(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、メディアン径が５〜３０μｍの非晶質シリカ（Ｃ）を含有し、厚さ１ｍｍ以下の半導体装置に用いる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）を含有し、かつ前記非晶質シリカ（Ｃ）の割合が樹脂組成物全体の８０〜９５重量％であり、前記非晶質シリカ（Ｃ）中に、酸素共存下での金属ケイ素の高温自己燃焼法により得られた粒子径０．０１μｍ〜１．００μｍの非晶質シリカ（ｃ１）を５〜３０重量％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。
【化１】
0004974434.tif 000010
（但し、Ｒ１〜Ｒ８は水素原子、ハロゲン原子または炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
非晶質シリカ（ｃ１）を構成する粒子の９０重量％以上が、長軸ａと短軸ｂとの比（ａ／ｂ）が２以下の球状シリカであ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】
エポキシ樹脂（Ａ）が下記化学式（II）で表されるテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化２】
0004974434.tif 000011
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ系樹脂組成物の硬化物によって封止され、厚さが１ｍｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐リフロー信頼性及び成形性に優れ、特に半導体封止用として好適なエポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特性および接着性などに優れており、さらに配合処方により種々の特性が付加できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材料など工業材料として利用されている。
【０００３】
例えば、半導体装置などの電子回路部品の封止方法として、従来より金属やセラミックスによるハーメッチックシールと共にフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されており、一般にこのような封止に使用される樹脂を封止材樹脂と呼んでいる。その中でも、経済性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに行われている。エポキシ樹脂による封止方法は、エポキシ樹脂に硬化剤、充填材などを添加した組成物を用い、半導体素子を金型にセットしてトランスファー成型法などにより封止する方法が一般的に行われている。
【０００４】
最近はプリント基板への半導体装置パッケージの実装において高密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代わり、基板表面に半導体装置パッケージを半田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それに伴い、半導体装置パッケージも従来のＤＩＰ（デュアル・インライン・パッケージ）から、高密度実装・表面実装に適した薄型のＦＰＰ（フラット・プラスチック・パッケージ）に移行しつつある。最近では、微細加工技術の進歩により、厚さ２ｍｍ以下のＴＳＯＰ、ＴＱＦＰ、ＬＱＦＰが主流となりつつある。そのため湿度や温度など外部からの影響をいっそう受けやすくなり、耐リフロー信頼性、高温信頼性、耐湿信頼性などの信頼性が今後ますます重要となってくる。特に最近ではＴＳＯＰ、ＴＱＦＰ等厚さ１ｍｍ以下のパッケージにおける耐リフロー信頼性の向上が求められている。
【０００５】
表面実装においては、通常半田リフローによる実装が行われる。この方法では、基板の上に半導体装置パッケージを載せ、これらを２００℃以上の高温にさらし、基板にあらかじめつけられた半田を溶融させて半導体装置パッケージを基板表面に接着させる。このような実装方法では半導体装置パッケージ全体が高温にさらされるため、封止樹脂の吸湿性が高いと封止樹脂と半導体チップの間、あるいは封止樹脂とリードフレームの間の剥がれが生じたり、吸湿した水分が半田リフロー時に爆発的に膨張してクラックが生じるという現象が起こる。また薄型パッケージの場合、銀ペースト層が吸湿してリフロー時にシリコンチップまたはリードフレームとの界面から剥離し、パッケージ底部が押し下げられてパッケージ底部が膨らむ現象（膨れ特性）が起こり問題になっている。更に、近年では環境保護の点から鉛を含んでいない鉛フリー半田の使用が進んでいるが、鉛フリー半田は融点が高く、そのためリフロー温度も上がることになりこれまで以上の耐リフロー信頼性が求められている。
【０００６】
一般的に耐リフロー信頼性を向上させるには封止樹脂組成物中の充填材の割合を上げることが有効であることが知られていた。封止樹脂組成物中の樹脂成分を減らすことにより吸湿性が低下するからである。しかしながら、単純に封止樹脂組成物中の充填材の割合を大きくするだけでは流動性が悪化し、パッケージ未充填やステージシフトなどの問題が起こる。
【０００７】
耐リフロー信頼性を向上するためエポキシ樹脂としてテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を配合し、かつ無機充填材を７８〜９３重量％含有するエポキシ樹脂組成物（特開平８−１７６２７９号公報）や無機充填材を８０〜９３重量％含有するエポキシ樹脂組成物（特開２０００−９５８４０号公報）が提案されているが、より高いレベルで耐リフロー信頼性と成形性を両立できるような樹脂組成物が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、より高温のリフロー温度において耐リフロー信頼性に優れるとともに成形性に優れたエポキシ樹脂組成物、及び該エポキシ樹脂組成物で封止してなる半導体装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【００１０】
