JP6816702B2

JP6816702B2 - 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置

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Publication number: JP6816702B2
Application number: JP2017207850A
Authority: JP
Inventors: 将一長田; 訓史川村; 雅浩金田; 竜平横田
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: US20190127580A1; JP2019077840A; CN109721948B; CN109721948A

Description

本発明は、半導体封止用樹脂組成物及び該樹脂組成物で封止された半導体装置に関する。

現在、半導体デバイスは、樹脂封止型のダイオード、トランジスター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流であるが、エポキシ樹脂は他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿特性等に優れているため、エポキシ樹脂及び無機充填剤を含有する樹脂組成物で半導体デバイスを封止することが一般的である。また最近では、パワーデバイスや高周波対応デバイスの封止材として、シアネートエステル樹脂やビスマレイミド樹脂の如く熱安定性が高く、低誘電の樹脂材料を用いることも検討されている。

樹脂組成物で半導体デバイスを封止する封止方式としては、樹脂組成物を加熱し溶融させながら金型内に注入するトランスファー成形が一般的に用いられている。この場合、デバイス内部にボイドがないことやデバイスのワイヤー変形が少ないことが求められる。また、封止後のデバイスは外部からの物理的な衝撃や熱衝撃から内部の半導体やワイヤーを保護する必要がある。

これらの要求特性を満たすため、熱硬化性樹脂と無機充填剤との界面の濡れ性を改善するため、事前に表面処理をする手法が用いられる。例えば、特開平９−５７７４９号公報には、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理をした無機充填剤を含有することにより、エポキシ樹脂組成物の反応性を高め、硬化物の剛性を高くするため離型性能も良好になる技術が提案されている。

また、特開２００２−２４１５８５号公報には、撹拌している無機充填材にシランカップリング剤、或いはそのアルコール溶液等を噴霧し、更に撹拌を行った後、室温に放置したり、或いは加熱したりすることにより、表面処理した無機充填材を得る方法などの技術が提案されている。

しかしながら、上記技術では、用いられるＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランは加水分解速度が遅く、無機充填剤表面と反応させるためには室温で２４〜４８時間で反応させること、或いは、５０〜８０℃の高温で１〜４時間反応させるなどの事前処理が必要となる。このため、このような事前処理のための工程を余分に設ける必要があり、生産時間が長くなり生産性低下の問題がある。

特開平９−５７７４９号公報特開２００２−２４１５８５号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、短時間で熱硬化性樹脂との親和性が高い無機充填剤を調製し、流動性及び耐衝撃特性に優れた樹脂組成物及び該樹脂組成物で封止された半導体装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、（Ａ）熱硬化性樹脂、（Ｂ）無機充填剤及び（Ｃ）特定式で表される有機ケイ素化合物を必須成分として含む半導体封止用樹脂組成物が上記課題を解決することを見出し、本発明を完成したものである。

従って、本発明は、下記の半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置を提供する。
１．下記（Ａ）〜（Ｃ）成分
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）シリカ類、及び
（Ｃ）下記式（１）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基またはアルコキシ基から選ばれ、互いに同じあるいは異なっていても良い。）
で表される有機ケイ素化合物
を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物。
２．上記（Ｃ）成分が、式（１）で表される有機ケイ素化合物に加えて、下記式（２）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
で表される有機ケイ素化合物を含む１記載の半導体封止用樹脂組成物。
３．上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加えて、下記の（Ｄ）及び（Ｅ）成分、
（Ｄ）硬化剤
（Ｅ）硬化促進剤
を含む１又は２記載の半導体封止用樹脂組成物。
４．１〜３のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物を封止材として用いた半導体装置。

本発明の樹脂組成物は、短時間で熱硬化性樹脂との親和性が高い無機充填剤を調製することができ、流動性及び耐衝撃特性に優れるものであり、半導体装置の封止材料として有用である。

本実施例において、破壊靱性値を求めるために測定した、３点曲げ試験に用いた試験片の概略図である。

以下、本発明の半導体封止用樹脂組成物について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、下記（Ａ）〜（Ｃ）成分
（Ａ）熱硬化性樹脂、
（Ｂ）無機充填剤、及び
（Ｃ）下記式（１）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基またはアルコキシ基から選ばれ、互いに同じあるいは異なっていても良い。）
で表される有機ケイ素化合物
を必須成分とすることを特徴とする。ここで、（Ａ）〜（Ｃ）成分について詳述する。

