JP2021031547A - 封止用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】強度および靭性に優れる封止材料を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂および無機充填材を含む封止用樹脂組成物であって、封止用樹脂組成物の硬化物について、２５℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ１が１１０Ｎ・ｍｍ以上３００Ｎ・ｍｍ以下であり、２６０℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ２が９Ｎ・ｍｍ以上１００Ｎ・ｍｍ以下であり、レーザー回折法、体積基準にて測定される、無機充填材の平均粒径ｄ50が１μｍ以上３０μｍ以下であり、無機充填材中、粒径０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲にある粒子が、無機充填材全体に対して１５％以上９５％以下であり、無機充填材中、粒径５μｍ超２０μｍ以下の範囲にある粒子が、無機充填材全体に対して５％以上８５％以下である、封止用樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、封止用樹脂組成物に関する。

封止用のエポキシ樹脂組成物に関する技術として、特許文献１（特開２００３−１２８８８号公報）に記載のものがある。同文献には、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シリコーン成分、無機フィラーを必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、硬化物の曲げ弾性率が０．５〜３．０ＧＰａであることが記載されており、これにより、薄型化や小型化に適し、生産性にも優れた樹脂封止を行うにあたって、半田が再溶融しても、最終的にショートを発生させないようにすることができるエポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供すると記載されている。

特開２００３−１２８８８号公報

しかしながら、本発明者が検討したところ、上記文献に記載の技術においては、強度と靭性との両立という点で改善の余地があった。

そこで、本発明は、強度および靭性に優れる封止材料を提供するものである。

本発明によれば、
エポキシ樹脂および無機充填材を含む封止用樹脂組成物であって、
当該封止用樹脂組成物を１７５℃１２０秒の条件で成形して得られる幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長さ８０ｍｍの成形品を、１７５℃４時間の条件で硬化して得られる硬化物について、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて以下の方法で算出される、２５℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ１が１１０Ｎ・ｍｍ以上３００Ｎ・ｍｍ以下であり、
前記硬化物について、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて以下の方法で算出される、２６０℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ２が９Ｎ・ｍｍ以上１００Ｎ・ｍｍ以下であり、
レーザー回折法、体積基準にて測定される、前記無機充填材の平均粒径ｄ₅₀が１μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記無機充填材中、粒径０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲にある粒子が、前記無機充填材全体に対して１５％以上９５％以下であり、
前記無機充填材中、粒径５μｍ超２０μｍ以下の範囲にある粒子が、前記無機充填材全体に対して５％以上８５％以下である、封止用樹脂組成物が提供される。
・面積の算出方法：曲げ試験における荷重［Ｎ］とたわみ［ｍｍ］との関係をグラフ化した曲線（荷重−たわみ曲線）において、たわみを変数とし、曲げ試験の開始点から破断点までの荷重の積分値を算出する。

また、本発明によれば、
基板上に搭載された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止部材と、
を有し、
前記封止部材が、上記本発明における封止用樹脂組成物の硬化物からなる、半導体装置が提供される。

本発明によれば、強度および靭性に優れる封止材料を提供することができる。

以下、実施の形態について説明する。また、本実施形態において、組成物は、各成分を単独でまたは２種以上を組み合わせて含むことができる。

本実施形態において、封止用樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」とも呼ぶ。）は、エポキシ樹脂および無機充填材を含む。
樹脂組成物を１７５℃１２０秒の条件で成形して得られる幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長さ８０ｍｍの成形品を、１７５℃４時間の条件で硬化して得られる硬化物について、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて以下の方法で算出される、２５℃における曲げ荷重−たわみ曲線の面積Ｓ１が１１０Ｎ・ｍｍ以上３００Ｎ・ｍｍ以下であるとともに、上記硬化物について、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて以下の方法で算出される、２６０℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ２が９Ｎ・ｍｍ以上１００Ｎ・ｍｍ以下である。
・面積の算出方法：曲げ試験における荷重［Ｎ］とたわみ［ｍｍ］との関係をグラフ化した曲線（荷重−たわみ曲線）において、たわみを変数とし、曲げ試験の開始点から破断点までの荷重の積分値を算出する。
レーザー回折法、体積基準にて測定される、無機充填材の平均粒径ｄ₅₀が１μｍ以上３０μｍ以下である。
また、無機充填材中、粒径０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲にある粒子が、無機充填材全体に対して１５％以上９５％以下であり、無機充填材中、粒径５μｍ超２０μｍ以下の範囲にある粒子が、無機充填材全体に対して５％以上８５％以下である。

本実施形態においては、樹脂組成物がエポキシ樹脂および無機充填材を含むとともに、面積Ｓ１およびＳ２ならびに無機充填材の粒度が所定の条件を満たすため、強度および靭性に優れる封止材料を得ることができる。
以下、各構成について具体的に説明する。まず、面積Ｓ１およびＳ２について説明する。

（荷重−たわみ曲線の面積）
本発明者は、強度および靭性を評価する指標について検討し、荷重−たわみ曲線の面積を指標とするのが有効であることを見出した。そして、２５℃および２６０℃における面積Ｓ１およびＳ２を特定の範囲に調整することにより、樹脂組成物の硬化物の強度および靭性を効果的に向上できることが明らかになった。

面積Ｓ１は、半導体内部保護のための耐衝撃性を向上する観点から、１１０Ｎ・ｍｍ以上であり、好ましくは１５０Ｎ・ｍｍ以上、より好ましくは２００Ｎ・ｍｍ以上である。
また、成形性の観点から、面積Ｓ１は３００Ｎ・ｍｍ以下であり、好ましくは２８０Ｎ・ｍｍ以下、より好ましくは２５０Ｎ・ｍｍ以下である。

面積Ｓ２は、半導体内部保護のための耐衝撃性を向上する観点から、９Ｎ・ｍｍ以上であり、好ましくは２０Ｎ・ｍｍ以上、より好ましくは５０Ｎ・ｍｍ以上である。
また、成形性の観点から、面積Ｓ１は１００Ｎ・ｍｍ以下であり、好ましくは８０Ｎ・ｍｍ以下、より好ましくは７０Ｎ・ｍｍ以下である。

ここで、面積Ｓ１およびＳ２の算出方法は以下の通りである。
まず、トランスファー成形装置を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒間の条件で樹脂組成物を注入成形し、幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長さ８０ｍｍの成形品を得る。得られた成形品を１７５℃、４時間の条件で後硬化して硬化物を得る。得られた硬化物を測定用の試験片とする。
Ｓ１については、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて、２５℃における試験片の曲げ試験をそれぞれおこない、荷重［Ｎ］とたわみ［ｍｍ］との関係をグラフ化した曲線すなわち荷重−たわみ曲線を取得する。そして、たわみを変数として、曲げ試験の開始点から破断点までの荷重の積分値を算出し、面積Ｓ１とする。
Ｓ２についても、測定温度を２６０℃とする他は、２５℃における試験方法に準じて試験片の曲げ試験をおこない、面積Ｓ２を算出する。
ここで、積分値の算出は、たとえば、曲げ試験開始時から、たわみの幅０．０２ｍｍごとに、たわみの幅に幅内の最小荷重で得られる最小の長方形の面積を算出し、破断点までの全長方形の面積を合計することによりおこなうことができる。

面積Ｓ１およびＳ２は、たとえば、樹脂組成物に含まれる成分および含量の調整により、殊に無機充填材の粒度特性の調整により、所望の大きさとすることができる。

次に、樹脂組成物の構成成分の具体例を挙げる。
（エポキシ樹脂）
樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含む。
エポキシ樹脂は、１分子内にエポキシ基を１個以上、好ましくは２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造は限定されない。
エポキシ樹脂としては、たとえば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の２官能性または結晶性エポキシ樹脂；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、ナフト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；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびアルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の３官能型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂；トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられる。

硬化物の強度および靭性をバランス良く高める観点から、エポキシ樹脂は、好ましくはビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂およびｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含み、より好ましくはビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂を含む。

樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物の流動性を向上して成形性を向上する観点から、樹脂組成物全体に対して、好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは７質量％以上である。
また、硬化物の耐湿信頼性や耐リフロー性、耐温度サイクル性を向上する観点から、エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物全体に対して、好ましくは３０質量％以下であり、より好ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下、さらにより好ましくは１５質量％以下である。

（無機充填材）
樹脂組成物は、無機充填材を含む。無機充填材として、具体的には、半導体封止用の樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。無機充填材として、たとえば溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ；アルミナ；タルク；酸化チタン；窒化珪素；窒化アルミニウムが挙げられる。
無機充填材は、汎用性に優れている観点から、好ましくはシリカおよびアルミナからなる群から選択される１または２以上の材料を含み、より好ましくはシリカまたはアルミナである。
シリカの形状としては、溶融球状シリカ等の球状シリカ、破砕シリカが挙げられる。
また、アルミナとして、たとえば溶融球状アルミナ等の球状アルミナが挙げられる。

無機充填材の平均粒径ｄ₅₀は、硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、１μｍ以上であり、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは５μｍであり、また、たとえば１０μｍ以上であってもよい。
同様の観点から、無機充填材の平均粒径ｄ₅₀は、３０μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以下である。

無機充填材の粒径ｄ₉₀は、硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは６μｍ以上である。
同様の観点から、無機充填材の粒径ｄ₉₀は、たとえば６０μｍ以下であってよく、好ましくは８μｍ以下であり、より好ましくは７μｍ以下である。

無機充填材中、粒径０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲にある粒子は、硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、無機充填材全体に対して１５％以上であり、好ましくは１７％以上であり、また、たとえば３０％以上であってもよい。
同様の観点から、無機充填材中、粒径０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲にある粒子は、無機充填材全体に対して９５％以下であり、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下であり、また、たとえば５０％以下であってもよい。

また、無機充填材中、粒径５μｍ超２０μｍ以下の範囲にある粒子は、硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、無機充填材全体に対して５％以上であり、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上であり、また、たとえば３０％以上であってもよい。
同様の観点から、無機充填材中、粒径５μｍ超２０μｍ以下の範囲にある粒子は、無機充填材全体に対して８５％以下であり、好ましくは８２％以下であり、また、たとえば５０％以下であってもよい。

ここで、無機充填材の粒径分布は、市販のレーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、島津製作所社製、ＳＡＬＤ−７０００）を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定することにより取得することができる。

無機充填材の比表面積（ＳＳＡ）は、半導体内部保護のための耐衝撃性を向上する観点から、好ましくは１．０ｍ²／ｇ以上であり、より好ましくは１．２ｍ²／ｇ以上である。
また、半導体内部保護のための耐衝撃性を向上する観点から、無機充填材の比表面積は、好ましくは３．０ｍ²／ｇ以下であり、より好ましくは２．０ｍ²／ｇ以下である。
ここで、無機充填材の比表面積は、比表面積計（フローソープＩＩ２３００、島津製作所社製）により測定される。

樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、樹脂組成物全体に対して好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上、さらにより好ましくは７５質量％以上である。
また、樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上する観点から、樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、樹脂組成物全体に対して好ましくは９５質量％以下であり、より好ましくは９０質量％以下である。

樹脂組成物は、エポキシ樹脂および無機充填材以外の成分を含んでもよい。かかる成分の具体例を以下に示す。

（硬化剤）
樹脂組成物は、硬化剤を含んでもよい。これにより、たとえば樹脂組成物の硬化特性や硬化物の物性をより好ましいものとすることができる。
硬化剤として、フェノール樹脂硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点から、硬化剤は、好ましくはフェノール樹脂硬化剤を含む。また、複数の系統の硬化剤を組み合わせてもよい。

フェノール樹脂硬化剤としては、たとえば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類とホルムアルデヒドやケトン類とを酸性触媒下で縮合または共縮合させて得られるノボラック樹脂；上述のフェノール類とジメトキシパラキシレンまたはビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂；ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂などのフェノールアラルキル樹脂；トリスフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂；フェノール・ｐ−キシレングリコールジメチルエーテル重縮合物からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。

アミン系硬化剤としては、たとえば、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン；ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミン；ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）や有機酸ジヒドララジドなどのポリアミン化合物からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。

