(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性に優れた半導体封止材を形成し得る半導体封止用樹脂組成物、かかる半導体封止用樹脂組成物を用いて形成された半導体封止材、および、かかる半導体封止材により素子を封止してなる信頼性に優れた半導体装置を提供すること。【解決手段】一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材とを含有する。2015101668.tif 0000152015101668.tif 000016【選択図】図２
2015101668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、下記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材とを含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
【化１０】
2015101668.tif 000013
［一般式（１）、（２）中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキレン基、下記一般式（３）で表される基、式「−ＳＯ２−」もしくは「−ＣＯ−」で表される基、酸素原子、または単結合である。］
【化１１】
2015101668.tif 000014
［一般式（３）中、Ｙは、芳香族環を有する炭素数６〜３０の炭化水素基であり、ｎは０以上の整数である。］
【請求項２】
前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物との配合比率は、モル比で１：１／１０〜１：１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】
前記硬化触媒は、イミダゾール系化合物である請求項１または２に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項４】
前記硬化触媒の含有量は、前記ビスマレイミド系化合物と前記ベンゾオキサジン系化合物との合計１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部である請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物の硬化物により、半導体素子を封止してなるものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子がＳｉＣ（炭化ケイ素）および／またはＧａＮ（窒化ガリウム）を用いたものである請求項５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、半導体封止用樹脂組成物および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気エネルギーの有効活用等の観点から、ＳｉＣ（炭化ケイ素）やＧａＮ（窒化ガリウム）を用いた素子を搭載するＳｉＣ／ＧａＮパワー半導体装置が注目されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
これらの素子は、従来のＳｉを用いた素子に比べて、電力損失を大幅に低減できるばかりでなく、より高い電圧や大電流、３００℃に達する高温下であっても動作することが可能であるため、従来のＳｉパワー半導体装置では適用が難しかった用途への展開が期待されている。
【０００４】
このように、ＳｉＣ／ＧａＮを用いた素子（半導体素子）自体が前述のような過酷な状況下で動作可能となるため、これらの素子を保護するために半導体装置に設けられる半導体封止材に対しても従来以上の耐熱性が求められている。
【０００５】
ここで、従来のＳｉパワー半導体装置では、半導体封止材として、接着性、電気的安定性等の観点から、エポキシ系の樹脂組成物の硬化物を主材料として構成したものが一般的に用いられている。
【０００６】
このようなエポキシ系の樹脂組成物において、その構成材料であるエポキシ樹脂のエポキシ基当量、または、硬化剤（フェノール樹脂硬化剤）の水酸基当量を下げて架橋密度を上げたり、または、それら官能基（エポキシ基および水酸基）間を繋ぐ構造を剛直な構造にする等の手法を用いて、かかる樹脂組成物を用いて得られる半導体封止材の耐熱性を向上させることが検討されている。
【０００７】
しかしながら、このような検討によっても、エポキシ系の樹脂組成物を用いて得られる半導体封止材では、その耐熱性が十分に向上しているとは言えなかった。
【０００８】
そこで、エポキシ系の樹脂組成物に代えて、ビスマレイミドとベンゾオキサジンとを含有する樹脂組成物の硬化物を半導体封止材として用いることが検討されている（例えば、非特許文献１）。
【０００９】
樹脂組成物をかかる構成のものとすることで、エポキシ系の樹脂組成物と比較して、その耐熱性を向上させることができるが、Ｓｉパワー半導体装置の使用条件により適した耐熱性を備える半導体封止材を形成することができる樹脂組成物について、現在、さらなる検討がなされているのが実状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１６７０３５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｔａｋｅｉｃｈｉ  ｅｔ．ａｌ、Ｐｏｌｙｍｅｒ．、第４９巻、第１１７３〜１１７９頁（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、耐熱性に優れた半導体封止材を形成し得る半導体封止用樹脂組成物および、かかる半導体封止用樹脂組成物の硬化物により半導体素子を封止してなる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】
【００１３】
このような目的は、下記（１）〜（６）に記載の本発明により達成される。
（１）  下記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、下記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材とを含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
【００１４】
【化１】
2015101668.tif 000003
