JP2021138864A - 封止用樹脂組成物および電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導性に優れるとともに、低コストで製造可能な封止用樹脂組成物、およびこの封止用樹脂組成物を封止剤として備える電子装置を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂と、フェノール樹脂硬化剤と、硬化促進剤と、アルミナ粉末と、を含む封止用樹脂組成物であって、前記アルミナ粉末が、当該封止用樹脂組成物全体に対して、８０質量％以上９５質量％以下の量であり、前記アルミナ粉末のα結晶化率が、５０％以上である、封止用樹脂組成物。【選択図】図１

Description

本発明は、封止用樹脂組成物、および当該封止用樹脂組成物を封止材として用いて製造される電子装置に関する。

近年、ＩＣ等の発熱性電子部品の高機能化と高速化の進展に伴い、それが搭載された電子機器の発熱量が増大しており、半導体封止材においても高い放熱特性が求められている。樹脂組成物の熱伝導性を向上させるためには、窒化アルミニウムや窒化ホウ素、アルミナ、結晶性シリカなどの無機フィラーを充填することが一般的である。中でも、熱伝導性、化学的な安定性、コストのバランスに優れているアルミナは、放熱フィラーとして最も多く使用されている。

しかしながら、樹脂に配合するアルミナ粉末の充填量が多くなると、樹脂組成物の粘度が上昇して成形性が悪くなり、その結果、生産性が低下するといった問題が生じる。さらに、アルミナはモース硬度が高いため、粘度が高い状態で金型の金属部分と接触することにより容易に装置が磨耗してしまうという問題がある。これらの問題を解決するためには、アルミナ粉末を充填した樹脂組成物の粘度を低下させる必要がある。組成樹脂組成物の粘度を調整するための方法としては、破砕形状やカッティングエッジを持たない不定形状ではなく真球状に近いアルミナを用いる方法、数種類の平均粒子径を持つアルミナ粒子を組み合わせて樹脂に配合する方法等が提案されてきた（たとえば、引用文献１）。

引用文献１には、粒度域３〜４０μｍの構成粒子である無機粉末の真円度が０．８０以上の球状無機粉末と、粒度域０．１〜１．５μｍの構成粒子である無機粉末の真円度が０．３０以上０．８０未満である球状または非球状の無機粉末とを混合した高熱伝導性無機粉末が開示されている。また、実施例には、平均粒子径０．５μｍもしくは０．３μｍの非球状酸化アルミニウム粉末と平均粒子径１５μｍもしくは８μｍの球状酸化アルミニウム粉末とのアルミナ混合粉末が開示されている。

特開２００３−１３７６２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、アルミナ粉末を高充填した場合に、樹脂組成物の著しい増粘現象が生じるため、樹脂組成物の成形性や得られる電子機器の信頼性において改善の余地があった。また、アルミナ粉末の形状、粒子径、粒度分布等を高度に制御することは、アルミナ粉末の製造コストの増大を招き、結果としてこれを用いて製造される封止用樹脂組成物の製造コストが増大する場合があった。

本発明者は、特定の範囲のα結晶化率を有するアルミナ粉末を用いることにより、熱伝導性に優れるとともに、低コストで製造可能な封止用樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、
エポキシ樹脂と、
フェノール樹脂硬化剤と、
硬化促進剤と、
アルミナ粉末と、を含む封止用樹脂組成物であって、
前記アルミナ粉末が、当該封止用樹脂組成物全体に対して、８０質量％以上９５質量％以下の量であり、
前記アルミナ粉末のα結晶化率が、５０％以上である、封止用樹脂組成物が提供される。

また本発明によれば、
半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止材と、を備える電子装置であって、
前記封止材が、上記封止用樹脂組成物の硬化物からなる、電子装置が提供される。