［（Ａ）熱硬化性樹脂］
（Ａ）熱硬化性樹脂は、半導体封止用樹脂として好適なものであることが好ましい。例えば、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン型樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。中でも、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。

［エポキシ樹脂］
エポキシ樹脂としては、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、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、スチルベン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネート化合物、モノアリルジグリシジルイソシアネート化合物が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を併用することができる。

また、エポキシ樹脂として、アルケニル基含有エポキシ化合物と下記平均式（３）で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサンとのヒドロシリル化反応により得られる共重合化合物を用いることができる。
（式中、Ｒは、置換または非置換の炭素数１〜１０の１価炭化水素基であり、ａは０．０１≦ａ≦１、ｂは１≦ｂ≦３、１．０１≦ａ＋ｂ＜４である）

上記アルケニル基含有エポキシ化合物については、例えば、アルケニル基含有フェノール樹脂をエピクロロヒドリンでエポキシ化したり、従来公知のエポキシ化合物に２−アリルフェノールを部分的に反応させたりすることにより得ることができる。このようなエポキシ化合物は、例えば、下記平均式（４）で表すことができる。

上記式（４）において、Ｒ^7aは、アルケニル基を有し、且つ、炭素数３〜１５、好ましくは炭素数３〜５の脂肪族１価炭化水素基であり、Ｒ^7bは、グリシジルオキシ基または−ＯＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂ＯＲ’で示される基（前記式におけるＲ’はアルケニル基を有する炭素数３〜１０、好ましくは炭素数３〜５の１価炭化水素基である。）であり、ｋは１であり、ｋ^’は０または１であり、ｘは１〜３０の正数であり、ｙは１〜３の正数である。

上記平均式（４）で表されるエポキシ化合物としては、例えば、下記の化合物が挙げられる。
（上記式において、ｘ及びｙは、１＜ｘ＜１０、１＜ｙ＜３で示される正数である。）

上記平均式（３）で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサンは、１分子中に少なくとも１個のＳｉＨ基を有する。上記平均式（３）において、Ｒは炭素数１〜１０、好ましくは１〜６の１価炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基等が挙げられる。なお、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子で置換してもよい。Ｒとして好ましくは、メチル基、エチル基、フェニル基である。

上記平均式（３）で示されるオルガノポリシロキサンは、直鎖状、環状、及び分岐状のいずれでもよい。例えば、下記式（ａ）〜（ｃ）で表すことができる。

上記式（ａ）において、Ｒは互いに独立に、上記と同じであり、Ｒ⁹は水素原子または上記Ｒの選択肢から選ばれる基であり、Ｒ⁸は下記に示す基である。ｎ¹は５〜２００の整数であり、ｎ²は０〜２の整数であり、ｎ³は０〜１０の整数である。なお、上記平均式（３）で示されるオルガノポリシロキサンは、その式中の少なくとも１個が水素原子である。
（式中、Ｒ及びＲ⁹は上述の通りであり、ｎ⁵は１〜１０の整数である。但し、上記式（ａ）の化合物は１分子中に少なくとも１個のケイ素原子に結合した水素原子を有する。）

上記式（ｂ）において、Ｒは上記の通りであり、ｎ⁶は１〜１０の整数であり、ｎ⁷は１又は２である。

上記式（ｃ）において、Ｒ及びＲ⁹は上記の通りであり、ｒは０〜３の整数であり、Ｒ¹⁰は水素原子、または酸素原子を有してよい炭素数１〜１０の１価炭化水素基であり、上記式（ｃ）の化合物は１分子中に少なくとも１個のケイ素原子に結合した水素原子を有する。

上記ハイドロジェンオルガノポリシロキサンとしては、両末端ハイドロジェンメチルポリシロキサン、両末端ハイドロジェンメチルフェニルポリシロキサンなどが好適である。例えば、以下の化合物が好ましい。

（式中、ｎは２０〜１００の整数である。）
（式中、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは１０〜１００の整数である。）

