(57)【要約】【課題】  成形時の流動性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物における低吸湿性、低応力性、金属系部材との密着力のバランスに優れ、耐半田リフロー性に優れた半導体装置が得られる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供すること。【解決手段】  （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材、（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、（Ａ−１）フェニレン骨格、ビフェニレン骨格、又はナフチレン骨格を含有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂もしくはナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、（Ａ−２）ビフェニル型エポキシ樹脂及び（Ａ−３）ビスフェノール型エポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含むか、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤が、（Ｂ−１）フェニレン骨格、ビフェニレン骨格、又はナフチレン骨格を含有するフェノールアラルキル樹脂もしくはナフトールアラルキル樹脂を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、
（Ｄ）無機質充填材、
（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2008081733.tif 000028
（ただし、上記一般式（１）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ１は０以上、５以下の整数、ｍ１は０以上、８以下の整数である。ｎ１の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【化２】
2008081733.tif 000029
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ５は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
【化３】
2008081733.tif 000030
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒ６は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ３の平均値は０又は５以下の正数である。）
【請求項２】
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、
（Ｄ）無機質充填材、
（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、
前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤が、（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化４】
2008081733.tif 000031
（ただし、上記一般式（４）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、水酸基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ４は０以上、５以下の整数、ｍ４は０以上、８以下の整数である。ｎ４の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【請求項３】
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、
（Ｄ）無機質充填材、
（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、
前記（Ａ）エポキシ樹脂が、（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含み、
かつ前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤が、（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2008081733.tif 000032
（ただし、上記一般式（１）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ１は０以上、５以下の整数、ｍ１は０以上、８以下の整数である。ｎ１の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【化２】
2008081733.tif 000033
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ５は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
【化３】
2008081733.tif 000034
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒ６は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ３の平均値は０又は５以下の正数である。）
【化４】
2008081733.tif 000035
（ただし、上記一般式（４）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、水酸基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ４は０以上、５以下の整数、ｍ４は０以上、８以下の整数である。ｎ４の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、
前記（Ｅ−１）成分と前記（Ｅ−２）成分の合計量が全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上、１重量％以下の割合であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、
前記（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルがペンタエリスリトールと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのテトラエステルであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、
前記（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルがペンタエリスリトールテトラモンタン酸エステルであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物において、
前記（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルがジペンタエリスリトールと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのヘキサエステルであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の半導体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、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関するものであり、特に流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田リフロー性に優れた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高度化、軽薄短小化が求められる中、半導体素子の高集積化、半導体装置の表面実装化が進んでいる。これに伴い、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しくなっているのが現状である。特に半導体装置の薄型化に際しては、封止成形時における金型とエポキシ樹脂組成物の硬化物との間の離型不足に伴う応力の発生により、半導体装置内部の半導体素子自体にクラックを生じたり、樹脂組成物の硬化物と半導体素子との界面における密着性が低下したりするといった問題が生じている。また、環境問題に端を発した有鉛半田から無鉛半田への移行に伴い、半田処理時の温度が高くなり、半導体装置中に含まれる水分の気化によって発生する爆発的な応力による耐半田リフロー性が、従来以上に大きな問題となってきている。
