JP7243493B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、無電解メッキにより硬化物表面又は硬化物内部に、被覆層又は配線層を作製可能な、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びその硬化物を有する半導体装置に関する。

携帯電話、スマートフォン等の通信機器に搭載される半導体装置では、機器が発する電磁ノイズによる誤動作を防ぐため、電磁波シールド性を持たせる必要がある。
半導体装置に電磁波シールド性をもたせる方法として、板金による方法、スパッタにより半導体表面に金属層を蒸着する方法等がある。しかし、板金により電磁波シールド性をもたせる方法は、通信機器の薄型化・小型化に適さず、またスパッタにより金属層を蒸着する方法は、その過程で高真空にする必要があり、連続生産ができず生産性に劣るものである。

また、ウェアラブルデバイス等の発展に伴い、半導体装置もさらなる薄型化が要求されている。そこで、半導体封止材の表面にメッキによる金属配線パターンを形成することで、半導体装置の上に新たな半導体装置を直接作製可能となる。
また、配線以外にも半導体封止材の表面にアンテナを形成することで通信機器向け半導体装置の小型化も試みられている。
そうした開発の一環として、近年ではウェハーレベル封止のチップサイズパッケージにおいて、再配線層をチップの外側に設けることで、複数のチップ間を高密度の配線で接続することが可能となる技術が開発されている。しかし、現在の再配線に用いられる方式としては、銅電解メッキなどが主流であり、レジストの塗布、パターン形成、洗浄、スパッタ、レジストの除去、電解メッキと工程が非常に煩雑である。また電解メッキによる方法では、樹脂やチップに対しても耐薬品性が求められている。

そうした中、選択的にメッキパターンを構築する方法として、レーザーダイレクトストラクチャリング（以下「ＬＤＳ」と記載する）という技術が開発されている（特許文献１）。この技術ではＬＤＳ添加剤を熱可塑性樹脂に添加し、その硬化物表面又は内部をレーザーにて活性化することで、照射した部分のみにメッキ層を形成できる。この技術では接着層や、レジスト等を用いずに硬化物表面又は内部に金属層の形成が可能という特徴がある（特許文献２、３）。

特表２００４－５３４４０８号公報 特開２０１５－１０８１２３号公報 国際公開ＷＯ２０１５／０３３２９５号公報

ＬＤＳ添加剤は複合金属酸化物でありルイス酸性を示す。そのため、塩基性の硬化促進剤を含む従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に、ＬＤＳ添加剤を用いると、触媒活性が阻害され、硬化性が著しく低下するという問題があった。半導体封止用樹脂組成物にルイス酸性の添加物を加える際には、表面をシランカップリング剤等で被覆し、硬化促進剤と直接の接触を避ける方法があるが、組成物の硬化後にレーザーを照射し、ＬＤＳ添加剤を活性化させるため、ＬＤＳ添加剤の表面を被覆すると、その活性化を阻害してしまうという問題がある。そのため、これまで、半導体封止用エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に対してＬＤＳ技術を使用した例はなかった。

従って、本発明は硬化性に優れる組成物であって、該組成物の硬化物表面又は内部の、レーザーで照射した部分のみにメッキ層を形成することができる、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の提供を目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究したところ、ＬＤＳ添加剤を含むエポキシ樹脂組成物において、ウレア構造を有する硬化促進剤を用いることで、硬化阻害を受けないことを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、下記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物を有する半導体装置を提供するものである。
［１］
（Ａ）エポキシ樹脂
（Ｂ）フェノール系硬化剤
（Ｃ）ウレア構造を有する硬化促進剤
（Ｄ）レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤 及び
（Ｅ）無機充填材
を含む半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
［２］
前記（Ｄ）成分が、下記式（１）
ＡＢ₂Ｏ₄ （１）
（式中、Ａは鉄、銅、ニッケル、コバルト、亜鉛、マグネシウム及びマンガンから選ばれる１種もしくは２種以上の金属元素であり、Ｂは鉄又はクロムであり、ただしＡ及びＢは同時に鉄ではない）
の平均組成式で示され、スピネル構造を有する金属酸化物であることを特徴とする［１］に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
［３］
前記（Ｄ）成分の添加量が、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対し、２０～１００質量部である［１］又は［２］に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
［４］
前記（Ｄ）成分の平均粒径が０．０１～５μｍである［１］～［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］
（Ｄ）成分が、前記（Ｄ）成分１０質量部を純水５０質量部に浸漬して（Ｄ）成分の水分散液を得、該水分散液を１２５℃±３℃で２０時間±１時間静置後の該（Ｄ）成分の水分散液中のナトリウムイオン濃度が５０ｐｐｍ以下であり、かつ塩化物イオン濃度が５０ｐｐｍ以下であるものである、［１］～［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。
［６］
前記（Ｅ）成分の湿式篩法によるトップカット径が５～２５μｍであり、平均粒径が０．５～１０μｍであることを特徴とする［１］～［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］
［１］～［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の硬化物を有する半導体装置。
［８］
前記半導体装置の少なくとも一部がメッキ処理されていることを特徴とする［７］に記載の半導体装置。
［９］
メッキ処理がレーザー照射箇所に施されていることを特徴とする［８］に記載の半導体装置の製造方法。

