(57)【要約】【課題】半導体素子の封止成形を、より安定的に行う。【解決手段】  封止用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（Ａ）を含む粉粒体からなり、矩形圧試験により測定される矩形圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、かつハーフショットインデックス試験において、金属板への付着が観察されない。【選択図】図１
2016023279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂（Ａ）を含む粉粒体からなる封止用樹脂組成物であって、
下記矩形圧試験により測定される矩形圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、かつ
下記ハーフショットインデックス試験において、金属板への付着が観察されない封止用樹脂組成物。
（矩形圧試験）
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入速度１７７ｍｍ３／秒の条件にて、幅１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１７５ｍｍの矩形状の流路に前記封止用樹脂組成物を注入する。このとき、前記流路の上流先端から２５ｍｍの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記封止用樹脂組成物の流動時における最低圧力（ｋｇｆ／ｃｍ２）を測定し、これを矩形圧とする。
（ハーフショットインデックス試験）
まず、圧縮成形機の金型温度を予め１７５℃とする。次いで、前記圧縮成形機の上金型に、４２アロイ製の金属板を固定する。次いで、前記圧縮成形機の下金型上に配置されたテトラフルオロエチレンとポリエチレンの共重合体により構成される離型フィルム上に、前記封止用樹脂組成物を均一に供給する。次いで、前記封止用樹脂組成物を供給した直後に前記上金型と前記下金型を型締めし、前記金属板と前記離型フィルムの間隔が４ｍｍとなる位置に前記金属板を配置する。次いで、前記上金型と前記下金型により形成されるキャビティ内を４秒で減圧度０．８Ｔｏｒｒに減圧する。その後、減圧を継続し、減圧開始から９０秒後に型開きをして、前記金属板への前記封止用樹脂組成物の付着の有無を観察する。
【請求項２】
請求項１に記載の封止用樹脂組成物において、
前記熱硬化性樹脂（Ａ）は、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、ノボラック型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、および有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む封止用樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の封止用樹脂組成物において、
前記ハーフショットインデックス試験において、前記キャビティを減圧する際に、加熱溶融された前記封止用樹脂組成物の表面に発泡が観察されない封止用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
粒径１０６μｍ未満の微粉の割合が前記封止用樹脂組成物全体に対して５質量％以下であり、粒径２ｍｍ以上の粗粒の割合が前記封止用樹脂組成物全体に対して３質量％以下である封止用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記封止用樹脂組成物は、圧縮成形法による半導体素子の封止成形に用いられる封止用樹脂組成物。
【請求項６】
基材と、
前記基材上に搭載された半導体素子と、
請求項１〜５いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記半導体素子を封止する封止樹脂と、
を備える半導体装置。
【請求項７】
基材と、
前記基材上に搭載された複数の半導体素子と、
請求項１〜５いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記複数の半導体素子を封止する封止樹脂と、
を備える構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用樹脂組成物、半導体装置および構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージは、たとえば半導体素子を、封止用樹脂組成物を用いて封止成形することにより形成される。このような封止成形を行う方法としては、たとえばトランスファー成形法や圧縮成形法が挙げられる。特許文献１および２は、いずれも圧縮成形法による封止成形を用いて得られる半導体装置を開示している。
【０００３】
特許文献１には、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、および無機充填材を必須成分として含有する圧縮成形用半導体封止エポキシ樹脂組成物が記載されている。また、特許文献２には、ビフェニル型エポキシ樹脂と、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、フェノール樹脂硬化剤と、硬化促進剤と、シリカ粉末と、を必須成分とする半導体封止用樹脂シートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６３４９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体パッケージの製造においては、成形不良を抑制して、半導体素子の封止成形における安定性の向上を図ることが求められる。このような観点から、封止成形をより安定的に行うことが可能な、封止用樹脂組成物が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
熱硬化性樹脂（Ａ）を含む粉粒体からなる封止用樹脂組成物であって、
下記矩形圧試験により測定される矩形圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、かつ
下記ハーフショットインデックス試験において、金属板への付着が観察されない封止用樹脂組成物が提供される。
【０００７】
（矩形圧試験）
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入速度１７７ｍｍ３／秒の条件にて、幅１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１７５ｍｍの矩形状の流路に前記封止用樹脂組成物を注入する。このとき、前記流路の上流先端から２５ｍｍの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記封止用樹脂組成物の流動時における最低圧力（ｋｇｆ／ｃｍ２）を測定し、これを矩形圧とする。
【０００８】
（ハーフショットインデックス試験）
まず、圧縮成形機の金型温度を予め１７５℃とする。次いで、前記圧縮成形機の上金型に、４２アロイ製の金属板を固定する。次いで、前記圧縮成形機の下金型上に配置されたテトラフルオロエチレンとポリエチレンの共重合体により構成される離型フィルム上に、前記封止用樹脂組成物を均一に供給する。次いで、前記封止用樹脂組成物を供給した直後に前記上金型と前記下金型を型締めし、前記金属板と前記離型フィルムの間隔が４ｍｍとなる位置に前記金属板を配置する。次いで、前記上金型と前記下金型により形成されるキャビティ内を４秒で減圧度０．８Ｔｏｒｒに減圧する。その後、減圧を継続し、減圧開始から９０秒後に型開きをして、前記金属板への前記封止用樹脂組成物の付着の有無を観察する。
【０００９】
本発明によれば、
基材と、
前記基材上に搭載された半導体素子と、
上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記半導体素子を封止する封止樹脂と、
を備える半導体装置が提供される。
【００１０】