本発明は、主として次の構成を有する。すなわち、「エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、メディアン径が５〜３０μｍの非晶質シリカ（Ｃ）を含有し、厚さ１ｍｍ以下の半導体装置に用いる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）を含有し、かつ前記非晶質シリカ（Ｃ）の割合が樹脂組成物全体の８０〜９５重量％であり、前記非晶質シリカ（Ｃ）中に、酸素共存下での金属ケイ素の高温自己燃焼法により得られた粒子径０．０１μｍ〜１．００μｍの非晶質シリカ（ｃ１）を５〜３０重量％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」である。
【００１１】
【化３】
0004974434.tif 000002
（但し、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子、ハロゲン原子または炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、同一であっても異なっていてもよい。）
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明は必須成分として、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、および無機充填材（Ｃ）を含有する。
【００１４】
本発明においては 、エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）を必須成分として含有することを特徴とする。
【００１５】
【化４】
0004974434.tif 000003
（但し、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子、ハロゲン原子または炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、同一であっても異なっていてもよい。）
エポキシ樹脂（Ａ）に一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）を含有させることによりリフロー時の膨れ特性が向上する。また、連続成形時のパッケージ表面外観に優れる。さらには、粘度を下げ成形性を向上する効果も得られる。
【００１６】
一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）の具体例としては、下記化学式（II）で示される３，３’５，５’−テトラメチル−ジヒドロキシメタンのジグリシジルエーテル、３，３’,５，５’−テトラターシャリブチル−４，４’−ジヒドロキシメタンのジグリシジルエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジヒドロキシメタンのジグリシジルエーテル、４，４’−ジヒドロキシメタンのジグリシジルエーテルなどが挙げられ、常温で固形のエポキシ樹脂がハンドリングの点で好ましい。特に下記化学式（II）で示される３，３’５，５’−テトラメチル−ジヒドロキシメタンのジグリシジルエーテルが好ましいが、他のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）と任意に混合して用いることも可能である。
【００１７】
【化５】
0004974434.tif 000004
一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂エポキシ樹脂（ａ１）の含有量はエポキシ樹脂（Ａ）全量に対して１０重量％以上が好ましく、エポキシ樹脂（Ａ）全量に対して５０重量％以上であることががさらに好ましい。
【００１８】
用途によっては一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を併用しても良い。その他のエポキシ樹脂としては１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に限定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般である。例えば、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、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニル、  ４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラブチルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、トリフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、およびハロゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。その他のエポキシ樹脂として２種以上用いても良い。
【００１９】
２種以上のエポキシ樹脂を併用する場合、一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の他のエポキシ樹脂として特に好ましいものとしては例えば４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニル、アルキル置換基を持たないビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２０】
エポキシ樹脂（Ａ）の配合量はエポキシ樹脂組成物全体に対して通常０．５〜１８重量％、特に１〜８重量％が好ましい。
【００２１】
