JP2022099653A - 封止用樹脂組成物、電子装置の製造方法、半導体装置および電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温においても、粘度が低く、成形品の未充填やボイドの発生を抑制することのできる封止用樹脂組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）無機フィラーと、（Ｄ）脂肪酸エステルワックスと、（Ｅ）硬化促進剤と、を含む封止用樹脂組成物であって、ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される、当該封止用樹脂組成物の最低トルクが０．６０Ｎ・ｍ以上０．８５Ｎ・ｍ以下であり、当該封止用樹脂組成物を１２０℃で５分間の熱処理により得られる硬化体のショアＤ硬度が８０以上１００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、電子装置の製造方法、半導体装置および電子装置に関する。

これまで封止用樹脂組成物において様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材、離型剤及びカーボンブラックを構成材料とし、離型剤として、カルナバワックスと脂肪酸アミドとを含む封止用エポキシ樹脂組成物が記載されている。

特開２００１－２０７０３０号公報

しかしながら、近年、電子装置パッケージにおいて電子部品を封止する際、熱に弱い部品を含む素子を一括封止するために、低温で成形することが増えている。

しかし、低温成形では、封止用樹脂組成物の溶融時の樹脂粘度が高くなるため、成形後に、金型内における樹脂の未充填や成形品にボイドが発生するという問題があった。

本発明者はさらに検討したところ、封止用樹脂組成物に、低温においても溶融時の樹脂を低粘度化できる新規ワックスを見出した。当該ワックスを使用することで、低温でも粘度を下げることができ、成形品の未充填やボイドの発生を抑制することを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、
（Ａ）エポキシ樹脂と、
（Ｂ）硬化剤と、
（Ｃ）無機フィラーと、
（Ｄ）脂肪酸エステルワックスと、
（Ｅ）硬化促進剤と、
を含む封止用樹脂組成物であって、
ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される、当該封止用樹脂組成物の最低トルクが０．６０Ｎ・ｍ以上０．８５Ｎ・ｍ以下であり、
当該封止用樹脂組成物を１２０℃で５分間の熱処理により得られる硬化体のショアＤ硬度が８０以上１００以下である、
封止用樹脂組成物が提供される。

また本発明によれば、
樹脂組成物を用いて電子部品を封止する工程を含む電子装置の製造方法であって、
上記樹脂組成物が、上記封止用樹脂組成物である、電子装置の製造方法が提供される。

また本発明によれば、
基板上に搭載された半導体素子と、
上記半導体素子を封止する封止部材と、を備える半導体装置であって、
上記封止部材が、上記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。

また本発明によれば、
配線基板と、
上記配線基板の少なくとも一面上に搭載された複数の電子部品と、
上記複数の電子部品を封止する封止樹脂部材と、を備える電子装置であって、
上記封止樹脂部材が、上記封止用樹脂組成物の成形体で構成される、電子装置が提供される。

本発明によれば、低温においても粘度が低く、成形品の未充填やボイドの発生を抑制することができる封止用樹脂組成物を提供することができる。

本実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。 本実施形態に係る車載用電子制御装置の一例を示す断面模式図である。 ラボプラストミルを用いた測定により得られるトルク値と測定時間との関係を模式的に示すグラフである。 キュラストメーターを用いた測定により得られるトルク値と測定時間との関係を模式的に示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。

まず、本実施形態に係る封止用樹脂組成物について説明する。

＜封止用樹脂組成物＞
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機フィラー（Ｃ）、脂肪酸エステルワックス（Ｄ）、および硬化促進剤（Ｅ）と、を含む。また、ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される封止用樹脂組成物の最低トルクは０．６０Ｎ・ｍ以上０．８５Ｎ・ｍ以下である。また、封止用樹脂組成物を１２０℃で５分間熱処理して得られる硬化体のショアＤ硬度は８０以上、１００以下である。
以下、封止用樹脂組成物の特性について説明する。

本実施形態の封止用樹脂組成物における、ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定されるトルク変化の挙動について説明する。図３は、ラボプラストミルを用いた測定により得られるトルク値と測定時間との関係を模式的に示すグラフである。本実施形態においては、図３に示すように、ラボプラストミル測定の測定開始点をＰ_０とし、トルク値が最低値（最低トルク値）となる点をＰ_１とし、Ｐ_１を経た後にトルク値が最低トルク値の２倍となる点をＰ_２とする。また、ラボプラストミル測定の測定開始点は、ラボプラストミルに材料を投入し、急激にトルクが立ち上がった後、トルクが下がり始める点である。
また、ラボプラストミルとしては、例えば東洋精機製作所社製、４Ｃ１５０を用いることができる。

