JP5332899B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関するものである。
近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向に伴い、電子部品の高集積化が年々進み、またパッケージの表面実装化が促進されてきている。一方地球環境へ配慮した企業活動が重要視され、電子機器の分野でも有害物質である鉛の特定用途以外での削減が求められている。そのような中で電子部品に使用される半田においても鉛フリー半田への転換が求められている。しかしながら、鉛フリー半田の融点は従来の鉛／スズ半田に比べて高いため、赤外線リフロー、半田浸漬等の半田実装時の温度も従来の２２０〜２４０℃から、今後２４０℃〜２６０℃へと高くなる。このような実装温度の上昇により、半導体を封止する樹脂については実装時に樹脂部にクラックが入り易くなり、半導体の信頼性を保証することが困難になってきているという問題が生じている。更にリードフレームについても、外装半田メッキも脱鉛する必要があるとの観点から、外装半田メッキの代わりに事前にニッケル・パラジウムメッキを施したリードフレームの適用が進められている。このニッケル・パラジウムメッキは一般的な封止材料との密着性が低く、実装時に界面において剥離が生じ易く、樹脂部にクラックも入り易いという問題が生じている。
このような課題に対し、半田リフロー性の向上に対して封止用樹脂として低吸水性のエポキシ樹脂や硬化剤を適用することにより（例えば、特許文献１、２参照。）、実装温度の上昇に対して対応が取れるようになってきた。その反面、このような低吸水・低弾性率を示すエポキシ樹脂組成物は架橋密度が低く、硬化直後の成形物は軟らかく、連続生産では金型への樹脂トラレ等の成形性での不具合が生じ、生産性を低下させる問題があった。
また、連続成形性向上への取り組みとしては、離型効果の高い離型剤の適用が提案されているが、離型効果の高い離型剤は必然的に樹脂硬化物の表面に浮き出しやすく、連続生産すると樹脂硬化物表面の外観及び金型表面を著しく汚してしまう欠点があった。また樹脂硬化物表面の外観に優れるエポキシ樹脂組成物として、特定の構造を有するシリコーン化合物を添加する手法等が提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）が、離型性は不充分で連続成形においてエアベント部分で樹脂が付着してエアベントを塞ぐことにより、未充填等の成形不具合を生じさせる等、連続成形性の低下を引き起こす問題があった。以上より、半田リフロー性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ全ての課題に対応した半導体封止用エポキシ樹脂組成物が求められている。
特開平９−３１６１号公報 特開平９−２３５３５３号公報 特開２００２−９７３４４号公報 特開２００１−３１０９３０号公報
本発明は、連続成形性、半田リフロー性、素子の封止成形時における離型性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ性とのバランスに優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置を提供するものである。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、
（Ａ）第１のエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を含むことを特徴とする。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）が下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンであるエポキシ樹脂組成物であるものとすることができる。
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基、又はＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。上記Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。）
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の滴点が７０℃以上、１２０℃以下であるエポキシ樹脂組成物であるもの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は、前記（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるエポキシ樹脂組成物であるもの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は、前記トリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が下記一般式（２）で表される化合物であるものとすることができる。
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ４は炭素数２１以上、３５以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２は１以上、８以下の整数、ｍ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と前記トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び前記トリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の合計量との重量比Ｗ（ｃ１）／（Ｗ（ｄ１）＋Ｗ（ｄ２））が３／１から１／５までの範囲であるエポキシ樹脂組成物であるもの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は、前記（Ａ）第１のエポキシ樹脂が下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含むエポキシ樹脂組成物であるものとすることができる。
（ただし、上記一般式（３）において、Ａｒ１、Ａｒ２は炭素数６〜２０の芳香族基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜６の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ７、Ｒ８は水素、炭素数１〜４の炭化水素基又は炭素数６〜２０の芳香族基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ９は炭素数１〜４の炭化水素基で、Ｗ１は酸素原子又は硫黄原子である。ＯＧはグリシドキシ基である。ｂ、ｃは０〜１０の整数、ｄは０〜３の整数、ｅは１〜３の整数である。ｍ３は０〜２０の整数であり、ｎ３は１〜２０の整数であり、かつｍ３／ｎ３の平均は１／１０〜１／１である。ｍ３個の繰り返し単位とｎ３個の繰り返し単位は、それぞれが連続で並んでいても、お互いが交互もしくはランダムに並んでいてもよいが、それぞれの間には必ず−ＣＲ７Ｒ８−を有する構造をとる。）
本発明の半導体装置は、前述の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止してなることを特徴とする。
