JP2001089551A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動性に優れ、かつ耐半田クラック性に優れ
たエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 （Ａ）一般式（１）で示されるエポキシ
樹脂、（Ｂ）一般式（２）で示されるフェノール樹脂、
（Ｃ）無機充填材、及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分と
することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 【化１】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｎは平均値で、ｎ＝０〜１０の
正数） 【化２】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いずれも
ｍ、ｎ＝１〜１０の正数）
たエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 （Ａ）一般式（１）で示されるエポキシ
樹脂、（Ｂ）一般式（２）で示されるフェノール樹脂、
（Ｃ）無機充填材、及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分と
することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 【化１】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｎは平均値で、ｎ＝０〜１０の
正数） 【化２】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いずれも
ｍ、ｎ＝１〜１０の正数）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動性、耐半田ク
ラック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。
ラック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】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の封止方法
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形による
方法が低コスト、大量生産に適した方法として採用され
て久しく、信頼性もエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノ
ール樹脂の改良により向上が図られてきた。しかし、近
年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向に
おいて、半導体の高集積化も年々進み、又半導体装置の
表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきてい
る。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決
できない問題点も出てきている。その最大の問題点は、
半導体装置の表面実装の採用により半導体装置が半田浸
漬、或いはリフロー工程で急激に２００℃以上の高温に
さらされ、半導体装置が吸湿した水分が爆発的に気化す
る際の応力により、半導体装置が割れたり、半導体素
子、リードフレーム、インナーリード上の各種メッキさ
れた接合部分との各界面で、剥離が生じ信頼性が著しく
低下する現象である。更に、近年半導体装置の薄型化に
伴い、半導体装置中に占める樹脂組成物の硬化物の厚み
が一段と薄くなってきており、６４Ｍ、２５６ＭＤＲＡ
Ｍ用の半導体装置は、１ｍｍ厚のＴＳＯＰが主流となり
つつある。これら薄型半導体装置には、樹脂組成物の成
形時のパッケージ充填性が良好で、金線変形が少なく、
半導体素子やリードフレームの変形（チップシフトやダ
イパッドシフトと呼ぶ）がないことが要求され、そのた
め樹脂組成物には、成形時の流動性に優れることが必要
である。
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形による
方法が低コスト、大量生産に適した方法として採用され
て久しく、信頼性もエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノ
ール樹脂の改良により向上が図られてきた。しかし、近
年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向に
おいて、半導体の高集積化も年々進み、又半導体装置の
表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきてい
る。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決
できない問題点も出てきている。その最大の問題点は、
半導体装置の表面実装の採用により半導体装置が半田浸
漬、或いはリフロー工程で急激に２００℃以上の高温に
さらされ、半導体装置が吸湿した水分が爆発的に気化す
る際の応力により、半導体装置が割れたり、半導体素
子、リードフレーム、インナーリード上の各種メッキさ
れた接合部分との各界面で、剥離が生じ信頼性が著しく
低下する現象である。更に、近年半導体装置の薄型化に
伴い、半導体装置中に占める樹脂組成物の硬化物の厚み
が一段と薄くなってきており、６４Ｍ、２５６ＭＤＲＡ
Ｍ用の半導体装置は、１ｍｍ厚のＴＳＯＰが主流となり
つつある。これら薄型半導体装置には、樹脂組成物の成
形時のパッケージ充填性が良好で、金線変形が少なく、
半導体素子やリードフレームの変形（チップシフトやダ
イパッドシフトと呼ぶ）がないことが要求され、そのた
め樹脂組成物には、成形時の流動性に優れることが必要
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題点に対してエポキシ樹脂として一般式（１）で示され
