(57)【要約】【課題】熱伝導性、成形性に優れた半導体封止用樹脂組成物、及びそのような半導体封止用樹脂組成物を用いて封止された、高熱伝導性で、かつ耐リフロー性が良好である信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、および（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを含有する半導体封止用樹脂組成物であって、前記樹脂組成物全量に対する、前記（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの含有量が０．０１〜２．００質量％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）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、および（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを含有する半導体封止用樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物全量に対する、前記（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの含有量が
０．０１〜２．００質量％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】
前記（Ｅ）ダイヤモンドパウダーが、重量平均粒径１〜１００ｎｍである、請求項１に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｄ）無機充填材が（Ｄ−１）球状アルミナ及び（Ｄ−２）微細球状シリカからなり、これらの合計含有量が前記樹脂組成物全量に対して、８０〜９５質量％である、請求項1又は２に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物により、半導体素子が封止されてい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、及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品のプリント配線板への高密度実装化に伴い、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置は従来の挿入型パッケージから表面実装型パッケージにその主流が変わってきている。表面実装型では、半導体素子のパッケージに対する占有体積も大きくなり、パッケージの肉厚は非常に薄くなっている。また、素子の多機能化、大容量化によって、チップ面積の増大、多ピン化が進み、さらにパッド数の増加によって、パッドピッチおよびパッドサイズの縮小化、いわゆる狭パッドピッチ化も進んでいる。また、それに伴い発熱量も増大している。
【０００３】
従来、高熱放熱性用途には、無機充填材として結晶シリカ、又はアルミナを含有する半導体封止用樹脂組成物が用いられてきた。しかしながら要求される放熱量には充分に応えきれていないのが現状である。
高温での耐クラック性に優れる上、高い熱伝導率及び難燃性を有する半導体封止材組成物として、特許文献１には、充填材として、厚さ１０〜１００ｎｍのナノグラフェンプレート粉末を含有する半導体封止用樹脂組成物が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の半導体封止材組成物では無機充填材としてナノグラフェンプレートを約８０質量％以上含むことで高熱伝導性を実現しているが、この状態では成形性をはじめとする半導体封止用樹脂組成物に要求される諸特性を満足することができないという課題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４６４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、熱伝導性及び成形性に優れた半導体封止用樹脂組成物、並びにそのような半導体封止用樹脂組成物を用いて封止された、高熱伝導性で、かつ耐リフロー性が良好である信頼性の高い半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ダイヤモンドパウダーを特定量含有させることによって、高熱伝導性を維持しつつ、成形性の良好な樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］の構成を有する、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置である。
〔１〕（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、および（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを含有する半導体封止用樹脂組成物であって、前記樹脂組成物全量に対する、前記（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの含有量が０．０１〜２．００質量％であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物
〔２〕前記（Ｅ）ダイヤモンドパウダーが、重量平均粒径１〜１００ｎｍである、〔１〕に記載の半導体封止用樹脂組成物。
〔３〕前記（Ｄ）無機充填材が（Ｄ−１）球状アルミナ及び（Ｄ−２）微細球状シリカからなり、これらの合計含有量が前記樹脂組成物全量に対して、８０〜９５質量％である、〔１〕又は〔２〕に記載の半導体封止用樹脂組成物。