酸無水物系硬化剤としては、たとえば、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）や無水マレイン酸などの脂環族酸無水物；無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）、無水フタル酸などの芳香族酸無水物からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。

メルカプタン系硬化剤としては、たとえば、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、トリメチロールエタントリス（３−メルカプトブチレート）からなる群から選択される１以上の化合物が挙げられる。

また、その他の硬化剤としては、イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。

樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、樹脂組成物の成形性および信頼性を向上する観点から、樹脂組成物全体に対して好ましくは１質量％以上であり、より好ましくは２質量％以上、さらに好ましくは３質量％以上、さらにより好ましくは５質量％以上である。
同様の観点から、樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、樹脂組成物全体に対して好ましくは２０質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下である。

（硬化促進剤）
硬化促進剤として、たとえばエポキシ樹脂と硬化剤との架橋反応を促進させるものを用いることができる。硬化促進剤の具体例として、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物；１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや３級アミン、上記アミジンやアミンの４級塩等の窒素原子含有化合物から選択される１種類または２種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましい。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、有機ホスフィンとしては、たとえばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第１ホスフィン；ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第２ホスフィン；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、トリフェニルホスフィ ン等の第３ホスフィンが挙げられる。
硬化促進剤は、硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、好ましくはイミダゾール類からなる群から選択される１以上の化合物を含み、より好ましくは２−フェニルイミダゾールおよび２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールから選ばれる１以上の化合物を含む。

樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、樹脂組成物の硬化性を向上する観点から、樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．３質量％以上、さらに好ましくは０．５質量％以上である。
また、硬化物の製造安定性を高める観点から、樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、樹脂組成物全体に対して、好ましくは２質量％以下であり、より好ましくは１．５質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下である。

（カップリング剤）
カップリング剤は、たとえば、エポキシシラン、メルカプトシラン、フェニルアミノシラン等のアミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン系化合物；チタン系化合物；アルミニウムキレート類；アルミニウム／ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤から選択される１種類または２種類以上を含むことができる。
硬化物の強度および靭性をバランス良く向上する観点から、カップリング剤は、好ましくはシランカップリング剤であり、Ｓｉ原子に結合するアルキレン基を有するシランカップリング剤であることがより好ましい。
同様の観点から、上記アルキレン基の炭素数は、好ましくは４以上であり、より好ましくは６以上であり、また、好ましくは１５以下であり、より好ましくは１０以下である。
同様の観点から、Ｓｉ原子に結合するアルキレン基を有するシランカップリング剤は、好ましくはエポキシ基、（メタ）アクリル基またはアミン基を有する。
カップリング剤は、さらに好ましくは７−オクテニルトリメトキシシラン、８−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、８−メタクリロキシオクチルトリメトキシシランおよびＮ−２−（アミノエチル）−８−アミノオクチルトリメトキシシランからなる群から選択される１または２以上の化合物を含み、さらにより好ましくはＮ−２−（アミノエチル）−８−アミノオクチルトリメトキシシランである。

樹脂組成物中のカップリング剤の含有量は、樹脂組成物の成形時に好ましい流動性を得る観点から、樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．０５質量％以上であり、また、好ましくは２．０質量％以下であり、より好ましくは１．０質量％以下である。

また、樹脂組成物は、上述した成分以外の成分を含んでもよい。たとえば、樹脂組成物が、離型剤、イオン捕捉剤、着色剤、低応力材、酸化防止剤からなる群から選択される１種または２種以上を含んでもよい。
樹脂組成物中のこれら各成分の量は、樹脂組成物全体に対して、それぞれ、０．０１〜２質量％程度の量とすることができる。

離型剤は、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス；酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸エステルワックス、１−アルケン（Ｃ＞１０）・マレイン酸無水物の重縮合物とステアリルアルコールとの反応生成物等の合成ワックス；ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類；ならびにパラフィンから選択される１種類または２種類以上を含むことができる。
イオン捕捉剤は、たとえば、ハイドロキシタルサイトを含む。
着色剤は、たとえば、カーボンブラックおよびベンガラなる群から選択される１種以上を含む。
低応力材は、たとえば、シリコーンオイル、シリコーンゴムおよびカルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムなる群から選択される１種以上を含む。
酸化防止剤は、たとえば、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物およびチオエーテル系化合物から選択される１種または２種以上を含む。