本発明に従うと、電子部品装置実装時において優れた耐半田リフロー性を示すとともに、素子の封止成形時における離型性、連続成形性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ性等とのバランスに優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置が得られるものである。
本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した断面図である。
本発明は、（Ａ）第１のエポキシ樹脂および（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤を必須成分とする樹脂組成物に、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を含有させることにより、素子の封止成形時において離型性、連続成形性、樹脂硬化物表面の外観が良好で金型汚れも発生し難いという優れた成形性を示すとともに、電子部品装置実装時の半田リフロー性にも優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いられる（Ａ）第１のエポキシ樹脂とは、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、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、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、ビスフェノールＡＤ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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、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、ナフトール型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフト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ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、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、アントラセン又はその水添化物の骨格を有するエポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フェノール性水酸基含有芳香族類とアルデヒド類とアルコキシ基もしくはチオアルキル基を含有する芳香族類とを共縮合して得られたフェノール樹脂類をエピクロルヒドリンでグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂、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。なかでも、半田リフロー性及び耐燃性の観点からは、下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）が好ましい。
（ただし、上記一般式（３）において、Ａｒ１、Ａｒ２は炭素数６〜２０の芳香族基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜６の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ７、Ｒ８は水素、炭素数１〜４の炭化水素基又は炭素数６〜２０の芳香族基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ９は炭素数１〜４の炭化水素基で、Ｗ１は酸素原子又は硫黄原子である。ＯＧはグリシドキシ基である。ｂ、ｃは０〜１０の整数、ｄは０〜３の整数、ｅは１〜３の整数である。ｍ３は０〜２０の整数であり、ｎ３は１〜２０の整数であり、かつｍ３／ｎ３の平均は１／１０〜１／１である。ｍ３個の繰り返し単位とｎ３個の繰り返し単位は、それぞれが連続で並んでいても、お互いが交互もしくはランダムに並んでいてもよいが、それぞれの間には必ず−ＣＲ７Ｒ８−を有する構造をとる。）
一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）は、異なるｍ３、ｎ３値である複数の成分の集合体であり、各々の成分はｍ３が０〜２０の整数であり、ｎ３が１〜２０の整数であって、各々の成分毎に互いに同じであっても異なっていてもよいが、ｍ３／ｎ３の全体としての平均値は１／１０〜１／１であることが好ましく、１／９〜１／２であることがより好ましい。ｍ３／ｎ３の平均値が上記下限値以上であれば、半田リフロー性及び耐燃性向上効果を得ることができる。また、上記上限値以下であれば、樹脂粘度が高くなることによる樹脂組成物の流動性の低下を引き起こす恐れが少なく、良好な流動性を得ることができる。
一般式（３）で表される構造を有するエポキシ樹脂（ａ１）の具体例としては、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（一般式（３）において、−Ａｒ１−：フェニレン基、−Ａｒ２−：フェニレン基、Ｒ７：水素、Ｒ８：水素、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０、ｅ＝１、ｍ３／ｎ３の平均値：１）、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（一般式（３）において、−Ａｒ１−：ビフェニレン基、−Ａｒ２−：フェニレン基、Ｒ７：水素、Ｒ８：水素、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０、ｅ＝１、ｍ３／ｎ３の平均値：１）、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂（一般式（３）において、−Ａｒ１−：フェニレン基、−Ａｒ２−：ナフタレン基、Ｒ７：水素、Ｒ８：水素、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０、ｅ＝１、ｍ３／ｎ３の平均値：１）、メトキシナフタレンとフェノールとホルムアルデヒドを共縮合して得られるノボラック型フェノール樹脂のエポキシ化樹脂（一般式（３）において、−Ａｒ１−：ナフタレン基、−Ａｒ２−：フェニレン基、Ｒ７：水素原子、Ｒ８：水素原子、Ｒ９：メチル基、Ｗ１：酸素原子、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝１、ｅ＝１、全体としての平均値におけるｍ３／ｎ３の平均値：１／１０〜１／１）、メトキシナフタレンとクレゾールとホルムアルデヒドを共縮合して得られるノボラック型フェノール樹脂のエポキシ化樹脂（一般式（３）において、−Ａｒ１−：ナフタレン基、−Ａｒ２−：フェニレン基、Ｒ６：メチル基、Ｒ７：水素原子、Ｒ８：水素原子、Ｒ９：メチル基、Ｗ１：酸素原子、ｂ＝０、ｃ＝１、ｄ＝１、ｅ＝１、全体としての平均値におけるｍ３／ｎ３の平均値：１／１０〜１／１）等が挙げられる。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。

