(57)【要約】【課題】半導体デバイスの封止材料に好適に使用でき、特にパワーデバイス用途であっても、反りやクラックの生じない、高い信頼性を有する熱硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】エポキシ硬化系において従来使われていなかった非環状カルボン酸無水物を用いることで、樹脂組成物が硬化した際の貯蔵弾性率を低下させ、硬化時または実働中にクラックが生じにくい樹脂組成物が得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非環状カルボン酸無水物を含む、エポキシ基含有樹脂組成物。
【請求項２】
樹脂組成物が、エポキシ基の開環重合を伴うことより硬化するものである請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】
開環重合がカチオン重合である請求項２記載の樹脂組成物。
【請求項４】
樹脂組成物が金属触媒を含む請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項５】
金属触媒がガリウム触媒である請求項４記載の樹脂組成物。
【請求項６】
樹脂組成物がシリコーンを含むものである請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項７】
シリコーンがエポキシシリコーンを含むものである請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項８】
樹脂組成物がフィラーを含むものである請求項１~７のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項９】
フィラーが水酸基を含むものである請求項８記載の樹脂組成物。
【請求項１０】
フィラーがシリカである請求項８又は９記載の樹脂組成物。
【請求項１１】
フィラーが、樹脂組成物の５０ｗｔ％以上含むものである請求項８〜１０のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化した樹脂硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が１．０×１０８以下である、樹脂組成物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化した樹脂硬化物。
【請求項１４】
請求項１３に記載の硬化物で封止された半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、エポキシ基含有樹脂組成物であって、該組成物には非環状カルボン酸無水物を含む樹脂組成物に関する。また該樹脂組成物を硬化してなる成形体、該樹脂組成物を用いて封止してなる半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの封止材料には、硬化時の収縮や使用時の発熱による反りやクラック発生を抑えることが求められる。特に、パワーデバイス用途では、サイズが大きいため、半導体の中でも特に反りやクラックが生じやすい。
半導体デバイス用の封止材として、エポキシ硬化系やシリコーンゲル系等の各種の封止材が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。しかしながら、一般的なエポキシ硬化系封止材は、線膨張率は非常に低いが、高弾性のため、硬化および使用中の温度変化より封止材層にかかる内部応力が大きくなる。特に数ｃｍ以上のサイズのデバイスの封止材として用いた場合、反りやクラックを十分に抑えることができない。一方、シリコーンゲル系封止材は、弾性率を非常に低く設計することで内部応力を抑えているが、機械的信頼性が得られず、用途が限定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５６６４４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５１１１６号公報
【特許文献３】特開２０１２−２０９４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、半導体デバイスの封止材料に好適に使用でき、特にパワーデバイス用途であっても、反りやクラックの生じない、高い信頼性を有する樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するために諸種の検討を行った結果、エポキシ硬化系において従来使われていなかった非環状カルボン酸無水物を用いることで、樹脂組成物が硬化した際の貯蔵弾性率を低下させ、硬化時または実働中にクラックが生じにくい樹脂組成物が得られることを見出した。そして、当該樹脂組成物を封止材として用いることで、一般的にサイズの大きいパワーデバイスに適用した場合であっても高い信頼性が得られることに想到した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨は、次の［１］〜［１４］の通りである。
［１］非環状カルボン酸無水物を含むエポキシ基含有樹脂組成物。
［２］樹脂組成物がエポキシ基の開環重合を伴うことより硬化するものである上記［１］の樹脂組成物。
［３］開環重合がカチオン重合である上記［２］の樹脂組成物。
［４］樹脂組成物が金属触媒を含む上記［１］〜［３］のいずれかの樹脂組成物。
［５］金属触媒がガリウム触媒である上記［４］の樹脂組成物。
［６］樹脂組成物がシリコーンを含むものである上記［１］〜［５］のいずれかの樹脂組成物。
［７］シリコーンがエポキシシリコーンを含むものである上記［１］〜［６］のいずれか
の樹脂組成物。
［８］樹脂組成物がフィラーを含むものである上記［１］〜［７］のいずれかの樹脂組成物。
［９］フィラーが水酸基を含むものである上記［８］の樹脂組成物。
［１０］フィラーがシリカである上記［８］又は［９］の樹脂組成物。
［１１］フィラーが、樹脂組成物の５０ｗｔ％以上含むものである上記［８］〜［１０］のいずれかの樹脂組成物。
［１２］上記［１］〜［１１］のいずれかの樹脂組成物を硬化した樹脂硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が１．０×１０８以下である、樹脂組成物。
［１３］上記［１］〜［１２］のいずれかの樹脂組成物を硬化した樹脂硬化物。
［１４］上記［１３］の硬化物で封止された半導体デバイス。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エポキシ基含有樹脂に非環状カルボン酸無水物を反応させることにより、樹脂の架橋密度を適度に低減させることができる。その結果、樹脂組成物を硬化することにより硬化時および使用中の温度変化によって生じる内部応力が抑えられ、パワーデバイス等のサイズの大きなデバイスにおいてもクラックの発生が起こらない。また、同時に、機械的信頼性も達成することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
以下の説明において、樹脂組成物の硬化物の平均線膨張率に言及する場合、ＪＩＳ  Ｋ７２４４に準拠して、熱機械分析装置としてエスアイアイ・ナノテクノロジー(株)  ＥＸＳＴＡＲ  ＤＭＳ／６１００を用いて、引っ張りモードで、周波数１Ｈｚで−７０℃〜２００℃を４℃／分の昇温条件で測定した結果を意味する。
【０００９】
以下の説明において、樹脂組成物の硬化物の平均線膨張率に言及する場合、熱機械分析（ＴＭＡ）装置を用いて、圧縮モードで、ＪＩＳ  Ｋ７１９７規格に準拠して測定した平均線膨張率（ＣＴＥ）を意味する。
以下の説明において、樹脂組成物の粘度に言及する場合、ＪＩＳＺ  ８８０３−２０１１に準拠して、振動式粘度計を用いて、３０℃で測定された粘度を意味する。
【００１０】
１．非環状カルボン酸無水物
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、非環状カルボン酸無水物を含むことが特徴である。非環状カルボン酸無水物の種類に特に制限はない。非環状カルボン酸無水物としては上記式（１）のようなものが挙げられる。
【００１１】
【化１】
2016194059.tif 000002
【００１２】
（式（１）において、Ｒ１とＲ２は連結せず、またＲ１とＲ２は同一又は各々独立して、置換していても炭化水素基を示す。）
