JP2000265042A - 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置

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JP2000265042A
JP2000265042A JP7190599A JP7190599A JP2000265042A JP 2000265042 A JP2000265042 A JP 2000265042A JP 7190599 A JP7190599 A JP 7190599A JP 7190599 A JP7190599 A JP 7190599A JP 2000265042 A JP2000265042 A JP 2000265042A
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resin
resin composition
metal complex
fused silica
epoxy resin
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JP7190599A
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English (en)
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Kazuya Shigeno
数也 滋野
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性に優れ、耐湿信頼性及び炭酸ガスレー
ザーマーキング性に優れた半導体封止用樹脂組成物を提
供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促
進剤、平均粒径40μm以下の溶融シリカ及び一般式
(A)で示される金属錯塩染料からなることを特徴とす
る半導体封止用樹脂組成物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐湿信頼性及び炭
酸ガスレーザーマーキング性に優れた半導体封止用樹脂
組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】トランジスター、コンデンサー、ダイオ
ード、IC、LSI等の半導体封止用樹脂組成物の着色
剤成分としては、カーボンブラックが広く採用され、更
に半導体装置への印字方法としてはインクによる捺印が
広く用いられてきたが、近年はインク捺印に代わり炭酸
ガスレーザーやYAGレーザーによる半導体装置への印
字も導入され始めてきている。しかし、従来のカーボン
ブラックを含む樹脂組成物で封止された半導体装置の印
字に、炭酸ガスレーザーを用いた場合、発色性が悪く、
鮮明な印字を得ることが困難であった。これを解決する
ために有機アジン系染料を使用することが行われてきた
が、結晶系シリカや平均粒径30μmを越える溶融シリ
カでは良好であったが、平均粒径が30μm以下の溶融
シリカではいまだ不十分であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】半導体封止用樹脂組成
物の炭酸ガスレーザー発色性につき、種々の検討を行っ
た結果、特定の平均粒径以下の溶融シリカと式(A)で
示される金属錯塩染料を用いることにより、成形性、耐
湿信頼性及び炭酸ガスレーザーマーキング性に優れた樹
脂組成物を見いだし、本発明に至ったものである。
【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、硬化促進剤、平均粒径が40μm
以下の溶融シリカ及び一般式(A)で示される金属錯塩
染料からなることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物
で、より好ましくは平均粒径が30μm以下の溶融シリ
カ、金属錯塩染料(A)を全樹脂組成物中に0.2〜
2.0重量%含む半導体封止用樹脂組成物、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。
【化2】 (式(A)中のnは2〜6の整数)
【0005】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるエポキシ樹脂は、1分子中に少なくとも
2個以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、
ポリマー全般を指し、その分子量、分子構造は、特に限
定するものではない。例えばビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル
型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェノールメ
タン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等
が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、
又、これらエポキシ樹脂は単独もしくは併用しても差し
支えない。本発明に用いるフェノール樹脂は、上記エポ
キシ樹脂と硬化反応を行い、架橋構造を形成することが
できる1分子中に少なくとも2個以上のフェノール性水
酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指
し、その分子量、分子構造は、特に限定するものではな
い。例えばフェノールノボラック樹脂、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、ジシクロペ
ンタジエン変性フェノール樹脂、ビスフェノールA、ト
リフェノールエタン等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。これらのフェノール樹脂は単独もし
くは併用しても差し支えない。本発明に用いるエポキシ
樹脂とフェノール樹脂硬化剤の配合割合は、特には限定
しないが、総エポキシ基数/総フェノール性水酸基数で
0.8〜1.3が好ましい。
【0006】硬化促進剤としては、エポキシ樹脂とフェ
ノール樹脂との架橋反応を促進するものであり、例え
ば、トリフェニルホスフィン等の有機リン化合物、1,
8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の
アミン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾ
ール化合物等が挙げられる。これらの硬化促進剤は単独
もしくは併用しても差し支えない。半導体封止用樹脂組
成物に用いられる無機質充填材としては、一般に溶融シ
リカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等があり、破砕
状、球状のものがある。本発明に用いる無機充填材とし
ては、溶融シリカの平均粒径40μm以下のもので、よ
り好ましくは、平均粒径30μm以下のものである。こ
れは、着色剤として有機アジン系染料と平均粒径30μ
m以下の溶融シリカを含む樹脂組成物を用いて封止した
半導体装置に炭酸ガスレーザーマーキングをした場合、
発色性が不十分となる欠点があり、この欠点を解決する
のに最適であることによる。溶融シリカの平均粒径が、
40μmを越えると流動性が劣り、未充填不良が発生す
