(57)【要約】【課題】  エポキシ樹脂組成物のトランスファー成形時に発する独特の臭気による成形作業者の不快感を軽減することができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置を提供する。【解決手段】  エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材とともにカルボンが必須成分として含有されていることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物とする。【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、無機充填材とともにカルボンが必須成分として含有されてい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】
カルボンは、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．０５〜０．７質量％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、カルボンを予め無機充填材に含浸させた後、この無機質充填材とエポキシ樹脂および硬化剤とを混合して調製された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４】
請求項１から３のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物で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】
本願発明は、電気・電子部品、汎用半導体装置、光半導体装置等における半導体を封止するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気・電子部品、汎用半導体装置、光半導体装置等の封止方法として、エポキシ樹脂組成物やシリコン樹脂組成物等による封止方法や、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知られている。特に、エポキシ樹脂は、密着性、耐湿性、電気絶縁性、耐熱性、透明性等の点で優れており、さらに、大量生産可能でありコストメリットがあるため、近年ではエポキシ樹脂組成物を用いた封止方法が主流となっている。そして、エポキシ樹脂組成物を用いた封止方法としては、トランスファー成形により封止する方法が汎用されている。たとえば、タブレット状に加工したエポキシ樹脂組成物からなる封止材料をトランスファー成形機に取り付けられた金型に備えたポットに装填し、加熱して溶融させた後、プランジャーで加圧して、前記金型が備えるランナーおよびゲートを経由して、半導体素子等が配置された樹脂成形用のキャビティーに封止材料が送られ、さらに加熱することにより封止材料を硬化させて封止している。金型温度は、たとえば１７５℃程度あるいは封止材料の硬化性に応じてさらに加温している。しかしながら、エポキシ樹脂組成物によってはトランスファー成形時に１７５℃程度の温度で独特の臭気を放出するものが存在する。この臭気は成形作業者に不快感を与えることから、快適な作業環境を提供するためにその改善が強く求められているのが実情である。
【０００３】
ところで、最近、臭気の発生を抑えたエポキシ樹脂として、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤からなる組成物に特定のヘテロ環含有化合物とケイ酸塩鉱物系吸収剤を配合したが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、このエポキシ樹脂組成物は、低温や常温での硬化性に優れているものではあるが、封止材料としての適用を考えたとき半導体パッケージに要求される高耐湿性、高信頼性などの特性を満足するものではなかった。
【特許文献１】特開２００５−６８３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明は、以上の通りの背景から、エポキシ樹脂組成物のトランスファー成形時に発する独特の臭気による成形作業者の不快感を軽減することができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、前記の課題を解決するものとして、第１には、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材とともにカルボンが必須成分として含有されていることを特徴とする。
【０００６】
また、第２には、上記第１の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、カルボンは、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．０５〜０．７質量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
【０００７】
そして、第３には、上記第１または第２の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、カルボンを予め無機充填材に含浸させた後、この無機質充填材とエポキシ樹脂および硬化剤とを混合して調製されたものであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本願発明は、第４には、半導体装置として、以上のいずれかの半導体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子が封止されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
前記のとおりの上記の第１の発明によれば、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材とともにカルボンが必須成分として含有されていることにより、トランスファー成形時に発する独特の臭気による成形作業者の不快感を軽減することができる。
【００１０】
上記の第２の発明によれば、カルボンが半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．０５〜０．７質量％の範囲で含有されていることにより、上記の第１の発明の効果をより一層向上させることができる。
【００１１】
また、上記の第３の発明によれば、カルボンを予め無機充填材に含浸させた後、この無機質充填材とエポキシ樹脂および硬化剤とを混合して調製されたものであることにより、調製時の取扱い性や作業性が向上するとともに、カルボンを効果的に含有させることができる。
【００１２】
そして、以上のような顕著な効果は、上記の第４の発明の半導体装置として大きく実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本願発明は前記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
本願発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物では、前記のとおり、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材とともに、カルボン（Ｃ１０Ｈ１４Ｏ）が必須成分として含有されているものである。
【００１５】
カルボンは、次式
【００１６】
【化１】
2007031553.tif 000002
で表されるモノテルペンで、ｄ−体またはｌ−体であってもよい。また、たとえば、その主成分がカルボンであるスペアミントオイルを用いてもよい。
【００１７】
カルボンの含有量としては、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．０５〜０．７質量％の範囲で含有されていることが好ましい。これによって、成形作業者の不快感をより一層軽減することができる。０．０５質量％未満の場合には、成形作業者の不快感を十分に軽減することができない場合があったり、持続性が悪くなったりする場合があるため好ましくない。また、０．７質量％を超える場合には、カルボンの臭気が強くなってしまい成形作業者に不快感を与えてしまう場合があるため好ましくない。
【００１８】