るエポキシ樹脂と一般式（２）で示されるフェノール樹
脂を用いることにより、流動性に優れ、半導体素子、リ
ードフレーム等の各種部材との接着性の向上、硬化物の
高温時における低弾性率化による低応力化により、基板
実装時における半導体装置の耐半田クラック性を著しく
向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを
用いた半導体装置を提供するものである。
題点に対してエポキシ樹脂として一般式（１）で示され
るエポキシ樹脂と一般式（２）で示されるフェノール樹
脂を用いることにより、流動性に優れ、半導体素子、リ
ードフレーム等の各種部材との接着性の向上、硬化物の
高温時における低弾性率化による低応力化により、基板
実装時における半導体装置の耐半田クラック性を著しく
向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを
用いた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、（Ａ）一般式
（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で
示されるフェノール樹脂、（Ｃ）無機充填材、及び
（Ｄ）硬化促進剤を必須成分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。
（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で
示されるフェノール樹脂、（Ｃ）無機充填材、及び
（Ｄ）硬化促進剤を必須成分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。
【化４】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｎは平均値で、ｎ＝０〜１０の
正数）
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｎは平均値で、ｎ＝０〜１０の
正数）
【０００５】
【化５】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いずれも
ｍ、ｎ＝１〜１０の正数）
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いずれも
ｍ、ｎ＝１〜１０の正数）
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる一般式（１）
で示されるエポキシ樹脂は、例えばビス（メトキシメチ
ル）ベンゼンとフェノール類をフリーデル・クラフツ・
アルキル化反応により重合させたフェノール樹脂をグリ
シジルエーテル化したもので、従来のオクソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂に比べ、これを用いた硬化物
はガラス転移温度を越えた高温時での弾性率が低く、リ
ードフレーム等の金属類との接着性に優れる。従って表
面実装の半田付け時における熱ストレスを低減させるこ
とができ、耐半田クラック性に優れている。式中の
Ｒ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中から選択さ
れる同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整数、ｂは０
〜４の整数、ｎは平均値、ｎ＝０〜１０の正数で、これ
らの中では、硬化性の点からａ及びｂは０のものが好ま
しい。又炭素数が４を越えると、硬化性が更に低下する
傾向にある。ｎは０〜１０であるが、１０を越えると流
動性が劣る傾向にある。一般式（１）で示されるエポキ
シ樹脂は、１５０℃におけるＩＣＩ粘度計（コーン＆プ
レート）により測定される溶融粘度が０．１〜２．５ポ
イズであることが望ましい。これは半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物としての無機充填材量を７５〜９３重量％
にする場合、２．５ポイズを越えると溶融時の流動性が
低下することによる。
で示されるエポキシ樹脂は、例えばビス（メトキシメチ
ル）ベンゼンとフェノール類をフリーデル・クラフツ・
アルキル化反応により重合させたフェノール樹脂をグリ
シジルエーテル化したもので、従来のオクソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂に比べ、これを用いた硬化物
はガラス転移温度を越えた高温時での弾性率が低く、リ
ードフレーム等の金属類との接着性に優れる。従って表
面実装の半田付け時における熱ストレスを低減させるこ
とができ、耐半田クラック性に優れている。式中の
Ｒ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中から選択さ
れる同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整数、ｂは０
〜４の整数、ｎは平均値、ｎ＝０〜１０の正数で、これ
らの中では、硬化性の点からａ及びｂは０のものが好ま
しい。又炭素数が４を越えると、硬化性が更に低下する
傾向にある。ｎは０〜１０であるが、１０を越えると流
動性が劣る傾向にある。一般式（１）で示されるエポキ
シ樹脂は、１５０℃におけるＩＣＩ粘度計（コーン＆プ
レート）により測定される溶融粘度が０．１〜２．５ポ
イズであることが望ましい。これは半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物としての無機充填材量を７５〜９３重量％
にする場合、２．５ポイズを越えると溶融時の流動性が
低下することによる。
【０００７】一般式（１）で示されるエポキシ樹脂は、
その特性が損なわれない範囲で他のエポキシ樹脂と併用
してもかまわないが、このエポキシ樹脂の配合量を調節
することにより、耐半田クラック性を最大限に引き出す
ことができる。耐半田クラック性の効果を引き出すため
