(57)【要約】【課題】耐熱性、熱分解安定性、機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性、成形時の硬化性に優れ、ＳｉＣあるいはＧａＮ等のパワー半導体封止に用いるのに好適な半導体封止用樹脂組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール化合物、（Ｃ）マレイミド化合物、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）無機充填剤を含有し、（Ｂ）フェノール化合物のフェノール性水酸基１ｍｏｌに対して、（Ｃ）マレイミド化合物のマレイミド基が０．７〜３．０ｍｏｌであり、（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基が０．３〜０．９ｍｏｌであり、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して、（Ｅ）無機充填剤が２００質量部以上であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール化合物、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）無機充填剤を含有する半導体封止用樹脂組成物であって、（Ｂ）フェノール化合物のフェノール性水酸基１ｍｏｌに対して、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物のマレイミド基が０．７〜３．０ｍｏｌであり、（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基が０．３〜０．９ｍｏｌであり、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して、（Ｅ）無機充填剤が２００質量部以上であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
【請求項２】
（Ａ）エポキシ樹脂が、下記一般式（１）または（２）で表されるエポキシ樹脂の少なくとも１種である請求項１に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【化１】
2018090760.tif 000020
（但し、Ａはベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、ｉは１〜１５の数、ｊは１又は２の数、及びｋは１又は２の数を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【化２】
2018090760.tif 000021
（但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｌは１〜１５の数を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【請求項３】
一般式（１）におけるｊが２である請求項２に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項４】
一般式（１）が、下記一般式（３）である請求項２に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【化３】
2018090760.tif 000022
（但し、ｍは平均値として０．２〜４．０を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【請求項５】
（Ｂ）フェノール化合物が、下記一般式（４）〜（６）のいずれかで表されるフェノール化合物の少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【化４】
2018090760.tif 000023
（但し、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｎは０〜５の数を示す。）
【化５】
2018090760.tif 000024
（但し、Ｂはベンゼン環又はナフタレン環を示し、ｉは１〜１５の数、ｊは１又は２の数を示す。）
【化６】
2018090760.tif 000025
（但し、Ｒ3は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｌは１〜１５の数を示す。）
【請求項６】
（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物が、Ｎ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミドである請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項７】
（Ｄ）硬化促進剤が、有機ホスフィン化合物である請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項８】
樹脂組成物を硬化したときのガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以上、かつ、半導体素子を封止したときの密着強度（２５℃）が２．０ＭＰa以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を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】
本発明は、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置に関し、詳しくは、耐熱性、熱分解安定性に優れ、特にパワー半導体封止に用いるのに好適な半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における封止用樹脂としては従来からエポキシ樹脂が主に使用されている。近年、電力損失低減、高パワー密度化によるデバイスの小型化の観点から、従来のＳｉパワー半導体に代わってＳｉＣ（炭化ケイ素）あるいはＧａＮ（窒化ガリウム）等のパワー半導体が注目されている。高パワー密度化を達成するためには高電圧、高電流での動作が必要となるが、ＳｉＣあるいはＧａＮ等を用いた素子においてはＳｉ素子では困難な２５０℃以上での高温動作が可能である。
【０００３】
この様に、ＳｉＣあるいはＧａＮを用いた素子が２５０℃以上の高温で動作するため、これらの素子を封止するために用いられる封止用樹脂としては２５０℃レベルの高温に耐える耐熱性が求められている。