本発明で用いられる（Ａ）第１のエポキシ樹脂全体の配合割合の下限値については、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、３重量％以上であることが好ましく、５重量％以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、樹脂組成物は成形時の流動性に優れたものとなる。また、（Ａ）第１のエポキシ樹脂全体の配合割合の上限値については、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、１２重量％以下であることが好ましく、１０重量％以下であることがより好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、樹脂組成物は半田リフロー性に優れたものとなる。
本発明で用いられる（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤とは、１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、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、ナフトールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、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、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。これらのうち、硬化性の点から水酸基当量は９０ｇ／ｅｑ以上、２５０ｇ／ｅｑ以下のものが好ましい。また、連続成形性、パッケージ外観及び金型汚れ性の点からフェノールノボラック樹脂が好ましい。
本発明で用いられる（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤の配合割合の下限値については、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、２重量％以上であることが好ましく、４重量％以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、樹脂組成物は成形時の流動性に優れたものとなる。また、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤の配合割合の上限値については、１０重量％以下であることが好ましく、８重量％以下であることがより好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、樹脂組成物は半田リフロー性に優れたものとなる。
また、（Ａ）第１のエポキシ樹脂及び（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤の配合比率としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との比（ＥＰ）／（ＯＨ）が０．８以上、１．３以下であることが好ましい。当量比がこの範囲であると、エポキシ樹脂組成物の硬化性が維持でき、又は樹脂硬化物の物性を良好に保つことができる。
本発明では、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）と、（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）と、を併用することが好ましい。これにより、エポキシ樹脂マトリックスと（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）とを適正な状態に相溶化させることができるため、これらを併用したエポキシ樹脂組成物は、その成形時において、樹脂硬化物表面の外観と離型性とを両立させることができ、連続成形性が良好になる。
それに対し、（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を使用せずに、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）のみを使用した場合では、離型性が不充分となり、連続成形性が低下する。反対に（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用せずに、（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）のみを使用した場合では、エポキシ樹脂マトリックス中における（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の相溶化が不充分となり、樹脂硬化物表面の外観が悪化する。ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）の配合量Ｗ（ｃ１）と（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の配合量Ｗ（ｄ２）の合計量との重量比Ｗ（ｃ１）／（Ｗ（ｄ１）＋Ｗ（ｄ２））としては、３／１から１／５までの範囲が好ましく、この範囲内にあるときが最も両者を併用する効果が高くなる。尚、（Ｃ）成分としてポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を用いる場合のポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）の配合量Ｗ（ｃ１）とは、第２のエポキシ樹脂と反応させる前のポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）の全エポキシ樹脂組成物に対する配合量を意味する。
本発明で用いられるポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）は、ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下５０〜１００℃で反応させることで得られる。ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）としては、特に限定するものではないが、下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンが好ましい。
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基、又はＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。上記Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。）
前記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基、又はＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。ポリカプロラクトン基を有する有機基の炭素数が上記範囲内であると、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が適正な状態となり、樹脂硬化物表面の外観が良好なものとなる。また、前記一般式（１）において、ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。ｎ１の平均値が上記範囲内であると、オルガノポリシロキサン自体の粘度が適正な範囲となるため、流動性が良好なものとなる。
