(57)【要約】【課題】半田耐熱性に優れ、かつ成形時における離型性、連続成形性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ性等とのバランスに優れる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）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）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）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、
並びに
（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）
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。
【請求項２】
前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）が下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンである請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2008239905.tif 000015
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基及びＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。上記Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。）
【請求項３】
前記カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）が下記一般式（２）で表されるオルガノポリシロキサンである請求項２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
2008239905.tif 000016
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ４は少なくとも１つ以上がカルボキシル基を有する炭素数１〜４０の有機基であり、残余の基は水素、フェニル基及びメチル基から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。ｎ２の平均値は１以上、５０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。
【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、及びこれを用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体の高集積化が年々進み、また半導体パッケージの表面実装化が促進されてきている。更に地球環境へ配慮した企業活動が重要視され、有害物質である鉛を特定用途以外で全廃することが求められている。しかしながら、鉛フリー半田の融点は従来の鉛／スズ半田に比べて高いため、赤外線リフロー、半田浸漬等の半田実装時の温度も従来の２２０〜２４０℃から、２４０℃〜２６０℃へと高くなる。このような実装温度の上昇により、実装時に樹脂部にクラックが入り易くなり、信頼性を保証することが困難になってきているという問題が生じている。更にリードフレームについても、外装半田メッキも脱鉛する必要があるとの観点から、外装半田メッキの代わりに事前にニッケル・パラジウムメッキを施したリードフレームの適用が進められている。このニッケル・パラジウムメッキは一般的な封止材料との密着性が低く、実装時に界面において剥離が生じ易く、樹脂部にクラックも入り易い。
【０００３】
このような課題に対し、半田耐熱性の向上に対して低吸水性のエポキシ樹脂や硬化剤を適用することにより（例えば、特許文献１、２、３参照。）、実装温度の上昇に対して対応が取れるようになってきた。その半面、このような低吸水・低弾性率を示すエポキシ樹脂組成物は架橋密度が低く、硬化直後の成形物は軟らかく、連続生産では金型への樹脂トラレ等の成形性での不具合が生じ、生産性を低下させる問題があった。
また、連続成形性向上への取り組みとしては、離型効果の高い離型剤の適用が提案されている（例えば、特許文献４参照。）が、離型効果の高い離型剤は必然的に樹脂硬化物の表面に浮き出しやすく、連続生産すると樹脂硬化物の外観を著しく汚してしまう欠点があった。樹脂硬化物の外観に優れるエポキシ樹脂組成物として特定の構造を有するシリコーン化合物を添加する手法等が提案されている（例えば、特許文献５、６参照。）が、離型性は不十分で連続成形においてエアベント部分で樹脂が付着してエアベントを塞ぐことにより、未充填等の成形不具合を生じさせる等、連続成形性の低下を引き起こす問題があった。以上より、半田耐熱性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物の外観、金型汚れ全ての課題に対応した半導体封止用エポキシ樹脂組成物が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３１６１号公報
【特許文献２】特開平９−２３５３５３号公報
【特許文献３】特開平１１−１４０２７７号公報
【特許文献４】特開２００２−８０６９５号公報
【特許文献５】特開２００２−９７３４４号公報
【特許文献６】特開２００１−３１０９３０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、流動性、離型性、連続成形性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】
【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）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）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。
［２］  前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）が下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンである第［１］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【化１】
2008239905.tif 000002
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基及びはＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。上記Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。）
［３］  前記カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）が下記一般式（２）で表されるオルガノポリシロキサンである第［２］項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【０００７】
【化２】
2008239905.tif 000003
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ４は少なくとも１つ以上がカルボキシル基を有する炭素数１〜４０の有機基であり、残余の基は水素、フェニル基及びメチル基から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。ｎ２の平均値は１以上、５０以下の正数である。）
【０００８】
［４］  第［１］項ないし第［３］項のいずれかに記載の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、
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従うと、半導体素子を成形封止する時の離型性、連続成形性のバランスに優れ、かつ低吸湿、低応力性、及びプレプリーティングフレームとの密着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を得ることができる。また、本発明に従うと、耐半田性及び半田処理後の信頼性に優れた半導体装置を高い生産性で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）を含むことにより、成形封止する時の離型性、連続成形性のバランスに優れ、かつ低応力性であり、耐半田性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物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。
【００１１】