本発明によれば、
基材と、
前記基材上に搭載された複数の半導体素子と、
上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記複数の半導体素子を封止する封止樹脂と、
を備える構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体素子の封止成形をより安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る構造体の一例を示す断面図である。
【図３】ハーフショットインデックス試験において、キャビティ内を減圧した際の封止用樹脂組成物の挙動を示す断面写真である。
【図４】封止用樹脂組成物における矩形粘度とハーフショットインデックス試験結果との関係を示すグラフである。
【図５】封止用樹脂組成物の固着性の評価方法を説明する斜視図である。
【図６】ハーフショットインデックス試験を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（Ａ）を含む粉粒体からなる。また、封止用樹脂組成物は、下記矩形圧試験により測定される矩形圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、かつ下記ハーフショットインデックス試験において金属板への付着が観察されない。
【００１５】
（矩形圧試験）
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入速度１７７ｍｍ３／秒の条件にて、幅１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１７５ｍｍの矩形状の流路に上記封止用樹脂組成物を注入する。このとき、上記流路の上流先端から２５ｍｍの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、上記封止用樹脂組成物の流動時における最低圧力（ｋｇｆ／ｃｍ２）を測定し、これを矩形圧とする。
【００１６】
（ハーフショットインデックス試験）
まず、圧縮成形機の金型温度を予め１７５℃とする。次いで、上記圧縮成形機の上金型に、４２アロイ製の金属板を固定する。次いで、上記圧縮成形機の下金型上に配置されたテトラフルオロエチレンとポリエチレンの共重合体により構成される離型フィルム上に、上記封止用樹脂組成物を均一に供給する。次いで、上記封止用樹脂組成物を供給した直後に上記上金型と上記下金型を型締めし、上記金属板と上記離型フィルムの間隔が４ｍｍとなる位置に上記金属板を配置する。次いで、上記上金型と上記下金型により形成されるキャビティ内を４秒で減圧度０．８Ｔｏｒｒに減圧する。その後、減圧を継続し、減圧開始から９０秒後に型開きをして、上記金属板への上記封止用樹脂組成物の付着の有無を観察する。なお、減圧は、たとえば減圧開始から９０秒後まで減圧ポンプを一定の回転速度で駆動させることにより行われる。
【００１７】
半導体素子とボンディングワイヤの封止成形は、圧縮成形法により行われる場合がある。圧縮成形法では、たとえば下金型上に供給された封止用樹脂組成物を加熱溶融しつつ、金型キャビティ内を真空引きして減圧しながら型締めすることにより、当該キャビティ内に配置された半導体素子が封止成形される。これにより、半導体パッケージが得られる。
【００１８】
一方で、より安定的な封止成形を実現する観点から、封止用樹脂組成物を低粘度化し、封止成形におけるワイヤ流れをより高度に抑制することが考えられる。しかしながら、封止用樹脂組成物を低粘度化した場合、圧縮成形による封止成形後の半導体パッケージにバリが生じることがあり、これにより成形不良を招くおそれがあった。このように、封止用樹脂組成物の成形安定性を向上させることは容易ではなかった。
本発明者は、半導体パッケージにおけるバリの発生の要因について鋭意検討した。その結果、キャビティ内を真空引きして減圧する際に加熱溶融された封止用樹脂組成物が発泡し、溶融した封止用樹脂組成物が金型を完全に型締めする前にリードフレーム等の基材や上金型等へ付着してしまうこと、に起因するものであることを見出した。本実施形態は、このような知見に基づき、上述のハーフショットインデックス試験の結果を新たな封止用樹脂組成物の特性（以下、ＨＳＩ特性とも呼ぶ）として定め、互いにトレードオフの関係にあるＨＳＩ特性と、低粘度化と、の両立を図ったものである。
【００１９】
すなわち、本実施形態によれば、上記矩形圧試験により測定される矩形圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、かつ上記ハーフショットインデックス試験において金属板への付着が観察されない封止用樹脂組成物を実現することができる。このように、封止用樹脂組成物におけるＨＳＩ特性と低粘度化の両立を図ることによりワイヤ流れやバリの発生に起因した成形不良を抑制し、より安定的に封止成形を行うことが可能となる。
【００２０】
以下、本実施形態に係る封止用樹脂組成物、ならびに封止用樹脂組成物を用いて形成される封止樹脂を備える半導体装置および構造体について詳細に説明する。
【００２１】
まず、封止用樹脂組成物について説明する。
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、基材上に搭載された半導体素子を封止する封止樹脂を形成するために用いられる。この場合、封止樹脂は、封止用樹脂組成物の硬化物により構成されることとなる。基材は、たとえばインターポーザ等の有機基板またはリードフレームである。また、半導体素子は、ワイヤボンディングまたはフリップチップ接続等により、基材に電気的に接続される。
【００２２】
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、たとえば圧縮成形法による半導体素子の封止成形に用いられる。圧縮成形法を用いて封止成形を行うことにより、灰分均一性や充填性に優れた半導体パッケージを得ることができる。一方で、このように圧縮成形法による封止成形を行う場合であっても、本実施形態に係る封止用樹脂組成物を用いることにより、バリの発生やワイヤ流れを抑制して、安定的な封止成形を行うことが可能である。
【００２３】
封止用樹脂組成物を用いた封止成形により半導体素子を封止して得られる半導体装置としては、とくに限定されないが、たとえばＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＬＦ−ＢＧＡ（Ｌｅａｄ  Ｆｌａｍｅ  ＢＧＡ）が挙げられる。また、本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、近年これらのパッケージの成形に多く適用されるＭＡＰ（Ｍｏｌｄ  Ａｒｒａｙ  Ｐａｃｋａｇｅ）成形により形成される構造体にも係るものである。この場合、基材上に搭載される複数の半導体素子を、封止用樹脂組成物を用いて一括して封止することにより上記構造体が得られる。
【００２４】
封止用樹脂組成物は、粉粒体である。封止用樹脂組成物が粉粒体であるとは、粉末状または顆粒状のいずれかである場合を指す。本実施形態における封止用樹脂組成物中には、たとえば粉末および顆粒のうちの一方または双方が含まれる。
【００２５】
粉粒体である封止用樹脂組成物は、ＪＩＳ標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布において、封止用樹脂組成物全体に対する粒径１０６μｍ未満の微粉の割合が、５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましい。粒径１０６μｍ未満の微粉の割合を上記上限値以下とすることにより、部分ゲルや硬化むらを抑制することができる。また、封止用樹脂組成物同士の固着や成形機に対する付着を効果的に抑制し、封止成形をより安定的に行うことが可能となる。
一方で、粉粒体である封止用樹脂組成物は、ＪＩＳ標準篩を用いて篩分により測定した粒度分布において、封止用樹脂組成物全体に対する粒径２ｍｍ以上の粗粒の割合が、３質量％以下であることが好ましく、２質量％以下であることがより好ましい。粒径２ｍｍ以上の粗粒の割合を上記上限値以下とすることにより、成形時における充填性の向上を図ることができる。また、部分ゲルや硬化むらを抑制することもできる。