前記（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用すると、（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）のように樹脂との相溶性が悪い離型剤を用いた場合においても、流動性の低下を引き起こさず樹脂硬化物表面の外観を良好にすることができる。
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）の製法については、特に限定するものではないが、例えば、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）を第２のエポキシ樹脂とともに硬化促進剤により溶融・反応させることで得ることができる。ここで言う硬化促進剤とは、オルガノポリシロキサン（ｃ１）のポリカプロラクトン基と第２のエポキシ樹脂のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、後述する（Ａ）第１のエポキシ樹脂のエポキシ基と（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる硬化促進剤と同じものを用いることができる。また、ここで言う第２のエポキシ樹脂とは、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、前述した（Ａ）第１のエポキシ樹脂と同じものを用いることができる。 （Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用すると、更に、連続成形後の型汚れが発生し難く、連続成形性が極めて良好になる。なお、反応生成物（ｃ２）に用いられる第２のエポキシ樹脂は流動性の観点からは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型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）の配合量は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）での配合量として、全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上、３重量％以下であることが好ましい。配合量が上記範囲内であると、（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）による樹脂硬化物表面の外観汚れを抑えることができ、良好な外観を得ることができる。また、配合量が上記範囲内であると、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）自体による樹脂硬化物表面の外観悪化を抑えることができ、良好な外観を得ることができる。
また、本発明に用いられる（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を添加する効果を損なわない範囲で、他のオルガノポリシロキサンを併用することができる。
本発明では、離型剤として、（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を用いる。
本発明で用いられるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）は、トリメチロールプロパンと飽和脂肪酸より得られるトリエステルであり、離型性が非常に優れている。フルエステルではない場合、残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として半田リフロー性に悪影響を及ぼす場合があるところ、フルエステルであるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）では、上記のような悪影響が生じないため、半導体封止用樹脂組成物に用いる離型剤として好適である。本発明で用いられるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）としては、具体的にはトリメチロールプロパントリカプロン酸エステル、トリメチロールプロパントリカプリル酸エステル、トリメチロールプロパントリカプリン酸エステル、トリメチロールプロパントリラウリン酸エステル、トリメチロールプロパントリミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパントリパルミチン酸エステル、トリメチロールプロパントリステアリン酸エステル、トリメチロールプロパントリアラキン酸エステル、トリメチロールプロパントリベヘン酸エステル、トリメチロールプロパントリリグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパントリセロチン酸エステル、トリメチロールプロパントリモンタン酸エステル、トリメチロールプロパントリメリシン酸エステル等が挙げられる。中でもトリメチロールプロパンと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸とのトリエステルが、離型性と樹脂硬化物外観の観点から好ましい。さらにトリメチロールプロパントリモンタン酸エステルがより好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
本発明で用いられるトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）は、トリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸により得られるフルエステル（トリメチロールプロパンのアルコール性水酸基の８５％以上がエステル化したもの）あり、離型性が非常に優れている。フルエステルではない場合、残存する水酸基の影響によりエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿性が低下し、その結果として半田リフロー性に悪影響を及ぼす場合があるところ、フルエステルであるトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）では、上記のような悪影響が生じないため、半導体封止用樹脂組成物に用いる離型剤として好適である。