［シアネートエステル樹脂］
シアネートエステル樹脂としては、例えば、ビス（４−シアナトフェニル）メタン、ビス（３−メチル−４−シアナトフェニル）メタン、ビス（３−エチル−４−シアナトフェニル）メタン、ビス（３，５−ジメチル−４−シアナトフェニル）メタン、１，１−ビス（４−シアナトフェニル）エタン、２，２−ビス（４−シアナトフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−シアナトフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、ジ（４−シアナトフェニル）チオエーテル、１，３−ジシアナトベンゼン、１，４−ジシアナトベンゼン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−１，４−ジシアナトベンゼン、２，４−ジメチル−１，３−ジシアナトベンゼン、２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，４−ジシアナトベンゼン、テトラメチル−１，４−ジシアナトベンゼン、１，３，５−トリシアナトベンゼン、２，２’−ジシアナトビフェニル、４，４’−ジシアナトビフェニル、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジシアナトビフェニル、１，３−ジシアナトナフタレン、１，４−ジシアナトナフタレン、１，５−ジシアナトナフタレン、１，６−ジシアナトナフタレン、１，８−ジシアナトナフタレン、２，６−ジシアナトナフタレン、２，７−ジシアナトナフタレン、１，３，６−トリシアナトナフタレン、ビス（４−シアナトフェニル）メタン；２，２−ビス（４−シアナトフェニル）プロパン、１，１，１−トリス（４−シアナトフェニル）エタン、ビス（４−シアナトフェニル）エーテル；４，４’−（１，３−フェニレンジイソピロピリデン）ジフェニルシアネート、ビス（４−シアナトフェニル）チオエーテル、ビス（４−シアナトフェニル）スルホン、トリス（４−シアナト−フェニル）ホスフィン、トリス（４−シアナトフェニル）ホスフェート、フェノールノボラック型シアネート、クレゾールノボラック型シアネート、ジシクロペンタジエンノボラック型シアネート、フェニルアラルキル型シアネートエステル、ビフェニルアラルキル型シアネートエステル、ナフタレンアラルキル型シアネートエステルなどが挙げられる。中でも、フェノールノボラック型シアネート、ジシクロペンタジエンノボラック型シアネート、フェニルアラルキル型シアネートエステル、ビフェニルアラルキル型シアネートエステルなどが好ましく用いられる。これらのシアネートエステル化合物は１種または２種以上混合して用いることができる。

［ビスマレイミド樹脂］
ビスマレイミド樹脂としては、Ｎ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド等が挙げられる。中でもＮ，Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミドが好ましい。

［（Ｂ）無機充填剤］
（Ｂ）成分の無機充填剤としては、半導体封止用樹脂組成物として好適なものが用いられ、例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、球状クリストバライト、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維等が挙げられる。

これらの中では、シリカやクリストバライトのような表面にシラノール基がある無機充填剤が好適である。これら無機充填剤の平均粒子径や形状は、成形性及び流動性の面から平均粒子径が３〜４０μｍが望ましく、５〜３０μｍが特に望ましい。なお、本発明において、平均粒子径とは、レーザー回折法による粒度分布測定における累積体積基準平均値（又はメジアン径）を指すものとする。

（Ｂ）成分の無機充填剤の配合量については、上記（Ａ）熱硬化性樹脂の総量１００質量部に対して、３００〜２，０００質量部とすることが好ましく、特に６００〜１，８００質量部であることが好適である。この（Ｂ）成分の配合量が３００質量部以上であれば、樹脂組成物全体に対する樹脂量が少なくなるため、線膨張係数が大きくなり過ぎず、パッケージの熱ストレスが抑制される。一方、２，０００質量部を超えると、流動性の低下による未充填やワイヤー変形、弾性率向上による熱ストレスの増加などが懸念される。

［（Ｃ）有機ケイ素化合物］
本発明の（Ｃ）成分は、下記式（１）
で表される有機ケイ素化合物であり、上記（Ｂ）無機充填剤の表面に存在する水酸基などの活性水素と速やかに反応し、無機充填剤と（Ａ）熱硬化性樹脂との親和性を向上させる作用を有するものである。

上記式（１）において、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基であり、好ましくはメチル基である。また、Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基またはアルコキシ基から選ばれ、互いに同じあるいは異なっていても良い。これらのＲ²〜Ｒ⁶の炭素数１〜３のアルキル基としての具体例は上記Ｒ¹の例示と同じである。

上記式（１）で表される有機ケイ素化合物の製造方法は、例えば、下記式（２）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
で表されるアルコキシシランを、アルカリ金属アルコキシドのような塩基性化合物存在下で加熱することによって得ることができる。

また、上記式（１）で表される有機ケイ素化合物を、上記式（２）で表される有機ケイ素化合物（アルコキシシラン）との混合物として使用してもよく、この場合は、式（２）で示されるアルコキシシランは、上記混合物中の含有量が３０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０〜１０質量％であり、更に好ましくは０．０１〜８質量％である。