［一般式（１）、（２）中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキレン基、下記一般式（３）で表される基、式「−ＳＯ２−」もしくは「−ＣＯ−」で表される基、酸素原子、または単結合である。］
【００１５】
【化２】
2015101668.tif 000004
［一般式（３）中、Ｙは、芳香族環を有する炭素数６〜３０の炭化水素基であり、ｎは０以上の整数である。］
【００１６】
（２）  上記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、上記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物との配合比率は、モル比で１：１／１０〜１：１である上記（１）に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【００１７】
（３）  上記硬化触媒は、イミダゾール系化合物である上記（１）または（２）に記載の半導体封止用樹脂組成物。
【００１８】
（４）  上記硬化触媒の含有量は、上記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と上記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物との合計１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物。
【００１９】
（５）  上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物の硬化物により、半導体素子を封止してなるものであることを特徴とする半導体装置。
【００２０】
（６）  上記半導体素子がＳｉＣ（炭化ケイ素）および／またはＧａＮ（窒化ガリウム）を用いたものである上記（５）に記載の半導体装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、上記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材とを含有することに起因して、その硬化物で構成される半導体封止材の耐熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いた半導体装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】半導体封止用樹脂組成物の製造方法の一例を示す工程概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の半導体封止用樹脂組成物および半導体装置を好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
まず、本発明の半導体封止用樹脂組成物を説明するのに先立って、本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いた半導体装置（本発明の半導体装置）について説明する。
【００２５】
＜半導体装置＞
図１は、本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いた半導体装置の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２６】
図１に示す半導体装置１０は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体パッケージであり、半導体チップ（半導体素子）２０と、半導体チップ２０を接着層６０を介して支持するダイパッド３０と、半導体チップ２０と電気的に接続されたリード４０と、半導体チップ２０を封止するモールド部（封止部）５０とを有している。
【００２７】
ダイパッド３０は、金属基板で構成され、半導体チップ２０を支持する支持体として機能を有するものである。
【００２８】
このダイパッド３０は、例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉやこれらの合金（例えば、Ｃｕ系合金や、Ｆｅ−４２Ｎｉのような鉄・ニッケル系合金）等の各種金属材料で構成される金属基板や、この金属基板の表面に銀メッキや、Ｎｉ−Ｐｄメッキが施されているもの、さらにＮｉ−Ｐｄメッキの表面にＰｄ層の安定性を向上するために設けられた金メッキ（金フラッシュ）層が設けられているもの等が用いられる。
【００２９】
また、ダイパッド３０の平面視形状は、通常、半導体チップ２０の平面視形状に対応し、例えば、正方形、長方形等の四角形とされる。
【００３０】
ダイパッド３０の外周部には、複数のリード４０が、放射状に設けられている。
このリード４０のダイパッド３０と反対側の端部は、モールド部５０から突出（露出）している。
【００３１】
リード４０は、導電性材料で構成され、例えば、前述したダイパッド３０の構成材料と
同一のものを用いることができる。
【００３２】
また、リード４０には、その表面に錫メッキ等が施されていてもよい。これにより、マザーボードが備える端子に半田を介して半導体装置１０を接続する場合に、半田とリード４０との密着性を向上させることができる。
【００３３】
ダイパッド３０には、接着層６０を介して半導体チップ２０が固着（固定）されている。
【００３４】
この接着層６０は、特に限定されないが、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリイミド系接着剤およびシアネート系接着剤等の各種接着剤を用いて形成される。
【００３５】
また、半導体チップ２０は、例えば、ＳｉＣ（炭化ケイ素）やＧａＮ（窒化ガリウム）を用いたもので構成される。
【００３６】
この半導体チップ２０は、電極パッド２１を有しており、この電極パッド２１とリード４０とが、ワイヤー２２で電気的に接続されている。これにより、半導体チップ２０と各リード４０とが電気的に接続されている。
【００３７】
このワイヤー２２の材質は、特に限定されないが、ワイヤー２２は、例えば、Ａｕ線やＡｌ線で構成することができる。
【００３８】
そして、ダイパッド３０、ダイパッド３０の上面側に設けられた各部材およびリード４０の内側の部分は、モールド部５０により封止されている。その結果として、リード４０の外側の端部がモールド部５０から突出している。
【００３９】