本発明によれば、熱伝導性に優れるとともに、低コストで製造可能な封止用樹脂組成物、およびこの封止用樹脂組成物を封止剤として備える電子装置が提供される。

本実施形態の樹脂組成物を用いて製造される、両面封止型の電子装置の一例について、断面構造を示した図である。 本実施形態の樹脂組成物を用いて製造される、片面封止型の電子装置の一例について、断面構造を示した図である。

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。なお、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、すべての図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。本明細書中、数値範囲の説明における「ａ〜ｂ」との表記は、特に断らない限り、「ａ以上ｂ以下」のことを表す。例えば、「５〜９０質量％」とは「５質量％以上９０質量％以下」を意味する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の封止用樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」と称する場合がある）は、基板上に搭載された半導体素子を封止するための封止材として用いられる樹脂材料であり、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂硬化剤と、硬化促進剤と、アルミナ粉末とを含む。本実施形態の樹脂組成物において、アルミナ粉末は、樹脂組成物全体に対して、８０〜９５質量％の量であり、アルミナ粉末のα結晶化率は５０％以上である。

本実施形態の樹脂組成物において、アルミナ粉末が、樹脂組成物全体に対して、８０〜９５質量％といった高い配合量であっても、α結晶化率が５０％以上であるアルミナ粉末を用いることにより、得られる樹脂組成物の粘度上昇を抑制できるとともに、熱伝導性を向上することができる。

以下、本実施形態の樹脂組成物に用いられる成分について説明する。

（エポキシ樹脂）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂としては、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型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂；クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノ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；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、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、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、アルコキシナフタレン骨格含有フェノールアラルキルエポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；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等の３官能型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂；トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有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種類以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、溶融粘度を最適範囲に維持することができ、成形性が良好であり、低コストであることから、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。前記エポキシ樹脂のエポキシ当量としては、９０〜３００であることが好ましい。エポキシ当量が小さすぎると、硬化剤との反応性が低下する傾向がある。また、エポキシ当量が大きすぎると、樹脂組成物の硬化物の強度が低下する傾向がある。

エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全量に対して、２質量％以上であることが好ましく、４質量％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、封止工程において流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。また、樹脂組成物全体の配合割合の上限値についても、特に限定されないが、樹脂組成物全量に対して、２２質量％以下であることが好ましく、２０質量％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、樹脂組成物のガラス転移温度の低下が少ない。

（フェノール樹脂硬化剤）
本実施形態の樹脂組成物に用いられるフェノール樹脂硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック、フェノール‐ビフェニルノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；ポリビニルフェノール；トリフェノールメタン型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含有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含有ナフトールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル型フェノール樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのビスフェノール化合物などが挙げられる。フェノール樹脂系硬化剤としては、上記具体例のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。フェノール樹脂系硬化剤としては、上記具体例のうち、フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂を含むことが好ましい。これにより樹脂組成物において、エポキシ樹脂を良好に硬化することができる。

フェノール樹脂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、樹脂組成物全体に対して、２質量％以上であることが好ましく、３質量％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、充分な流動性を得ることができる。また、硬化剤の配合割合の上限値についても、特に限定されないが、樹脂組成物全体に対して、１６質量％以下であることが好ましく、１５質量％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、樹脂組成物の流動性および融け性を所望の範囲とすることができる。

また、エポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤との配合比率としては、エポキシ樹脂のエポキシ基数（ＥＰ）とフェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基数（ＯＨ）との当量比（ＥＰ）／（ＯＨ）が０．８以上、１．３以下であることが好ましい。当量比がこの範囲内であると、樹脂組成物の成形時に充分な硬化性を得ることができる。また、当量比がこの範囲内であると、樹脂組成物の流動性および融け性を所望の範囲とすることができる。

