(57)【要約】【課題】塩素含有量が低く、保存性と連続成型性に優れ、高温高湿下における半導体素子上の電極パッドと金属ワイヤとの接合部の腐食と、半導体素子の配線部の腐食を低減して、半導体装置の信頼性の向上を可能とする封止用エポキシ樹脂組成物と、この封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されている半導体装置を提供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）無機充填材、を含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、１分子中に、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基又はフェノール性水酸基の少なくとも一方とを有する、基本骨格が同じで置換基の異なる樹脂の混合物であり、混合物全体として、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基と、フェノール性水酸基との３種を有する、封止用エポキシ樹脂組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）無機充填材、
を含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、１分子中に、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基又はフェノール性水酸基の少なくとも一方とを有する、基本骨格が同じで置換基の異なる樹脂の混合物であり、混合物全体として、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基と、フェノール性水酸基との３種を有する、封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、下記式（１）で表される構造を有するエポキシ樹脂を含むものである、請求項１に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2015017165.tif 000041
（式（１）中、Ａｒ１、Ａｒ２は芳香族基を表し、炭素数１〜６の置換基を有していてもよく、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ１は炭素数１〜６の脂肪族基または直接結合を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。ＯＲ２はＡｒ１上の接続可能な任意の部位に接続され、それぞれがグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｓ＝０または１、ｔ＝０または１、ｕ≧０であり、Ｒ１が直接結合の場合には、ｓ＝０である。Ｒ３は炭素数１〜６の脂肪族基または直接結合を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ４は水素原子または炭素数１〜４の有機基を表す。｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＡｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、繰り返し単位毎に同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。式（１）で表される化合物のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、式（１）で表される化合物はａ、ｂ、ｃ、ｓ，ｔ，ｕの異なる構造を有する分子の混合物であり、平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ＞０、ｃ＞０である。）
【請求項３】
前記ｂが、ｂ≧０．０３である、請求項２に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）エポキシ樹脂の基本骨格が、ビフェニル型、ビスフェノール型、ノボラック型、アラルキル型、トリフェノールメタン型なる群から選ばれるいずれか１種または２種以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、下記一般式（２）〜（６）から選ばれるいずれか１種または２種以上の構造を含むものである、請求項１〜４のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
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【化３】
2015017165.tif 000043
【化４】
2015017165.tif 000044
【化５】
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【化６】
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（式（２）〜（６）の各々おいて、Ｒ１は炭素数１〜６の脂肪族基を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ５〜Ｒ１４は水素原子または炭素数１〜４の有機基、ｄ〜ｍは１〜３の数であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。ＯＲ２はそれぞれグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｕ≧０であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＲ２は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。式（２）〜（６）の各々おいて、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、式（２）〜（６）で表される各化合物は、各々の、ａ、ｂ、ｃ、ｕの異なる構造を有する分子の混合物であり、平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。）
【請求項６】
更に、（Ｄ）硬化促進剤を含むものであり、（Ｄ）硬化促進剤が、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７なる群から選ばれるいずれか１種または２種以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
前記（Ａ）成分の全塩素量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
前記封止用エポキシ樹脂組成物の全塩素量が２ｐｐｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の封止用エポキシ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。
【請求項１０】
銅を主成分とするボンディングワイヤを有していることを特徴とする、請求項９に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用エポキシ樹脂組成物、及びこの封止用エポキシ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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部品は、主に封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止されている。特に集積回路には、腐食防止のために塩素含有量の低減されたエポキシ樹脂、フェノール系硬化剤、及び溶融シリカ、結晶シリカ等の無機充填材を含有した、耐熱性、耐湿性に優れたエポキシ樹脂組成物が用いられている。ところが近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が年々進み、また半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、半導体素子の封止で用いられている封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきている。
一方、半導体装置に対するコストダウンの要求も激しく、従来の金線接合ではコストが高いため、近年、金線に代わる安価なボンディングワイヤとして、銅ワイヤが提案され、或いはフリップチップＢＧＡのように、ボンディングワイヤを用いずにバンプ接続でのボンディングも提案されている。
この流れの中で、エポキシ樹脂中に含有される全塩素量や加水分解性塩素量を低減し、あるいは封止用エポキシ樹脂組成物中にイオン捕捉材等を含有することで、封止用エポキシ樹脂組成物から放出される塩素イオンを低減する試みが採られてきたが、銅ワイヤを用いた半導体装置の場合には、銅ワイヤ自身及び銅ワイヤと半導体素子との接合部分の腐食が激しく、更に塩素イオン放出量を低減する必要が出てきた。
【０００３】
特許文献１には、オレフィン類からエポキシ化合物を得る製造方法が記載されているが、全塩素や加水分解性塩素等の不純物の含有率に関する規定は記載されておらず、また、該エポキシ樹脂を用いて作製した封止用樹脂組成物の性能や、該封止用樹脂組成物を用いて作製した銅ボンディングワイヤ含有半導体装置の性能に関する記載はなく、封止用樹脂組成物用エポキシ樹脂としての性能は不明である。
【０００４】
特許文献２には、アリル化合物からエポキシ化合物を得る製造方法が記載され、塩素含有量例も記載されているが十分に低い含有量とは言えず、また、該エポキシ樹脂を用いて作製した封止用エポキシ樹脂組成物の性能や、該封止用エポキシ樹脂組成物を用いて作製した銅ボンディングワイヤ含有半導体装置の性能に関する記載がなく、封止用樹脂組成物用エポキシ樹脂としての性能は不明である。
【０００５】
特許文献３には、全塩素量と加水分解性塩素量、及びゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ。以下、ＧＰＣと記載。）チャートにおける主ピーク面積の全成分ピーク面積に対する比率が規定されたエポキシ樹脂を用いた、銅ボンディングワイヤを用いた半導体装置用の封止用エポキシ樹脂組成物が記載されているが、全塩素量と加水分解性塩素量も十分に低い含有量とは言えず、主ピーク面積の比率も十分に高いとは言えず、性能的に不十分である。
【０００６】
特許文献４には、銅を主成分とする芯材と、芯材の上に該芯材とは成分又は組成の一方又は両方の異なる導電性金属及び銅を含有する外皮層とを有するボンディングワイヤが記載されている。このボンディングワイヤにおいて、外皮層の厚さを０．００１〜０．０２μｍとすることで、材料費が安価で、ボール接合性、ワイヤ接合性等に優れ、ループ形成性も良好であり、狭ピッチ用細線化、パワー系ＩＣ用途の太径化にも適応する銅ボンディ
ングワイヤを提供することが可能となると記載されている。
しかしながら、上記銅ワイヤが接続された半導体素子を通常のエポキシ樹脂を用いた封止用エポキシ樹脂組成物で封止すると、半導体装置の耐湿信頼性（ＨＡＳＴ：ＨｉｇｈＩｙ  ＡｃｃｅＩｅｒａｔｅｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ＆  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｔｅｓｔ。以下、ＨＡＳＴと記載。）が低下することがあった。
本発明者の知見によれば、耐湿信頼性が低い半導体装置では、半導体素子の配線部金属の腐食による回路部の電気抵抗の上昇や断線が発生しており、特に銅ワイヤを用いている場合には、半導体素子上の電極パッドと銅ワイヤとの接合部における腐食によって、接合部の電気抵抗の上昇又は接合部の断線が多く発生していた。したがって、このような接合部や配線部の腐食を防止できれば、半導体装置の耐湿信頼性を向上できることが期待された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１１０１５１号パンフレット
【特許文献２】特開昭５９−２２７８７２公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／０７０５２９号パンフレット
【特許文献４】特開２００７−１２７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、塩素含有量が低く、高温高湿下における半導体素子上の電極パッドと金属ワイヤとの接合部の腐食と、半導体素子の配線部の腐食を低減して、半導体装置の信頼性の向上を可能とする封止用エポキシ樹脂組成物と、この封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されている半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記［１］〜［１０］の本発明により達成される。
〔１〕（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）無機充填材、
を含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、１分子中に、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基又はフェノール性水酸基の少なくとも一方とを有する、基本骨格が同じで置換基の異なる樹脂の混合物であり、混合物全体として、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基と、フェノール性水酸基との３種を有する、封止用エポキシ樹脂組成物。