このモールド部（半導体封止材）５０が、本発明の半導体封止用樹脂組成物の硬化物により構成される。
【００４０】
以下、この半導体封止用樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」と言うこともある。）について説明する。
【００４１】
＜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（ベンゾオキサジン変性ビスマレイミド樹脂組成物）は、下記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、下記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材とを含有するものである。
【００４２】
【化３】
2015101668.tif 000005
［一般式（１）、（２）中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキレン基、下記一般式（３）で表される基、式「−ＳＯ２−」もしくは「−ＣＯ−」で表される基、酸素原子、または単結合である。］
【００４３】
【化４】
2015101668.tif 000006
［一般式（３）中、Ｙは、芳香族環を有する炭素数６〜３０の炭化水素基であり、ｎは０以上の整数である。］
【００４４】
前述のとおり、半導体チップ２０を、ＳｉＣ（炭化ケイ素）やＧａＮ（窒化ガリウム）を用いたものとすると、半導体チップ２０は３００℃に達する高温下であっても動作することが可能である。そのため、モールド部５０としては、優れた耐熱性を有することが求められるが、モールド部５０を、かかる構成の樹脂組成物の硬化物とすることにより、モールド部５０は、優れた耐熱性を発揮することとなる。
【００４５】
［ビスマレイミド系化合物］
ビスマレイミド系化合物は、前記一般式（１）で表される化合物（以下、単に「化合物（１）」と言うこともある。）であり、樹脂組成物に含まれる主材料のうちの１つである。
【００４６】
この前記一般式（１）で表される化合物において、Ｘ１は、炭素数１〜１０のアルキレン基、前記一般式（３）で表される基、式「−ＳＯ２−」もしくは「−ＣＯ−」で表される基、酸素原子、または単結合を表す。
【００４７】
Ｘ１における炭素数１〜１０のアルキレン基としては、特に限定されないが、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
【００４８】
この直鎖状のアルキレン基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デカニレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
【００４９】
また、分岐鎖状のアルキレン基としては、具体的には、−Ｃ（ＣＨ３）２−（イソプロピレン基）、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）２−のようなアルキルメチレン基；−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）２−ＣＨ２−のようなアルキルエチレン基等が挙げられる。
【００５０】
なお、Ｘ１におけるアルキレン基の炭素数は、１〜１０であればよいが、１〜７であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。具体的には、このような炭素数を有するアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基が挙げられる。
【００５１】
また、前記一般式（３）で表される基において、基Ｙは、芳香族環を有する炭素数６〜３０の炭化水素基であり、ｎは０以上の整数である。
【００５２】
この芳香族環を有する炭素数６〜３０の炭化水素基は、芳香族環のみからなるものでもよいし、芳香族環以外の炭化水素基を有していてもよい。基Ｙが有する芳香族環は、１つでもよいし、２つ以上でもよく、２つ以上の場合、これら芳香族環は、同一でも異なっていてもよい。また、前記芳香族環は、単環構造および多環構造のいずれでもよい。
【００５３】
具体的には、芳香族環を有する炭素数６〜３０の炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、フェナントレイン、インダセン、ターフェニル、アセナフチレン、フェナレン等の芳香族性を有する化合物の核から水素原子を２つ除いた２価の基が挙げられる。
【００５４】
このような基Ｙは、ベンゼンまたはナフタレンから水素原子を２つ除いた基を有することが好ましく、前記一般式（３）で表される基としては、下記式（ｉ）、（ｉｉ）のいずれかで表される基であることが好ましい。これにより、かかる基を備える樹脂組成物から得られる硬化物で構成されるモールド部５０は、より優れた耐熱性を発揮するものとなる。
【００５５】
【化５】
2015101668.tif 000007
【００５６】
さらに、前記一般式（３）で表される基において、ｎは、０以上の整数であればよいが、０〜５の整数であることが好ましく、１〜３の整数であることがより好ましく、１または２であることが特に好ましい。
【００５７】
以上のことから、前記一般式（１）で表される化合物は、前記Ｘ１が、炭素数１〜３の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基であることが好ましい。または前記式（ｉ）、（ｉｉ）のいずれかで表される基であり、ｃが０であることが好ましい。これにより、かかる基を備える樹脂組成物から得られる硬化物で構成されるモールド部５０は、より優れた耐熱性を発揮するものとなる。
【００５８】
したがって、前記一般式（１）で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば、下記式（１−１）、（１−２）に示すようなものが挙げられる。
【００５９】
【化６】
2015101668.tif 000008
【００６０】
【化７】
2015101668.tif 000009
【００６１】
［ベンゾオキサジン系化合物］
ベンゾオキサジン系化合物は、前記一般式（２）で表される化合物（以下、単に「化合物（２）」と言うこともある。）であり、樹脂組成物に含まれる主材料のうちの１つである。
【００６２】
この前記一般式（２）で表される化合物において、Ｘ２は、炭素数１〜１０のアルキレン基、前記一般式（３）で表される基、式「−ＳＯ２−」もしくは「−ＣＯ−」で表される基、酸素原子、または単結合を表す。