（硬化促進剤）
本実施形態の樹脂組成物に用いられる硬化促進剤としては、上述のフェノール樹脂と上述のフェノール樹脂硬化剤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、オニウム塩化合物；トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン等の有機ホスフィン；テトラ置換ホスホニウム化合物；ホスホベタイン化合物；ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物；スホニウム化合物とシラン化合物との付加物；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＺ）、２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシイミダゾール（２Ｐ４ＭＨＺ）、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール（１Ｂ２ＰＺ）などのイミダゾール化合物；１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤との合計量に対して、０．１質量％以上２質量％以下であることが好ましい。硬化促進剤の含有量が上記下限値より少ないと、硬化促進効果を高めることができない場合がある。また、上記上限値より多いと、流動性や成形性に不具合を生じる傾向があり、また、製造コストの増加につながる場合がある。

（アルミナ粉末）
本実施形態の樹脂組成物に用いられるアルミナ粉末は、α結晶化率が５０％以上であり、好ましくは、５５％以上であり、より好ましくは、６０％以上である。α結晶化率の上限値は、例えば、８０％以下であり、好ましくは、７５％以下である。α結晶化率を上記下限値以上のアルミナ粉末を用いることにより、高い熱伝導率を有する樹脂組成物を得ることができる。また、上記上限値以下のα結晶化率を有するアルミナ粉末を用いることにより、アルミナ粉末の製造コストを抑制することができ、結果として樹脂組成物および最終製品の製造コストを抑えることができる。

ここで、α結晶化率は、Ｘ線回折測定により算出可能である。Ｘ線回折測定には、例えば、ＪＤＸ−３５００型Ｘ線回折装置（日本電子社製）して、以下の方法を使用することができる。

［α相含有率の測定方法］
α相アルミナ粉末ＡＡ−０５（住友化学社製）とθ相アルミナ粉末タイミクロンＴＭ−１００Ｄ（大明化学社製）を０：１０、５：５、１０：０の重量割合で混合した粉末のＸ線回折測定を行い、２θ＝４３°付近に検出されるα相のピークの積分強度を算出し、混合割合と積分強度の検量線を作成する。次にサンプルのアルミナ粉末のＸ線回折測定を行い、２θ＝４３°付近のピークの積分強度を算出し、上記で作成した検量線からα相含有率（α結晶化率）を求める。

本実施形態の樹脂組成物に用いられるアルミナ粉末は、球状の形状を有することが好ましい。球形の形状を有することにより、アルミナ粉末を高充填量で配合することができる。

本実施形態で用いられるアルミナ粉末は、バイヤー法によって得られた電融アルミナ粉砕物を原料粉末として火炎溶融法によって得られたアルミナ粉末を用いることができる。火炎溶融法とは、かかる原料粉末を、火炎中に噴霧、液滴化後に冷却固化する方法であって、冷却固化した後サイクロンやバグフィルターによって回収することによりアルミナ粉末を得ることができる。より具体的には、炉頂部より電融アルミナ粉砕物を火炎中に噴射しながら溶融し、炉体中胴部より炉内に水を噴霧し急冷を行い、得られた球状化物を排ガスと共にブロワーによってバグフィルターに搬送し捕集する。火炎の形成は、水素、天然ガス、アセチレンガス、プロパンガス、ブタン等の燃料ガスと、空気、酸素等の助燃ガスとを、炉体に設定された燃焼バーナーから噴射して行う。火炎温度は２１００℃以上とすることが好ましく、２１００〜２３００℃とすることが特に好ましい。

また、球状の形状を有するアルミナ粉末は、原料粉末のスラリーや、アルミニウムイオンが溶解した水溶液をスプレードライヤーなどの噴霧乾燥機を用いて顆粒状にした前駆体粉末を、電気炉、ガス炉などの焼成炉に仕込み、１３００℃以上で２〜１２時間焼成することによっても得ることができる。本実施形態の樹脂組成物に用いるアルミナ粉末は、粒度分布を調整することができ、粒子同士の焼結による肥大化を低減することができる等の理由から、火炎溶融法によって製造されたものを用いることが好ましい。