本発明における硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、それらの具体例としては、例えばフェノールノボラック、クレゾールノボラック、ナフトールノボラックなどのノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビスフェノールＡなどのビスフェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどがあげられ、これらを単独で用いても、２種以上の硬化剤を併用しても良い。硬化剤（Ｂ）の溶融粘度はＩＣＩ（１５０℃）粘度で１Ｐａ・s以下、さらには０．３Ｐａ・ｓ以下のものが特に好ましく使用される。
【００２２】
硬化剤（Ｂ）としてはリフロー信頼性の点からフェノールアラルキル樹脂が特に好ましく使用され、さらに好ましくはp-キシレン型フェノールアラルキル樹脂が良い。
【００２３】
硬化剤（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂組成物全体に対して通常０．５〜１５重量％、特に１〜６重量％が好ましい。さらにはエポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質、及び耐湿性も点からエポキシ樹脂（Ａ）に対する硬化剤（Ｂ）の化学当量比が０．５〜１．２、特に０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。
【００２４】
また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いても良い。硬化触媒は硬化反応を促進するものであれば特に限定されず、たとえば２−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、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、２−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などの３級アミン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミニウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート塩、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（ｐ−メチルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物があげられる。なかでも信頼性および成形性の点から有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンが特に好ましく用いられる。
【００２５】
これらの硬化触媒は、用途によっては二種以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲が望ましい。
【００２６】
本発明における無機充填材（Ｃ）の具体例として、非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタンや酸化アンチモンなどの金属酸化物、アスベスト、ガラス繊維およびガラス球などが挙げられるが、中でも非晶性シリカは線膨脹係数を低下させる効果が大きく、低応力化に有効ななため好ましく用いられる。形状としては、破砕状のものや球状のものが用いられ、流動性向上の点から長軸ａと短軸ｂとの比（ａ／ｂ）が５以下のものが好ましく、２以下のものが特に好ましく使用される。
【００２７】
なお、本発明でいう無機充填材（Ｃ）粒子の長軸ａおよび短軸ｂとは、粒子の外接円の直径を長軸ａ、粒子輪郭に接する平行線間の最短距離を短軸ｂとした値を意味する。長軸ａ、短軸ｂの測定方法は、例えばシリカの顕微鏡写真から長軸ａと短軸ｂの長さを複数個のシリカについて測定し平均値を取る方法、またはシリカ粒子を配合した半導体封止用エポキシ樹脂をトランスファー成形して、成形物をダイヤモンドカッターで切断し、断面を研磨した後、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を用い、形状や大きさが同一または異なるシリカ粒子複数個の長軸ａと短軸ｂの長さを各々測定し平均値を取る方法などが用いられる。
【００２８】
無機充填材（Ｃ）の粒径および粒度分布については、特に限定はないが、流動性、成形時のバリ低減の点から、メディアン径（例えばレーザー回折式粒度分布計などで粒径分布を測定した場合、小さい径から大きい径への累積重量％が５０％の粒径を意味する）が５〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。また、メディアン径または粒度分布の異なる充填材を２種以上組み合わせることもできる。
【００２９】
本発明においては 、無機充填材（Ｃ）中に粒子径０．０１μｍ〜１．００μｍの非晶質シリカ（ｃ１）を５〜３０重量％を含有させることが重要であり、それにより樹脂組成物全体に無機充填材の配合比率を高めることができ、耐リフロー性の向上と、ステージシフト低減など成形性の向上を両立できる。
【００３０】
無機充填材（Ｃ）中の粒子径０．０１μｍ〜１．００μｍの非晶質シリカ（ｃ１）の割合が５重量％未満であったり、３０重量％を越えると樹脂組成物中の無機充填材（Ｃ）の比率を高めることができず、結果として本発明の目的を達成できない。無機充填材（Ｃ）中の非晶質シリカ（ｃ１）のさらに好ましい配合率は５重量％〜２０重量％である。
【００３１】
粒子径０．０１μｍ〜１．００μｍの非晶質シリカ（ｃ１）の形状は破砕状のものや球状のものが用いられ、流動性向上の点から球状のものが特に好ましく使用される。球状度合いの目安として長軸ａと短軸ｂとの比（ａ／ｂ）が２以下が好ましく、１．３以下（１〜１．３）がさらに好ましい。流動性向上の面から非晶質シリカ（ｃ１）中、長軸ａと短軸ｂとの比（ａ／ｂ）が２以下の球状シリカが９０重量％以上が好ましい。
【００３２】
この非晶性シリカ（ｃ１）は公知の任意の方法で製造方法でき、例えば結晶性シリカの溶融と分級を複数回繰り返す方法、または酸素を導入しながら金属ケイ素粉末を炉の上部から投入し高温で自己燃焼させて炉の下部で冷却して酸化ケイ素粉末を得る方法、さらにアルコキシシランの加水分解など、各種原料からの合成方法が使用できる。中でも粒子の大きさのばらつきが小さく、真球状のものを得るには上記酸素共存下での金属ケイ素の高温自己燃焼法によるのが好ましい。
【００３３】
本発明において、無機充填材（Ｃ）の割合が全樹脂組成物に対して８０重量％を越え９５重量％以下であることが必要である。無機充填材（Ｃ）の割合はさらに好ましくは８５重量％〜９３重量％である。
【００３４】
無機充填剤（Ｃ）の含有量が８０重量％以下であると封止樹脂の低吸湿化、高弾性化が不十分であり、厳しい要求レベルにおいては十分な耐リフロー信頼性が得られない。無機充填剤（Ｃ）の割合が８０重量％以下であると耐リフロー性が悪化するが、無機充填材（Ｃ）の割合が８５重量％を越えると耐膨れ特性が改良されたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。一方、９５重量％を超えると増粘によるステージシフトやパッケージの未充填で不良率が増加する。
【００３５】
樹脂組成物全体における無機充填材（Ｃ）の割合を高めると難燃性が高くなり、従来使用されていた難燃剤を使用しなくても難燃性を維持することができる。このことにより、従来から難燃剤として使用してきたハロゲン成分を封止材成分に添加する必要がなくなり、環境保護の点で好ましい。
【００３６】
本発明では、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤を配合することができる。これらのカップリング剤で無機充填材（Ｃ）を、他の構成成分とブレンドする以前に処理しておくことがより好ましい。カップリング剤としてはシランカップリング剤が好ましく使用され、シランカップリング剤としては、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基などの加水分解性基および有機基がケイ素原子に直結したもの、およびその部分加水分解縮合物が一般的に用いられる。シランカップリング剤中の有機基としては、窒素原子、酸素原子、ハロゲン原子、硫黄原子などによって置換された炭化水素基のものが使用される。シランカップリング剤の具体的な例としては、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メチルジメトキシシシラン、γ−（２，３−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−フェニルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−フェニルアミノ）プロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチルアミノプロピル）メチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチルアミノ）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トリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチルアミノ）プロピルメチ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−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカトプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエチルシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３７】
カップリング剤の配合割合としてはエポキシ樹脂組成物全量に対して０．１〜２重量％添加することが流動性及び充填性の点で好ましい。
【００３８】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物では、必須成分ではないが難燃性を付与する目的でブロム化合物を配合できる。ブロム化合物は、通常、エポキシ樹脂組成物に難燃剤として添加されるものであれば、特に限定されない。ブロム化合物の好ましい具体例としては、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブロム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキサイド樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルエーテルなどがあげられ、なかでも、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂が、成形性の点から特に好ましい。
【００３９】
同様に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物では、必須成分ではないがアンチモン化合物を配合できる。これは通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加されるもので、特に限定されず、公知のものが使用できる。アンチモン化合物の好ましい具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンがあげられる。
【００４０】
これら難燃剤、難燃助剤を添加する場合、エポキシ樹脂組成物から発生する不要物の廃棄の容易さ、および半導体装置の信頼性の観点からハロゲン原子およびアンチモン原子それぞれが、エポキシ樹脂組成物に対して０．２重量％以下が好ましい。