本発明で用いられるエポキシ樹脂（Ａ）は、分子中に２個以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、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、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、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル樹脂、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が、これらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂（Ａ）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。これらの内で特に耐半田性が求められる場合、常温では結晶性の固体であるが、融点以上では極めて低粘度の液状となり、無機質充填材を高充填化できる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、スチルベン型エポキシ樹脂等が好ましい。その他のエポキシ樹脂も極力粘度の低いものを使用することが望ましい。また、耐半田性、可撓性、低吸湿化が求められる場合には、エポキシ基が結合した芳香環の間にエポキシ基を有さず、疎水性を示すフェニレン骨格やビフェニレン骨格等を有することで、低吸湿性や実装時の高温域において低弾性を示すフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。しかしながら、上記のような低粘度や可撓性を有するエポキシ樹脂を用いた場合には、樹脂硬化物の架橋密度が低くなるため、樹脂硬化物の金型からの離型性が低下するという問題点もあり、後述の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分との併用により離型性を改善する必要がある場合もある。
【００１２】
本発明で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、２重量％以上、１２重量％以下であることが好ましく、４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、耐半田性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
【００１３】
本発明で用いられるフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）は、分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、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、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）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。これらの内で特に耐半田性が求められる場合、エポキシ樹脂と同様に、低粘度の樹脂が無機質充填材の高充填化できるという点で好ましく、更に可撓性、低吸湿性が求められる場合には、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格、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のアラルキル型樹脂の使用が好ましい。しかしながら、低粘度や可撓性を有するフェノール樹脂系硬化剤は、架橋密度が低くなるため離型性が低下するという問題点もあり、後述の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分との併用により離型性を改善する必要がある場合もある。
【００１４】
本発明で用いられるフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）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、１０重量％以下であることが好ましく、３重量％以上、８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、耐半田性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
【００１５】
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）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。上記範囲にすることで、耐湿性、硬化性等の低下を抑えることができる。
【００１６】
本発明では、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）と、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）と、を併用することが好ましい。これにより、エポキシ樹脂マトリックスと（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）とを適正な状態に相溶化させることができるため、これらを併用したエポキシ樹脂組成物は、その成形時において、樹脂硬化物表面の外観と離型性とを両立させることができ、連続成形性が良好になる。
【００１７】
一方、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）を使用せずに、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）のみを使用した場合では、離型性が不充分となり、連続成形性が低下する。また、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用せずに、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）のみを使用した場合では、エポキシ樹脂マトリックス中における（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）の相溶化が不充分となり、樹脂硬化物表面の外観が悪化する。
【００１８】
本発明で用いられるポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）は、ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下５０〜１００℃で反応させることで得られる。ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）としては、特に限定するものではないが、下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンが好ましい。
【化１】
2008239905.tif 000004
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基及びＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。上記Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。）
【００１９】
一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基及びＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。ポリカプロラクトン基を有する有機基の炭素数が上記範囲内であると、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が適正な状態となり、樹脂硬化物表面の外観悪化を抑えることができる。また、一般式（１）において、ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。ｎ１の平均値が上記範囲内であると、オルガノポリシロキサン自体の粘度が適正な範囲となるため、流動性の悪化を引き起こす恐れが少ない。
【００２０】
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用すると、流動性の低下を引き起こさず、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）との相溶性が特に悪いエポキシ樹脂マトリックスを用いた場合においても、樹脂硬化物表面の外観を良好にすることができる。
【００２１】
ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）の製法については、特に限定するものではないが、例えば、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）をエポキシ樹脂と硬化促進剤により溶融・反応させることで得ることができる。ここで言う硬化促進剤とは、オルガノポリシロキサン（ｃ１）のポリカプロラクトン基とエポキシ化合物のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、後述するエポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる硬化促進剤と同じものを用いることができる。また、ここで言うエポキシ化合物とは、１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、前述したエポキシ樹脂（Ａ）と同じものを用いることができる。ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用すると、更に、連続成形後の型汚れが発生し難く、連続成形性が極めて良好になる。