炭化水素基としては、脂肪族、脂環式及び芳香族のいずれの炭化水素基でもよい。脂肪族炭化水素基としては、直鎖状又は分岐状の、飽和炭化水素又は不飽和炭化水素であり、例えば、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基が挙げられる。より具体的には、式（２）で表される化合物を挙げることができる。
【００１３】
【化２】
2016194059.tif 000003
【００１４】
（ｎは、０〜１８の整数を示す。）
式（２）において、揮発性の低い点でｎ＝０以上が好ましく、２以上がより好ましく、４以上が更に好ましい。また溶解性の点でｎ＝１５以下が好ましく、１２以下がより好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基などのアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基が挙げられる。
【００１５】
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、ビフェニル−４−イル基、ビフェニル−３−イル基、ビフェニル−２−イル基、アントリル基、及びフェナントリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基、α−ナフチルメチル基、β−ナフチルメチル基、α−ナフチルエチル基、及びβ−ナフチルエチル基等のアラルキル基が挙げられる。
【００１６】
また上記炭化水素基に置換していてもよい置換基としては、水酸基、アルキル基、ニトロ基、アミノ基、メルカプト基、アセチル基、プロピオニル基、アクリオニル基、メタクリハロゲン（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）等が挙げられる。
非環状カルボン酸無水物を含有することで、硬化後に反応点が架橋点とならないことで、硬化時および使用中の温度変化によって生じる内部応力が抑えられ、クラックが生じにくくなる。また、樹脂硬化物の貯蔵弾性率を低下させることができる。また炭素水素鎖部分が樹脂硬化物内で可塑性を発現することも期待できる。
【００１７】
また非環状カルボン酸無水物を含有することで、エポキシ基の反応速度を制御できる点で樹脂組成物の保管安定性を向上できる。
さらに非環状カルボン酸無水物を含有することで、ハンドリング、レベリングの向上、着色防止等の効果が得られる場合がある。具体的には非環状カルボン酸無水物のエステル結合部分が高極性部位また式（１）のＲ１およびＲ２が非極性部位に当たることで、樹脂組成物内の相分離構造を解消する界面活性剤として機能することがある。
【００１８】
非環状カルボン酸無水物の含有量としては特に制限はないが、含有量の下限は、エポキシ量に対して０．０１５当量以上、好ましくは０．１当量以上、より好ましくは０．１２当量以上、さらに好ましくは０．１５当量以上である。またその上限は、エポキシ量に対して、１．５当量以下、好ましくは１．０当量以下、より好ましくは０．８当量以下、さらに好ましくは０．６当量以下である。
【００１９】
２．エポキシ基含有樹脂組成物
本実施態様に含まれるエポキシ基含有組成物は、熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂を含む。熱硬化性樹脂としては特段限定されないが、エポキシ樹脂、エポキシシリコーン樹脂が好ましく、特にエポキシシリコーン樹脂を含む樹脂組成物が好適に用いられる。またエポキシ基含有組成物は流動性のある液体であることが好ましい。
熱硬化性樹脂の含有量としては、粘度低減及び硬化性の観点から、液状樹脂組成物全量を１００重量％としたときに、３重量％以上が好ましく、５重量％以上がより好ましい。以下、エポキシ樹脂、及びエポキシシリコーン樹脂について説明する。
【００２０】
１）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂とは、分子内に２個以上のオキシラン環（エポキシ基）を有する化合物の総称である。但し、本発明では、後述するエポキシシリコーン樹脂は、エポキシ樹脂とは区別されるものである。好適には、シクロヘキシルエポキシ基等の脂環式エポキシ基を有する脂環式エポキシ化合物、またはグリシジル基を有する化合物が用いられる。
典型的な脂環式エポキシ化合物の構造例を式（Ａ）、（Ｂ）及び（３１）に示す。
【００２１】
【化３】
2016194059.tif 000004
【００２２】
［Ｒは置換されていても良い一価の炭化水素基を示す。］
エポキシ化合物はグリシジル基を有する化合物であってもよいが、脂環式エポキシ化合物に比べて自己重合反応の活性が低い場合がある。
グリシジル基を有するエポキシ化合物の好適例として、式（４）〜式（８）に示すような脂環構造を含むグリシジルエーテル、又はエステル化合物、式（９）に示すような脂環構造を含まないグリシジルエーテル化合物、式（１１）に示すようなイソシアヌル酸骨格を有するグリシジルアミド化合物がある。
【００２３】
【化４】
2016194059.tif 000005
【００２４】
［式（９）中、Ｒは置換されていても良い脂肪族、脂環式、または芳香族系の二価の炭化水素基を示す。］
また、エポキシ化合物は、芳香族エポキシ化合物であってもよい。かかるエポキシ化合物の例としては、式（１２）に示すようなビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラメチルビスフェノールＡＤ、テトラメチルビスフェノールＳ、テトラフルオロビスフェノールＡなどのビスフェノール類をグリシジル化したビスフェノール型エポキシ樹脂、式（１３）に示すようなビフェニル型のエポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンなどの２価のフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタンなどのトリスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンなどのテトラキスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡノボラック、臭素化ビスフェノールＡノボラック、フェノールジシクロペンタジエンノボラック、フェノールジフェニルノボラックなどのノボラック類をグリシジル化したノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００２５】
【化５】
2016194059.tif 000006
【００２６】
【化６】
2016194059.tif 000007
【００２７】
［式（１３）中、Ｒは炭素数１〜１２の変性されていても良い炭化水素基またはハロゲン基を示す。］
エポキシ化合物は、芳香族エポキシ化合物を水素化して得られる脂環構造を有するエポキシ化合物であってもよい。これらのエポキシ化合物は一種または二種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００２８】
２）エポキシシリコーン樹脂
エポキシシリコーン樹脂は、分子中にエポキシ基を有する。エポキシ基はグリシジル基でも脂環式エポキシ基であってもよく、好ましくはシクロヘキシルエポキシ基を有する脂環式エポキシ基を含む。
エポキシシリコーン樹脂の分子量としては、取扱い性、揮発性低減の観点から、ＧＰＣにより測定された平均分子量（Ｍｗ）が３００以上であることが好ましく、５００以上であることがより好ましく、７００以上であることが更に好ましい。また、１０万以下であることが好ましく、５万以下であることがより好ましい。エポキシシリコーン樹脂の含有量としては、粘度低減の観点から、液状樹脂組成物全量を１００重量％としたときに、０．１重量％以上が好ましく、１重量％以上がより好ましい。
【００２９】
以下、このエポキシシリコーン樹脂の各成分について説明する。
エポキシシリコーン樹脂は、エポキシ基を有するケイ素含有化合物である。ケイ素含有化合物とは、シラン化合物やシロキサン化合物である。