〔２〕前記（Ａ）エポキシ樹脂が、下記式（１）で表される構造を有するエポキシ樹脂を含むものである、〔１〕に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2015017165.tif 000003
（式（１）中、Ａｒ１、Ａｒ２は芳香族基を表し、炭素数１〜６の置換基を有していてもよく、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ１は炭素数１〜６の脂肪族基また
は直接結合を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。ＯＲ２はＡｒ１上の接続可能な任意の部位に接続され、それぞれがグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｓ＝０または１、ｔ＝０または１、ｕ≧０であり、Ｒ１が直接結合の場合には、ｓ＝０である。Ｒ３は炭素数１〜６の脂肪族基または直接結合を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ４は水素原子または炭素数１〜４の有機基を表す。｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＡｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。式（１）で表される化合物のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、式（１）で表される化合物はａ、ｂ、ｃ、ｓ，ｔ，ｕの異なる構造を有する分子の混合物であり、平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ＞０、ｃ＞０である。）
〔３〕前記ｂが、ｂ≧０．０３である、〔２〕に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
〔４〕前記（Ａ）エポキシ樹脂の基本骨格が、ビフェニル型、ビスフェノール型、ノボラック型、アラルキル型、トリフェノールメタン型なる群から選ばれるいずれか１種または２種以上である、〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
〔５〕前記（Ａ）エポキシ樹脂が、下記一般式（２）〜（６）から選ばれるいずれか１種以上の構造を含むものである、〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
2015017165.tif 000004
【化３】
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【化４】
2015017165.tif 000006
【化５】
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【化６】
2015017165.tif 000008
（式（２）〜（６）の各々おいて、Ｒ１は炭素数１〜６の脂肪族基を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ５は水素原子または炭素数１〜４の有機基、ｄは１〜３の数であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。ＯＲ２はそれぞれグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｕ≧０であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＲ２は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。式（２）〜（６）の各々おいて、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ
、ｃとした場合に、式（２）〜（６）で表される各化合物は、各々の、ａ、ｂ、ｃ、ｕの異なる構造を有する分子の混合物であり、平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。）
〔６〕更に、（Ｄ）硬化促進剤を含むものであり、（Ｄ）硬化促進剤が、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７なる群から選ばれるいずれか１種または２種以上である、〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
〔７〕前記（Ａ）成分の全塩素量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする、〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
〔８〕前記封止用エポキシ樹脂組成物の全塩素量が２ｐｐｍ以下であることを特徴とする、〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
〔９〕〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の封止用エポキシ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。
〔１０〕銅を主成分とするボンディングワイヤを有していることを特徴とする、〔９〕に記載の半導体装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体装置に適用した場合に、半導体装置の耐湿信頼性を向上させることのできる、全塩素量が少なく、連続成型性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、及び耐湿信頼性の高い半導体装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明に係る半導体装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図１】両面封止・リードフレーム・ワイヤボンディング型半導体装置の断面図
【図２】片面封止・有機基板・ワイヤボンディング型半導体装置の断面図
【図３】片面封止・有機基板・半田ボールボンディング型半導体装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、
〔１〕（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）無機充填材、
を含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、１分子中に、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基又はフェノール性水酸基の少なくとも一方とを有する、基本骨格が同じで置換基の異なる樹脂の混合物であり、混合物全体として、グリシジルエーテル基と、アリルエーテル基と、フェノール性水酸基との３種を有する、封止用エポキシ樹脂組成物、である。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、全塩素量が１０ｐｐｍ以下であることが好ましく、更に２ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００１３】
エポキシ樹脂（Ａ）の合成方法としては、例えば、エポキシ樹脂（Ａ）の前駆体であるアリルエーテル基とフェノール性ＯＨ基を有する化合物と、有機ニトリル化合物、有機アミンを反応容器に仕込み、２５〜１００℃間の所定の温度に保ちながら過酸化水素を徐々に添加し、５〜１００時間反応させる方法等が挙げられる。反応終了後は、トルエン、メチルイソブチルケトン等の溶剤に溶解し、水洗、濾過、再沈によって、不純物を除去し、次いで乾燥することにより、エポキシ樹脂（Ａ）を得ることができる。
特に、本発明で用いられるエポキシ樹脂（Ａ）を調製する方法としては、例えば、高分子量成分の少ない該前駆体やアリルエーテル化率が調整された該前駆体を原料に用いたり
、合成時には過酸化水素、有機ニトリル化合物、有機アミン化合物の配合量や混合濃度を調整してアリルエーテル基のエポキシ化率を調整したり、水洗時には自己重合による高分子量化が発生しないように水洗温度を低くしたりまたは水洗時間を短くしたり、濾過時に高分子量化成分を濾集して除去したり、等の手法を適用することが有効である。
従来のエポキシ樹脂が、フェノール化合物にグリシジルクロライドを反応させてグリシジルエーテル化させて得られることに比べて、本願発明による合成法ではグリシジルクロライド由来の塩素分がエポキシ樹脂中に残留することが無く、非常に塩素含有量の少ないエポキシ樹脂を得ることができる。
【００１４】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）を含有することが好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）は、一般式（１）において、１個以上のグリシジルエーテル基と、更にはアリルエーテル基及び／またはフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般の混合物であり、その分子構造、分子量は特に限定されない。
【化７】
2015017165.tif 000009
（式（１）中、Ａｒ１、Ａｒ２は芳香族基を表し、炭素数１〜６の置換基を有していてもよく、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ１は炭素数１〜６の脂肪族基または直接結合を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。ＯＲ２はＡｒ１上の接続可能な任意の部位に接続され、それぞれがグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｓ＝０または１、ｔ＝０または１、ｕ≧０であり、Ｒ１が直接結合の場合には、ｓ＝０である。Ｒ３は炭素数１〜６の脂肪族基または直接結合を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。Ｒ４は水素原子または炭素数１〜４の有機基を表す。｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＡｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。式（１）で表される化合物のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、式（１）で表される化合物はａ、ｂ、ｃ、ｓ，ｔ，ｕの異なる構造を有する分子の混合物であり、平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ＞０、ｃ＞０である。）
【００１５】
エポキシ樹脂（Ａ）がグリシジルエーテル基（以下、エポキシ基とも言う）以外にアリルエーテル基、フェノール性水酸基を分子内に有することによって、封止用エポキシ樹脂組成物中における離型剤及び硬化剤との相溶性を適度にコントロールすることが可能になる。また、相溶性が向上することで、封止用エポキシ樹脂組成物全体の均質性が向上し、封止用エポキシ樹脂組成物の成形時における流動性と硬化性のバランスが向上する。或いは、適度で均質な離型剤のブリードがもたらされ、金型汚れや成形品表面汚れが低減されたり、バリ及びエアベント詰まりが低減されることによって未充填不良が生じ難くなって連続成型性が向上したり、更には、半導体装置内部の均質性や密着性も向上して、耐湿信頼性や耐半田クラック性が向上したりする効果を得られる。
【００１６】
エポキシ樹脂（Ａ）は、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸
基の内、分子内にグリシジルエーテル基のみを有するもの、グリシジルエーテル基とアリルエーテル基のみを有するもの、グリシジルエーテル基とフェノール性水酸基のみを有するもの、グリシジルエーテル基とアリルエーテル基とフェノール性水酸基を有するものを含む混合物であり、混合物であるエポキシ樹脂（Ａ）に含まれるグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ＞０、ｃ＞０であることが好ましい。更には、ｂ≧０．０３であることが好ましい。ａが上記下限よりも小さいと、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化性が低下し、連続成型性が低下し、強度が低下し、ａが上記上限よりも大きいと、半導体装置の耐湿信頼性や耐半田クラック性が低下する。ｂ＝０、及び／又はｃ＝０であると、連続成型性や半導体装置の耐湿信頼性や耐半田クラック性が低下する。
【００１７】
エポキシ樹脂（Ａ）の平均分子量としては、封止用エポキシ樹脂組成物とした場合に十分な流動性と硬化性を発揮できる範囲のものであれば十分であり、好ましい数平均分子量の範囲は１５０〜３０００、より好ましい範囲は２００〜２０００であり、特に好ましい範囲は３００〜７００であり、（Ｃ）無機充填材を高重量部含有する場合には、２００〜１５００が好ましく、２００〜５００であることが特に好ましい。軟化点または融点は４０〜９０℃であることが好ましく、５５〜８０℃であることがより好ましい。