〔４〕〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物により、半導体素子が封止されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体封止用樹脂組成物によれば、樹脂組成物の熱伝導性が良好なため、特にパワー半導体の様に高い熱伝導性が要求される半導体素子の封止に良好に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［半導体封止用樹脂組成物］
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、および（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを含有する半導体封止用樹脂組成物であって、前記樹脂組成物全量に対する、前記（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの含有量が０．０１〜２．００質量％であることを特徴とする。
【０００９】
＜（Ａ）エポキシ樹脂＞
本発明で使用する（Ａ）成分のエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、分子構造、分子量等に制限されることなく一般に電子部品の封止材料として使用されているものを広く用いることができる。
【００１０】
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、すなわちビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。なお、本発明におけるビフェニル骨格には、ビフェニル環のうち少なくとも一方の芳香族環が水素添加されているものも含まれる。
ビフェニル型エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニル、エピクロルヒドリンと４，４´−ビフェノールまたは４，４´−（３，３´，５，５´−テトラメチル）ビフェノール等のビフェノール化合物とを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニル、４，４´−ジヒドロキシ−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニルのグリシジルエーテルが好ましい。
市販品を例示すると、例えば、三菱化学（株）製のＹＸ−４０００（エポキシ当量１８５）、同ＹＸ−４０００Ｈ（エポキシ当量１９３）、日本化薬（株）製のＮＣ−３０００（エポキシ当量２７３）、同ＮＣ−３０００Ｈ（エポキシ当量２８８）（以上、いずれも商品名）等が挙げられる。
ビフェニル型エポキシ樹脂の使用によって、無機充填材を多量に含有させても溶融粘度を最適範囲に維持することができ、また耐熱性に優れる半導体封止用樹脂組成物を得ることができる。なお、エポキシ樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
（Ａ）エポキシ樹脂の含有量は、半導体樹脂組成物全量に対して、０．５〜１５質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。（Ａ）エポキシ樹脂の含有量が、半導体樹脂組成物全量に対して０．５質量％以上であれば成形性や密着性が良好であり、１５質量％以下であれば適正な線膨脹係数を満足できる。
【００１１】
＜（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤＞
本発明で使用する（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤は、１分子当たり２個以上のフェノール性水酸基を有し、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂を硬化させることができるものであって、電子部品の封止材料として一般に用いられるものであれば特に制限されることなく使用できる。
【００１２】
フェノール樹脂硬化剤の具体例としては、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、アラルキル型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、シクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤の含有量は、半導体樹脂組成物全量に対して、０．５〜１５質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。また、（Ａ）エポキシ樹脂の含有量が、半導体樹脂組成物全量に対し０．５質量％以上であれば成形性や密着性が良好であり、１５質量％以下であれば適正な線膨脹係数を満足できる。
【００１３】
＜（Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有比＞
本発明の組成物における（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の含有比は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基１個に対して、（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤中のフェノール性水酸基が、好ましくは０．５〜１．６個、より好ましくは０．６〜１．４個となるように選定される。（Ａ）エポキシ樹脂中のエポキシ基１個に対して（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤中のフェノール性水酸基が０．５個以上であれば硬化物のガラス転移温度が良好となり、一方１．６個以下であれば、反応性が良好となるとともに、十分な架橋密度を有し、強度の高い硬化物を得ることができる。
【００１４】
＜（Ｃ）硬化促進剤＞
本発明で使用される（Ｃ）成分の硬化促進剤は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の反応を促進するものであり、かかる作用を有するものであれば特に制限されることなく使用できる。
【００１５】
硬化促進剤の具体例としては、例えば、２−ヘプタデシルイミダゾール、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−フェニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール、４−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシ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−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、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、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−エチル−４′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、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−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール類；１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］ノネン、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等のジアザビシクロ化合物およびこれらの塩；トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチル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）フェノール等の三級アミン類；トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ（ｐ‐メチルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス（ジフェニルホスフィノ）メタン、１，２‐ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン等の有機ホスフィン化合物；テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等のテトラ‐またはトリフェニルボロン塩等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。（Ｃ）硬化促進剤としては、なかでも、流動性、成形性が良好である等の観点から、イミダゾール類が好ましい。
【００１６】
この（Ｃ）成分の硬化促進剤の含有量は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の合計量１００質量部に対して、通常０．５〜１０質量部、好ましくは１〜９質量部、より好ましくは１．５〜８質量部の範囲で選定される。含有量が（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して、０．５質量部以上では、硬化性の向上効果に優れ、また１０質量部以下であると、組成物の流動性、成形性等が向上する。
【００１７】
＜（Ｄ）無機充填材＞
本発明において（Ｄ）無機充填材は、特に限定されるものではなく、従来公知のものが用いられる。例えば、石英ガラス粉末、シリカ粉末、アルミナ粉末、タルク等が挙げられる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いられる。なかでも（Ｄ−１）球状アルミナ粉末や、（Ｄ−２）微細球状シリカを用いると高熱伝導性が得られるため好ましい。
（Ｄ）無機充填材の体積平均粒子径は、０．０１〜５０μｍであることが好ましく、特に好ましくは、０．０１〜４０μｍであり、さらに好ましくは、０．０５〜３０μｍである。
前記の（Ｄ−１）球状アルミナ粉末と（Ｄ−２）微細球状シリカを併用する場合は、（Ｄ−１）球状アルミナ粉末の平均粒子径が０．１〜５０μｍ、（Ｄ−２）微細球状シリカの平均粒子径が０．０１〜１０μｍ、であることが好ましい。
なお、上記平均粒子径は、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。
【００１８】
上記（Ｄ）無機充填材の含有量は、半導体封止用樹脂組成物全体の８０質量％を超え、９５質量％未満の範囲に設定することが好ましい。すなわち、（Ｄ）成分の含有量が上記下限値以上であると、熱伝導性に優れ、逆に、（Ｄ）成分の含有量が上記上限値以下であると、半導体封止用樹脂組成物の流動性が高いため成形性に優れる。