アルミナ粉末のα結晶化率は、電融アルミナ粉砕物の熱処理後の冷却条件を変化させることにより、制御することができる。冷却は炉体中胴部から炉内に水を噴霧することにより行うことができる。炉内の冷却条件は、水の噴霧量により調整できる。例えば、冷却に用いる水の噴霧量は、１時間当り１００Ｌ（リットル）以上とすることができる。

本実施形態の樹脂組成物に用いられるアルミナ粉末のレーザー解析散乱法により測定した場合の平均粒子径Ｄ５０は、例えば、１５〜２５μｍとすることができる。平均粒子径は、原料粉末の平均粒子径を制御することにより、調整することができる。

アルミナ粉末は、樹脂組成物の硬化阻害や、樹脂成形体の耐湿信頼性が低下することを防ぐ観点から、ナトリウム（Ｎａ^＋）や塩素（Ｃｌ⁻）等のイオン性不純物の量が、Ｎａ換算で３００ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらに１００ｐｐｍ以下、特に２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。

イオン性不純物量を３００ｐｐｍ以下とするためには、水洗や塩酸、硫酸といった酸性水溶液での洗浄を行えばよい。洗浄は、例えば、アルミナ粉末を再スラリー化した後に、フィルタープレス機やセントルろ過機、スクリューデカンターなどの脱水機を用いて脱水し、その後再スラリー化する、という操作を繰り返すことで行うことができる。

アルミナ粉末は、得られた脱水ケークを棚段乾燥機やパドルドライヤーなどで乾燥する方法、洗浄が終了した後のスラリーをスプレードライヤーや振動流動乾燥機で乾燥する方法などにより乾燥することで得られる。乾燥温度は特に制限されないが、通常、１２０℃以上３００℃以下である。

このようにして得られるアルミナ粉末は、本実施形態の樹脂組成物に、樹脂組成物全体に対して、８０〜９５質量％の量で配合される。本実施形態の樹脂組成物は、樹脂組成物全体に対して８０質量％を超える高充填量のアルミナ粉末を含むにも関わらず、粘度増加が抑制されるとともに、高い熱伝導性を有する。また、本実施形態の樹脂組成物は、上述のとおりイオン性不純物量が低減されたアルミナ粉末を含むため、樹脂組成物自体に含まれるイオン性不純物量を、樹脂組成物全体に対して、０．００２質量％以下とすることができる。イオン性不純物塩素量が上記値以下であることにより、イオン性不純物に起因して生じるワイヤ腐食や耐湿信頼性の低下を防ぐことができる。

（その他の成分）
本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて、アルミナ粉末以外の無機フィラー、カップリング剤、流動性付与剤、離型剤、イオン捕捉剤、低応力剤、着色剤、難燃剤等の添加剤を含んでもよい。以下、代表成分について説明する。

（無機フィラー）
本実施形態の樹脂組成物は、上述のアルミナ粉末に加え、他の無機フィラーを含んでもよい。無機フィラーとしては、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶性シリカ、２次凝集シリカ等のシリカ；窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタンホワイト、タルク、クレー、マイカ、ガラス繊維等が挙げられる。粒子形状は限りなく真球状であることが好ましく、また、粒子の大きさの異なるものを混合することにより充填量を多くすることができる。

（カップリング剤）
カップリング剤としては、具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニルシラン；２−（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、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン；ｐ−スチリルトリメトキシシランなどのスチリルシラン；３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリルシラン；３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン；Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン；イソシアヌレートシラン；アルキルシラン；３−ウレイドプロピルトリアルコキシシランなどのウレイドシラン；３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン；３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン；チタン系化合物；アルミニウムキレート類；アルミニウム／ジルコニウム系化合物などが挙げられる。カップリング剤としては、上記具体例のうち１種または２種以上を配合することができる。

（流動性付与剤）
流動性付与剤は、リン原子含有硬化促進剤などの潜伏性を有さない硬化促進剤が樹脂組成物の溶融混練時に反応するのを抑制するように働く。これにより、樹脂組成物の生産性を向上できる。流動性付与剤としては、具体的には、カテコール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸エステル、１，２−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン及びこれらの誘導体などの芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物などが挙げられる。

