JP2000226497A - 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Info
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
温度サイクル性、耐半田クラック性に優れ、微細配線半
導体素子の封止用に適し、且つ表面実装用の小型・薄型
パッケージの封止に適したエポキシ樹脂組成物を提供す
ること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、球状溶
融シリカ、硬化促進剤、及び低応力剤を必須成分とし、
全球状溶融シリカ中の粒径53μm以上の粒子が7重量
%以下、最大粒径75μm以下、球状溶融シリカの含有
量が全エポキシ樹脂組成物中に80〜92重量%で、低
応力剤の含有量が全エポキシ樹脂組成物中に4重量%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。
Description
・薄型パッケージに適す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してなる半導
体装置に関するものである。
能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が進ん
でいる。高集積化は、配線の幅の縮小により半導体素子
当たりのトランジスタ数が増大したことにより実現した
ものである。配線の幅の縮小は年々進み、最近では、
0.1μmが期待されるまでになっている。又、配線の
幅の縮小に伴い、配線技術も著しく進歩し、立体的な配
線(二層配線等)による半導体素子の縮小化、高集積化
も進んでいる。このような配線の幅の縮小化や立体的配
線による微細配線半導体素子は、応力に対し敏感にな
り、パッシベーションクラックや半導体素子が傷つくこ
とによる配線の断線が大きな問題となっている。一方、
パッケージも従来の挿入型であるDIPから、表面実装
された小型、薄型のSOJ、SOP、QFP、TSO
P、TQFPに変わってきている。このような小型、薄
型の表面実装パッケージは、従来のDIPよりも半田リ
フロー時にパッケージクラックを生じやすい。そのた
め、従来DIPで使用していた半導体封止用エポキシ樹
脂組成物(以下、樹脂組成物という)では、耐半田クラ
ック性が不十分なものとなっている。従って、耐パッシ
ベーションクラック性が良好で、且つ、耐半田クラック
性が良好な樹脂組成物の開発が望まれている。
パッシベーションクラック性、耐半田クラック性に優
れ、微細配線半導体素子の封止に適し、且つ表面実装用
の小型・薄型パッケージに適する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してなる半導体装置
を提供するものである。
シ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)球状溶融シリ
カ、(D)硬化促進剤、及び(E)低応力剤を必須成分
とし、全球状溶融シリカ中の粒径53μm以上の粒子が
7重量%以下、最大粒径75μm以下、球状溶融シリカ
の含有量が全エポキシ樹脂組成物中に80〜92重量%
で、低応力剤の含有量が全エポキシ樹脂組成物中に4重
量%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、及びこれを用いて半導体素子を封止してな
る半導体装置である。
としては、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、
ポリマー全般を言う。例えば、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、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、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、フェノールアラルキル型エポキシ樹
脂、及びトリアジン核含有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良い。
は、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、フェノールアラルキル樹脂、テルペン変性フェノー
ル樹脂、トリフェノールメタン化合物等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いても良い。特に、フェノー
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、フェノールアラルキル樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂、及びこれらの混合物が好ましい。配合量と
しては、エポキシ樹脂のエポキシ基数とフェノール樹脂
のフェノール性水酸基を合わせるようにすることが好ま
しい。
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、一般に封止材料に使用されてい
るものを広く使用することができる。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、ジメチルベンジルアミンや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
て用いても良い。
径53μm以上の粒子が全溶融球状シリカ中に7重量%
以下で、最大粒径75μm以下のものである。7重量%
を越えると、成形時、半導体素子に傷がつき易く、温度
サイクル試験後の断線不良を引き起こすので好ましくな
い。又、一般に封止材料に使用されている溶融破砕シリ
カや結晶シリカは、半導体素子表面に傷をつけるため使
用できない。尚、本発明でいう粒径、最大粒径の測定
は、JIS Z8801に準ずる。溶融球状シリカの含
有量は、全樹脂組成物中に80〜92重量%が好まし
い。80重量%未満だと、成形時の収縮率が大きくな
り、成形後、半導体素子へのストレスが大きくなるため
半導体素子の表面に傷をつけやすく、且つ耐半田クラッ
ク性も低下するので好ましくない。92重量%を越える
と、流動性が低下し、成形不良が生じるので好ましくな
い。
えば、シリコーンオイル、ブタジエンゴム、シリコーン
ゴム等が挙げられ、一般に封止材料に使用されているも
のを広く使用することができ、反応性の官能基、エポキ
シ樹脂やフェノール樹脂への相溶性を高めるような官能
基、側鎖を有していても構わない。これらは単独でも混
合して用いても良い。含有量としては、全樹脂組成物中
に4重量%以下が好ましい。4重量%を越えると著しく
流動性が低下し、且つ耐半田クラック性が低下するので
好ましくない。
分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチ
モン等の難燃剤、カップリング剤、カーボンブラックに
代表される着色剤、天然ワックス及び合成ワックス等の
離型剤等が適宜配合可能である。本発明の樹脂組成物
は、(A)〜(E)成分、及びその他の添加剤等をミキ
サーを用いて常温混合し、ロール、ニーダー、押出機等
の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。本発
明の樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封
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。