また、それらの質量含有比は、球状アルミナ（Ｄ-１）：微細球状シリカ（Ｄ−２）が１００：０〜７５：２５であることが、成形性や流動性を向上できる観点から好ましい。さらに、（Ｄ−１）球状アルミナ粉末としては、平均粒径０．１μｍ以上２μｍ未満の（Ｄ-1-ii）微細球状アルミナを無機充填材中に０〜２５質量％含むと、流動性や熱伝導率をより向上できる観点から好ましい。
【００１９】
＜（Ｅ）ダイヤモンドパウダー＞
本発明において（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの含有量は、樹脂組成物全量に対して０．０１〜２．００質量％の範囲である。好ましくは、０．０３〜１．５質量％、より好ましくは０．０５〜１．５質量％である。（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの含有量が０．０１質量％より少ないと熱伝導性向上の効果が少なく、含有量が２．００質量％より多いと成形性が低下するおそれがあるため好ましくない。
また、（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの重量平均粒径が、１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましい。重量平均粒径がサブミクロンオーダーである、この範囲にあると熱伝導性と成形性のバランスが良好となる。（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの粒径が、１ｎｍより小さいと樹脂組成物の流動性が低下し、１００ｎｍより大きいと金型や製造装置を摩耗するおそれがあるため好ましくない。
【００２０】
本発明において（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの表面は修飾をしてもよい。
なかでもアルキルアミンで修飾すると正のゼータ電位をもち凝集が抑制されると共に、樹脂組成物の耐熱性向上に寄与するため好ましい。本発明において使用されるアルキルアミンは、樹脂組成物の成形温度の条件、樹脂組成物に期待される特性等に応じて、公知のアルキルアミンから適宜選択して用いることができる。例えば、アミノ基を１個有するジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ドデシルアミン、オレイルアミン等のアルキルモノアミン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ´−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ´−ジエチルエチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ´−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，３−ジアミノプロパン等のアミノ基を２個有するアルキルジアミンが挙げられる。
【００２１】
本発明において、（Ｄ）無機充填材と（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを予め混合しておいてもよい。
さらに、予め混合した（Ｄ）無機充填材と（Ｅ）ダイヤモンドパウダーに表面処理を施してもよい。これにより、（Ｄ）無機充填材と（Ｅ）ダイヤモンドパウダー粒子の凝集を抑制し、樹脂組成物中に良好に分散させることができる。
表面処理剤は特に限定されないが、既に公知の種々のシランカップリング剤を用いて行うことができる。シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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のエポキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン、アクリロキシトリメトキシシラン等のアクリルシラン等が例示される。
表面処理方法は特に限定されないが、例えば超音波噴霧器を用いて、噴霧させることで、予めシランカップリング剤を各々の粒子の表面と接触させた後、湿式分散機で処理することにより行うことができる。
超音波噴霧器は、特に限定されず、公知のものを使用すれば良い。超音波噴霧時の噴霧サイズは、超音波振動の周波数に依存し、周波数が高くなればなるほど、噴霧サイズを小さくすることができる。好ましい噴霧サイズは１μｍ以下である。表面処理後に、有機溶剤や水を加熱、減圧することにより、蒸発させて粉末化する。
このようにして、（Ｄ）無機充填材と（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを混合することで、（Ｅ）ダイヤモンドパウダー粒子が（Ｄ）無機充填材表面に分散するため、より熱伝導性の高い樹脂組成物が得られる。
【００２２】
＜（Ｆ）その他の添加剤＞
また、本発明の半導体封止用樹脂組成物には、以上の各成分の他、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含有される、カップリング剤、充填材（微細シリカ等）、離型剤（合成ワックス、天然ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸の金属塩等）、着色剤（カーボンブラック、コバルトブルー等）、改質剤（シリコーンオイル、シリコーンゴム等）、ハイドロタルサイト類、イオン捕捉剤等の（Ｆ）その他の添加剤を必要に応じて含有することができる。
これらの各添加剤はいずれも１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２３】