【０００３】
このため、耐半田リフロー性を向上させるための種々の提案がされている。例えば、無機質充填材の高充填化が可能な低粘度型エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物が提案されているが（特許文献１、２参照。）、更なる無機質充填材の高充填化により、流動性の低下が懸念される。そこで流動性、離型性、連続成形性に優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田リフロー性に優れた半導体装置の開発が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３１４８６号公報
【特許文献２】特開平８−２５３５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物における低吸湿性、低応力性、金属系部材との密着力のバランスに優れたエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田リフロー性に優れた半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
［１］  （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材、（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【０００７】
【化１】
2008081733.tif 000002
（ただし、上記一般式（１）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ１は０以上、５以下の整数、ｍ１は０以上、８以下の整数である。ｎ１の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【０００８】
【化２】
2008081733.tif 000003
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ５は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
【０００９】
【化３】
2008081733.tif 000004
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒ６は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ３の平均値は０又は５以下の正数である。）
【００１０】
［２］  （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材、（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤が、（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【００１１】
【化４】
2008081733.tif 000005
（ただし、上記一般式（４）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、水酸基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ４は０以上、５以下の整数、ｍ４は０以上、８以下の整数である。ｎ４の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【００１２】
［３］  （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材、（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含み、かつ前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤が、（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【００１３】
【化１】
2008081733.tif 000006
（ただし、上記一般式（１）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ１は０以上、５以下の整数、ｍ１は０以上、８以下の整数である。ｎ１の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【００１４】
【化２】
2008081733.tif 000007
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ５は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
【００１５】
【化３】
2008081733.tif 000008
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒ６は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ３の平均値は０又は５以下の正数である。）
【００１６】
【化４】
2008081733.tif 000009
（ただし、上記一般式（４）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、水酸基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ４は０以上、５以下の整数、ｍ４は０以上、８以下の整数である。ｎ４の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【００１７】
［４］  第［１］項ないし第［３］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記（Ｅ−１）成分と前記（Ｅ−２）成分の合計量が全エポキシ樹脂組成物中に０．０１重量％以上、１重量％以下の割合であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［５］  第［１］項ないし第［４］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルがペンタエリスリトールと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのテトラエステルであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［６］  第［１］項ないし第［４］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルがペンタエリスリトールテトラモンタン酸エステルであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［７］  第［１］項ないし第［４］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルがジペンタエリスリトールと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのヘキサエステルであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［８］  第［１］項ないし第［６］項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止されてなることを特徴とする半導体装置、
である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に従うと、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物における低吸湿性、低応力性、金属系部材との密着力のバランスに優れたエポキシ樹脂組成物、並びに耐半田リフロー性に優れた半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機質充填材、（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを含み、前記（Ａ）エポキシ樹脂が、（Ａ−１）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含むか、前記（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤が、（Ｂ−１）一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を含むことにより、成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物における低吸湿性、低応力性、金属系部材との密着力のバランスに優れた特性を有するエポキシ樹脂組成物、並びに耐半田リフロー性に優れた半導体装置が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２０】
本発明では、（Ａ）エポキシ樹脂として、（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含むことが好ましい。また、（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
【００２１】
本発明で用いることができる（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂は、グリシジルエーテル基が結合したフェニレン基又はナフチレン基（−Ｒ２−）の間に疎水性のフェニレン骨格、ビフェニレン骨格又はナフチレン骨格を含むアラルキル基（−ＣＨ２−Ｒ１−ＣＨ２−）を有することから、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等と比べて、架橋点間距離が長くなる。そのため、これらを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、かつ高温下において低弾性率化するため、半導体装置の耐半田リフロー性向上に寄与することができる。また、これらを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、耐燃性に優れ、架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴も有する。更にナフチレン骨格を含むアラルキル基を含有する化合物においては、ナフタレン環に起因する剛直性によるＴｇの上昇やその平面構造に起因する分子間相互作用による線膨張係数の低下により、エリア表面実装型半導体パッケージにおける低反り性を向上させることができる。
【００２２】
また、（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂において、グリシジルエーテル基が結合した−Ｒ２−は、フェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基の結合位置はα位であってもβ位であってもよいが、特にナフチレン基である場合は前述のナフチレン骨格を含むアラルキル基を含有する化合物と同様に、Ｔｇの上昇や線膨張係数の低下により、エリア表面実装型半導体パッケージにおける低反り性を向上させる効果が得られ、さらに芳香族炭素を多く有することから耐熱性の向上も実現することができる。
【００２３】
本発明で用いることができる（Ａ−１）下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂としては、例えば、フェニレン骨格を含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含有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を含有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂が挙げられるが、下記式（１）の構造であれば特に限定するものではない。
【００２４】
【化１】
2008081733.tif 000010
（ただし、上記一般式（１）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ１は０以上、５以下の整数、ｍ１は０以上、８以下の整数である。ｎ１の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【００２５】
（Ａ−１）前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂の軟化点としては、４０℃以上、１１０℃以下が好ましく、より好ましくは５０℃以上、９０℃以下である。また、（Ａ−１）前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂のエポキシ当量としては、２００以上、３００以下が好ましい。また、（Ａ−１）前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂中に含まれる加水分解性塩素量としては、５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明で用いることができる（Ａ−２）下記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂、及び（Ａ−３）下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂は、いずれも結晶性エポキシ樹脂であり、常温時には固体で取り扱い性に優れ、かつ成形時の溶融粘度が非常に低い特長を有する。これらのエポキシ樹脂は溶融粘度が低いことにより、エポキシ樹脂組成物の高流動化を得ることができ、無機質充填材を高充填化することができる。
【００２７】
【化２】
2008081733.tif 000011
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ５は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
【００２８】
【化３】
2008081733.tif 000012
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒ６は水素又は炭素数１以上、４以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ３の平均値は０又は５以下の正数である。）
【００２９】
（Ａ−２）前記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂の内では、作業性、実用性のバランスの取れた４，４’−ジグリシジルビフェニル、あるいは３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジグリシジルビフェニル、又はこの両者の溶融混合物等が好ましい。
【００３０】
（Ａ−３）前記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂の内では、ｎ３＝０体の成分を９０％以上含むビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。また、その場合の融点としては、３５℃以上、１００℃以下が好ましく、より好ましくは４０℃以上、９０℃以下である。融点が上記範囲内であると、常温で樹脂がブロッキングを起こすことによる取り扱い作業性の低下や樹脂組成物の常温保存性の低下を抑えることができ、また、無機質充填材の高充填化を阻害する粘度の上昇を抑えることができる。
本発明でのエポキシ樹脂の融点とは、示差走査熱量計（セイコー電子工業（株）・製）を用い、常温から昇温速度５℃／分で測定したときの、融解ピークの頂点の温度を言う。
【００３１】
本発明で用いることができる（Ａ−１）前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）前記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂、及び（Ａ−３）前記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のエポキシ樹脂と併用することができる。併用することができる他のエポキシ樹脂としては、例えば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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３２】
本発明で用いることができる（Ａ−１）前記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）前記一般式（２）で表されるエポキシ樹脂、及び（Ａ−３）前記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂の配合比率としては、全エポキシ樹脂中に１０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは３０重量％以上、更に好ましくは５０重量％以上である。
【００３３】
本発明に用いられるエポキシ樹脂（Ａ）全体の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、４重量％以上、１２重量％以下であることが好ましく、６重量％以上、１０重量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）全体の配合割合が上記範囲内であると、耐半田リフロー性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
【００３４】
本発明では、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤として、（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を含むことが好ましい。
【００３５】
本発明で用いることができる（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤は、フェノール性水酸基間に疎水性のフェニレン骨格、ビフェニレン骨格又はナフチレン骨格を含むアラルキル基（−ＣＨ２−Ｒ１−ＣＨ２−）を有することから、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等と比べて、架橋点間距離が長くなる。そのため、これらを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、かつ高温下において低弾性率化するため、半導体装置の耐半田性リフロー向上に寄与することができる。また、これらを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、耐燃性に優れ、架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴も有する。更にナフチレン骨格を含むアラルキル基を含有する化合物においては、ナフタレン環に起因する剛直性によるＴｇの上昇やその平面構造に起因する分子間相互作用による線膨張係数の低下により、エリア表面実装型半導体パッケージにおける低反り性を向上させることができる。
【００３６】
また、（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤において、フェノール性水酸基が結合した−Ｒ２−は、フェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、フェノール性水酸基の結合位置はα位であってもβ位であってもよいが、特にナフチレン基である場合は前述のナフチレン骨格を含むアラルキル基を含有する化合物と同様に、Ｔｇの上昇や線膨張係数の低下により、エリア表面実装型半導体パッケージにおける低反り性を向上させる効果が得られ、さらに芳香族炭素を多く有することから耐熱性の向上も実現することができる。
本発明で用いることができる（Ｂ−１）下記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤としては、例えば、フェニレン骨格を含有するフェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を含有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格を含有するナフトールアラルキル樹脂が挙げられるが、下記一般式（４）の構造であれば特に限定するものではない。
【００３７】
【化４】
2008081733.tif 000013
（ただし、上記一般式（４）において、−Ｒ１−はフェニレン基、ビフェニレン基、又はナフチレン基である。−Ｒ２−はフェニレン基又はナフチレン基であり、−Ｒ２−がナフチレン基の場合、水酸基の結合位置はα位であってもβ位であってもよい。Ｒ３、Ｒ４は、それぞれＲ２、Ｒ１に導入される基で、炭素数１以上、１０以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｋ４は０以上、５以下の整数、ｍ４は０以上、８以下の整数である。ｎ４の平均値は１以上、３以下の正数である。）
【００３８】
本発明で用いることができる（Ｂ−１）前記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他のフェノール樹脂系硬化剤と併用することができる。併用することができる他のフェノール樹脂系硬化剤としては、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、トリフェノールメタン樹脂、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が挙げられる。
【００３９】
本発明で用いることができる（Ｂ−１）前記一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤の配合割合としては、全フェノール樹脂系硬化剤中に１０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは３０重量％以上、更に好ましくは５０重量％以上である。
【００４０】
本発明に用いられるフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）全体の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、２重量％以上、７重量％以下であることが好ましく、３重量％以上、６重量％以下であることがより好ましい。フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）全体の配合割合が上記範囲内であると、耐半田リフロー性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
【００４１】
本発明で用いられる全エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との当量比（ＥＰ／ＯＨ）としては、好ましくは０．５以上、２以下であり、特に好ましくは０．７以上、１．５以下である。上記範囲内であると、耐湿性、硬化性等の低下を抑えることができる。
【００４２】
本発明で用いられる硬化促進剤（Ｃ）としては、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤との架橋反応の触媒となり得るものを指し、例えばトリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの硬化促進剤は１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００４３】
本発明に用いられる硬化促進剤（Ｃ）の配合割合は、特に限定されないが、全半導体封止用樹脂組成物中０．０５重量％以上、１重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以上、０．５重量％以下であることがより好ましい。硬化促進剤（Ｃ）の配合割合が上記範囲内であると、硬化性の低下や流動性の低下を引き起こす恐れが少ない。
【００４４】
本発明で用いられる無機質充填材（Ｄ）としては、一般に半導体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、特に限定されるものではないが、例えば溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機質充填材の配合量を特に多くする場合は、溶融シリカを用いるのが好ましい。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状のものを主に用いる方がより好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。
【００４５】
本発明で用いられる無機質充填材（Ｄ）の含有割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に８４重量％以上、９２重量％以下であることが好ましく、８６重量％以上、９０重量％以下であることがより好ましい。無機質充填材（Ｄ）の含有割合が上記範囲内であると、耐半田リフロー性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
【００４６】
本発明では、離型剤として、（Ｅ）（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを用いる。
【００４７】
本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルは、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸より得られるフルエステルであり、離型性が非常に優れている。フルエステルではない場合、残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として耐半田リフロー性に悪影響を及ぼす場合があるところ、フルエステルである（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルでは、上記のような悪影響が生じないため、半導体封止用樹脂組成物に用いる離型剤として好適である。本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステルとしては、具体的にはペンタエリスリトールテトラカプロン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラカプリル酸エステル、ペンタエリスリトールテトラカプリン酸エステル、ペンタエリスリトールテトララウリン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラミリスチン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラパルミチン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラアラキン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラベヘン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラリグノセリン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラセロチン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラモンタン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラメリシン酸エステル等が挙げられる。中でもペンタエリスリトールと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのテトラエステルが、離型性と樹脂硬化物外観の観点から、好ましい。さらにペンタエリスリトールテトラモンタン酸エステルがより好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
【００４８】
本発明で用いられる（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルは、ジペンタエリスリトールと飽和脂肪酸より得られるフルエステルであり、離型性が非常に優れている。フルエステルではない場合、残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として耐半田リフロー性に悪影響を及ぼす場合があるところ、フルエステルである（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルでは、上記のような悪影響が生じないため、半導体封止用樹脂組成物に用いる離型剤として好適である。本発明で用いられる（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルとしては、具体的にはジペンタエリスリトールヘキサカプロン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサカプリル酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサカプリン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサラウリン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサミリスチン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサパルミチン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサステアリン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサアラキン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサベヘン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサリグノセリン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサセロチン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサモンタン酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサメリシン酸エステル等が挙げられる。中でもジペンタエリスリトールと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのヘキサエステルが、離型性と樹脂硬化物の外観の観点から、好ましい。さらにジペンタエリスリトールヘキサモンタン酸エステルがより好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
【００４９】
本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルの滴点は、６０℃以上、１００℃以下が好ましく、より好ましくは７０℃以上、９０℃以下である。滴点は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２７に準拠した方法により測定することができる。具体的には、金属ニップルを用いて、溶融したワックスが金属ニップルから最初に滴下するときの温度として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。滴点が上記範囲内であると、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルは熱安定性に優れ、成形時に（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルが焼き付きにくい。そのため、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れるとともに、連続成形性にも優れる。さらに、上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物を硬化させる際、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルが十分に溶融する。これにより、樹脂硬化物中に（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルが略均一に分散する。そのため、樹脂硬化物表面における（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルの偏析が抑制され、金型の汚れや樹脂硬化物の外観の悪化を低減することができる。
【００５０】
本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、より好ましくは１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価は樹脂硬化物との相溶性に影響を及ぼす。酸価は、ＪＩＳ  Ｋ  ３５０４に準拠した方法により測定することができる。具体的には、ワックス類１ｇ中に含有する遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。酸価が上記範囲内にあると、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルは、樹脂硬化物中において、エポキシ樹脂マトリックスと好ましい相溶状態となる。これにより、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルと、エポキシ樹脂マトリックスとが、相分離を起こすことがない。そのため、樹脂硬化物表面における（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルの偏析が抑制され、金型の汚れや樹脂硬化物の外観の悪化を低減することができる。さらに、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルが樹脂硬化物表面に存在するため、樹脂硬化物は金型からの離型性に優れる。一方、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が高すぎると、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルが樹脂硬化物表面に染み出すことができず、十分な離型性を確保することができない場合がある。
【００５１】
本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルの配合量はエポキシ樹脂組成物中に、０．０１重量％以上、１重量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０３重量％以上、０．５重量％以下である。配合量が上記範囲内であると、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れる。さらに、リードフレーム部材との密着性に優れるため、半田処理時において、リードフレーム部材と樹脂硬化物との剥離を抑制することができる。また、金型の汚れや樹脂樹脂硬化物の外観の悪化を抑制することもできる。
【００５２】
本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルの製法については、特に限定するものではないが、例えば、原料化合物としてペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトール、脂肪酸を用い、公知の方法に従ってエステル反応させる方法などにより得ることができる。また、本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルは、理研ビタミン（株）製、リケスターＥＷ−８６１、クラリアントジャパン（株）製、リコモントＥＴ１４１等、市販のものを入手し、必要に応じて回転円板型ミル（ピンミル）、スクリーンミル（ハンマーミル）、遠心分離型ミル（ターボミル）、ジェットミル等の粉砕機を用い、粉砕し粒度調整して使用することができる。
【００５３】
本発明で用いられる（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを用いることによる効果を損なわない範囲で他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。
【００５４】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分を含むものであるが、これ以外に必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン化合物、金属水酸化物等の難燃剤；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、ベンガラ等の着色剤；シリコーンオイル、シリコーンゴム、合成ゴム等の低応力剤；酸化ビスマス水和物等の酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。更に、必要に応じて無機質充填材をカップリング剤又はエポキシ樹脂もしくはフェノール樹脂系硬化剤で予め表面処理して用いてもよく、表面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、直接無機質充填材に添加し、混合機を用いて混合する方法等がある。
【００５５】
また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分及びその他の添加剤等を、例えば、ミキサー等を用いて混合したもの、更にその後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等の混練機を用いて加熱混練し、続いて冷却、粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。
【００５６】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、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硬化成形すればよい。
【００５７】
本発明で封止を行う半導体素子としては、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、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。
本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、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）、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・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）等が挙げられる。
上記トランスファーモールドなどの成形方法で封止された半導体装置は、そのまま、或いは８０℃から２００℃程度の温度で、１０分から１０時間程度の時間をかけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。
【００５８】
図１は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドとリードフレーム５との間は金線４によって接続されている。半導体素子１は、封止用樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
【００５９】
図２は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。基板８上にダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドと基板８上の電極パッドとの間は金線４によって接続されている。封止用樹脂組成物の硬化体６によって、基板８の半導体素子１が搭載された片面側のみが封止されている。基板８上の電極パッドは基板８上の非封止面側の半田ボール９と内部で接合されている。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例で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。配合割合は重量部とする。
実施例１
【００６１】
エポキシ樹脂１：下記式（５）で表されるエポキシ樹脂（ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂）［日本化薬製、ＮＣ３０００Ｐ。軟化点５８℃、エポキシ当量２７３。下記式（５）におけるｎ５の平均値１．８。］        ８．８１重量部
【化５】
2008081733.tif 000014
【００６２】
フェノール樹脂系硬化剤４：フェノールノボラック樹脂［住友ベークライト（株）製、ＰＲ−ＨＦ−３。軟化点８０℃、水酸基当量１０５。］              ３．３９重量部
硬化促進剤１：１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、「ＤＢＵ」という）                                                    ０．２０重量部
無機質充填材１：球状溶融シリカ（平均粒径３０．０μｍ）      ８７．００重量部
離型剤１：ペンタエリスリトールテトラモンタン酸エステル（クラリアントジャパン（株）製、リコモントＥＴ１４１。滴点７６℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
０．１０重量部
シランカップリング剤１：γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン
０．２０重量部
着色剤１：カーボンブラック                                    ０．３０重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９５℃と２５℃の２軸ロールを用いて２０回混練し、得られた混練物シートを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂組成物とした。得られたエポキシ樹脂組成物の特性を以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００６３】
評価方法
スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−１５）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、保圧時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が良好な流動性を示す。
【００６４】
金線流れ率：低圧トランスファー自動成形機（第一精工製、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、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止成形して、１６０ピンＬＱＦＰ（Ｃｕ製リードフレーム、パッケージ外寸：２４ｍｍ×２４ｍｍ×１．４ｍｍ厚、パッドサイズ：８．５ｍｍ×８．５ｍｍ、チップサイズ７．４ｍｍ×７．４ｍｍ×３５０μｍ厚）を得た。得られた１６０ピンＬＱＦＰパッケージを軟Ｘ線透視装置（ソフテックス（株）製、ＰＲＯ−ＴＥＳＴ１００）で観察し、金線の流れ率を（流れ量）／（金線長）の比率で表した。判定基準は５％未満を○、５％以上を×とした。
【００６５】
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機（第一精工製、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、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止して８０ピンＱＦＰ（Ｃｕ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、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ×３５０μｍ厚）を得る成形を、連続で８００ショットまで行った。判定基準は未充填、離型不良等の問題が全く発生せずに８００ショットまで連続成形できたものを◎、５００ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。
【００６６】
パッケージ外観及び金型汚れ性：上記連続成形性の評価において５００ショット経過後及び８００ショット経過後のパッケージ及び金型について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観判断及び金型汚れ基準は、５００ショットまでに汚れているものを×、５００ショットまで汚れていないものを○、８００ショットまで汚れていないものを◎で表す。また、上記連続成形性において、５００ショットまで問題なく成形できなかったものについては、連続成形を断念した時点でのパッケージ外観及び金型汚れ状況で判断した。
【００６７】
耐半田リフロー性：上記連続成形性の評価において成形したパッケージを１７５℃、８時間で後硬化し、得られたパッケージを８５℃、相対湿度８５％で１６８時間加湿処理後、ＩＲリフロー（２６０℃、ＪＥＤＥＣ・Ｌｅｖｅｌ１条件に従う）処理を行った。評価したパッケージの数は２０個。半導体素子とエポキシ樹脂組成物界面の密着状態を超音波探傷装置（日立建機ファインテック株式会社製、ｍｉ−ｓｃｏｐｅ  ｈｙｐｅｒ  ＩＩ）により観察した。処理後の内部の剥離、及びクラックの有無を超音波傷機で観察し、剥離、クラックのいずれか一方でも発生したものを不良パッケージとした。不良パッケージの個数がｎ個であるとき、ｎ／２０と表示した。
【００６８】
実施例２〜３０、比較例１〜６
表１、表２、表３、表４、表５に示す割合で各成分を配合し、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、表２、表３、表４、表５に示す。
実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
【００６９】
エポキシ樹脂２：下記式（６）で表されるエポキシ樹脂（フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂）［軟化点４４℃、エポキシ当量２３４。式（６）においてｎ６の平均値は２．８。］
【化６】
2008081733.tif 000015
【００７０】
エポキシ樹脂３：下記式（７）で表されるエポキシ樹脂（フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂）［東都化成（株）製、ＥＳＮ−１７５Ｓ。軟化点６７℃、エポキシ当量２６６。下記式（７）におけるｎ７の平均値１．２。］
【化７】
2008081733.tif 000016
【００７１】
エポキシ樹脂４：下記式（８）で表される化合物を主成分とするエポキシ樹脂（ビフェニル型エポキシ樹脂）［ジャバンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−４０００ＨＫ。融点１０５℃、エポキシ当量１９１。］
【化８】
2008081733.tif 000017
【００７２】
エポキシ樹脂５：下記式（９）で表される化合物を主成分とするエポキシ樹脂（ビスフェノール型エポキシ樹脂）［ジャバンエポキシレジン（株）製、ＹＬ６８１０。融点４５℃、エポキシ当量１７２。］
【化９】
2008081733.tif 000018
【００７３】
エポキシ樹脂６：下記式（１０）で表される化合物を主成分とするエポキシ樹脂（ビスフェノール型エポキシ樹脂）［東都化成（株）製、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ。融点８０℃、エポキシ当量１９５。］
【化１０】
2008081733.tif 000019
【００７４】
エポキシ樹脂７：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂［住友化学（株）製、ＥＳＣＮ１９５ＬＢ。軟化点６５℃、エポキシ当量２００。］
【００７５】
フェノール樹脂系硬化剤１：下記式（１１）で表されるフェノール樹脂系硬化剤（ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂）［明和化成（株）製、ＭＥＨ７８５１ＳＳ。軟化点６７℃、水酸基当量２０３。下記式（１１）におけるｎ１１の平均値１．５。］
【化１１】
2008081733.tif 000020
【００７６】
フェノール樹脂系硬化剤２：下記式（１２）で表されるフェノール樹脂系硬化剤（フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂）［三井化学（株）製、ＸＬＣ−４Ｌ。軟化点６５℃、水酸基当量１６５。下記式（１２）におけるｎ１２の平均値３．５。］
【化１２】
2008081733.tif 000021
【００７７】
フェノール樹脂系硬化剤３：下記式（１３）で表されるフェノール樹脂系硬化剤（フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル樹脂）［新日鐵化学（株）製、ＳＮ−４８５。軟化点８５℃、水酸基当量２１０。下記式（１３）におけるｎ１３の平均値１．５。］
【化１３】
2008081733.tif 000022
【００７８】
離型剤２：ペンタエリスリトールテトラベヘン酸エステル（ベヘン酸を溶融し、ペンタエリスリトール（ペンタエリスリトールとベヘン酸のモル比＝１：４．２）及びスズ化合物（ペンタエリスリトールとベヘン酸の合計量１００重量％に対し０．１５重量％）を加え、２００℃、窒素雰囲気下、反応水の留出下、酸価が３５未満に低下するまで攪拌した。反応終了後、水酸化カリウム水溶液を用いて反応混合物中の遊離脂肪酸を中和し、その後温水による洗浄、脱水、ろ過、粉砕の処理を行った。滴点７１℃、酸価３０ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤３：ジペンタエリスリトールヘキサベヘン酸エステル（理研ビタミン（株）製、リケスターＥＷ−８６１。滴点８０℃、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤４：ジペンタエリスリトールヘキサモンタン酸エステル（モンタン酸を溶融し、ジペンタエリスリトール（ジペンタエリスリトールとモンタン酸のモル比＝１：６．３）及び７０％濃度メタンスルホン酸（ジペンタエリスリトールとモンタン酸の合計量１００重量％に対し０．２重量％）を加え、２２０℃、窒素雰囲気下、反応水の留出下、酸価が３０未満に低下するまで攪拌した。反応終了後、水酸化カリウム水溶液を用いて反応混合物中の遊離脂肪酸を中和し、その後温水による洗浄、脱水、ろ過、粉砕の処理を行った。滴点８４℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤５：ペンタエリスリトールジステアリン酸エステル（理研ビタミン（株）製、リケマールＨＴ−１０。滴点５２℃、酸価３ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
【００７９】
【表１】
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【００８０】
【表２】
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【００８１】
【表３】
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【００８２】
【表４】
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【００８３】
【表５】
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【００８４】
実施例１〜３０は、いずれも良好な流動性、金線流れ率、離型性、連続成形性、パッケージ外観、金型汚れ性が得られ、かつ良好な耐半田リフロー性を有する半導体装置が得られる結果となった。
一方、（Ａ−１）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）一般式（２）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−３）一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂、（Ｂ−１）一般式（４）で表されるフェノール樹脂系硬化剤、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを用いていない比較例１では、流動性が低下し、金線流れ率が増加する結果となった。また、連続成形性が悪化し、パッケージ外観、金型汚れ性、耐半田リフロー性も劣る結果となった。また、（Ｅ−１）ペンタエリスリトールテトラ脂肪酸エステル及び／又は（Ｅ−２）ジペンタエリスリトールヘキサ脂肪酸エステルを用いていない比較例２、３、５、６では、連続成形性が悪化し、パッケージ外観、金型汚れ性、耐半田リフロー性も劣る結果となった。また、（Ａ−１）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−２）一般式（２）で表されるエポキシ樹脂、（Ａ−３）一般式（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも一つであるエポキシ樹脂、（Ｂ−１）一般式（４）で表されるフェノール樹脂を用いていない比較例４では、流動性が低下し、金線流れ率が増加する結果となった。また、耐半田リフロー性も劣る結果となった。
以上より、本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動性、離型性、連続成形性のバランスに優れ、これを使用することにより、耐半田リフロー性に優れた半導体装置パッケージを提供することができることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、これを用いて半導体素子を成形封止する時の流動性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物における低吸湿性、低応力性、リードフレーム等の金属系部材に対する密着力のバランスに優れ、耐半田リフロー性に優れた半導体装置を得ることができるため、無鉛半田を用いて表面実装を行う半導体装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。
【図２】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  半導体素子
２  ダイボンド材硬化体
３  ダイパッド
４  金線
５  リードフレーム
６  封止用樹脂組成物の硬化体
７  レジスト
８  基板
９  半田ボール
【図１】
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【図２】
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