【００１８】
エポキシ樹脂（Ａ）の骨格タイプとしては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂（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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂など）、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、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など）、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂ナフチレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂など）、ナフトール型エポキシ樹脂（ジヒドロアントラセンジオール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂など）、トリアジン核含有エポキシ樹脂（トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレートなど）、有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂（ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂など）、等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００１９】
これらの中でも、高半田耐熱性を要する半導体装置向け封止用エポキシ樹脂組成物用に（Ｃ）無機充填材を高重量部含有する場合には、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂など、合成法の選択や精製によって高い結晶性を発現する性質を有するエポキシ樹脂が、より好ましく、汎用半導体装置にはクレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。
【００２０】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）に含まれるビフェニル型エポキシ樹脂は、下記一般式（２）で表されるものであり、具体例としては、下記一般式（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）の構造の化合物を含む混合物である。
【００２１】
【化８】
2015017165.tif 000010
（式（２）中、ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有する。Ｒ４、Ｒ５は水素原子又は炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。ｄは０〜３の数である。混合物中の、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。）
【００２２】
【化９】
2015017165.tif 000011
（前記式（２）において、Ｒ４＝水素原子、ｄ＝２の場合であり、式（２ａ）〜（２ｃ）中の、Ｒ５は水素原子または炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【００２３】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）に含まれるビスフェノール型エポキシ樹脂は、下記一般式（３）で表されるものであり、例えば、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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂などである。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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の場合、具体例としては下記一般式（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）の構造の化合物を含む混合物であり、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の場合は、Ｒ１は−Ｃ（ＣＨ３）２−、Ｒ６は水素原子であり、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の場合には、Ｒ１は−ＣＨ２−、Ｒ６は水素原子であり、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の場合には、Ｒ６は−ＣＨ３、Ｒ１は−ＣＨ２−である。
【００２４】
【化１０】
2015017165.tif 000012
（式（３）中、Ｒ１は炭素数１〜６の脂肪族基を表し、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよい。ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有する。Ｒ６は水素原子又は炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよく、ｅは０〜３の数である。混合物中の、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。）
【００２５】
【化１１】
2015017165.tif 000013
（前記式（３）における、Ｒ４＝水素原子、ｅ＝２の場合であり、式（３ａ）〜（３ｃ）中の、Ｒ１は、−ＣＨ２−または−Ｃ（ＣＨ３）２−、Ｒ６は水素原子またはメチル基である。）
【００２６】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）に含まれるノボラック型エポキシ樹脂は、下記一般式（４）で表される、Ｒ２の種類の比率、ｕが異なる分子を含む混合物であり、ｏ−クレゾールノボラック樹脂の場合には、下記一般式（４ａ）の構造の樹脂を含むものである。
【００２７】
【化１２】
2015017165.tif 000014
（式（４）中、ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。Ｒ７は水素原子又は炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。ｕは平均値として１〜１０の数、ｆは０〜３の数である。混合物中の、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。）  
【００２８】
【化１３】
2015017165.tif 000015
（前記式（４）における、Ｒ７がメチル基、ｄ＝１の場合であり、式（４ａ）中のＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｕは平均値として１〜１０の数である。混合物中の、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、ｃ＞０、０．４≦ａ≦０．９５である。）
【００２９】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）に含まれるアラルキル型エポキシ樹脂は、下記一般式（５）で表される、Ｒ２の種類の比率、ｕが異なる分子を含む混合物であり、例えば、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂ナフチレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、などである。しかし、これらに限定されるものでは無い。本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）がフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂の場合には、各々、下記一般式（５ａ）、（５ｂ）の構造の樹脂を含むものである。
【００３０】
【化１４】
2015017165.tif 000016
（式（５）中、ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。混合物中のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。Ｒ８〜Ｒ１３は水素原子又は炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよく、ｕは平均値として、０＜ｕ≦１０の数、ｇは０〜３の数、ｈは０〜５の数、ｉは０〜４の数、ｊは０〜８の数、ｋは０〜６の数、ｌは０〜８の数、である。）  
【００３１】
【化１５】
2015017165.tif 000017
【００３２】
【化１６】
2015017165.tif 000018
（式（５ａ）、（５ｂ）中、ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有し、平均としては１分子中
に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。混合物中のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。Ｒ８は水素原子又は炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよく、ｕは平均値として、０＜ｕ≦１０の数である。）
【００３３】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）に含まれるトリフェノールメタン型エポキシ樹脂は、下記一般式（６）で表される、Ｒ２の種類の比率、ｕが異なる分子を含む混合物である。しかし、これらに限定されるものでは無い。本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）のトリフェノールメタン型エポキシ樹脂の具体例としては、下記一般式（Ｅ１０）の構造の樹脂を含むものである。
【００３４】
【化１７】
2015017165.tif 000019
（式（６）中、ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有し、平均としては１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。混合物中のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。Ｒ１４は水素原子又は炭素数１〜４の有機基であり、互いに同一でも異なっていてもよく、ｍは０〜３の数、ｕは平均値として、０＜ｕ≦１０の数である。）
【００３５】
【化１８】
2015017165.tif 000020
（式（６ａ）中、ＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種以上であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中に１個以上のグリシジルエーテル基を有し、平均としては１分子中に２個以上
のグリシジルエーテル基を有する。混合物中のグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物の平均として、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０．４≦ａ≦０．９５、ｂ≧０．０３、ｃ＞０である。ｕは平均値として、０＜ｕ≦１０の数である。）
【００３６】
本発明に用いられるエポキシ樹脂（Ａ）は、含有される全塩素量が１０ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは、全塩素量が２ｐｐｍ以下である。
このようなエポキシ樹脂（Ａ）を用いることにより、耐湿信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００３７】
塩素イオンは金属腐食性を有しているため、半導体素子の電極パッドなどアルミ配線部分は腐食されやすく、特に、半導体素子の電気接合に金属ワイヤとして銅ワイヤを使用した場合、接合部分に生成しているアルミニウムと銅の合金はガルバニック対となるため、塩素による腐食を特に受けやすく、半導体装置の耐湿信頼性を大きく低下させてしまう傾向にある。よって、半導体装置の耐湿信頼性向上には封止用エポキシ樹脂組成物中の塩素量低減が必要である。
【００３８】
従来の封止用エポキシ樹脂組成物中の塩素は、主にエポキシ樹脂に由来する。従来のエポキシ樹脂は塩素を含むエピクロルヒドリンを使用して合成されるため、電子材料用途の高純度エポキシ樹脂であっても、通常で全塩素量として６００ｐｐｍ以上を含有する。エポキシ樹脂中に含まれる塩素の少なくとも３０〜５０％程度は加水分解性を示し、塩素イオンとして脱離しやすい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂（Ａ）は、エピクロルヒドリンを使用せずに、過酸化水素と有機ニトリル化合物及び有機アミン化合物を用いてアリルエーテル基含有樹脂のアリルエーテル基をエポキシ化することによって合成されるものであり、前記エピクロルヒドリン由来の塩素を含有しない。このようなエポキシ樹脂（Ａ）を用いることにより、著しく塩素含有量の少ない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができ、その半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いることにより、耐湿信頼性が大幅に向上した半導体装置を得ることができる。