カップリング剤としては、エポキシシラン系、アミノシラン系、ウレイドシラン系、ビニルシラン系、アルキルシラン系、有機チタネート系、アルミニウムアルコレート系等のカップリング剤が使用される。難燃性および硬化性等の観点からは、なかでも、アミノシラン系カップリング剤が好ましく、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−（フェニルアミノ）プロピルトリメトキシシラン等が使用される。
【００２４】
本発明の半導体封止用樹脂組成物において、（Ａ）〜（Ｅ）成分の合計含有率は、９０〜９９．９９質量％が好ましく、９５〜９９．９質量％がより好ましく、９８〜９９．９９質量％が特に好ましい。上記の（Ｆ）その他の添加剤の含有量は、半導体封止用樹脂組成物中、それぞれ０．０１〜３質量％程度、好ましくは０．０５〜２質量％程度である。
【００２５】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記した（Ａ）〜（Ｅ）成分、及び必要に応じて含有させるカップリング剤等の（Ｆ）その他の添加剤の各種添加成分をミキサー等によって予備混合した後、ディスパース、ニーダー、３本ロールミル等により混練処理を行い、次いで、冷却固化させ、適当な大きさに粉砕することにより、調製することができる。
上記粉砕方法は特に制限されず、一般的な粉砕機を用いることができる。
粉砕機としては、好ましくは、カッティングミル、ボールミル、サイクロンミル、ハンマーミル、振動ミル、カッターミル、グラインダーミル、さらに好ましくは、スピードミルを挙げることができる。
【００２６】
また、ミキサー等によって予備混合する前に、予め液状の（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｅ）ダイヤモンドパウダー、および必要に応じて添加される（Ｆ）その他の成分とを予備混練してもよい。
予備混練を実施すると分散性が良好となるため好ましい。さらに予備混練する際に、超音波分散工程を行ってもよい。予備混合する際に、超音波分散工程を用いることで、分散性がさらに良好となり、良好な熱伝導性が得られると共に、金型や製造装置へのダメージが少ない半導体封止用樹脂組成物を得ることができる。
【００２７】
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、タブレット状、粉粒状、シート状等成形方法に応じた形状に加工してもよい。
【００２８】
タブレット状の半導体封止用樹脂組成物を製造する方法は、得られた樹脂組成物を加圧して、タブレット状に成形する工程を有する。タブレット状に成形する方法としては、例えば、顧客の要求に合わせたタブレットのサイズの金型に投入し、圧縮成形機を使用して圧縮率８０〜９５％で圧縮成形する方法等が挙げられる。
【００２９】
粉粒状、の半導体封止用樹脂組成物を製造する方法は、上記粉砕工程で得られた粉砕物を、篩い分級、エアー分級等によって所定の粒度分布を持つ粒子集合体に調整する分級工程を行うことで得られる。例えば、７〜５００メッシュ程度の篩を用いて分級する。
【００３０】
シート状の半導体封止用樹脂組成物を製造する方法は、封止用樹脂組成物を溶剤希釈した後、フィルム化することにより得ることができる。例えば、溶剤希釈した封止用樹脂組成物を塗布して得られた塗布膜に対して、溶剤を除去することにより得ることができる。
シート状とすることで、例えば、枚葉状または巻き取り可能なロール状とすることができる。
【００３１】
次に、本発明の半導体装置について説明する。
本発明の半導体装置は、本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて、トランスファー成形、圧縮成形、シート成形等により次のように製造することができる。
【００３２】
タブレット状半導体封止用樹脂組成物を用いる場合は、通常のトランスファー成形等の公知のモールド方法によって、１５０〜２５０℃の間の封止温度で製造することができる。
【００３３】
粉粒状半導体封止用樹脂組成物を用いる場合は以下のようにして製造する。
まず、成形型の上型に半導体部品を実装した基板を供給するとともに、下型のキャビティ内に本発明の粉粒状半導体封止用樹脂組成物を供給する。次いで、上下両型を所要の型締圧力にて型締めすることにより、下型キャビティ内で加熱溶融された樹脂組成物に半導体部品を浸漬する。この後、下型キャビティ内の加熱溶融された樹脂組成物をキャビティ底面部材で押圧し、減圧下、所要の圧力を加え、圧縮成形する。成形条件は、好ましくは、温度１２０〜２００℃、圧力２〜２０ＭＰａである。このような成形条件で圧縮成形することにより、本発明の半導体装置が得られる。
【００３４】
シート状半導体封止用樹脂組成物を用いる場合は、例えば、基材に搭載された半導体素子を上下金型のキャビティ内にセットし、ワイヤボンディング部の上に、シート状半導体封止用樹脂組成物を載せた後、プレス機を用いて上下金型を型締めし、加圧しながら加熱してシート状半導体封止用樹脂組成物を硬化することにより、本発明の半導体装置が得られる。
【００３５】
本発明の半導体装置において適用できる半導体素子は、特に限定されるものではなく、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、固体撮像素子などの半導体素子が適用可能である。なかでも、ＳｉＣ、ＧａＮ等のパワーデバイス用途に好ましく用いられる。
【００３６】
このように、本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いることにより、高熱伝導性で、高い信頼性を備えた半導体装置を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において使用した材料は下記の通りである。また、「部」は特に断らない限り「質量部」を意味する。