【００２６】
上述のような封止用樹脂組成物の粒度分布を測定する方法としては、ロータップ型篩振動機に備え付けた目開き２．００ｍｍ、１．００ｍｍおよび１０６μｍのＪＩＳ標準篩を用い、これらの篩を２０分間に亘って振動（ハンマー打数：１２０回／分）させながら４０ｇの試料を篩に通して分級し、分級前の全試料質量に対する、２．００ｍｍ、１．００ｍｍの篩に残る粒子の割合（質量％）、および１０６μｍの篩を通過する微粉の割合（質量％）を求める方法が一例として挙げられる。なお、この方法を用いる場合、アスペクト比の高い粒子は、それぞれの篩を通過する可能性がある。このため、上記方法による粒度分布の測定においては、たとえば便宜上、上記一定条件により分級した各成分の質量％を、各成分に該当する粒径を有する粒子の、封止用樹脂組成物全体に対する割合として定義することができる。
【００２７】
なお、封止用樹脂組成物は、各成分を混合混練した後、粉砕、造粒、押出切断および篩分等の各種の手法を単独または組み合わせることにより、粉粒体とすることができる。粉粒体を得る方法としては、たとえば各原料成分をミキサーで予備混合し、これをロール、ニーダーまたは押出機等の混練機により加熱混練した後、複数の小孔を有する円筒状外周部と円盤状の底面から構成される回転子の内側に溶融混練された樹脂組成物を供給し、その樹脂組成物を、回転子を回転させて得られる遠心力によって小孔を通過させて得る方法（遠心製粉法）；前記と同様に混練した後、冷却、粉砕工程を経て粉砕物としたものを、篩を用いて粗粒と微紛の除去を行って得る方法（粉砕篩分法）；各原料成分をミキサーで予備混合した後、スクリュー先端部に小径を複数配置したダイを設置した押出機を用いて、加熱混練を行うとともに、ダイに配置された小孔からストランド状に押し出されてくる溶融樹脂をダイ面に略平行に摺動回転するカッターで切断して得る方法（ホットカット法）等が挙げられる。いずれの方法においても、混練条件、遠心条件、篩分条件および切断条件等を選択することにより、所望の粒度分布を有する封止用樹脂組成物を得ることができる。
【００２８】
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（Ａ）を含む。これにより、封止用樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止するための封止樹脂を形成することが可能となる。
【００２９】
（熱硬化性樹脂（Ａ））
熱硬化性樹脂（Ａ）は、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、およびマレイミド樹脂からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。これらの中でも、硬化性、保存性、耐熱性、耐湿性、および耐薬品性を向上させる観点から、エポキシ樹脂を含むことがとくに好ましい。
【００３０】
熱硬化性樹脂（Ａ）に含まれるエポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。本実施形態において、エポキシ樹脂は、たとえば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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の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；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等のノボラック型エポキシ樹脂；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等に例示されるトリスフェノール型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂；フェニレン骨格を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有するフェノ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；ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等の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の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。これらのうち、アラルキル型エポキシ樹脂、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、およびテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ならびにスチルベン型エポキシ樹脂は結晶性を有するものであることが好ましい。本実施形態においては、封止用樹脂組成物の成形性や、封止用樹脂組成物を用いて形成される封止樹脂の耐熱性等を向上させる観点から、アラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、またはトリスフェノール型エポキシ樹脂の少なくとも一つを含むことがより好ましく、アラルキル型エポキシ樹脂を含むことがとくに好ましい。
【００３１】
エポキシ樹脂としては、下記式（１）で表されるエポキシ樹脂、下記式（２）で表されるエポキシ樹脂、および下記式（３）で表されるエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含有するものを用いることがとくに好ましい。
【００３２】
【化１】
2016023279.tif 000003
（式（１）中、Ａｒ１はフェニレン基またはナフチレン基を表し、Ａｒ１がナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基はα位、β位のいずれに結合していてもよい。Ａｒ２はフェニレン基、ビフェニレン基またはナフチレン基のうちのいずれか１つの基を表す。ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立に炭素数１〜１０の炭化水素基を表す。ｇは０〜５の整数であり、ｈは０〜８の整数である。ｎ３は重合度を表し、その平均値は１〜３である）
【００３３】
【化２】
2016023279.tif 000004
（式（２）中、複数存在するＲｃは、それぞれ独立に水素原子または炭素数１〜４の炭化水素基を表す。ｎ５は重合度を表し、その平均値は０〜４である）
【００３４】
【化３】
2016023279.tif 000005
（式（３）中、複数存在するＲｄおよびＲｅは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜４の炭化水素基を表す。ｎ６は重合度を表し、その平均値は０〜４である）
【００３５】
本実施形態において、封止用樹脂組成物中における熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して２質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、４質量％以上であることがとくに好ましい。熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、成形時における流動性を向上させることができる。このため、充填性や成形安定性の向上を図ることができる。
一方で、封止用樹脂組成物中における熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して５０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以下であることがとくに好ましい。熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の硬化物を封止樹脂として用いる半導体パッケージについて、耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。