エポキシ樹脂の全塩素量はＪＩＳＫ７２２９（塩素含有樹脂中の塩素の定量方法）、加水分解性塩素はＪＩＳＫ６７５５（エポキシ樹脂中の易可けん化塩素量試験方法）で測定できる。
【００３９】
本発明において、上記エポキシ樹脂（Ａ）のＧＰＣ測定は次のように行われる。
ＧＰＣ装置は、ポンプ、インジェクター、ガードカラム、カラムおよび検出器から構成され、溶媒にはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いる。ポンプの流速は０．５ｍＬ／分として測定を行う。これよりも高い流速では目的の分子量の検出精度が低くなるため好ましくない。前記の流速で精度よく測定を行うためには流量精度の良いポンプを使用することが必要であり、流量精度は０．１０％以下が好ましい。ガードカラムには市販のガードカラム（例えば、東ソー（株）社製ＴＳＫ  ＧＵＡＲＤ  ＣＯＬＵＭ  ＮＨＨＲ−Ｌ＝径６０ｍｍ、管長４０ｍｍ）、カラムには市販のポリスチレンジェルカラム（東ソー（株）社製ＴＳＫ−ＧＥＬＧＭＨＨＲ−Ｌ＝径７．８ｍｍ、管長３０ｍｍ）を複数本直列接続させる。検出器には示差屈折率計（ＲＩ検出器。例えば、ＷＡＴＥＲＳ（株）社製示差屈折率（ＲＩ）検出器Ｗ２４１４）を用いる。
【００４０】
測定に先立ち、ガードカラム、カラムおよび検出器内部は４０℃に安定させておく。試料には、濃度３〜４ｍｇ／ｍＩに調整したエポキシ樹脂（Ａ）のＴＨＦ溶液を用意し、これを約５０〜１５０μ１インジェクターにより注入して測定を行う。
【００４１】
エポキシ樹脂（Ａ）の含有量は、特に限定されないが、封止用エポキシ樹脂組成物全体
に対して、３重量％以上３５重量％以下であることが好ましく、３重量％以上２０重量％以下であることがより好ましく、５重量％以上１８重量％以下であることが特に好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）の含有量が上記下限値よりも小さいと、粘度上昇によるワイヤ切れを引き起こし易くなり、上記上限値よりも大きいと、吸水率増加による半田耐熱性や耐湿信頼性の低下等を引き起こし易くなる。
【００４２】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に用いられる硬化剤（Ｂ）としては、例えば、重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、縮合型の硬化剤の３タイプを用いることが可能である。
重付加型の硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）やトリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）やメタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）やｍ−フエニレンジアミン（ＭＰＤＡ）やジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）や有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）やメチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）や無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）やベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物、フェノール類（フェノール、ナフトールなど）とアルデヒド類とを縮合させて合成されるノボラック型フェノール樹脂などのフェノール樹脂、ポリビニルフェノールに代表されるフェノールポリマーなどのポリフェノール化合物、イソシアネートプレポリマーやブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物、カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類、などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００４３】
触媒型の硬化剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール（ＤＭＰ−３０）などの３級アミン化合物、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）などのイミダゾール化合物、ＢＦ３錯体などのルイス酸などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
縮合型の硬化剤としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂等のフェノール系硬化剤、メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂、メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点から重付加型フェノール系硬化剤が好ましい。
【００４４】
重付加型フェノール系硬化剤は、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造は特に限定されない。例えば、ノボラック型樹脂（フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック等）、多官能型フェノール樹脂（トリフェノールメタン型フェノール樹脂等）、変性フェノール樹脂（テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等）、アラルキル型樹脂（フェニレン骨格及び／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、フェニレン及び／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等）、ビスフェノール化合物（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等）、等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００４５】
硬化剤（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．８重量％以上１６重量％以下であることが好ましく、１．５重量％以上１４重量％以下であることがより好ましい。含有量が上記下限値よりも小さいと、充分な流動性を得ることができず、上記上限値よりも大きいと、吸水率増加による半田耐熱性や耐湿信頼性の低下等を引き起こす。
【００４６】
また、硬化剤（Ｂ）としてフェノール系硬化剤を用いる場合におけるエポキシ樹脂とフェノール系硬化剤との含有比率としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール系硬化剤のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との当量比（ＥＰ）／（ＯＨ）が０．８以上、１．３以下であることが好ましい。当量比がこの範囲であると、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、又は樹脂硬化物の物性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
【００４７】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に用いられる無機充填材（Ｃ）としては、一般の封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば、溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等が挙げられ、中でも、溶融球状シリカが特に好ましい。しかし、これらに限定されるものでは無い。これらの無機充填材は、１種を単独で用いても２種以上を併用しても差し支えない。また、無機充填材（Ｃ）の形状としては、封止用エポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑え、更に無機充填材の含有量を高めるためには、できるだけ真球状であり、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。また、無機充填材（Ｃ）がカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。さらに、必要に応じて無機充填材（Ｃ）をエポキシ樹脂又はフェノール樹脂で予め処理して用いてもよい。処理の方法としては、溶媒を用いて混合した後に溶媒を除去する方法や、無機充填材（Ｃ）に直接添加し、混合機を用いて混合処理する方法等がある。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００４８】
無機充填材（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、半導体装置の信頼性を考えると、封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して６０重量％以上９２重量％以下であることが好ましく、６５重量％以上８９重量％以下であることがより好ましい。含有量が上記下限値より小さいと、低吸湿性、低熱膨張性が得られず、耐湿信頼性が不十分となり、上記上限値よりも大きいと、流動性が低下し成形時に充填不良等が生じたり、高粘度化による半導体装置内のワイヤ流れ等の不都合が生じたりする。
【００４９】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、硬化促進剤（Ｄ）をさらに用いることができる。
硬化促進剤（Ｄ）は、エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール系硬化剤の水酸基との反応を促進する機能を有するものであり、一般に使用される硬化促進剤を用いることが可能である。
【００５０】
硬化促進剤（Ｄ）の具体例としては、有機燐化合物（有機ホスフィンやテトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等）、窒素原子含有化合物（１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール、等のアミジンや３級アミン、及びこれらの４級塩等）、が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。しかし、これらに限定されるものでは無い。硬化性の観点からは、これらのうち、リン原子含有化合物が好ましく、また耐半田性と流動性の観点では、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が特に好ましく、連続成形における金型の汚染が軽度である点では、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物は特に好ましい。
【００５１】
本発明における硬化促進剤（Ｄ）として用いることができる有機ホスフィンとしては、例えば、第１ホスフィン（エチルホスフィン、フェニルホスフィン等）、第２ホスフィン（ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等）、第３ホスフィン（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、トリフェニルホスフィン等）、が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００５２】
本発明における硬化促進剤（Ｄ）として用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式（６）で表される化合物等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００５３】
【化１９】
2015017165.tif 000021
（ただし、上記一般式（Ｃ１）において、Ｐはリン原子を表す。Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は芳香族基またはアルキル基を表す。Ａはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸のアニオンを表す。ＡＨはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸を表す。ｘ、ｙは１〜３の数、ｚは０〜３の数であり、かつｘ＝ｙである。）
【００５４】