（Ｃ）成分の配合量は、（Ｂ）成分の無機充填剤１００質量部に対し、好ましくは０．０５〜５．０質量部であり、より好ましくは０．１〜１．０質量部、更に好ましくは０．２〜０．５質量部である。

また、本発明の半導体封止用樹脂組成物は、以下に詳述する（Ｄ）硬化剤、（Ｅ）硬化促進剤を含むことが好ましい。

［（Ｄ）硬化剤］
本発明における（Ｄ）硬化剤は、上記（Ａ）成分である熱硬化性樹脂と反応して硬化物を得るために用いられる。この硬化剤として具体的には、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤等が挙げられる。フェノール樹脂系硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、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、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、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、ビスフェノールＦ等が挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、１−イソプロピル−４−メチル−ビシクロ［２．２．２］オクト−５−エン−２、３−ジカルボン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ピロメリット酸二無水物、マレイン化アロオシメン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラビスベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物等が挙げられる。また、アミン系硬化剤としては、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノフェニルメタン等の芳香族ジアミノジフェニルメタン化合物、２，４−ジアミノトルエン、１，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジアミノベンゼン等が挙げられる。これらのうち１種又は２種以上を併用することができる。

（Ｄ）硬化剤の配合量としては、（Ａ）熱硬化性樹脂中の反応性官能基１モルに対して、硬化剤の反応性官能基０．１〜２モル、好ましくは０．３〜１．２モルに相当する量である。

［（Ｅ）硬化促進剤］
本発明における（Ｅ）硬化促進剤は、上記（Ａ）成分と（Ｄ）成分との硬化反応を促進させるものである。この硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどのリン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７などの第３級アミン化合物、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、過酸化物、尿素化合物、サリチル酸等を使用することができる。

（Ｅ）硬化促進剤の配合量としては、（Ａ）熱硬化性樹脂中の反応性官能基１モルに対し０．０００１〜０．１モルである。

［その他の成分］
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、更に必要に応じて、離型剤、難燃剤、イオントラップ剤、接着性付与剤、顔料など各種の添加剤を配合することができる。

離型剤としては、特に制限されず公知のものを使用することができる。例えば、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、これら１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

難燃剤としては、特に制限されず公知のものを使用することができる。例えば、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、三酸化アンチモンなどが挙げられ、これら１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

イオントラップ剤としては、特に制限されず公知のものを使用することができる。例えば、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス化合物、希土類酸化物等が使用でき、これら１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

接着性付与剤としては、特に制限されず公知のものを使用することができる。例えば、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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシプロピル）テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これら１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

［半導体封止用樹脂組成物の製造方法］
本発明の半導体封止用樹脂組成物の製造方法としては、特に制限はないが、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を混合する工程において、最初に（Ｂ）及び（Ｃ）の２成分を混合する第１混合工程と、次いで（Ａ）成分を加えて混合する第２混合工程とを含むことが好適である。このように２段階で各成分を混合することによって、上記式（１）で示される有機ケイ素化合物が無機充填剤表面の反応性官能基（シラノールなど）と効率よく反応し、該有機ケイ素化合物による表面処理効果が一段と向上するため、処理された無機充填剤の上記熱硬化性樹脂に対する濡れ性が大幅に改善され、得られる樹脂組成物の流動性や耐衝撃性等が良好となるものである。上記の第１混合工程及び第２混合工程については、以下に詳述する。

［第１混合工程］
第１混合工程は、最初に（Ｂ）及び（Ｃ）の２成分を混合する工程である。これら（Ｂ）及び（Ｃ）の２成分を混合する際、（Ｂ）及び（Ｃ）成分のみを混合してもよいが、有機ケイ素化合物が無機充填剤と接触する前に加水分解してしまうのを抑えたり、無機充填剤に有機ケイ素化合物を均一に分散させたりすることを目的として、有機ケイ素化合物を有機溶剤で希釈して用いてもよい。

上記の有機溶剤としては、上記（Ａ）及び（Ｃ）成分と反応しないものであることが好ましく、具体的には、ヘキサン、ペンタン、オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられ、これらの１種または２種以上の混合溶剤として用いることができる。中でも、溶剤中の水分量が少なく、入手も容易であるヘキサン、トルエンなどを用いることが好ましい。

第１混合工程に用いる装置としては、その処理量などに応じて適宜選択することができる。例えば、ヘンシェルミキサーやバーチカルミキサー、ロッキングミキサー、コンクリートミキサー、ミキサコミキサー、レディーゲミキサー、ボールミルなどが挙げられる。

第１混合工程の混合条件としては、温度を１０〜５０℃とすることが好ましく、より好ましくは１５〜３０℃である。また、混合時間を２〜２０分間とすることが好ましく、より好ましくは３〜１０分間である。

これらの条件下で上記有機ケイ素化合物を用いて無機充填剤の表面処理を行うことができるが、この表面処理の具体的な方法については、例えば、無機充填剤を撹拌しながら一流体スプレーないしは二流体スプレーで噴霧する方法が挙げられる。

この第１混合工程の終了後、次の第２混合工程に移るまでの時間については、１時間以内であることが好ましく、より好ましくは２０分以内である。これら２つの工程の間が１時間以内であれば、製造時間を短縮することができるため好適である。

［第２混合工程］
第２混合工程は、上記第１混合工程に次いで、更に（Ａ）成分を加えて混合する工程である。この第２混合工程に用いる装置としては、その処理量などに応じて適宜選択することができ、上記第１混合工程と同じものであっても違っていてもよいが、同じ装置を使うと、前工程で製造した処理済の無機充填剤をロスなく次工程に用いることができるため好ましい。なお、同じ装置を使う場合は、第２混合工程を行う前に、ヘラなどで装置内壁面に付着した無機充填剤を掻き落とす作業を追加してもよい。

第２混合工程の混合条件としては、温度を１５〜３０℃とすることが好ましく、より好ましくは２０〜２５℃である。また、混合時間を２〜２０分間とすることが好ましく、より好ましくは３〜１５分間である。

第２混合工程においては、上記（Ａ）成分に加えて、（Ｄ）硬化剤や（Ｅ）硬化促進剤などその他の成分を添加し、一緒に混合してもよい。

このように、第１混合工程及び第２混合工程を経て得られた熱硬化性樹脂組成物を、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して半導体封止用樹脂組成物として得ることができる。

このようにして得られる本発明の半導体封止用樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止用として有効に利用できる。この場合、本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体装置を封止する最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、本発明の半導体封止用樹脂組成物の成形温度は、１５０〜２６０℃で３０〜１８０秒、後硬化は１５０〜２６０℃で２〜１６時間行うことが望ましい。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

［実施例１］
第１混合工程として、２０Ｌヘンシェルミキサー内に溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ、比表面積３．０ｇ／ｍ²、（株）龍森製）５，０００ｇを秤量し、１，５００ｒｐｍで撹拌しながら、下記式（５）で表される２，２−ジメトキシ−１−フェニル−１−アザ−２−シラシクロペンタン（信越化学工業（株）製）を１５ｇ、２流体スプレーで噴霧した。噴霧後、ヘンシェルミキサー壁面付着物を樹脂製ヘラで掻き落とし、１，５００ｒｐｍで３分間撹拌した。

次いで、第２混合工程として、上記処理済シリカが入ったヘンシェルミキサー内に、エポキシ樹脂ＮＣ−３０００（日本化薬（株）製）６２３．１ｇ、フェノール系硬化剤ＭＥＨＣ−７８５１ＳＳ（明和化成（株）製）４６５．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン（北興化学（株）製）２１．８ｇを添加し、３，０００ｒｐｍで３分間撹拌した。撹拌した混合物は熱ロールで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して樹脂組成物Ｎｏ．１を得た。

［実施例２］
実施例１において、第１混合工程終了後に混合物を２５℃で２０分放置した以外は、実施例１と同様の方法で、樹脂組成物Ｎｏ．２を得た。

［実施例３］
実施例１において、第１混合工程終了後に混合物を２５℃で１時間放置した以外は、実施例１と同様の方法で、樹脂組成物Ｎｏ．３を得た。

［実施例４］
第１混合工程として、２０Ｌヘンシェルミキサー内に溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ、比表面積３．０ｇ／ｍ²、（株）龍森製）５，０００ｇを秤量し、１，５００ｒｐｍで撹拌しながら、上記式（５）で表される２，２−ジメトキシ−１−フェニル−１−アザ−２−シラシクロペンタン（信越化学工業（株）製）を１４．８５ｇと、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製）０．１５ｇとの混合物を２流体スプレーで噴霧した。噴霧後、ヘンシェルミキサー壁面付着物を樹脂製ヘラで掻き落とし、１，５００ｒｐｍで３分間撹拌した。