また、ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際の最低トルク値は、図３中、Ｐ_１におけるトルク値に該当する。
本実施形態の封止用樹脂組成物において、最低トルク値は、０．６０Ｎ・ｍ以上、好ましくは０．６５Ｎ・ｍ以上、より好ましくは０．７０Ｎ・ｍ以上、０．８５Ｎ・ｍ以下、好ましくは０．８０Ｎ・ｍ以下、より好ましくは０．７５Ｎ・ｍ以下である。

本実施形態の封止用樹脂組成物において、封止用樹脂組成物を１２０℃で５分間熱処理して得られる硬化体のショアＤ硬度は、８０以上、好ましくは８２以上、より好ましくは８４以上、１００以下、好ましくは９４以下、より好ましくは８８以下である。

本実施形態によれば、ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される封止用樹脂組成物の最低トルク値が適切な数値範囲内となり、かつ封止用樹脂組成物を１２０℃で５分間熱処理して得られる硬化体のショアＤ硬度を適切な範囲内とするよう封止用樹脂組成物を設計することで、低温において、低温成形性が良好であるとともに、低温硬化によって充分に良好な硬化物性が得られる。

ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、最低トルク値に到達する時刻ｔ_１とトルク値が最低トルク値の２倍に到達する時刻ｔ_２としたときに、（ｔ_２－ｔ_１）は、図３中、Ｐ_１からＰ_２までの時間に該当する。
本実施形態の封止用樹脂組成物においては、充填性を向上させる観点から、（ｔ_２－ｔ_１）は、好ましくは５０秒以上、さらに好ましくは５５秒以上、最も好ましくは６０秒以上である。
また、生産性を向上させる観点から、（ｔ_２－ｔ_１）は、好ましくは９０秒以下、さらに好ましくは８０秒以下、最も好ましくは７０秒以下である。
本実施形態によれば、（ｔ_２－ｔ_１）を適切な範囲内とすることで、樹脂組成物の可使時間を充分に取ることができ、封止材の充填性を良好にすることができる。また、（ｔ_２－ｔ_１）を上記上限値以下とすることで、硬化むらを抑制でき、成形サイクルを短くして製造効率を向上させることができる。

さらに本実施形態によれば、ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される封止用樹脂組成物の最低トルクを適切な数値範囲内とし、１２０℃において５分硬化した場合のショアＤ硬度を適切な範囲内とし、さらに、（ｔ_２－ｔ_１）を適切な範囲内とするよう封止用樹脂組成物を設計することで、低温において、樹脂組成物を成形する際の生産性が良好となる。

本実施形態の封止用樹脂組成物における、キュラストメーターを用いて、測定温度１２０℃の条件で測定されるトルク変化の挙動について説明する。図４は、キュラストメーターを用いた測定によって得られるトルク値と測定時間との関係を模式的に示すグラフである。本実施形態においては、図４に示すように、トルク値が最大値となる点をＰ_１００とし、Ｐ_１００の１０％のトルク値をとる点をＰ_１０とし、Ｐ_１０を経た後、Ｐ_１００の９０％のトルク値をとる点をＰ_９０とする。
また、キュラストメーターとしては、例えばＪＳＲトレーディング株式会社製、ＣＵＲＥＬＡＳＴＯＭＥＴＥＲ７を用いることができる。

キュラストメーターを用いて、１２０℃にて当該封止用樹脂組成物のトルクを経時的に測定した際の、最大硬化トルクをＴとし、Ｔの１０％のトルク値をＴ_１０とし、Ｔ_１０に達する時刻をｔ_１０とし、Ｔ_１０に達した後、Ｔの９０％のトルク値をＴ_９０とし、Ｔ_９０に達する時刻をｔ_９０としたとき、（ｔ_９０－ｔ_１０）は、図４中、Ｐ_１０からＰ_９０までの時間に該当する。
本実施形態の封止用樹脂組成物においては、（ｔ_９０－ｔ_１０）は、好ましくは９０秒以上、より好ましくは９５秒以上、最も好ましくは１００秒以上、好ましくは３００秒以下、より好ましくは１５０秒以下、最も好ましくは１２０秒以下である。
本実施形態によれば、（ｔ_９０－ｔ_１０）が適切な数値範囲内となるよう封止用樹脂組成物を設計することで、金型の隅々に樹脂組成物が充分に充填されるまでは硬化することなく、充填後速やかに硬化することで、金型への未充填やボイドの発生を抑制し、硬化むら等を抑制できる。

封止用樹脂組成物の１２０℃におけるスパイラルフローは、好ましくは１３０ｃｍ以上、より好ましくは１４０ｃｍ以上、最も好ましくは１５０ｃｍ以上、好ましくは２００ｃｍ以下、より好ましくは１９０ｃｍ以下、最も好ましくは１８０ｃｍ以下である。
本実施形態によれば、樹脂組成物の１２０℃におけるスパイラルフローが適切な数値範囲内となるよう封止用樹脂組成物を設計することで、１２０℃で成形した場合にも、金型の隅々にまで樹脂組成物が充填される程度の適切な粘度となり、樹脂の未充填や成形品へのボイドの発生を抑制することができる。