一般式（Ｃ１）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式（Ｃ１）で表される化合物を沈殿させることができる。一般式（Ｃ１）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１がフェニル基であり、かつＡＨはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつＡは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。本発明における前記フェノール類とは、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどの単環式フェノール類、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、アントラキノールなどの縮合多環式フェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなどのビスフェノール類、フェニルフェノール、ビフェノールなどの多環式フェノール類などが例示される。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００５５】
本発明における硬化促進剤（Ｄ）として用いることができるホスホベタイン化合物としては、例えば、下記一般式（Ｃ２）で表される化合物等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００５６】
【化２０】
2015017165.tif 000022
（ただし、上記一般式（Ｃ２）において、Ｐはリン原子、Ｘ１は炭素数１〜３のアルキル基、Ｙ１はヒドロキシル基を表す。ｅは０〜５の数であり、ｆは０〜４の数である。）
【００５７】
一般式（Ｃ２）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置
換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。
【００５８】
本発明における硬化促進剤（Ｄ）として用いることができる、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば、下記一般式（Ｃ３）で表される化合物等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００５９】
【化２１】
2015017165.tif 000023
（ただし、上記一般式（Ｃ３）において、Ｐはリン原子を表す。Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数６〜１２のアリルエーテル基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７は水素原子または炭素数１〜１２の炭化水素基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒ１５とＲ１６が結合して環状構造となっていてもよい。）
【００６０】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス（アルキルフェニル）ホスフィン、トリス（アルコキシフェニル）ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス（ベンジル）ホスフィン等の芳香環に無置換またはアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては１〜６の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００６１】
またホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもｐ−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００６２】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。
【００６３】
一般式（４）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ１２、Ｒ１３およびＲ１４がフェニル基であり、かつＲ１５、Ｒ１６およびＲ１７が水素原子である化合物、すなわち１，４−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。
【００６４】
本発明における硬化促進剤（Ｄ）として用いることができる、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式（Ｃ４）で表される化合物等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００６５】
【化２２】
2015017165.tif 000024
（ただし、上記一般式（Ｃ４）において、Ｐはリン原子を表し、Ｓｉは珪素原子を表す。Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１は、それぞれ、芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。式中Ｘ２は、基Ｙ２およびＹ３と結合する有機基である。式中Ｘ３は、基Ｙ４およびＹ５と結合する有機基である。Ｙ２およびＹ３は、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ２およびＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｙ４およびＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ４およびＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｘ２、およびＸ３は互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４およびＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｚ１は芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。）
【００６６】
一般式（Ｃ４）において、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等のアルキル基、アルコキシ基、水酸基などの置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００６７】
このような一般式（Ｃ４）中の−Ｙ２−Ｘ２−Ｙ３−、および−Ｙ４−Ｘ３−Ｙ５−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを２個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、分子内にカルボキシル基、または水酸基を少なくとも２個有する有機酸が好ましく、さらには芳香環を構成する隣接する炭素にカルボキシル基または水酸基を少なくとも２個有する芳香族化合物が好ましく、芳香環を構成する隣接する炭素に水酸基を少なくとも２個有する芳香族化合物がより好ましく、例えば、カテコール、ピロガロール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，２’−ビフェノール、１，１’−ビ−２−ナフトール、サリチル酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、２−ヒドロキシベンジルアルコール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，２−プロパンジオールおよびグリセリン等が挙げられるが、これらの中でも、カテコール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。
【００６８】
また、一般式（Ｃ４）中のＺ１は、芳香環または複素環を有する有機基または脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基およびオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基およびビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基等のグリシジルオキシ基、メルカプト基、アミノ基を有するアルキル基およびビニル基等の反応性置換基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。
【００６９】
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、２，３−ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。
【００７０】
本発明における硬化促進剤（Ｄ）としては、汎用的なエポキシ樹脂用硬化促進剤や前記一般式（Ｃ１）〜（Ｃ４）で表される化合物が例示され、無機充填材の充填量を上げつつ、封止用エポキシ樹脂組成物の溶融時における増粘を抑制または防止することが可能となるため好ましいが、高温下における半導体素子に十分に密着するという観点から、特にホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、およびホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が更に好ましい。この理由は明らかではないが、フェノール系硬化剤や、エポキシ樹脂に由来する構造に含まれる水酸基を複数有する芳香族基と前記硬化促進剤が、硬化時や素子の高温動作時に半導体素子界面で特異な挙動を示すことにより、優れた高温動作特性をも発現するのではないかと考えられる
【００７１】
硬化促進剤（Ｄ）の含有量は、全封止用エポキシ樹脂組成物中０．１重量％以上、１重量％以下であることが好ましい。硬化促進剤（Ｄ）の含有量が上記下限値よりも少ないと、充分な硬化性を得ることができず、上記上限値よりも大きいと、充分な流動性を得ることができ無い。
【００７２】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、さらに必要に応じて、ハイドロタルサイト、水酸化ジルコニウム、酸化ビスマス水和物等の腐食防止剤または無機イオン交換体、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アミノ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、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム、合成ゴム、天然ゴム等の低応力成分、カルナバワックス等天然ワックス、モンタン酸亜鉛、ステアリン酸等の高級脂肪酸、モンタン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸金属塩類、パラフィン類等の合成ワックス等の離型剤、酸化防止剤、等の各種添加剤を適宜含有してもよい。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００７３】
本発明の半導体装置で用いられる封止用エポキシ樹脂組成物は、前述の各成分を、例えば、ミキサー等を用いて１５℃〜４０℃で混合し、必要に応じて、さらにその後、ロール、二一ダー、押出機等の混練機で６０℃〜１３０℃で溶融混練、冷却後粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物のパウダーを得て、成形方式等に応じて、該パウダーの粒度分布調整やタブレット化を行うことが可能である。
【００７４】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、上記の封止用エポキシ樹脂組成物をトランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で成形硬化して得ることができる。成形硬化された封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、必要に応じて８０℃〜２００℃程度の温度で、１０分間〜１０時間程度の時間をかけて完全後硬化させることも可能である。
【００７５】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）に含有される全塩素量、加水分解性塩素量が少ないため、金属ワイヤとして銅ワイヤを用いた場合でも、半導体素子上の電極パッドとの接合部における腐食が発生しにくく、高い信頼性を有する半導体装置を低コストで製造することができる。
【００７６】
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、本発明の封止用エポキシ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り、更には、銅を主成分とするボンディングワイヤを有していることを特徴とする半導体装置である。
本発明の半導体装置は、ダイパッド部を有するリードフレーム又は回路基板の上に搭載された半導体素子と、前記リードフレーム又は回路基板に設けられた電気的接合部と、前記半導体素子に設けられた電極パッドとを電気的に接合する金属ワイヤ或いはバンプとが、上記本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止されていることを特徴とするものである。
【００７７】
本発明の半導体装置において用いられる、リードフレーム又は回路基板に設けられた電気的接合部と半導体素子に設けられた電極パッドとを電気的に接合する金属ワイヤとしては、例えば、金、銀、銅、アルミニウムなどを主成分とするワイヤを挙げることができる。