には、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂を総エポキ
シ樹脂量に対して３０重量％以上、好ましくは５０重量
％以上の使用が望ましい。３０重量％未満だと高温時の
低弾性化及び接着性が十分に得られず、耐半田クラック
性が不十分となるおそれがある。一般式（１）で示され
るエポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂を併用する場
合、用いるエポキシ樹脂としては、分子内にエポキシ基
を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指す。
例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ナフト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、ジシクロペ
ンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル
型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、スチ
ルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ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
い。
その特性が損なわれない範囲で他のエポキシ樹脂と併用
してもかまわないが、このエポキシ樹脂の配合量を調節
することにより、耐半田クラック性を最大限に引き出す
ことができる。耐半田クラック性の効果を引き出すため
には、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂を総エポキ
シ樹脂量に対して３０重量％以上、好ましくは５０重量
％以上の使用が望ましい。３０重量％未満だと高温時の
低弾性化及び接着性が十分に得られず、耐半田クラック
性が不十分となるおそれがある。一般式（１）で示され
るエポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂を併用する場
合、用いるエポキシ樹脂としては、分子内にエポキシ基
を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指す。
例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ナフト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、ジシクロペ
ンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル
型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、スチ
ルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ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
い。
【０００８】本発明に用いられる一般式（２）で示され
るフェノール樹脂は、例えばビス（メトキシメチル）ビ
フェニル及びビス（メトキシメチル）ベンゼンとフェノ
ール類をフリーデル・クラフツ・アルキル化反応により
重合させて得られる。一般式（２）で示されるフェノー
ル樹脂を用いた樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度
を越えた高温域での弾性率が低く、低吸湿性であるため
表面実装の半田付け時における熱ストレスを低減させる
ことができ耐半田クラック性、半田処理後の基材との密
着性に優れた特徴を有している。この樹脂は、一般式
（４）のジフェニレン骨格のみを含むフェノールアラル
キル樹脂に比べ、樹脂組成物の硬化性が向上し成形性に
優れている。又、一般式（５）のフェニレン骨格のみを
含むフェノールアラルキル樹脂に比べ、樹脂組成物の硬
化物は低吸湿性、熱時低弾性の特徴を有し、接着強度、
耐湿信頼性に優れている。又、一般式（４）のジフェニ
レン骨格を含むフェノールアラルキル樹脂と一般式
（５）のフェニレン骨格を含むフェノールアラルキル樹
脂を単に混合した場合は、硬化性の高い一般式（５）の
フェノールアラルキル樹脂が硬化網目構造を先に形成
し、硬化性の低い一般式（４）のフェノールアラルキル
樹脂が硬化時に取り残されるため、成形品表面と金型と
の界面に一般式（４）のフェノールアラルキル樹脂がブ
リードし、金型や成形品表面に汚れを発生したり、硬化
網目構造が不均一なため曲げ強度等の機械的特性が低下
する。これに対し１分子中にジフェニレン構造とフェニ
レン構造の両者を有する一般式（２）で示されるフェノ
ール樹脂は、両方の樹脂の特徴をバランス良く有してお
り、均一な硬化挙動と均一な硬化物構造を形成する。
るフェノール樹脂は、例えばビス（メトキシメチル）ビ
フェニル及びビス（メトキシメチル）ベンゼンとフェノ
ール類をフリーデル・クラフツ・アルキル化反応により
重合させて得られる。一般式（２）で示されるフェノー
ル樹脂を用いた樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度
を越えた高温域での弾性率が低く、低吸湿性であるため
表面実装の半田付け時における熱ストレスを低減させる
ことができ耐半田クラック性、半田処理後の基材との密
着性に優れた特徴を有している。この樹脂は、一般式
（４）のジフェニレン骨格のみを含むフェノールアラル
キル樹脂に比べ、樹脂組成物の硬化性が向上し成形性に
優れている。又、一般式（５）のフェニレン骨格のみを
含むフェノールアラルキル樹脂に比べ、樹脂組成物の硬
化物は低吸湿性、熱時低弾性の特徴を有し、接着強度、
耐湿信頼性に優れている。又、一般式（４）のジフェニ
レン骨格を含むフェノールアラルキル樹脂と一般式
（５）のフェニレン骨格を含むフェノールアラルキル樹
脂を単に混合した場合は、硬化性の高い一般式（５）の
フェノールアラルキル樹脂が硬化網目構造を先に形成
し、硬化性の低い一般式（４）のフェノールアラルキル
樹脂が硬化時に取り残されるため、成形品表面と金型と
の界面に一般式（４）のフェノールアラルキル樹脂がブ
リードし、金型や成形品表面に汚れを発生したり、硬化
網目構造が不均一なため曲げ強度等の機械的特性が低下
する。これに対し１分子中にジフェニレン構造とフェニ
レン構造の両者を有する一般式（２）で示されるフェノ
ール樹脂は、両方の樹脂の特徴をバランス良く有してお
り、均一な硬化挙動と均一な硬化物構造を形成する。
【０００９】
【化６】
【００１０】
【化７】 一般式（２）中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル
基の中から選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜
３の整数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いず
れもｍ、ｎ＝１〜１０の正数である。いずれかかが１０
を越えると流動性が劣り好ましくない。より好ましい
ｍ、ｎは１〜５である。ｍとｎの合計に対するｍの割合
は、０．１〜０．９が好ましい。０．１未満だと高温時
の弾性率の低下が小さくなり、硬化性が悪く、０．９を
越えると硬化性が悪くなる傾向にある。更に、一般式
（２）の内では、硬化性、流動性、高温時の弾性率等の
バランスから式（３）で示される樹脂が好ましい。
基の中から選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜
３の整数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いず
れもｍ、ｎ＝１〜１０の正数である。いずれかかが１０
を越えると流動性が劣り好ましくない。より好ましい
ｍ、ｎは１〜５である。ｍとｎの合計に対するｍの割合
は、０．１〜０．９が好ましい。０．１未満だと高温時
の弾性率の低下が小さくなり、硬化性が悪く、０．９を
越えると硬化性が悪くなる傾向にある。更に、一般式
（２）の内では、硬化性、流動性、高温時の弾性率等の
バランスから式（３）で示される樹脂が好ましい。
【００１１】
【化８】 一般式（２）で示されるフェノール樹脂の１５０℃での
溶融粘度としては、０．１〜１．５ポイズが好ましい。
１．５ポイズを越えると、溶融時の流動性が低下するこ
とによる。本発明のフェノール樹脂の１５０℃での溶融
粘度は、前記のエポキシ樹脂と同様にＩＣＩ粘度計（コ
ーン＆プレート型）を用いて測定したものである。一般
式（２）で示されるフェノール樹脂は、その特性が損な
われない範囲で他のフェノール樹脂と併用してもかまわ
ないが、このフェノール樹脂の配合量を調節することに
より、耐半田クラック性を最大限に引き出すことができ
る。耐半田クラック性の効果を引き出すためには、一般
式（２）で示されるフェノール樹脂を総フェノール樹脂
量に対して３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上
の使用が望ましい。３０重量％未満だと高温時の低弾性
化及び接着性が十分に得られず、耐半田クラック性が不
十分となるおそれがある。併用するフェノール樹脂とし
ては、分子内に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、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、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、トリフェノールメタン型樹脂等が挙げられ
る。又、これらのフェノール樹脂は、単独もしくは混合
して用いても差し支えない。
溶融粘度としては、０．１〜１．５ポイズが好ましい。
１．５ポイズを越えると、溶融時の流動性が低下するこ
とによる。本発明のフェノール樹脂の１５０℃での溶融
粘度は、前記のエポキシ樹脂と同様にＩＣＩ粘度計（コ
ーン＆プレート型）を用いて測定したものである。一般
式（２）で示されるフェノール樹脂は、その特性が損な
われない範囲で他のフェノール樹脂と併用してもかまわ
ないが、このフェノール樹脂の配合量を調節することに
より、耐半田クラック性を最大限に引き出すことができ
る。耐半田クラック性の効果を引き出すためには、一般
式（２）で示されるフェノール樹脂を総フェノール樹脂
量に対して３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上
の使用が望ましい。３０重量％未満だと高温時の低弾性
化及び接着性が十分に得られず、耐半田クラック性が不
十分となるおそれがある。併用するフェノール樹脂とし
ては、分子内に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、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、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、トリフェノールメタン型樹脂等が挙げられ
る。又、これらのフェノール樹脂は、単独もしくは混合
して用いても差し支えない。
【００１２】本発明に用いられる無機充填材としては、
溶融シリカ、結晶シリカ、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良い。特に、
溶融シリカを高充填化するためには、球状溶融シリカを
用い、このシリカの粒度分布を広くすることにより成形
時の樹脂組成物の溶融粘度を低減できるので好ましい。
又無機充填材は、予めシランカップリング剤で表面処理
されているものを用いても良い。本発明に用いられる無
機充填材の配合量としては、全エポキシ樹脂組成物中７
５〜９３重量％が好ましい。７５重量％未満だと、成形
して得られた半導体装置の吸湿量が増加し、半田処理温
度での強度が低下し、半田処理時に半導体装置にクラッ
クが発生し易くなり好ましくない。一方、９３重量％を
