(57)【要約】【課題】半導体装置の封止用途に好適に使用され、その成形体が良好な耐熱変色性を維持しつつ、明りょうなレーザマーキングが可能であり、且つマーキングされた文字等の変色が生じにくい半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。前記硬化剤としてパラ位変性フェノール樹脂を含有する。着色剤を組成物全量に対して１０質量％以下の割合で含有する。前記着色剤が、組成物全量に対して０．１〜５質量％の割合のホワイトカーボンを含むものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記硬化剤としてパラ位変性フェノール樹脂を含有し、組成物全量に対して０．１〜５質量％の割合のホワイトカーボンを含むもの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２】
上記パラ位変性フェノール樹脂を、組成物全量に対して３〜１０質量％の割合で含有す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３】
請求項１又は２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物にて封止されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれにより封止された半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイオード、トランジスター、集積回路等の電気、電子部品や半導体装置等の封止方法として、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂等により封止方法や、ガラス、金属、セラミック等を用いたハーメチックシール法が採用されているが、近年では信頼性の向上と共に大量生産が可能であり、またコストメリットのあるトランスファー成形による樹脂封止が主流を占めている。
【０００３】
この封止方法に用いられる樹脂組成物においては、耐湿信頼性が要求されるため、エポキシ樹脂及び硬化剤であるフェノールノボラック樹脂を主成分とする樹脂組成物からなる封止材料が一般に用いられていた。
【０００４】
しかし、フェノールノボラック樹脂を使用して封止された装置は長期間の保管や熱により変色してしまうという欠点がある。この欠点を解決するため、硬化剤としてパラ位変性フェノール樹脂を用いる試みが為されている（特許文献１参照）が、この場合はレーザマーキング性に劣るという欠点がある。
【特許文献１】特開２００２−１４５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、半導体装置の封止用途に好適に使用され、その成形体が良好な耐熱変色性を維持しつつ、明りょうなレーザマーキングが可能であり、且つマーキングされた文字等の変色が生じにくい半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこの半導体封止用エポキシ樹脂組成物にて封止された半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記硬化剤としてパラ位変性フェノール樹脂を含有し、組成物全量に対して０．１〜５質量％の割合のホワイトカーボンを含むものであることを特徴とするものである。
【０００７】
上記パラ位変性フェノール樹脂は、組成物全量に対して３〜１０質量％の割合で含有することが好ましい。
【０００８】
また本発明に係る半導体装置は、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物にて封止されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体装置を封止する成形体が優れた耐熱変色性を有すると共に、レーザマーキングを行った場合に明りょうなマーキングが可能であり、且つこのマーキングされた文字等の変色が生じにくくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１１】
本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を必須成分として含有し、更に着色剤を含有する。
【００１２】
エポキシ樹脂としては、半導体封止用途に用いられる適宜のものを用いることができるが、例えばｏ−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、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１３】
硬化剤としては、パラ位変性フェノール樹脂を必須成分として含有する。パラ位変性フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂と反応し得るフェノール性水酸基を二個以上有するものであり、例えばｐ−メチルフェノール、ｐ−イソブチルフェノールなどのパラアルキルフェノールや、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのｐ−（ｐ−ヒドロキシフェニル）アルキルフェノールとホルムアルデヒドとの反応により得られるノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。これらフェノール樹脂のパラ位は原料フェノールの置換基で封鎖され、ノボラックのメチレン結合は全てα位にある。
【００１４】
具体的には、例えば下記一般式Ａに示されるビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、下記一般式Ｂに示されるアルキル変性ノボラックフェノール樹脂などが挙げられる。これらのパラ位変性フェノール樹脂は、単独もしくは二種以上混合して用いることができる。
【００１５】
【化１】
2005239792.tif 000002
【００１６】
【化２】
2005239792.tif 000003
【００１７】
また硬化剤としては、これらのパラ位変性フェノール樹脂に加えて、水酸基を二個以上含むフェノール化合物、すなわちビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのｐ−（ｐ−ヒドロキシフェニル）アルキルフェノールを併用することもできる。このようなフェノール化合物が併用されることにより、流動性、硬化性の調整を容易に行うことができる。
【００１８】
硬化剤の含有量は、上記エポキシ樹脂の、硬化剤に対する化学量論上の当量比が０．９〜１．５の範囲内であることが好ましく、この範囲を逸脱すると、耐湿性、耐熱性、成型作業性及び効果物の電気特性が悪化するおそれがある。
【００１９】
また、特に上記パラ位変性フェノール樹脂の含有量は、組成物全量に対して３〜１０質量％の割合となるように配合することが好ましい。このような範囲とすることで、耐熱変色性が優れた樹脂組成物が得られる。
【００２０】