【００３６】
（（Ｂ）硬化剤）
封止用樹脂組成物は、硬化剤（Ｂ）を含むことができる。封止用樹脂組成物に含まれる硬化剤（Ｂ）としては、たとえば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、および縮合型の硬化剤の３タイプに大別することができる。
【００３７】
硬化剤（Ｂ）として用いられる重付加型の硬化剤は、たとえばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物；ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物；ノボラック型フェノール樹脂、ポリビニルフェノール、アラルキル型フェノール樹脂などのフェノール樹脂系硬化剤；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。
【００３８】
硬化剤（Ｂ）として用いられる触媒型の硬化剤は、たとえばベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール（ＤＭＰ−３０）などの３級アミン化合物；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）などのイミダゾール化合物；ＢＦ３錯体などのルイス酸からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。
【００３９】
硬化剤（Ｂ）として用いられる縮合型の硬化剤は、たとえばレゾール型フェノール樹脂；メチロール基含有尿素樹脂などの尿素樹脂；メチロール基含有メラミン樹脂などのメラミン樹脂からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。
【００４０】
これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、および保存安定性等についてのバランスを向上させる観点から、フェノール樹脂系硬化剤を含むことがより好ましい。フェノール樹脂系硬化剤としては、一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、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造は特に限定されない。
硬化剤（Ｂ）として用いられるフェノール樹脂系硬化剤は、たと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、ビスフェノールノボラック等のノボラック型フェノール樹脂；ポリビニルフェノール；トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂；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の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び／又は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フェノール樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。これらの中でも、封止用樹脂組成物の硬化性を向上させる観点からは、アラルキル型フェノール樹脂を含むことがより好ましい。
【００４１】
本実施形態において、封止用樹脂組成物中における硬化剤（Ｂ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して１質量％以上であることが好ましく、２質量％以上であることがより好ましく、３質量％以上であることがとくに好ましい。硬化剤（Ｂ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、成形時において、優れた流動性を実現し、充填性や成形性の向上を図ることができる。
一方で、封止用樹脂組成物中における硬化剤（Ｂ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して４０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがとくに好ましい。硬化剤（Ｂ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の硬化物を封止樹脂として用いる半導体パッケージについて、耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。
【００４２】
（硬化促進剤（Ｃ））
封止用樹脂組成物は、たとえば硬化促進剤（Ｃ）をさらに含むことができる。硬化促進剤（Ｃ）は、熱硬化性樹脂（Ａ）（たとえば、エポキシ樹脂のエポキシ基）と、硬化剤（Ｂ）（たとえば、フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基）と、の架橋反応を促進させるものであればよく、一般の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用するものを用いることができる。
【００４３】
本実施形態において、硬化促進剤（Ｃ）は、たとえば有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物；１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや３級アミン、前記アミジンやアミンの４級塩等の窒素原子含有化合物から選択される１種類または２種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形の安定性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましく、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、またはホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物を含むことがとくに好ましい。
【００４４】
封止用樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第１ホスフィン；ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第２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、トリフェニルホスフィン等の第３ホスフィンが挙げられる。
【００４５】
封止用樹脂組成物で用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式（４）で表される化合物等が挙げられる。
【００４６】
【化４】
2016023279.tif 000006
（上記一般式（４）において、Ｐはリン原子を表す。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は芳香族基またはアルキル基を表す。Ａはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸のアニオンを表す。ＡＨはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも１つ有する芳香族有機酸を表す。ｘ、ｙは１〜３の数、ｚは０〜３の数であり、かつｘ＝ｙである。）
【００４７】