【０００４】
こうした中、特許文献１には、ビフェノール−ビフェニルアラルキル構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、及び硬化物が開示されており、耐熱性、耐湿性、及び熱伝導性に優れることが示されている。しかしながら、このエポキシ樹脂を用いた場合においても、通常の成形手法でフェノールノボラックを硬化剤として使用した場合において、２００℃前後のガラス転移温度の硬化物しか得られていない。そのため、２５０℃もの高い動作温度に耐えうる高耐熱性のＳｉＣ等パワー半導体向け封止材料の特性を満足し得ないという課題があった。また、特許文献１においては、ＳｉＣ等パワー半導体向け封止材料において重要と考えられる熱分解安定性については述べられていない。また、特許文献２には硬化剤としてトリフェニルメタン型多価ヒドロキシ樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の開示はあるが、基材との密着性に関しては検討されておらず、基材との密着性に課題を残している。
【０００５】
このような背景において、従来のエポキシ樹脂に代えて耐熱性に非常に優れるマレイミド化合物を半導体封止用樹脂として用いることが検討されている。ところが、マレイミド化合物は耐熱性に非常に優れる一方で、基材との密着性が十分に得られないとか、成形時に硬化が十分に進行しないので取扱性が悪い等の問題がある。そのため、従来のマレイミド化合物系の半導体封止材料においては、耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性を同時に満足しているとは言えないのが現状である（例えば、特許文献３、４）。
他方、例えば特許文献５、特許文献６及び特許文献７では、エポキシ樹脂、フェノール化合物、マレイミド化合物を組み合わせた樹脂組成物が開示されているが、これらはいずれも積層板、プリント配線板の用途を主眼とした技術であり、ここでの技術を半導体封止用樹脂に適用した場合については実証されておらず、ＳｉＣあるいはＧａＮ等のパワー半導体向け封止材料としての耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性を同時に満足しているとは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０７４５１７
【特許文献２】ＷＯ２０１４／０６５１５２
【特許文献３】特開２０１３−１９９６２７号公報
【特許文献４】特開２０１５−１０１６６９号公報
【特許文献５】ＷＯ２０１１／１２６０７０
【特許文献６】ＷＯ２０１２／０５７１７１
【特許文献７】特開２０１４−１８５２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性、成形時の硬化性にも優れていることにより、ＳｉＣあるいはＧａＮ等のパワー半導体封止に用いるのに好適な半導体封止用樹脂組成物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、この半導体封止用樹脂組成物を用いてＳｉＣあるいはＧａＮ等のパワー半導体を封止することにより、信頼性に優れた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール化合物、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）無機充填剤を含有する半導体封止用樹脂組成物であって、（Ｂ）フェノール化合物のフェノール性水酸基１ｍｏｌに対して、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物のマレイミド基が０．７〜３．０ｍｏｌであり、（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基が０．３〜０．９ｍｏｌであり、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して、（Ｅ）無機充填剤が２００質量部以上であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物である。
【０００９】
また、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂が、下記一般式（１）または（２）で表されるエポキシ樹脂の少なくとも１種である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【化１】
2018090760.tif 000002
（但し、Ａはベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、ｉは１〜１５の数、ｊは１又は２の数、及びｋは１又は２の数を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【化２】
2018090760.tif 000003
（但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｌは１〜１５の数を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【００１０】
また、本発明は、一般式（１）におけるｊが２である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【００１１】
また、本発明は、一般式（１）が、下記一般式（３）である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【化３】
2018090760.tif 000004
（但し、ｍは平均値として０．２〜４．０を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【００１２】
また、本発明は、（Ｂ）フェノール化合物が、下記一般式（４）〜（６）のいずれかで表されるフェノール化合物の少なくとも１種である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【化４】
2018090760.tif 000005
（但し、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｎは０〜５の数を示す。）
【化５】
2018090760.tif 000006
