JP2000007894A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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JP2000007894A
JP2000007894A JP17712798A JP17712798A JP2000007894A JP 2000007894 A JP2000007894 A JP 2000007894A JP 17712798 A JP17712798 A JP 17712798A JP 17712798 A JP17712798 A JP 17712798A JP 2000007894 A JP2000007894 A JP 2000007894A
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epoxy resin
resin composition
carbon black
agent
semiconductor
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JP17712798A
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English (en)
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Takeshi Suzuki
丈士 鈴木
Masakatsu Maeda
将克 前田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーク不良やショート不良が発生しない絶縁
信頼性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそ
れにより半導体素子を封止してなる半導体装置を提供す
ること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、無機充填材及びカーボンブラックを必須成
分とする樹脂組成物において、カーボンブラックの凝集
物の最大粒径が100μm以下である半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物、及びこれを用いて半導体素子を封止硬
化してなる半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁信頼性に優れ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスター、集
積回路(IC)等の電子部品は、熱硬化性樹脂で封止さ
れているが、特に集積回路は耐湿性や電気特性に優れる
エポキシ樹脂をフェノール樹脂で硬化させるエポキシ樹
脂組成物が用いられている。近年、集積回路の高集積化
に伴い半導体チップは大型化し、パッケージは小型化、
薄型化が進展してきているために、パッケージの構造と
しては多ピン化、狭ピッチ化したものが増加している。
一方、エポキシ樹脂組成物の着色剤としてカーボンブラ
ックが使用されているが、カーボンブラックの平均粒径
は数nmから数百nmと小さいものの、単体としては存
在しなく、ある程度の数のカーボンブラックが凝集して
存在しているものであり、その凝集物の大きさは数μm
から数百μmとまちまちの状態であった。又、パッケー
ジの導体回路のリード間や金ワイヤー間が狭くなるにし
たがって該リード間や金ワイヤー間に導体であるカーボ
ンブラックの凝集物の大きなものが存在すると、リーク
不良、更にはショート不良になることが判明してきて、
問題となることがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リーク不良
やショート不良が発生しない絶縁信頼性に優れた半導体
封止用エポキシ樹脂組成物及びそれにより半導体素子を
封止してなる半導体装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材及
びカーボンブラックを必須成分とする樹脂組成物におい
て、カーボンブラックの凝集物の最大粒径が100μm
以下であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂
組成物であり、この半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
用いて半導体素子を封止硬化してなることを特徴とする
半導体装置である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に使用されるエポキシ樹脂
としては、1分子中に2個以上のエポキシ基っを有し、
常温で固形のものであれば特に限定するものではない
が、例えば、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、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、アルキル変
性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等が挙げられ、
これらは単独でも混合して用いても構わない。
【0006】本発明に使用されるフェノールノボラック
型硬化剤としては、常温で固形のものであれば特に限定
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、ジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂、キシリレン変性フェノール樹脂、
テルペン変性フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単
独でも混合して用いてもよい。
【0007】本発明に使用される無機充填材としては、
溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、窒化珪素
等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。無機充填材の配合量は、成形性と信頼性のバランス
から、全樹脂組成物中60〜92重量%が好ましい。
【0008】本発明に使用される硬化促進剤としては、
エポキシ基と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、一般に半導体封止用樹脂に使用
されるものが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、トリフェ
ニルホスフィン、2−メチルイミダゾール等が挙げら
れ、これらは単独でも混合して用いてもよい。
【0009】本発明に使用されるカーボンブラックとし
ては、着色剤として一般的に使用されるものであり、例
えば、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマル
ブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等
が挙げられ、平均粒径としては数nmから数百nmであ
るが、通常粒子単体としては存在しなく、ある程度の数
の単体のカーボンブラックが集まって凝集物として存在
しており、その最大粒径は100μm以下でなければな
らない。より好ましいものは80μmであり、更にが好
ましくは50μmである。このカーボンブラックの凝集
物は、顕微鏡観察により測定することができる。カーボ
ンブラックの凝集物の最大粒径が100μmを越えると
リーク不良率やショート不良が増加するため好ましくな
い。
【0010】本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組
成物は、以上の必須成分の他に必要に応じて、シランカ
ップリング剤、カルナバワックス等の離型剤、シリコー
ンオイル等の低応力剤、三酸化アンチモン等の難燃剤
等、種々の添加剤を配合することができる。本発明の半
導体装置封止用エポキシ樹脂組成物は、各構成成分の所
定の配合物をミキサー等で均一に混合した後、加熱ロー
ル又はニーダー、押出機等で溶融混練し、冷却後粉砕し
て製造することができる。本発明のエポキシ樹脂組成物
を用いて、半導体等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成形方法
で硬化成形すればよい。
【0011】
【実施例】基本処方として下記の配合とし、ミキサーで
常温混合し、80〜100℃の加熱ロールで溶融混練
し、冷却後粉砕し、半導体装置封止用エポキシ樹脂組成
物を得た。 《配合処方》 ・ビフェニル型エポキシ樹脂 9.1重量部 [油化シェルエポキシ(株)製YX4000H 融点105℃] ・フェノールノボラック樹脂 4.9重量部 [軟化点65℃、水酸基当量104] ・トリフェニルホスフィン 0.2重量部 ・球状溶融シリカ 84.0重量部 ・カーボンブラック 0.2重量部 ・カルナバワックス 0.4重量部 ・シリコーンオイル 0.2重量部 ・三酸化アンチモン 1.0重量部
【0012】《評価方法》 ・スパイラルフロー:EMMI−I−66に準じた金型
を用い、前記半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物をト
ランスファー成形機にて175℃、射出圧70kgf/c
m2、保圧時間120秒の条件で成形し、スパイラルフロ
ーを測定。 ・リーク電流値:ワイヤーピッチ100μmでボンディ
ングした144pQFPの評価用サンプルを成形し、隣
接するリードにDC10Vを印可しリーク電流値を測定
し、10パッケージ中でリーク電流値の最大値が10-7
アンペア以下のものを合格とした。
【0013】《実施例1〜3、比較例1〜3》カーボン
ブラックの凝集物の最大粒径を表1に示したように変え
て、スパイラルフロー及びリーク電流値について評価を
行い、その結果を表1に示した。 表 1 実 施 例 比 較 例 1 2 3 1 2 3 カーボンブラック(凝集物の最大粒径:μm) 40 20 90 150 110 240 スパイラルフロー(cm) 130 133 129 135 130 132 リーク電流値(×10-7アンヘ゜ア) 0.08 0.06 0.09 500 120 >2000 総合判定 合格 合格 合格 不合格 不合格 不合格
【0014】
【発明の効果】本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂
組成物を用いて封止した半導体装置は、リーク電流不良
がなく、絶縁信頼性が向上し、歩留まり向上に優れた効
果が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC032 CC052 CC072 CD041 CD051 CD061 DA038 DE146 DJ006 DJ016 EU097 EU117 EW017 FD016 FD098 FD142 FD157 GQ05 4M109 EA03 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB13 EB19 EC07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
    硬化促進剤、無機充填材及びカーボンブラックを必須成
    分とする樹脂組成物において、カーボンブラックの凝集
    物の最大粒径が100μm以下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. 【請求項2】 請求項1記載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を封止硬化してなることを
    特徴とする半導体装置。
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