一般式（４）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式（４）で表される化合物を沈殿させることができる。一般式（４）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７がフェニル基であり、かつＡＨはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつＡは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。上記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどの単環式フェノール類、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、アントラキノールなどの縮合多環式フェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなどのビスフェノール類、フェニルフェノール、ビフェノールなどの多環式フェノール類などが例示される。
【００４８】
封止用樹脂組成物で用いることができるホスホベタイン化合物としては、例えば、下記一般式（５）で表される化合物等が挙げられる。
【００４９】
【化５】
2016023279.tif 000007
（上記一般式（５）において、Ｒ８は炭素数１〜３のアルキル基、Ｒ９はヒドロキシル基を表す。ｆは０〜５の数であり、ｇは０〜３の数である。）
【００５０】
一般式（５）で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。
【００５１】
封止用樹脂組成物で用いることができるホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば、下記一般式（６）で表される化合物等が挙げられる。
【００５２】
【化６】
2016023279.tif 000008
（上記一般式（６）において、Ｐはリン原子を表す。Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５は水素原子または炭素数１〜１２の炭化水素基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒ１４とＲ１５が結合して環状構造となっていてもよい。）
【００５３】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス（アルキルフェニル）ホスフィン、トリス（アルコキシフェニル）ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス（ベンジル）ホスフィン等の芳香環に無置換またはアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては１〜６の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。
【００５４】
また、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもｐ−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。
【００５５】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。
【００５６】
一般式（６）で表される化合物において、リン原子に結合するＲ１０、Ｒ１１およびＲ１２がフェニル基であり、かつＲ１３、Ｒ１４およびＲ１５が水素原子である化合物、すなわち１，４−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が封止用樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。
【００５７】
封止用樹脂組成物で用いることができるホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式（７）で表される化合物等が挙げられる。
【００５８】
【化７】
2016023279.tif 000009
（上記一般式（７）において、Ｐはリン原子を表し、Ｓｉは珪素原子を表す。Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８およびＲ１９は、それぞれ、芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。式中Ｒ２０は、基Ｙ２およびＹ３と結合する有機基である。式中Ｒ２１は、基Ｙ４およびＹ５と結合する有機基である。Ｙ２およびＹ３は、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ２およびＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｙ４およびＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Ｙ４およびＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Ｒ２０、およびＲ２１は互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４およびＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｚ１は芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。）
【００５９】
一般式（７）において、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８およびＲ１９としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等のアルキル基、アルコキシ基、水酸基などの置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。
【００６０】
また、一般式（７）において、Ｒ２０は、Ｙ２およびＹ３と結合する有機基である。同様に、Ｒ２１は、基Ｙ４およびＹ５と結合する有機基である。Ｙ２およびＹ３はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Ｙ２およびＹ３が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にＹ４およびＹ５はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Ｙ４およびＹ５が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基Ｒ２０およびＲ２１は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、およびＹ５は互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式（７）中の−Ｙ２−Ｒ２０−Ｙ３−、および−Ｙ４−Ｒ２１−Ｙ５−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを２個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、分子内にカルボキシル基、または水酸基を少なくとも２個有する有機酸が好ましく、さらには芳香環を構成する隣接する炭素にカルボキシル基または水酸基を少なくとも２個有する芳香族化合物が好ましく、芳香環を構成する隣接する炭素に水酸基を少なくとも２個有する芳香族化合物がより好ましく、例えば、カテコール、ピロガロール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、２，２'−ビフェノール、１，１'−ビ−２−ナフトール、サリチル酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、２−ヒドロキシベンジルアルコール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，２−プロパンジオールおよびグリセリン等が挙げられるが、これらの中でも、カテコール、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。
