JP2009173782A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、１分子中に２個以上の水酸基を有するフェノール樹脂である硬化剤、無機質充填材及びカーボンブラックを含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を、原料カーボンブラックと、硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤とを混合した混合液から、２０μｍのメッシュを通過しないカーボンブラックの粗粒を濾別した後、濾液から有機溶剤を除去して硬化剤の一部又は全部とカーボンブラックとのプレ混合物とし、該プレ混合物と残余の成分とを混練りすることにより製造する。
【効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法によれば、信頼性、成形性に優れ、特にファインピッチ配線の半導体デバイス用として使用した場合に、金線流れ、リーク不良などの電気特性不良発生の少ない硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、信頼性、成形性に優れ、特にファインピッチ配線の半導体デバイス用として使用した場合に、リーク不良などの電気特性不良の発生が少ない硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこの組成物の硬化物で封止された半導体装置に関する。

近年、半導体装置の高密度実装化・軽薄短小化に伴って配線数が増大し、チップ表面のアルミパターン配線・金線間のピッチ等がファイン化されてきている。特に金線間のピッチは、従来１００μｍ以上であったものが、５０μｍ以下、更には３０μｍ以下になろうとしている。このようなファインピッチ配線デバイスを封止材で成形する際、封止材の流動時に金線にダメージを与え、金線流れや、金線変形、断線などの成形性不良がしばしば発生する。このため、ファインピッチ配線デバイスにおいて、成形時の金線流れ、金線切れを防止し、かつ金線間のリーク不良発生の少ない半導体封止用組成物及び半導体装置の開発が望まれている。

特に、リーク不良の問題に対しては、カーボンブラックを樹脂被覆することにより絶縁化する方法、原料カーボンブラック粉体を篩にかけて乾式分級し、粗粉分をカットする方法、予備混練による粗粉壊砕などの方法でカーボンブラックを微細化する方法などが検討されているが、いずれの方法も、工程面、粗粉カットの実効性の面から難点を有している。

また、ファインピッチ化された半導体デバイスに用いられる封止剤の傾向としては、溶融粘度の低い樹脂を主剤とするエポキシ樹脂組成物が使用されており、このような低粘度のエポキシ樹脂組成物の調製に際しては、混練時にトルクが十分にかかりにくいため、カーボンブラックの分散には不利な条件となっている。一方、金線間のリーク不良の防止のために有機染料を使用することも検討されているが、耐熱性や色調の面で十分でなく、問題の解決にはなっていない。

なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
特開２００６−２８２７００号公報 特開２００６−８９６７０号公報 特開２００５−１１２８８０号公報 特開２００５−３６０６２号公報 特開２００４−２６９６３６号公報 特開２００３−３３７１２９号公報 特開２００１−３５４８３７号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、信頼性、成形性に優れ、特にファインピッチ配線の半導体デバイス用として使用した場合に、金線流れ、リーク不良などの電気特性不良発生の少ない硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこの組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供することを目的とする。

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、エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填材、カーボンブラックを含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造する際、カーボンブラックを、原料カーボンブラックと、硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤とを混合した混合液から、２０μｍのメッシュを通過しないカーボンブラックの粗粒を濾別した後、濾液から有機溶剤を除去して（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と（Ｄ）成分のカーボンブラックとのプレ混合物とし、このプレ混合物と残余の成分とを混練りすることによって半導体封止用エポキシ樹脂組成物に配合することにより、成形性に優れ、特にファインピッチ配線の半導体デバイス用として使用した場合、リーク不良などの電気特性不良が低減し、優れた信頼性を与えることを知見した。

カーボンブラックは、着色剤として半導体封止用エポキシ樹脂組成物の必須の成分である。通常カーボンブラックの一次粒子はサブミクロン以下と超微細であるが、グリッドと呼ばれる粗粒塊（特に、粒径が２０μｍを超える１次粒子）や、２次粒子（特に、粒径が２０μｍを超える凝集物）などの粗粒が含まれている。また、微細なカーボンブラックであっても、半導体封止用エポキシ樹脂組成物として他の成分と混練りする際に、凝集してしまう場合もある。そして、これらカーボンブラックの粗粒が金線の間に留まった場合、カーボンブラックは導電性であるために、金線間でリーク不良などの特性不良が発生する。

そのため、半導体封止用エポキシ樹脂組成物中の粗粒を効果的に低減する方法を検討した結果、上記方法により、カーボンブラックを、濾別によって粗粒を除去した（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と（Ｄ）成分のカーボンブラックとのプレ混合物として、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に配合することにより、粗粒を効率的に除去して配合することができ、更に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物として他の成分と混練りする際のカーボンブラックの凝集も抑制することができることから、かかる問題を効果的に防止し得ることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

従って、本発明は、下記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供する。
［１］ （Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上の水酸基を有するフェノール樹脂である硬化剤、（Ｃ）無機質充填材、及び（Ｄ）カーボンブラックを含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法であって、原料カーボンブラックと、上記硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤とを混合した混合液から、２０μｍのメッシュを通過しないカーボンブラックの粗粒を濾別した後、濾液から有機溶剤を除去して（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と（Ｄ）成分のカーボンブラックとのプレ混合物とし、該プレ混合物と残余の成分とを混練り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の製造方法。
［２］ 上記混練りを６０〜１００℃で行うことを特徴とする［１］記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
［３］ 上記原料カーボンブラックと、（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤との混合を加圧ミルにて行うことを特徴とする［１］又は［２］記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
［４］ 上記加圧ミルがビーズミル又は３本ロールであることを特徴とする［３］記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
［５］ 上記原料カーボンブラックと、硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤との混合における混合比（質量比）が、（原料カーボンブラック）：（硬化剤の一部又は全部）：（有機溶剤）＝（１〜１０）：（９〜６０）：（３０〜９０）であり、上記（Ｄ）成分のカーボンブラックの組成物中の配合量が（Ａ）及び（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して０．１〜３質量部であることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
［６］ ［１］乃至［５］のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
［７］ ２０μｍのメッシュを通過しない原料カーボンブラック由来の粗粒塊を含まず、かつカーボンブラックの２次粒子であって、２０μｍのメッシュを通過しない凝集体を含まないことを特徴とする［６］記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
［８］ ［６］又は［７］記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法によれば、信頼性、成形性に優れ、特にファインピッチ配線の半導体デバイス用として使用した場合に、金線流れ、リーク不良などの電気特性不良発生の少ない硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することができる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上の水酸基を有するフェノール樹脂である硬化剤、（Ｃ）無機質充填材、及び（Ｄ）カーボンブラックを含有する。

本発明に用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物であれば、分子構造、分子量等は特に限定されない。エポキシ樹脂としては、例えば、１分子中に２個以上のエポキシ基があればいかなるものでも使用可能であるが、特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、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、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが例示され、これらの１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

本発明に用いられる（Ｂ）成分の硬化剤としては、（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基と反応可能な水酸基（例えばフェノール性水酸基）を１分子中に２個以上有する化合物であれば、分子構造、分子量等は特に限定されない。硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、パラキシリレン変性ノボラック樹脂、メタキシリレン変性ノボラック樹脂、オルソキシリレン変性ノボラック樹脂等のキシリレン変性ノボラック樹脂、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、ビフェニル型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ビフェニルアラルキル型樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、トリフェノールプロパン型樹脂等のトリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂等が例示され、いずれのフェノール樹脂も使用可能である。これらの硬化剤は１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

（Ｂ）成分の硬化剤の配合量は特に制限されず、（Ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化有効量であり、例えば、（Ａ）成分のエポキシ樹脂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ＯＨ基のモル比が０．５〜２．０であることが好ましい。

本発明に用いられる（Ｃ）成分の無機質充填材としては、結晶性シリカ、球状又は破砕状の溶融シリカ等の非晶質シリカ、アルミナ、チッ化ケイ素などの後述するカーボンブラック以外のものが用いられるが、低線膨張係数、高流動性の面から、球状又は破砕状の非晶質シリカが好ましい。

この場合、無機質充填材の平均粒子径は、通常０．１〜７５μｍ、好ましくは０．５〜３５μｍ、より好ましくは１〜２０μｍ程度とすることが好ましい。なお、本発明において、平均粒子径は、例えばレーザー光回折法による重量平均値（又はメジアン径）として求めることができる。

本発明の（Ｃ）成分の無機質充填材の配合量は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂及び（Ｂ）成分の硬化剤の合計量１００質量部に対し、２５０〜１０００質量部、好ましくは３５０〜９００質量部であることが好ましい。上記範囲未満であると、組成物の硬化物の線膨張係数が大きくなる場合があり、また、組成物の硬化物の吸水量が多くなってしまう場合がある。一方、上記範囲を超えると、組成物の流動性が低下してしまい、成形が困難となるおそれがある。

本発明において、無機質充填材はシランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で表面処理することが低吸水性、耐衝撃性及び耐クラック性を更に向上させる点で好ましい。

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、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のようなエポキシ官能性基含有アルコキシシラン、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、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のようなアミノ官能性基含有アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプト官能性基含有アルコキシシランなどのシランカップリング剤を用いることが好ましい。

ここで、表面処理に用いるカップリング剤量については特に制限されないが、通常、無機質充填材に対してカップリング剤を０．１〜１．０質量％程度用いることが好ましい。また、表面処理方法についても特に制限されず、予め、無機質充填材とカップリング剤とを混合して無機質充填材をカップリング剤で直接表面処理してもよく、また、カップリング剤を無機質充填材及び組成物に含まれる他の成分と混合して、混練りすることで表面処理してもよい。

本発明の（Ｄ）成分であるカーボンブラックは、特に限定されるものではないが、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ランプブラックなどが使用でき、その形状も球状、破砕状、無定形状などいずれのものでもよく、これらは１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

本発明の（Ｄ）成分のカーボンブラックの配合量は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂及び（Ｂ）成分の硬化剤の合計量１００質量部に対し、０．１〜３質量部、好ましくは０．５〜２．０質量部であることが好ましい。上記範囲未満であると、十分な着色が得られず、成型物が変色するおそれがある。一方、上記範囲を超えると、成型時の流動性が低下するおそれがある。

本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、無機質充填材、及びカーボンブラックを必須成分とするものであるが、更に必要に応じて、トリフェニルフォスフィン、トリブチルフォスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）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ホニウム・テトラフェニルボレート等の有機リン系化合物、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−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の硬化促進剤、ワックス類、シランカップリング剤、イオントラップ剤、シリコーンポリマー、熱可塑性樹脂などの低応力化剤、界面活性剤、更には臭素化エポキシ樹脂、アンチモン化合物、フォスファゼン、金属酸化物等の難燃剤などを本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。これらの成分の配合量は、本発明の効果を損なわない程度の量で適宜設定されるが、硬化促進剤の場合、通常（Ａ）成分のエポキシ樹脂及び（Ｂ）成分の硬化剤の合計量１００質量部に対し０．５〜１０質量部程度である。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造においては、まず、（Ｄ）成分となる原料カーボンブラックと、上記（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤とを混合して濾過可能な程度の粘度の混合液を調製し、この混合液を例えば２０μｍ（好ましくは１０μｍ、より好ましくは３μｍ）のメッシュを通過させて、２０μｍ（好ましくは１０μｍ、より好ましくは３μｍ）のメッシュを通過しないカーボンブラックの粗粒（原料カーボンブラックに含まれる粗粒塊や２次粒子である凝集物など）を濾別した後、濾液から有機溶剤を除去して（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と（Ｄ）成分のカーボンブラックとのプレ混合物を調製する。