（但し、Ｂはベンゼン環又はナフタレン環を示し、ｉは１〜１５の数、ｊは１又は２の数を示す。）
【化６】
2018090760.tif 000007
（但し、Ｒ3は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｌは１〜１５の数を示す。）
【００１３】
また、本発明は、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物が、Ｎ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミドである上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【００１４】
また、本発明は、（Ｄ）硬化促進剤が、有機ホスフィン化合物である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【００１５】
また、本発明は、樹脂組成物を硬化したときのガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以上、かつ、半導体素子を封止したときの密着強度（２５℃）が２．０ＭＰa以上である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて得られた硬化物は、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性にも優れるとともに、この半導体封止用樹脂組成物は成形時の硬化性にも優れている。そのため、本発明の半導体封止用樹脂組成物は特にパワー半導体封止の用途に好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール化合物、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）無機充填剤を必須成分とする。
上記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール化合物、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）無機充填剤を、それぞれ（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、及び（Ｅ）成分という。また、（Ａ）エポキシ樹脂を（Ａ）を付さずにエポキシ樹脂ともいう。他の成分も同様である。
上記（Ａ）〜（Ｅ）成分の配合割合は以下の通りである。
【００２０】
（Ｂ）フェノール化合物のフェノール性水酸基１ｍｏｌに対して、（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物のマレイミド基は０．７〜３．０ｍｏｌとなるように配合する。好ましくは０．８〜２．５ｍｏｌ、より好ましくは１．０〜２．０ｍｏｌである。０．７ｍｏｌより小さいと耐熱性が十分に発現せず、３．０ｍｏｌより大きいと基材との密着性及び成形時の硬化性が低下する。
【００２１】
（Ｂ）フェノール化合物のフェノール性水酸基１ｍｏｌに対して、（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基は０．３〜０．９ｍｏｌとなるように配合する。好ましくは０．４〜０．８ｍｏｌ、より好ましくは０．５〜０．７ｍｏｌである。０．３ｍｏｌより小さいと基材との密着性及び成形時の硬化性が低下し、０．９ｍｏｌより大きいと成形時の硬化性が低下する。
【００２２】
（Ｅ）無機充填剤の含有量は、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分の合計を１００質量部としたとき、２００質量部以上である。好ましくは２５０質量部以上であり、さらに好ましくは４００質量部以上である。
【００２３】
本発明における半導体封止用樹脂組成物の硬化物においては、マレイミド基の不飽和結合が関与する重合反応、マレイミド基とフェノール性水酸基のマイケル付加反応、エポキシ基とフェノール性水酸基の架橋反応等が起こっていると考えられ、複数形態のネットワークが形成されて相互に入り組むことにより、耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性を同時に満足するといった、従来のマレイミド化合物系では得られない特性を発現しているものである。
【００２４】
マレイミド基の重合反応によるネットワークは、特に耐熱性及び熱分解安定性を向上させる効果がある。また、マレイミド基とフェノール性水酸基のマイケル付加反応よるネットワークは、特に機械特性、基材との密着性を向上させる効果がある。また、エポキシ基とフェノール性水酸基の架橋反応によるネットワークは、特に成形時の硬化性を向上させる効果がある。
【００２５】
本発明の半導体封止用樹脂組成物で使用する（Ａ）エポキシ樹脂は、十分な絶縁性、成形性すなわち成形時の硬化性、耐熱性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性を得るために必要である。（Ａ）エポキシ樹脂は特に限定されるものではなく、分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂を用いることができ、具体的には、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、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を用いることができる。
【００２６】
中でも、下記一般式（１）または（２）で表されるエポキシ樹脂の少なくとも１種を含有することが好ましい。
【化７】
2018090760.tif 000008
（但し、Ａはベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、ｉは１〜１５の数、ｊは１又は２の数、及びｋは１又は２の数を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
上記ベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環は置換基を有してもよい。
【化８】
2018090760.tif 000009
（但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｌは１〜１５の数を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【００２７】
一般式（１）で表されるエポキシ樹脂中でもｊが２であるエポキシ樹脂が好ましい。特に下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂が好ましい。
【化９】
2018090760.tif 000010
（但し、ｍは平均値として０．２〜４．０を示し、Ｇはグリシジル基を示す。）
【００２８】
これら一般式（１）〜（３）で表されるエポキシ樹脂を、全エポキシ樹脂成分中、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上含有するとよい。
【００２９】
エポキシ樹脂の純度については、耐湿信頼性向上の観点から、イオン性不純物、加水分解性塩素の少ないものがよい。
【００３０】
（Ｂ）フェノール化合物についても、十分な絶縁性、成形性すなわち成形時の硬化性、耐熱性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性を得るために必要である。（Ｂ）フェノール化合物は特に限定されるものではなく、分子中にフェノール性水酸基を２個以上有するフェノール化合物を用いることができ、具体的には、クレゾールノボラック、フェノールノボラック、アラルキル型フェノール化合物、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール化合物、ナフタレン骨格含有アラルキル型フェノール化合物、ジシクロペンタジエン型フェノール化合物、トリフェニルメタン型フェノール化合物に代表される３価以上のフェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、フルオレンビスフェノール、４，４’−ビフェノール、２，２’−ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、ナフタレンジオール等の２価のフェノール類及びこれらのビスフェノールＡ等の２価のフェノール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド類との反応により得られる多価フェノール化合物が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を用いることができる。
【００３１】
中でも、下記一般式（４）〜（６）で表されるフェノール化合物の少なくとも１種を含有することが好ましい。このときの含有率は、全フェノール化合物成分中、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上である。
【化１０】
2018090760.tif 000011
（但し、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｎは０〜５の数を示す。）
【化１１】
2018090760.tif 000012
（但し、Ｂはベンゼン環又はナフタレン環を示し、ｉは１〜１５の数、ｊは１又は２の数を示す。）
【化１２】
2018090760.tif 000013
（但し、Ｒ3は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｌは１〜１５の数を示す。）
【００３２】
（Ｃ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物は、十分な絶縁性に加えて、極めて高水準の耐熱性を得るために必要である。このマレイミド化合物は特に限定されるものではなく、具体的には、Ｎ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、ｍ−フェニレンビスマレイミド、ｐ−フェニレンビスマレイミド等のビスマレイミド化合物、及び１分子中に３個以上のマレイミド基を有するポリマレイミド化合物が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を用いることができる。
【００３３】
中でも、Ｎ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミドを含有することが好ましい。このときの含有率は、（Ｃ）マレイミド化合物中、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上である。
【００３４】
（Ｃ）マレイミド化合物が、半導体封止用樹脂組成物中（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分の質量合計において占める割合が高いほど耐熱性は向上するが、その一方で成形時の硬化性は相反する関係となる。（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分中で占める（Ｃ）マレイミド化合物の割合は、好ましくは３０〜７０質量％、より好ましくは４５〜６５質量％の範囲である。
【００３５】
（Ｄ）硬化促進剤は、エポキシ樹脂、フェノール化合物、マレイミド化合物の間で形成される架橋ネットワークの形成を促進し、十分な硬化速度、耐熱性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性を得るために必要である。例えば、イミダゾール類、有機ホスフィン類等があり、具体的には、２−メチルイミダゾール、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等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン類が挙げられる。さらには、これらをマイクロカプセル化したものを用いることができる。イミダゾール類及び有機ホスフィン類はマレイミド基のアニオン重合反応を促進し、かつエポキシ基とフェノール性水酸基の架橋反応を促進すると考えられる。耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性の向上の観点からは有機ホスフィン化合物が好ましい。これらの硬化促進剤は１種又は２種以上を用いることができる。
【００３６】
（Ｄ）硬化促進剤の含有量は、半導体封止用樹脂組成物中（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分の質量合計を１００質量部としたとき、０．１〜１０質量部の範囲であることが好ましい。０．１質量部より少ないと硬化促進効果が十分ではなく、１０質量部より多いと成形時の流動性が低下して半導体封止用樹脂組成物としての加工性が低下する。
【００３７】
