JP2005015693A

JP2005015693A - エポキシ樹脂組成物および半導体装置

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Publication number: JP2005015693A
Application number: JP2003184703A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Osada; 将一長田; Hidekazu Asano; 英一浅野
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP3925802B2

Abstract

【課題】成形性に優れ、ゲート部分のワックス滲み、ダイマーク等の発生がなく優れた外観を有し、表面実装用パッケージ封止樹脂部が吸湿した状態であっても半田時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物、および該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供する。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）無機質充填剤、および
（Ｄ）（Ｄ１）ポリエーテル変性ポリシロキサンと（Ｄ２）離型剤との溶融混合物
を含むエポキシ樹脂組成物、およびこのエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性に優れ、ゲート部分のワックス滲み、ダイマーク等の発生がなく優れた外観を有する製品を与え、表面実装用パッケージ封止樹脂が吸湿した状態であっても半田リフロー時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物、および該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ダイオード、トランジスター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体装置は樹脂封止型であるものが主流となっており、その封止用樹脂としては、成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れていることからエポキシ樹脂が一般的に採用されている。
【０００３】
最近、これらの半導体装置は集積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大きくなりつつある。その一方で、電子機器の小型化、軽量化等の要求に応じて、パッケージ外形寸法は小さいものとなっている。更に、基板上の部品の高密度化、基板の薄型化等を図るために、半導体装置の回路基板への取り付け方法としては、半導体装置の表面実装が採用されるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、半導体装置の表面実装方法として、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか、または半田が溶融し得る高温の処理区域を通過させる方法が一般的であるが、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生したり、封止樹脂層とリードフレーム、チップ等との界面に剥離が生じたりする場合がある。半導体装置の封止樹脂層が吸湿している状態で前記処理を行うと、前記熱衝撃によるクラックまたは剥離は更に顕著なものとなる。しかし、実際の作業工程においては封止樹脂層の吸湿を避けることは困難であるため、実装後のエポキシ樹脂封止半導体装置の信頼性が大きく損なわれる場合がある。
【０００５】
上記問題に対しては、封止樹脂層の吸湿度を下げることが有効であり、前記吸湿度の低減を図るために、多量の無機充填剤を添加する手段が広く採用されている。また、エポキシ樹脂、硬化剤および無機充填剤を主成分とするエポキシ樹脂組成物に対して、更に、特定構造のアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサンおよびアミノ基含有ポリシロキサンを配合することにより、表面実装用パッケージ封止樹脂部が吸湿した状態における半田リフロー時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物も提案されている（特許文献１参照）。しかし、ゲート部分のワックス滲み、ダイマーク等の改善はなされていなかった。
【０００６】
一方で半導体装置の生産効率を向上させるためには、封止用樹脂には良好な成形性が要求される。一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成には、金型からの離型性の向上を目的として、天然カルナバワックス、高級脂肪酸エステル等のエステル類、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類等が離型剤として配合されている。
【０００７】
無機充填剤が高充填化されたエポキシ樹脂組成物は、成形時の収縮率が小さくなっており金型からの離型が困難であるので、離型剤の添加量を多くする、あるいは金型表面に滲み出てきやすい溶融粘度の低い離型剤を用いる等の手段を採用することが必要となる。しかし、ゲート部付近に離型剤の滲みによるしみ、薄型パッケージにおいては内部のチップの形が浮き出て見えるダイマーク等が生じて、外観上の問題が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、成形性に優れ、ゲート部分のワックス滲み、ダイマーク等の発生がなく優れた外観を有した製品が得られ、表面実装用パッケージ封止樹脂部が吸湿した状態であっても半田時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物、および該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、ポリエーテル変性ポリシロキサンと離型剤との溶融混合物を配合することが有効であることを見い出し、該知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）無機質充填剤、および
（Ｄ）（Ｄ１）下記一般式（１）：
【００１１】
【化３】