本発明で用いられるトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）は一般式（２）で表されるが、具体的にはトリメチロールプロパンマロン酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸カプロン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸カプリル酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸カプリン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸ラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸ミリスチン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸パルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸ステアリン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸アラキン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸ベヘン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸リグノセリン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸セロチン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸モンタン酸エステル、トリメチロールプロパンマロン酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパンコハク酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパングルタル酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパンアジピン酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパンピメリン酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパンスベリン酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパンアゼライン酸メリシン酸エステル、トリメチロールプロパンセバシン酸メリシン酸エステル等が挙げられる。中でもトリメチロールプロパンと炭素数２２以上、３６以下の飽和脂肪酸と脂肪族飽和ジカルボン酸との複合フルエステルが、離型性と樹脂硬化物の外観の観点から好ましい。さらにトリメチロールプロパンとモンタン酸とアジピン酸との複合フルエステルがより好ましい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ４は炭素数２１以上、３５以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２は１以上、８以下の整数、ｍ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
本発明で用いられるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の滴点は、６０℃以上、１００℃以下が好ましく、より好ましくは７０℃以上、９０℃以下である。滴点は、ＡＳＴＭ Ｄ１２７に準拠した方法により測定することができる。具体的には、金属ニップルを用いて、溶融したワックスが金属ニップルから最初に滴下するときの温度として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。滴点が上記範囲内であると、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）は熱安定性に優れ、成形時にトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が焼き付きにくい。そのため、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れるとともに、連続成形性にも優れる。さらに、上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物を硬化させる際、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が十分に溶融する。これにより、樹脂硬化物中にトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が略均一に分散する。そのため、樹脂硬化物表面におけるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の偏析が抑制され、金型の汚れや樹脂硬化物の外観の悪化を低減することができる。
本発明で用いられるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、より好ましくは１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価は樹脂硬化物との相溶性に影響を及ぼす。酸価は、ＪＩＳ Ｋ ３５０４に準拠した方法により測定することができる。具体的には、ワックス類１ｇ中に含有する遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。酸価が上記範囲内にあると、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）は、樹脂硬化物中において、エポキシ樹脂マトリックスと好ましい相溶状態となる。これにより、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）と、エポキシ樹脂マトリックスとが、相分離を起こすことがない。そのため、樹脂硬化物表面におけるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の偏析が抑制され、金型の汚れや樹脂硬化物の外観の悪化を低減することができる。さらに、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が樹脂硬化物表面に存在するため、樹脂硬化物は金型からの離型性に優れる。一方、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が高すぎると、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が樹脂硬化物表面に染み出すことができず、十分な離型性を確保することができない場合がある。
トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の合計の配合量はエポキシ樹脂組成物中に、０．０１重量％以上、１重量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０３重量％以上、０．５重量％以下である。配合量が上記範囲内であると、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れる。さらに、リードフレーム部材との密着性に優れるため、半田処理時において、リードフレーム部材と樹脂硬化物との剥離を抑制することができる。また、金型の汚れや樹脂樹脂硬化物の外観の悪化を抑制することもできる。
本発明で用いられるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の製法については、特に限定するものではないが、例えば、原料化合物としてトリメチロールプロパン、脂肪酸、複合フルエステルの場合は更にジカルボン酸を用い、公知の方法に従ってエステル反応させる方法などにより得ることができる。また、本発明で用いられる（トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）は、クラリアントジャパン（株）製、リコルブＷＥ４０、リコモントＥＴ１３２等、市販のものを入手し、必要に応じて回転円板型ミル（ピンミル）、スクリーンミル（ハンマーミル）、遠心分離型ミル（ターボミル）、ジェットミル等の粉砕機を用い、粉砕し粒度調整して使用することができる。