【００６３】
前記一般式（２）におけるＸ２としては、前記一般式（１）におけるＸ１で説明したのと同様のものが挙げられる。なお、Ｘ１とＸ２とは、それぞれ、互いに同一でも異なっていてもよい。
【００６４】
このような前記一般式（２）で表される化合物は、前記Ｘ２が、炭素数１〜３の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基であることが好ましい。または前記式（ｉ）、（ｉｉ）のいずれかで表される基であり、ｃが０であることが好ましい。これにより、かかる基を備える樹脂組成物から得られる硬化物で構成されるモールド部５０は、より優れた耐熱性を発揮するものとなる。
【００６５】
そこで、前記一般式（２）で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば、下記式（２−１）、（２−２）に示すようなものが挙げられる。
【００６６】
【化８】
2015101668.tif 000010
【００６７】
【化９】
2015101668.tif 000011
【００６８】
樹脂組成物中における、上記一般式（１）で表される化合物と、上記一般式（２）で表される化合物との配合比率は、モル比で１：１／１０〜１：１であるのが好ましく、１：１／１０〜１：３／４であるのがより好ましい。これにより、これらの化合物（１）、（２）を含む樹脂組成物から得られる硬化物で構成されるモールド部５０の耐熱性をより優れたものとすることができる。
【００６９】
［硬化触媒］
硬化触媒は、樹脂組成物に含まれる主材料のうちの１つであり、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合
物のうちの少なくとも１種との重合反応を促進する触媒（硬化促進剤）としての機能を有するものである。
【００７０】
硬化触媒としては、特に限定されず、例えば、ホスフィン化合物、ホスホニウム塩を有する化合物、イミダゾール系化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合せて用いることができる。これらの中でもイミダゾール系化合物が好ましい。イミダゾール系化合物は、特に優れた前記触媒としての機能を有するものであることから、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物のうちの少なくとも１種との重合反応をより確実に促進させることができる。
【００７１】
イミダゾール系化合物としては、特に限定されず、例えば、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、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、１−ベンジル−２−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−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、１−ビニル−２−メチルイミダゾール、１−プロピル−２−メチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、１−シアノメチル−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種以上を組み合せて用いることができる。これらの中でも、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールおよび２−エチル−４−メチルイミダゾールであることが好ましい。これらの化合物を用いることにより、前記化合物の反応がより促進され、成形加工性が向上するとともに、得られる硬化物の耐熱性が向上するという利点が得られる。
【００７２】
硬化触媒（イミダゾール系化合物）の含有量は、上記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と上記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物の少なくとも１種との合計１００質量部に対し、０．１〜５．０質量部であることが好ましく、０．１〜３．０質量部であることがより好ましく、０．３〜１．５質量部であることが特に好ましい。硬化触媒の含有量をかかる範囲内に設定することにより、樹脂組成物から得られる硬化物で構成されるモールド部５０の耐熱性をより優れたものとすることができる。
【００７３】
なお、ホスフィン化合物としては、エチルホスフィン、プロピルホスフィンのようなアルキルホスフィン、フェニルホスフィン等の１級ホスフィン；ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィンのようなジアルキルホスフィン、ジフェニルホスフィン、メチルフェニルホスフィン、エチルフェニルホスフィン等の２級ホスフィン；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、トリオクチルホスフィンのようなトリアルキルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、アルキルジフェニルホスフィン、ジアルキルフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリトリルホスフィン、トリ−ｐ−スチリルホスフィン、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリ−４−メチルフェニルホスフィン、トリ−４−メトキシフェニルホスフィン、トリ−２−シアノエチルホスフィン等の３級ホスフィン等が挙げられる。
【００７４】
また、ホスホニウム塩を有する化合物としては、テトラフェニルホスホニウム塩、アルキルトリフェニルホスホニウム塩等を有する化合物が挙げられ、具体的には、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムテトラ−ｐ−メチルフェニルボレート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等が挙げられる。
【００７５】
［無機充填材］
無機充填材は、樹脂組成物に含まれる主材料のうちの１つであり、樹脂組成物の吸湿量の増加や、強度の低下を低減する機能を有するものである。
