JP2005281625A - 封止用エポキシ樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封止樹脂材料に着色剤として配合されるカーボンブラックに起因する半導体素子等の誤動作や動作不良の発生を抑制した上で、成形時等に生じる静電気を抑制することを可能にした封止用エポキシ樹脂組成物が求められている。
【解決手段】半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤と、（Ｃ）無機質充填剤と、（Ｄ）樹脂被覆カーボンブラックを含む着色剤と、（Ｅ）反応性のアミノ基を有する反応性シリコーンオイルとを必須成分として含有する。樹脂封止型半導体装置はこのような封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された半導体素子を具備する。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体素子等の電子部品の封止材料として使用される封止用エポキシ樹脂組成物とそれを用いた樹脂封止型半導体装置に関する。

半導体素子等の電子部品は一般に熱硬化性樹脂を用いて封止されている。このような封止材料にはエポキシ樹脂をベースとし、これに硬化剤や硬化促進剤、さらにはシリカやアルミナ等の無機質充填剤を配合した組成物が、信頼性、成形性、価格等の観点から多用されている。また、半導体素子等の封止用エポキシ樹脂組成物においては、光による半導体素子の誤動作等を防止するために、例えばカーボンブラックを着色剤として添加して遮光性を付与している（例えば特許文献１〜２参照）。

ところで、半導体素子は高集積化、高速化、多機能化等が強く求められていることに加えて、設計技術や製造技術の進歩により年々微細化が進められている。このような半導体素子の高集積化や微細化等に伴って、封止材料として用いられるエポキシ樹脂組成物に対しても高機能化を図ることが求められている。例えば、着色剤としてカーボンブラックを含有するエポキシ樹脂組成物においては、半導体素子の配線間距離が短くなると高導電性を有するカーボンブラックが不良の発生原因となるおそれがあることから、カーボンブラックに起因する不良発生を抑制することが求められている。

すなわち、半導体素子の配線間距離が短くなると、配線間に高導電性を有するカーボンブラックが存在した場合に配線間リークやショートが発生するおそれがある。その結果、半導体素子が誤動作や動作不良等を起こすことになる。また一方で、半導体素子の高集積化や微細化は静電気破壊耐性を低下させる傾向があるため、その対策が重要になってきている。静電気対策の基本は、静電気の発生を抑えて半導体素子を帯電させないこと、さらには帯電した電荷を除電することにある。このような帯電の抑制および帯電した電荷の除電に対して、高導電性を有するカーボンブラックは有効であるものの、カーボンブラックの配合量の増加は上記したように半導体素子の誤動作や動作不良等の発生原因となる。
特開2000-273288号公報 特開2001-046880号公報

上述したように、着色剤としてカーボンブラックを含有する封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体素子の封止材料に遮光性を付与する上で有効であるものの、半導体素子の高集積化や微細化等が進むにつれて、高導電性を有するカーボンブラックに起因して配線間リークやショートが発生しやすくなり、これが半導体素子の誤動作や動作不良等の発生原因となるという難点を有している。また、半導体素子の高集積化や微細化に伴って静電気破壊耐性が低下する傾向にあることから、カーボンブラックに起因する半導体素子の誤動作や動作不良等の発生を抑制した上で、封止材料には例えば成形時の帯電を低下させることが求められている。

本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、封止樹脂材料に着色剤として配合されるカーボンブラックに起因する半導体素子の誤動作や動作不良等の発生を抑制した上で、成形時等に生じる静電気を抑制することを可能にした封止用エポキシ樹脂組成物、およびそのようなエポキシ樹脂組成物を用いた樹脂封止型半導体装置を提供することを目的としている。

本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤と、（Ｃ）無機質充填剤と、（Ｄ）樹脂被覆カーボンブラックを含む着色剤と、（Ｅ）反応性のアミノ基を有する反応性シリコーンオイルとを必須成分として含有することを特徴としている。

本発明の樹脂封止型半導体装置は、上述した本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を封止材料として用いたものであって、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された半導体素子を具備することを特徴としている。