［式中、Ｒ^１は独立に炭素原子数１〜６の、１価炭化水素基およびアルコキシ基より成る群から選ばれる１価の基であり、Ｒ^２は独立に炭素原子数１〜６の１価炭化水素基およびＮＨ基を１個以上有する窒素原子含有１価有機基より成る群から選ばれる１価の基であり、Ｒ^３は独立に炭素原子数１〜６の２価炭化水素基およびＮＨ基を１個以上有する窒素原子含有２価有機基より成る群から選ばれる２価の基であり、ａは１〜１００、ｂは１〜１００、ｃは０〜１０、ｄは０または１の整数であり、Ｙは下記一般式（２）で表される基である。
【００１２】
【化４】

〔式中：Ｒ^４は炭素原子数１〜６の１価炭化水素基であり、ｅは１〜３０、ｆは１〜４０、かつ、ｅ／ｆ≦１、およびｅ＋ｆ＝１０〜５０の条件を満足する整数である。〕］
で示されるポリエーテル変性ポリシロキサンと（Ｄ２）離型剤との溶融混合物
を含むエポキシ樹脂組成物、および該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供するものである。
【００１３】
なお、本発明組成物において上記目的が達成される点は、上記（Ｄ１）成分中のポリエーテル部分が、主剤である上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂および上記（Ｄ２）成分の離型剤と親和性を有し、かつ、ポリシロキサン部分が上記（Ｃ）成分の無機質充填剤との親和性を有することに起因するものと推定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に詳しく説明する。なお、本明細書において、「ゲート部分」とは、樹脂をゲートを通してキャビティーに注入し成形品を得るトランスファー法によって得られた硬化成形物の前記ゲートに近い部分を意味する。
【００１５】
［（Ａ）エポキシ樹脂］
本発明組成物の主剤であるエポキシ樹脂としては、特に制限されず、公知のものを全て使用することができる。
例えば、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、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、ビスフェノールＳ型エポキシ化合物、スチルベン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００１６】
上記エポキシ樹脂は、加水分解性塩素含有量が１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下であるものが好ましく、また、ナトリウムおよびカリウム含有量が各々１０ｐｐｍ以下であるものが好ましい。前記加水分解性塩素およびアルカリ金属の含有量が多いと、樹脂封止後の半導体装置を長時間高温高湿下に放置した場合に、塩素イオンおよび／またはアルカリ金属イオンが遊離して、半導体装置の性能に悪影響を及ぼし信頼性を損ねるおそれが高くなる。
【００１７】
［（Ｂ）硬化剤］
（Ｂ）成分はエポキシ樹脂の硬化剤であって、これも、特に制限されず、公知のものを全て使用することができる。
中でも、フェノール樹脂が好ましく、具体的にはフェノールノボラック樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ビスフェノールＡ型樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
上記硬化剤は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂の場合と同様の理由から、ナトリウムおよびカリウム含有量が各々１０ｐｐｍ以下であるものが好ましい。
【００１８】
（Ａ）成分と（Ｂ）成分との配合割合については特に制限されず、従来より一般的に採用されている条件とすればよいが、（Ａ）成分中に含まれるエポキシ基１モルに対して、（Ｂ）成分の硬化剤中に含まれるフェノール性水酸基のモル比が、通常、０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲とすることが好ましい。
なお、任意成分として後記（Ｄ３）成分を配合する場合には、前記フェノール性水酸基の量の計算は、（Ｂ）成分および（Ｄ３）成分中のフェノール性水酸基の合計量に基づく。
【００１９】
［硬化促進剤］
また、本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応を促進させるため、公知の硬化促進剤を用いることが好ましい。この硬化促進剤は、硬化反応を促進させるものであれば特に制限はなく、例えば、トリフェニルホスフィン、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（ｐ−ノニルフェニル）ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスフィン・テトラ（ｐ−メチルフェニル）ボレート等のリン系化合物；トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等の第三アミン化合物；２−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等のイミダゾール化合物等が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００２０】
硬化促進剤の配合量は有効量であればよく特に制限されないが、上記（Ａ）および（Ｂ）成分（場合により、更に（Ｄ３）成分）の総量１００重量部に対して、通常、０．１〜５重量部、特に０．５〜２重量部とすることが好ましい。
【００２１】
［（Ｃ）無機質充填剤］
（Ｃ）成分の無機質充填剤としては、エポキシ樹脂組成物に通常に配合されるものを使用することができる。例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、タルク、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維等が挙げられる。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００２２】
この無機質充填剤の平均粒径、形状および無機質充填剤の配合量は、特に制限されるものではない。
樹脂硬化物の耐クラック性を高めるためには、好ましくは平均粒径５〜３０μｍ、より好ましくは７〜２０μｍの球状の溶融シリカを、樹脂組成物の成形性を損なわない範囲で可能な限り多量に配合させることが好ましい。前記配合量としては、例えば、上記（Ａ）および（Ｂ）成分（場合により、更に（Ｄ３）成分）の総量１００重量部に対して、４００〜１２００重量部、特に６００〜１１００重量部とすることが好ましい。
【００２３】
なお、無機質充填剤は、樹脂との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを配合することが好ましい。このカップリング剤としては、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エトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、β−（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等のエポキシシラン類；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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類；等のシランカップリング剤を用いることが好ましい。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
また、表面処理に用いるカップリング剤の配合量および表面処理方法については、特に制限されるものではない。
【００２４】
［（Ｄ）ポリエーテル変性ポリシロキサン／離型剤溶融混合物］
本発明のエポキシ樹脂組成物は、特定構造の（Ｄ１）ポリエーテル変性ポリシロキサンと（Ｄ２）離型剤の溶融混合物が配合されている点に特徴を有するものである。
上記（Ｄ１）ポリエーテル変性ポリシロキサンは、下記一般式（１）で表されるものである。
【００２５】
【化５】

［式中、Ｒ^１は独立に炭素原子数１〜６、好ましくは１〜２の、１価炭化水素基およびアルコキシ基より成る群から選ばれる１価の基であり、Ｒ^２は独立に炭素原子数１〜６、好ましくは１〜３の１価炭化水素基およびＮＨ基を１個以上、好ましくは１〜２個有する窒素原子含有１価有機基より成る群から選ばれる１価の基であり、Ｒ^３は独立に炭素原子数１〜６、好ましくは２〜３の２価炭化水素基およびＮＨ基を１個以上、好ましくは１〜２個有する窒素原子含有２価有機基より成る群から選ばれる２価の基であり、ａは１〜１００、好ましくは１〜３０、ｂは１〜１００、好ましくは１〜９、ｃは０〜１０、好ましくは１〜９、ｄは０または１の整数であり、Ｙは下記一般式（２）で表される基である。
【００２６】
【化６】

〔式中：Ｒ^４は炭素原子数１〜６、好ましくは１〜３の１価炭化水素基であり、ｅは１〜３０、好ましくは３〜２５、ｆは１〜４０、好ましくは３〜３５、かつ、ｅ／ｆ≦１、好ましくはｅ／ｆ≦０．８、およびｅ＋ｆ＝１０〜５０、好ましくは５〜３０の条件を満足する整数である。〕］
【００２７】
上記Ｒ^１としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、２−フェニルエチル基、３−フェニルプロピル基等のアラルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基を挙げることができる。
上記Ｒ^２が炭素原子数１〜６の１価炭化水素基である場合、Ｒ^１について例示したアルコキシ基以外のものを挙げることができる。
【００２８】
上記Ｒ^２が１個以上のＮＨ基を持つ窒素原子含有１価有機基である場合としては、具体的には、例えば、下記一般式（３）で表される基を挙げることができる。
【００２９】
【化７】

（式中、Ｒ^５は炭素原子数１〜２０、好ましくは１〜６のアルキレン基、シクロアルキレン基またはアリーレン基であり、Ｒ^６は水素原子および炭素原子数１〜６、好ましくは１〜３の１価炭化水素基より成る群から選ばれる基である。）
【００３０】
上記Ｒ^５としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基等のアルキレン基；１，３−シクロペンチレン基、１，４−シクロへキシレン基等のシクロアルキレン基；ｏ−，ｍ−，ｐ−フェニレン基、トリレン基、ｏ−，ｍ−，ｐ−キシリレン基、２，６−ナフチレン基、４，４’−ビフェニレン基等のアリーレン基が挙げられる。
上記Ｒ^６が炭素原子数１〜６の１価炭化水素基である場合としては、上記Ｒ^１について例示したアルコキシ基以外のものを挙げることができる。
【００３１】
上記一般式（３）で表される基としては、具体的には、下記構造式で表されるものが挙げられる。
−（ＣＨ_２）_３−ＮＨ_２
−（ＣＨ_２）_３−ｐ−Ｃ_６Ｈ_４−ＮＨ_２
−（ＣＨ_２）_３−ＮＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＮＨ_２
【００３２】
上記一般式（１）中のＲ^３が炭素原子数１〜６の２価炭化水素基である場合の具体例としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基等のアルキレン基；１，３−シクロペンチレン基、１，４−シクロへキシレン基等のシクロアルキレン基；ｏ−，ｍ−，ｐ−フェニレン基のアリーレン基が挙げられる。
また、Ｒ^３が１個以上のＮＨ基を持つ窒素原子含有２価有機基である場合の具体例としては、例えば、下記一般式（４）、（５）で表される基を挙げることができる。
【００３３】
【化８】