【００４１】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、さらに次に挙げる各種添加剤を任意に含有することができる。添加剤としては、カーボンブラックおよび酸化鉄などの各種着色剤や各種顔料、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどの各種エラストマー、シリコーンオイル、ポリエチレンなどの各種熱可塑性樹脂、フッ素系、シリコーン系などの界面活性剤、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミドおよびパラフィンワックスなどの各種離型剤およびハイドロタルサイト類などのイオン捕捉剤、有機過酸化物などの架橋剤などが挙げられる。
【００４２】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は上記各成分を溶融混練によって製造することが好ましい。たとえば各種原料をミキサーなどの公知の方法で混合した後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造される。溶融混練時の樹脂温度としては、通常７０〜１５０℃の範囲が使用される。
【００４３】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、加熱混練で溶融し、冷却さらに粉砕した粉末の形状、粉末を打錠して得られるタブレットの形状、加熱混練で溶融し型内で冷却固化したタブレットの形状、加熱混練で溶融し押し出ししてさらに切断したペレットの形状などの状態で使用できる。
【００４４】
そしてこれらの形状から半導体素子の封止に供され半導体装置の製造が行われる。半導体を基板に固定した部材に対して、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を、例えば１２０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃の温度で、トランスファ成形、インジェクション成形、注型法などの方法で成形して、エポキシ樹脂組成物の硬化物によって封止された半導体装置が製造される。また必要に応じて追加熱処理（例えば、１５０〜２００℃、２〜１６時間）を行うことができる。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はここに掲げた実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中の％は重量％を示す。
【００４６】
[実施例１〜５、比較例１〜５]
無機充填材（Ｃ）として表１に示した非晶質シリカを、樹脂組成物成分として表２に示した成分を用いて、表３と表４に示す組成比（重量比）で配合した。これらの成分をミキサーによりドライブレンドした後、ロール表面温度９０℃のミキシングロールを用いて５分間加熱混練後、冷却、粉砕して半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。
【００４７】
【表１】
0004974434.tif 000005
【００４８】
【表２】
0004974434.tif 000006
【００４９】
【化６】
0004974434.tif 000007
【００５０】
【表３】
0004974434.tif 000008
【００５１】
【表４】
0004974434.tif 000009
【００５２】
＜膨れ特性（耐リフロー信頼性）評価＞
得られた樹脂組成物について１４４ｐｉｎＴＱＦＰ（外形：２０ｍｍ×２０ｍｍ×１．０ｍｍ、フレーム材料：４２アロイ）用金型を用いて、低圧トランスファー成形機で金型温度１７５℃、キュアータイム１分間の条件でパッケージを成形した。なお評価用のチップとしては表面に窒化珪素膜を被覆した模擬素子を搭載した、チップサイズ８ｍｍ×８ｍｍ×０．３ｍｍのものを用いた。
【００５３】
上記成形により得られた１４４ｐｉｎＴＱＦＰのパッケージ１０個を１７５℃、４時間の条件でポストキュアーした後、マイクロメーターにてパッケージ中央部の厚みＩ（μm）を計測した。これを３０℃／６０％ＲＨで１６８時間加湿後、最高温度２６０℃のＩＲリフロー炉で加熱処理した。なお、リフロー炉の温度プロファイルは、１５０℃〜２００℃の領域を６０秒〜１００秒、２００℃から２６０℃の昇温速度を１．５〜２．５℃／秒、最高温度である２５５℃〜２６５℃の領域で１０〜２０秒維持し、２６０℃から２００℃の降温速度を１．５〜２．５℃／秒とした。パッケージがリフロー炉を出た５秒後、再びマイクロメーターにてパッケージの中央部の厚みII（μm）を計測した。さらに１０個それぞれのパッケージについて（厚みII−厚みＩ）を算出し、この１０個の平均値を「膨れ」（μm）とした。なお、膨れは小さい方が、特に８０μｍ以下であることが好ましく、本評価（表３と表４）では８０μｍ以下を合格、８０μｍを越えたものを不合格とした。
【００５４】
＜成形性（ステージ変位）評価＞
上記成形により得られた１４４ｐｉｎＴＱＦＰパッケージ１０個を成形後、断面切断して２０倍の顕微鏡を用いて観察し、ステージ変位の有無を調べた。ステージ変位についてはパッケージゲート部とベント部の傾きを測定してパッケージ１０個の平均値を「ステージ変位」とし、その値が５０μｍ未満のものを合格、５０μｍ以上のものを不合格とした。
【００５５】
表３と表４に評価結果を示す。無機充填材（Ｃ）中の粒径０．０１〜１．００μｍの非晶質シリカ（ｃ１）の割合が実施例１〜５に示すように５重量％〜３０重量％の範囲内では耐半田リフローと成形性（ステージ変位）の両方が良好であるのに対し、比較例１〜５に示すように５重量％〜３０重量％を外れた場合、また一般式（Ｉ）で表されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ａ１）を含有しない場合、耐半田リフローと成形性（ステージ変位）の両立はできていない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば半田リフロー時の耐膨れ特性などの耐リフロー信頼性、成形時のステージ変位が少ない半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体封止用エポキシ樹脂組成物によって封止してなる半導体装置を得ることができる。