本実施形態では、たとえば封止用樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、上記ラボプラストミルによって測定される最低トルクやショアＤ硬度を制御することが可能となり、低温で本実施形態における封止用樹脂組成物を用いて電子装置等を封止した場合にも、粘度を低く抑えることができ、成形品のボイドや未充填の発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、封止用樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、ラボプラストミルによって測定される最低トルクとなる時刻ｔ_１と、最低トルクの２倍となる時刻ｔ_２の差である（ｔ_２－ｔ_１）、キュラストメーターを用いて測定されるトルクが最大値の１０％であるＴ_１０に達する時刻ｔ_１０と、最大値の９０％となるＴ_９０に達する時刻ｔ_９０の差である（ｔ_９０－ｔ_１０）およびスパイラルフローについても制御することが可能となり、低温で本実施形態における封止用樹脂組成物を用いて電子装置等を封止した場合にも、粘度を低く抑えることができ、成形品のボイドや未充填の発生を抑制することができる。

以下、組成物が含むまたは含むことができる各成分や、組成物の各種性状について、より詳しく説明する。

・エポキシ樹脂（Ａ）
本実施形態の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）を含む。
エポキシ樹脂（Ａ）は、具体的には、１分子内にエポキシ基を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うる。エポキシ樹脂（Ａ）の分子量や分子構造などは特に限定されない。

本実施形態において、エポキシ樹脂としては、たとえば、ビフェニ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；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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；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；ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂；ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂；トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂から選択される１種または２種以上を含むことができる。
封止用樹脂組成物を用いて得られるパワーモジュールの絶縁特性を向上させる観点から、エポキシ樹脂は、好ましくはｏ－クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびビフェニル型エポキシ樹脂からなる群から選択される１種または２種以上である。
また、本実施形態においては、エポキシ樹脂（Ａ）は、分子内に２個のエポキシ基を有する２官能エポキシ樹脂と、分子内に３個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂と、を含んでもよい。たとえば、２官能エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂と、３官能エポキシ樹脂であるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂を組み合わせて用いてもよい。

封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ）を一種のみ含んでもよいし、二種以上含んでもよい。
エポキシ樹脂（Ａ）の量は、成形時に好適な流動性を得て充填性や成形性の向上を図る観点から、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、好ましくは２質量％以上、より好ましくは３質量％以上、最も好ましくは４質量％以上である。
別観点として、封止用樹脂組成物を用いて得られる封止材の絶縁特性向上の観点からエポキシ樹脂（Ａ）の量は、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、好ましくは１１質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、最も好ましくは９質量％以下である。

・硬化剤（Ｂ）
本実施形態の封止用樹脂組成物は、硬化剤（Ｂ）を含む。硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂（Ａ）と反応してそれを硬化させるものである限り、特に限定されない。
硬化剤（Ｂ）として具体的には、アミン系硬化剤（アミノ基を有する硬化剤）、フェノール樹脂系硬化剤などを挙げることができる。

アミン系硬化剤としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数２～２０の脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４'－ジアミノジフェニルメタン、４，４'－ジアミノジフェニルプロパン、４，４'－ジアミノジフェニルエーテル、４，４'－ジアミノジフェニルスルホン、４，４'－ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４－アミノフェニル）フェニルメタン、１，５－ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）シクロヘキサン等の芳香族ジアミン、ジシアノジアミド等を挙げることができる。

フェノール樹脂系硬化剤としては、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造は特に限定されない。
このようなフェノール樹脂系硬化剤としては、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、ビスフェノールノボラック等のノボラック型樹脂；ポリビニルフェノール；ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂やトリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び／又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。中でも、高温高湿環境条件下における半導体パッケージの耐湿信頼性を向上させる観点から、多官能型フェノール樹脂を含むことが好ましい。

その他、硬化剤（Ｂ）として、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；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）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）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物等；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；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等を挙げることができる。

電子装置の封止における耐湿性や信頼性等の点から、硬化剤（Ｂ）としては、１分子内に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有する化合物が好ましい。より具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ－ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；レゾール型フェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等が好ましく挙げられる。

封止用樹脂組成物は、硬化剤（Ｂ）を一種のみ含んでもよいし、二種以上含んでもよい。
硬化剤（Ｂ）の含有量の下限値は、電子装置を封止する際の優れた流動性、充填性、成形性などの向上を図る観点から、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、好ましくは２．０質量％以上、より好ましくは３．０質量％以上、最も好ましくは４．０質量％以上である。
別観点として、電子装置の耐湿信頼性や耐リフロー性向上の観点から、好ましくは７．０質量％以下、より好ましくは６．０質量％以下、さらに好ましくは５．０質量％以下である。