本発明で用いられるトリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を用いることによる効果を損なわない範囲で他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）第１のエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を必須成分とするが、その他の主要構成成分として（Ｅ）硬化促進剤、（Ｆ）無機充填材等を配合することができる。
本発明に用いることができる（Ｅ）硬化促進剤としては、（Ａ）第１のエポキシ樹脂のエポキシ基と、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるものであればよく、一般に封止材料に使用するものを用いることができる。例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体；トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類；２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物；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テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、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差し支えない。
本発明に用いることができる（Ｅ）硬化促進剤の配合割合の下限値については、特に限定されないが、全半導体封止用エポキシ樹脂組成物中０．０５重量％以上であることが好ましく、０．１重量％以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、硬化性の低下等を引き起こす恐れが少ない。また、（Ｅ）硬化促進剤の配合割合の上限値については、特に限定されないが、全半導体封止用エポキシ樹脂組成物中１重量％以下であることが好ましく、０．５重量％以下であることがより好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。
本発明に用いることができる（Ｆ）無機充填材としては、一般に半導体封止用エポキシ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。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ、最も好適に使用されるものは、球状の溶融シリカである。これらの（Ｆ）無機充填材は、１種類を単独で用いても、２種類以上を併用しても差し支えない。またこれらがカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。（Ｆ）無機充填材の形状としては、流動性の観点から、できるだけ真球状であり、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。
本発明に用いることができる（Ｆ）無機充填材の含有量の下限値については、全エポキシ樹脂組成物中８０重量％以上であることが好ましく、８４重量％以上であることがより好ましい。含有量の下限値が上記範囲内であると、成形時における充分な流動性を得ることができる。また、（Ｆ）無機充填材の含有量の上限値については、全エポキシ樹脂組成物中９２重量％以下であることが好ましく、９０重量％以下であることがより好ましい。含有量の上限値が上記範囲内であると、実装時における良好な半田リフロー性を得ることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｆ）成分以外に、更に必要に応じて、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等のカップリング剤；カーボンブラック等の着色剤；シリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤；臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤等の添加剤を適宜配合しても差し支えない。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｆ）成分、その他の添加剤等を、ミキサー等を用いて充分に均一に混合したもの、その後、更に熱ロール、ニーダー、押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。
封止を行う素子としては、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、固体撮像素子等で特に限定されるものではなく、素子を封止して得られる半導体装置の形態も特に限定されない。低圧トランスファー成形などの方法で封止された半導体装置は、そのまま、或いは８０〜２００℃の温度で１５秒〜１０時間かけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。
本発明の半導体装置の形態としては、例えば、デュアル・インライン・パッケージ（ＤＩＰ）、プラスチック・リード付きチップ・キャリヤ（ＰＬＣＣ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、スモール・アウトライン・パッケージ（ＳＯＰ）、スモール・アウトライン・Ｊリード・パッケージ（ＳＯＪ）、薄型スモール・アウトライン・パッケージ（ＴＳＯＰ）、薄型クワッド・フラット・パッケージ（ＴＱＦＰ）、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）等が挙げられる。
図１は、本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した断面図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドとリードフレーム５との間は金線４によって接続されている。半導体素子１は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
実施例１
エポキシ樹脂１：下記一般式（３）で表される構造を有するエポキシ樹脂である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（但し、下記一般式（３）において、ｍ３／ｎ３の平均値：１、Ａｒ１＝ビフェニル基、Ａｒ２＝フェニル基、Ｒ７＝水素、Ｒ８＝水素、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０、ｅ＝１。日本化薬（株）製、ＮＣ−３０００Ｐ。エポキシ当量２７５、軟化点６０℃。） ８．６４重量部
フェノール樹脂系硬化剤１：一般式（４）で表されるフェノールノボラック樹脂（住友ベークライト(株)製、スミライトレジン（登録商標）ＰＲ−ＨＦ−３。式（４）において、ｎ４の平均値：３．０。水酸基当量１０４、軟化点８０℃。） ３．２６重量部