本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、着色剤として樹脂被覆カーボンブラックを用いていることに加えて、反応性のアミノ基を有する反応性シリコーンオイルを含有している。これらによって、封止用エポキシ樹脂組成物で封止した半導体素子等の電子部品の誤動作や動作不良等の発生を抑制した上で、成形時（封止時）等における帯電量の低下を実現することが可能となる。このようなエポキシ樹脂組成物を封止材料として用いた樹脂封止型半導体装置によれば、動作特性や信頼性等の向上を図ることができる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明の一実施形態による封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤と、（Ｃ）無機質充填剤と、（Ｄ）樹脂被覆カーボンブラックを含む着色剤と、（Ｅ）反応性のアミノ基を有する反応性シリコーンオイルとを必須成分として含有する。

これらの必須成分のうち、（Ａ）成分のエポキシ樹脂は分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であればよく、その種類等に限定されるものではない。このようなエポキシ樹脂としては、フェノールまたはアルキルフェノール類とヒドロキシベンズアルデヒドとの縮合物をエポキシ化することにより得られるエポキシ樹脂、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、ナフトールのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのグリシジルエーテル、テトラ（ヒドロキシフェニル）アルカンのエポキシ化物、ビスヒドロキシビフェニル系エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは1種または2種以上の混合物として使用される。また、半導体素子等の信頼性を確保するために、エポキシ樹脂中に含まれる塩素量は1000ppm以下であることが好ましい。

（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤は分子中にフェノール性水酸基を有し、（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基と反応して硬化させ得るものであればよく、その種類等に限定されるものではない。このようなフェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビフェノールノボラック型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、多官能芳香族フェノール樹脂、フェノール類とベンズアルデヒドやナフチルアルデヒドとの縮合物、トリフェノールメタン化合物、テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。これらは1種または2種以上の混合物として使用される。

このようなフェノール樹脂硬化剤は水酸基当量が130以上であることが好ましく、これにより難燃性や低吸湿性等を付与することができる。また、信頼性の向上を図る上で、樹脂中に含まれるフリーのフェノール類の濃度を1％以下とすることが好ましい。（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の具体例としては、明和化成株式会社製のＭＥＨ−７８５１シリーズ（ビフェノールノボラック型フェノール樹脂）、三井化学株式会社製のＸＬ、ＸＬＣシリーズ（フェノールアラルキル樹脂）、鹿島工業株式会社製のＦＰＩシリーズ（多官能芳香族フェノール樹脂）等が挙げられる。

（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤との配合比は特に限定されるものではないが、それぞれの未反応成分を少なく抑えるために、（Ａ）成分のエポキシ樹脂のエポキシ基数に対する（Ｂ）成分のフェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比（フェノール性水酸基数／エポキシ基数）が0.5〜1.5の範囲となるように配合比を設定することが好ましい。フェノール性水酸基数／エポキシ基数の比が0.5未満ではエポキシ樹脂の硬化反応を十分に生起できないおそれがある。一方、フェノール性水酸基数／エポキシ基数の比が1.5を超えると硬化物の特性、特に耐湿性が劣化しやすくなる。

（Ｃ）成分の無機質充填剤は、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の難燃性、耐クラック性、熱伝導率、熱膨張係数、吸水性、弾性率、機械的強度等の特性を改善する目的で配合されるものである。このような無機質充填剤には一般的にエポキシ樹脂組成物に使用されている各種の充填剤を適用することができ、例えば溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化珪素、タルク、チタンホワイト、ベンガラ、単結晶繊維、ガラス繊維等が挙げられる。これらは目的特性に応じて1種または2種以上の混合物として使用されるが、特にコストや特性バランス等の点から溶融シリカを使用することが好ましい。

上述した（Ｃ）成分としての無機質充填剤の配合量は、全組成物量に対して80〜93質量％の範囲とすることが好ましい。無機質充填剤は上述したように樹脂硬化物の難燃性、耐クラック性、熱伝導率、熱膨張係数、吸水性、弾性率等の特性を改善するものであり、このような無機質充填剤の配合量が80質量％未満であると上記したような特性の改善効果を十分に得ることができないおそれがある。一方、無機質充填剤の配合量が93質量％を超えるとエポキシ樹脂組成物の流動性が著しく低下し、成形性に劣ることから実用に適さなくなる。