・無機フィラー（Ｃ）
無機フィラー（Ｃ）として具体的には、シリカ、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、マイカ、ガラス繊維等が挙げられる。

無機フィラー（Ｃ）は、シリカを含むことが好ましい。シリカとしては、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ等を挙げることができる。これらの中でも特に溶融球状シリカが好ましい。

無機フィラー（Ｃ）は、通常、粒子である。
無機フィラー（Ｃ）の平均粒径は、特に限定されないが、典型的には１～１００μｍ、好ましくは１～５０μｍ、より好ましくは１～２０μｍである。平均粒径が適当であることにより、硬化時の適度な流動性を確保すること等ができる。
無機フィラー（Ｃ）の平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置（例えば、株式会社堀場製作所製の湿式粒度分布測定機ＬＡ－９５０）により体積基準の粒子径分布のデータを取得し、そのデータを処理することで求めることができる。測定は、通常、湿式で行われる。

シリカ等の無機フィラー（Ｃ）には、シランカップリング剤などのカップリング剤による表面修飾が行われていてもよい。これにより、無機フィラー（Ｃ）の凝集が抑制され、より良好な流動性を得ることができる。また、無機フィラー（Ｃ）と他の成分との親和性が高まり、無機フィラー（Ｃ）の分散性が向上する。このことは、硬化物の機械的強度の向上や、マイクロクラックの発生抑制などに寄与すると考えられる。
表面修飾のためのカップリング剤としては、後述のカップリング剤として挙げているもの等を用いることができる

封止用樹脂組成物は、無機フィラー（Ｃ）を１種のみ含んでもよいし、２種以上含んでもよい。
無機フィラー（Ｃ）の含有量の下限値は特に制限されないが、例えば、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して５５質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることがさらに好ましい。無機フィラー（Ｃ）の含有量を適度に多くすることにより、低吸湿性などを実現し、電子装置の耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。特に、無機フィラー（Ｃ）を適度に多くして、相対的に樹脂成分（エポキシ樹脂（Ａ）や硬化剤（Ｂ）など）を少なくすれば、理論上は硬化収縮が少なくなるため、反りを一層低減しうる。また特に、無機フィラー（Ｃ）を適度に多くして、相対的に樹脂成分を少なくすることで、封止用樹脂組成物を硬化物とした後の熱膨張変化を小さくすることができる。熱膨張変化が小さいと、反りの「悪化」を抑えやすくなるため、好ましい。
無機フィラー（Ｃ）の含有量の上限値は特に制限されないが、例えば、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、９８質量％以下であることが好ましく、９５質量％以下であることがより好ましく、９２質量％以下であることがさらに好ましい。無機フィラー（Ｃ）の含有量を適度に少なくすることにより、成形時の流動性の低下にともなう成形性の低下等を抑制することが可能となる。

・脂肪酸エステルワックス（Ｄ）
本実施形態の封止用樹脂組成物は、脂肪酸エステルワックス（Ｄ）を含む。このような脂肪酸エステルワックスとしては、例えばＬｉｃｏｃａｒｅ（登録商標） ＲＢＷ１０２ ＶＩＴＡ（融点：７７℃、クラリアント社製）等を挙げることができる。このような脂肪酸エステルワックスを用いることにより、低温における封止用樹脂組成物の粘度を低下させることができる。

脂肪酸エステルワックス（Ｄ）の含有量の下限値は、十分な流動性を得る観点から、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上である。
脂肪酸エステルワックス（Ｄ）の含有量の上限値は、十分な硬化性等を得る観点から、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、好ましくは０．６質量％以下、より好ましくは０．５質量％以下である。

・硬化促進剤（Ｅ）
本実施形態の封止用樹脂組成物は、硬化促進剤（Ｅ）を含む。硬化促進剤（Ｅ）としては、熱硬化性樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）との硬化反応を促進することができるものであれば、特に制限することなく使用することができ、例えば、テトラフェニルホスホニウム・４，４'－スルフォニルジフェノラート（住友ベークライト株式会社製）が挙げられる。

硬化促進剤（Ｅ）の含有量の下限値は、十分な硬化性等を得る観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．３質量％以上、より好ましくは０．４質量％以上、最も好ましくは０．５％以上である。
硬化促進剤（Ｅ）の含有量の上限値は、十分な流動性を得る観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは１．０質量％以下、より好ましくは０．９質量％以下、最も好ましくは、０．８質量％以下である。

・離型剤
本実施形態の封止用樹脂組成物は、離型剤を含んでもよい。離型剤としては、例えば、カルナバワックス、脂肪酸アミド、ステアリン酸エステル、モンタン酸エステル、脂肪酸エステル、カルボキシル基含有ポリオレフィン等が挙げられる。