【００６１】
また、一般式（７）中のＺ１は、芳香環または複素環を有する有機基または脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基およびオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基およびビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基等のグリシジルオキシ基、メルカプト基、アミノ基を有するアルキル基およびビニル基等の反応性置換基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。
【００６２】
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、２，３−ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。
【００６３】
本実施形態において、硬化促進剤（Ｃ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．１５質量％以上であることがとくに好ましい。硬化促進剤（Ｃ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、封止成形時における硬化性を効果的に向上させることができる。
一方で、硬化促進剤（Ｃ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して２．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることがとくに好ましい。硬化促進剤（Ｃ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止成形時における流動性の向上を図ることができる。
【００６４】
（（Ｄ）充填剤）
封止用樹脂組成物は、たとえば充填剤（Ｄ）をさらに含むことができる。充填剤（Ｄ）は、たとえば溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ、アルミナ、窒化珪素、および窒化アルミからなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。これらの中でも、汎用性に優れている観点から、シリカを用いることがより好ましく、溶融シリカを用いることがとくに好ましい。また、充填剤（Ｄ）は、球状であることが好ましく、さらには球状シリカであることが好ましい。これにより、成形時における封止用樹脂組成物の流動性を向上させ、成形安定性の向上に寄与することができる。
【００６５】
本実施形態において、封止用樹脂組成物中における充填剤（Ｄ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。充填剤（Ｄ）の含有量を上記下限値以上とすることにより、低吸湿性および低熱膨張性を向上させ、封止用樹脂組成物の硬化物を封止樹脂として用いる半導体パッケージの耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。
一方で、封止用樹脂組成物中における充填剤（Ｄ）の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して９５質量％以下であることが好ましく、９３質量％以下であることがより好ましい。充填剤（Ｄ）の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上させることが可能となる。
【００６６】
（（Ｅ）その他の成分）
封止用樹脂組成物には、必要に応じて、たとえばカップリング剤、離型剤、着色剤、イオン捕捉剤、低応力成分、難燃剤および酸化防止剤等の各種添加剤のうち１種以上を適宜配合することができる。
カップリング剤は、たとえばエポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を含むことができる。これらの中でも、エポキシシラン、アミノシランを含むことがより好ましく、アミノシランである２級アミノシランを含むことが本願の効果をより発現し得るものであることからとくに好ましい。本実施形態においては、たとえばカップリング剤による表面処理が施された充填剤（Ｄ）を他の成分と混合することにより、カップリング剤を封止用樹脂組成物中に含ませることができる。このような表面処理は、たとえばミキサー内の充填剤（Ｄ）に対して噴霧器を用いてカップリング剤を噴霧しながら充填剤（Ｄ）を撹拌することにより行われる。噴霧器としては、たとえば二流体ノズル等を備えた微細な液滴を噴霧し得る装置を用いることができる。このような噴霧器を使用することにより、充填剤（Ｄ）表面がより均一にカップリング剤で処理され好ましい。離型剤は、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックスや酸化ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンから選択される一種類または二種類以上を含むことができる。着色剤は、たとえばカーボンブラックおよび黒色酸化チタンのうちのいずれか一方または双方を含むことができる。イオン捕捉剤は、たとえばハイドロタルサイトを含む。低応力成分は、たとえばシリコーンゴムを含む。難燃剤は、たとえば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、およびホスファゼンから選択される一種類または二種類以上を含むことができる。酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤およびチオエーテル系酸化防止剤から選択される一種類または二種類以上を含むことができる。
【００６７】
封止用樹脂組成物は、上述の矩形圧試験により測定される矩形圧が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。これにより、封止成形時においてワイヤ流れが生じることを抑制することができる。したがって、より安定的な封止成形を実現することが可能となる。また、半導体パッケージの歩留まり向上に寄与することもできる。なお、ワイヤ流れをより確実に抑制する観点からは、上述の矩形圧試験により測定される矩形圧が１．７ｋｇｆ／ｃｍ２以下であることがより好ましい。
【００６８】
また、封止用樹脂組成物は、上述のハーフショットインデックス試験において、金属板への付着が観察されず、良好なＨＳＩ特性を示す。このため、圧縮成形時による封止成形後の半導体パッケージにバリが発生することを抑制できる。したがって、より安定的な圧縮成形による封止成形を実現することが可能となる。また、半導体パッケージの歩留まり向上に寄与することもできる。
【００６９】
封止用樹脂組成物を低粘度化する場合、一般的にはＨＳＩ特性の低下が見られていた。すなわち、ＨＳＩ特性と低粘度化が互いにトレードオフの関係にあり、ワイヤ流れとバリの発生をともに抑制して成形安定性を向上させることは容易ではなかった。本実施形態によれば、このようにトレードオフの関係にあるＨＳＩ特性と低粘度化の両立を図ることができる。したがって、ワイヤ流れとバリの発生をともに抑制して、成形安定性に優れた封止用樹脂組成物の実現が可能となる。これにより、半導体パッケージの歩留まり向上に寄与することもできる。矩形圧が上述の範囲内であって、かつＨＳＩ特性が良好である封止用樹脂組成物は、封止用樹脂組成物を構成する各成分の種類および配合割合、ならびに封止用樹脂組成物の調製方法を適切に調整することにより実現することが可能である。封止用樹脂組成物が充填剤（Ｄ）およびカップリング剤を含む場合には、矩形圧とＨＳＩ特性の制御に影響し得る封止用樹脂組成物の調製方法の一例として、二流体ノズルを備える噴霧器を用いてカップリング剤を充填剤（Ｄ）へ噴霧する処理等が推測される。
【００７０】