エポキシ基を有するケイ素含有化合物には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メチル）ジメトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エチル）ジメトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メチル）ジエトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エチル）ジエトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシルエチル〕（メチル）ジメトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エチル）ジメトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メチル）ジエトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エチル）ジエトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メトキシ）ジメチルシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メトキシ）ジエチルシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エトキシ）ジメチルシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エトキシ）ジエチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メトキシ）ジメチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メトキシ）ジエチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エトキシ）ジメチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エトキシ）ジエチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（ジメチル）ジシロキサン、１，３−ビス（３− グリシドキシプロピル）１，１，３，
３−テトラメチルジシロキサン、（３−グリシドキシ プロピル）ペンタメチルジシロキ
サン、３−エポキシプロピル（フェニル）ジメトキシシランなどがある。
【００３０】
また、エポキシ基を含有するケイ素化合物には、式（１４）で表されるオルガノポリシロキサンも含まれる。
（Ｒ１１３ＳｉＯ１／２）ａ１（Ｒ１２２ＳｉＯ２／２）ｂ１（Ｒ１３ＳｉＯ３／２）ｃ１（ＳｉＯ４／２）ｄ１（Ｏ１／２Ｈ）ｅ１  ・・・（１４）
式（１４）において、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３はそれぞれ独立して１価の有機基を示し、かつ、１分子中において少なくとも１つがエポキシ基を含む有機基である。
【００３１】
式（１４）において、Ｒ１１３ＳｉＯ１／２はＭユニット、Ｒ１２２ＳｉＯ２／２はＤユニット、Ｒ１３ＳｉＯ３／２はＴユニット、ＳｉＯ４／２はＱユニットを、それぞれ表している。ａ１、ｂ１、ｃ１及びｄ１は、それぞれが０以上の整数であり、かつ、ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１≧３である。
式（１４）において、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、好ましくは、炭素数１〜１０の炭化水素基であり、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などのアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基；フェニル基、トリル基、キシリル基などのアリール基；ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、ノナフルオロブチルエチル基などの置換アルキル基が挙げられる。
【００３２】
式（１４）において、エポキシ基を含む有機基としては、２，３−エポキシプロピル基、３，４−エポキシブチル基、４，５−エポキシペンチル基などのエポキシアルキル基；２−グリシドキシエチル基、３−グリシドキシプロピル基、４−グリシドキシブチル基などのグリシドキシアルキル基；β−（又は２−）（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基、γ−（又は３−）（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピル基などのエポキシシクロヘキシルアルキル基が例示される。
【００３３】
式（１４）においてｅ１は０以上の整数であり、ケイ素原子に直接結合する水酸基（シラノール）の個数を表している。
エポキシ化合物は、ケイ素原子に結合する加水分解性基を有するものであって、該加水分解性基を加水分解したときに、式（１４）で表されるオルガノポリシロキサン（ただし、ｅ１≧１）を生じる化合物であってもよい。換言すれば、式（１４）で表されるオルガノポリシロキサン（ただし、ｅ１≧１）において、ケイ素原子に直接結合した水酸基の全部又は一部を加水分解性基に置き換えた化合物であってもよい。
【００３４】
ここで、加水分解性基とは、加水分解によってケイ素原子に結合した水酸基（シラノール）を生じる基であり、具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、水素、アセトキシ基、エノキシ基、オキシム基、ハロゲン基が挙げられる。好ましい加水分解性基はアルコキシ基であり、特に炭素数１〜３のアルコキシ基、すなわち、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基である。
【００３５】
上記式（１４）で表されるオルガノポリシロキサン型のエポキシ化合物は、例えば、次の方法で製造することができる。
（方法１）エポキシ基を有するシラン化合物と、エポキシ基を有しないシラン化合物及び／又はそのオリゴマーとを、共加水分解及び重縮合させる方法。
（方法２）ヒドロシリル基を有するポリシロキサンに、エポキシ基と炭素−炭素二重結合基を有する有機化合物を付加させる方法。
（方法３）炭素−炭素二重結合を含む有機基を有するポリシロキサンの該二重結合部分を酸化させて、エポキシ基に変換する方法。
【００３６】
上記方法１でポリシロキサン型のエポキシ化合物を製造する際に用いることのできる原料は次の通りである。
Ｍユニットを導入するための原料としては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエ
トキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルシラノールなどが例示される。
【００３７】
Ｄユニットを導入するための原料としては、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン及びこれらの加水分解縮合物（オリゴマー）が例示される。
両末端に水酸基を有するジアルキルシロキサンオリゴマーとして、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、ポリジフェニルシロキサンなどの両末端をシラノール変性した化合物が市販されている。
【００３８】
Ｔユニットを導入するための原料としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン及びこれらの加水分解縮合物が例示される。
Ｑユニットを導入するための原料としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン及びこれらの加水分解縮合物が例示される。
【００３９】