（離型剤）
離型剤としては、具体的には、カルナバワックスなどの天然ワックス；モンタン酸エステルワックス、酸化ポリエチレンワックスなどの合成ワックス；ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩；パラフィン；エルカ酸アミドなどのカルボン酸アミドなどが挙げられる。離型剤としては、上記具体例のうち１種または２種以上を配合することができる。

（イオン捕捉剤）
上記イオン捕捉剤は、具体的には、ハイドロタルサイト、ハイドロタルサイト状物質などのハイドロタルサイト類；マグネシウム、アルミニウム、ビスマス、チタン、ジルコニウムから選ばれる元素の含水酸化物などが挙げられる。イオン捕捉剤としては、上記具体例のうち１種または２種以上を配合することができる。

（低応力剤）
低応力剤としては、具体的には、シリコーンオイル、シリコーンゴムなどのシリコーン化合物；ポリブタジエン化合物；アクリロニトリル−カルボキシル基末端ブタジエン共重合化合物などのアクリロニトリル−ブタジエン共重合化合物などを挙げることができる。低応力剤としては、上記具体例のうち１種または２種以上を配合することができる。

（着色剤）
着色剤としては、具体的には、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタンなどを挙げることができる。着色剤としては、上記具体例のうち１種または２種以上を配合することができる。

（難燃剤）
難燃剤としては、具体的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼン、カーボンブラックなどを挙げることができる。難燃剤としては、上記具体例のうち１種または２種以上を配合することができる。

（封止用樹脂組成物の製造）
本実施形態の樹脂組成物は、上記成分および必要に応じて用いられる添加剤を所定の含有量となるように、タンブラーミキサーやヘンシェルミキサー等のミキサーやブレンダー等で均一に混合した後、ニーダー、ロール、ディスパー、アジホモミキサー、及びプラネタリーミキサー等で加熱しながら混練することにより製造できる。なお、混練時の温度としては、硬化反応が生じない温度範囲である必要があり、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂硬化剤の組成にもよるが、７０〜１５０℃程度で溶融混練することが好ましい。混練後に冷却固化し、混練物を、粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状に加工してもよい。

粉粒状の樹脂組成物を得る方法としては、たとえば、粉砕装置により、混練物を粉砕する方法が挙げられる。混練物をシートに成形したものを粉砕してもよい。粉砕装置としては、たとえば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャーを用いることができる。

顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得る方法としては、たとえば、混練装置の出口に小径を有するダイスを設置して、ダイスから吐出される溶融状態の混練物を、カッター等で所定の長さに切断するというホットカット法に代表される造粒法を用いることもできる。この場合、ホットカット法等の造粒法により顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得た後、樹脂組成物の温度があまり下がらないうちに脱気を行うことが好ましい。

上述のようにして製造された本実施形態の樹脂組成物は、その硬化物のレーザフラッシュ法により測定した場合の熱伝導率が、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、好ましくは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。

本実施形態の樹脂組成物の最低溶融粘度は、例えば、１５ｋＰａ・ｓ以下でり、１２ｋＰａ・ｓ以下であることより好ましい。上記値を超えると、充填性が低下し、ボイドや未充填部分が発生するおそれがある。

（電子装置）
本実施形態に係る封止用樹脂組成物を封止剤として用いて製造される電子装置の一例について説明する。
図１は本実施形態に係る両面封止型の電子装置１００を示す断面図である。
本実施形態の半導体装置１００は、電子素子２０と、電子素子２０に接続されるボンディングワイヤ４０と、封止材５０と、を備えるものであり、当該封止材５０は、前述の樹脂組成物の硬化物により構成される。

より具体的には、電子素子２０は、基材３０上にダイアタッチ材１０を介して固定されており、電子装置１００は、電子素子２０上に設けられた図示しない電極パッドからボンディングワイヤ４０を介して接続されるアウターリード３４を有する。ボンディングワイヤ４０は用いられる電子素子２０等を勘案しながら設定することができるが、たとえばＣｕワイヤを用いることができる。

