲内であれば更に好ましい。また、加熱温度（金型温度）は１２０℃以上であることが好ましく、１６０〜１９０℃の範囲内であれば更に好ましい。また、加熱時間は３０〜３００秒の範囲内であることが好ましく、６０〜１８０秒の範囲内であれば更に好ましい。
【０１１１】
トランスファ成形法では、金型内で封止材６２を作製した後、金型を閉じたままで封止材６２を加熱することにより後硬化（ポストキュア）を行ってから、金型を開いて半導体装置１を取り出すことが好ましい。後硬化のための加熱条件は、例えば加熱時間が１６０〜１９０℃の範囲内、加熱時間が２〜８時間の範囲内である。
【０１１２】
圧縮成形の場合は、圧縮圧力が３ＭＰａ以上であることが好ましく、５．０〜１０ＭＰａの範囲内であれば更に好ましい。加熱温度（金型温度）は１２０℃以上であることが好ましく、１５０〜１８５の範囲内であれば更に好ましい。加熱時間は６０〜３００秒の範囲内であることが好ましい。
【０１１３】
本実施形態で得られた半導体装置１では、組成物（Ｘ）が硫黄化合物を含まず或いは硫黄化合物の含有量が低いにもかかわらず、リードフレーム５２がメッキ層５４を備えていても、封止材６２はリードフレーム５２と高い密着性を有する。このため、半導体装置１が加熱された場合及び半導体装置１に振動が加えられた場合でも、リードフレーム５２から封止材６２が剥離しにくい。
【０１１４】
また、組成物（Ｘ）が硫黄化合物を含まず或いは硫黄化合物の含有量が低いため、高温下及び高湿下であっても、封止材６２に接するワイヤ５６が腐食されにくい。このため高温下及び高湿下で半導体装置１に導通不良及び断線が生じにくく、このため半導体装置１は高い信頼性を有する。
【０１１５】
また、組成物（Ｘ）には、密着性向上に伴うゲルタイムの長大化が起こりにくいため、封止材６２の作製時における成形サイクルの短縮化が可能であり、このため半導体装置１の生産効率を高くできる。
【実施例】
【０１１６】
以下に、実施例により本実施形態の効果を更に詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるない。
【０１１７】
［組成物の調製］
後掲の表１，２の「組成」の欄に示す成分を配合し、ミキサーで均一に混合分散してから、ニーダーで１００℃で加熱混練し、得られた混合物を冷却してから粉砕した。これにより得られた粉体を打錠することで、タブレット状の組成物を得た。
【０１１８】
組成物の拡散反射フーリエ変換赤外分光法による分析を実施したところ、実施例ではニトロ基に由来するピークが確認されたのに対し、比較例ではニトロ基に由来するピークは確認できなかった。
【０１１９】
なお、表１，２に示す成分の詳細は次の通りである。
・エポキシ樹脂Ａ：式（１）に示す構造を有し、式（１）中のｎが平均１．０〜１．５、ｍが平均１．０〜３．０であるエポキシ樹脂、日本化薬製、品番ＮＣ３０００、エポキシ当量２８４。
・エポキシ樹脂Ｂ：式（１）に示す構造を有し、式（１）中のｎが平均２．０〜３．５、ｍが平均１．０〜３．０であるエポキシ樹脂、日本化薬製、品番ＮＣ−３５００、エポキシ当量２０９。
・エポキシ樹脂Ｃ：ビフェニル型エポキシ樹脂、三菱化学製、品番ＹＸ４０００、エポキシ当量１８６。
フェノール化合物Ａ：式（２）に示す構造を有し、式（２）中のｎが平均１．０〜２．０、ｍが平均１．０〜３．０であるフェノール化合物、明和化成製、品番ＭＥＨ−７８５１ＳＳ。
フェノール化合物Ｂ：式（２）に示す構造を有し、式（２）中のｎが平均１．５〜２．５、ｍが平均１．０〜３．０であるフェノール化合物、明和化成製、品番ＭＥＨ−７４０３Ｈ。
フェノール化合物Ｃ：フェノールアラルキル型フェノール樹脂、明和化成製、品番ＭＥＨ７８００−３Ｌ。
フェノール化合物Ｄ：フェノールノボラック樹脂、明和化成製、品番Ｈ−１Ｍ。
・３−ニトロ安息香酸：東京化成工業製、融点１４１〜１４４℃。
・４−シアノ安息香酸：東京化成工業製、融点２１８〜２２５℃。
・イオントラップ剤Ａ：Ｍｇ−Ａｌ−ＣＯ3系ハイドロタルサイト系化合物、協和化学工業株式会社、品番ＤＨＴ−４Ｈ。
イオントラップ剤Ｂ：Ｍｇ−Ａｌ−ＣＯ3系ハイドロタルサイト系化合物  東亜合成株式会社ＩＸＥ７７０Ｄ。
イオントラップ剤Ｃ：アンチモン・ビスマス系イオントラップ材  東亜合成株式会社ＩＸＥ６００
・硬化促進剤：トリフェニルホスフィン、北興化学工業製。
・充填材：球状溶融シリカ、電気化学工業製、品番ＦＢ９４０。
・シランカップリング剤Ａ：３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、信越シリコーン製、品番ＫＢＭ８０３。
・シランカップリング剤Ｂ：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越シリコーン製、品番ＫＢＭ５７３。
・離型剤：カルナバワックス。
・顔料：三菱化学製、品番ＭＡ６００。
【０１２０】
［評価試験］