【００３８】
使用した材料
＜（Ａ）エポキシ樹脂＞
・エポキシ樹脂１：ビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学株製、ＹＸ−４０００  エポキシ当量１７２）
・エポキシ樹脂２：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＮＣ−３０００  エポキシ当量２７６）
＜（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤＞
・クレゾールノボラック樹脂（新日鐵化学（株）製、ＳＮ４８５  フェノール当量２１５）
＜（Ｃ）硬化促進剤＞
・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、２Ｐ４ＭＨＺ）
＜（Ｄ）無機充填材＞
・(１−i)球状アルミナ（マイクロン製、ＡＭ１０−２５Ｒ、平均粒子径７．５μｍ）
・(1-ii)微細球状アルミナ（アドマテックス製、ＡＯ−５０２、平均粒子径０．７μｍ）
・微細球状シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＯ−３１Ｒ、平均粒径１．０μｍ）
＜（Ｅ）ダイヤモンドパウダー＞
・Carbodeon社製、Ｐ  Ｖｏｘ；１次粒子の重量平均粒径４〜６ｎｍ、アミノ基表面修飾
＜（Ｆ）その他の添加剤＞
・難燃剤：（株）伏見製薬所製、ＦＰ−１００
・離型剤：（株）セラリカ野田製、カルナバワックスＮｏ１
・着色剤：カーボンブラック（三菱化学（株）製、ＭＡ−１００）
・シランカップリング剤：（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、Ａ−１８７）
上記原材料をまとめて表１に示す。
【００３９】
【表１】
2019176023.tif 000002
【００４０】
実施例１
表２に示す各成分を表２に示す割合で、常温で混合し、９０〜９５℃で混練した後、冷却粉砕して実施例１の半導体封止用樹脂組成物を製造した。
【００４１】
実施例２
（Ｄ）成分の無機充填材（１-（i））の代わりに、無機充填材（1-（ii)）を１２質量部（１１．４７質量％）とした以外は実施例１と同様にして半導体封止用樹脂組成物を製造した。
【００４２】
実施例３
（Ｅ）ダイヤモンドパウダーの量を１質量部（１質量％）とした以外は実施例１と同様にして半導体封止用樹脂組成物を製造した。
【００４３】
比較例１ 
（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを含有させないこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の半導体封止用樹脂組成物を製造した。
【００４４】
比較例２ 
（Ｅ）ダイヤモンドパウダーを２．３質量％にした以外は、実施例１と同様にして半導体封止用樹脂組成物を製造した。 
【００４５】
上記実施例及び比較例で得られた半導体封止用樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。
【００４６】
＜半導体封止用樹脂組成物の評価＞
（１）流動性 
成形温度１７５℃、成形圧力１００ｋｇ／ｃｍ２、加圧時間５分間でトランスファー成形することで流動性を測定した。
（２）硬化時間
１７５℃に保たれた熱盤上で一定量（１ｍｌ）の半導体封止用樹脂組成物を直径４〜５ｃｍの円状に広げ一定速度で練り合わせ、半導体封止用樹脂組成物が増粘し最終的に粘りがなくなるまでの時間を計測した（ＪＩＳ  Ｃ  ２１６１に準じて実施）。
（３）成形性
半導体封止用樹脂組成物を用いて、ＦＢＧＡ（Ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ（５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５４ｍｍ）を、１７５℃で、２分間の条件で圧縮成形した後、成形物の表面における外観異常（「巣」またはボイド）の発生を観察し、
○：外観異常なし（良好）、×：外観異常あり（不良）
とした。
（４）耐リフロー性
上記（３）で作製したＦＢＧＡパッケージ５個に、１７５℃で、８時間の後硬化を行った後、３０℃、相対湿度６０％ＲＨ、１９２時間の吸湿処理を行った。その後、２６０℃の赤外線リフロー炉内で加熱し、冷却後、上記超音波探傷装置により、パッケージの内部クラック（剥離）の発生の有無を調べ、剥離が発生した数を計数した。
（５）熱伝導率
半導体封止用樹脂組成物を１７５℃、成形圧力１００ｋｇ／ｃｍ２、加圧時間１０分間の条件でトランスファー成形して作製した円盤状試験片（直径１００ｍｍ、厚さ２６ｍｍ）について、迅速熱伝導率計（京都電子工業（株）製、製品名 Ｋｅｍｔｈｅｒｍ  ＱＴＭ−３）を用いて測定した。
【００４７】
実施例、比較例の半導体封止用樹脂組成物の組成及び樹脂組成物の物性、並びに硬化物の物性をまとめて、表２に示す。
【００４８】
【表２】
2019176023.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上より、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、窒化ケイ素や炭化ケイ素等の高熱伝導性フィラーを用いることなく、０．０１〜２質量％と少量のダイヤモンドパウダーを混合するだけで、高熱伝導性を維持しつつ、成形性の良好な樹脂組成物が得られるので、半導体装置に好適に利用できる。