図２は、本実施形態の樹脂組成物を用いて、回路基板に搭載した電子素子を封止して得られる片面封止型の電子装置の一例について、断面構造を示した図である。回路基板４０８上にダイアタッチ材４０２を介して電子素子４０１が固定されている。電子素子４０１の電極パッド４０７と回路基板４０８上の電極パッド４０７との間はボンディングワイヤ４０４によって接続されている。本実施形態の樹脂組成物の硬化体で構成される封止材４０６によって、回路基板４０８の電子素子４０１が搭載された面が封止されている。回路基板４０８上の電極パッド４０７は回路基板４０８上の非封止面側の半田ボール４０９と内部で接合されている。

以下に、本実施形態に係る封止用樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法について説明する。
本実施形態に係る半導体装置は、例えば、上述した封止用樹脂組成物の製造方法により、封止用樹脂組成物を得る工程と、基板上に電子素子を搭載する工程と、前記封止用樹脂組成物を用いて、前記電子素子を封止する工程とにより製造される。封止剤を形成するために用いられる手法として、例えば、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法等を用いることができる。封止する工程は、樹脂組成物を、８０℃から２００℃程度の温度で１０分から１０時間程度の時間をかけて硬化させることにより実施される。

封止される電子素子の種類としては、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、固体撮像素子などの半導体素子が挙げられるが、これらに限定されない。得られる電子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）、ロー・プロファイル・クワッド・フラット・パッケージ（ＬＱＦＰ）、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）などが挙げられるが、これらに限定されない。

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。

実施例、比較例で用いた成分を以下に示す。
（エポキシ樹脂）
・エポキシ樹脂１：ビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＹＸ４０００ＨＫ）

（硬化剤）
・硬化剤１：ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂（明和化成製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ）
・硬化剤２：フェノールノボラック（住友ベークライト製、ＰＲ−５５６１７）

（アルミナ粉末）
・アルミナ粉末１：アルミナ（マイクロン社製、ＴＡ９４３、α結晶化率６２％、平均粒子径（Ｄ５０）２０．３μｍ）
・アルミナ粉末２：アルミナ（昭和電工社製、ＣＢ−６０Ｃ、α結晶化率３０％、平均粒子径（Ｄ５０）２０．７μｍ）

（カップリング剤）
・カップリング剤１：Ｎ−フェニル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）
・カップリング材２：γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製、ＫＢＭ８０３Ｐ）

（硬化促進剤）
・硬化促進剤１：テトラフェニルフォスフォニウム２，３−ジヒドロキシナフタレート（住友ベークライト社製）

（離型剤）
・離型剤１：モンタン酸エチレングリコールエステル（クライアント・ジャパン社製、リコワックスＥ）

（着色剤）
・着色剤１：カーボンブラック（東海カーボン社製、ＥＲＳ−２００１）
（オイル）
・オイル１：カルボニル末端ブチルニトリルゴム（蝶理ＧＬＥＸ社製、ＣＴＢＮ１００８ＳＰ）
・オイル２：ジメチルシロキサン−アルキルカルボン酸−４，４'−（１メチルエチリデン）ビスフェノールジグリシジルエーテル共重合体（住友ベークライト社製）
（無機フィラー）
・無機フィラー１：シリカ（アドマテックス社製、ＳＣ−２５００−ＳＱ）
・無機フィラー２：アルミナ（デンカ社製、ＤＡＷ−０２）