本願発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂は、一般的に半導体封止用として使用される各種のエポキシ樹脂であってよく、特に限定されない。たとえば、ｏ−クレゾール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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらを単独もしくは複数種併用してもよい。エポキシ樹脂は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、たとえば、７〜３５質量％の範囲で使用することができる。
【００１９】
また、硬化剤としては、一般的に半導体封止用として使用される各種のものを適用できる。具体的には、フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のナフタレン骨格含有フェノール樹脂、多価フェノール化合物が例示される。これらは一種に限定されず、複数種を組み合わせて使用してもよい。このとき、エポキシ樹脂と硬化剤の含有量は特に限定されないが、たとえば、エポキシ樹脂と硬化剤との当量比が０．５〜１．５、好ましくは０．８〜１．２となるように配合することができる。
【００２０】
さらに、無機充填材としては、一般的に半導体封止用として使用されるものであればよく、その種類は特に限定されない。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。無機充填材の含有量も特に限定されないが、たとえば、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して６０〜９３重量％とすることができる。
【００２１】
本願発明は、さらに硬化促進剤を併用してもよく、エポキシ樹脂と硬化剤の反応を促進させる作用があるものであれば特に制限されるものではない。たとえば、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、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、ベンジルジメチルアミンなどの３級アミンなどを用いることができる。これらを単独もしくは複数種併用してもよい。
【００２２】
また、本願発明は、カップリング剤を配合することができる。カップリング剤としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのグリシドキシシラン、アミノシランなどのシランカップリング剤を用いることができる。これらを単独もしくは複数種併用してもよい。
【００２３】
本願発明は、さらに必要に応じて、カーボンブラックなどの着色剤、天然カルナバ、脂肪酸アミド、ステアリン酸、モンタン酸アミド、脂肪酸エステル、カルボキシル基含有ポリオレフィンなどの離型剤、シリコーン可とう剤、ブロム化エポキシ樹脂などの難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤などを添加することができる。
【００２４】
本願発明の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、カルボン、必要に応じてその他の材料を配合し、ミキサーやブレンダーなどで均一に混合した後、ニーダーやロールなどで加熱・混合して調製することができる。ここで、カルボンは常温で液体であるため、カルボンを予め無機充填材に含浸させこの無機質充填材をエポキシ樹脂および硬化剤などと混合して調製するようにしてもよい。これによって、調製時の取扱い性や作業性が向上するとともに、カルボンを効果的に含有させることができる。加熱・混合した後は、必要に応じて冷却固化し、粉砕して粉状にして使用してもよいし、タブレット状、スティック状に成形して使用してもよい。
【００２５】
そして、上記のようにして調製した半導体封止用エポキシ樹脂組成物を封止成形することによって、半導体装置を作製することができる。たとえば、ＩＣなどの半導体素子を搭載したリードフレームをトランスファー成形金型にセットし、トランスファー成形を行うことによって、半導体素子を上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物による封止樹脂で封止した半導体装置を作製することができる。金型の温度や成形時間およびその他の成形条件は、従来の封止成形と同様に設定することができ、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の材料（成分）の種類や製造される半導体装置の種類等によって適宜設定変更するものである。
【００２６】
以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本願発明が限定されることはない。
【実施例】
【００２７】
＜実施例１〜７および比較例＞
製造室（温度１２℃、湿度１５％）において、表１に示す配合物（配合量の単位は質量部）をミキサー・ブレンダーで混合し均一化した。このとき、スペアミントオイルを予め無機充填材に噴霧し含浸させ、さらにこの無機充填材に所定量のカップリング剤を噴霧してミキサーにて混合した後、他材料とともにミキサー・ブレンダーで混合するようにした。次いで、この混合物を２本ロールで加熱混練した。そして、この混練品を冷却固化し粉砕して、実施例１〜７および比較例の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を粒状材料として得た。これらの半導体封止用エポキシ樹脂組成物について、成形時の発生臭気を官能評価した。
【００２８】
なお、表１における半導体封止用エポキシ樹脂組成物の配合材料としては、下記のものを用いた。
スペアミントオイル：（有）林ケミカル製  エッセンシャルオイル  「スペアミントオイル」
（カルボンの含有量：６０質量％）
ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：住友化学工業（株）製「ＥＳＣＮ１９５ＸＬ」エポキシ当量１９５
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂：大日本インキ化学工業（株）製「ＥＸＡ７２００」エポキシ当量１９５
フェノールノボラック樹脂：荒川化学工業（株）製「タマノール７５２」水酸基当量１０４
ブロム化エポキシ樹脂：住友化学工業（株）製「ＥＳＢ４００Ｔ」エポキシ当量４００
トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）：北興化学（株）製ＴＰＰ
カルナバワックス：大日化学工業（株）製「Ｆ１−１００」
溶融シリカ：電気化学（株）製「ＦＢ９４０」
合成シリカ：旭硝子（株）製「サンスフェア  Ｈ−５２」
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：信越化学工業（株）製「ＫＢＭ４０３」
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「ＫＢＭ８０３」
＜成形時の発生臭気の評価＞
放熱フィン付きＴＯ２２０パッケージを成形し、型開き直後の臭気を官能評価した。
【００２９】
ＴＯ２２０リードフレーム：１フレーム＝２０キャビティ  モールド部１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み４．５ｍｍ
金型温度：１７５℃
注入圧力：６．９ＭＰａ（７０ｋｇｆ／ｃｍ２）
注入時間：１０秒
成形時間：８０秒
ショット数：１ショット
臭気の評価基準：「○」  成形時にほとんど臭いを感じない。
【００３０】
「△」  成形時に臭いを感じるが不快ではない。
【００３１】
「×」  成形時に臭いを感じ、不快である。
【００３２】
【表１】
2007031553.tif 000003
表１の結果より、実施例１〜７では、カルボンが必須成分として含有されていることで、成形時に発する独特の臭気による成形作業者の不快感を軽減することができることが確認された。また、カルボンが半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して０．０５〜０．７質量％の範囲で含有されていることにより（実施例１〜５）、成形作業者の不快感をより一層軽減することができることが確認された。