次いで、第２混合工程として、上記処理済シリカが入ったヘンシェルミキサー内に、エポキシ樹脂ＮＣ−３０００（日本化薬（株）製）６２３．１ｇ、フェノール系硬化剤ＭＥＨＣ−７８５１ＳＳ（明和化成（株）製）４６５．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン（北興化学（株）製）２１．８ｇを添加し、３，０００ｒｐｍで３分間撹拌した。撹拌した混合物は熱ロールで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して樹脂組成物Ｎｏ．４を得た。

［比較例１］
第１混合工程として、２０Ｌヘンシェルミキサー内に溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ、比表面積３．０ｇ／ｍ²、（株）龍森製）５，０００ｇを秤量し、１，５００ｒｐｍで撹拌しながら、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製）を１５ｇ、２流体スプレーで噴霧した。噴霧後、ヘンシェルミキサー壁面付着物を樹脂製ヘラで掻き落とし、１，５００ｒｐｍで３分間撹拌した。

次いで、第２混合工程として、上記処理済シリカが入ったヘンシェルミキサー内に、エポキシ樹脂ＮＣ−３０００（日本化薬（株）製）６２３．１ｇ、ＭＥＨＣ−７８５１ＳＳ（明和化成（株）製）４６５．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン（北興化学（株）製）２１．８ｇを添加し、３，０００ｒｐｍで３分間撹拌した。撹拌した混合物は熱ロールで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して樹脂組成物Ｎｏ．５を得た。

［比較例２］
２０Ｌヘンシェルミキサー内に溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ、比表面積３．０ｇ／ｍ²、（株）龍森製）５，０００ｇを秤量し、次いでエポキシ樹脂ＮＣ−３０００（日本化薬（株）製）６２３．１ｇ、ＭＥＨＣ−７８５１ＳＳ（明和化成（株）製）４６５．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン（北興化学（株）製）２１．８ｇを添加し、３，０００ｒｐｍで３分間撹拌した。撹拌した混合物は熱ロールで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して樹脂組成物Ｎｏ．６を得た。

上記の樹脂組成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６について、下記（イ）及び（ロ）の物性値を測定した。その結果を表１に示す。

（イ）スパイラルフロー
ＥＭＭＩ６６−１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１２０秒の条件で樹脂材料の流動長を測定した。

（ロ）破壊靱性値Ｋ _1C
ＡＳＴＭＥ３９９規格に基づいて、各組成物を１７５℃×１２０秒間、成形圧６．９ＭＰａの条件でトランスファー成形し、次いで１８０℃×４時間ポストキュアして、図１に示すような切欠き加工を施した３点曲げ試験片を作成した。オートグラフを用いて２６０℃で該試験片の破壊試験を行い、下記式によって、破壊強度（Ｐｃ）から破壊靱性値（Ｋ_1C）の値を求めた。

以上の結果より、本実施例１〜４では、（Ｃ）成分と（Ｂ）成分の無機充填剤表面との反応速度が速くなり、無機充填剤の表面処理後の室温放置や加熱処理などの工程が不要である。また、本実施例では、（Ｃ）成分で処理された（Ｂ）無機充填剤は、（Ａ）熱硬化性樹脂との反応性も良好であり、流動性及び耐衝撃特性に優れる組成物を与える。
一方、比較例１，２は、（Ｃ）成分として上記式（１）で示される有機ケイ素化合物を使用しない例であり、表１に示すように、破壊靱性値が小さくなり耐衝撃性が悪くなることが分かる。

Claims

下記（Ａ）〜（Ｃ）成分
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）シリカ類、及び
（Ｃ）下記式（１）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵，Ｒ⁶は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基またはアルコキシ基から選ばれ、互いに同じあるいは異なっていても良い。）
で表される有機ケイ素化合物
を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物。
上記（Ｃ）成分が、式（１）で表される有機ケイ素化合物に加えて、下記式（２）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
で表される有機ケイ素化合物を含む請求項１記載の半導体封止用樹脂組成物。
上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加えて、下記の（Ｄ）及び（Ｅ）成分、
（Ｄ）硬化剤
（Ｅ）硬化促進剤
を含む請求項１又は２記載の半導体封止用樹脂組成物。
請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂組成物を封止材として用いた半導体装置。