（実施例１、比較例１）
表１で示す配合の原料をスーパーミキサーにより５分間粉砕混合したのち、この混合原料を直径６５ｍｍのシリンダー内径を持つ同方向回転二軸押出機にてスクリュー回転数４００ｒｐｍ、１００℃の樹脂温度で溶融混練した。次に、直径２０ｃｍの回転子の上方より溶融混練された樹脂組成物を２ｋｇ／ｈｒの割合で供給し、回転子を３０００ｒｐｍで回転させて得られる遠心力によって、１１５℃に加熱された円筒状外周部の複数の小孔（孔径１．２ｍｍ）を通過させた。その後、冷却することで顆粒状の封止用樹脂組成物を得た。得られた顆粒状の封止用樹脂組成物は、１５℃で相対湿度を５５％ＲＨに調整した空気気流下３時間撹拌した。得られた封止用樹脂組成物を、以下の項目について、以下に示す方法により評価した。

（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１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒の条件で、樹脂組成物を注入し、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。

（室温（２５℃）における弾性率）
長さ８０ｍｍ以上、高さ４ｍｍ、巾１０ｍｍの試験片を、ポストキュア後にクロスヘッド速度２ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離６４ｍｍの条件で曲げ応力を徐々に加えて、荷重―歪み曲線を求め、試験片の曲げ弾性率を計算した。Ｎ＝２で測定を行い、その平均値を代表値とした。

（２６０℃における弾性率）
長さ８０ｍｍ以上、高さ４ｍｍ、巾１０ｍｍの試験片を、ポストキュア後に２６０度の恒温槽内でクロスヘッド速度２ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離６４ｍｍの条件で曲げ応力を徐々に加えて、荷重―歪み曲線を求め、試験片の曲げ弾性率を計算した。Ｎ＝２で測定を行い、その平均値を代表値とした。

（熱伝導性）
長さ１ｃｍ、巾１ｃｍ、厚さ１ｍｍの試験片を作成し、熱拡散率の測定を行った。パウダーを使って比熱測定を行った。得られた熱拡散率、比熱、比重から熱伝導率を求めた。

実施例の樹脂組成物は、熱伝導性と流動性とを良好なバランスで備えており、封止材として好適に使用できた。

１０ ダイアタッチ材
２０ 電子素子
３０ 基材
３２ ダイパッド
３４ アウターリード
４０ ボンディングワイヤ
５０ 封止材
１００ 電子装置
４０１ 電子素子
４０２ ダイアタッチ材
４０４ ボンディングワイヤ
４０６ 封止材
４０７ 電極パッド
４０８ 回路基板
４０９ 半田ボール

Claims (9)

1. エポキシ樹脂と、
   フェノール樹脂硬化剤と、
   硬化促進剤と、
   アルミナ粉末と、を含む封止用樹脂組成物であって、
   前記アルミナ粉末が、当該封止用樹脂組成物全体に対して、８０質量％以上９５質量％以下の量であり、
   前記アルミナ粉末のα結晶化率が、５０％以上である、封止用樹脂組成物。
2. 当該封止用樹脂組成物の硬化物の、レーザフラッシュ法により測定した場合の熱伝導率が、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、請求項１に記載の封止用樹脂成物。
3. 最低溶融粘度が、１５ｋＰａ・ｓ以下である、請求項１または２に記載の封止用樹脂組成物。
4. 前記アルミナ粉末が、球状アルミナを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の封止用樹脂組成物。
5. 前記アルミナ粉末の、レーザー解析散乱法により測定した場合の平均粒子径Ｄ５０が、１５μｍ以上２５μｍ以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の封止用樹脂組成物。
6. 前記アルミナ粉末のα結晶化率が、５０％以上８０％以下である、請求項１乃至５のいずれかに記載の封止用樹脂組成物。
7. イオン性不純物の含有量が、当該封止用樹脂組成物全体に対して、０．００２質量％以下である、請求項１乃至６のいずれかに記載の封止用樹脂組成物。
8. 離型剤をさらに含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の封止用樹脂組成物。
9. 半導体素子と、
   前記半導体素子を封止する封止材と、を備える電子装置であって、
   前記封止材が、請求項１乃至８のいずれかに記載の封止用樹脂組成物の硬化物からなる、電子装置。

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