次に、樹脂組成物の形状について説明する。
樹脂組成物は、たとえば粒子状またはシート状である。
粒子状の樹脂組成物として、具体的には、タブレット状または粉粒体のものが挙げられる。このうち、樹脂組成物がタブレット状である場合、たとえば、トランスファー成形法を用いて樹脂組成物を成形することができる。また、樹脂組成物が粉粒体である場合には、たとえば、圧縮成形法を用いて樹脂組成物を成形することができる。ここで、樹脂組成物が粉粒体であるとは、粉末状または顆粒状のいずれかである場合を指す。

次に、樹脂組成物の製造方法を説明する。
本実施形態において、樹脂組成物は、たとえば、上述した各成分を、公知の手段で混合し、さらにロール、ニーダーまたは押出機等の混練機で溶融混練し、冷却した後に粉砕する方法により得ることができる。また、必要に応じて、上記方法における粉砕後にタブレット状に打錠成型して粒子状の樹脂組成物を得てもよい。また、上記方法における粉砕後にたとえば真空ラミネート成形または圧縮成形によりシート状の樹脂組成物を得てもよい。また得られた樹脂組成物について、適宜分散度や流動性等を調整してもよい。
ここで、たとえば、樹脂組成物に含まれる成分および含量を調整することにより、殊に無機充填材の粒度特性の調整により、面積Ｓ１およびＳ２が所望の範囲にある樹脂組成物を得ることができる。

（半導体装置）
本実施形態において、半導体装置は、上述した樹脂組成物の硬化物により素子が封止されてなる。
半導体装置は、具体的には、基板上に搭載された半導体素子と、半導体素子を封止する封止部材と、を有し、封止部材が、封止用樹脂組成物の硬化物からなる。
本実施形態においては、強度および靭性に優れる封止材料を用いることにより、たとえば、熱サイクル特性等の信頼性に優れる半導体装置を得ることも可能となる。

以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

以下、本実施形態を、実施例および比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。

（実施例１〜４、比較例１）

各例について、表１に示す各成分をミキサーにより混合した。次いで、得られた混合物を、ロール混練した後、冷却、粉砕して粉粒体である樹脂組成物を得た。
そして、得られた樹脂組成物の硬化物について、２５℃および２６０℃にて曲げ試験をおこない、たわみ−荷重曲線の面積Ｓ１およびＳ２を算出した。
各例で得られた樹脂組成物の硬化物の靭性の指標として、Ｋ１ｃを測定した。また、各例で得られた樹脂組成物の硬化物の強度の指標として、シャルピー衝撃強度を測定した。
測定結果および評価結果を表１にあわせて示す。

表１中の各成分の詳細は下記のとおりである。
（原料）
（無機充填材）
無機充填材１：シリカ、ＭＵＦ−４Ｖ、龍森社製
無機充填材２：シリカ、Ｓ３０−７１、マイクロン社製
無機充填材３：シリカ、ＦＢ−１０５、デンカ社製
無機充填材４：アルミナ、ＤＡＷ−０３ＤＣ、デンカ社製
無機充填材５：アルミナ、ＤＡＢ２５ＭＡ−ＴＳ．３、デンカ社製
無機充填材６：シリカ、ＳＣ−２５００−ＳＱ、アドマテックス社製

（着色剤）
着色剤１：カーボンブラック、ＥＲＳ−２００１、東海カーボン社製

（カップリング剤）
カップリング剤１：Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、ＣＦ−４０８３、東レ・ダウコーニング社製
カップリング剤２：３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、Ｓ８１０、ＪＮＣ社製
カップリング剤３：７−オクテニルトリメトキシシラン、ＫＢＭ−１０８３、信越化学工業社製
カップリング剤４：８−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、ＫＢＭ−４８０３、信越化学工業社製
カップリング剤５：８−メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、ＫＢＭ−５８０３、信越化学工業社製
カップリング剤６：Ｎ−２−（アミノエチル）−８−アミノオクチルトリメトキシシラン、ＫＢＭ−６８０３、信越化学工業社製