オルガノポリシロキサン１：下記式（５）で表されるオルガノポリシロキサン（ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。） ０．２０重量部
離型剤１：トリメチロールプロパンとモンタン酸とアジピン酸の複合フルエステル（クラリアントジャパン（株）製、リコルブ（登録商標）ＷＥ４０。滴点７６℃、酸価１９ｍｇＫＯＨ／ｇ。） ０．２０重量部
硬化促進剤１：１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵという） ０．２０重量部
無機質充填材１：溶融球状シリカ（平均粒径２１μｍ） ８７．００重量部
シランカップリング剤１：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン ０．２０重量部
着色剤１：カーボンブラック ０．３０重量部
前記に示すエポキシ樹脂１、フェノール樹脂系硬化剤１、オルガノポリシロキサン１、離型剤１、硬化促進剤１、無機質充填剤１、シランカップリング剤１、および着色剤１をそれぞれ混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間溶融混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
評価方法
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）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１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。判定基準は７０ｃｍ未満を不合格、７０ｃｍ以上を合格とした。
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機（第一精工（株）製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間７０秒で、８０ピンクワッドフラットパッケージ（８０ｐＱＦＰ；Ｃｕ製リードフレーム、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚、パッドサイズ：６．５ｍｍ×６．５ｍｍ、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ×０．３５ｍｍ厚）を、エポキシ樹脂組成物により連続で７００ショットまで封止成形した。判定基準は未充填等全く問題なく７００ショットまで連続成形できたものを◎、未充填等全く問題なく５００ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。
パッケージ外観及び金型汚れ性：上記連続成形性の評価において、３００、５００及び７００ショット成形後のパッケージ表面及び金型表面について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観判断及び金型汚れ基準は、７００ショットまで汚れていないものを◎で、５００ショットまで汚れていないものを○で、３００ショットまで汚れていないものを△で、汚れているものを×で表す。また、上記連続成形性において、３００ショットまで連続成形できなかったものについては、連続成形を断念した時点でのパッケージ外観及び金型汚れ状況で判断した。
半田リフロー性：上記連続成形性の評価において成形したパッケージを、１７５℃、８時間加熱処理を行って後硬化し、次いで８５℃、相対湿度６０％で１６８時間加湿処理後、２６０℃の半田槽にパッケージを１０秒間浸漬した。半田に浸漬させたパッケージ２０個の半導体素子とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面の密着状態を、超音波探傷装置（日立建機ファインテック（株）製、ｍｉ−ｓｃｏｐｅ １０）により観察し、剥離発生率［（剥離発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を算出した。単位は％。半田リフロー性の判断基準は、剥離が発生しなかったものは◎、剥離発生率が５％以上、１０％未満のものは○、１０％以上、２０％未満のものは△、２０％以上のものは×とした。
実施例２〜１３、比較例１〜６
表１及び２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び２に示す。
実施例１以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂２：下記一般式（３）で表される構造を有するエポキシ樹脂（但し、下記一般式（３）において、ｍ３／ｎ３の平均値：１／４、Ａｒ１＝ナフタレン基、Ａｒ２＝フェニル基、Ｒ６＝メチル基、Ｒ７＝水素、Ｒ８＝水素、Ｒ９＝メチル基、Ｗ１＝酸素、ｂ＝０、ｃ＝１、ｄ＝１、ｅ＝１。大日本インキ化学（株）製、ＥＸＡ−７３２０。エポキシ当量２５１、融点５８℃。）
エポキシ樹脂３：下記式（６）で表される化合物を主成分とするエポキシ樹脂（ビフェニル型エポキシ樹脂）（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−４０００ＨＫ。エポキシ当量１９１ｇ／ｅｑ、融点１０５℃。）
エポキシ樹脂４：一般式（３）で表される構造を有するエポキシ樹脂（但し、一般式（３）において、ｍ３／ｎ３の平均値：１、Ａｒ１＝フェニル基、Ａｒ２＝フェニル基、Ｒ６＝水素、Ｒ７＝水素、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０、ｅ＝１。エポキシ当量２３７、軟化点５２℃。）

エポキシ樹脂５：一般式（３）で表される構造を有するエポキシ樹脂（但し、一般式（３）において、ｍ３／ｎ３の平均値：１、Ａｒ１＝フェニル基、Ａｒ２＝ナフタレン基、Ｒ６＝水素、Ｒ７＝水素、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０、ｅ＝１。東都化成（株）製、ＥＳＮ−１７５Ｓ。エポキシ当量２６６、軟化点６７℃。）

フェノール樹脂系硬化剤２：フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（三井化学（株）製、ミレックス（登録商標）ＸＬＣ−４Ｌ。水酸基当量１６５、軟化点６５℃。）
オルガノポリシロキサン２：下記式（７）で表されるオルガノポリシロキサン（ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。）
オルガノポリシロキサン３：下記式（８）で表されるオルガノポリシロキサン（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＳＩＬＳＯＦＴ０３４）
反応生成物１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、ＹＬ−６８１０、エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、融点４７℃）６６．１重量部を１４０℃で加温溶融し、オルガノポリシロキサン１（式（５）で表されるオルガノポリシロキサン）３３．１重量部及びトリフェニルホスフィン０．８重量部を添加して、３０分間溶融混合して反応生成物１を得た。