（式中、Ｒ^７は炭素原子数１〜２０、好ましくは１〜６のアルキレン基、シクロアルキレン基およびアリーレン基である。）
【００３４】
【化９】

（式中、Ｒ^８は独立に炭素原子数１〜２０、好ましくは１〜６のアルキレン基、シクロアルキレン基およびアリーレン基より成る群から選ばれる２価の基であり、Ｒ^９は独立に水素原子および炭素原子数１〜６、好ましくは１〜３の１価炭化水素基より成る群から選ばれる基であり、かつ、少なくとも１個のＲ^９は水素原子である。）
【００３５】
上記両式中のＲ^７およびＲ^８としては、上記Ｒ^５について例示したものと同じ２価の基を挙げることができる。また、Ｒ^９が水素原子でない場合については、上記Ｒ^１について例示したアルコキシ基以外のものを挙げることができる。
上記一般式（４）、（５）で表される基の具体例としては、例えば、下記に示すものが挙げられる。
−（ＣＨ_２）_３−ＮＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＮＨ−
−（ＣＨ_２）_３−ＮＨ−
更に、Ｙは下記一般式（２）：
【００３６】
【化１０】

で表される基であり、式中のＲ^４としては、上記Ｒ^１について例示したアルコキシ基以外のものを挙げることができる。また、ｅおよびｆは上記のとおりであり、親水性に富む上記［ＯＣＨ_２ＣＨ_２］で示される構造単位の占める割合が多すぎると本発明組成物から得られる硬化物の耐湿性が低下する場合がある。更に、ｅ＋ｆの和が小さすぎると、（Ｄ１）成分の相溶性が低下し、本発明組成物の耐熱衝撃性が低下してしまう場合があり、逆に大きすぎると本発明組成物の流動性および得られる硬化物の耐湿性が低下する場合がある。
【００３７】
また、（Ｄ１）成分のポリエーテル変性ポリシロキサンの１分子中に、ポリエーテル構造を有する上記Ｙで表される基の量が占める割合は、通常、２０〜７０重量％、好ましくは３０〜６０重量％の範囲とすることが望ましい。前記割合が少なすぎると、主剤である（Ａ）成分のエポキシ樹脂との相溶性が悪くなる場合があり、逆に多すぎるとポリエーテル構造に由来する親水性が高くなりため、得られる硬化物の耐湿性が低下する場合がある。
【００３８】
（Ｄ１）成分のポリエーテル変性ポリシロキサンの具体例としては、例えば、下記構造式の化合物を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、本発明において、（Ｄ１）成分は１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００３９】
【化１１】

【００４０】
【化１２】

【００４１】
【化１３】

（式中、Ｐｈはフェニル基を表す。）
【００４２】
【化１４】

【００４３】
【化１５】

（式中、Ｂｕはｎ−ブチル基を表す。）
【００４４】
本発明の（Ｄ）成分としては、上記（Ｄ１）成分のポリエーテル変性ポリシロキサンとともに（Ｄ２）成分である離型剤を、予め溶融混合しておくことが重要である。
（Ｄ２）成分の離型剤としては、例えば、天然カルナバワックス、合成カルナバワックス、モンタン酸、モンタン酸と飽和アルコール、エチレングリコール、グリセリン等とのエステル化合物であるモンタンワックス；ステアリン酸、ステアリン酸エステル、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド；ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブロック共重合体、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
中でも、耐熱性に優れる点から、天然カルナバワックス、合成カルナバワックス、モンタン酸、モンタン酸と飽和アルコール、エチレングリコール、グリセリン等とのエステル化合物であるモンタンワックス；ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンとポリプロピレンのブロック共重合体が好ましい。
なお、（Ｄ２）成分の離型剤は１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００４６】
（Ｄ１）ポリエーテル変性ポリシロキサンと（Ｄ２）離型剤の配合比率としては、重量比で、（Ｄ１）／（Ｄ２）の比の値が、通常、０．１〜２．０、好ましくは０．１５〜１．０とするのがよい。前記重量比が低すぎると（Ｄ２）離型剤の均一な分散が困難となり、得られる硬化物で封止された半導体製品ゲート部分に滲みが生じる場合がある。また、逆に高すぎると、（Ｄ１）成分と（Ｄ２）成分との溶融混合物の室温における硬度が低下するため作業性が悪化する場合がある。
【００４７】
上記（Ｄ１）および（Ｄ２）成分の溶融混合物の本発明組成物中への配合割合としては、上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００重量部に対して、（Ｄ１）および（Ｄ２）成分の合計量として、通常、１〜２０重量部、好ましくは１．５〜１０重量部とするのがよい。前記配合割合が少なすぎると、得られる硬化物の離型性が十分ではなく、成形性を損なう場合がある。また、逆に多すぎると、本発明組成物に硬化性が低下して成形性が損なわれたり、半導体素子が搭載された基板との接着力が低下し、耐クラック性が低下する恐れがある。
【００４８】
（Ｄ）成分としては、（Ｄ１）ポリエーテル変性ポリシロキサンおよび（Ｄ２）離型剤に加えて、更に（Ｄ３）分子内に２個以上のフェノール性水酸基を持つフェノール樹脂を追加し溶融混合したものとすることができる。この（Ｄ３）成分の追加により、溶融混合物調製時の作業性が向上するばかりでなく、（Ｄ）成分のエポキシ樹脂組成物中への分散性の向上も期待できる。
【００４９】
上記（Ｄ３）成分の分子内に２個以上のフェノール性水酸基を持つフェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ビスフェノールＡ型樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂等を挙げることができる。この（Ｄ３）成分は１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００５０】
（Ｄ３）成分の使用量としては、（Ｄ１）および（Ｄ２）成分の合計１００重量部に対して、通常、１００〜７００重量部、好ましくは２００〜５００重量部とするのがよく、また、（Ｄ１）、（Ｄ２）および（Ｄ３）成分の合計量として、（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００重量部に対して、通常、３〜７０重量部、好ましくは４．５〜２０重量部の範囲となる量とするのがよい。
【００５１】
また、（Ｄ１）および（Ｄ２）成分（場合により、更に加えて（Ｄ３）成分）の溶融混合条件等については、特に制限されないが、ニーダー、品川ミキサー、プラネタリーミキサー等を用いて１５０〜２００℃の温度条件で、通常、１〜２時間程度、混合し均一な混合物を得た後に、室温にまで冷却して固化させ、ハンマーミル等を用いて粉砕する。こうして、（Ｄ１）および（Ｄ２）成分（場合により、更に加えて（Ｄ３）成分）の溶融混合物を粉体として得ることができる。
【００５２】
［他の配合成分］
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の目的および効果を損なわない範囲において上記（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて他の成分を配合しても差し支えない。例えば、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物、モリブデン酸亜鉛担持タルク、モリブデン酸亜鉛担持酸化亜鉛等のモリブデン化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛等の難燃剤；シリコーン化合物、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤；カーボンブラック等の着色剤；ハイドロタルサイト等のハロゲンイオントラップ剤等の添加剤を配合することができる。
【００５３】
［エポキシ樹脂組成物の調製等］
本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えば、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分およびその他の添加物を所定の組成比で配合し、これをミキサー、ボールミル等によって十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等を用いて、溶融混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料として得ることができる。
【００５４】
このようにして得られる本発明のエポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止用として有効に利用できる。封止方法としては、例えば、低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化・成形に際しては、例えば、１５０〜１８０℃で３０〜１８０秒間処理し、後硬化（ポストキュア）を１５０〜１８０℃で２〜１６時間の条件で行うことが望ましい。
【００５５】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体装置の封止に際して、成形性に優れ、ゲート部分のワックッス滲み、ダイマーク等の無い優れた外観を有する製品を与えるとともに、表面実装用パッケージ封止樹脂部が吸湿した状態であっても半田リフロー時の耐クラック性に優れた硬化物を与えることができる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、表１に記載の数は、重量部を意味する。
【００５７】
なお、下記実施例および比較例で使用した成分は、以下のとおりである。また、後記実施例、表等には、各成分については、下記に付記した記号を使用した。
（Ａ）エポキシ樹脂：ビフェニル含有アラルキル型エポキシ樹脂（商品名：ＮＣ−３０００、日本化薬社製、エポキシ当量＝２７２）
（Ｂ１）硬化剤：ビフェニル含有アラルキル型フェノール樹脂（商品名：ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、明和化成社製、フェノール性水酸基当量＝１９９）
（Ｂ２）硬化促進剤：トリフェニルホスフィン（北興化学社製）
（Ｃ）無機質充填剤：球状溶融シリカ（龍森社製、平均粒径＝１５μｍ）
（Ｄ１−１）下記構造式で表されるポリエーテル変性ポリシロキサン：
【００５８】
【化１６】

（式中、Ｂｕはｎ−ブチル基を表す。）
（Ｄ１−２）下記構造式で表されるポリエーテル変性ポリシロキサン：
【００５９】
【化１７】

（Ｄ２−１）離型剤：ポリエチレンオキサイド（商品名：Ｈ−２２、クラリアント社製）
（Ｄ２−２）離型剤：モンタン酸エステル（商品名：リコルブＷＥ４０、クラリアント社製）
（Ｄ３）フェノール樹脂（商品名：ＭＥＨ７８５１ＳＳ、明和化成社製）
（Ｅ）着色剤：カーボンブラック（商品名：三菱カーボン♯３２３０ＭＪ、三菱化学社製）
（Ｆ）シランカップリング剤：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）
【００６０】
（調製例１）
（Ｄ１−１）ポリエーテル変性ポリシロキサン５０ｇと（Ｄ２−１）離型剤１００ｇを、窒素雰囲気下、１５０℃で３０分間攪拌した。その後、室温に冷却し、得られた固形物を粉砕し、ポリエーテル変性ポリシロキサン／離型剤の溶融混合物を得た。これを、［Ｄ１−Ｄ２］とする。
【００６１】
（調製例２）
（Ｄ１−１）ポリエーテル変性ポリシロキサン５０ｇと（Ｄ２−１）離型剤１００ｇを、窒素雰囲気下、１５０℃で３０分間攪拌した。更に、（Ｄ３）フェノール樹脂を１００ｇ加え、１５０℃で均一になるまで攪拌した。その後、室温に冷却し、得られた固形物を粉砕し、ポリエーテル変性ポリシロキサン／離型剤／フェノール樹脂の溶融混合物を得た。これを、［Ｄ１−Ｄ２−Ｄ３］Ｎｏ．１とする。
【００６２】
（調製例３）
（Ｄ１−２）ポリエーテル変性ポリシロキサン５０ｇと（Ｄ２−２）離型剤１００ｇを、窒素雰囲気下、１５０℃で３０分間攪拌した。更に、（Ｄ３）フェノール樹脂を１００ｇ加え、１５０℃で均一になるまで攪拌した。その後、室温に冷却し、得られた固形物を粉砕し、ポリエーテル変性ポリシロキサン／離型剤／フェノール樹脂の溶融混合物を得た。これを、［Ｄ１−Ｄ２−Ｄ３］Ｎｏ．２とする。
【００６３】
［実施例１〜５、比較例１〜５］
表１に示した配合組成および重量部の各成分を、加熱２本ロールミルを用いて８０℃で５分間、均一に溶融混合し、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。得られた各組成物につき、下記のとおりにして性能を測定または評価した。その結果を表１に示す。
なお、比較例において、「ポリエーテル変性ポリシロキサン」と「離型剤」とを併用している場合については、予め溶融混合物としたものではなく、組成物調製時に他の成分とともに単に混合したものである。
【００６４】
（ｉ）離型性
各組成物を用いて、温度：１７５℃、成形圧力：７０ＭＰａ、および成形時間：６０秒の条件でＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）（１４ｍｍ×２０ｍｍ×１．４ｍｍ、６キャビティー）をトランスファー法により成形した。成形物の脱型時に必要な力（ＭＰａ）をイジェクトピンに取付けた圧力センサーにて検出して測定した。
【００６５】
（ｉｉ）ゲート部分のワックスしみ
各組成物を用いて、温度：１７５℃、成形圧力：７０ＭＰａ、および成形時間：６０秒の条件でＴＳＯＰ（ＴｈｉｎＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）（１８ｍｍ×１０ｍｍ×１．１ｍｍ、１６キャビティー）をトランスファー法により成形した。成形物のゲート部分のワックスしみの有無を目視により観察した。
【００６６】
（ｉｉｉ）硬度
各組成物を用いて、温度：１７５℃、成形圧力：６．９ＭＰａ、および成形時間：９０秒の条件で、１０ｍｍ×４ｍｍ×１００ｍｍの形状の棒をトランスファー法によって成形したときの熱時硬度を、ＪＩＳＫ６９１１の規定に準じてバーコール硬度計で測定した。
【００６７】
（ｉｖ）耐クラック性
各組成物を用いて、温度：１７５℃、成形圧力：７０ＭＰａ、および成形時間：６０秒の条件でＱＦＰ（１４ｍｍ×２０ｍｍ×１．４ｍｍ、６キャビティー）を成形した。更に、１８０℃で４時間ポストキュアした後、リード部で切り離して６個のサンプルを得た。同様にして、３回成形を行い、計１８個のサンプルを得た。前記サンプルについて、超音波探傷装置にて初期状態を確認した。
【００６８】
次いで、各サンプルを、１２５℃の温度で１２時間乾燥した後、８５℃／６０％ＲＨの条件で、１６８時間放置して吸湿させた。その後、ＩＲリフロー炉（最高温度：２６０℃、炉内通過時間：１０秒間）に３回通したサンプルについて、パッケージの状態を超音波探傷装置にて確認し、初期状態との対比に基づき、クラックの発生の有無を調べた。クラックが発生している個数をサンプル母数とともに表１に示す。
【００６９】
【表１】

【００７０】
【発明の効果】
表１に記載の性能評価結果から明らかなように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体装置の封止に際して、成形性に優れ、ゲート部分のワックス滲み、ダイマーク等の無い優れた外観を有する製品を与えることができ、表面実装用パッケージ封止樹脂部が吸湿した状態であっても半田時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるとの優れた作用・効果を奏するものである。

Claims

（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）無機質充填剤、および
（Ｄ）（Ｄ１）下記一般式（１）：

［式中、Ｒ^１は独立に炭素原子数１〜６の、１価炭化水素基およびアルコキシ基より成る群から選ばれる１価の基であり、Ｒ^２は独立に炭素原子数１〜６の１価炭化水素基およびＮＨ基を１個以上有する窒素原子含有１価有機基より成る群から選ばれる１価の基であり、Ｒ^３は独立に炭素原子数１〜６の２価炭化水素基およびＮＨ基を１個以上有する窒素原子含有２価有機基より成る群から選ばれる２価の基であり、ａは１〜１００、ｂは１〜１００、ｃは０〜１０、ｄは０または１の整数であり、Ｙは下記一般式（２）で表される基である。

〔式中：Ｒ^４は炭素原子数１〜６の１価炭化水素基であり、ｅは１〜３０、ｆは１〜４０、かつ、ｅ／ｆ≦１、およびｅ＋ｆ＝１０〜５０の条件を満足する整数である。〕］
で示されるポリエーテル変性ポリシロキサンと（Ｄ２）離型剤との溶融混合物
を含むエポキシ樹脂組成物。
請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物であって、前記（Ｄ）成分が、前記（Ｄ１）成分と前記（Ｄ２）成分と、更に（Ｄ３）分子内に２個以上のフェノール性水酸基を持つフェノール樹脂との溶融混合物である、エポキシ樹脂組成物。
半導体装置封止用である請求項１または２に記載のエポキシ樹脂組成物。
請求項１〜３のいずれか１項に記載にエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。