（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ＮＣ−３０００−Ｌ、日本化薬社製
エポキシ樹脂２：ビフェニル型エポキシ樹脂、ＹＸ４０００ＨＫ、三菱化学社製
エポキシ樹脂３：ｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ＣＮＥ１９５ＬＬ、長春人造樹脂社

（硬化剤）
硬化剤１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型樹脂、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、明和化成社製
硬化剤２：変性フェノール型樹脂、ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＢ−９４３４−Ｐ０１、ＤＩＣ社製
硬化剤３：フェノール・ｐ−キシレングリコールジメチルエーテル重縮合物、ＨＥ１００Ｃ−１０、エア・ウォーター社製
硬化剤４：ノボラック型フェノール樹脂、Ｓｕｍｉｌｉｔｅ Ｒｅｓｉｎ ＰＲ−５１４７０、住友ベークライト社製

（硬化促進剤）
硬化促進剤１：２−フェニルイミダゾール、キュアゾール２ＰＺ−ＰＷ、四国化成工業社製
硬化促進剤２：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成工業社製
硬化促進剤３：テトラフェニルホスホニウムビス（ナフタレン−２，３−ジオキシ）フェニルシリケート、住友ベークライト社製
硬化促進剤４：テトラフェニルホスホニウム ４，４'−スルホニルジフェノラート、住友ベークライト社製

（離型剤）
離型剤１：モンタン酸エステルワックス、ＷＥ−４、クラリアントジャパン社製
離型剤２：酸化ポリエチレンワックス、リコワックス ＰＥＤ１９１、クラリアントジャパン社製
離型剤３：カルナバワックス、Ｃ−ＷＡＸ、東亜合成社製

（その他の成分）
イオン捕捉剤１：ハイドロキシタルサイト、東亜合成社製
添加剤１：３−アミノ−５−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、日本カーバイド工業社製
シリコーン１：シリコーン、Ｍ６９Ｂ、九州住友ベークライト社製
シリコーン２：エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、ＦＺ−３７３０、東レダウコーニング社製
低応力剤１：カルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、ＣＴＢＮ１００８ＳＰ、ＰＴＩ ＪＡＰＡＮ社製

（無機充填材の粒度および比表面積）
機充填材の粒度は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所社製、ＳＡＬＤ−７０００）により測定した。
また、無機充填材の比表面積は、比表面積計（フローソープＩＩ２３００、島津製作所社製）により測定した。

（面積Ｓ１およびＳ２）
トランスファー成形装置を用いて金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒間で、得られた封止用樹脂組成物を注入成形し、幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長さ８０ｍｍの成形品を得た。次いで、得られた成形品を１７５℃、４時間で後硬化して、試験片を作製した。
Ｓ１については、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて、２５℃における試験片の曲げ試験をそれぞれおこない、荷重［Ｎ］とたわみ［ｍｍ］との関係をグラフ化した曲線すなわち荷重−たわみ曲線を取得した。そして、たわみを変数として、曲げ試験の開始点から破断点までの荷重の積分値を算出し、面積Ｓ１とした。
Ｓ２についても、測定温度を２６０℃とする他は、２５℃における試験方法に準じて試験片の曲げ試験をおこない、面積Ｓ２を算出した。
ここで、積分値の算出は、曲げ試験開始時から、たわみの幅０．０２ｍｍごとに、たわみの幅に幅内の最小荷重で得られる最小の長方形の面積を算出し、破断点までの全長方形の面積を合計することによりおこなった。