配合割合は重量部とする。 実施例1 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬(株)・製EOCN− 1020−65、エポキシ当量200、軟化点65℃) 10.3重量部 フェノールノボラック樹脂(水酸基当量105、軟化点63℃) 4.9重量部 球状溶融シリカA(粒径53μm以上6重量%、最大粒径75μm、平均粒径 16.5μm) 75.0重量部 球状溶融シリカB(粒径53μm以上0重量%、最大粒径75μm、平均粒径 0.5μm、) 6.5重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUという ) 0.2重量 部 シリコーンオイル(日本ユニカー(株)・製、液状) 0.2重量部 ブタジエンゴム(日本合成ゴム(株)・製、固形) 0.4重量部 臭素化エポキシ樹脂(エポキシ当量365、軟化点55℃) 1.0重量部 シランカップリング剤 0.7重量部 カーボンブラック 0.3重量部 カルナバワックス 0.5重量部 をミキサーで混合した後、表面温度が90℃と45℃の
2本ロールを用いて30回混練し、得られた混練物シー
トを冷却後粉砕して、樹脂組成物を得た。得られた樹脂
組成物を以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
ラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度175℃、
注入圧力70kg/cm2、硬化時間2分で測定した。
流動性の判定は、スパイラルフローが70cm以上を
○、70cm未満を×とした。 成形後導通テスト:トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分
で、テスト用半導体素子を封止して16pSOPを成形
し、ポストモールドキュアを175℃で8時間行った。
得られたパッケージの導通テストを行い、断線の有無を
確認した。テスト用半導体素子中には2回路あり、いず
れか1回路が断線した場合、そのパッケージを不良とし
た。100個のパッケージを調査して不良個数をカウン
トし、不良の発生したパッケージがn個であるときn/
100と表示した。 耐温度サイクル性:前述の成形後導通テストで良品であ
ったパッケージ100個について、−50℃で10分、
次に150℃で10分を1サイクルとし、50サイクル
行い、導通テストで断線の有無を確認した。テスト用半
導体素子中には2回路あり、いずれか1回路が断線した
場合、そのパッケージを不良とした。100個のパッケ
ージを調査して不良個数をカウントし、不良の発生した
パッケージがn個であるときn/100と表示した。な
お、パッシベーションクラックの判定として、成形後導
通テストと温度サイクル後導通テストのいずれにおいて
も不良が発生しなかった配合を○、いずれかのテストで
不良が発生した配合を×とした。 耐半田クラック性:トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分
で、テスト用半導体素子を封止して80pQFP(16
×20×2.7mm)を成形し、ポストモールドキュア
を175℃で8時間行った。更に85℃、相対湿度60
%の環境下で168時間処理し、その後260℃の半田
槽に10秒浸漬後、外部クラック、及び内部クラックを
超音波探傷機で観察した。内部クラック、外部クラック
のいずれも発生しなかったものを○、いずれかのクラッ
クを発生したものを×とした。
成物を得、実施例1と同様にして評価した。結果を表
1、表2に示す。なお、実施例2〜6、比較例1〜6で
用いた原料を以下に示す。球状溶融シリカC(粒径53
μm以上0重量%、最大粒径53μm、平均粒径20.
3μm)、球状溶融シリカD(粒径53μm以上17重
量%、最大粒径150μm、平均粒径28.2μm)、
球状溶融シリカE(粒径53μm以上6重量%、最大粒
径105μm、平均粒径23.0μm)、破砕溶融シリ
カ(粒径53μm以上4重量%、最大粒径75μm、平
均粒径12.3μm)、ビフェニル型エポキシ樹脂(油
化シェルエポキシ(株)・製、エポキシ当量190、融
点95℃)。
ションクラック性に優れ、微細配線半導体素子の封止用
に適し、且つ表面実装用の小型・薄型パッケージの封止
に適したエポキシ樹脂組成物が得られ、これを用いた半
導体装置は、耐温度サイクル性、耐半田クラック性に優
れている。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)球状溶融シリカ、(D)硬化促進剤、及び
(E)低応力剤を必須成分とし、全球状溶融シリカ中の
粒径53μm以上の粒子が7重量%以下、最大粒径75
μm以下、球状溶融シリカの含有量が全エポキシ樹脂組
成物中に80〜92重量%で、低応力剤の含有量が全エ
ポキシ樹脂組成物中に4重量%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。 - 【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してなることを特徴
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2627999A JP2000226497A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2627999A JP2000226497A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000226497A true JP2000226497A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12188858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2627999A Pending JP2000226497A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000226497A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003012761A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP2003073556A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Kyocera Chemical Corp | 封止用樹脂組成物および半導体装置 |
JP2009102596A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | フェノール樹脂成形材料とそれを用いた成形品 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP2627999A patent/JP2000226497A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003012761A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP2003073556A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Kyocera Chemical Corp | 封止用樹脂組成物および半導体装置 |
JP2009102596A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | フェノール樹脂成形材料とそれを用いた成形品 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040312 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040511 |
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A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20040728 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041029 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20050311 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |