(57)【要約】【課題】高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、耐熱性に優れた半導体封止材料を提供する。【解決手段】（Ａ）フェノキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂及び（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤を含有するとともに、硬化物のＴｇが１８０℃以上である半導体封止材用樹脂組成物が提供される。成分（Ｂ）のエポキシ樹脂は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂１００重量部に対して、１０〜９０重量部の範囲内であることが好ましく、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の２級水酸基１モルに対して、成分（Ｃ）の架橋剤の酸無水物基が０．９〜１．４モルの範囲内であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を封止するための半導体封止材用樹脂組成物であって、
次の成分（Ａ）〜（Ｃ）；
（Ａ）フェノキシ樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
及び、
（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤、
を含有するとともに、硬化物のガラス転移温度が１８０℃以上であることを特徴とする半導体封止材用樹脂組成物。
【請求項２】
成分（Ｂ）のエポキシ樹脂は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂１００重量部に対して、１０〜９０重量部の範囲内であり、かつ、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の２級水酸基１モルに対して、成分（Ｃ）の架橋剤の酸無水物基が０．９〜１．４モルの範囲内となるように含有する請求項１に記載の半導体封止材用樹脂組成物。
【請求項３】
成分（Ｂ）のエポキシ樹脂が、結晶性エポキシ樹脂である請求項１又は２に記載の半導体封止材用樹脂組成物。
【請求項４】
成分（Ｃ）の架橋剤が、芳香族酸二無水物である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体封止材用樹脂組成物。
【請求項５】
半導体素子を封止するための半導体封止材であって、
次の成分（Ａ）〜（Ｃ）；
（Ａ）フェノキシ樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
及び、
（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤、
を含有する樹脂組成物の硬化物であって、ガラス転移温度が１８０℃以上であることを特徴とする半導体封止材。
【請求項６】
パワー半導体素子用の封止材である、請求項５に記載の半導体封止材。
【請求項７】
半導体素子を封止するための半導体封止材の製造方法であって、
次の成分（Ａ）〜（Ｃ）；
（Ａ）フェノキシ樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
及び、
（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤、
を含有する半導体封止材用樹脂組成物に対し、１００℃〜２５０℃の範囲内の温度で３０分間以内の熱処理をする工程と、
熱処理後、更に、２３０℃以下の温度で６０分以内のポストキュアを行って、前記半導体封止材としての、ガラス転移温度が１８０℃以上である硬化物を得る工程と、
を含むことを特徴とする半導体封止材の製造方法。
【請求項８】
パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子を封止する半導体封止材と、を備えた半導体装置であって、
前記半導体封止材が、次の成分（Ａ）〜（Ｃ）；
（Ａ）フェノキシ樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
及び、
（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤、
を含有する樹脂組成物を硬化させてなる、ガラス転移温度が１８０℃以上の硬化物であ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、半導体封止材料に関し、詳しくは、パワー半導体用の封止材として好適な半導体封止材を得るための半導体封止材用樹脂組成物、半導体封止材、その製造方法、及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置に対する要求性能は近年ますます高度化しており、特にハイブリッド自動車や電気自動車の普及に伴い市場が拡大しているパワー半導体素子（以下、単に「パワー半導体」と記すことがある）については、その要求されるパワー密度が非常に高いものとなっている。この様な中で、作動中のチップ温度も高温化の一途をたどっており、近年開発が進められているデバイスであるＳｉＣパワーデバイスでは、動作時のチップ表面の温度が２００℃以上にも達する。そのため、そのような高温にも耐え得る封止材料の開発が強く望まれている。
【０００３】
半導体装置の封止材には、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂が一般的に使用されており、半導体装置における要求性能の高度化に伴い、硬化物として２００℃以上の高耐熱性を発現する材料も開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示されるようなエポキシ樹脂をパワー半導体の封止に用いた場合、成形そのもののタクトタイムは短いものの、その後所望の高耐熱性を発揮させるために２００℃を超える高温条件で長時間にわたるポストキュアが必要となり、省エネルギーや生産性、コストの面で問題を抱えている。
【０００５】
また、加熱により溶融して液状化する熱可塑性樹脂を半導体封止用途に使用することも古くから検討されている（例えば、特許文献２）。しかし、高耐熱性を有する熱可塑性樹脂は、その溶融粘度が非常に高いことが問題となっている。
【０００６】
ところで、熱可塑性樹脂であるフェノキシ樹脂を架橋剤によって架橋させることによって、機械的物性や耐熱性を改善する技術が提案されている（例えば、特許文献３）。しかしながら、特許文献３では、半導体封止材料としての用途については一切言及されておらず、また、得られる架橋硬化物の耐熱性についても、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１６０℃以下にしかならないものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１５／１４６６７０号
【特許文献２】特開昭６２−１５８７５４
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１４／１５７１３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、耐熱性に優れた半導体封止材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意研究の結果、耐熱性及び熱分解安定性に優れたフェノキシ樹脂の硬化物を利用することによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、半導体素子を封止するための半導体封止材用樹脂組成物であって、次の成分（Ａ）〜（Ｃ）；
（Ａ）フェノキシ樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
及び、
（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤、
を含有するとともに、硬化物のガラス転移温度が１８０℃以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半導体封止材用樹脂組成物において、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂１００重量部に対して、１０〜９０重量部の範囲内で含有してもよい。また、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の２級水酸基１モルに対して、成分（Ｃ）の架橋剤の酸無水物基が０．９〜１．４モルの範囲内となるように含有してもよい。
【００１２】
本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂が、結晶性エポキシ樹脂であってもよい。
【００１３】
本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、成分（Ｃ）の架橋剤が、芳香族酸二無水物であってもよい。
【００１４】
本発明の半導体封止材は、半導体素子を封止するための半導体封止材であって、上記半導体封止材用樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の半導体封止材は、パワー半導体素子用の封止材であってもよい。
【００１６】
本発明の半導体封止材の製造方法は、上記半導体封止材用樹脂組成物に対し、１００℃〜２５０℃の範囲内の温度で３０分間以内の熱処理をする工程と、
熱処理後、更に、２３０℃以下の温度で６０分以内のポストキュアを行って、前記半導体封止材としての、ガラス転移温度が１８０℃以上である硬化物を得る工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の半導体装置は、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子を封止する半導体封止材と、を備えた半導体装置であって、
前記半導体封止材が、上記半導体封止材用樹脂組成物を硬化させてなる、ガラス転移温度が１８０℃以上の硬化物であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、成形の際の流動性に優れ、かつ、耐熱性及び熱分解安定性に優れたフェノキシ樹脂の硬化物を利用することによって、従来のエポキシ樹脂の硬化物よりも低温かつ短時間のプロセス条件で半導体素子の封止が可能である。また、本発明の半導体封止材用樹脂組成物の硬化物である半導体封止材は、１８０℃以上の高いガラス転移温度（以下、単に「Ｔｇ」と記すことがある）を示すので、例えば、パワー半導体などの半導体素子の封止材料として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】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
［半導体封止材用樹脂組成物］
本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、次の成分（Ａ）〜（Ｃ）；
（Ａ）フェノキシ樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
及び、
（Ｃ）酸無水物からなる架橋剤、
を含有するとともに、架橋性を有するフェノキシ樹脂組成物である。
【００２１】
＜成分（Ａ）：フェノキシ樹脂＞
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂は、２価フェノール化合物とエピハロヒドリンとの縮合反応、あるいは２価フェノール化合物と２官能エポキシ樹脂との重付加反応から得られる熱可塑性樹脂である。成分（Ａ）のフェノキシ樹脂は、溶媒中あるいは無溶媒下に従来公知の方法で得ることができる。
【００２２】
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂は、常温において固形であり、かつ２００℃における溶融粘度が１０，０００Ｐａ・ｓ以下であるものが適する。溶融粘度は、好ましくは１，０００Ｐａ・ｓ以下であり、より好ましくは５００Ｐａ・ｓ以下である。溶融粘度が１０，０００Ｐａ・ｓを超えると、成形加工時の樹脂の流動性が低下するために樹脂が十分行き渡らずにボイドの原因となるため好ましくない。
【００２３】
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の平均分子量は、質量平均分子量（Ｍｗ）として、通常１０，０００〜２００，０００の範囲内であるが、好ましくは、１０，０００〜１００，０００の範囲内であり、より好ましくは１０，０００〜８０，０００の範囲内である。Ｍｗが低すぎると成形体の強度が劣り、高すぎると作業性や加工性に劣るものとなり易い。なお、Ｍｗはゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。
【００２４】
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の水酸基当量（ｇ／ｅｑ）は、通常１０００以下であるが、好ましくは７５０以下であり、特に好ましくは５００以下である。水酸基当量が高すぎると架橋密度が不足して耐熱性が低下する懸念があるため好ましくない。
【００２５】
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂のＴｇは、１６０℃以下のものが適するが、好ましくは１５０℃以下である。Ｔｇが１６０℃よりも高いと溶融粘度が高くなり成形しにくくなるため、結果として、より高温のプレス成形が必要とされてしまう。なお、フェノキシ樹脂のＴｇは、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）を用い、１０℃／分の昇温条件で、２０〜２８０℃の温度範囲で測定し、セカンドスキャンのピーク値より計算された数値である。
【００２６】
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂としては、上記の物性を満たしたものであれば特に限定されないが、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製フェノトートＹＰ−５０、フェノトートＹＰ−５０Ｓ、フェノトートＹＰ−５５Ｕ）、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製フェノトートＦＸ−３１６）、ビスフェノールＡとビスフェノールＦの共重合型フェノキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製ＹＰ−７０）、前記以外の臭素化フェノキシ樹脂やリン含有フェノキシ樹脂、スルホン基含有フェノキシ樹脂などの特殊フェノキシ樹脂（例えば新日鉄住金化学株式会社製フェノトートＹＰＢ−４３Ｃ、フェノトートＦＸ２９３、ＹＰＳ−００７等）等を挙げることができる。これらは、単独で、又は２種以上を混合して使用することができる。
【００２７】
なお、本発明に使用する成分（Ａ）のフェノキシ樹脂は、ポリマーの状態で成分（Ｂ）のエポキシ樹脂や成分（Ｃ）の架橋剤、無機充填材その他の材料と配合されることが好ましいが、例えばビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂のような二官能性エポキシ樹脂とビスフェノールＡのようなジオール化合物といったフェノキシ樹脂のプレポリマーを配合して成形時に重合させることで得ても良い。
【００２８】
＜成分（Ｂ）：エポキシ樹脂＞
本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂と共に、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂を含有する。成分（Ｂ）のエポキシ樹脂が併存することにより、溶融粘度を低減化して成形性を高めることができるほか、架橋硬化物の物性（強度、耐熱性）も高めることができる。
【００２９】
成分（Ｂ）のエポキシ樹脂は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂１００重量部に対して、１０〜９０重量部の範囲内、好ましくは２０〜８５重量部の範囲内、より好ましくは３０〜８０重量部となるように配合される。成分（Ａ）のフェノキシ樹脂１００重量部に対して、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂の配合量が９０重量部を超えると、架橋硬化物のＴｇが１８０℃以上になりにくくなるほか、フェノキシ樹脂よりもエポキシ樹脂が多くなるとエポキシ樹脂を硬化させなければならなくなるためにプロセス時間が長くなり、好ましくない。また、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂１００重量部に対して、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂の配合量が１０重量部未満になるとエポキシ樹脂の配合による粘度低減効果が得られなくなるほか、架橋硬化物が１８０℃以上のＴｇを発現しにくくなる。
【００３０】
成分（Ｂ）のエポキシ樹脂は、２官能性以上のエポキシ樹脂であれば、従来公知のものを使用することができるが、軟化点を有する固形のエポキシ樹脂が適する。このようなエポキシ樹脂として、ビスフェノールタイプエポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製エポトートＹＤ−０１１、ＹＤＦ−２００１、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ等）、ビフェニルタイプエポキシ樹脂（例えば、三菱化学株式会社製ＹＸ−４０００等）、ビフェニルアラルキルタイプエポキシ樹脂（例えば、日本化薬株式会社製ＮＣ−３０００等）、ジフェニルエーテルタイプエポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製ＹＳＬＶ−８０ＤＥ等）、ビスフェノールスルフィドタイプエポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ等）、ハイドロキノンタイプエポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製エポトートＹＤＣ−１３１２等）、チオエーテル型エポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学社製ＹＳＬＶ１２０ＴＥ等）、フェノールノボラックタイプエポキシ樹脂、（例えば、新日鉄住金化学株式会社製エポトートＹＤＰＮ−６３８等）、オルソクレゾールノボラックタイプエポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製エポトートＹＤＣＮ−７０１等）、アラルキルナフタレンジオールノボラックタイプエポキシ樹脂（例えば、新日鉄住金化学株式会社製ＥＳＮ−３５５等）、トリフェニルメタンタイプエポキシ樹脂（例えば、日本化薬株式会社製ＥＰＰＮ−５０２Ｈ等）、ナフタレン型エポキシ樹脂（例えば、ＤＩＣ株式会社製ＨＰ−４７７０、ＨＰ−５０００等）、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（例えば、ＤＩＣ株式会社製ＨＰ−７２００等）等が例示されるが、これらに限定されるものではない。またこれらは、２種類以上を混合して使用しても良い。
【００３１】
上記の固形エポキシ樹脂のなかでも結晶性を示すエポキシ樹脂は、粉体として取り扱いが可能であるためにフィラーの高充填に有利であるだけでなく、その融点以上の温度で高い流動性を示すことから、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂として特に好ましい。なお、結晶性エポキシ樹脂としては、低塩素含有量であって、融点が７５℃〜１４５℃の範囲内で、１５０℃における溶融粘度が２．０Ｐａ・ｓ以下であるものがより好ましい。１５０℃における溶融粘度が２．０Ｐａ・ｓを超えると、樹脂組成物の成形性が低下し、半導体封止材としての均質性に劣るため好ましくない。好ましい結晶性エポキシ樹脂としては、例えば、新日鉄住金化学株式会社製エポトートＹＳＬＶ−８０ＸＹ、ＹＳＬＶ−７０ＸＹ、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ、ＹＤＣ−１３１２、三菱化学株式会社製ＹＸ−４０００、ＹＸ−４０００Ｈ、ＹＸ−８８００、ＹＬ−６１２１Ｈ、ＹＬ−６６４０、等、ＤＩＣ株式会社製ＨＰ−４０３２、ＨＰ−４０３２Ｄ、ＨＰ−４７００等、日本化薬株式会社製ＮＣ−３０００等を挙げることができる。
【００３２】
＜成分（Ｃ）：架橋剤＞
成分（Ｃ）の架橋剤は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂が有するＯＨ基と反応する官能基を２以上有するものが使用できるが、好ましくは酸無水物である。酸無水物は加水分解により２つのカルボキシル基を生じるので、上記官能基を２つ有すると理解される。
【００３３】
成分（Ｃ）の架橋剤としての酸無水物は、常温で固体であり、昇華性があまり無いものであれば特に限定されるものではないが、成形物の耐熱性付与や反応性の点から、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の水酸基と反応する酸無水物基を２つ以上有する芳香族酸無水物が好ましい。特に、ピロメリット酸無水物のように２つの酸無水物基を有する芳香族酸二無水物は、例えば酸無水物基を１つしか有しない無水フタル酸に比べて架橋密度が向上し、耐熱性が向上するので好ましく使用される。すなわち、芳香族酸二無水物は、酸無水物基が２つあるために反応性が良好で、短い成形時間で脱型に十分な強度の架橋硬化物が得られとともに、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂中の２級水酸基とのエステル化反応により、４つのカルボキシル基を生成させるために、最終的な架橋密度を高くすることができる。
【００３４】
芳香族酸二無水物の中でも、例えば、４，４’―オキシジフタル酸、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ジフタル酸無水物といったフェノキシ樹脂およびエポキシ樹脂に対して相溶性を有する芳香族酸二無水物はＴｇ向上効果が大きくより好ましいものである。また、無水ピロメリット酸は高いＴｇ向上効果を有するので特に好ましく用いられる。
【００３５】
成分（Ｃ）の架橋剤の配合量は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の２級水酸基１モルに対して、成分（Ｃ）の架橋剤の酸無水物基が０．９〜１．４モルの範囲内となる量が好ましく、１．０〜１．３モルの範囲内となる量がより好ましい。酸無水物基の量が少なすぎると成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の２級水酸基に対して反応性の酸無水物基が不足するため、架橋密度が低くなって剛性が劣り、多すぎると成分（Ａ）のフェノキシ樹脂の２級水酸基に対して酸無水物が過剰になり、未反応の酸無水物が硬化特性や架橋密度に悪影響を与える。
【００３６】
成分（Ａ）のフェノキシ樹脂、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂及び成分（Ｃ）の架橋剤の反応は、成分（Ａ）のフェノキシ樹脂中の２級水酸基と成分（Ｃ）の架橋剤の酸無水物基とのエステル化反応、更にはこのエステル化反応により生成したカルボキシル基と成分（Ｂ）のエポキシ樹脂のエポキシ基との反応によって架橋、硬化される。成分（Ａ）のフェノキシ樹脂と成分（Ｃ）の架橋剤との反応によってもフェノキシ樹脂架橋体を得ることができるが、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂を共存させることによって、樹脂組成物の溶融粘度を低減化して成形性を高められる他、架橋反応の促進や、架橋密度の向上、機械強度の向上などの効果が発現し、優れた半導体封止材を得るために好適な架橋性フェノキシ樹脂組成物となる。
なお、本発明においては、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂を共存してはいるが、熱可塑性樹脂である成分（Ａ）のフェノキシ樹脂を主成分としており、この２級水酸基と成分（Ｃ）の架橋剤の酸無水物基とのエステル化反応が優先していると考えられる。
【００３７】
＜任意成分＞
本発明の半導体封止材用樹脂組成物には、上記成分（Ａ）〜（Ｃ）以外に、必要に応じて、成分（Ｄ）としての無機充填剤、硬化促進剤などの任意成分を配合することができる。
【００３８】
成分（Ｄ）の無機充填剤としては、例えば、球状あるいは破砕状の溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ粉末、アルミナ粉末、ガラス粉末、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ、水和アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化チタン、酸化亜鉛、炭化タングステン、酸化マグネシウム等が挙げられる。半導体封止材に用いる場合の好ましい配合量は、樹脂組成物中における無機充填剤の配合量として、７０重量％〜９５重量％の範囲内であり、更に好ましくは８０重量％〜９０重量％の範囲内である。
【００３９】
硬化促進剤は、常温で固体であり、昇華性が無いものであれば特に限定はされるものではなく、例えば、トリエチレンジアミン等の３級アミン、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニルー４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルフォスフィン等の有機フォスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で使用してもよいし、２種類以上併用しても良い。
【００４０】
本発明の半導体封止材用樹脂組成物には、更に必要に応じて、例えば、カルナバワックス、ＯＰワックス等の離型剤、４−アミノプロピルエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、三酸化アンチモン等の難燃剤、ステアリン酸カルシウム等の滑剤等を配合してもよい。
【００４１】