エポキシ基を導入するための原料としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メチル）ジメトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（  エチル）ジメトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メチル）ジエトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エチル）ジエトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メチル）ジメトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エチル）ジメトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メチル）ジエトキシシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エチル）ジエトキシシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メトキシ）ジメチルシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（メトキシ）ジエチルシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エトキシ）ジメチルシラン、（γ−グリシドキシプロピル）（エトキシ）ジエチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メトキシ）ジメチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（メトキシ）ジエチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エトキシ）ジメチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（エトキシ）ジエチルシラン、〔２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル〕（ジメチル）ジシロキサン、１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、（３−グリシドキシ プロピル）ペンタメチルジシロ
キサン、３−エポキシプロピル（フェニル）ジメトキシシランなどが例示される。
【００４０】
エポキシ基含有組成物としては、上述した樹脂から１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。粘度低減の観点から、エポキシシリコーン樹脂を含むことが好ましい。
エポキシ基含有樹脂組成物は熱可塑性樹脂を含有していてもよい。熱可塑性樹脂としては特段限定されないが、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル、（メタ）アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などビニル系ポリマー，ポリ乳酸樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル，ナイロン、ポリアミドアミンなどのポリアミド、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルベンザール、ポリビニルブチラール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂、アイオノマー樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリカーボネイト、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エラストマー、またはこれらの樹脂の変性品などがあげられる。
【００４１】
これらのうち、特にポリビニルブチラールなどのポリビニルアセタール、（メタ）アクリル樹脂などのビニル系樹脂が好ましく、特にポリビニルブチラールなどのポリビニルアセタールが好ましい。ポリビニルアセタールは水酸基を持ち、分散性に優れる他、硬化剤が水酸基との反応性を持つもの（酸無水物など）である場合には一部が取り込まれるため熱硬化樹脂との分離が起こりにくい。予め、酸無水物で変性することで積極的に反応性基を導入することも可能である。
【００４２】
また、熱可塑性樹脂は伸び性がある方が好ましい。伸び性があることで応力を緩和することができ、クラックを抑制する。
熱可塑性樹脂の最大伸び率は５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。熱可塑性樹脂の最大伸び率はＪＩＳ  Ｋ７１１３またはＡＳＴＭ  Ｄ６３８に準拠した測定方法で測定した値とする。
【００４３】
また、熱可塑性樹脂はエポキシ基含有樹脂組成物の熱硬化性樹脂の少なくとも一成分に可溶であることが好ましい。熱硬化性樹脂の少なくとも一成分に１％以上、好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上、更に好ましくは１０％以上可溶である。
熱可塑性樹脂が熱硬化性樹脂の少なくとも一成分に可溶であることで、組成物の均一性が保たれ、応力が分散されやすくなり、また界面を生じないことでクラックが生じにくくなる。
【００４４】
エポキシ基含有樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含量は液状樹脂組成物中の０．００１％〜１０．０％であることが好ましく、０．００３％〜５．０％であることがより好ましく、０．００５％〜２．０％であることが更に好ましい。
以上、本発明の第一の実施態様に係る組成物を説明したが、以下では該組成物を半導体封止材として適用した場合の具体例を説明する。但し、本発明が以下に詳述する実施態様に限定されるものではない。
【００４５】
３．硬化触媒
本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は、必要に応じて硬化剤および／またはエポキシ基の開環重合を伴う硬化を促進するための硬化触媒を含んでもよい。エポキシ基の開環重合はカチオン重合、アニオン重合、ラジカル重合のいずれでもよい。硬化剤および／または硬化触媒は使用する樹脂の種類により適宜含有させればよい。熱硬化性樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂を硬化させ得る化合物であれば硬化触媒は特に限定されない。以下、エポキシ樹脂又はエポキシシリコーン樹脂、シリコーン樹脂について硬化触媒と硬化剤の例を示す。
【００４６】
１）エポキシ基含有樹脂組成物の硬化触媒
エポキシ基含有樹脂組成物としてエポキシ樹脂及び／又はエポキシシリコーン樹脂を用いる場合、通常のエポキシ樹脂硬化に使用される触媒を使用することができる。例えば、ベンジルジメチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、シクロヘキシルジメチルアミン、トリエタノールアミンなどの３級アミン類；２−メチルイミダゾール、２−ｎ−ヘプチルイミダゾール、２−ｎ−ウンデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−ｎ−ウンデシルイミダゾール、１−（２−
シアノエチル）−２−フェニルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）イミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−フェニル−４，５−ジ〔（２’−シアノエトキシ）メチル〕イミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−ｎ−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、１−（２−シアノエチル）−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾリウムトリメリテート、２，４−ジアミノ−６−〔２’−メチルイミダゾリル−（１’）〕エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−（２’−ｎ−ウンデシルイミダゾリル）エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−〔２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）〕エチル−ｓ−トリアジン、２−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−〔２’−メチルイミダゾリル−（１’）〕エチル−ｓ−トリアジンのイソシアヌル酸付加物などのイミダゾール類；ジフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニルなどの有機リン系化合物；ベンジルトリフェニルフォスフォニウムクロライド、テトラ−ｎ−ブチルフォスフォニウムブロマイド、メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、ｎ−ブチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、テトラフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムヨーダイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムアセテート、メチルトリブチルホスホニウムジメチルホスフェート、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート、テトラ−ｎ−ブチルフォスフォニウムベンゾトリアゾレート、テトラ−ｎ−ブチルフォスフォニウムテトラフルオロボレート、テトラ−ｎ−ブチルフォスフォニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルフォスフォニウムテトラフェニルボレートなどの４級フォスフォニウム塩類；１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７やその有機酸塩などのジアザビシクロアルケン類；オクチル酸亜鉛、アクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体、ガリウム化合物、インジウム化合物などの有機金属化合物；テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイドなどの４級アンモニウム塩類；三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニルなどのホウ素化合物；塩化亜鉛、塩化第二錫などの金属ハロゲン化合物のほか、ジシアンジアミドやアミンとエポキシ樹脂との付加物などのアミン付加型促進剤などの高融点分散型潜在性硬化促進剤；前記イミダゾール類、有機リン系化合物や４級フォスフォニウム塩類などの硬化促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤；アミン塩型潜在性硬化剤促進剤；ガリウム化合物以外のルイス酸塩、ブレンステッド酸塩などの高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤などの潜在性硬化促進剤などを挙げることができる。
【００４７】
これらのうち、強い触媒活性が必要であることから、好ましくは無機化合物であり、さらに好ましくはガリウム化合物又はインジウム化合物であり、特に好ましくはガリウム化合物である。
なかでも特に好ましいのは、ガリウムアセチルアセトネート、及び酢酸ガリウムである。
ガリウム化合物は、後段で詳述するシラノール源化合物から供給されるシラノールと組み合わされて、エポキシ化合物の自己重合反応の触媒として作用する成分である。ガリウム化合物としては、金属原子としてガリウムを含む化合物であれば特に限定されるものではなく、酸化物、塩、キレート錯体など、各種形態のものを使用することができる。キレート配位子を有するガリウム錯体、酢酸ガリウム、オキシ酢酸ガリウム、トリエトキシガリウム、トリス（８−キノリノラト）ガリウム、シュウ酸ガリウム、エチルキサントゲン酸ガリウム、ジエチルエトキシガリウム、マレイン酸ガリウム、ｎ−オクチル酸、２−エチルヘキサン酸、ナフテン酸などの長鎖カルボン酸のガリウム塩等を例示することができる。
【００４８】
キレート配位子としては、β−ジケトン型化合物及びｏ−ケトフェノール型化合物が挙
げられる。β−ジケトン型化合物には、次の式（１５）〜式（１７）に示す構造を有するものがある。
【００４９】
【化７】
2016194059.tif 000008
【００５０】
式（１５）〜式（１７）において、Ｒはアルキル基又はハロゲン置換アルキル基を表している。
式（１５）の化合物の具体例としてはアセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ペンタフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトンなどが、式（１６）の化合物の具体例としてはエチルアセトアセテートなどが、式（１７）の化合物の具体例としてはジエチルマロネートなどが挙げられる。
ｏ−ケトフェノール型化合物は、次の式（１８）で表される化合物である。
【００５１】
【化８】
2016194059.tif 000009
【００５２】
式（１８）において、Ｒ’は水素原子、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基又はアルコキシ基を表している。
式（１８）の化合物の具体例としては、サリチルアルデヒド、エチル−Ｏ−ヒドロキシフェニルケトンなどが挙げられる。
キレート配位子を有するガリウム錯体はガリウム化合物の好適例であり、その中でもガリウムアセチルアセトネートは特に好適に使用することができる。２種類以上のガリウム化合物を任意に組み合わせて用いることもできる。
【００５３】
Ｇａ触媒を用いるとＡｌ触媒に比べて硬化物の加熱による重量減少が少ない。特に硬化物がシロキサン構造を含む場合にはＡｌ触媒に比べて硬化物の加熱による重量減少が少ない。
具体的には、１５０〜２００℃×５００時間で、重量減少が加熱前の２０重量％以下が好ましく、１０重量％以下が更に好ましい。
【００５４】
ガリウム化合物は、エポキシ化合物１００重量部に対して通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上、また５．０重量部以下、好ましくは１．０重量部以下である。
シラノール源化合物は、シラノールの供給源たる化合物である。シラノールは、前述のガリウム化合物と組み合わされて、エポキシ化合物の自己重合反応の触媒として作用する。
【００５５】
シラノールの役割は、エポキシ化合物の自己重合反応の開始に必要なカチオン源である
と考えられる。シラノール源化合物のケイ素原子にフェニル基などの芳香族基が結合している場合には、この芳香族基はシラノール水酸基の酸性度を高める働き、つまり、シラノールのカチオン源としての作用を強める働きをしていると考えられる。
シラノール源化合物は、潜在的なシラノール源であってもよい。例えば、加水分解性基が結合したケイ素原子を有しており、該加水分解基が加水分解されたときにシラノールを生じる化合物である。加水分解性基の具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、水素、アセトキシ基、エノキシ基、オキシム基、ハロゲン基が挙げられる。好ましい加水分解性基はアルコキシ基であり、特に炭素数１〜３のアルコキシ基、すなわち、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基である。
【００５６】
シラノール源化合物の一例は、フェニルジメチルシラノール、ジフェニルメチルシラノール、トリフェニルシラノール、ジヒドロキシジフェニルシラン（ジフェニルジシラノール）、トリメチルシラノール、トリエチルシラノール、ジヒドロキシジメチルシラン、トリヒドロキシメチルシランなどの水酸基が結合したケイ素原子を有するモノシラン化合物である。
【００５７】
シラノール源化合物の他の一例は、水酸基が結合したケイ素原子を有する、式（１９）で表されるオルガノポリシロキサンである。
（Ｒ２１３ＳｉＯ１／２）ａ２（Ｒ２２２ＳｉＯ２／２）ｂ２（Ｒ２３ＳｉＯ３／２）ｃ２（ＳｉＯ４／２）ｄ２（Ｏ１／２Ｈ）ｅ２  ・・・（１９）
式（１９）において、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３はそれぞれ独立して１価の有機基を示す。
【００５８】
式（１９）において、Ｒ２１３ＳｉＯ１／２はＭユニット、Ｒ２２２ＳｉＯ２／２はＤユニット、Ｒ２３ＳｉＯ３／２はＴユニット、ＳｉＯ４／２はＱユニットを、それぞれ表している。ａ２、ｂ２、ｃ２及びｄ２は、それぞれが０以上の整数であり、かつ、ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２≧３である。ｅ２は１以上の自然数であり、ケイ素原子に直接結合する水酸基（シラノール）の個数を表している。
【００５９】
式（１９）のＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３は、通常、炭素数１〜１０の炭化水素基であり、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などのアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基；フェニル基、トリル基、キシリル基などのアリール基；ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、ノナフルオロブチルエチル基などの置換アルキル基が挙げられる。