・カップリング剤
本実施形態の封止用樹脂組成物は、シランカップリング剤を含んでもよい。シランカップリング剤としては、ビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、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、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエ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、Ｎ－β（アミノエチル）γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ－β（アミノエチル）γ－アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリエ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、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。

カップリング剤は、封止用樹脂組成物の全固形分１００質量％に対して、０．０１質量％以上１．０質量％以下の量で使用されることが好ましく、０．０５質量％以上０．９質量％以下の量であることがより好ましく、０．０８質量％以上０．８質量％以下の量であることがさらにより好ましい。
シランカップリング剤の含有量を上記範囲内とすることで、樹脂組成物の流動性と密着性を向上させ、樹脂組成物の成形品の機械強度と信頼性を向上することができる。

・その他の添加剤
本実施形態の樹脂組成物には、上記成分に加え、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で、有機フィラーや、従来公知の添加剤、例えば、難燃剤、着色剤、シリコーン可とう剤、低応力剤及びイオントラップ剤等を必要に応じて使用してもよい。

（封止用樹脂組成物の形状）
本実施形態の封止用樹脂組成物の形状は、特に限定されない。形状は、例えば、粒子状、顆粒状、タブレット状またはシート状である。

（封止用樹脂組成物の製造方法）
本実施形態の封止用樹脂組成物の製造方法は特に限定されない。
例えば、上述の各成分を、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、その後に粉砕する方法により得ることができる。
必要に応じて、粉砕後にタブレット状に打錠成形してもよい。
必要に応じて、粉砕後に例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にしてもよい。
必要に応じて、得られた封止用樹脂組成物の分散度や流動性等を調整してもよい。

（電子装置の製造方法）
本実施形態に係る電子装置の製造方法は、樹脂組成物を用いて電子部品を封止する工程を含む電子装置の製造方法であって、上記樹脂組成物が、上記の封止用樹脂組成物である、電子装置の製造方法である。

本実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。
本実施形態に係る電子装置の製造方法は、例えば、基材上に電子部品を配設する配設工程と、上述した封止用樹脂組成物を用いて、電子部品を封止する封止工程と、を含む。

（配設工程）
配設工程では、基材上に電子部品を配設する。
配設工程で配設される電子部品の数は限定されず、例えば、基材上に１個の電子部品を配設してもよく、基材上に複数の電子部品を配設してもよい。
配設工程では、例えば、ウエハなどの基材上に電子回路などの電子部品を形成してもよく、有機基材などの基材上に半導体素子などの電子部品を配置してもよい。
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、充填性に優れるため、例えば、複数のチップをスタックさせて配置する場合に好適に用いることができる。

（封止工程）
封止工程では、上述した封止用樹脂組成物を用いて、電子部品を封止する。これにより、上述した封止部材を封止用樹脂組成物の硬化物で形成することができる。
封止する方法としては、具体的には、トランスファー成形法、圧縮成形法、インジェクション成形などが挙げられる。これらの方法により、封止用樹脂組成物を、成形し、硬化させることにより封止部材を形成することができる。本実施形態の封止用樹脂組成物は、大面積の基材を封止する場合に好適に用いることができる。

本実施形態における封止用樹脂組成物を用いて電子部品を封止する際の成形温度は、好ましくは、１００℃以上１２０℃以下である。これにより、熱に弱い部品を含む素子であっても、素子を痛めることなく封止することができる。このような低温で成形される場合にも、本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、粘度を低く抑えられ、流動性に優れるため、成形品の未充填やボイドの発生の抑制を抑えることが可能となる。

（用途）
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、半導体素子の封止に用いることができ、また、半導体素子の封止用に限定されず、その他の素子の封止、ＥＣＵ（ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）等の制御装置を備える電子装置の一括封止、ローターコアの磁石固定用封止等様々な封止用途に用いることができる。半導体素子の封止に用いる場合、上記半導体素子としては、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。半導体素子を備える半導体パッケージの構造としては、例えば、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、ＭＡＰタイプのＢＧＡ等が挙げられる。また、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）、クワッド・フラット・ノンリーデッド・パッケージ（ＱＦＮ）、ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＷＬＰ（ｅＷＬＰ）、Ｆａｎ Ｉｎ ＷＬＰおよびＦａｎ Ｏｕｔ ＷＬＰ等のウエハ・レベルパッケージ（ＷＬＰ）、スモールアウトライン・ノンリーデッド・パッケージ（ＳＯＮ）、リードフレーム・ＢＧＡ（ＬＦ－ＢＧＡ）等が挙げられる。

本実施形態に係る半導体装置は、基板上に搭載された半導体素子と、上記半導体素子を封止する封止部材と、を備える半導体装置であって、上記封止部材が、上記の封止用樹脂組成物の硬化物からなる、半導体装置である。