また、本発明の半導体封止材用樹脂組成物には、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル、ポリウレタン、石油樹脂、インデン樹脂、インデン・クマロン樹脂、フェノキシ樹脂等のオリゴマー又は高分子化合物を改質剤等として適宜配合してもよい。これらの添加量は、通常、エポキシ樹脂１００重量部に対して、２〜３０重量部の範囲内である。
【００４２】
また、本発明の半導体封止材用樹脂組成物には、例えば、顔料、難然剤、揺変性付与剤、カップリング剤、流動性向上剤、酸化防止剤等の添加剤を配合することもできる。このうち、顔料としては、例えば、有機系又は無機系の体質顔料、鱗片状顔料等を挙げることができる。揺変性付与剤としては、例えば、シリコン系、ヒマシ油系、脂肪族アマイドワックス、酸化ポリエチレンワックス、有機ベントナイト系等を挙げることができる。
【００４３】
＜組成物の調製＞
本発明の半導体封止材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。一般的な調製方法として、凍結粉砕機や低温乾燥粉砕機（セントリドライミル）等を使用して成分（Ａ）のフェノキシ樹脂や成分（Ｂ）のエポキシ樹脂及び成分（Ｃ）の架橋剤を粉砕、分級したのち、無機充填材などを加えた所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合する方法が挙げられる。
【００４４】
本発明の半導体封止材用樹脂組成物およびその架橋硬化物は、特にパワー半導体素子の封止材の形成材料として適している。ここで、「パワー半導体素子」とは、電気エネルギーの制御や供給に用いられる半導体素子であって、例えばインバータ、コンバータ、周波数変換、レギュレータなどとしての機能を担う。パワー半導体素子は、ＬＳＩ（大規模集積回路）と比較し、大電流、大電圧を扱うことが可能であり、例えば、整流ダイオード、パワートランジスタ、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタなどの半導体装置として、各種モーターの制御、動力変換器、電源などに広範囲に用いられている。パワー半導体素子を有する半導体装置としては、１つの素子だけをパッケージングしたディスクリートや、複数のディスクリートを組み合わせてパッケージングしたモジュールなどが知られている。
【００４５】
＜半導体封止材＞
本発明の半導体封止材は、上記半導体封止材用樹脂組成物を熱処理によって架橋硬化させることによって得られる架橋硬化物である。この架橋硬化物のＴｇは、１８０℃以上であり、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２１０℃以上である。Ｔｇが１８０℃未満では、例えばパワー半導体の封止材として使用する場合の耐熱性、熱分解安定性が不十分となる。架橋硬化方法としては、１００℃〜２５０℃の範囲内、好ましくは１６０℃〜２２０℃の範囲内、より好ましくは１８０℃〜２００℃の範囲内の温度で第１段階の熱処理をした後、第２段階の熱処理として、２３０℃以下、好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲内、より好ましくは１７０℃〜２００℃の範囲内の温度でポストキュアする方法が好ましい。このような２段階の熱処理によって、Ｔｇ、高温長期での重量保持性、機械強度保持性等の点で優れた架橋硬化物を製造することができる。なお、架橋硬化物のＴｇは、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）を用い、１０℃／分の昇温条件で、２０〜２８０℃の温度範囲で測定し、セカンドスキャンのピーク値より計算された数値である。
【００４６】
第１段階の熱処理と同時に、所望の形状への成形を行うことが好ましい。成形方法としては、特に限定されないが、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。
【００４７】
第１段階の熱処理時間（成形時間）としては、３０分間以内、例えば１〜３０分間の範囲内が好ましく、更に１〜１５分間の範囲内がより好ましい。第１段階の熱処理時間（成形時間）が長くなると生産性が悪くなり、短すぎると離型が困難となる。
第２段階の熱処理時間（ポストキュア時間）としては、例えば６０分以内がよく、具体的には１０分〜６０分間の範囲内が好ましく、１５分〜４５分間の範囲内がより好ましく、特に２０分〜３０分間の範囲内が最も好ましい。ポストキュア時間が１０分間より短いと硬化が十分に進行せず、耐熱性や機械物性等十分な特性が得られない。また、ポストキュア時間が６０分間を超えると生産性が低下する。本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、従来のエポキシ樹脂組成物と比較して、短時間のポストキュアで硬化を完了させることができる。
【００４８】