（Ｅ）無機充填剤は、樹脂組成物に通常用いられる無機充填剤であれば特に限定されるものではなく、具体的には、溶融シリカ、結晶シリカのシリカ類、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等を用いることができる。形状としては球状または破砕状のものがあるが、半導体封止用樹脂組成物として成形時の流動性を向上させるには球状のものを用い、半導体封止用樹脂組成物として機械特性を向上させるには破砕状のものを用いるのが一般的である。
【００３８】
（Ｅ）無機充填剤の含有量は、半導体封止用樹脂組成物中（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分の質量合計を１００質量部としたとき、２００質量部以上である。好ましくは２５０質量部以上であり、さらに好ましくは４００質量部以上である。２００質量部より少ないと破壊強度、低熱膨張性等の機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性が十分ではなく、半導体の信頼性低下を招く。一方、多過ぎた場合、例えば１２００質量部より多くなった場合は成形時の流動性低下、ボイド発生等により加工性が低下する。ＳｉＣあるいはＧａＮなどのパワー半導体において比較的大サイズのパッケージを成形する場合は、流動性の観点から無機充填剤の含有量は低い方が望ましい。
【００３９】
なお、（Ｅ）無機充填剤は、樹脂との結合を向上させるために、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを用いることが好ましい。
【００４０】
本発明の半導体封止用樹脂組成物には、マレイミド基の重合反応を促進して耐熱性を高めるためにラジカル発生剤を添加することができる。ラジカル発生剤の例としては有機過酸化物等があり、有機過酸化物の具体例としては、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、α，α’−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００４１】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、例えば、臭素化エポキシ等の難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、カルナバワックス等の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル等の低応力化剤等を含有することができる。
【００４２】
本発明の半導体封止用樹脂組成物の調製方法は、各種原材料を均一に分散、混合できるのであればいかなる手法を用いてもよいが、一般的な方法として、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出し機等によって溶融混練し、冷却、粉砕する方法が挙げられる。
【００４３】
本発明の硬化物は、上記半導体封止用樹脂組成物を成形、ポストキュアにより熱硬化させることにより得られる。成形方法としては、例えば、トランスファー成形、プレス成形、注型成形、射出成形、押出成形等の方法が適用されるが、量産性の観点からはトランスファー成形が好ましい。
【００４４】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、熱硬化としては通常条件の範囲から適宜選択されるが、例えば１００℃〜２００℃、好ましくは１５０℃〜１９０℃で成形した後に、２００℃〜３００℃、好ましくは２３０〜２７０℃でポストキュアすることにより、良好に熱硬化され、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性にも優れた硬化物を得ることができる。
【００４５】
成形時間としては、例えば１〜３０分が好ましく、さらに１〜１０分が好ましい。成形時間が１分より短いと硬化不良により離型が困難となり、３０分より長くなると生産性が低下する。ポストキュア時間としては、例えば１０分〜１０時間が好ましく、さらに３０分〜６時間が好ましい。ポストキュア時間が１０分より短いと硬化が十分に進行せず、耐熱性及び熱分解安定性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性等において十分な特性が得られない。また１０時間より長くなると生産性が低下する。
【００４６】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、得られた硬化物の各種物性に優れており、例えば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以上、好ましくは２９０℃以上、より好ましくは３００℃以上であり、半導体素子との密着強度（２５℃）が２．０ＭＰa以上、好ましくは３．０ＭＰa以上、より好ましくは４．０ＭＰa以上である。また、マレイミド化合物を配合しているにも関わらず、成形時の硬化性にも優れている。
【実施例】
【００４７】
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
合成例１
１０００ｍｌの４口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシビフェニル７７．５ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル１８０．８ｇ、４，４’−ビスクロロメチルビフェニル４１．８ｇを仕込み、窒素気流下、攪拌しながら１７０℃まで昇温して２時間反応させた。反応後、ジエチレングリコールジメチルエーテルを１２３ｇ回収し、エピクロルヒドリン３８５．４ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル５７．８ｇに溶解し、減圧下（約１３０Ｔｏｒｒ）６２℃にて４８％水酸化ナトリウム水溶液６９．４ｇを４時間かけて滴下した。この間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除き、留出
したエピクロルヒドリンは系内に戻した。滴下終了後、さらに１時間反応を継続した。その後、エピクロルヒドリンを留去し、メチルイソブチルケトンを加えた後、水洗により塩を除いた後、濾過、水洗を行なった後、溶媒であるメチルイソブチルケトンを減圧留去し、エポキシ樹脂１２０ｇを得た（エポキシ樹脂Ａ）。このエポキシ樹脂Ａは、上記式（３）で表され、ｍは１であり、そのエポキシ当量は１９９であった。