次に、半導体装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置１００は、基板３０上に搭載された半導体素子２０と、半導体素子２０を封止する封止材５０と、を備えている。半導体素子２０は、たとえば、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ_２Ｏ_３、またはダイヤモンドにより形成されたパワー半導体素子である。また、封止材５０は、本実施形態に係る半導体封止用樹脂組成物を硬化して得られる硬化物により構成されている。

本実施形態に係る半導体装置１００において、半導体素子２０は、上述したようにＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ_２Ｏ_３、またはダイヤモンドにより形成されたパワー半導体素子であり、２００℃以上という高温で動作することができる。このような高温環境での長時間使用においても、本実施形態に係る半導体封止用樹脂組成物を用いて形成した封止材５０は、十分な密着性を示すことができる。このため、半導体装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。なお、半導体素子２０は、たとえば入力電力が１．７Ｗ以上であるパワー半導体素子とすることができる。

図１においては、基板３０が回路基板である場合が例示されている。この場合、図１に示すように、基板３０のうちの半導体素子２０を搭載する一面とは反対側の他面には、たとえば複数の半田ボール６０が形成される。半導体素子２０は、たとえば基板３０上に搭載され、かつワイヤ４０を介して基板３０と電気的に接続される。一方で、半導体素子２０は、基板３０に対してフリップチップ実装されていてもよい。
ここで、ワイヤ４０は、たとえば銅で構成される。

封止材５０は、たとえば半導体素子２０のうちの基板３０と対向する一面とは反対側の他面を覆うように半導体素子２０を封止する。図１に示す例においては、半導体素子２０の上記他面と側面を覆うように封止材５０が形成されている。封止材５０は、たとえば半導体封止用樹脂組成物をトランスファー成形法または圧縮成形法等の公知の方法を用いて封止成形することにより形成することができる。

本実施形態に係る電子装置は、配線基板と、上記配線基板の少なくとも一面上に搭載された複数の電子部品と、上記複数の電子部品を封止する封止樹脂部材と、を備える電子装置であって、上記封止樹脂部材が、上記封止用樹脂組成物の成形体で構成される、電子装置である。

本実施形態に係る電子装置は、車載用途である、電子装置である。

次に、車載用電子制御装置１０の製造方法について図２に基づいて説明する。
本実施形態に係る車載用電子制御装置１０は、たとえば以下のように作製される。まず、配線基板１２の少なくとも一面上に複数の電子部品１６を搭載する。次いで、複数の電子部品１６を、封止用樹脂組成物を用いて封止成形する。封止用樹脂組成物としては、上記に例示したものを用いることができる。

以下、車載用電子制御装置１０の製造方法について詳述する。

まず、配線基板１２の少なくとも一面上に複数の電子部品１６を搭載する。本実施形態においては、たとえば複数の電子部品１６を、配線基板１２の一面と、当該一面とは反対の他面と、のそれぞれに搭載することができる。これにより、図３に示すような、配線基板１２の両面に電子部品１６が搭載された車載用電子制御装置１０を形成することが可能となる。一方で、配線基板１２の一面のみに電子部品１６を搭載し、他面には電子部品１６が搭載されなくともよい。なお、配線基板１２および電子部品１６としては、本技術分野において通常用いられるものを適用することができる。

なお、配線基板１２は、図２に示すように、たとえば平板状の形状を有している。本実施形態においては、たとえばポリイミド等の有機材料により形成された有機基板を配線基板１２として採用することができる。配線基板１２は、たとえば配線基板１２を貫通して一面と他面を接続するスルーホール１２０を有していてもよい。この場合、配線基板１２のうちの一面に設けられた配線と、他面に設けられた配線と、がスルーホール１２０内に設けられた導体パターンを介して電気的に接続される。

次に、複数の電子部品１６を、封止用樹脂組成物を用いて封止成形する。これにより、電子部品１６を封止する封止樹脂１４が形成されることとなる。本実施形態においては、たとえば電子部品１６とともに配線基板１２を封止するように封止用樹脂組成物の成形が行われる。図２に例示される車載用電子制御装置１０は、たとえば配線基板１２の一面および他面、ならびに配線基板１２に搭載された電子部品１６を封止用樹脂組成物によって封止成形することにより得ることができる。また、本実施形態においては、複数の電子部品１６とともに配線基板１２の一部または全部が封止用樹脂組成物を用いて封止される。図２に例示される車載用電子制御装置１０は、たとえば接続端子１８が露出するように、配線基板１２のうちの接続端子１８を封止せずに他の部分全体を封止するように封止用樹脂組成物の成形を行うことにより得られる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜封止用樹脂組成物の調製＞
以下のようにして、実施例および比較例の封止用樹脂組成物を調製した。
まず、後掲の表１に記載の各成分を、ミキサーを用いて混合した。次いで、得られた混合物を、ロール混練し、その後冷却し、さらに粉砕した。これにより、粉粒体である封止用樹脂組成物を得た（以下、封止用樹脂組成物Ａとする）。得られた封止用樹脂組成物を打錠成形してタブレットを得た（以下、封止用樹脂組成物Ｂとする）。
用いた各成分の詳細は下記のとおりである。