また、必要に応じて硬化促進剤を含有させても良い。この硬化促進剤としては適宜のものが用いられるが、例えば２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン等の有機ホスフィン類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）、トリエタノールアミン、ベンジルメチルアミン等の３級アミン等を用いることができ、一種又は複数種を用いることができる。硬化促進剤を配合する場合、その含有量は適宜調整されるが、好ましくはエポキシ樹脂と硬化剤の合計量に対して０．１〜５質量％の範囲となるようにする。
【００２１】
無機充填材としては、半導体封止用途に用いられる適宜のものが用いられるが、例えば結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、酸化チタン等を挙げることができる。尚、本発明の必須成分であるホワイトカーボンは、本発明における無機充填材には含まれない。無機充填材は、一種又は複数種を用いることができる。無機充填材の配合量は適宜調整されるが、組成物全量に対して６０〜９０質量％の範囲とすることが好ましい。このような範囲で無機充填材を含有させることで、耐湿信頼性に優れた樹脂組成物が得られる。
【００２２】
また着色剤は、組成物全量に対して１０質量％以下の割合で含有されることが好ましく、またこの含有量は０．１質量％以上であることが好ましい。この範囲で着色剤を配合することで、成形性に優れた樹脂組成物が得られる。
【００２３】
そして、本発明では、着色剤としてホワイトカーボンを必須成分として含有する。ホワイトカーボンとして、具体的には含水微粉ケイ酸、ケイ酸カルシウムなどが挙げられる。このホワイトカーボンは、組成物全量に対して０．１〜５質量％の範囲で含有させるものである。このようにホワイトカーボンを含有させると、組成物中にはパラ位変性フェノール樹脂が含有されているにもかかわらず、組成物の硬化成形体は、レーザマーキングが施された際のマーキング性が良好となり、また耐熱変色性が高く、加熱や長期保存による変色や、レーザマーキング後の変色・消失が抑制されるものである。このとき、ホワイトカーボンの含有量が０．１質量％に満たないとマーキング性が悪く、またこの含有量が５質量％を超えると流動性、硬化性が悪くなる。
【００２４】
また、着色剤としては、ホワイトカーボンの他に、適宜の有機顔料を併用することもできる、例えばピグメントブルーを併用することができる。
【００２５】
また、組成物中には、離型剤等の種々の添加剤を適宜配合することができる。例えば離型剤としては、ステアリン酸、モンタン酸、モンタン酸エステル、燐酸エステル、カルナバワックス等を挙げることができる。離型剤を含有させる場合、その含有量は適宜調整されるが、組成物全量に対して０．１〜１０質量％の範囲とすることが好ましい。
【００２６】
上記のような成分から半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、一般的な製法を適宜採用することができる。例えば調製される組成物の性状が液体状である場合は各成分を配合した後に溶解混合し、又はミキサー、ブレンダー等で均一に混合した後にニーダーやロール等で加熱混練して、液体状の樹脂組成物を得ることができる。また調製される樹脂組成物の性状が固体状である場合は各成分を配合した後に溶解混合し、又はミキサー、ブレンダー等で均一に混合した後にニーダーやロール等で加熱混練したものを、冷却固化した後粉砕して粉末状の樹脂組成物を得るものであり、また更に必要に応じて粉末状の樹脂組成物をタブレット状に打錠することもできる。
【００２７】
このようにして得られた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するにあたっては、一般的な手法を適宜採用することができるが、半導体装置製造の一例を挙げると、先ずリードフレーム上に半導体素子をダイボンディングした後、Ａｕ等の細線ワイヤを用いたワイヤボンディング法等でリードフレームと半導体素子を結線する。次に上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置と結線部分とを樹脂封止する。
【００２８】
ここで樹脂封止を行うにあたっては、封止用エポキシ樹脂組成物が固体状である場合には粉末状又はタブレット状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物をトランスファー成形等により金型成形することができ、半導体封止用エポキシ樹脂組成物が液体状である場合にはキャスティングやポッティング、印刷等の方法により注型、固化することができる。また必要に応じてアフターキュアーを施すようにしても良い。
【００２９】
このように形成された半導体装置の封止成形体は、レーザ加工によるマーキング性が良好であり、特にＹＡＧ−レーザによるマーキング性が優れたものとなる。また耐熱変色性が高く、加熱や長期保存によるパッケージ表面の変色や、レーザマーキングの変色・消失を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例によって詳述する。
【００３１】
《実施例１〜３、比較例１〜３》
各実施例及び比較例につき、下記表１に示す組成となるように各成分を配合し、ミキサーで混合し均一化した後、加熱ロールにて混練溶融させ、冷却後、粉砕機で粉砕して、粒状のエポキシ樹脂組成物を得た。
【００３２】
尚、表１中に示された各成分の詳細は次の通りである。
・ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：住友化学（株）製、品番「ＥＳＣＮ  １９５ＸＬ」、エポキシ当量１９５
・硬化剤Ａ：上記化学式Ａに示されるパラ位変性フェノール樹脂、明和化成（株）製、水酸基当量１２０
・フェノールノボラック樹脂：荒川化学（株）製、水酸基当量１０５
・ブロム化エポキシ樹脂：住友化学（株）製、品番「ＥＳＢ４００Ｔ」、エポキシ当量４００
各実施例及び比較例の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７ＭＰａ、成形時間１００秒の条件でトランスファ成形を行い、評価用のパッケージ（１６ＤＩＰ）を作製した。
【００３３】
得られたパッケージの表面にＹＡＧ−レーザを加工スピード７００ｍｍ／ｓ、周波数１０Ｈｚ、レーザー出力１５Ｗの条件で照射することでマーキングを施した。
【００３４】
このマーキング形成後のパッケージを１７５℃で６時間加熱し、処理後のパッケージを目視で観察した。
【００３５】
（ＹＡＧ−レーザマーキング性評価）
処理後のマーキングの視認性が良好なものを「○」、マーキングがされていることは確認できるがその視認が困難なものを「△」、マーキングが全く確認されないか、一部マーキングが確認されないものを「×」と、評価した。
【００３６】
（耐変色性評価）
処理前後のパッケージ表面の色を比較し、変色が目視で確認できないものを「○」、変色が目視で確認できるものを「×」と、評価した。
【００３７】
この結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2005239792.tif 000004