【００４９】
実施例１〜１７、比較例１〜６
エポキシ樹脂成分としてエポキシ樹脂ａ〜ｃ、フェノール化合物としてフェノール化合物ａ〜ｅ、マレイミド化合物としてＮ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミドを用いた。また、下記の硬化促進剤、無機充填剤、着色剤、離型剤を使用した。硬化促進剤、着色剤、離型剤については全実施例及び比較例で同量使用した。これらを表１〜表３に示す割合で配合、ロール混練を行い、半導体封止用樹脂組成物を得た。表１〜表３の数値は、エポキシ樹脂、フェノール化合物、マレイミド化合物の質量合計を１００質量部としたときの質量部で示している。
【００５０】
表中の略語の説明は、以下の通りである。
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂ａ：合成例１で得たエポキシ樹脂Ａ
エポキシ樹脂ｂ：フェノールノボラック型エポキシ樹脂
（新日鉄住金化学株式会社製、ＹＤＰＮ−６３００、エポキシ当量１７２．４）
エポキシ樹脂ｃ：ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂
（日本化薬株式会社製、ＮＣ−３０００、エポキシ当量２７５）
（フェノール化合物）
フェノール化合物ａ：トリフェニルメタン型フェノール樹脂
（群栄化学工業株式会社製、ＴＰＭ−１００、フェノール性水酸基当量９７．５）
フェノール化合物ｂ：フェノールノボラック
（昭和電工株式会社製、ＢＲＧ−５５５、フェノール性水酸基当量１０５）
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
（三井化学株式会社製、ＸＬＣ−４Ｌ、フェノール性水酸基当量１８２）
フェノール化合物ｄ：ナフトールアラルキル型フェノール樹脂
（新日鉄住金化学株式会社製、ＳＮ−４８５、フェノール性水酸基当量２１０）
フェノール化合物ｅ：ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂
（日本化薬株式会社製、ＫＡＹＡＨＡＲＤ  ＧＰＨ−６５、フェノール性水酸基当量２００）
（マレイミド化合物）
Ｎ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド（分子量３５８）
（硬化促進剤）
トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）
（無機充填剤）
球状溶融シリカ（平均粒径３０μｍ）
（着色剤）
カーボンブラック
（離型剤）
カルナバワックス
なお、ＭＩ／ＯＨは、フェノール化合物のフェノール性水酸基に対するマレイミド化合物のマレイミド基のｍｏｌ比を示し、ＥＰ／ＯＨは、フェノール化合物のフェノール性水酸基に対するエポキシ樹脂のエポキシ基のｍｏｌ比を示す。
なお、次の成分の使用量はいずれの実施例、比較例においても次の量（質量部）で一定としたので、その記載を省略した。
ＴＰＰ；1.00、カーボンブラック；0.51、カルナバワックス；1.60。
【００５１】
表４〜表６の各物性測定は、以下の評価方法によるものである。
【００５２】
１）エポキシ当量
電位差滴定装置を用い、溶媒としてメチルエチルケトンを使用し、臭素化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液を加え、電位差滴定装置にて０．１ｍｏｌ／Ｌ過塩素酸−酢酸溶液を用いて測定した。
【００５３】
以下２）〜５）に示す評価は実施例及び比較例の半導体封止用樹脂組成物を成形、ポストキュアして得られる硬化物を用いて行うものである。そのときの条件はいずれも、成形温度１７５℃／成形時間５分、ポストキュア温度２５０℃／ポストキュア時間５時間によるものである。
【００５４】
２）動的粘弾性（Ｔｇ、Ｅ'）
動的粘弾性測定装置（ＤＭＳ６１００型、エスアイアイナノテクノロジー製）を用いて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度４℃／分の条件において、貯蔵弾性率、損失弾性率及びｔａｎδのスキャンによる測定を行った。ｔａｎδのピーク温度を読み取ってＴｇとし、合わせて２５０℃の貯蔵弾性率（Ｅ'）も読み取った。
【００５５】
３）熱分解重量減少
熱重量測定装置（ＴＧ／ＤＴＡ７３００型、エスアイアイナノテクノロジー製）を用いて、昇温速度１０℃／分の条件において、大気雰囲気下での１％重量減少温度（Td1(Air)）を測定した。
【００５６】
４）曲げ強度、曲げ弾性率
ＪＩＳＫ６９１１に基づく３点曲げ試験法により、２５℃及び２５０℃において測定を行った。
【００５７】
５）密着強度
トランスファー成形によりＣｕ基板上に成形したカップ面積１１ｍｍ2のプリンカップに対して３ｍｍ／分の速度で横荷重を加え、それによりせん断破壊したときの強度を求めた。２５℃及び２５０℃において測定を行った。
【００５８】
６）成形性（成形物の取り出し性）
規格（ＥＭＭＩ−１−６６）に準拠したスパイラルフロー測定金型を用いて、トランスファー成形により実施例及び比較例の半導体封止用樹脂組成物を成形温度１９０℃／成形時間５分の条件にて成形を行った。所定の成形時間直後に成形物を金型から取り出した際、硬化が十分で成形物が良好に取り出せる程度に成形物の強度があったものを○、硬化が不十分で成形物が脆いために取り出し時の破壊により良好に取り出せなかったものを×として評価した。
【００５９】
【表１】
2018090760.tif 000014
【００６０】
【表２】
2018090760.tif 000015
【００６１】
【表３】
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【００６２】
【表４】
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【００６３】
【表５】
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【００６４】
【表６】
2018090760.tif 000019
【００６５】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、ＳｉＣあるいはＧａＮ等のパワー半導体の封止に用いた場合に、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性、成形時の硬化性にも優れていることにより、信頼性に優れたパワー半導体デバイスを与える。