これらの中でも、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を適用する本発明の半導体装置においては、低コストであるが腐食を発生させやすい銅ワイヤを適用した場合でも、半導体素子上の電極パッドとの接合部における腐食が発生しにくく、高い信頼性を有する半導体装置とすることができるとともに、電気抵抗の上昇防止など半導体装置の電気特性を向上させることができる。
【００７８】
本発明の半導体装置の例について図１、図２、図３を用いつつ説明する。
図１に示された本発明の半導体装置の例１は、電極パッド６を有する半導体素子１はダイボンド材硬化物２を介してダイパッド部３ａに搭載され、リードフレーム３はダイパッド部３ａとリード部電気接合部３ｂとを有し、金属ワイヤ（銅系ワイヤ）４が電極パッド６とリード部電気接合部３ｂを電気的に接続し、封止用エポキシ樹脂組成物硬化物５がリードフレーム３の外部リードを残す形で、前記部材を封止している。
【００７９】
図２に示された本発明の半導体装置の例２は、電極パッド６を有する半導体素子１と、ダイボンド材硬化物２と、ダイパッド部３ａと回路基板電気接合部３ｂを有する回路基板３と、金属ワイヤ４と、封止用エポキシ樹脂組成物硬化物５からなり、半導体素子１はダイボンド材硬化物２を介してダイパッド部３ａに搭載され、電極パッド６と回路基板電気接合部３ｂは金属ワイヤ４を介して電気的に接続され、封止用エポキシ樹脂組成物硬化物５は、半導体素子１及び電極パッド６、ダイボンド材硬化物２、回路基板３の片面、ダイパッド部３ａ、回路基板電気接合部３ｂ、金属ワイヤ４を封止している。
【００８０】
図３に示された本発明の半導体装置の例３は、電極パッド６を有する半導体素子１と、回路基板電気接合部３ｂを有する回路基板３と、バンプ７と、封止用エポキシ樹脂組成物硬化物５と、アンダーフィル材硬化物８からなり、半導体素子１は電極パッド６とバンプ７を介して回路基板電気接合部３ｂと電気的に接続され、封止用エポキシ樹脂組成物硬化物５は、半導体素子１及び電極パッド６、アンダーフィル材硬化物８、回路基板３の片面、回路基板電気接合部３ｂ、バンプ７を封止している。
【００８１】
半導体素子１としては、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、能動素子、受動素子、固体撮像素子、ディスクリート素子、ＳｉＣを使用した半導体素子、パワートランジスタなどのパワー系半導体、車載用電子部品等が挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００８２】
リードフレーム３、回路基板３としては特に制限はなく、従来公知の半導体装置に用いられるリードフレーム又は回路基板を用いることが可能である。具体的なリードフレーム
素材としては、４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金、銅、Ｃｕ−Ｆｅ系銅合金、Ｃｒ−Ｚｒ系銅合金、及びそれらの表面をＡｕ，Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ等でメッキしたものなどが挙げられる。具体的な回路基板の樹脂素材としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ、基材素材としては、ガラス繊維布、ポリイミド繊維布、紙などが挙げられる。
【００８３】
本発明の半導体装置としては、従来公知の半導体装置を適用することができ、特に制限はなく、具体的なタイプとしては、デュアル・インライン・パッケージ（ＤＩＰ）、プラスチック・リード付きチップ・キャリア（ＰＬＣＣ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、ロー・プロファイル・クワッド・フラット・パッケージ（ＬＱＦＰ）、スモール・アウトライン・Ｊリード・パッケージ（ＳＯＪ）、薄型スモール・アウトライン・パッケージ（ＴＳＯＰ）、薄型クワッド・フラット・パッケージ（ＴＱＦＰ）、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）、クワッド・フラットノンリーデッド・パッケージ（ＱＦＮ）、スモールアウトライン・ノンリーデッド・パッケージ（ＳＯＮ）、リードフレーム・ＢＧＡ（ＬＦ−ＢＧＡ）、モールド・アレイ・パッケージタイプのＢＧＡ（ＭＡＰ−ＢＧＡ）などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものでは無い。
【００８４】
半導体素子１は、複数の半導体素子が積層されたものであってもよい。この場合、１段目の半導体素子はフィルム接着剤、熱硬化性接着剤等のダイボンド材硬化体２を介してダイパッド部３ａに接着される。２段目以降の半導体素子は絶縁性のフィルム接着剤により順次積層させることができる。そして、最上層等の適切な各層に、電極パッド６が形成される。
【００８５】
電極パッド６は、アルミニウムを主成分とする。電極パッド６に用いるアルミニウムの純度としては特に限定されないが、９９．５重量％以上が好ましい。電極パッド６は、下層の銅回路端子の表面に一般的なチタン製バリア層を形成し、さらにアルミニウムを蒸着、スパッタリング、無電解メッキなど、一般的な半導体素子の電極パッドの形成方法を適用することにより作製することができる。
【００８６】
金属ワイヤ４の表面には、金属ワイヤの種類によっては自然に又はプロセス上不可避的に酸化膜が形成されている。本発明において、金属ワイヤ４とは、このようにワイヤ表面に形成された酸化膜を具備するものも含まれる。
金属ワイヤのワイヤ径は、３０μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下であり、かつ１５μｍ以上であることが好ましい。この範囲であれば金属ワイヤ先端のボール形状が安定し、接合部分の接続信頼性を向上させることができる。また、金属ワイヤ自身の硬さによりワイヤ流れを低減することが可能となる。
【００８７】
金属ワイヤとして銅ワイヤを適用する場合、銅純度９９．９重量％以上であることが好ましく、９９．９９重量％以上であることがより好ましい。一般に銅に対して各種元素（ドーパント）を添加することで接合時における銅ワイヤ先端のボール側形状の安定化を図ることができるが、０．１重量％より多い大量のドーパントを添加すると、ワイヤ接合時にボール部分が硬くなることで半導体素子１の電極パッド６側にダメージを与え、接合不足起因の耐湿信頼性の低下、高温保管特性の低下、電気抵抗値の増大といった不具合を生じる場合がある。
これに対し、銅純度９９．９重量％以上の銅ワイヤであれば、ボール部分は充分な柔軟性を有しているため、接合時に電極パッド側にダメージを与える恐れがない。
尚、本発明の半導体装置で用いることができる銅ワイヤは、芯線である銅にＢａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂｅ、ＡＩ又は希土類金属を０．００１重量％〜０．００３重量％ドープすることでさらにボール形状と接合強度が改善される。
【００８８】
また、金属ワイヤとして銅ワイヤを適用する場合、その表面にパラジウムを含む金属材料で構成された被覆層を有していることが好ましい。これにより、銅ワイヤ先端のボール形状が安定し、接合部分の接続信頼性を向上させることができる。また、芯線である銅の酸化劣化を防止する効果も得られ、接合部分の高温保管特性を向上させることができる。
銅ワイヤにおけるパラジウムを含む金属材料から構成された被覆層の厚みとしては、０．００１μｍ〜０．０２μｍであることが好ましく、０．００５μｍ〜０．０１５μｍであることがより好ましい。上記上限値を超えると、ワイヤボンド時に芯線である銅と被覆材のパラジウムを含む金属材料とが十分に溶けずボール形状が不安定になり、接合部分の耐湿性、高温保管特性が低下する恐れがある。また、上記下限値を下回ると、芯線の銅の酸化劣化を十分に防止できず、同様に接合部分の耐湿性、高温保管特性が低下する恐れがある。
【００８９】
銅ワイヤは、銅合金を溶解炉で鋳造し、その鋳塊をロール圧延し、さらにダイスを用いて伸線加工を行い、連続的にワイヤを掃引しながら加熱した後、熱処理を施して得ることができる。また、本発明の半導体装置で用いることができる銅ワイヤにおけるパラジウムを含む金属材料から構成された被覆層は、予め目標とするワイヤ径の線を準備し、これをパラジウムを含む電解溶液又は無電解溶液に浸漬し、連続的に掃引してメッキすることで被覆層を形成することができる。この場合、被覆の厚さは掃引速度で調整することができる。また、目標とするワイヤ径よりも太い線を準備して、これを電解溶液又は無電解溶液に浸漬し連続的に掃引して被覆層を形成し、さらに所定の径になるまで伸線する手法も採用できる。
リードフレーム３または回路基板３の電気的接合部３ｂと半導体素子１に設けられた電極パッド６とは、ワイヤのリバースボンドで接合されていてもよい。リバースボンドでは、まず半導体素子１の電極パッド６に金属ワイヤ４の先端に形成されたボールを接合し、金属ワイヤ４を切断してステッチ接合用のバンプを形成する。次にリードフレーム３の金属メッキされたリード部３ｂに対してワイヤの先端に形成されたボールを接合し、半導体素子１のバンプにステッチ接合する。リバースボンドでは正ボンディングより半導体素子１上のワイヤ高さを低くすることができるため、半導体素子１の接合高さを低くすることができる。
【００９０】
バンプ７は、多くの場合は半田ボールから形成され、溶融することによって、半導体素子と回路基板を接合するものである。半田組成としては、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｐｂ−Ａｇ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系等が挙げられるが、近年は環境対応の為に非Ｐｂ系が好まれる。
アンダーフィル材硬化物８は、アンダーフィル材と呼ばれる電気絶縁性樹脂組成物の硬化物であり、半導体素子１と回路基板３とバンプ７との間隙に充填されて、バンプ接続部分を封止保護したものである。
【００９１】
封止用エポキシ樹脂組成物硬化物５は、上記で説明した本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物である。
【００９２】
本発明の半導体装置は、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封止し、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で成形硬化して得られる。トランスファーモールドなどの成形方法で封止成形硬化された半導体装置は、そのまま、或いは８０℃〜２００℃程度の温度で１０分間〜１０時間程度の時間をかけて後硬化させた後、電子機器等に搭載される。
【００９３】
このように、本発明の半導体装置は、ダイパッド部を有するリードフレーム又は回路基板上に搭載された半導体素子と、上記リードフレーム又は回路基板に設けられた電気的接合部と上記半導体素子に設けられた電極パッドとを電気的に接合する金属ワイヤ或いはバンプとが、上記本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止されていることを特徴とするものであり、封止用エポキシ樹脂組成物に含有される塩素量が極めて少ないため、半導体素子の配線の腐食を低減でき、金属ワイヤとして低コストである銅ワイヤを適用した場合でも、半導体素子上の電極パッドとの接合部における腐食を低減でき、接合部の電気抵抗の上昇又は接合部の断線が起こりにくい信頼性の高い半導体装置を低コストで実現することができる。
【００９４】
塩素含有量が多い従来の封止用エポキシ樹脂組成物で封止した場合における、銅ワイヤと半導体素子１のアルミニウム製電極パッド６との接合部の腐食による耐湿信頼性低下のメカニズムは次のように考えられる。
銅ワイヤと半導体素子１のアルミニウム製電極パッド６の接合界面には銅アルミニウム合金が形成される。銅アルミニウム合金はガルパニック対を形成するため、電気化学的活性が高く腐食耐性が低い。高温高湿下では、封止樹脂５を構成する封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物から加水分解により塩素イオンが発生する。この塩素イオンにより腐食耐性が低い銅アルミニウム合金層が腐食し、接合部の電気抵抗の上昇や断線が発生する。
そこで、塩素含有量が少ないエポキシ樹脂（Ａ）を用いることにより、半導体装置を高温高湿処理した際の、封止樹脂５から発生する腐食性の塩素イオンの発生量が低減され、金属ワイヤ４と半導体素子１のアルミニウム製電極パッド６との接合部の腐食を防ぐことが可能となり、金属ワイヤとして銅ワイヤを適用した場合でも、本発明の半導体装置を耐湿信頼性に優れたものとすることができる。
【００９５】
耐湿信頼性としてはＨＡＳＴ処理が挙げられ、通常、半導体装置は１３０〜１４０℃８５％ＲＨ２０ＶのＨＡＳＴ処理で９６時間の耐性が必要とされる。このため、１３０℃８５％ＲＨ２０ＶのＨＡＳＴ処理で１９２時間にわたって不良が発生しなければ、十分な信頼性を確保することができる。判定基準としては、例えば、配線間の電気抵抗値の値が初期値に対して２０％増加した場合を不良と判定する。
【００９６】
耐半田クラック性については、所定の加湿処理後に２６０℃１０秒のＩＲリフロー処理を行うが、加湿処理条件としては、目的に応じて、８５℃対湿度６０％で１６８時間、または６０℃、相対湿度６０％で１６８時間等を適用し、外部または内部にクラック、チップ回路面やアイランド部の剥離面積について、規格内の結果であれば十分な信頼性を確保することができる。
【００９７】
このように、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）を含有し、エポキシ樹脂（Ａ）の塩素含有量が極めて低いことを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物を用いることによって、断線、クラック、剥離が起こりにくく信頼性の高い本発明の半導体装置を得ることが可能となる。
【００９８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例において使用した封止用エポキシ樹脂組成物の各成分を以下に示す。
【０１００】
＜充填材＞
溶融球状シリカ１：平均粒径２６．５μｍ、１０５μｍ以上の粒子が１重量％以下、電気化学工業（株）社製「ＦＢ−８２０」
【０１０１】
＜カップリング剤＞
シランカップリング剤１：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
【０１０２】
＜エポキシ樹脂＞
エポキシ樹脂（Ａ）の合成方法としては、例えば、エポキシ樹脂（Ａ）の前駆体であるアリルエーテル基とフェノール性ＯＨ基を有する化合物と、有機ニトリル化合物、有機アミンを反応容器に仕込み、２５〜１００℃間の所定の温度に保ちながら過酸化水素を徐々に添加し、５〜１００時間反応させる方法等が挙げられる。反応終了後は、トルエン、メチルイソブチルケトン等の溶剤に溶解し、水洗、濾過、再沈によって、不純物を除去し、次いで乾燥することにより、エポキシ樹脂（Ａ）を得ることができる。
特に、本発明で用いられるエポキシ樹脂（Ａ）を調製する方法としては、例えば、高分子量成分の少ない該前駆体やアリルエーテル化率が調整された該前駆体を原料に用いたり、合成時には過酸化水素、有機ニトリル化合物、有機アミン化合物の配合量や混合濃度を調整してアリルエーテル基のエポキシ化率を調整したり、水洗時には自己重合による高分子量化が発生しないように水洗温度を低くしたりまたは水洗時間を短くしたり、濾過時に高分子量化成分を濾集して除去したり、等の手法を適用することが有効である。
従来のエポキシ樹脂が、フェノール化合物にグリシジルクロライドを反応させてグリシジルエーテル化させて得られることに比べて、本願発明による合成法ではグリシジルクロライド由来の塩素分がエポキシ樹脂中に残留することが無く、非常に塩素含有量の少ないエポキシ樹脂を得ることができる。
【０１０３】
［エポキシ樹脂１の合成］
１０００ｍＬの三ツ口フラスコに滴下ロート、ジムロート冷却管を備えつけ、式（Ａ２ａ）で表されるエポキシ樹脂前駆体１−１（９３重量部）、式（Ａ２ｂ）で表されるエポキシ樹脂前駆体１−２（７重量部）、ベンゾニトリル（３０９重量部）、トリエチルアミン（３０重量部）を入れ、８０℃まで加温した。
【０１０４】
【化２３】
2015017165.tif 000025
【０１０５】
次いで、反応液の温度が８０〜８５℃の範囲になるように温度を調節しつつ撹拌しながら、３５％過酸化水素水溶液（１２７重量部）を１２０分間かけて徐々に滴下ロートから滴下し、滴下終了後は反応液の温度を８０〜８５℃の範囲に保ちながら７２時間攪拌を継続し、その後、反応液を室温まで冷却した。
反応液をトルエンに溶解し、水洗、濾過、再沈によって、不純物を除去し、次いで真空
乾燥することにより、下記式（２ｄ）〜（２ｆ）で表される化合物を含む混合物であるエポキシ樹脂１を得た。
【０１０６】
【化２４】
2015017165.tif 000026
【０１０７】
エポキシ樹脂１をＧＰＣ測定すると、数平均分子量は３７０であった。
１Ｈ−ＮＭＲで測定解析した結果、エポキシ樹脂１は、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物平均として、ａ／ｂ／ｃ＝０．９５／０．０３／０．０２、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、であった。測定結果を表２に記す。
【０１０８】
［エポキシ樹脂２の合成］
前記エポキシ樹脂前駆体１−１と前記エポキシ樹脂前駆体１−２を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成、精製の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、上記式（２ｄ）〜（２ｆ）で表される化合物を含む混合物であるエポキシ樹脂２を得た。グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物平均として、ａ／ｂ／ｃ＝０．７０／０．２５／０．０５であった。測定結果を表２に記す。
【０１０９】
［エポキシ樹脂３の合成］
下記式（Ａ４ａ）で表され、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ｂ、ｃとした場合に、ｂ／ｃ＝０．９８／０．０２であり、数平均分子量４００であるエポキシ樹脂前駆体３を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、下記式（４ａ）で表され、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ，ｂ、ｃとした場合に、ａ／ｂ／ｃ＝０．９３／０．０５／０．０２であり、数平均分子量は４４０である、エポキシ樹脂３を得た。測定結果を表２に記す。
【０１１０】
【化２５】
2015017165.tif 000027
（式（Ａ４ａ）中のＯＲ０はアリルエーテル基またはフェノール性水酸基であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にアリルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のアリルエーテル基を有する。ｕ＞１の数であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＯＲ０は繰り返し単位毎に、同一であっても異なっていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。）
【０１１１】
【化２６】
2015017165.tif 000028
（式（４ａ）中のＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｕ＞１の数であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＯＲ２は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。）
【０１１２】
［エポキシ樹脂４の合成］
上記式（Ａ４ａ）で表され、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ｂ、ｃとした場合に、ｂ／ｃ＝０．９５／０．０５であり、数平均分子量３９０であるエポキシ樹脂前駆体４を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、上記式（４ａ）で表され、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ，ｂ、ｃとした場合に、ａ／ｂ／ｃ＝０．８５／０．１０／０．０５であり、数平均分子量は４３０である、エポキシ樹脂４を得た。測定結果を表２に記す。
【０１１３】
［エポキシ樹脂５の合成］
前記エポキシ樹脂前駆体４を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、上記式（４ａ）で表され、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ，ｂ、ｃとした場合に、ａ／ｂ／ｃ＝０．７０／０．２５／０．０５であり、数平均分子量は４２０である、エポキシ樹脂５を得た。測定結果を表２に記す。
【０１１４】
［エポキシ樹脂６の合成］
前記エポキシ樹脂前駆体４を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、上記式（４ａ）で表され、グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ，ｂ、ｃとした場合に、ａ／ｂ／ｃ＝０．５０／０．２５／０．０５であり、数平均分子量は４１０である、エポキシ樹脂６を得た。測定結果を表２に記す。
【０１１５】
［エポキシ樹脂７の合成］
下記式（Ａ３ａ）で表されるエポキシ樹脂前駆体７−１と、下記式（Ａ３ｂ）で表されるエポキシ樹脂前駆体７−２を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、下記式（３ｄ）〜（３ｆ）で表される化合物を含む混合物であるエポキシ樹脂７を得た。グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物平均として、ａ／ｂ／ｃ＝０．９５／０．０４／０．０１であった。測定結果を表２に記す。
【０１１６】
【化２７】
2015017165.tif 000029
【０１１７】
【化２８】
2015017165.tif 000030
【０１１８】
［エポキシ樹脂８の合成］
前記エポキシ樹脂前駆体７−１と、前記エポキシ樹脂前駆体７−２を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、下記式（３ａ）〜（３ｃ）で表される化合物を含む混合物であるエポキシ樹脂８を得た。グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物平均として、ａ／ｂ／ｃ＝０．７０／０．２５／０．０５であった。測定結果を表２に記す。
【０１１９】
［エポキシ樹脂９の合成］
下記式（Ａ５ａ）で表され、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ｂ
、ｃとした場合に、ｂ／ｃ＝０．９５／０．０５であり、数平均分子量４４０であるエポキシ樹脂前駆体９を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、下記式（５ｃ）で表されるエポキシ樹脂９を得た。グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物平均として、ａ／ｂ／ｃ＝０．７０／０．２５／０．０５であり、数平均分子量は４６０であった。測定結果を表２に記す。
【０１２０】
【化２９】
2015017165.tif 000031
（式（Ａ５ａ）中のＯＲ０はアリルエーテル基またはフェノール性水酸基であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にアリルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のアリルエーテル基を有する。ｕ＞０の数であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＯＲ０は繰り返し単位毎に、同一であっても異なっていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。）
【０１２１】
【化３０】
2015017165.tif 000032
（式（５ｃ）中のＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｕ＞０の数であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＯＲ２は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。）
【０１２２】
［エポキシ樹脂１０の合成］
下記式（Ａ６ａ）で表され、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ｂ、ｃとした場合に、ｂ／ｃ＝０．９５／０．０５であるエポキシ樹脂前駆体１０を用いて、表１の配合、反応条件に従って、エポキシ樹脂１の合成の場合と同様の操作を行って、合成、精製し、下記式（６ｂ）で表されるエポキシ樹脂１０を得た。グリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基のモル比を各々ａ、ｂ、ｃとした場合に、混合物平均として、ａ／ｂ／ｃ＝０．７０／０．２５／０．０５であり、数平均分子量は４１０であった。測定結果を表２に記す。
【０１２３】
【化３１】
2015017165.tif 000033
（式（Ａ６ａ）中のＯＲ０はアリルエーテル基またはフェノール性水酸基であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にアリルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のアリルエーテル基を有する。ｕ＞１の数であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＯＲ０は繰り返し単位毎に、同一であっても異なっていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。）
【０１２４】
【化３２】
2015017165.tif 000034
（式（６ｂ）中のＯＲ２はグリシジルエーテル基、アリルエーテル基、フェノール性水酸基から選ばれるいずれか１種であり、それぞれ同一でも互いに異なっていてもよいが、１分子中にグリシジルエーテル基を１個以上有し、平均として１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有する。ｕ＞１の数であり、｛  ｝で囲まれる繰り返し単位中のＯＲ２は繰り返し単位毎に、同一であっても異っていてもよく、繰り返し単位の並び順はランダムである。）