（エポキシ樹脂）
・エポキシ樹脂１：トリフェニルメタン型エポキシ樹脂とビフェニル型エポキシ樹脂の混合物（三菱化学社製、ＹＬ６６７７）
・エポキシ樹脂２：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（日本化薬社製、ＮＣ３０００Ｌ）

（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（明和化成社製、ＭＥＨ－７８５１ＳＳ）
・硬化剤２：２－ヒドロキシベンズアルデヒドとホルムアルデヒドで変性したトリフェニルメタン型フェノール樹脂（エアー・ウォーター社製、ＨＥ９１０－２０）

（無機フィラー）
・無機フィラー１：溶融球状シリカ（平均粒径９μｍ）
・無機フィラー２：平均粒径０．６μｍの溶融球状シリカ（アドマテックス社製、ＳＣ－２５００－ＳＱ）
・無機フィラー３：平均粒径１．６μｍの溶融球状シリカ（アドマテックス社製、ＳＣ－５５００－ＳＱ）

（カップリング剤）
・カップリング剤１：Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング株式会社製、ＣＦ－４０８３）
・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
・カップリング剤３：３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（チッソ社製、Ｓ５１０）

（硬化促進剤）
・硬化促進剤１：テトラフェニルホスホニウム・４，４'－スルフォニルジフェノラート（住友ベークライト株式会社製）

（脂肪酸エステルワックス）
・脂肪酸エステルワックス１：脂肪酸エステルワックス（クラリアント社製、商品名「Ｌｉｃｏｃａｒｅ（登録商標） ＲＢＷ １０２ ＶＩＴＡ」、融点：７７℃）

（離型剤）
・離型剤１：カルナバワックス
・離型剤２：エルカ酸アミド

（着色剤）
・着色剤１：カーボンブラック
（イオントラップ剤）
・イオントラップ剤１：マグネシウム・アルミニウム・ハイドロオキサイド・カーボネート・ハイドレート
（低応力剤）
・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（宇部興産社製、ＣＴＢＮ１００８ＳＰ）
・低応力剤２：シリコーンオイル（九州住友ベークライト社製、Ｍ６９Ｂ）

（ラボプラストミルを用いたトルクの測定）
得られた封止用樹脂組成物Ａについて、ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される最低トルク値、時間ｔ_１および時間ｔ_２の測定を次のように行った。まず、ラボプラストミル試験機（東洋精機製作所社製、４Ｃ１５０）を用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で封止用樹脂組成物の溶融トルクを経時的に測定した。次いで、トルク値が最低トルク値となる時刻をｔ_１（秒）とし、最低トルク値を経た後にトルク値が最低トルク値の２倍となる時刻をｔ_２（秒）とし、ｔ_１およびｔ_２を測定結果に基づいて算出した。測定開始点は、ラボプラストミル試験機に材料を投入し、急激にトルクが立ち上がった後、トルクが下がり始める点とした。また、測定結果から、最低トルク値（Ｎ・ｍ）を算出した。さらにｔ_２－ｔ_１の値をｔ_１およびｔ_２の結果より算出した。

（キュラストメーターを用いたトルクの測定）
キュラストメーター（ＪＳＲトレーディング株式会社製、ＣＵＲＥＬＡＳＴＯＭＥＴＥＲ７）を用い、金型温度１２０℃にて封止用樹脂組成物Ｂ（φ３５ｍｍ×４ｍｍ厚）の硬化トルクを経時的に測定した。次いで、最大硬化トルクをＴとし、Ｔの１０％のトルク値をＴ_１０とし、Ｔ_１０に達する時刻をｔ_１０とし、Ｔ_１０に達した後、Ｔの９０％のトルク値をＴ_９０とし、Ｔ_９０に達する時刻をｔ_９０としたとき、ｔ_１０およびｔ_９０を測定結果に基づいて算出した。さらにｔ_９０－ｔ_１０の値をｔ_１０およびｔ_９０の結果より算出した。

（ショアＤ硬度）
低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１２０℃、注入圧力１０ＭＰａ、硬化時間３００秒の条件で、封止用樹脂組成物Ｂ（φ１４ｍｍ×２ｍｍ厚）を、型開き１０秒後に測定したショアＤ硬度の値を測定した。ショアＤ硬度は硬化性の指標であり、数値が８０以上であると成形不良を防止することができる。