るので好ましくない。本発明の溶融シリカの最大粒径と
しは、流動性、充填性等から150μm以下、より好ま
しくは100μm以下である。溶融シリカの配合量は、
成形性と信頼性とのバランスから全樹脂組成物中に65
〜90重量%が好ましい。特に溶融シリカの多い配合で
は、球状溶融シリカを用いるのが好ましい。平均粒径
が、40μmを越えると炭酸ガスレーザーマーキング性
は良好であるが、流動性は乏しく未充填が発生する。
【0007】本発明に用いる金属錯塩染料について以下
に説明する。本発明で用いる金属錯塩は、式(A)で示
したクロム原子のまわりに4個の酸素原子が配列された
構造の化合物である。本発明に用いる金属錯塩染料とし
ては、例えば、中央合成化学(株)・製のSolven
t Black 27(式(A)のn=2の化合物)が
挙げられる。金属錯塩染料の配合量は、全樹脂組成物中
に0.2〜2.0重量%の範囲であり、好ましくは0.
3〜1.5重量%である。0.2重量%未満だと炭酸ガ
スレーザー印字後の発色性が悪く、又、樹脂組成物の硬
化物の色が淡青色となり良好なコントラストを得ること
ができないおそれがある。2.0重量%を越えると炭酸
ガスレーザーを照射した部分の染料の一部が発色せずに
そのまま残り、良好な発色性を得ることができないおそ
れがある。又、本発明の金属錯塩染料の特性を損なわな
い範囲で、コントラスト調整用に各種各色の着色剤等を
併用することも可能である。
【0008】本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、硬化促進剤、平均粒径が40μm以下の
溶融シリカ及び一般式(A)で示される金属錯塩染料か
らなるが、これ以外にも必要に応じて、シランカップリ
ング剤に代表される各種カップリング剤、天然ワックス
及び合成ワックス等の離型剤、シリコーンオイル、シリ
コーンゴム、合成ゴム等の低応力添加剤を適宜配合して
も差し支えない。成形材料化するに際しては、加熱ニー
ダーや熱ロールにより全成分を加熱混練し、続いて冷
却、粉砕することで目的とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物が得られる。
【0009】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例1 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点60℃、エポキシ当量2 00) 14.9重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点110℃、水酸基当量104) 8.3重量部 ブロム化エポキシ樹脂(軟化点80℃、エポキシ当量273) 2.0重量部 三酸化アンチモン 2.0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 ) 0.18重量部 γーアミノプロピルトリエトキシシラン 0.5重量部 カルナバワックス 0.5重量部 破砕溶融シリカ粉末 (平均粒径20μm) 71.42重量部 金属錯塩染料1(式(A)において、n=2) 0.2重量部 をミキサーにより十分に混合した後、バレル温度100
℃で、ニーダー、ロールで加熱混練し、更に冷却後粉砕
して、封止材料とした。この材料を用いて、以下の項目
の評価を行った。スパイラルフロー、ゲル化時間、難燃
性、耐湿性を評価した。評価結果を表1に示す。
【0010】評価方法 ・スパイラルフロー:EMMI−I−66に準じた金型
を用い、175℃、実効圧70kgf/cm2、120
秒の条件でトランスファー成形した時の金型内で樹脂組
成物が流動した長さ。 ・ゲル化時間:175℃の熱板上に樹脂組成物を2g乗
せ、スパチュラを用いて約25mm角の大きさに広げて
熱板にこすりつけた後、樹脂組成物が硬化して熱板より
剥がれるまでの時間。 ・難燃性:UL−94垂直法。厚さ1.0mmの試験片
を使用。 ・耐湿信頼性:圧力76kgf/cm2、金型温度17
5℃、硬化120秒の条件で80pQFPパッケージを
成形し、ポストキュアー後、85℃、相対湿度85%の
環境下で24時間放置し、その後260℃の半田槽に1
0秒間浸漬した。次にこのパッケージを125℃、2.
3気圧のPCT処理を行い、不良率が50%となるまで
のPCT処理時間を耐湿信頼性として表現した。 ・炭酸ガスレーザー印字:圧力76kgf/cm2、金
型温度175℃、硬化120秒の条件で10mmφ、3
mm厚の円板を成形し、ポストキュアーを175℃で4
時間行った後に印字を行い、目視により発色性、コント
ラストを評価(印字装置:ユニマークAGH610(ウ
シオ電機・製)、レーザー波長は10.6μm、印加電
圧は40kV)。 実施例2〜4 表1の配合に従い、実施例1と同様にして封止材料を得
た。実施例4に用いた金属錯塩染料2は式(A)におけ
るn=3の化合物である。評価結果を表1に示す。
【0011】比較例1、2 表1の配合に従い、実施例1と同様にして封止材料を得
た。比較例2に用いた破砕溶融シリカ粉末は、平均粒径
43μmである。比較例2は、炭酸ガスレーザー印字発
色性は優れているが、スパイラルフローが短く、充填不
良が発生したため、総合評価は×である。
【0012】
【表1】
【0013】
【発明の効果】本発明は、成形性に優れ、この樹脂組成
物で封止された半導体装置は耐湿信頼性及び炭酸ガスレ
ーザーマーキング性に優れている。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CC042 CC072 CD001 CD041 CD051 CD061 CD071 CE002 DE148 DF018 DJ018 EJ036 EJ046 ES009 EU117 EU207 EW147 FD018 FD099 FD142 FD146 FD157 GQ05 4M109 EA02 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB13 EB19 EC01 EC03 EC13 EC20 GA08

Claims (3)

    【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、硬化促
    進剤、平均粒径40μm以下の溶融シリカ及び一般式
    (A)で示される金属錯塩染料からなることを特徴とす
    る半導体封止用樹脂組成物。 【化1】 (式(A)中のnは2〜6の整数)
  2. 【請求項2】 溶融シリカの平均粒径が30μm以下
    で、金属錯塩染料(A)を全樹脂組成物中に0.2〜
    2.0重量%含む請求項1記載の半導体封止用樹脂組成
    物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の樹脂組成物を用い
    て半導体素子を封止してなる半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003012895A (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
KR100383248B1 (ko) * 2000-12-27 2003-05-12 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물
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