【００７６】
無機充填材としては、特に限定されず、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素および窒化アルミ等が挙げられ、最も好適に使用されるものとしては、球状の溶融シリカである。これらの無機質充填材は、１種類を単独で用いても２種類以上を混合して使用してもよい。またこれら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。
【００７７】
無機充填材の粒径は、金型キャビティへの充填性の観点から、０．０１μｍ以上、１５０μｍ以下であることが好ましい。無機充填材の最大粒径については、特に限定されないが、無機充填材の粗大粒子が狭くなったワイヤー間に挟まることによって生じるワイヤー流れ等の不具合の防止を考慮すると、１０５μｍ以下であることが好ましく、７５μｍ以下であることがより好ましい。
【００７８】
樹脂組成物中における無機充填材の量の下限値は、樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは６５質量％以上であり、より好ましくは６７質量％以上であり、さらに好ましくは７０質量％以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物の硬化に伴う吸湿量の増加や、強度の低下が低減でき、したがって良好な耐半田クラック性を有する硬化物を得ることができる。
【００７９】
また、樹脂組成物中の無機充填材の量の上限値は、樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは９３質量％以下であり、より好ましくは９１質量％以下であり、さらに好ましくは９０質量％以下である。上限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な流動性を有するとともに、良好な成形性を備える。
【００８０】
［その他の成分］
また、本発明の半導体封止用樹脂組成物には、上記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、上記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材の他に、更に必要に応じて、以下に示すようなその他の成分が含まれていてもよい。
【００８１】
［カップリング剤］
カップリング剤は、樹脂組成物中に含まれる樹脂成分と無機充填材との密着性を向上させ機能を有するものであり、例えば、シランカップリング剤等が用いられる。
【００８２】
シランカップリング剤としては、各種のものを用いることができるが、例えば、エポキシシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン、ビニルシラン等が挙げられる。
【００８３】
具体的な化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）3−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−（トリメトキ
シシリルプロピル）−１，３−ベンゼンジメタナン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランン、γ−
ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合せて用いることができる。これらのうちエポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシランが好ましく、アミノシランとしては、１級アミノシラン又はアニリノシランがより好ましい。
【００８４】
シランカップリング剤等のカップリング剤の配合割合の下限値としては、全樹脂組成物中０．０１質量％以上が好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上、特に好ましくは０．１質量％以上である。シランカップリング剤等のカップリング剤の配合割合の下限値が上記範囲内であれば、前記樹脂成分と無機充填材との界面強度が低下することがなく、半導体装置における良好な耐半田クラック性を得ることができる。また、シランカップリング剤等のカップリング剤の配合割合の上限値としては、全樹脂組成物中１質量％以下が好ましく、より好ましくは０．８質量％以下、特に好ましくは０．６質量％以下である。シランカップリング剤の配合割合の上限値が上記範囲内であれば、樹脂成分と無機充填材との界面強度が低下することがなく、半導体装置における良好な耐半田クラック性を得ることができる。
【００８５】
なお、本発明に用いられる半導体封止用樹脂組成物は、上記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、上記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物と、硬化触媒と、無機充填材とを含むものであるが、上述したその他の成分の他に、更に必要に応じて、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸とその金属塩類及びパラフィン等の離型剤；カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、フタロシアニン、ペリレンブラック等の着色剤；ハイドロタルサイト類や、マグネシウム、アルミニウム、ビスマス、チタン、ジルコニウムから選ばれる元素の含水酸化物等のイオントラップ剤；シリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤；臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤；ヒンダードフェノール、リン化合物等の酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合しても差し支えない。
【００８６】
樹脂組成物を、上述した構成材料で構成されるものとすることで、この樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物で構成されるモールド部５０の耐熱性を向上させることができる。
【００８７】
以上のような半導体封止用樹脂組成物は、例えば、以下のような半導体封止用樹脂組成物の製造方法を用いて製造することができる。
【００８８】
＜半導体封止用樹脂組成物の製造方法＞
図２は、半導体封止用樹脂組成物の製造方法の一例を示す工程概略図である。
【００８９】
以下、樹脂組成物の製造方法の各工程について、順次説明する。
（第１の混練工程）
本工程は、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物とを混合（分散混合）、加熱溶融、混練することにより第１混練物を得る工程である。
【００９０】
以下、本工程について詳述する。
＜１Ａ＞  まず、上述した樹脂組成物の構成材料のうち、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物とについて所定量秤量し、これらを配合することで第１組成分を調製する。そして、この第１組成分を、例えば、ミキサー、ジェットミルおよびボールミル等を用いて常温で均一に粉砕
、混合（分散混合）する。
【００９１】
＜２Ａ＞  次に、混練機を用いて第１組成分を加温しながら溶融し混練を行い、第１混練物を得た後、この第１混練物を冷却する。
【００９２】
混練機としては、特に限定されないが、例えば、加熱ロール、ニーダーおよび押出機等を用いることができる。
【００９３】
また、第１組成分を溶融させる際の温度は、第１組成分の構成材料によって若干異なるが、通常、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物の融点が、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物の融点よりも高く、１６０℃程度であるため、好ましくは１００〜２５０℃、より好ましくは１２０〜１９０℃に設定される。これにより、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物との双方を確実に溶融状態とすることができるため、これらの双方が均一に分散されている第１組成分で構成される第１混練物を確実に得ることができる。
【００９４】
（第１の粉砕工程）
本工程は、第１の混練工程で得られた前記第１混練物を粉砕することにより、粉体で構成される樹脂組成物（粉砕物とされた第１混練物）を得る工程である。
【００９５】
この際、第１混練物の粉砕は、圧縮、衝撃、剪断、摩擦（摩砕）および冷凍からなる群から選ばれる少なくとも１種類の外力により粉砕を行うことができる。より具体的には、例えば、ウイングミル（三庄インダストリー社製）、マイティーミル（三庄インダストリー社製）、ジェットミル等の気流式粉砕機；振動ボールミル、連続式回転ボールミル、バッチ式ボールミル等のボールミル；湿式ポットミル、遊星ポットミル等のポットミル；ハンマーミル；ローラーミル等の粉砕機が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上のものを組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ジェットミル、ボールミル、ハンマーミルおよびポットミルが好ましく、ジェットミルがより好ましい。これにより、後述するようなメディアン径を有する粉体を確実に得ることができる。
【００９６】
第１混練物を粉砕して粉体を得る際の温度は、４０℃以下に設定されているのが好ましく、１０〜３０℃であるのがより好ましい。これにより、第１混練物が粉砕されることにより形成された粉体が溶融状態となり、これに起因して、隣接する粉体同士が凝集してダマを形成してしまうのを確実に防止できるため、粉体が粒子状の形態を維持することとなる。
【００９７】
なお、本発明では混練物を粉砕して粉体を得る際の温度は前記混練物を粉砕した直後の温度である。
【００９８】
（第２の混練工程）
本工程は、第１の粉砕工程で得られた前記第１混練物の粉砕物に、硬化触媒と、無機充填材と、必要に応じてその他の化合物とを混合（分散混合）した後、加熱溶融、混練することにより第２混練物を得る工程である。
【００９９】
以下、本工程について詳述する。
＜１Ｂ＞  まず、第１の粉砕工程で得られた前記第１混練物の粉砕物と、硬化触媒と、無機充填材と、必要に応じてその他の化合物とを所定量秤量し、これらを配合することで第２組成分を調製する。そして、この第２組成分を、例えば、ミキサー、ジェットミルおよびボールミル等を用いて常温で均一に粉砕、混合（分散混合）する。
【０１００】
＜２Ｂ＞  次に、混練機を用いて第２組成分を加温しながら溶融し混練を行い、第２混練物を得た後、この第２混練物を冷却する。
【０１０１】
混練機としては、特に限定されないが、例えば、加熱ロール、ニーダーおよび押出機等を用いることができる。
【０１０２】
また、第２組成分を溶融させる際の温度は、第２組成分の構成材料によって若干異なるが、好ましくは５０〜１５０℃、より好ましくは９０〜１３０℃に設定される。
【０１０３】
ここで、第２組成分に含まれる樹脂成分のうち最もその融点が高いものは、通常、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物であり、前述の通り１６０℃程度であるが、前記第１の混練工程において、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物と、前記一般式（２）で表されるベンゾオキサジン系化合物とを混練して第１混練物としているため、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物の結晶状態が崩れている。そのため、第２組成分を溶融させる際の温度を前記範囲内のように、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物の融点よりも低い温度に設定したとしても、第２組成分を確実に溶融させることができる。換言すれば、第２組成分を溶融させる温度を、前記範囲内のように、前記一般式（１）で表されるビスマレイミド系化合物の融点よりも低い温度に設定することができる。
【０１０４】
よって、第２組成分を溶融させる際の温度を前記範囲内に設定することにより、第２組成分に含まれる各樹脂成分を確実に溶融状態とすることができるため、第２組成分に含まれる各樹脂成分が均一に分散されている第２混練物を確実に得ることができる。
【０１０５】
（第２の粉砕工程）
本工程は、第２の混練工程で得られた前記第２混練物を粉砕することにより、粉体で構成される樹脂組成物（粉砕物とされた第２混練物）を得る工程である。
【０１０６】
この際、第２混練物の粉砕は、圧縮、衝撃、剪断、摩擦（摩砕）および冷凍からなる群から選ばれる少なくとも１種類の外力により粉砕を行うことができる。より具体的には、例えば、ウイングミル（三庄インダストリー社製）、マイティーミル（三庄インダストリー社製）、ジェットミル等の気流式粉砕機；振動ボールミル、連続式回転ボールミル、バッチ式ボールミル等のボールミル；湿式ポットミル、遊星ポットミル等のポットミル；ハンマーミル；ローラーミル等の粉砕機が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上のものを組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ジェットミル、ボールミル、ハンマーミルおよびポットミルが好ましく、ジェットミルがより好ましい。これにより、後述するようなメディアン径を有する粉体を確実に得ることができる。
【０１０７】
第２混練物を粉砕して粉体を得る際の温度は、４０℃以下に設定されているのが好ましく、１０〜３０℃であるのがより好ましい。これにより、第２混練物が粉砕されることにより形成された粉体が溶融状態となり、これに起因して、隣接する粉体同士が凝集してダマを形成してしまうのを確実に防止できるため、粉体が粒子状の形態を維持することとなる。
【０１０８】
なお、本発明では混練物を粉砕して粉体を得る際の温度は前記混練物を粉砕した直後の温度である。
【０１０９】
なお、樹脂組成物中に含まれる各構成材料において、融点の概念がないものを用いる場合については、そのものの「融点」とは、本明細書中では、「軟化点」を意味することと
する。
【０１１０】
以上のような工程を経ることにより、粉体で構成される樹脂組成物を得ることができる。
【０１１１】
なお、樹脂組成物は、前述のように、粉体で構成されるものとして保管、輸送してもよいが、その保管、輸送および成形作業の容易性の観点から樹脂成形体としてもよい。
【０１１２】
以下、樹脂成形体として、上述した粉体を用いてタブレットを得る場合を一例に説明する。
【０１１３】
（樹脂成形体成形工程）
本工程は、粉砕工程で得られた粉体で構成される樹脂組成物を成形（樹脂成形体成形）してタブレット状とすることにより、タブレット（樹脂成形体）で構成される樹脂組成物を得る工程である。
【０１１４】
タブレット（樹脂成形体）は、例えば、前記粉体を加圧してタブレット状に成形することにより得ることができる。
【０１１５】
以上のような工程を経ることにより、タブレットで構成される樹脂組成物を得ることができる。
【０１１６】
なお、樹脂成形体は、タブレット状のタブレットに限定されず、その他、シート状、短冊状、ペレット状のもの等であってもよい。
【０１１７】
以上のような樹脂組成物を用いて、半導体装置１０は、例えば、以下のような半導体装置の製造方法を用いて製造される。
【０１１８】
＜半導体装置の製造方法＞
半導体装置の製造方法には、上述した樹脂組成物で構成される粉体およびタブレットのうちの何れをも用いることができる。
【０１１９】
タブレットを用いて半導体装置を製造する方法としては、例えば、前述した半導体装置１０を構成する各部材のうちモールド部５０を除く各部材を、金型キャビティ内に設置した後、タブレットをトランスファーモールド、コンプレッションモールド等の成形方法で成形、硬化させることにより、モールド部５０を除く各部材を封止する方法が挙げられる。
【０１２０】
粉体を用いて半導体装置を製造する方法としては、例えば、篩分等により粒度を整えた粉体を用いて、コンプレッションモールド法を適用して、粉体で構成される樹脂組成物を成形、硬化させることにより、モールド部５０を除く各部材を封止する方法が挙げられる。
【０１２１】
また、成形温度は、好ましくは１５０〜２５０℃、より好ましくは１６０〜２２０℃、更に好ましくは１７５〜２００℃に設定される。
【０１２２】
さらに、成形時間は、好ましくは３０〜６００秒、より好ましくは４５〜２４０秒、さらに好ましくは６０〜１８０秒に設定される。
【０１２３】
樹脂組成物を成形後にＰＭＣ（ポストモールドキュア）する場合の加熱温度は、特に限
定されないが、例えば、１５０〜２５０℃であるのが好ましく、１８０〜２２０℃であるのがより好ましい。
【０１２４】
また、成形後にＰＭＣ（ポストモールドキュア）する場合の加熱時間は、特に限定されないが、例えば、０．５〜１０時間であるのが好ましく、１〜５時間であるのがより好ましい。
【０１２５】
樹脂組成物を成形後にＰＭＣ（ポストモールドキュア）する際の条件を前記範囲内に設定することにより、樹脂組成物をより確実に硬化させることができる。
【０１２６】
なお、本実施形態では、半導体装置１０を、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）に適用する場合について説明したが、かかる場合に限定されず、各種の形態の半導体パッケージに適用することができ、例えば、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・キャリヤ（ＰＬＣＣ）、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・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）、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）、マトリクス・アレイ・パッケージ・ボール・グリッド・アレイ（ＭＡＰＢＧＡ）、チップ・スタックド・チップ・サイズ・パッケージ等のメモリやロジック系素子に適用されるパッケージに適用できる他、パワートランジスタなどのパワー系素子を搭載するＴＯ−２２０等のパッケージにも適用することができる。
【０１２７】
以上、本発明の半導体封止用樹脂組成物および半導体装置について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０１２８】
例えば、本発明の半導体封止用樹脂組成物には、同様の機能を発揮し得る、任意の成分が添加されていてもよい。
【０１２９】
また、本発明の半導体装置の各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することもできる。
【実施例】
【０１３０】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