【０１２５】
【表１】
2015017165.tif 000035
【０１２６】
エポキシ樹脂１１：３，３’５，５’−テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル（三菱化学（株）社製、商品名「ＹＸ４０００Ｋ」、エポキシ当量１９２ｇ／ｅｑ、融点
１０７℃、グリシジルエーテル基／アリルエーテル基／フェノール性水酸基のモル比率＝１／０／０）
エポキシ樹脂１２：ｏ−クレゾールノボラックグリシジルエーテル（日本化薬（株）社製、商品名「ＥＯＣＮ−１０２０−５５」、エポキシ当量１９８ｇ／ｅｑ、軟化点５５℃、グリシジルエーテル基／アリルエーテル基／フェノール性水酸基のモル比率＝１／０／０）
エポキシ樹脂１３：ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（三菱化学（株）社製、商品名「ＹＬ６８１０」、エポキシ当量１７２ｇ／ｅｑ、軟化点４５℃、グリシジルエーテル基／アリルエーテル基／フェノール性水酸基のモル比率＝１／０／０）
エポキシ樹脂１４：ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂（ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、商品名「ＮＣ‐３０００Ｌ」、エポキシ当量２７６ｇ／ｅｑ、軟化点５２℃、グリシジルエーテル基／アリルエーテル基／フェノール性水酸基のモル比率＝１／０／０）
エポキシ樹脂１５：トリフェノールメタン型エポキシ樹脂（トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂（三菱化学（株）社製、商品名「１０３２Ｈ−６０」、エポキシ当量１７１ｇ／ｅｑ、軟化点５９℃、グリシジルエーテル基／アリルエーテル基／フェノール性水酸基のモル比率＝１／０／０）
各エポキシ樹脂の特徴を、表２にまとめた。
【０１２７】
【表２】
2015017165.tif 000036
【０１２８】
＜硬化剤＞
硬化剤１：ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）社製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、水酸基当量２０３、軟化点６５℃）  
硬化剤２：フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト（株）社製、商品名「ＰＲ−ＨＦ−３」、水酸基当量１０５、軟化点８０℃）
【０１２９】
＜その他＞
硬化促進剤１：下記構造式（Ｃ１）で示される硬化促進剤を用意した。
【０１３０】
【化３３】
2015017165.tif 000037
（ただし、上記一般式（Ｃ１ａ）において、Ｐはリン原子を表す）
【０１３１】
［硬化促進剤１の合成］
冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコに２,３‐ジヒドロキシナフタレン（１
２．８１重量部）、テトラフェニルホスホニウムブロミド（１６．７７重量部）およびメタノール（１００ｍｌ）を仕込んで攪拌し、均一に溶解させた。予め水酸化ナトリウム（１．６０重量部）をメタノール（１０ｍｌ部）に溶解した水酸化ナトリウム溶液をフラスコ内に徐々に滴下して結晶を析出させて、析出した結晶をろ過、水洗、真空乾燥し、硬化促進剤１を得た。
硬化促進剤２：下記構造式（Ｃ２）で示される硬化促進剤を用意した。
【０１３２】
【化３４】
2015017165.tif 000038
（ただし、上記一般式（Ｃ４ａ）において、Ｐｈはフェニル基を、Ｐはリン原子を、Ｓｉは珪素原子を表す）
【０１３３】
［硬化促進剤２の合成］
メタノール（１８００重量部）を入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン（２４９．５重量部）、２，３−ジヒドロキシナフタレン（３８４．０重量部）を加えて溶かし、次に室温攪拌下２８％ナトリウムメトキシド−メタノール溶液（２３１．５重量部）を滴下した。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド（５０３．０重量部）をメタノール（６００重量部）に溶かした溶液を室温攪拌下滴下して結晶を析出させた。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥し、桃白色結晶の硬化促進剤２を得た。
【０１３４】
硬化促進剤３：トリフェニルホスフィン（ケイ・アイ化成（株）社製、商品名「ＰＰ３６０」）
硬化促進剤４：１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７（東京化成工業（株）社製、試薬）
【０１３５】
離型剤１：カルナバワックス（日興ファインプロダクツ（株）社製、商品名「ニッコウカルナバ」）
無機イオン交換体１：酸化ビスマス水和物
水酸化アルミニウム１：住友化学（株）社製、商品名「ＣＬ−３０３」、平均粒径５μｍ
、比表面積１．３ｍ２／ｇ
ブロム化エポキシ樹脂１：テトラブロモビスフェノールＡ（ＤＩＣ（株）社製、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ  １５２−Ｓ」）
三酸化二アンチモン：山中産業（株）社製、商品名「ミクニアンチモン」）
カーボンブラック：三菱化学（株）社製、商品名「ＭＡ６００」
【０１３６】
封止用エポキシ樹脂組成物の製造：
（実施例１）
溶融シリカ１（８４．７４重量部）と、シランカップリング剤１（０．２０重量部）と、エポキシ樹脂１（６．８２重量部）と、硬化剤１（２．０６重量部）と、硬化剤２（２．０６重量部）と、硬化促進剤１（０．４２重量部）と、離型剤１（０．３０重量部）と、無機イオン交換体１（０．１０重量部）と、水酸化アルミニウム１（３．００重量部）と、着色剤としてカーボンブラック（０．３０重量部）とを、ミキサーを用いて１５〜２８℃で混合し、次いで７０℃〜１２０℃でロール混練した。冷却後、粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
【０１３７】
（実施例２〜１４、比較例１〜５）
表３、表４に記載の封止用エポキシ樹脂組成物配合に従い、実施例１と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を得た。表３、４に示された配合は全て重量部である。
【０１３８】
半導体装置の製造：
＜１６ｐＳＯＰ＞
アルミニウム製電極パッドを備えるＴＥＧ（ＴＥＳＴ  ＥＬＥＭＥＮＴ  ＧＲＯＵＰ、１チップ３回路）チップ（３．０ｍｍ×３．５ｍｍ×０．３５ｍｍ厚）を１６ｐＳＯＰ（銅製リードフレーム、パッケージ外寸：７．２ｍｍ×１１．５ｍｍ×１．９５ｍｍ厚）のアイランド部に接着し、ＴＥＧチップのアルミニウム製電極パッドと基板の電極パッドとをデイジーチェーン接続となるように銅ワイヤ４Ｎ（銅純度９９．９９重量％）を用いてワイヤボンディングした。これを、低圧トランスファー成形機（コータキ精機（株）社製、「ＫＴＳ−１２５」）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間２分間の条件で、実施例１〜１４又は比較例１〜５のいずれかの封止用エポキシ樹脂組成物により封止成形して、１６ｐＳＯＰパッケージを作製した。このパッケージを１７５℃、４時間の条件で後硬化して半導体装置を得た。
【０１３９】
＜８０ｐＱＦＰ＞
アルミニウム製電極パッドを備えるＴＥＧチップ（６．０ｍｍ×６．０ｍｍ×０．３５ｍｍ厚）を８０ｐＱＦＰ（銅製リードフレーム、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚、パッドサイズ：６．５ｍｍ×６．５ｍｍ）のアイランド部に接着し、ＴＥＧチップのアルミニウム製電極パッドと基板の電極パッドとを銅ワイヤ４Ｎ（銅純度９９．９９重量％）を用いてワイヤボンディングした。これを、低圧トランスファー自動成形機（第一精工（株）社製「ＧＰ−ＥＬＦ」）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間７０秒の条件で、実施例１〜１４又は比較例１〜５のいずれかの封止用エポキシ樹脂組成物により封止成形して、８０ｐＱＦＰパッケージを作製した。このパッケージを１７５℃、４時間の条件で後硬化して半導体装置を得た。
【０１４０】
評価方法：
（１）封止用エポキシ樹脂組成物の物性評価
得られた封止用エポキシ樹脂組成物の物性を以下の方法により測定した。その結果を表３、表４に示す。
＜スパイラルフロー＞
低圧トランスファー成形機（コータキ精機（株）社製「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒間の条件で、封止用エポキシ樹脂組成物をそれぞれ注入し、流動長（単位＝ｃｍ）を測定した。
＜キュラストメータトルク値＞
キュラストメーター（オリエンテック（株）社製「ＪＳＲキュラストメーターＩＶＰＳ型」）を用い、１７５℃にて封止用エポキシ樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定し、測定開始９０秒後の硬化トルク値を求めた。
＜全塩素量＞
ＪＩＳＫ７２２９（塩素含有樹脂中の塩素の定量方法）に準じて測定した。
＜熱水抽出水の電気伝導度、ｐＨ＞
上述の封止用エポキシ樹脂組成物を１７５℃、８ｈｒで硬化させた後、粉砕した。得られた粉砕品５ｇに純水を加え５０ｇとし、これを耐圧容器に入れＰＣＴ（１２５℃、圧力２．２×１０５Ｐａ）２０ｈｒで熱水抽出した。得られた抽出液の電気伝導度を伝導度計（東亜ディーケーケー（株）社製、ＣＭ−４０Ｓ）で、ｐＨをｐＨメーター（東亜電波工業（株）社製、ＨＭ−３０Ｓ）で測定した。
【０１４１】
（２）半導体装置の特性評価
作製した１６ｐＳＯＰ、８０ｐＱＦＰを用いて、下記の評価を実施した。その結果を表４，５に示す。
【０１４２】
＜耐湿信頼性（ＨＡＳＴ）＞
１０個の１６ｐＳＯPを用いて、ＩＥＣ６８−２−６６に準拠しＨＡＳＴ試験を行った
。試験条件は１４０℃８５％ＲＨ、ＤＣ２０Ｖ印加、４０時間、８０時間、１２０時間、１６０時間、２００時間、及び２４０時間処理をして回路のオープン不良有無を検出して、導通不良がある回路数をカウントし（１０パッケージ×３回路＝３０回路について検出実施）、平均故障時間（ＭＴＴＦ：Ｍｅａｎ  Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｆａｉｌｕｒｅ。以下、ＭＴＴＦと記載。）を求めた。
【０１４３】
＜耐半田クラック性１＞
１０個の８０ｐＱＦＰを、８５℃、相対湿度６０％で１６８時間の加湿処理を行った後、２６０℃１０秒のＩＲリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機（日立建機ファインテック（株）社製「ｍｉ−ｓｃｏｐｅｈｙｐｅｒＩＩ」）で確認し、クラックが無く、チップ回路面に剥離が無く、アイランド部の剥離面積が５％以下であったものを合格とし、不合格品の個数を表記した。
【０１４４】
＜耐半田クラック性２＞
１０個の８０ｐＱＦＰを、６０℃、相対湿度６０％で１６８時間の加湿処理を行った後、２６０℃１０秒のＩＲリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機（日立建機ファインテック（株）社製「ｍｉ−ｓｃｏｐｅｈｙｐｅｒＩＩ」）で確認し、クラックが無く、チップ回路面に剥離が無く、アイランド部の剥離面積が５％以下であったものを合格とし、不合格品の個数を表記した。
【０１４５】
【表３】
2015017165.tif 000039
【０１４６】
【表４】
2015017165.tif 000040
【０１４７】
表３、表４で示すように、実施例１〜１４の封止用エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる封止樹脂を備える半導体装置では、耐湿信頼性のＭＴＴＦは２００時間超過を示したが、比較例１〜５の封止用エポキシ樹脂組成物を備える半導体装置では、耐湿信頼性のＭＴＴＦは２００時間以下を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体素子の配線の腐食を抑制し、ダイパッド部を有するリードフレーム又は回路基板上に搭載された半導体素子と、このリードフレーム又は回路基板に設けられた電気的接合部と半導体素子に設けられた電極パッドとを電気的に接合する場合に、特に金属ワイヤとして特に銅ワイヤを用いた場合に、半導体素子上の電極パッドと銅ワイヤとの接合物における高温高湿下での腐食を抑制し、信頼性を向上させた低コストな半導体装置を製造するのに好適に用いることができるものである。
【符号の説明】
【０１４９】
１      半導体素子
２      ダイボンド材硬化物
３      リードフレーム（図１）または回路基板（図２、図３）
３ａ    ダイパッド部
３ｂ    リードフレーム部（図１）または回路基板（図２、図３）、の電気的接合部
４      金属ワイヤ
５      封止用エポキシ樹脂組成物硬化物
６      電極パッド
７      バンプ
８      アンダーフィル材硬化物
【図１】
2015017165.tif 000047
【図２】
2015017165.tif 000048
【図３】
2015017165.tif 000049