（Ｄ）成分の着色剤は樹脂被覆カーボンブラックを含むものである。（Ｄ）成分は樹脂被覆カーボンブラック以外の着色剤、例えば酸化チタンやコバルトブルー等を併用することも可能であるが、他の着色剤成分の量が多くなりすぎると以下に詳述する効果が損なわれるおそれがあるため、樹脂被覆カーボンブラックを全着色剤量に対して20質量％以上、さらには50質量％以上含むことが好ましい。ここで、半導体封止樹脂に用いられている着色剤は一般的にカーボンブラック等の無機質着色剤であるが、この一部もしくは全部に有機着色剤である樹脂被覆カーボンブラックを適用することによって、例えば高集積化や微細化等が進められている半導体素子の配線間リークやショート等の発生が抑えられる。これによって、エポキシ樹脂組成物で封止した半導体素子等の誤動作や動作不良等を抑制することが可能となる。

さらに、（Ｄ）成分の着色剤の一部もしくは全部として用いられる樹脂被覆カーボンブラックは、樹脂成形時（封止時）における静電気の発生抑制に対しても有効に機能するものである。これによって、エポキシ樹脂組成物で封止した半導体素子等の帯電が低減されるため、封止された半導体素子等の静電気破壊を抑制することが可能となる。この点については十分に解明されていないものの、カーボンブラックの樹脂被覆が有効に作用しているものと考えられる。すなわち、樹脂被覆はカーボンブラックのエポキシ樹脂組成物中への分散性の向上に寄与し、この分散性の向上が電気的現象である成形時の帯電抑制に関係しているものと考えられる。

このような樹脂被覆カーボンブラックとしては、一般的に着色剤に用いられているカーボンブラックを樹脂で被覆したものであれば特に制限されることなく使用することができる。カーボンブラックを被覆する樹脂に関しても特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂組成物とのなじみ性等の点からエポキシ樹脂を使用することが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂による被覆量がカーボンブラックとの合計量に対して5〜40質量％の範囲である樹脂被覆カーボンブラックを使用することが好ましい。エポキシ樹脂による被覆量が5質量％未満であると上記したような効果が低下する。一方、エポキシ樹脂による被覆量が40質量％を超えると、カーボンブラック本来の遮光性等が損なわれるおそれがある。また、樹脂被覆カーボンブラックの粉体抵抗値は10Ω・mm以上であることが好ましく、さらに好ましくは1.1×10⁵Ω・mm以上である。

上述した樹脂被覆カーボンブラックを含む（Ｄ）成分の着色剤は、全組成物量に対して0.01〜5質量％の範囲で配合することが好ましい。着色剤の配合量が0.01質量％未満であると、遮光性等の基本的な特性を十分に付与することができないおそれがある。一方、着色剤の配合量が5質量％を超えると、エポキシ樹脂組成物の硬化物の特性低下等を招くおそれがある。このような（Ｄ）成分としての着色剤の配合量のうち、上記したように樹脂被覆カーボンブラックの比率は20質量％以上であることが好ましい。

（Ｅ）成分の反応性シリコーンオイルは、（Ｄ）成分の樹脂被覆カーボンブラックを含む着色剤と併用することによって、樹脂成形時等に生じる静電気を低減することを可能にするものである。また、半導体素子の配線間リークやショート等の発生も抑制される。反応性シリコーンオイルとしては反応性のアミノ基を有するものが用いられ、例えば以下の一般式で表される反応性シリコーンオイルが挙げられる。

上記した一般式において、Ｒ¹基およびＲ²基は反応性のアミノ基を有する有機基である。また、反応性シリコーンオイルのアミン当量は3000〜8000の範囲であることが好ましい。反応性シリコーンオイルのアミン当量が3000未満であると、オイルの染み出し等による外観不良や特性低下等が生じやすくなる。一方、反応性シリコーンオイルのアミン当量が8000を超えると、静電気の低減効果や配線間リーク等の抑制効果を十分に得ることができないおそれがある。