（Ｋ１ｃ）
各例で得られた樹脂組成物について、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５−９１で規格されているＫＩｃ法に準拠して測定をおこなった。具体的には、樹脂組成物を長さ５０ｍｍ、幅Ｂ＝５ｍｍ、厚みＷ＝１０ｍｍの大きさとし、長さ方向中央部に厚み方向の深さ３．５ｍｍのノッチを施し、１７５℃×４時間で硬化した。さらに硬化物のノッチ先端部分に厚み方向の深さ０．１ｍｍの傷を剃刀で施した。合計クラック長ａ＝３．６ｍｍである。その後、オリエンテック社製ＳＴＢ−１２２５Ｓ型テンシロンを用いて、測定温度２５℃、速度１０ｍｍ／分、支点間距離Ｓ＝４０ｍｍで３点曲げ試験をおこない、下記式に基づき破壊靭性値（Ｋ１ｃ（ＭＰａ・ｍ^1/2））を算出した。下記式中、Ｐ_Qは荷重（Ｎ）である。
Ｋ１ｃ＝（（Ｐ_Q×Ｓ）／（Ｂ×Ｗ^3/2））×ｆ（ａ／Ｗ）
ｆ（ａ／Ｗ）＝（３（ａ／Ｗ）^1/2［１．９９−（ａ／Ｗ）（１−ａ／Ｗ）｛２．１５−３．９（ａ／Ｗ）＋２．７（ａ／Ｗ）²］）／（２｛８８１＋２（ａ／Ｗ）｝｛１−（ａ／Ｗ）｝^3/2）

（シャルピー衝撃強度）
ＪＩＳ Ｋ７１７７−１に準じてシャルピー衝撃値を測定した。具体的には、各例で得られた樹脂組成物について、ＪＩＳ Ｋ７１４４により、Ｖ字型ノッチを有する試験片を作製した。
得られた試験片をノッチ部が中央に来るように支持台に置き、破壊エネルギー２Ｊの条件でノッチの背面をハンマーによって打撃して破壊した。
破壊エネルギーを試験片の断面積で除し、シャルピー衝撃値（ｋＪ／ｍ²）を算出した。

表１より、各実施例においては、比較例のものに比べて、Ｋ１ｃおよびシャルピー衝撃強度に優れていた。このため、各実施例で得られた樹脂組成物により、強度および靭性に優れる封止材料を得ることができる。

Claims (5)

1. エポキシ樹脂および無機充填材を含む封止用樹脂組成物であって、
   当該封止用樹脂組成物を１７５℃１２０秒の条件で成形して得られる幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長さ８０ｍｍの成形品を、１７５℃４時間の条件で硬化して得られる硬化物について、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて以下の方法で算出される、２５℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ１が１１０Ｎ・ｍｍ以上３００Ｎ・ｍｍ以下であり、
   前記硬化物について、ＪＩＳ Ｋ ６９１１の曲げ強度試験に準じて以下の方法で算出される、２６０℃における荷重−たわみ曲線の面積Ｓ２が９Ｎ・ｍｍ以上１００Ｎ・ｍｍ以下であり、
   レーザー回折法、体積基準にて測定される、前記無機充填材の平均粒径ｄ₅₀が１μｍ以上３０μｍ以下であり、
   前記無機充填材中、粒径０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲にある粒子が、前記無機充填材全体に対して１５％以上９５％以下であり、
   前記無機充填材中、粒径５μｍ超２０μｍ以下の範囲にある粒子が、前記無機充填材全体に対して５％以上８５％以下である、封止用樹脂組成物。
   ・面積の算出方法：曲げ試験における荷重［Ｎ］とたわみ［ｍｍ］との関係をグラフ化した曲線（荷重−たわみ曲線）において、たわみを変数とし、曲げ試験の開始点から破断点までの荷重の積分値を算出する。
2. 前記無機充填材の粒径ｄ₉₀が、５μｍ以上６０μｍ以下である、請求項１に記載の封止用樹脂組成物。
3. 当該封止用樹脂組成物が、カップリング剤を含み、前記カップリング剤が、Ｎ−２−（アミノエチル）−８−アミノオクチルトリメトキシシランである、請求項１または２に記載の封止用樹脂組成物。
4. 前記エポキシ樹脂が、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂を含む、請求項１乃至３いずれか１項に記載の封止用樹脂組成物。
5. 基板上に搭載された半導体素子と、
   前記半導体素子を封止する封止部材と、
   を有し、
   前記封止部材が、請求項１乃至４いずれか１項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物からなる、半導体装置。