本発明の組成物は、硬化性に優れる。また、本発明の組成物の硬化物は無電解メッキ処理により硬化物表面又は内部に金属層（メッキ層）を、選択的かつ容易に形成できる。したがって、本発明の組成物は、小型で薄型の、電磁波シールド性を必要とする通信デバイス、アンテナを備える半導体装置及び配線層を備える半導体装置等の封止材として好適である。また、本発明の組成物の硬化物を有する半導体装置は、連続生産が可能であり、生産性に優れる。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

（Ａ）エポキシ樹脂
（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、封止用エポキシ樹脂組成物の技術分野で従来使用されるエポキシ樹脂が挙げられる。このようなエポキシ樹脂としては、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾ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；
ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ジヒドロアントラセンジオール型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂；
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等の多官能エポキシ樹脂；
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ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、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ビフェニ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二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環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、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。これらのうち、組成物の粘度を低く抑えるため、オルソ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及びビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。

（Ａ）成分は、本発明の組成物中、４．０～４０．０質量％含有することが好ましく、４．５～３０．０質量％含有することがより好ましく、５．０～２０．０質量％含有することがさらに好ましい。

（Ｂ）フェノール系硬化剤
（Ｂ）成分のフェノール系硬化剤としては、封止用エポキシ樹脂組成物の技術分野で従来使用されるフェノール系樹脂が挙げられる。このような硬化剤としては、ノボラック型フェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、アラルキル型ビフェニル樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂ナフタレン環含有フェノール樹脂、ビスフェノールＡ型フェノール樹脂、ビスフェノールＦ型フェノール樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂が挙げられ、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。これらのうち、好ましくはノボラック型フェノール樹脂、アラルキル型ビフェニル樹脂、アラルキル型フェノール樹脂であり、特に好ましくはアラルキル型フェノール樹脂である。

エポキシ樹脂と硬化剤との配合割合（エポキシ基／フェノール性水酸基）は、当量比で、０．５以上１．５以下が好ましく、０．８以上１．２以下がより好ましい。この配合割合が過度に小さいと硬化剤が過多となって経済的に不利となり、配合割合が過度に大きいと、硬化剤が過小になり硬化不足になる。

（Ｃ）硬化促進剤
（Ｃ）成分の硬化促進剤は、ウレア構造を有し、（Ａ）成分のエポキシ基と（Ｂ）成分のフェノール性水酸基との架橋反応を促進させるものであることが特徴である。（Ｃ）成分の硬化促進剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウレア、Ｎ’－フェニル－Ｎ，Ｎ－ジメチルウレア、Ｎ，Ｎ－ジエチルウレア、Ｎ’－［３－［［［（ジメチルアミノ）カルボニル］アミノ］メチル］－３，５，５－トリメチルシクロへキシル］－Ｎ，Ｎ－ジメチルウレア、Ｎ，Ｎ”－（４－メチル－１，３－フェニレン）ビス（Ｎ’，Ｎ’－ジメチルウレア）等が挙げられ、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。
中でも、一定の温度に達してはじめて硬化反応を起こす潜在性を有することから、Ｎ，Ｎ－ジエチルウレア、Ｎ’－［３－［［［（ジメチルアミノ）カルボニル］アミノ］メチル］－３，５，５－トリメチルシクロへキシル］－Ｎ，Ｎ－ジメチルウレアが好ましい。

（Ｃ）成分の添加量としては、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して、０．５～１０．０質量部が好ましく、１．５～６．０質量部がより好ましい。この範囲内であれば、（Ａ）成分のエポキシ基と（Ｂ）成分のフェノール性水酸基が速やかに反応し、容易に硬化物を得ることができる。