以上のように、本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、一般的なエポキシ樹脂組成物が反応し得ない低温又は短時間のポストキュア条件においても硬化反応が進行し、成形の際の流動性にも優れている。そのため、耐熱性及び熱分解安定性に優れ、非常に高いＴｇを有するフェノキシ樹脂の架橋硬化物を、省エネルギーで、かつ生産性良く得ることができる。従って、本発明の半導体封止材用樹脂組成物を用いることによって、従来のエポキシ樹脂硬化物よりも低温かつ短時間のプロセス条件で半導体素子の封止が可能である。また、本発明の半導体封止材用樹脂組成物の架橋硬化物である半導体封止材は、１８０℃以上の高いＴｇを示すので、例えば、パワー半導体などの半導体素子の封止材料として好適に使用することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、合成例、実施例及び比較例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５０】
合成例１
２Ｌの４口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシビフェニル１８６ｇ（１．０モル）、ｐ−キシリレングリコール６９ｇ（０．５モル）、ジエチレングリコールジメチルエーテル７４３ｇ、酸触媒としてｐ−トルエンスルホン酸２．５５ｇを仕込み１６０℃に昇温した。次に、１６０℃にて攪拌しながら３時間反応させた。次に、減圧下にてジエチレングリコールジメチルエーテルを一部留去した後、エピクロルヒドリン７４０ｇを仕込み溶解させた。続いて、減圧下７５℃にて４８％水酸化ナトリウム水溶液１５５．０ｇを４時間かけて滴下し、この滴下中に還流留出した水とエピクロルヒドリンを分離槽で分離しエピクロルヒドリンは反応容器に戻し、水は系外に除いて反応させた。反応終了後、濾過により生成した塩を除き、更に水洗したのちエピクロルヒドリンを留去し、エポキシ樹脂２７９ｇを得た（エポキシ樹脂Ａ）。なお、得られた樹脂のエポキシ当量は、メチルエチルケトンを溶媒として、臭素化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液を加えて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ところ、１９０ｇ／ｅｑであった。
【００５１】
実施例１〜５、比較例１〜４
低温乾燥粉砕機で粉砕、分級された成分（Ａ）のフェノキシ樹脂、成分（Ｂ）のエポキシ樹脂、成分（Ｃ）の架橋剤、無機充填剤及びその他の添加剤を表１又は表２に示す配合割合で混練して架橋性フェノキシ樹脂組成物を調製した。そして、２００℃，１０分で成形を行った後、ポストキュア温度１７０℃，３０分の条件にて架橋硬化物試験片を得た。なお、表中の数値は配合における重量部を示す。
【００５２】
比較例５
合成例１で得られたエポキシ樹脂（Ｂ−２）に硬化剤と硬化触媒、無機充填剤とその他の添加剤を表２に示す配合割合で加え、これらを混練してエポキシ樹脂組成物を調整した。このエポキシ樹脂組成物を用いて、成形温度１７５℃，３分で成形を行った後、ポストキュア温度２５０℃，５時間の条件にて硬化物試験片を得た。
【００５３】
比較例６
合成例１で得られたエポキシ樹脂（Ｂ−２）、硬化剤と硬化触媒、無機充填剤とその他の添加剤を表２に示す配合割合で加え、これらを混練してエポキシ樹脂組成物を調製した。そして、成形温度１７５℃，３分で成形を行ったのち、ポストキュア温度１７５℃，５時間の条件にて硬化物試験片を得た。
【００５４】
表中の略号およびその詳細は以下のとおりである。
（フェノキシ樹脂）
Ａ−１：ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０（新日鉄住金化学株式会社製）、Ｍｗ＝６０，０００、水酸基当量：２８４、Ｔｇ：８４℃）
（結晶性エポキシ樹脂）
Ｂ−１：テトラメチルビスフェノールＦ型結晶性エポキシ樹脂；（ＹＳＬＶ−８０ＸＹ（新日鉄住金化学社製、エポキシ当量：１９２、融点：７２℃）
Ｂ−２：エポキシ樹脂Ａ；合成例１で得たエポキシ樹脂
（架橋剤）
Ｃ−１：無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）（酸無水物当量：１０９）
Ｃ−２：無水フタル酸（酸無水物当量：５２）
（硬化剤）
フェノールノボラック型多価ヒドロキシ樹脂（ＰＳＭ−４２６１（群栄化学工業株式会社製）、水酸基当量：１０３、軟化点：８２℃）
（硬化触媒）
トリフェニルホスフィン（製品名；ＴＰＰ、北興化学工業株式会社製）
（無機充填剤）
球状シリカ（製品名；ＦＢ−８Ｓ、電気化学工業株式会社製）
（離型剤）
カルナバワックス（製品名；ＴＯＷＡＸ１７１、東亜化成株式会社製）
（着色剤）
カーボンブラック（製品名；ＭＡ−１００、三菱化学株式会社製）
【００５５】
ガラス転移温度（Ｔｇ）：
セイコーインスツル製ＴＭＡ６１００型熱機械測定装置により、昇温速度１０℃／分の条件で、得られた硬化物試験片のＴｇを求めた。
【００５６】
【表１】
2018165296.tif 000002
【００５７】
【表２】
2018165296.tif 000003
【００５８】
表１及び表２から、実施例１〜５の半導体封止材用樹脂組成物は、硬化条件が低温かつ短時間でありながら、比較例の組成物に比べて、硬化物のＴｇが非常に高く、耐熱性及び熱分解安定性に優れていることが示された。従って、実施例１〜５の半導体封止材用樹脂組成物を用いることによって、半導体封止のためのプロセスタイムを短縮化できるとともに、低温での封止が可能になる。
以上のように、本発明の半導体封止材用樹脂組成物は、省エネルギーで生産性が良好であり、高耐熱性が求められるパワー半導体用の封止材料としても適したものである。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはない。