JP2009269999A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リードフレーム、特にニッケル／パラジウム／金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ）メッキ処理されたリードフレームに対する優れた接着性を有した半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置を提供する。
【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノールノボラック樹脂。
（Ｃ）無機質充填剤。
（Ｄ）ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置に関し、詳しくはニッケル／パラジウム／金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ）メッキが施されたリードフレームとの密着性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置に関するものである。

電子機器の高集積化、処理速度の高速化に伴い、現在では、電気特性、放熱特性に優れた銅系リードフレームが主流となっている。しかしながら、銅は酸化されやすく、それにより生じる様々な問題を避けるため、リードフレームにＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキを施すことがしばしば行なわれてきた。

しかしながら、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキは、エポキシ樹脂を中心とする封止樹脂組成物との接着性が悪いため、これまで、接着性を向上するために、様々な成形材料の改良がなされてきている。例えば、フラン，チオフェン骨格含有エポキシ樹脂（特許文献１参照）、フラン，チオフェン骨格含有フェノール樹脂（特許文献２参照）、チオエーテル型エポキシ樹脂（特許文献３，４参照）、フェノリック系ジスルフィド（特許文献５参照）、ホスファゼン化合物とブタジエンまたはアクリルゴム（特許文献６参照）、ホスファゼン化合物と４，４−ジチオジモルホリン（特許文献７参照）等を用いた封止樹脂組成物が提案されている。
特開２０００−３１９３４５号公報 特開２００１−６４３３９号公報 特開２００１−３３２６６１号公報 特開２００１−３３２６６２号公報 特開２００４−１３７３９７号公報 特開２００４−９５７５２号公報 特開２００４−２４４５５６号公報

このように、多くはＡｕと親和性がある硫黄系化合物を封止材樹脂組成物に用いることが提案されているが、いずれもＡｕ，Ｐｄ等とは、未だ、充分な接着強度が得られたとは言い難く、また、硫黄系化合物を用いた系においては、燃焼により硫黄酸化物を生成してしまうという不具合もあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、硫黄の使用量を抑えるとともに、リードフレームに対する優れた接着性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置の提供をその目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノールノボラック樹脂。
（Ｃ）無機質充填剤。
（Ｄ）ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体。

そして、本発明は、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置を第２の要旨とする。

すなわち、本発明者らは、硫黄の使用量を抑え、接着性の向上を図るため一連の研究を行った。そして、封止材料を構成する配合成分を種々検討した結果、エポキシ樹脂／フェノールノボラック樹脂系において、さらに上記ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体（以下、「トリブロック共重合体」と略すことがある）を用いると、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキとの接着性が向上することを見出し本発明に到達した。

このように、本発明は、ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体（Ｄ成分）を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。このため、リードフレームに対する優れた接着性を奏するようになり、半田時のパッケージクラックの発生や、封止樹脂部分との剥離の発生を抑制することが可能となる。したがって、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて得られる半導体装置では、金属製フレームに対する高い接着力により、高い信頼性を備えたものを得ることができる。

また、上記トリブロック共重合体（Ｄ成分）のポリジオルガノシロキサン骨格の平均式量が、２０００〜４０００であると、より安定した接着性を発揮できるようになる。

さらに、上記ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体（Ｄ成分）において、両端のポリラクトンの平均式量合計（α）とポリジオルガノシロキサン骨格の平均式量（β）との比（α／β）が、０．５〜３であると、一層接着性に優れるようになる。

そして、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、金属製のリードフレームの中でも、封止樹脂との接着性に劣る、表面がＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ処理された金属製フレームに対して特に優れた接着性を示すものである。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物（以下、「エポキシ樹脂組成物」と略すことがある）は、エポキシ樹脂（Ａ成分）と、フェノールノボラック樹脂（Ｂ成分）と、無機質充填剤（Ｃ成分）と、ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体（Ｄ成分）を用いて得られるものであって、通常、粉末状もしくはこれを打錠したタブレット状になっている。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）としては、特に限定されるものではなく、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂を用いることができる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、これらエポキシ樹脂の中でも、成形性の点から、エポキシ当量が１８５〜２０５であることが好ましく、特に好ましくは、１９０〜２００の範囲である。エポキシ当量が、上記下限値未満であると、優れた流動性に劣る傾向がみられ、逆に、上記上限値を超えると、硬化性に劣る傾向がみられるからである。

また、樹脂の取り扱い性と成形性の点から、融点または軟化点が室温を超えていることが好ましい。例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、軟化点５０〜８０℃のものが好ましく、特に、６０〜７５℃の範囲のものが好適に用いられる。上記下限値未満であると、樹脂組成物がブロック化が起こりやすくなる傾向がみられ、逆に、上記上限値を超えると、樹脂組成物の流動性に劣る傾向がみられるからである。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とともに用いられるフェノールノボラック樹脂（Ｂ成分）としては、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）を硬化させるフェノールノボラック樹脂であれば特に限定されるものではない。フェノールノボラック樹脂は、具体的には、フェノール、ナフトール等のフェノール性水酸基を有する化合物と、アルデヒド，ケトン等を酸性雰囲気下にて反応して得られるものであり、広い意味では、フェノール化合物とメトキシメチレン基等を有する芳香族化合物との反応より得られるフェノールアラルキル樹脂を含む。そして、フェノールノボラック樹脂として好ましくは、水酸基当量が７０〜２５０、軟化点が５０〜１１０℃のものを用いることであり、より好ましくは、フェノールホルムアルデヒドノボラック樹脂である。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノールノボラック樹脂（Ｂ成分）との配合割合は、エポキシ樹脂を硬化させるに充分な量に設定することが好ましい。具体的には、フェノールノボラック樹脂（Ｂ成分）を用いる場合、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量あたり、フェノールノボラック樹脂中の水酸基当量が０．７〜１．５当量となるように配合することが好ましい。より好ましくは０．９〜１．２当量である。

上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられる無機質充填剤（Ｃ成分）としては、特に限定するものではなく従来公知の各種充填剤が用いられる。例えば、石英ガラス、タルク、シリカ粉末（溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等）、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化珪素粉末等があげられる。これら無機質充填剤は、破砕状、球状、あるいは摩砕処理したもの等いずれのものでも使用可能である。そして、これら無機質充填剤は単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、高熱伝導性が必要な用途では、アルミナ粉末、シリカ粉末を用いることが好ましく、より好ましくは、結晶性シリカの破砕粉末（以下、「破砕結晶シリカ粉末」という）である。樹脂の流動性の観点からは、粉末の角を研磨して除去したものや、結晶性シリカを火炎中に噴霧して溶融させて球状にしたものを用いることが好ましい。また、得られる硬化物の線膨張係数を低減できる点から、溶融させて非晶質にしたシリカ粉末（以下「溶融シリカ粉末」という）を用いることが好ましい。

また、無機質充填剤の平均粒子径は、５〜３０μｍの範囲であることが好ましく、特に好ましくは５〜２５μｍの範囲のものである。上記下限値未満であると、樹脂組成物の流動性に劣る傾向がみられ、逆に、上記上限値を超えると、粒子径が大きすぎることにより、金属ゲート部での目詰まり等が起こりやすい傾向がみられるからである。さらに、最大粒子径は、５４μｍ以下にすることが、小型の半導体パッケージの場合、成形外観に優れて平滑であり、ゲート部への無機質充填剤の引っかかりによる流動不良、ワイヤー間に挟まることによるワイヤーの変形、ワイヤー部のボイド等が発生しないことから、特に好ましい。

上記無機質充填剤（Ｃ成分）の平均粒子径および最大粒子径の測定は、例えば、母集団から任意の測定試料を取り出し、市販のレーザー式粒度分布測定装置を用いる。

そして、上記無機質充填剤（Ｃ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の７０〜９５重量％の範囲に設定することが好ましい。すなわち、上記下限値未満であると、エポキシ樹脂組成物中の有機成分の占める割合が多くなり、硬化物の難燃効果に乏しくなる傾向がみられ、逆に、上記上限値を超えると、エポキシ樹脂組成物の流動性が著しく低下する傾向がみられるからである。

上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられる特定のトリブロック共重合体（Ｄ成分）としては、ポリジオルガノシロキサンの両端にポリラクトンが共重合している３元共重合体であれば、特に制限されるものではないが、例えば、両末端に水酸基を有するポリジオルガノシロキサンにラクトンを付加させて得られたものがあげられる。また、上記両末端の水酸基に代えて、両末端アミノ基、エポキシ基を両末端に持つものにラクトンを反応させたものも用いることができる。このように、本発明は、上記両末端をポリラクトン骨格とすることにより、エポキシ樹脂／フェノールノボラック樹脂系への分散性を向上させることが可能となる。

ここでまず、上記トリブロック共重合体（Ｄ成分）のポリジオルガノシロキサン部について説明する。

本発明に係るトリブロック共重合体（Ｄ成分）のポリジオルガノシロキサン部は、両末端に水酸基等の官能基を有するポリジオルガノシロキサン等より形成される。この両末端の官能基としては、ラクトンと反応する官能基であれば、特に限定されるものではないが、例えば、水酸基、アミノ基、エポキシ基等があげられる。

上記ポリジオルガノシロキサンとしては、特に制限されるものではないが、例えば、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ結合）を含む高分子化合物において、ケイ素原子に有機基が結合したものをいう。このケイ素原子に結合する有機基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等の脂肪族アルキル基、ビニル、アリル等の不飽和脂肪族基、フェニル等の芳香族基、ベンジル等のアラルキル基、メトキシ、エトキシ、プロポキシ等のアルコキシ基等があげられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。なかでも、柔軟性を向上させる点から、メチル基が好ましい。

また、ケイ素原子に直接結合する水素原子、水酸基、ハロゲン等を含有することも可能である。

上記有機基や水素原子、水酸基、ハロゲン等を導入することにより、耐熱性、あるいは無機質充填剤との親和性を高めることができる。ただし、ケイ素に直接結合するハロゲンは、電子部品の腐食をもたらす可能性が高いため、その使用は極力少なくすることが好ましい。

上記Ｄ成分中のポリジオルガノシロキサン部の平均式量は、２０００〜４０００とすることが柔軟性の点から好ましい。また、Ｄ成分中のポリラクトン部の平均式量との比については、後述する。

つぎに、上記トリブロック共重合体（Ｄ成分）のポリラクトン部について説明する。

本発明に係るトリブロック共重合体（Ｄ成分）のポリラクトン部は、ラクトンの開環重合により形成される。このラクトンは環状のエステルであり、ヒドロキシカルボン酸の分子内縮合反応により一般には合成されている。大環状のものは山口ラクトン化反応等により合成される。これらのラクトンとしては、例えば、１５−ペンタデカラクトン、１６−ヘキサデカラクトン、α−アンジェリカラクトン、α−ブロモ−γ−ブチロラクトン、α−へプチル−γ−ブチロラクトン、α−ヘキシル−γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−デカノラクトン、δ−ドデカノラクトン、δ−ヘキサノラクトン、δ−ノナノラクトン、δ−オクタノラクトン、δ−テトラデカノラクトン、δ−トリデカノラクトン、δ−ウンデカノラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−クロトナノラクトン、γ−ドカノラクトン、γ−ドデカノラクトン、γ−へプタノラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−メチル−γ−デカノラクトン、γ−メチレン−γ−ブチロラクトン、γ−ノナノラクトン、γ−オクタノラクトン、γ−フェニル−γ−ブチロラクトン、４，４−ジメチル−２−ビニル−２−オキサゾリン−５−オン、γ−ウンデカノラクトン、γ−バレロラクトン、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｌ−セリン−β−ラクトン、Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）−Ｌ−セリン−β−ラクトン、４−メチル−２（５Ｈ）−フラノン、α，α−ジメチル−２−ブチロラクトン等を示すことができる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。

なかでも、前記ポリジオルガノシロキサンに、付加反応をさせる場合に、分岐構造を作らない方が好ましいため、水酸基やカルボキシル基等と反応性を有する側鎖を持たないラクトンが好ましい。

また、環炭素数３〜８のラクトンが好ましく使用できる。この範囲であれば疎水性と親水性のバランスが取れ、エポキシ樹脂／フェノール樹脂系への溶解性もよく、金属面への密着性も良好である。なかでも金属面への接着性がより一層良好となる点から、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンが特に好ましく用いられる。

ポリジオルガノシロキサンの両端部に存するポリラクトン部の合計式量は、平均で２０００〜６０００であることが好ましい。両端のポリラクトン部の式量は等しくても等しくなくてもよい。ポリラクトン部がこの範囲であれば、エポキシ樹脂／フェノール樹脂系への分散性が良好であり、金属接着性にも優れる。

両端のポリラクトン部の平均式量合計（α）とポリジオルガノシロキサン部の平均式量（β）の比（α／β）は、０．５〜３であることが好ましく、より好ましくは、０．８〜２であり、さらに好ましくは、１〜１．３である。この範囲内であれば、金属との密着性、金型との離型性ともに優れる結果が得られるようになる。

つぎに、トリブロック共重合体（Ｄ成分）の合成方法等について説明する。

Ｄ成分の合成方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、両末端にラクトンと反応可能な官能基を有するポリジオルガノシロキサンと、ラクトンとを付加重合、アニオン重合等することが考えられる。例えば、大過剰のラクトン中に、水酸基末端ポリジオルガノシロキサンまたはアミノ基末端ポリジオルガノシロキサンを加えることにより、ラクトンが開環・付加反応し、Ｄ成分に相当するポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体を得ることができる。この際、オクテン酸スズ等の触媒を用いてもよいし、反応を促進させるため、加熱してもよい。また、エポキシ基末端ポリジオルガノシロキサンをメタノール開環して生じる水酸基と、過剰のラクトンとを開環・付加反応させることも可能である。これは、エポキシ基を開環して生じる水酸基の周辺をメトキシ基によって親水化することにより、ラクトンの付加反応を促進しているものと考えられる。これについては、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＰａｒｔＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２７（１１），３６７３〜３６９０（１９８９）等にも示されている。

本発明に係るトリブロック共重合体（Ｄ成分）の市販品としては、カリフォルニア州バークレーのＴｈｏｒａｔｅｃ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社から、ポリジオルガノシロキサン部がジメチルシロキサンであり、ポリラクトン部がカプロラクトンよりなる一連のポリマーが、「ＳＭＡ」との名称で提供されている。また、独国エッセンのＴｈ．Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ ＡＧ社からは、「テゴマー（Ｔｅｇｏｍｅｒ）」の名称で入手できる。

このトリブロック共重合体（Ｄ成分）の含有量は、その配合方法に関わらず、エポキシ樹脂組成物全体の０．０５〜５重量％の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは、０．２〜２重量％の範囲である。すなわち、上記下限値未満であると、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ処理されたリードフレーム表面に対する接着性の向上効果を得ることが困難となる傾向がみられ、逆に、上記上限値を超えると、耐熱性や作業性が低下するという傾向がみられるからである。

また、前記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノールノボラック樹脂（Ｂ成分）とを用いると、硬化反応は生じるものの反応速度が遅いため、硬化促進剤を、上記Ａ〜Ｄ成分に、必要に応じて適宜配合することができる。

上記硬化促進剤としては、特に限定するものではなく、従来公知の各種硬化促進剤が用いられる。具体的には、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートやトリフェニルホスフィン等の有機リン系、２−メチルイミダゾールやフェニルイミダゾール等のイミダゾール系、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４．３．０）ノネン−５等の三級アミン系等の化合物があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、硬化性の点から、イミダゾール系、三級アミン系の硬化促進剤が好ましく、電気的信頼性の点から、有機リン系の硬化促進剤が好ましく用いられる。また、潜在性硬化挙動を与える、トリフェニルホスフィンとキノン（特に、ｐ−ベンゾキノン）との付加物、トリフェニルホスフィンとフェノールとの付加物等を用いることも可能である。

さらに、上記硬化促進剤の他に、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物では、前記Ａ〜Ｄ成分に、必要に応じて、シランカップリング剤、顔料、難燃剤、難燃助剤、離型剤等の他の添加剤を適宜配合することができる。

上記シランカップリング剤は、エポキシ樹脂およびフェノールノボラック樹脂の少なくとも一方と反応する官能基と、アルコキシシラン骨格を有するものであり、γ−メルカプトプロピルトリメチルシラン、γ−アミノプロピルトリメチルシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメチルシラン等を例示することができる。

顔料には、静電除去効果を有するカーボンブラック等を用いることができる。

そして、上記難燃剤としては、臭素系難燃剤、窒素系難燃剤、リン系難燃剤、金属水酸化物、金属水和物等があげられる。

上記難燃助剤としては、三酸化アンチモン等をあげることができ、臭素系の化合物と併用することにより優れた難燃効果を示す。しかし、臭素，アンチモン等の毒性の高い化合物を用いるため、このような難燃助剤を用いない難燃剤が多く利用されるようになっている。

上記離型剤としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸カルシウム等の化合物があげられ、例えば、カルナバワックスやポリエチレン系ワックス等が用いられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

さらに、イオン性の不純物による金属の腐食がおこる場合もあるため、イオン交換体を添加することも行われている。このようなイオン交換体としては、無機系のハイドロタルサイト類似化合物、ビスマス化合物等が知られている。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、上記Ａ〜Ｄ成分、さらに必要に応じて硬化促進剤および他の添加剤を常法に準じて適宜配合し、粉体ミキサーでブレンドする。ついで、ブレンドしたものをミキシングロールや押出式の混練機等を用いて加熱状態で溶融混練した後、これを室温下で冷却固化させる。その後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により目的とするエポキシ樹脂組成物を製造することができる。

このようにして得られるエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の封止方法は、特に制限するものではなく、通常のトランスファー成形等の公知のモールド方法により行うことができ、半導体装置化することができる。このようにして得られる半導体装置としては、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置等があげられる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を封止材料として用いる場合、例えば、リードフレームに対する接着性の向上という点から、特に上記リードフレームに関して、従来の封止材料では充分な接着力が得られなかった、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ処理（最内層からＮｉ，Ｐｄ，Ａｕの順にメッキ処理）され、最内層にＮｉメッキ層、中間層にＰｄメッキ層、最外層にＡｕメッキ層が形成されたリードフレームを備えたパッケージの封止材料に好適である。本発明において、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキは、通常、銅あるいは銅合金製等の金属製リードフレーム素体表面に、公知の方法によりＮｉメッキ，Ｐｄメッキ，Ａｕメッキをこの順で順次施すことにより形成される。そして、上記Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ処理された部材は、一般に、封止樹脂硬化体との接着性に乏しいものであるが、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた場合には、優れた接着性を示す信頼性の高い半導体装置が得られる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。

まず、実施例に先立って下記に示す各成分を準備した。

〔エポキシ樹脂（Ａ成分）〕
ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００、軟化点６０℃）。

〔フェノールノボラック樹脂（Ｂ成分）〕
フェノールホルムアルデヒドノボラック樹脂（水酸基当量１０５、軟化点７０℃）。

〔無機質充填剤（Ｃ成分）〕
溶融球状シリカ粉末（平均粒子径１４μｍ、最大粒子径６４μｍ）。

〔シリコーン重合体ａ（Ｄ成分）〕
両末端カルビトール基を有するポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトンのトリブロック共重合体：ジメチルシロキサン骨格繰り返し単位が、平均２２（式量約２０００）、ポリカプロラクトンの繰り返し単位が、両端合わせて平均約１７（式量約２０００、ポリシロキサン骨格式量に対する比率１．０）のもの（Ｔｈｏｒａｔｅｃ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製、ＳＭＡ−４１２）。

〔シリコーン重合体ｂ（Ｄ成分）〕
両末端カルビトール基を有するポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトンのトリブロック共重合体：ジメチルシロキサン骨格繰り返し単位が、平均８１（式量約６０００）、ポリカプロラクトンの繰り返し単位が、両端合わせて平均約７０（式量約８０００、ポリシロキサン骨格式量に対する比率１．３）のもの（Ｔｈｏｒａｔｅｃ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製、ＳＭＡ−４４６）。

〔シリコーン重合体ｃ（比較例用）〕
片末端カルビトール基を有するポリラクトン・ポリジオルガノシロキサンのブロック共重合体：ジメチルシロキサン骨格繰り返し単位が、平均４０（式量約３０００）、ポリカプロラクトンの繰り返し単位が、片側のみに結合しており平均約１５（式量約１７５０、ポリシロキサン骨格式量に対する比率０．６）のもの。

〔シリコーン重合体ｄ（比較例用）〕
ポリエチレンオキサイド・ポリジオルガノシロキサンのブロック共重合体：ジメチルシロキサン骨格繰り返し単位が、平均４０（式量約３０００）、ポリエチレンオキサイドの繰り返し単位が、両端合わせて平均約８０（式量約３５００、ポリシロキサン骨格式量に対する比率１．０）のもの。

〔シリコーン重合体ｅ（比較例用）〕
両端のポリマー鎖を有しない、両末端グリシドキシプロピル末端のポリジメチルシロキサン（重量平均分子量約３０００、ジメチルシロキサンの繰り返し単位は約４０）。

〔硬化促進剤〕
テトラフェニルホスフィン。

〔顔料〕
カーボンブラック（平均粒径３０ｍｍ、窒素吸着比表面積９０ｍ^２／ｇ、ジブチルフタレート吸着量１００ｃｍ^３／１００ｇ）。

〔難燃剤〕
水酸化アルミニウム（平均粒子径１２μｍ）。

〔離型剤〕
モンタン酸ワックス（融点８１℃、酸価１８ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）。

〔実施例１〜４、比較例１〜４〕
下記の表１に示す各成分を同表に示す割合で常温にて配合し、８０〜１２０℃に加熱したロール混練機（５分間）にかけて溶融混練した。つぎに、この溶融物を冷却した後、固体状になったものを粉末状に粉砕した。これにより得られた粉末を、円筒状の金型に入れて、円筒の両端から加圧することにより、所定外形および重量のタブレットを作製し、目的とするエポキシ樹脂組成物を得た。

このようにして得られた実施例および比較例のエポキシ樹脂組成物を用い、下記に示す方法に従って、接着性を測定・評価した。これらの結果を上記の表１に併せて示す。

〈接着性〉
Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ処理されたリードフレーム板上に、上記各エポキシ樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機（東邦インターナショナル社製、ＴＦ１５）、上径３ｍｍ、下径３．５６８ｍｍ、高さ３ｍｍの円錐台状に成形した（接着面積１０±０．５ｍｍ^２）。成形条件は、１７５℃×１２０秒、注入圧力７ＭＰａとした。さらに、この試験片を１７５℃で５時間加熱して後硬化をおこなった。その後、２６０℃に加温した恒温槽を有する万能試験機（島津製作所社製、オートグラフＡＧ−５０００Ａ）にて、円錐台状の樹脂成形体の側面よりリードフレーム板を、５ｍｍ／分の速度で押し当て、剥離する際の最大力を測定し、リードフレーム板に対する樹脂成形体の剪断接着力を求めた。一回の成形および測定に、１０個の試験片を作製して測定し、その平均値を接着力とした。そして、上記接着力が０．９８ＭＰａ以上（０．１ｋｇ／ｍｍ^２）の場合を「○」とし、０．９８ＭＰａ未満である場合を「×」として評価した。

上記表１に示した結果から、実施例品は、いずれも接着力が高く、○の評価となり、良好な結果が得られた。このことから、信頼性の高い半導体装置を得るのに適したものであると言える。

これに対して、トリブロック共重合体（Ｄ成分）が配合されていない比較例品は、接着力が弱く、また、接着力にバラツキがあり接着力の安定性に劣る結果となった。

そして、上記実施例のエポキシ樹脂組成物を用いて、下記の条件にしたがって半導体装置を作製した。すなわち、上記エポキシ樹脂組成物を用いて、チップサイズ５ｍｍ×５ｍｍ×０．３５ｍｍ厚の８０ピンＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ、サイズ２０ｍｍ×１４ｍｍ×２ｍｍ、ダイパッドサイズ８ｍｍ×８ｍｍ）にし、それをトランスファー成形（条件：１７５℃×２分）した後、１７５℃で５時間、後加熱硬化した。

その結果、得られた半導体装置は、封止樹脂部分と剥離が生じず、信頼性に優れたものが得られた。

Claims (5)

1. 下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を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。
   （Ａ）エポキシ樹脂。
   （Ｂ）フェノールノボラック樹脂。
   （Ｃ）無機質充填剤。
   （Ｄ）ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体。
2. 上記ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体（Ｄ）におけるポリジオルガノシロキサン骨格の平均式量が、２０００〜４０００である請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. 上記ポリラクトン・ポリジオルガノシロキサン・ポリラクトントリブロック共重合体（Ｄ）において、両端のポリラクトンの平均式量合計（α）とポリジオルガノシロキサン骨格の平均式量（β）との比（α／β）が、０．５〜３である請求項１または請求項２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を樹脂封止してなることを特徴とする半導体装置。
5. 表面がニッケル／パラジウム／金メッキ処理されたリードフレームを備えている請求項４記載の半導体装置。