また、（Ｃ）成分のウレア構造を有する硬化促進剤以外に、エポキシ樹脂組成物に一般的に用いられているウレア構造を有さない硬化促進剤を、組成物全体の硬化性を阻害しない範囲で併用してもよい。（Ｃ）成分のウレア構造を有する硬化促進剤以外の硬化促進剤としては、例えば、２－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－メチル－４－エチルイミダゾール、２－フェニルイミダゾール、２－メチル－４－メチルイミダゾール等のイミダゾール類；１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン－７、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン類；トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、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ホスフィン類等及び、これらをマイクロカプセル化したもの等が挙げられる。

（Ｄ）レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤（ＬＤＳ添加剤）
（Ｄ）ＬＤＳ添加剤は、下記式（１）
ＡＢ₂Ｏ₄ （１）
（式中、Ａは鉄、銅、ニッケル、コバルト、亜鉛、マグネシウム及びマンガンから選ばれる１種もしくは２種以上の金属元素であり、Ｂは鉄又はクロムであり、ただしＡ及びＢは同時に鉄ではない）
の平均組成式で示され、スピネル構造を有する金属酸化物である。
具体的には、ＦｅＣｒ₂Ｏ₄、ＣｕＣｒ₂Ｏ₄、ＮｉＣｒ₂Ｏ₄、ＣｏＣｒ₂Ｏ₄、ＺｎＣｒ₂Ｏ₄、ＭｇＣｒ₂Ｏ₄、ＭｎＣｒ₂Ｏ₄、ＣｕＦｅ₂Ｏ₄、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄、ＣｏＦｅ₂Ｏ₄、ＺｎＦｅ₂Ｏ₄、ＭｇＦｅ₂Ｏ₄、ＭｎＦｅ₂Ｏ₄などが挙げられる。
これらＬＤＳ添加剤である金属酸化物の製造方法は限定されず、金属酸化物混合粉の焼成、金属粉混合物の酸化、化学合成等で製造されたものを使用すればよい。

ＬＤＳ添加剤の形状は、微粒子であることが好ましく、その平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計で測定した体積粒度分布測定値において、０．０１～５μｍのものが好ましく、特に０．０５～３．０μｍの範囲に入るものが好ましい。ＬＤＳ添加剤の平均粒径が０．０１～５μｍであれば、ＬＤＳ添加剤が樹脂全体に均一に分布し、パッケージ表面にレーザーを照射した際のメッキ触媒となる金属種の発生が促され、メッキ性が向上する。

ＬＤＳ添加剤の配合量は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して２０～１００質量部が好ましく、３０～８０質量部がより好ましい。２０質量部より少ないと、レーザーを照射した際のメッキ触媒となる金属種の発生が不十分となり、メッキ性が低下する。１００質量部より多くとなると、粒径の小さな金属酸化物粒子の割合が多くなり、組成物の流動性及び成型性の低下の原因となる場合がある。

また、ＬＤＳ添加剤１０質量部を１２５℃±３℃／２０±１時間の条件下で純水５０質量部に浸漬した場合、浸漬後の水分散液中の無機イオン濃度が一定濃度以下であるＬＤＳ添加剤が好ましく、特にはナトリウムイオン濃度が５０ｐｐｍ以下であり、かつ塩化物イオン濃度が５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。ナトリウムイオン、及び塩化物イオンの濃度が５０ｐｐｍより多くなると、硬化物の高温高湿環境での電気特性が低下し、半導体装置の金属部分の腐食の原因となるおそれがある。
ナトリウムイオン濃度は原子吸光光度計により測定した値であり、塩化物イオン濃度はイオンクロマトグラフィにより測定した値である。
なお、市販のＬＤＳ添加剤のイオン濃度が前記上限値を超える場合は、前記市販のＬＤＳ添加剤を繰り返し水洗等により、好ましいイオン濃度となるまで精製し、乾燥してから、用いればよい。

（Ｅ）無機充填材
（Ｅ）無機充填材は溶融シリカ、結晶シリカ、クリストバライト、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、ガラス繊維、アルミナ繊維、酸化亜鉛、タルク、炭化カルシウム等の材料（但し、上述した（Ｄ）成分を除く）を使用することができる。これらを２種以上併用してもよい。（Ｅ）無機充填材のトップカット径は湿式篩法において５～２５μｍが好ましく、より好ましくは１０～２０μｍであり、平均粒径はレーザー回折式粒度分布計で測定した体積粒度分布測定値において１～１０μｍが好ましく、より好ましくは３～７μｍである。
ここでいうトップカット径とは、製造された無機充填材が湿式篩法による分級で用いられた篩の目開きを表し、該目開きよりも大きい粒子の割合がレーザー回折法により測定した体積粒度分布測定値において２体積％以下となる値をいう。トップカット径が２５μｍより大きいとレーザー照射した際に無機充填材表面が露出した部分はめっきされず、配線層やビア作製の障害となるおそれがある。

（Ｅ）無機充填材の添加量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して５０～１，５００質量部が好ましく、１５０～１，２００質量部がより好ましい。

・その他の添加剤
本発明の樹脂組成物には、更に、本発明の効果を損なわない範囲で、接着助剤、離型剤、難燃剤、イオントラップ剤、可撓性付与剤、その他の添加剤を含有してもよい。

接着助剤としては、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等のエポキシシラン；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、イミダゾールとγ－グリシドキシプロピルトリメトキシシランの反応物、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等のアミノシラン；γ－メルカプトシラン、γ－（チイラニルメトキシ）プロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン等が挙げられ、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。

離型剤としては、カルナバワックス、ライスワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、モンタン酸、モンタン酸と飽和アルコール、２－（２－ヒドロキシエチルアミノ）－エタノール、エチレングリコール、グリセリン等とのエステル化合物等のワックス；ステアリン酸、ステアリン酸エステル、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体等が挙げられ、１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。

難燃剤としては、ハロゲン化エポキシ樹脂、ホスファゼン化合物、シリコーン化合物、モリブデン酸亜鉛担持タルク、モリブデン酸亜鉛担持酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化モリブデン、三酸化アンチモン等が挙げられる。これらの難燃剤は単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよいが、環境負荷や流動性確保の観点からホスファゼン化合物、モリブデン酸亜鉛担持酸化亜鉛、酸化モリブデンが好適に用いられる。

イオントラップ剤としては、ハイドロタルサイト化合物、ビスマス化合物、ジルコニウム化合物等が挙げられ、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。

可撓性付与剤としては、シリコーンオイル、シリコーンレジン、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂等のシリコーン化合物や、スチレン樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性エラストマー等が挙げられ、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。

これらのその他の添加剤のエポキシ樹脂組成物中の含有量は各添加剤の機能を良好に発揮させる範囲内で適宜決定すればよいが、例えば（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下の範囲である。

・組成物の製造方法
本発明の組成物は例えば次のようにして製造される。すなわち、エポキシ樹脂、フェノール系硬化剤、硬化促進剤、ＬＤＳ添加剤、無機充填材、及びその他の材料をそれぞれ所定の量ずつ配合し、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る溶融混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕すればよく、得られた組成物は成形材料として使用できる。また、さらに打錠しタブレット形状としても使用できる。

本発明の組成物はトランジスタ型、モジュール型、ＤＩＰ型、ＳＯ型、フラットパック型、ボールグリッドアレイ型等の半導体装置の封止樹脂として有効である。本発明の組成物による半導体装置の封止方法は特に制限されるものでなく、従来の成形法、例えばトランスファー成形、インジェクション成形、注型法等を利用すればよい。特に好ましいのはトランスファー成形である。

本発明の組成物の成形（硬化）条件は特に規制されるものでないが、１６０～１９０℃で９０～３００秒間が好ましい。さらに、ポストキュアを１７０～２５０℃で２～１６時間行うことが好ましい。

本発明の組成物は、硬化性及び成型性に優れている。したがって、該組成物はトランスファー成形材料として使用することができる。また、本発明の組成物の硬化物の表面又は内部に容易かつ選択的にレーザーダイレクトストラクチャリングによる無電解メッキにより金属層を設けることができることから、電磁波シールド性を必要とする通信用デバイス等に好適に使用できる。

・半導体装置
本発明の半導体装置は、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物を有するものであり、前記硬化物の少なくとも一部がメッキ処理されていることを特徴とする。メッキ処理を施す方法としては、特に限られないが、硬化物の表面又は内部に、波長２４８ｎｍ、３０８ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍ又は１０，６００ｎｍから選ばれるレーザーを、所望の配線、孔径、深さになるように照射し、レーザー照射後、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇなど目的とする金属成分を含むメッキ液に浸漬する方法が挙げられる。レーザーの出力は０．０１～１５Ｗ、レーザーの走査速度は１～１０００ｍｍ／ｓの範囲が好ましい。メッキ液は目的とする金属成分の他、錯化剤、ｐＨ調整剤、電導度塩、還元剤などを含む溶液で、一般的に市販しているものを用いることができる。メッキ液の温度は５０～８０℃、浸漬時間は２０～１２０分である。

以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
実施例及び比較例に使用した材料を以下に示す。

（Ａ）エポキシ樹脂
・エポキシ樹脂１：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂：ＤＩＣ製「エピクロンＮ６９５」（エポキシ当量２１０）
・エポキシ樹脂２：ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂：日本化薬社製「ＮＣ－３０００」（エポキシ当量２７３）

（Ｂ）フェノール系硬化剤
・硬化剤１：ノボラック型フェノール樹脂：ＤＩＣ製「ＴＤ－２０９３Ｙ」（フェノール当量１１０）
・硬化剤２：アラルキル型フェノール樹脂：明和化成社製「ＭＥＨＣ－７８５１ＳＳ」（フェノール当量１７５）

（Ｃ）硬化促進剤
・硬化促進剤１：Ｎ’－［３－［［［（ジメチルアミノ）カルボニル］アミノ］メチル］－３，５，５－トリメチルシクロへキシル］－Ｎ，Ｎ－ジメチルウレア：サンアプロ社製「Ｕ－ｃａｔ ３５１３Ｎ」
・硬化促進剤２：３―フェニル―１,１―ジメチルウレア：サンアプロ社製「Ｕ－ｃａｔ ３５１２Ｔ」
・硬化促進剤３（比較例用）：２－エチル－４－メチルイミダゾール：四国化成製「２Ｅ４ＭＺ」
・硬化促進剤４（比較例用）：トリフェニルホスフィン：北興化学製「ＴＰＰ」

（Ｄ）ＬＤＳ添加剤
・ＬＤＳ添加剤１：ＥＸ１８１６：シェファードカラージャパンインク製（ＣｕＣｒ₂Ｏ₄：ナトリウムイオン濃度：１６ｐｐｍ、塩化物イオン濃度：１４ｐｐｍ、平均粒径０．８μｍ）
・ＬＤＳ添加剤２：Ｂｌａｃｋ ３０Ｃ９４０：シェファードカラージャパンインク製（ＦｅＣｒ₂Ｏ₄：ナトリウムイオン濃度：４９０ｐｐｍ、塩化物イオン濃度：５７ｐｐｍ、平均粒径１．０μｍ）
・ＬＤＳ添加剤３：Ｂｌａｃｋ ３０Ｃ９３３：シェファードカラージャパンインク製（ＭｎＦｅ₂Ｏ₄：ナトリウムイオン濃度：８６ｐｐｍ、塩化物イオン濃度：２４ｐｐｍ、平均粒径０．９μｍ）

なお、上記ＬＤＳ添加剤１～３のナトリウムイオン濃度及び塩化物イオン濃度は、下記の方法で測定した。ＬＤＳ添加剤１０質量部を純水５０質量部に浸漬して水分散液を得、該水分散液を１２５℃±３℃で２０時間±１時間静置した。所定時間後、該水分散液をろ紙で濾過し、ろ液を原子吸光光度計で測定し、ナトリウムイオン濃度を求めた。塩化物イオン濃度はイオンクロマトグラフィで測定した。

（Ｅ）無機充填材
・シリカ粒子１：龍森社製「ＭＵＦ－４」（平均粒径４μｍ、トップカット径１０μｍ）
・アルミナ粒子１：アドマテックス社製「ＡＣ９１０４－ＳＸＥ」（平均粒径４μｍ、トップカット径１０μｍ）

［離型剤］
・カルナバワックス：東亜化成社製「ＴＯＷＡＸ－１３１」

上記成分を表１～２に記載の組成（質量部）に従い配合し、各成分を溶融混合し、冷却、粉砕して組成物を得た。得られた各組成物を以下に示す方法に従い評価し、その結果を表１～２に示した。

［スパイラルフロー］
ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、成形温度１７５℃、成形圧力６．９Ｎ／ｍｍ²、成形時間３００秒の条件で測定した。