【００６０】
シラノール源化合物は、ケイ素原子に結合する加水分解性基を有するものであって、該加水分解性基を加水分解したときに、式（１９）で表されるオルガノポリシロキサンを生じる化合物であってもよい。換言すれば、式（１９）で表されるオルガノポリシロキサンにおいて、ケイ素原子に直接結合した水酸基の全部又は一部を加水分解性基に置き換えた化合物であってもよい。
【００６１】
シラノール源化合物がオルガノポリシロキサンであり、これを、シロキサン構造を含まないエポキシ化合物と共に用いる場合には、該オルガノポリシロキサンと該エポキシ化合物との相溶性を確保する観点から、該オルガノポリシロキサンはケイ素原子に結合した芳香族基を有するものであることが好ましい。
シラノール源化合物がオルガノポリシロキサンである場合、その重量平均分子量については、熱硬化性樹脂組成物の硬化中あるいは硬化後に揮発しないように、５００以上であることが好ましく、７００以上であることがより好ましい。一方、重合度が高過ぎると粘
度が高くなって取り扱い性が悪くなることから、該重量平均分子量は２０，０００以下であることが好ましく、１５，０００以下であることがより好ましい。
【００６２】
好適な実施形態では、シラノール源化合物は水酸基又は加水分解性基が結合したケイ素原子を１分子中に２個以上有するオルガノポリシロキサン又はシラン化合物であってもよい。かかるシラノール源化合物は、加熱されたときにガリウム化合物の作用により重縮合して高分子量化するので、硬化後にブリードアウトすることがない。
シラノール源化合物として好適に使用できるオルガノポリシロキサンとして、上記式（２０）〜式（２３）で表される構造を有するものが挙げられる。
【００６３】
【化９】
2016194059.tif 000010
【００６４】
【化１０】
2016194059.tif 000011
【００６５】
式（２２）で表されるオルガノポリシロキサンは、式（２０）で表される化合物と式（２４）で表される化合物（ジヒドロキシジメチルシラン又は両末端に水酸基を有するポリジメチルシロキサン）とを、重縮合することにより得ることができる。重縮合触媒としては、酸、塩基の他、金属触媒を用いることができ、ガリウムアセチルアセトネートのようなガリウム化合物を用いることもできる。
【００６６】
式（２３）で表されるオルガノポリシロキサンは、式（２１）で表される化合物と式（２４）で表される化合物とを、重縮合することにより得ることができる。重縮合触媒としては、酸、塩基の他、金属触媒を用いることができ、ガリウムアセチルアセトネートのようなガリウム化合物を用いることもできる。
【００６７】
【化１１】
2016194059.tif 000012
【００６８】
式（２０）〜式（２４）において、ｍ、ｎ、Ｍ、Ｎ、ｍ１、ｍ２は、それぞれ、１以上の整数である。これらの数を大きくし過ぎた場合、すなわちポリシロキサンの重合度を高くし過ぎた場合、粘度が高くなり過ぎてハンドリングが容易でなくなる他、シラノールの含有率が下がるために触媒能が低下する傾向が生じることに注意すべきである。ハンドリング性の観点からは、当該オルガノポリシロキサンの粘度あるいは当該オルガノポリシロキサンを用いて得られる液状樹脂組成物の粘度が、３０℃、１ａｔｍにおいて、５０，０００ｃｐ以下、好ましくは４０，０００ｃｐ以下、より好ましくは３０，０００ｃｐ以下、更に好ましくは２０，０００ｃｐ以下、特に好ましくは１５，０００ｃｐ以下、最も好ましくは１０，０００ｃｐ以下となるように、その重合度を設定することが好ましい。
【００６９】
式（２０）〜式（２３）で表されるオルガノポリシロキサンから選ばれる１種以上を、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどの３官能シラン化合物とともに重縮合させて得られるオルガノポリシロキサンも、シラノール源化合物の好適例である。重縮合触媒としては、酸、塩基の他、金属触媒を用いることができ、ガリウムアセチルアセトネートのようなガリウム化合物を用いることもできる。かかるオルガノポリシロキサンは、更に酸、塩基又はガリウム化合物などの金属化合物のような縮合触媒を作用させることにより硬化する性質を有する。シラノール源として、モノシラン化合物とオルガノポリシロキサンを併せて用いてもよい。
【００７０】
シラノール源化合物は、エポキシ化合物１００重量部に対して通常０．０５重量部以上、好ましくは０．５重量部以上、また５００重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。
また、ガリウム化合物とシラノール源化合物の含有比は重量比で１：０．０５〜０．００１：１００が好ましく、より好ましくは１：１０〜０．０１：１００である。
【００７１】
熱硬化性樹脂組成物における硬化触媒の含有量は、熱硬化性樹脂組成物１００重量％に対して０．００３重量％〜３重量％となるように調製することが好ましい。
エポキシシリコーン樹脂においては、エポキシ化合物とシラノール源化合物のいずれか一方、又は両方が、オルガノポリシロキサン構造部分を有し得る。その場合に、オルガノポリシロキサン構造部分にシラノールを導入すると、ガリウム化合物がシラノール間の脱水縮合触媒として作用するので、エポキシ化合物の自己重合反応とシラノール縮合反応の両方が硬化に関与する、耐熱性の良好な熱硬化性樹脂組成物が得られる。ガリウム化合物はシラノールとアルコキシ基の間の脱アルコール縮合反応の触媒にもなるので、オルガノポリシロキサン構造部分にシラノールとアルコキシ基を導入した場合も同様の効果が得られる。
【００７２】
熱硬化性樹脂がシラノール基を有する場合、ガリウム化合物はシロキサン縮合の触媒にもなり、架橋系が同時に進行するので好ましい。また、シロキサンやシリカとの相性が良好であり、シリカの分散に寄与する。さらに、エポキシシリコーンをガリウム触媒で反応させると、得られる硬化物の線膨張率が広い範囲で一定になる。
他の一例では、エポキシ化合物が有するオルガノポリシロキサン構造部分とシラノール源化合物が有するオルガノポリシロキサン構造部分の一方にヒドロシリル基、他方にビニルシリル基を導入するとともに、白金化合物のようなヒドロシリル化反応触媒を添加することにより、エポキシ化合物の自己重合反応とヒドロシリル化反応の両方が硬化に関与する、硬化性の良好な熱硬化性樹脂組成物が得られる。
【００７３】
あるいは、エポキシ化合物とシラノール源化合物のいずれか一方又は両方が有するオルガノポリシロキサン構造部分にヒドロシリル基を導入するとともに、ビニルシリル基を有するオルガノポリシロキサンとヒドロシリル化反応触媒を添加することによっても、エポキシ化合物の自己重合反応とヒドロシリル化反応の両方が硬化に関与する熱硬化性樹脂組
成物が得られる。この例を変形して、エポキシ化合物とシラノール源化合物のいずれか一方又は両方が有するオルガノポリシロキサン構造部分にビニルシリル基を導入し、添加するオルガノポリシロキサンをヒドロシリル基が導入されたものとしてもよい。
【００７４】
２）エポキシ樹脂又はエポキシシリコーン樹脂の硬化剤
エポキシ基との反応により架橋物を形成する硬化剤としては、アミン、ポリアミド樹脂、酸無水物、フェノールなどが挙げられる。線膨張率の低減、重合速度の制御、粘度の低減の観点から、酸無水物を用いることが好ましい。酸無水物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、ハロゲン系酸無水物などが挙げられる。該樹脂組成物を光半導体デバイスに使用する場合には、耐光性の観点から脂環式カルボン酸無水物を使用することが好ましい。
【００７５】
酸無水物の含有量としては特に制限はないが、多すぎると酸無水物のＴｇが、得られる硬化物の線膨張率に影響を与える場合がある。
脂環式カルボン酸無水物としては、例えば、式（２５）〜式（３０）で表される化合物や、４−メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物のほか、α−テルピネン、アロオシメンなどの共役二重結合を有する脂環式化合物と無水マレイン酸とのディールス・アルダー反応生成物やこれらの水素添加物などを挙げることができる。
【００７６】
【化１２】
2016194059.tif 000013
【００７７】
なお、前記ディールス・アルダー反応生成物やこれらの水素添加物としては、任意の構造異性体及び任意の幾何異性体を使用することができる。