（Ｅ）成分の反応性シリコーンオイルの配合量は、全組成物量に対して0.01〜3質量％の範囲とすることが好ましい。反応性シリコーンオイルの配合量が0.01質量％未満であると、静電気の低減効果や配線間リーク等の抑制効果を十分に得ることができないおそれがある。一方、反応性シリコーンオイルの配合量が3質量％を超えると、オイルの染み出し等による外観不良や特性低下等が生じやすくなる。反応性シリコーンオイルの配合量は0.1〜2質量％の範囲とすることがより好ましく、さらに好ましくは0.2〜1質量％の範囲である。

なお、この実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物には、上述した（Ａ）〜（Ｅ）の必須成分以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて他の添加剤を配合することができる。他の添加剤としてはこの種のエポキシ樹脂組成物に一般的に配合される、硬化促進剤、シランカップリング剤等の表面処理剤、天然ワックスや合成ワックス等の離型剤、シリコーンゴム等の低応力化剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、硬化促進剤は速やかな硬化性を付与するために、通常エポキシ樹脂組成物に配合されるものである。

硬化促進剤はフェノール樹脂を用いてエポキシ樹脂を硬化させる際に用いられるものであれば特に制限なく使用することができる。このような硬化促進剤としては、例えば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、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、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2-ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、ビス（ジフェニルホスフィノ）メタン等の有機ホスフィン化合物、2-メチルイミダゾール、2,4-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-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、2-ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール化合物またはその誘導体、ＤＢＵ（1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7）またはそのフェノール塩等が挙げられる。これらは必要に応じて1種または2種以上の混合物として使用される。

上述した硬化促進剤の配合割合は、それぞれの触媒活性が異なるために一概に好適な量を決めることはできないが、一般的には全樹脂組成物量に対して0.1〜5質量％の範囲で加えることが好ましい。硬化促進剤の配合量が全樹脂組成物量に対して0.1質量％未満であると、硬化促進機能を十分に得ることができないことが多い。一方、硬化促進剤の配合量が全樹脂組成物量に対して5質量％を超えると、エポキシ樹脂硬化物の耐湿信頼性等が低下するおそれがある。

上述した実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物を製造する一般的な方法としては、（Ａ）〜（Ｅ）の必須成分および必要に応じて他の添加成分をミキサー等で均一に混合（ドライブレンド）し、さらに熱ロール、ニーダ、押出し機等で溶融混練して冷却した後に粉砕する方法が挙げられる。このようにして得られるエポキシ樹脂組成物は、半導体素子等の電子部品の封止材料として用いられる。具体的には、低圧トランスファー成形法、コンプレッション成形法、インジェクション成形法、注型法等を適用して、半導体素子等の電子部品をエポキシ樹脂組成物で封止した後に、エポキシ樹脂組成物を加熱、硬化させることによって、エポキシ樹脂硬化物で封止された半導体装置が得られる。

本発明の一実施形態による樹脂封止型半導体装置は、上述したように封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された半導体素子を具備するものである。半導体装置を構成する半導体素子は特に限定されるものではなく、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、ダイオード等の半導体素子が適用可能である。このような樹脂封止型半導体装置において、封止用エポキシ樹脂組成物はカーボンブラックに起因する配線間リークやショート等を抑制すると共に、成形時に生じる帯電を低減したものである。従って、このような封止用エポキシ樹脂組成物を用いることで、誤動作や動作不良等の発生が少ないと共に、静電気破壊の発生を抑制した半導体装置を提供することが可能となる。すなわち、樹脂封止型半導体装置の動作特性や信頼性等を向上させることができる。

次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）9.5質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）4.4質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）81.8質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％と、反応性シリコーンオイル・ＫＦ８００８（商品名、信越化学工業株式会社製、アミン当量:5700）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

実施例２
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）10.5質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）3.4質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）81.8質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％と、反応性シリコーンオイル・ＫＦ８００８（商品名、信越化学工業株式会社製、アミン当量:5700）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

実施例３
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）6.9質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）7.0質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）81.8質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％と、反応性シリコーンオイル・ＫＦ８００８（商品名、信越化学工業株式会社製、アミン当量:5700）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

実施例４
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）7.3質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）3.4質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）85.0質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％と、反応性シリコーンオイル・ＫＦ８００８（商品名、信越化学工業株式会社製、アミン当量:5700）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

実施例５
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）4.1質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）2.5質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）2.1質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）90.0質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％と、反応性シリコーンオイル・ＫＦ８００８（商品名、信越化学工業株式会社製、アミン当量:5700）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

実施例６
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）8.5質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）4.4質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）80.0質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％と、反応性シリコーンオイル・ＫＦ８００８（商品名、信越化学工業株式会社製、アミン当量:5700）3.5質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

比較例１
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）9.5質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）4.4質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）82.0質量％と、カーボンブラック・ＣＢ−３０（商品名、三菱化学株式会社製）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

比較例２
多官能型エポキシ樹脂・ＥＰＰＮ−５０２（商品名、日本化薬株式会社製）9.5質量％と、臭素化エポキシ樹脂・ＡＥＲ−８０２８（商品名、旭化成工業株式会社製）3.0質量％と、多官能型フェノール樹脂・ＭＥＨ−７５００（商品名、明和化成株式会社製）4.4質量％と、硬化促進剤として2-メチルイミダゾール0.2質量％と、エステル系ワックス（カルナバ１号）0.4質量％と、エポキシシランカップリング剤0.3質量％と、球状シリカ（平均粒径:18μm、最大粒径:74μm）82.0質量％と、カーボンブラック（灰分:1.0％以下、比表面積:170m²/g）をエポキシ樹脂・エピコート６３０（商品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製）で被覆した樹脂被覆カーボンブラック（樹脂量:10質量％、粒径:約1μm、粉体抵抗値:1.0×10²Ω・mm）0.2質量％とを、常温にて混合した後、樹脂温度90〜110℃に加熱しながら混練し、これを冷却した後に粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。これを後述する特性評価に供した。

上述した実施例１〜８および比較例１〜２による各エポキシ樹脂組成物の特性を以下のようにして測定、評価した。まず、各エポキシ樹脂組成物を175℃に加熱した金型内にトランスファー注入し、これを硬化させて成形品を作製した。この際の成形性（＊1）と成形品の外観（＊2）を評価した。耐湿性（＊3）および耐燃性（＊4）は上記成形品（硬化物）を用いて常法にしたがって評価した。帯電電圧（＊5）は上記成形品の成形直後の静電電圧をＳＩＭＣＯ製ＦＭＸ−００２で測定した。帯配線間ショート発生率（＊6）は50μmピッチのワイヤ配線を有するＰＧＢＡを各エポキシ樹脂組成物で封止した後、バイアスを印加して配線間のショートの有無を測定、評価することにより求めた。これらの測定結果を表１に示す。

表１から明らかなように、各実施例による封止用エポキシ樹脂組成物は比較例の樹脂組成物に比べて成形時の帯電が小さく、またカーボンブラックに起因する配線間ショートの発生が抑制されていることが分かる。実施例６の結果からはオイルの染み出しを抑制する上で、反応性シリコーンオイルの配合量を3質量％以下とすることが好ましいことが分かる。なお、球状シリカの配合量を75質量％とした場合には難燃性が劣化し、球状シリカの配合量を95質量％とした場合には成形性（流動性）が低下した。これらのことからは球状シリカ（無機質充填剤）の配合量は80〜93質量％の範囲とすることが好ましいことが分かる。

Claims (5)

1. （Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤と、（Ｃ）無機質充填剤と、（Ｄ）樹脂被覆カーボンブラックを含む着色剤と、（Ｅ）反応性のアミノ基を有する反応性シリコーンオイルとを必須成分として含有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
2. 前記樹脂被覆カーボンブラックはエポキシ樹脂で被覆されたカーボンブラックからなり、かつ前記エポキシ樹脂による被覆量が前記エポキシ樹脂とカーボンブラックとの合計量に対して5〜40質量％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
3. 前記（Ｅ）成分の反応性シリコーンオイルは、
   

   

   で表される構造を有し、かつアミン当量が3000〜8000の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
4. 前記（Ｄ）成分の着色剤を全組成物量に対して0.01〜5質量％の範囲で含有し、かつ前記（Ｅ）成分の反応性シリコーンオイルを全組成物量に対して0.01〜3質量％の範囲で含有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された半導体素子を具備することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。