本発明において、原料カーボンブラック、硬化剤及び有機溶剤の混合液を調製して、これを濾過（湿式濾過）することにより、原料カーボンブラック中に含まれる粗粒（粗粒塊や凝集物など）を効率よく確実に除去することができると共に、有機溶剤を除去した後は、カーボンブラックが硬化剤に分散した状態となり、これを組成物に配合する残余の成分と混合すれば、硬化剤にカーボンブラックが予め分散しているため、組成物の混練り中のカーボンブラックの凝集による凝集体（２次粒子）、例えば、２０μｍ、好ましくは１０μｍ、より好ましくは３μｍのメッシュを通過しない凝集体を生成させずに組成物を製造することが可能である。そのため、本発明によれば、２０μｍのメッシュを通過しない原料カーボンブラック由来の粗粒を含まない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造することが可能であり、更に、組成物の混練りによって生じるカーボンブラックの２次粒子であって、２０μｍのメッシュを通過しない凝集体を含まない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造することが可能である。

この場合、上記観点から、プレ混合物中の硬化剤の量が、カーボンブラック１００質量部に対して９０質量部以上となるようにすることが好ましい。一方、この上限は特に限定されるものではないが、通常６０００質量部以下である。

プレ混合物の調製に用いる有機溶剤としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルなどを挙げることができる。有機溶剤の使用量は、特に限定されるものではないが、原料カーボンブラック、硬化剤及び有機溶剤の混合液中の３０〜９０質量％とすることが好ましい。

硬化剤とカーボンブラックとのプレ混合物を調製する方法としては、例えば、カーボンブラック、硬化剤及び有機溶剤を所定の配合比で配合し、ミキサー等で十分均一の混合した後、好ましくは更にビーズミルや３本ロール等の加圧ミルなどで混合しつつ粉砕し、そのスラリー（混合液）を目開きが所定以下のメッシュ（金網等）などで濾過し、更にこの濾液から有機溶剤を減圧ニーダー等で留去して除去することにより、調製することができる。

なお、上記したミキサー類、混合粉砕用機器、溶剤除去用機器は例示であり、特に限定されるものではないが、カーボンブラック、硬化剤及び有機溶剤の混合に加圧ミルを用いることにより、原料カーボンブラックに含まれる粗粒を半導体装置の封止時に問題となるサイズより小さく粉砕することができ、これにより原料カーボンブラックを高い利用率で使用することができる点において好ましい。

有機溶剤の除去においては、比較的低温（例えば１００〜１３０℃）で実施することが好ましく、そのため減圧下での留去が好適である。この場合、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の特性に影響を与えない程度であれば、有機溶剤を除去後のプレ混合物中に有機溶剤が若干残留していてもよい。

原料カーボンブラックと、硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤との混合において、カーボンブラックと、硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤との混合比（質量比）は、（原料カーボンブラック）：（硬化剤の一部又は全部）：（有機溶剤）＝（１〜１０）：（９〜６０）：（３０〜９０）であることが好ましい。カーボンブラックの比率が少なすぎると、エポキシ樹脂組成物中の硬化剤の比率が増大し、エポキシ樹脂組成物中の各成分の比率が適正に調整できなくなる場合がある。逆にカーボンブラックの比率が多すぎると、カーボンブラック、硬化剤及び有機溶剤の混合物の粘度が増大し、混合や濾過が正常に行えなくなる可能性がある。一方、有機溶剤の比率が少なすぎると、やはり混合物の粘度が増大する場合があり、多すぎると溶剤除去に長時間を要してしまうおそれがある。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法では、上記プレ混合物と、残余の成分とを混練りすることにより半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造する。この場合の一般的な方法としては、上記プレ混合物、（Ａ）成分のエポキシ樹脂、（Ｂ）成分の残部、（Ｃ）成分の無機質充填材、及び必要に応じて添加される硬化促進剤等の任意成分を所定の配合比で配合し、これをミキサー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により、好ましくは６０〜１００℃の温度で溶融混合（混練り）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（半導体封止用エポキシ樹脂組成物）とすることができる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法は、混練りにおけるトルクがかかりにくい溶融粘度が低い組成物の製造において特に有効である。例えば、混練時のカーボンブラックの粉砕がほとんど期待できない組成物、例えば、１７５℃における溶融粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の組成物の製造において、特に効果を発揮する。

こうして得られた成形材料は、半導体装置の封止、被覆に用いることができ、この成形材料を用いることにより、優れた特性と信頼性とを付与させることができる。

本発明の半導体装置は、上述する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を組成物の硬化物で封止することにより、容易に製造することができる。封止を行う半導体素子としては、特に限定されるものではないが、例えば集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等が挙げられ、特にファインピッチ配線デバイスに用いた場合、優れた特性を発揮する。

このようにして得られる本発明の半導体封止用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使用でき、この場合、封止の最も一般的な方法としては低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形温度は１６０〜１８５℃で３０〜１８０秒、好ましくは４０〜９０秒、後硬化は１５０℃以上で行うことが好ましい。

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を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。

［調製例１，２］ カーボンブラックと硬化剤と有機溶剤とを混合し、カーボンブラックの粗粒を濾別したのち有機溶剤を取り除いたプレ混合物の調製
表１に示す配合比率で計量を行い、各成分を２０Ｌ容器の投入後、佐竹ミキサーで８時間混合を行った。このスラリーをダイノーミル（シンマルエンタープライゼス社製、ＫＤＬ−Ａ型、使用ビーズ径：０．３ｍｍ）を用いて混合粉砕処理を行った。その後、スラリーを加圧濾過機（アドバンテック東洋社製、濾過メッシュ：３μｍ）を用いて濾過を行い、更にプラネタリーミキサー（井上製作所社製、ＰＬＭ−５型）を用いてシクロヘキサノン（有機溶剤）を除去した。上記濾過により、原料カーボンブラックに含まれていた３μｍのメッシュを通過しない粗粒が濾過され、その量は、調製例１が３０質量部、調製例２が５０質量部であった。調製例１で得られたものをプレ混合物１、調製例２で得られたものをプレ混合物２とした。

［比較調製例１，２］ カーボンブラックと硬化剤とを加圧ニーダーで混合した混合物の調製
表１に示す配合比率で計量を行い、各成分を５Ｌ加圧ニーダーを用いて１００℃で１０分混合した。混合物を取り出した後、冷却し、適当な大きさに粉砕した。比較調製例１で得られたものを比較混合物１、比較調製例２で得られたものを比較混合物２とした。

調製例１，２で得られたプレ混合物１，２、比較調製例１，２で得られた比較混合物１，２を、粒ゲージテストにより評価した。

《粒ゲージテスト》
ＪＩＳ Ｋ ５１０１規格に準じたグラインドメーター（０〜１００μｍ）を用いて試料量１ｇにて溝が確認できる目盛りを読み取った。試料の作製方法としては、混合物を所定の比率で溶媒に溶解させたものを使用した。なお、プレ混合物１及び比較混合物１については、シクロヘキサノン７０質量％を含む試料、プレ混合物２及び比較混合物２については、シクロヘキサノン５０質量％を含む試料を用いた。

カーボンブラックＡ：デンカブラック粉状（電気化学社製）
カーボンブラックＢ：デンカブラック粒状（電気化学社製）
硬化剤：ＭＥＨ−７８００ＳＳ（明和化成社製、フェノールアラルキル樹脂、フェノール性水酸基当量１７５）

［実施例１〜３、比較例１〜４］
表２に示す成分を熱２本ロールで１００℃で均一に溶融混合し、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。更に得られた成形材料をタブレット化し、下記特性を評価した。試験結果を表２に示す。

《スパイラルフロー》
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、温度１７５℃、圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ²、成形時間９０秒の条件で測定した。

《溶融粘度》
島津製作所製の高化式フローテスターを用い、１ｍｍφ×１０ｍｍのダイスを用いて、１７５℃で１０ｋｇｆの荷重をかけて測定したときの最低溶融粘度を求めた。

《リーク不良》
１０×１０×０．３５ｍｍのチップがマウントされた２０×２０×１ｍｍのフラットパッケージを用い、金線間隔５０μｍ、金線径２０μｍ、金線長さ５ｍｍで配線したデバイスを１７５℃、７０ｋｇｆ／ｃｍ²、１２０秒の条件で成形した。成形されたデバイスを１８０℃で４時間ポストキュアしたものを８５℃／８５％ＲＨの恒温恒湿器に７２時間放置して吸湿させた後、金線間に流れる電流値を測定した。電流値が、１０μＡ以上のものを不良とした。

《組成物中のカーボンブラック粗粒》
エポキシ樹脂組成物１００ｇとアセトン２００ｇを５００ｍｌのガラスビンに入れ、２５℃で１時間混合し、樹脂分を溶解した。目開き２０μｍの金網でこの溶液を濾過し、得られた濾過残渣を１００℃で３０分乾燥し、化学分析用５種Ｃ（ＪＩＳ Ｐ ３８０１）の濾紙に載せた。この濾紙を白金皿に載せ、５０％フッ化水素蒸気に曝し、濾過残渣に混合している充填材を溶解させた。残った残留物をガラス板の上に載せ、実体顕微鏡でカーボンブラックの数を観察した。

エポキシ樹脂１：ジャパンエポキシレジン社製ＹＸ−４０００Ｋ（エポキシ当量１９０）
エポキシ樹脂２：日本化薬社製ＮＣ−３０００（エポキシ当量２７２）
硬化剤：ＭＥＨ−７８００ＳＳ（明和化成社製、フェノールアラルキル樹脂、フェノール性水酸基当量１７５）
シリカ：平均粒径１０μｍ、粒径７５μｍを超える粗粒が０．１質量％である球状溶融シリカ
シランカップリング剤：信越化学社製ＫＢＭ−５７３（Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン）
カーボンブラック：電気化学工業社製デンカブラック（粉状）
プレ混合物１，２：調製例１，２で得たプレ混合物
比較混合物１，２：比較調製例１，２で得た混合物

表２から明らかなとおり、カーボンブラックと硬化剤と有機溶剤とを混合し、カーボンブラックの粗粒を濾別した後、有機溶剤を取り除いたプレ混合物を用いて得た組成物は、カーボンブラックの粗粒がなく、また、この組成物を用いた硬化物ではリーク不良を引き起こさないことが確認された。

Claims (8)

1. （Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上の水酸基を有するフェノール樹脂である硬化剤、（Ｃ）無機質充填材、及び（Ｄ）カーボンブラックを含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法であって、原料カーボンブラックと、上記硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤とを混合した混合液から、２０μｍのメッシュを通過しないカーボンブラックの粗粒を濾別した後、濾液から有機溶剤を除去して（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と（Ｄ）成分のカーボンブラックとのプレ混合物とし、該プレ混合物と残余の成分とを混練り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の製造方法。
2. 上記混練りを６０〜１００℃で行うことを特徴とする請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
3. 上記原料カーボンブラックと、（Ｂ）成分の硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤との混合を加圧ミルにて行うことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
4. 上記加圧ミルがビーズミル又は３本ロールであることを特徴とする請求項３記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
5. 上記原料カーボンブラックと、硬化剤の一部又は全部と、有機溶剤との混合における混合比（質量比）が、（原料カーボンブラック）：（硬化剤の一部又は全部）：（有機溶剤）＝（１〜１０）：（９〜６０）：（３０〜９０）であり、上記（Ｄ）成分のカーボンブラックの組成物中の配合量が（Ａ）及び（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して０．１〜３質量部であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の製造方法により得られたことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
7. ２０μｍのメッシュを通過しない原料カーボンブラック由来の粗粒塊を含まず、かつカーボンブラックの２次粒子であって、２０μｍのメッシュを通過しない凝集体を含まないことを特徴とする請求項６記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
8. 請求項６又は７記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。