また、前記脂環式カルボン酸無水物は、硬化反応を実質的に妨げない限り、適宜に化学的に変性して使用することもできる。
酸無水物を含有することで、エポキシ反応速度の制御、ハンドリング、レベリングの向上、着色防止などの効果が得られる場合がある。酸無水物の含有量としては特に制限はないが、エポキシ量に対して１．５当量以下であることが好ましい。より好ましくは１当量以下、更に好ましくは０．８当量以下、更に好ましくは０．６当量以下である。
３）シリコーン樹脂の硬化触媒
エポキシ基含有樹脂組成物がシリコーン樹脂を含む場合、硬化触媒としては金属化合物などが挙げられる。金属化合物としては、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スズ、亜鉛、チタン又はガリウムの、キレート錯体、有機酸塩、無機塩又はアルコキシドなどを用いることができる。硬化物の線膨張係数の観点から、上述したガリウム化合物を用いることが好ましい。
【００７８】
４．フィラー
本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は、フィラーを含有することができる。
フィラーを含有することにより、耐熱性、低線膨張性を付与することができる。
フィラーとしては、一般的な有機フィラー、無機フィラーのいずれも使用することができる。有機フィラーとしては、スチレン系ポリマー粒子、メタクリレート系ポリマー粒子、エチレン系ポリマー粒子、プロピレン系ポリマー粒子、ポリアミド系ポリマー粒子、ポリナイロン系ポリマー粒子等の合成ポリマー粒子、デンプン、木粉等の天然物、変性されていてもよいセルロース、各種有機顔料などが挙げられる。無機フィラーとしては、無機物もしくは無機物を含む化合物であれば特に限定されないが、具体的に例えば、石英、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、溶融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカ等のシリカ系無機フィラー、アルミナ、ジルコン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミ、炭化ケイ素、ガラス繊維、ガラスフレーク、アルミナ繊維、炭素繊維、マイカ、黒鉛、カーボンブラック、フェライト、グラファイト、ケイソウ土、白土、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マンガン、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、チタン酸カリウム、ケイ酸カルシウム、無機バルーン、銀粉等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上併用してもよい。また、適宜表面処理をほどこしてもよい。表面処理としては、アルキル化処理、トリメチルシリル化処理、シリコーン処理、シランカップリング剤による処理等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００７９】
耐熱性、低線膨張付与を目的としてフィラーを含有させる場合、組成物に対するフィラーの含有量は、通常、５０重量％以上である。樹脂組成物の硬化物の線膨張率を低くするという観点から、好ましくは７５重量％以上、より好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上である。
フィラーを用いることにより、得られる成形体の強度、硬度、弾性率、熱膨張率、熱伝導率、放熱性、電気的特性、光の反射率、難燃性、耐火性、チキソトロピー性、およびガスバリア性等の諸物性を改善することができる。
【００８０】
上記フィラーの中でもシリカフィラーを使用することが好ましい。以下、シリカフィラーについて詳細に説明する。
本発明において、シリカフィラーとは、石英、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、溶融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカなどのシリカ系無機フィラーなどのフィラーをいう。
【００８１】
通常の樹脂組成物では、フィラーの添加量が増加すると、組成物の粘度上昇が顕著になる。
粘度制御の観点から、形状は、繊維状、不定形のものよりも、球状のものが好ましい。ここで球状とは、真球状であってもよく、楕円状であってもよく、卵形などを含む略球状を意味し、具体的にはアスペクト比（長径と短径の比）が通常１．３以下であり、好ましくは１．２以下、より好ましくは１．１以下である。
【００８２】
さらに配合の観点から、フィラー表面に水酸基を有することが好ましい。水酸基を有することによりフィラー表面の極性を向上できるために、無機物と比べて極性の高い有機ポリマーを混合しやすくなる。
また、粒径分布の制御により添加量を増やすことも可能である。すなわち、粒径の異なるフィラーを混合することで、より高い充填率が得られる。
【００８３】
平均粒子径は、（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  ＣＩＬＡＳ  １０６４）を用いて測定され、０．１μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。また、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。  
表面積としては、０．２ｍ２／ｇ以上が好ましく、０．５ｍ２／ｇ以上がより好ましく、１５ｍ２／ｇ  以下が好ましく、１０ｍ２／ｇ  以下がより好ましい。
【００８４】
また、シリカは適宜表面処理がされていてもよい。表面処理としては、アルキル化処理、トリメチルシリル化処理、シリコーン処理、シランカップリング剤による処理などが挙げられるが、特に限定されるものではない。表面処理により、粒子表面官能基の種類を制御することができる。粘度を低減させる観点から、（グリシジル化）処理されたフィラーを用いることが好ましい。
シリカは、１種を用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８５】
５．その他
本発明の実施形態に係るエポキシ基含有樹脂組成物には、上述の成分の他に、物性改善、機能付与などの観点から、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、着色剤、変性剤、レベリング剤、光拡散剤、熱伝導性、難燃剤、反応性又は非反応性の希釈剤、接着、密着性向上剤などの添加剤をさらに含有してもよい。
【００８６】
１）酸化防止剤
本発明の実施形態に係るエポキシ基含有樹脂組成物には、使用環境下での黄変を抑制するために、酸化防止剤を含有させることができる。フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ヒンダードアミン系などが好適に用いられるが、ｎ中でも、フェノール水酸基の片側あるいは両側のオルト位にアルキル基を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤が特に好適に用いられる。
【００８７】
２）シランカップリング剤
本発明のエポキシ基含有樹脂組成物には、金属部品や無機フィラーに対する接着性を良好にするためにシランカップリング剤を含有させることができる。具体例として、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００８８】
６．エポキシ基含有樹脂組成物の製造方法
本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は、必要に応じて前述した樹脂、フィラー、希釈剤、酸化防止剤などのその他の成分を混合することにより製造することができる。フィラーの混合の順序としては、特に限定されない。例えば、混合時の発熱による硬化反応の進行を防ぐため、ガリウム化合物、シラノール源化合物、その他のエポキシ樹脂硬化に使用される触媒の非存在下でエポキシ化合物と混合することが望ましい。
【００８９】
フィラーを混合する手段としては、特に限定されるものではないが、具体的に例えば、２本ロールあるいは３本ロール、遊星式撹拌脱泡装置、ホモジナイザー、ディゾルバー、プラネタリーミキサーなどの撹拌機、プラストミルなどの溶融混練機などが挙げられる。混合は、常温で行ってもよいし加熱して行ってもよく、また、常圧下で行ってもよいし減圧状態で行ってもよい。混合する際の温度が高いと、成形する前に組成物が硬化する場合がある。
この樹脂組成物は、１液硬化型であってもよく、保存安定性を考慮して２液硬化型としてもよい。
【００９０】
７．樹脂硬化物
本実施態様に係るエポキシ基含有樹脂組成物は、シリカフィラーが５０重量％以上含有した場合、その硬化物の線膨張率は非常に低く、７０〜１００℃における平均線膨張率が
通常１５０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましく、１２０ｐｐｍ／Ｋ以下であることがより好ましい。
【００９１】
また、２１０〜２４０℃における平均線膨張率が通常１００ｐｐｍ／Ｋ以下であり、７５ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ／Ｋ以下であることがより好ましい。
また、７０〜２１０℃の平均線膨張率が１００ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ／Ｋ以下であることがより好ましく、４０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが更に好ましい。
【００９２】
また、２５℃貯蔵弾性率が１．０×１０４Ｐａ以上、１．０×１０１０Ｐａ以下であることが好ましく、１．０×１０５Ｐａ以上、１．０×１０８Ｐａ以下であることが更に好ましい。２５℃での貯蔵弾性率が１．０×１０１０Ｐａ以上であると応力緩和が十分でなく、クラック発生の要因となる。１．０×１０４Ｐａ未満であると組成物の機械的強度が十分でなく、振動によるワイヤー倒れ等の懸念がある。
線膨張率が小さく、貯蔵弾性率が小さいことで硬化時や温度変化における基板との線膨張差による応力を低減でき、クラック発生が抑制できる。
【００９３】
８．封止方法
本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は、半導体デバイスの封止材として使用することが好適であるが、封止の方法は通常行われる方法で行えばよい。
封止の方法としては、例えばトランスファー成形やポッティングなどが挙げられる。本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は常温で流動性のあるエポキシ基含有樹脂組成物であるので、中でも、ポッティングに好適に用いられる。具体的には、樹脂組成物を含有する液と硬化触媒を含有する液をそれぞれ作製し、その後混合して混合液を作製し、ポッティングに供することができる。ハウジング内に部品を置き、これに上記混合液を注型する。次いで、硬化させる。用いるエポキシ基含有樹脂組成物により、室温硬化あるいは加熱硬化すればよい。加熱硬化には、例えば、熱風循環式加熱、赤外線加熱、高周波加熱などの従来公知の方法を採用することができる。熱処理条件は、樹脂組成物を所望の硬化状態にすることができればよく、マトリクス樹脂、触媒濃度や当該組成物で形成しようとする部材の厚みなどに応じて定めればよい。
【００９４】
本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は熱硬化性樹脂を含む。硬化温度を、最初は１００℃付近とし、次いで１５０℃付近に上げることにより、組成物中の残留溶媒や溶存水蒸気による発泡を防ぐことができる。また、深部と表面の硬化速度差を小さくできるので、表面が平滑でシワの無い、外観の良好な硬化物を得ることができる。深部と表面の硬化速度差が小さいと、硬化状態が均一となるので硬化物中における内部応力の発生が抑制され、ひいてはクラックの発生が防止できる。
【００９５】
９．エポキシ基含有樹脂組成物の用途
本発明の実施形態に係る上記エポキシ基含有樹脂組成物の用途は特に限定されず、ＬＥＤデバイスのような発光デバイスを含む各種の半導体デバイスに、封止材などとして用いることができる。また、本発明のエポキシ基含有樹脂組成物を硬化させた成形体は、シリカフィラーを５０重量％以上含む場合、高温でも低い熱膨張率を有し、かつ応力を緩和することでクラックの生じにくく信頼性に優れるので、特にパワーデバイスに好適に使用される。パワーデバイスとしては、例えば、整流、周波数変換、レギュレータ、インバータなどとして使用されるものが挙げられる。本発明のエポキシ基含有樹脂組成物は、組成物としては流動性を有し、ポッティングによる封止にも好適に用いることができ、硬化物とした際の線膨張率が非常に低いので、幅広いサイズのパワーデバイスに好適に使用できる。家電機器、コンピュータなどのパワーデバイスに用いることもできるし、自動車、鉄道
車両や変電所の制御用などの大型のパワーデバイスに用いることもできる。
【実施例】
【００９６】
以下、実験例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。なお、下記の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は、前記上限または下限の値と下記実施例の値または実施例同士の値との組合せで規定される範囲であってもよい。
【００９７】
［実施例１］
Ｘ−２２−１６９Ｂ（信越化学社製）を１．００ｇ、  真球状フィラーＨＬ−３１００（株式会社龍森製）１０．３ｇをＴＨＩＫＹ社製Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｉｘｅｒ  ＡＲＶ−３００  を用いて撹拌し、混合した。その後、非環状カルボン酸無水物オクタン酸無水物（東京化成社製）０．０３９８ｇ、ポリスチレン換算の重量平均分子量約９００の両末端ヒドロキシ基ポリメチルフェニルシロキサン  ＦＬＤ５１６（ＢＬＵＥＳＴＡＲＳ  ＳＩＬＩＣＯＮＥＳ社製）にガリウムアセチルアセトネート（Ｓｔｒｅｍ
Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｉｎｃ．社製）２重量％を溶解した液（Ｇａ（ａｃａｃ）３溶液）０．１０３ｇを加えてさらに撹拌、混合を行い、組成物を得た。  
【００９８】
［実施例２〜３］
実施例１の方法に準拠し、表１に示す化合物を添加し、樹脂組成物を得た。
［実施例４］
Ｘ−２２−１６９Ａ（信越化学社製）を１．００ｇ、真球状フィラーＨＬ−３１００（株式会社龍森製）１０．１ｇをＴＨＩＮＫＹ社製Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｉｘｅｒ  ＡＲＶ−３００  を用いて撹拌し、混合した。その後、非環状カルボン酸無水物オクタン酸無水物（東京化成社製）０．０６７６ｇを加え、両末端ヒドロキシ基ポリメチルフェニルシロキサン  ＹＦ３８０４（モメンティブ社製）０．０５０９ｇにガリウムアセチルアセトネート（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｉｎｃ．社製）０．００２２ｇ、ジフェニルシランジオール（東京化成社製）０．００５３ｇを溶解した液を加えてさらに撹拌、混合を行い、組成物を得た。  Ｘ−２２−１６９ＡおよびＸ−２２−１６９Ｂ（信越化学社製）は、信越株式会社製の変性シリコーン（エポキシ価それぞれ１０００、１７００）であり、構造は下記の通りに示される。
【００９９】
【化１３】
2016194059.tif 000014
【０１００】
［比較例１］
実施例１の方法に準拠し、表１に示す化合物を添加し、樹脂組成物を得た。
＜ヒートショック試験結果＞
銅張窒化ケイ素基板（京セラ社製  ＫＯ−ＰＷＲ１１０６８２）の周囲にＳＵＳ製の枠を固定し、その基板上に約１４〜１８ｇの液状樹脂組成物を流し込み、８０℃で３０分間、１２０℃で６０分間、１５０℃で６０分間、及び１８０℃で１８０分間の条件で順次加熱して硬化を行うことで封止済み基板サンプルを得た。このサンプルを用いてヒートショック試験を行った。エスペック社製  冷熱衝撃装置ＴＳＡ−４１Ｌ−Ａを用いて、１７５℃高温さらし３０分、常温さらし１分、−４０℃低温さらし３０分を１サイクルとし、７０回ごとにサンプルを取り出し、組成物にクラック、剥がれが生じていないか目視で確認
した。結果を表１及び表２に示す。
【０１０１】
【表１】
2016194059.tif 000015
【０１０２】
表１の結果から明らかな通り、実施例１〜３の樹脂組成物は、ヒートショック試験を７０サイクル実施しても樹脂硬化物にクラックが発生しなかった。一方、比較例１の樹脂組成物は７０サイクル実施後に明らかなクラックが目視で確認できた。
【０１０３】
【表２】
2016194059.tif 000016
【０１０４】
表２の結果から明らかな通り、実施例４の樹脂組成物は、ヒートショック試験を７０サイクル実施しても樹脂硬化物にクラックが発生しなかった。