（流動性（スパイラルフロー））
低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ－１５）を用いて、ＥＭＭＩ－１－６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１２０℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間３００秒の条件で、封止用樹脂組成物Ａを注入し、流動長を測定した。スパイラルフローは、流動性の指標であり、数値が大きい方が、流動性が良好である。単位はｃｍである。

（低温成形性の評価）
半導体装置を、以下の方法で作製し成形性の評価を行った。厚み３５０μｍの４０ｍｍ×３０ｍｍ半導体チップをダイサーにより表面切削加工することで、バンプ径７５μｍ、バンプ高さ２５μｍ、バンプ表面間隔７５μｍのバンプを形成した（最小の狭路幅は２５μｍであった）。次いで、４２アロイ板上にバンプ搭載面を下にして四隅を接着固定し、半導体搭載基板を作成した。この基板と封止用樹脂組成物Ａを用いて成形圧１０ＭＰａ、成形温度１２０℃、硬化時間３００秒で圧縮成形を行い、半導体装置を得た。
得られた各半導体装置から半導体チップを剥離させ、得られたチップ剥離面のボイドの有無を目視で確認し、ボイドがあれば×、なければ〇として、低温成形性を評価した。

実施例および比較例の封止用樹脂組成物の組成と、評価結果を、まとめて表１に示す。

実施例の封止用樹脂組成物は、低温において適正なトルク値の範囲を取り、優れた流動性を有しており、低温成形した場合に未充填やボイドが発生することなく良好な成形性を示し、低温成形する場合の封止材料として好適に使用できるものであった。

１０ 車載用電子制御装置
１２ 配線基板
１４ 封止樹脂
１６ 電子部品
１８ 接続端子
２０ 半導体素子
３０ 基板
４０ ワイヤ
５０ 封止材
６０ 半田ボール
１００ 半導体装置
１２０ スルーホール

Claims (11)

1. （Ａ）エポキシ樹脂と、
   （Ｂ）硬化剤と、
   （Ｃ）無機フィラーと、
   （Ｄ）脂肪酸エステルワックスと、
   （Ｅ）硬化促進剤と、
   を含む封止用樹脂組成物であって、
   ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される、当該封止用樹脂組成物の最低トルクが０．６０Ｎ・ｍ以上０．８５Ｎ・ｍ以下であり、
   当該封止用樹脂組成物を１２０℃で５分間の熱処理により得られる硬化体のショアＤ硬度が８０以上１００以下である、
   封止用樹脂組成物。
2. 請求項１に記載の封止用樹脂組成物であって、
   前記ラボプラストミルを用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で測定される、最低トルクに到達する時刻をｔ_１とし、最低トルクに到達後、トルクが上昇し、最低トルクの２倍となる点に到達した時刻をｔ_２としたときに、（ｔ_２－ｔ_１）が５０秒以上９０秒以下である、封止用樹脂組成物。
3. 請求項１または２に記載の封止用樹脂組成物であって、
   キュラストメーターを用いて、１２０℃にて当該封止用樹脂組成物のトルクを経時的に測定した際の、最大硬化トルクをＴとし、Ｔの１０％のトルク値をＴ_１０とし、Ｔ_１０に達する時刻をｔ_１０とし、Ｔ_１０に達した後、Ｔの９０％のトルク値をＴ_９０とし、Ｔ_９０に達する時刻をｔ_９０としたとき、（ｔ_９０－ｔ_１０）が、９０秒以上３００秒以下となる、封止用樹脂組成物。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物であって、
   １２０℃におけるスパイラルフローが、１３０ｃｍ以上２００ｃｍ以下である、封止用樹脂組成物。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物であって、
   前記（Ａ）エポキシ樹脂が、分子内に２個のエポキシ基を有する２官能エポキシ樹脂と、分子内に３個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂と、を含む、封止用樹脂組成物。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物であって、
   前記（Ｅ）硬化促進剤の含有量（％）が、封止用樹脂組成物全体に対して、０．３質量％以上１．０質量％以下である、封止用樹脂組成物。
7. 樹脂組成物を用いて電子部品を封止する工程を含む電子装置の製造方法であって、
   前記樹脂組成物が、請求項１～６のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物である、電子装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の電子装置の製造方法であって、
   電子装置の成形温度が１００℃以上１２０℃以下である、電子装置の製造方法。
9. 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、を備える半導体装置であって、
   前記封止部材が、請求項１～６のいずれか一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。
10. 配線基板と、
    前記配線基板の少なくとも一面上に搭載された複数の電子部品と、
    前記複数の電子部品を封止する封止樹脂部材と、を備える電子装置であって、
    前記封止樹脂部材が、請求項１～６のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の成形体で構成される、電子装置。
11. 請求項１０に記載の電子装置であって、
    車載用途である、電子装置。

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