【００２２】
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）の配合量は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）での配合量として、全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上、３重量％以下であることが好ましく、０．０５重量％以上、１重量％以下であることがより好ましい。配合量が上記範囲内であると、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）による樹脂硬化物表面の外観汚れを抑えることができる。また、配合量が上記範囲内であると、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）自体による樹脂硬化物表面の外観悪化を抑えることができる。
【００２３】
本発明で用いられるカルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）は、１分子中に１個以上のカルボキシル基を有するオルガノポリシロキサンである。本発明で用いられるカルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）としては、特に限定するものではないが、下記一般式（２）で示されるオルガノポリシロキサンが望ましい。
【化２】
2008239905.tif 000005
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ４は少なくとも１つ以上がカルボキシル基を有する炭素数１〜４０の有機基であり、残余の基は水素、フェニル基及びメチル基から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。ｎ２の平均値は１以上、５０以下の正数である。）
【００２４】
一般式（２）の式中のＲ４は有機基であり、全有機基の内、少なくとも１個以上がカルボキシル基を有する炭素数１〜４０の有機基であり、残余の有機基は水素、フェニル基、及びメチル基から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。カルボキシル基を有する有機基の炭素数を上記範囲にすることで、樹脂との相溶性が低下することによる樹脂硬化物の外観の悪化を抑えることができる。また、一般式（２）中のｎ２は平均値で、１〜５０の整数である。ｎ２の値を上記範囲にすることで、オイル単体の粘度が高くなることによる流動性の低下を抑えることができる。一般式（２）で示されるオルガノポリシロキサンを使用すると、流動性の低下を引き起こさず、樹脂硬化物の外観が特に良好になる。更に、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサンの全量又は一部をエポキシ樹脂と硬化促進剤により予め溶融・反応させた反応生成物（ｄ２）を用いることで、連続成形後の型汚れがより発生し難く、連続成形性が極めて良好になる。ここで言う硬化促進剤とは、オルガノポリシロキサン中のカルボキシル基とエポキシ樹脂中のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、前述したエポキシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる硬化促進剤と同じものを用いることができる。尚、一般式（２）で示されるオルガノポリシロキサンのカルボキシル基を有する有機基の炭素数とは、有機基中の炭化水素基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
【００２５】
本発明で用いられる（Ｄ）成分の配合量は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）での配合量として、全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上、３重量％以下が好ましく、０．０３重量％以上、１重量％以下であることがより好ましい。配合量を上記範囲にすることで、離型剤や過剰のオルガノポリシロキサンによる樹脂硬化物の外観汚れを抑え、良好な連続成形性を得ることができる。
【００２６】
また、本発明においては、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）と、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）とを併用する効果を損なわない範囲で、更に他のオルガノポリシロキサンを併用することができる。
【００２７】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分以外の主要成分として、硬化促進剤（Ｅ）及び無機質充填材（Ｆ）を用いることができる。
本発明で用いることができる硬化促進剤（Ｅ）としては、エポキシ樹脂（Ａ）中のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）中のフェノール性水酸基との硬化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（Ｅ）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。
【００２８】
本発明で用いることができる硬化促進剤（Ｅ）の配合量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体の０．１重量％以上、１重量％以下が好ましい。配合量が上記範囲内であると、流動性を損なうことなく、良好な硬化性を得ることができる。
【００２９】
本発明で用いることができる無機質充填材（Ｆ）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。これらの無機質充填材（Ｆ）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。無機質充填材（Ｆ）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一般的である。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。
【００３０】
本発明で用いることができる無機質充填材（Ｆ）の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体の７５重量％以上、９４重量％以下が好ましく、特に７８重量％以上、９２重量％以下が好ましい。含有量が上記範囲内であると、耐半田性の低下や流動性の低下を引き起こす可能性が低い。
【００３１】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分以外に、更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；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及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤；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やエポキシ樹脂もしくはフェノール樹脂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、混合機を用いて処理する方法等がある。
【００３２】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分及びその他の添加剤等を、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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）、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。
【００３５】
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。
【実施例】
【００３６】
以下に本発明の実施例を示すが、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
エポキシ樹脂１：下記式（３）で表されるエポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＮＣ３０００Ｐ。エポキシ当量２７４、軟化点５８℃。下記式（３）において、ｎ３の平均値３．８。）                                                          ８．００重量部
【化３】
2008239905.tif 000006
【００３７】
フェノール樹脂系硬化剤１：下記式（４）で表されるエポキシ樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ。水酸基当量２０３、軟化点１０７℃。下記式（４）において、ｎ４の平均値は３．５。）                                        ５．４０重量部
【化４】
2008239905.tif 000007
【００３８】
オルガノポリシロキサンＣ１：下記式（５）で表されるオルガノポリシロキサン（ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。下記式（５）においてｎ５の平均値は１８．０。）          ０．２０重量部
【化５】
2008239905.tif 000008
【００３９】
オルガノポリシロキサンＤ１：下記式（６）で表されるオルガノポリシロキサン（東レダウ（株）製、ＢＹ１６−７５０）                                ０．２０重量部
【化６】
2008239905.tif 000009
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
溶融球状シリカ（平均粒径２１μｍ）                          ８５．００重量部
カップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）  ０．４０重量部
カーボンブラック                                              ０．４０重量部
カルナバワックス                                              ０．２０重量部
を混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間溶融混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００４０】
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、硬化時間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。判定基準は７０ｃｍ未満を不合格、７０ｃｍ以上を合格とした。
【００４１】
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機（第一精巧製、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・クワッド・フラット・パッケージ（８０ｐＱＦＰ；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×０．３５ｍｍ厚）を得る成形を、連続で７００ショットまで行なった。判定基準は未充填等全く問題なく７００ショットまで連続成形できたものを◎、未充填等全く問題なく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。
【００４２】
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、３００、５００及び７００ショット成形後のパッケージ表面及び金型表面について、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、７００ショットまで汚れていないものを◎で、５００ショットまで汚れていないものを○で、３００ショットまで汚れていないものを△で、汚れているものを×で表す。また、上記連続成形性において、３００ショットまで連続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、汚れていないものを△で、汚れているものを×とした。
【００４３】
耐半田性：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時間加熱処理を行って後硬化し、次いで８５℃、相対湿度６０％で１６８時間加湿処理後、２６０℃の半田槽にパッケージを１０秒間浸漬した。半田に浸漬させたパッケージ２０個の半導体素子とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面の密着状態を、超音波探傷装置（日立建機ファインテック社製  ｍｉ−ｓｃｏｐｅ  １０）により観察し、剥離発生率［（剥離発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を算出した。耐半田性の判断基準は、剥離が発生しなかったものは◎、剥離発生率が５％以上、１０％未満のものは○、１０％以上、２０％未満のものは△、２０％以上のものは×とした。
【００４４】
実施例２〜８、比較例１〜５
表１及び２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び２に示す。
実施例１以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂２：ビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−４０００。エポキシ当量１９０ｇ／ｅｑ、融点１０５℃。）
エポキシ樹脂３：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０  ６２。エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、軟化点６２℃。）
フェノール樹脂系硬化剤２：パラキシリレン変性ノボラック型フェノール樹脂（三井化学（株）製、ＸＬＣ−４Ｌ。水酸基当量１６８ｇ／ｅｑ、軟化点６２℃。）
【００４５】
オルガノポリシロキサンＣ２：下記式（７）で表されるオルガノポリシロキサン（ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。下記式（７）においてｎ７の平均値は１８．０。）
【化７】
2008239905.tif 000010
【００４６】
オルガノポリシロキサンＤ２：下記式（８）で表されるオルガノポリシロキサン（ウンデシレン酸とオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。下記式（８）においてｎ８の平均値は７．０。）
【化８】
2008239905.tif 000011
【００４７】
反応生成物Ａ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、ＹＬ−６８１０、エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、融点４７℃）６６．１重量部を１４０℃で加温溶融し、オルガノポリシロキサンＤ１を３３．１重量部及びトリフェニルホスフィン０．８重量部を添加して、３０分間溶融混合して反応生成物Ａを得た。
【００４８】
オルガノポリシロキサン１：下記式（９）で表されるオルガノポリシロキサン（東レダウコーニング製、Ｌ−４５。下記式（９）においてｎ９の平均値は１８．０。）
【化９】
2008239905.tif 000012
【００４９】
【表１】
2008239905.tif 000013
【００５０】
【表２】
2008239905.tif 000014
【００５１】
実施例１〜８は、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）をともに含むものであり、（Ｃ）成分の配合量や種類を変えたもの、（Ｄ）成分の配合量や種類を変えたもの、或いは、樹脂の種類や無機質充填材の配合量を変えたものを含むものであるが、いずれにおいても、流動性（スパイラルフロー）、連続成形性、パッケージ外観、金型汚れ性、耐半田性の全てに亘ってバランスがとれた、良好な結果が得られた。
【００５２】
一方、比較例１は（Ｄ）成分を用いていないものであるが、離型性が不充分なため、連続成形性が低下する結果となった。
また、比較例２は（Ｃ）成分を用いていないものであるが、（Ｄ）成分の分散が不充分となり、パッケージ表面の外観が悪化し、金型キャビティが汚れる結果となった。
また、比較例３は（Ｄ）成分の代わりにポリカプロラクトン基及びカルボキシル基を有さないオルガノポリシロキサン１を用いたものであるが、充分な離型性が得られず、連続成形性が劣る結果となった。
また、比較例４は（Ｃ）成分の代わりに、ポリカプロラクトン基及びカルボキシル基を有さないオルガノポリシロキサン１を用いたものであるが、（Ｄ）成分の分散が不充分となり、パッケージ表面の外観が悪化し、金型キャビティが汚れる結果となった。
比較例５は、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分をともに用いていないものであるが、離型性が不充分なため、連続成形性が劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に従うと、半導体装置実装時において優れた半田耐熱性を示すとともに、半導体素子の封止成形時における離型性、連続成形性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ性等とのバランスに優れる封止用エポキシ樹脂組成物が得られるため、工業的な樹脂封止型半導体装置、特に表面実装用の樹脂封止型半導体装置の製造に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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。
【符号の説明】
【００５５】
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  半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体
【図１】
2008239905.tif 000017