［ゲル化時間］
ＩＳＯ８９８７（１９９５）に記載のゲル化時間測定法Ｂ法（平板法）に準拠しゲル化時間の測定を行った。

［硬化物メッキ性評価］
（表面メッキ性評価）
１７５℃で３００秒間の条件で成型した試験片表面に、ＹＶＯ₄レーザーマーカー（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、１０６４ｎｍ）のテストモードで印字した。
この試験片を、アトテック社製メイキャップＣＮＮ－ｍｏｄ：７５ｍｌ、アトテック社製オーロテックＣＮＮパートＡ：３０ｍｌ、純水：３９５ｍｌ、及びアンモニア水：８ｍｌを混合して調製したＮｉメッキ液に８０℃に保温した状態で３０分間浸漬し、メッキ性を確認した。
（内部メッキ性評価）
レーザー基板切断機ＭｉｃｒｏＬｉｎｅ５８２０Ｐ（ＬＰＫＦ製）を用いて厚さ０．２０ｍｍの硬化物に２００μｍφの貫通孔を１０個形成した。
この成形物を前記メッキ液に６５℃で３０分浸漬し貫通孔にメッキした。内部メッキ性の確認は、貫通孔を断面研磨し、顕微鏡にてメッキ性を確認した。

いずれもメッキ性は全くメッキされていなければ×、部分的にメッキされ、メッキ部に途切れや飛びがある場合は△、連続して均一にメッキされていれば○とした。

［電気信頼性評価］
櫛形電極を配線したシリコンチップを搭載したＤＩＰ１４ｐｉｎリードフレームを、実施例又は比較例の各組成物を用いて１７５℃で３００秒間の条件で封止し、１８０℃で４時間の条件でポストキュアして半導体装置を得た。得られた半導体装置１０個を８５℃／８５％ＲＨ環境下に静置し、電圧５Ｖを３３６時間かけた。３３６時間後の抵抗を測定し、抵抗値が上昇し、１００Ω以上となった半導体装置を不良と判断し、正常に通電している半導体装置を良好と判断し、１０個の半導体装置のうち良好と判断された半導体装置の個数をカウントした。

以上の結果から、本発明の組成物は良好な硬化性を持ち、硬化物表面及び内部に無電解メッキ処理により容易に金属層を形成できることから、電磁波シールド性を必要とする通信デバイスや、アンテナを備える半導体装置、配線層を形成する必要がある半導体装置に好適である。

Claims (9)

1. （Ａ）エポキシ樹脂
   （Ｂ）フェノール系硬化剤
   （Ｃ）ウレア構造を有する硬化促進剤
   （Ｄ）レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤 及び
   （Ｅ）無機充填材
   を含む半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
   （Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）フェノール系硬化剤はエポキシ基／フェノール性水酸基の当量比が０．５以上１．５以下となる量であり、
   （Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して、（Ｃ）成分：０．５～１０．０質量部、（Ｄ）成分：２０～１００質量部、（Ｅ）成分：５０～１，５００質量部をそれぞれ含むものである半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
2. 前記（Ｄ）成分が、下記式（１）
   ＡＢ₂Ｏ₄ （１）
   （式中、Ａは鉄、銅、ニッケル、コバルト、亜鉛、マグネシウム及びマンガンから選ばれる１種もしくは２種以上の金属元素であり、Ｂは鉄又はクロムであり、ただしＡ及びＢは同時に鉄ではない）
   の平均組成式で示され、スピネル構造を有する金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. 前記（Ｄ）成分の添加量が、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対し、３０～８０質量部である請求項１又は２に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. 前記（Ｄ）成分の平均粒径が０．０１～５μｍである請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
5. （Ｄ）成分が、前記（Ｄ）成分１０質量部を純水５０質量部に浸漬して（Ｄ）成分の水分散液を得、該水分散液を１２５℃±３℃で２０時間±１時間静置後の該（Ｄ）成分の水分散液中のナトリウムイオン濃度が５０ｐｐｍ以下であり、かつ塩化物イオン濃度が５０ｐｐｍ以下であるものである、請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
6. 前記（Ｅ）成分の湿式篩法によるトップカット径が５～２５μｍであり、平均粒径が０．５～１０μｍであることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物を有する半導体装置。
8. 前記硬化物の少なくとも一部がメッキ処理されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. メッキ処理がレーザー照射箇所に施されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。