離型剤２：トリメチロールプロパンとモンタン酸とスベリン酸の複合フルエステル（前述の方法により作成したもの。滴点８０℃、酸価２７ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤３：トリメチロールプロパントリモンタン酸エステル（クラリアントジャパン（株）製、リコモント（登録商標）ＥＴ１３２。滴点７８℃、酸価１８ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤４：トリメチロールプロパントリベヘン酸エステル（前述の方法により作成したもの。滴点７５℃、酸価２４ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤５：トリメチロールプロパンモノステアリン酸エステル（前述の方法により作成したもの。滴点５２℃、酸価３ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤６：トリメチロールプロパンモノモンタン酸エステル（前述の方法により作成したもの。滴点７３℃、酸価２ｍｇＫＯＨ／ｇ。）
離型剤７：カルナバワックス（日興ファインプロダクツ（株）製、商品名ニッコウカルナバ。滴点８３℃、酸価５ｍｇＫＯＨ／ｇ。）




実施例１〜１３は、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）を含むとともに、（Ｃ）成分の配合量や種類を変えたもの、（Ｄ）成分の配合量や種類を変えたもの、或いは、エポキシ樹脂の種類や無機充填材の配合量を変えたものであるが、いずれにおいても、流動性（スパイラルフロー）、連続成形性、パッケージ外観及び金型汚れ性、半田リフロー性のバランスに優れた結果が得られた。

本発明に従うと、流動性に優れるとともに、連続成形性、半田リフロー性、素子の封止成形時における離型性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ性とのバランスに優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができるため、半導体装置封止用として好適である。

１ 半導体素子
２ ダイボンド材硬化体
３ ダイパッド
４ 金線
５ リードフレーム
６ 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体

Claims (8)

  1. （Ａ）第１のエポキシ樹脂、
    （Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
    （Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と第２のエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、
    並びに
    （Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）、
    を含み、
    前記化合物（Ｄ）の滴点は、６０〜１００℃であり、
    前記化合物（Ｄ）の酸価は、１０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、
    前記化合物（Ｄ）の配合量は、ポキシ樹脂組成物中に、０．０１〜１重量％である
    ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  2. 前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）が下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンである請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

    （ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基、又はＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上
    がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。上記Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。）
  3. 前記（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の滴点が６０℃以上、１００℃以下である請求項１又は請求項２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  4. 前記（Ｄ）トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び／又はトリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  5. 前記トリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）が下記一般式（２）で表される化合物である請求項１ないし請求項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。

    （ただし、上記一般式（２）において、Ｒ４は炭素数２１以上、３５以下の炭化水素基であり、それらは互いに同じであっても異なっていても良い。ｎ２は１以上、８以下の整数、ｍ２の平均値は０又は５以下の正数である。）
  6. 前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）と前記トリメチロールプロパントリ脂肪酸エステル（ｄ１）及び前記トリメチロールプロパンと脂肪酸とジカルボン酸の複合フルエステル（ｄ２）の合計量との重量比Ｗ（ｃ１）／（Ｗ（ｄ１）＋Ｗ（ｄ２））が３／１から１／５までの範囲である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  7. 前記（Ａ）第１のエポキシ樹脂が下記一般式（３）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含む請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。

    （ただし、上記一般式（３）において、Ａｒ１、Ａｒ２は炭素数６〜２０の芳香族基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜６の炭化水素基であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。Ｒ７、Ｒ８は水素、炭素数１〜４の炭化水素基又は炭素数６〜２０の芳香族基であり、互いに同じであっても異なっていても
    よい。Ｒ９は炭素数１〜４の炭化水素基で、Ｗ１は酸素原子又は硫黄原子である。ＯＧはグリシドキシ基である。ｂ、ｃは０〜１０の整数、ｄは０〜３の整数、ｅは１〜３の整数である。ｍ３は０〜２０の整数であり、ｎ３は１〜２０の整数であり、かつｍ３／ｎ３の平均は１／１０〜１／１である。ｍ３個の繰り返し単位とｎ３個の繰り返し単位は、それぞれが連続で並んでいても、お互いが交互もしくはランダムに並んでいてもよいが、それぞれの間には必ず−ＣＲ７Ｒ８−を有する構造をとる。）
  8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
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