本実施形態においては、上述のハーフショットインデックス試験において、樹脂フィルムと金属板との空間を減圧する際に、加熱溶融された封止用樹脂組成物の表面に発泡が観察されないことがとくに好ましい。これにより、圧縮成形時による封止成形後の半導体パッケージにバリが発生することを、より確実に抑制できる。したがって、圧縮成形による封止成形を、さらに安定的に行うことが可能となる。このような封止用樹脂組成物は、封止用樹脂組成物を構成する各成分の種類および配合割合、ならびに封止用樹脂組成物の調製方法をより高度に調整することにより実現することが可能である。
【００７１】
次に、半導体装置１００について説明する。
図１は、本実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す断面図である。半導体装置１００は、基材１０と、基材１０上に搭載された半導体素子２０と、半導体素子２０を封止する封止樹脂３０と、を備えた半導体パッケージである。図１においては、基材１０がリードフレームである場合が例示されている。この場合、基材１０のうちダイパッド１２上に半導体素子２０が搭載される。また、基材１０のうちアウターリード１４は、ボンディングワイヤ４０を介して半導体素子２０へ電気的に接続される。なお、基材１０は、たとえばインターポーザ等の有機基板であってもよい。
【００７２】
本実施形態において、封止樹脂３０は、上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成される。これにより、半導体素子２０およびボンディングワイヤ４０の封止を、ワイヤ流れやバリの発生を抑制して、より安定的に行うことができる。このため、より安定的な半導体装置１００の製造を実現することが可能となる。
【００７３】
半導体装置１００は、たとえば次のように製造される。まず、基材１０のうちダイパッド１２上に半導体素子２０を配置する。半導体素子２０は、たとえばダイアタッチ材等を介してダイパッド１２上へ固定される。次いで、半導体素子２０とアウターリード１４をボンディングワイヤ４０によって互いに電気的に接続する。次いで、圧縮成形法を用いて上述した封止用樹脂組成物により半導体素子２０およびボンディングワイヤ４０を封止する。これにより、封止樹脂３０が形成されることとなる。圧縮成形法は、たとえば圧縮成形機を用いて、金型温度７０℃〜２００℃、成形圧力１ＭＰａ〜３０ＭＰａ、硬化時間３０秒〜１５分の条件下で行うことができる。
【００７４】
次に、構造体１０２について説明する。
図２は、本実施形態に係る構造体１０２の一例を示す断面図である。構造体１０２は、ＭＡＰ成形により形成された成形品である。このため、構造体１０２を半導体素子２０毎に個片化することにより、複数の半導体パッケージが得られることとなる。
構造体１０２は、基材１０と、基材１０上に搭載された複数の半導体素子２０と、複数の半導体素子２０を封止する封止樹脂３０と、を備えている。図２においては、基材１０がリードフレームである場合が例示されている。この場合、基材１０のうちダイパッド１２上に半導体素子２０が搭載される。また、基材１０のうちアウターリード１４は、ボンディングワイヤ４０を介して半導体素子２０へ電気的に接続される。なお、基材１０は、たとえばインターポーザ等の配線基板であってもよい。
【００７５】
本実施形態において、封止樹脂３０は、上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成される。これにより、半導体素子２０およびボンディングワイヤ４０の封止を、ワイヤ流れやバリの発生を抑制して、より安定的に行うことができる。このため、より安定的に、ＭＡＰ成形品である構造体１０２を製造することが可能となる。
【００７６】
構造体１０２は、たとえば次のように製造される。まず、基材１０のうちの各ダイパッド１２上に、それぞれ半導体素子２０を配置する。次いで、各半導体素子２０を、ボンディングワイヤ４０を用いてアウターリード１４へ電気的に接続させる。次いで、圧縮成形法を用いて上述した封止用樹脂組成物により半導体素子２０およびボンディングワイヤ４０を封止する。これにより、封止樹脂３０が形成されることとなる。圧縮成形法は、たとえば圧縮成形機を用いて、金型温度７０℃〜２００℃、成形圧力１ＭＰａ〜３０ＭＰａ、硬化時間３０秒〜１５分の条件下で行うことができる。
【００７７】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００７８】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７９】
（封止用樹脂組成物の調製）
実施例１〜６および比較例１〜６のそれぞれについて、以下のように封止用樹脂組成物を調製した。まず、充填剤（Ｄ）に対して、表１に示す配合量のカップリング剤により表面処理を施した。この表面処理は、充填剤（Ｄ）をミキサーに投入した後、充填剤（Ｄ）に対して二流体ノズルを備える噴霧器を用いてカップリング剤を噴霧しながら撹拌することにより行った。次いで、表１に従って配合された各原材料を、２軸型混練押出機を用いて１１０℃の条件で混練した。次いで、得られた混練物を、脱気、冷却を行った後に粉砕機で粉砕し、粉粒体を得た。次いで、得られた粉粒体をさらに篩分することにより、封止用樹脂組成物を得た。得られた封止用樹脂組成物は、粒径１０６μｍ未満の微粉の割合が封止用樹脂組成物全体に対して５質量％以下であり、粒径２ｍｍ以上の粗粒の割合が封止用樹脂組成物全体に対して３質量％以下であった。なお、表１中における各成分の詳細は下記のとおりである。また、表１中の単位は、質量％である。
【００８０】
（Ａ）熱硬化性樹脂
熱硬化性樹脂１：ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＮＣ−３０００）
熱硬化性樹脂２：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学（株）製、ＹＬ６８１０）
【００８１】
（Ｂ）硬化剤
硬化剤１：ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ）
硬化剤２：フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（三井化学（株）製、ＸＬＣ４Ｌ）
【００８２】
（Ｃ）硬化促進剤
硬化促進剤１：下記式（８）により示される化合物
硬化促進剤２：下記式（９）により示される化合物
硬化促進剤３：トリフェニルホスフィン
【００８３】
【化８】
2016023279.tif 000010
【００８４】
【化９】
2016023279.tif 000011
【００８５】
（Ｄ）充填剤
充填剤１：溶融球状シリカ（電気化学工業（株）製、ＦＢ９５０、平均粒径２４μｍ）
充填剤２：溶融球状シリカ（電気化学工業（株）製、ＦＢ１０５、平均粒径１２μｍ）
【００８６】
（Ｅ）その他の成分
離型剤：酸化ポリエチレンワックス（クラリアントジャパン（株）製、リコワックスＰＥＤ１９１）
カップリング剤：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−５７３）
着色剤：カーボンブラック（三菱化学（株）製、ＭＡ−６００）
【００８７】
（矩形圧試験）
実施例１〜６および比較例１〜６について、得られた封止用樹脂組成物の矩形圧を次のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機（ＮＥＣ（株）製、４０ｔマニュアルプレス）を用いて、金型温度１７５℃、注入速度１７７ｍｍ３／秒の条件にて、幅１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１７５ｍｍの矩形状の流路に封止用樹脂組成物を注入した。このとき、流路の上流先端から２５ｍｍの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、封止用樹脂組成物の流動時における最低圧力（ｋｇｆ／ｃｍ２）を測定し、これを矩形圧とした。
【００８８】
（ハーフショットインデックス試験）