組成物に対し、次の評価試験を実施した、これらの結果は後掲の表１，２に示す。
【０１２１】
（１）ＳＯ3換算硫黄量評価
組成物に対して蛍光Ｘ線分析を実施し、その結果に基づいて、組成物の硫黄含有量を、ＳＯ3換算量として算出した。
【０１２２】
（２）ゲルタイム評価
ＪＳＲトレーディング株式会社製のキュラストメータＶＰＳ型を用いて、組成物を１７５℃で加熱しながらトルクを測定した。加熱開始時からトルクの測定値が０．０５（Ｎ／ｍ）に達するまでに要した時間を調査し、この時間をゲルタイムとした。
【０１２３】
（３）Ｃｕ密着性評価
金型を用い、組成物をトランスファ成形法で金型温度１７５℃、注入圧力７．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で成形することで、銅合金（株式会社神戸製鋼所製、品名ＫＦＣ−Ｈ）製の基板の上に硬化物を作製した。硬化物と基板との間の密着力を、Ｄａｇｅ社製のボンドテスターで測定した。なお、リードフレームが銀を含むメッキ層を備える場合に、半導体装置のリフロー時に封止材がリードフレームから剥離しにくくなるためには、本評価における密着力が２５ＭＰａ以上であることが好ましい。
【０１２４】
（４）Ａｇ密着性評価
基板に銀メッキを施した以外は、上記「Ｃｕ密着性評価」の場合と同じ方法で評価を行った。
【０１２５】
（５）耐リフロー性評価
銅製であって部分的に銀メッキ層を備えるリードフレームに半導体素子を搭載し、リードフレーム上で組成物をマルチトランスファプレス（アピックヤマダ製）を用いてトランスファ成形法で金型温度１７５℃、注入圧力７．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で成形することで封止材を作製した。続いて封止材を１７５℃で６時間加熱することでポストキュアを行った。これにより、半導体装置として２８ｍｍ×２８ｍｍの寸法の矩形状のＬＱＦＰ（ロー・プロファイル・クアッド・フラット・パッケージ）を得た。この半導体装置を恒温恒湿機で制御された６０℃、６０％ＲＨの雰囲気中に１２０時間放置することで、吸湿処理を行った。続いて、遠赤外線式リフロー炉を用いて、半導体装置にピーク温度２６５℃の条件でリフロー処理を施した。続いて、超音波探査装置を用いて半導体装置における封止材とリードフレームとの間の剥離の有無を確認した。剥離が確認されない場合を「良」、剥離が確認された場合を「不良」と評価した。
【０１２６】
（６）信頼性評価Ａ
銅合金（株式会社神戸製鋼所製、品名ＫＦＣ−Ｈ）製で部分的に銀メッキ層を備えるリードフレームに半導体素子を搭載し、リードフレームと半導体素子とを銅製のワイヤで接続した。続いて、組成物をトランスファ成形法で金型温度１７５℃、注入圧力７．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で成形することで封止材を作製した。これにより半導体装置としてＤＩＰ  １６ｐｉｎを作製した。この半導体装置を乾燥機に配置して２５０℃に２０００時間保ちながら、半導体装置の端子間の電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定値が初期値の１．５倍になるまでに要した時間を調査した。なお、２０００時間経過しても電気抵抗値が初期値の１．５倍に達しなかった場合は、「良」と評価した。
【０１２７】
（７）信頼性評価Ｂ
銅合金（株式会社神戸製鋼所製、品名ＫＦＣ−Ｈ）製で部分的にＡｇメッキ層を備えるリードフレームに半導体素子を搭載し、リードフレームと半導体素子とを銅製のワイヤで接続した。続いて、組成物をトランスファ成形法で金型温度１７５℃、注入圧力７．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で成形することで封止材を作製した。これにより半導体装置としてＤＩＰ  １６ｐｉｎを作製した。この半導体装置に、１３０℃、８５％ＲＨの条件でバイアスなし高度加速ストレス試験（ＵＨＡＳＴ）を２０００時間実施しながら、半導体装置の端子間の電気抵抗を測定し、電気抵抗の測定値が初期値の１．５倍になるまでに要した時間を調査した。なお、２０００時間経過しても電気抵抗値が初期値の１．５倍に達しなかった場合は、「良」と評価した。
【０１２８】
【表１】
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【０１２９】
【表２】
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【符号の説明】
【０１３０】
１    半導体装置
５０  半導体素子
５２  リードフレーム
５４  メッキ層
５６  ワイヤ
６２  封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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