なお、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
１．原材料の準備
まず、各実施例および比較例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
【０１３１】
（ビスマレイミド系化合物１）
ビスマレイミド系化合物（ＢＭＩ）１として、前記式（１−１）で表される化合物を用意した。
【０１３２】
（ベンゾオキサジン系化合物１）
ベンゾオキサジン系化合物（Ｐ−ｄ型ベンゾオキサジン）１として、前記式（２−１）で表される化合物を用意した。
【０１３３】
（エポキシ系化合物１）
エポキシ系化合物１として、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学（株）製、ＹＸ４０００Ｋ、エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ）を用意した。
【０１３４】
（フェノール系化合物１）
フェノール系化合物１として、フェノールノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト（株）製、ＰＲ−５１７１４、水酸基当量１０４ｇ／ｅｑ）を用意した。
【０１３５】
（イミダゾール系化合物１）
イミダゾール系化合物１として、２−メチルイミダゾールを用意した。
【０１３６】
（イミダゾール系化合物２）
イミダゾール系化合物２として、２−ウンデシルイミダゾールを用意した。
【０１３７】
（リン系化合物１）
リン系化合物１として、トリフェニルホスフィンを用意した。
【０１３８】
（無機充填材１）
無機充填材１として、溶融球状シリカ（平均粒径３０μｍ）を用意した。
【０１３９】
（シランカップリング剤１）
シランカップリング剤１として、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−８０３）を用意した。
【０１４０】
２．樹脂組成物の製造
［実施例１］
まず、ビスマレイミド系化合物１（７３．３０質量部）、ベンゾオキサジン系化合物１（２６．７０質量部）をそれぞれ秤量し、これらをミキサーを用いて混合した後、２軸混練機を用いて１６０℃、５分混練することにより第１混練物を得た。次いで、この第１混練物を、冷却後粉砕した。
【０１４１】
次に、イミダゾール系化合物１（１．００質量部）、無機充填材１（４０６．００量部）、シランカップリング剤１（０．５０質量部）をそれぞれ秤量し、これらと、前記第１混練物の粉砕物（１００．００質量部）とをミキサーを用いて混合した後、ロールを用いて１００℃、５分混練することにより第２混練物を得た。次いで、この第２混練物を、冷却後粉砕することで、粉体で構成される実施例１の樹脂組成物を得た。
【０１４２】
［実施例２、３］
表１の配合に従い、実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
【０１４３】
［比較例１］
ビスマレイミド系化合物１（７３．３０質量部）、ベンゾオキサジン系化合物１（２６．７０質量部）、無機充填材１（４０２．００質量部）、シランカップリング剤１（０．５０質量部）をそれぞれ秤量し、これらをミキサーを用いて混合した後、ロールを用いて１００℃、５分混練することにより混練物を得た。次いで、この混練物を、冷却後粉砕することで、粉体で構成される比較例１の樹脂組成物を得た。
【０１４４】
［比較例２、３］
表１の配合に従い、比較例１と同様にして樹脂組成物を得た。
【０１４５】
３．評価
得られた各実施例および各比較例の樹脂組成物を、以下の方法で評価した。
【０１４６】
３−１．硬化性の評価
硬化性の評価としてゲルタイムの評価を実施した。各実施例および比較例の樹脂組成物を表面温度１７５℃の熱板上においてからタックフリーになるまでの時間を測定しゲルタイムとした。
また、判定基準はゲルタイムの値が１０秒以上、７０秒以下のものを○、１０秒未満のものまたは７０秒を超えるものを×とした。
【０１４７】
３−２．成形加工性の評価
低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−３０」）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、保圧時間１２０ｓの条件で各実施例および比較例の封止樹脂組成物を注入、硬化させ、スパイラルフローを測定した。
また、判定基準は、スパイラルフローが８０ｃｍ以上、２５０ｃｍ以下のものを○、８０ｃｍ未満のものまたは２５０ｃｍを超えるものを×とした。
【０１４８】
３−３．温度サイクル性試験
低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−３０」）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０ｓで１６０ピンＬＱＦＰ（パッケージサイズは２４ｍｍ×２４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、ＳｉＣチップサイズは７．０ｍｍ×７．０ｍｍ、リードフレームはＣｕ製）を成形し、２５０℃で４時間硬化させることでテスト用素子を作製した。封止したテスト用素子を、−６５℃〜２５０℃で２５０サイクル繰り返し、パッケージクラックや部材間剥離の有無を判定した（不良数／サンプル数）。
【０１４９】
以上のようにして得られた各実施例および各比較例の樹脂組成物における評価結果を、それぞれ、下記の表１に示す。
【０１５０】
【表１】
2015101668.tif 000012
【０１５１】
表１に示したように、各実施例では硬化性、成形加工性、温度サイクル試験が良好で、優れた耐熱性を示す結果となった。
【０１５２】
これに対して、比較例３では、各実施例と比較して温度サイクル試験で不良が発生し、耐熱性に劣る結果となった。また、硬化触媒を配合しない比較例１及び無機充填剤を配合
しない比較例２は成形加工性が悪く、試験サンプルを作製する事ができなかった。
【符号の説明】
【０１５３】
１０      半導体装置
２０      半導体チップ
２１      電極パッド
２２      ワイヤー
３０      ダイパッド
４０      リード
５０      モールド部
６０      接着層
【図１】
2015101668.tif 000017
【図２】
2015101668.tif 000018