実施例１〜６および比較例１〜６について、次のようにして、封止用樹脂組成物のハーフショットインデックス試験を行った。図６は、ハーフショットインデックス試験を説明するための断面図である。なお、図６において、上金型６０、下金型６２、金属板７０および離型フィルム８０以外の構成は省略されている。まず、圧縮成形機（ＴＯＷＡ（株）製、ＰＭＣ１０４０）の金型温度を予め１７５℃とした。次いで、圧縮成形機の上金型６０に、厚み０．５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ２１０ｍｍの４２アロイ製の金属板７０を固定した。次いで、テトラフルオロエチレンとポリエチレンの共重合体により構成される離型フィルム８０（５０μｍ厚、両面梨地加工）を、圧縮成形機の下金型６２上に配置した。次いで、離型フィルム８０上に、封止用樹脂組成物を均一に供給した。次いで、封止用樹脂組成物を供給した直後に金型を型締めし、金属板７０と離型フィルム８０の間隔Ｌ１が４ｍｍとなる位置に金属板７０を配置した。このとき、金属板７０は封止用樹脂組成物と接触していなかった。また、離型フィルム８０と金属板７０は、いずれも下金型６２と上金型６０により形成されるキャビティ内に位置していた。また、上金型６０と下金型６２との間隔Ｌ２は２ｍｍであった。次いで、キャビティ内を４秒で減圧度０．８Ｔｏｒｒに減圧した。その後、減圧を継続し、減圧開始から９０秒後に型開きをして、金属板７０への封止用樹脂組成物の付着の程度、および封止用樹脂組成物の表面における発泡の有無を観察した。付着の程度については、下記に従い評価した。
１：金属板への付着が見られなかった
２：金属板のキャビティ投影面の面積のうち１０％未満に封止用樹脂組成物が付着した
３：金属板のキャビティ投影面の面積のうち１０％以上９０％未満に封止用樹脂組成物が付着した
４：金属板のキャビティ投影面の面積のうち９０％以上に封止用樹脂組成物が付着した
【００８９】
図３は、ハーフショットインデックス試験において、キャビティ内を減圧した際の封止用樹脂組成物の挙動を示す断面写真である。図３においては、離型フィルム８０と金属板７０の間の空間の一部が示されている。
図３（ａ）は、実施例１に係る封止用樹脂組成物のハーフショットインデックス試験の結果を示している。図３（ａ）に示す結果では、金属板７０に封止用樹脂組成物９０が付着していないことがわかる。このように、実施例１に係る封止用樹脂組成物９０は、ハーフショットインデックス試験に基づいて評価されるＨＳＩ特性が良好であることがわかる。
図３（ｂ）は、比較例６に係る封止用樹脂組成物のハーフショットインデックス試験の結果を示している。図３（ｂ）に示す結果では、金属板７０に封止用樹脂組成物９０が付着していることがわかる。このとき、金属板７０のキャビティ投影面の面積のうち１０％以上９０％未満に封止用樹脂組成物９０が付着していた。また、図３（ｃ）は、比較例４に係る封止用樹脂組成物のハーフショットインデックス試験の結果を示している。図３（ｃ）に示す結果では、金属板７０に封止用樹脂組成物９０が付着していることがわかる。このとき、金属板７０のキャビティ投影面の面積のうち９０％以上に封止用樹脂組成物９０が付着していた。このように、比較例４、６に係る封止用樹脂組成物は、ハーフショットインデックス試験に基づいて評価されるＨＳＩ特性が実施例１と比較して劣ることがわかる。
【００９０】
図４は、封止用樹脂組成物における矩形粘度とハーフショットインデックス試験結果との関係を示すグラフである。図４では、縦軸が矩形圧（ｋｇｆ／ｃｍ２）を、横軸がハーフショットインデックス試験の結果を、それぞれ示している。また、グラフ中では、丸が各実施例を、三角が各比較例を、それぞれ示している。
図４に示す曲線は、比較例１〜６のプロットに基づく累乗近似曲線である。この近似曲線からは、比較例１〜６に係る封止用樹脂組成物において、ハーフショットインデックス試験に基づくＨＳＩ特性と、低粘度化と、が互いにトレードオフの関係を有していることがわかる。一方で、実施例１〜６は、いずれも上記近似曲線よりも左下側の領域（グラフ中破線により囲まれた領域）に位置している。このように、実施例１〜６に係る封止用樹脂組成物では、いずれもＨＳＩ特性の向上と低粘度化を両立できていることがわかる。
【００９１】
（成形安定性）
実施例１〜６および比較例１〜６について、圧縮成形機を用いて封止用樹脂組成物により半導体素子の封止成形を以下のように行った。まず、厚み０．４ｍｍ、幅６５ｍｍ、長さ１９０ｍｍの有機基板上に、厚み０．３ｍｍ、７．５ｍｍ角の半導体素子を５個銀ペーストにて接着し、径１８μｍ、長さ７ｍｍの金線ワイヤをピッチ間隔６０μｍでボンディングした。次いで、圧縮成形機（ＴＯＷＡ（株）製、ＰＭＣ１０４０）の金型温度を予め１７５℃とした。次いで、有機基板を、半導体素子を搭載した面が下金型へ対向するよう、上金型に固定した。次いで、下金型上にテトラフルオロエチレンとポリエチレンの共重合体により構成される離型フィルム（５０μｍ厚、両面梨地加工）を配置した後、当該樹脂フィルム上に封止用樹脂組成物を均一に供給した。次いで、封止用樹脂組成物を供給した直後に、有機基板と離型フィルムの間隔が４ｍｍとなるところまで金型を型締めすると同時に下金型と上金型により形成されるキャビティ内を４秒で減圧度０．８Ｔｏｒｒに減圧した後、減圧を継続しながら１２秒で金型を完全に型締めして、成形圧力３．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で封止成形を行った。そして、得られたパッケージのバリとワイヤ流れを観察し、成形安定性を評価した。
【００９２】
バリに基づく成形安定性については、上記有機基板上に樹脂部から外周に向かって２ｍｍ以上のバリが生じた場合、および金型に樹脂が漏れ出て付着する現象があった場合を×とし、上記有機基板上に樹脂部から外周に向かって１ｍｍ以上２ｍｍ未満のバリが生じた場合を○とし、これらのいずれにも当てはまらないものを◎とした。
ワイヤ流れに基づく成形安定性については、次のように評価を行った。軟Ｘ線装置（ソフテックス（株）製、ＰＲＯ−ＴＥＳＴ−１００）を用いて得られたパッケージの対角線上にある最も長い金ワイヤ４本（長さ７ｍｍ）の平均のワイヤ流れ量を測定し、この測定結果からワイヤ流れ率（ワイヤ流れ量／ワイヤ長×１００（％））を算出した。このとき、ワイヤ流れ率が３％未満である場合に◎とし、ワイヤ流れ率が３％以上６％未満である場合に○とし、ワイヤ流れ率が６％以上である場合に×とした。
【００９３】
（固着性評価）
図５は、封止用樹脂組成物の固着性の評価方法を説明する斜視図である。
実施例１〜６および比較例１〜６について、次のように封止用樹脂組成物の固着性を評価した。まず、図５に示す振動フィーダー５００（Ａ＆Ｄ社製、トラフ５０３の寸法：４５０ｍｍ長×５５ｍｍ幅）のホッパー５０１に粉粒体である封止用樹脂組成物１２０ｇを投入し、ゲート５０２の隙間を０．４ｍｍに調整し、初期搬送速度が１０ｇ／分になるように一定振動させて封止用樹脂組成物を搬送し、はかり５１３に載せた容器５１２で封止用樹脂組成物５１１を受けた。搬送後、封止用樹脂組成物同士の固着や、封止用樹脂組成物のフィーダーに対する付着、フィーダー内における封止用樹脂組成物の詰まりを目視で観察した。ここでは、固着、付着、または詰まりが発生しなかったものを◎とし、搬送が可能な程度の固着、付着、または詰まりが発生したものを○とし、搬送が困難となる程度の固着、付着、または詰まり発生したものを×とした。
【００９４】
【表１】
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【符号の説明】
【００９５】
１００  半導体装置
１０２  構造体
１０  基材
１２  ダイパッド
１４  アウターリード
２０  半導体素子
３０  封止樹脂
４０  ボンディングワイヤ
５００  振動フィーダー
５０１  ホッパー
５０２  ゲート
５０３  トラフ
５１１  封止用樹脂組成物
５１２  容器
５１３  はかり
６０  上金型
６２  下金型
７０  金属板
８０  離型フィルム
９０  封止用樹脂組成物
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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