越えると、樹脂組成物の成形時の流動性が低下し、未充
填やチップシフト、パッドシフトが発生し易くなり好ま
しくない。
溶融シリカ、結晶シリカ、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良い。特に、
溶融シリカを高充填化するためには、球状溶融シリカを
用い、このシリカの粒度分布を広くすることにより成形
時の樹脂組成物の溶融粘度を低減できるので好ましい。
又無機充填材は、予めシランカップリング剤で表面処理
されているものを用いても良い。本発明に用いられる無
機充填材の配合量としては、全エポキシ樹脂組成物中７
５〜９３重量％が好ましい。７５重量％未満だと、成形
して得られた半導体装置の吸湿量が増加し、半田処理温
度での強度が低下し、半田処理時に半導体装置にクラッ
クが発生し易くなり好ましくない。一方、９３重量％を
越えると、樹脂組成物の成形時の流動性が低下し、未充
填やチップシフト、パッドシフトが発生し易くなり好ま
しくない。
【００１３】本発明に用いられる硬化促進剤は、エポキ
シ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒であり、具
体例としては、トリブチルアミン、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、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニ
ウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合
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。これらは単独でも混合して用いても差し
支えない。
シ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒であり、具
体例としては、トリブチルアミン、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、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニ
ウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合
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。これらは単独でも混合して用いても差し
支えない。
【００１４】本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成
分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アン
チモン等の難燃剤、ポリシロキサン化合物に代表される
低応力剤、カップリング剤、カーボンブラックに代表さ
れる着色剤が適宜配合可能である。成形材料とするに
は、全成分を混合後、加熱ニーダや熱ロールを用いて加
熱混練し、続いて冷却、粉砕することで目的とする樹脂
組成物が得られる。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従来の成形方法で硬
化成形すればよい。
分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アン
チモン等の難燃剤、ポリシロキサン化合物に代表される
低応力剤、カップリング剤、カーボンブラックに代表さ
れる着色剤が適宜配合可能である。成形材料とするに
は、全成分を混合後、加熱ニーダや熱ロールを用いて加
熱混練し、続いて冷却、粉砕することで目的とする樹脂
組成物が得られる。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従来の成形方法で硬
化成形すればよい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例１ 式（６）で示されるエポキシ樹脂（軟化点５０℃、エポキシ当量２４０、溶融 粘度２．０ポイズ／１５０℃） ６．２重量部
【化９】
【００１６】 式（３）で示されるフェノール樹脂Ａ（軟化点６６℃、水酸基当量１８２、溶 融粘度１．０ポイズ／１５０℃、ｍ：ｎ＝２８：７２） ４．８重量部
【化１０】
【００１７】 球状溶融シリカ粉末 ８８．０重量部 トリフェニルホスフィン ０．２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 の各成分をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９
０℃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とした。
得られた樹脂組成物の特性を以下の方法で評価した。結
果を表１に示す。
０℃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とした。
得られた樹脂組成物の特性を以下の方法で評価した。結
果を表１に示す。
【００１８】評価方法 スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイ
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。 チップシフト量：３２ピンのリードオンチップ構造のＴ
ＳＯＰ［パッケージサイズは、１０×２１ｍｍ、厚み
１．０ｍｍ、シリコンチップのサイズは、９×１８ｍ
ｍ、リードフレームは鉄／ニッケル合金（４２アロイ）
製、チップとインナーリード間は厚み１００μｍのポリ
イミドテープで接着されている］を１７５℃の金型温
度、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ2で２分間トランスファー
成形を行った。成形品を樹脂組成物の注入方向に沿って
パッケージ中心で切断し、断面を観察することでチップ
両端のパッケージ成形品下面からの距離を求め、その差
をチップシフト量としてμｍ単位で表示した。 熱時弾性率：２４０℃での弾性率をＪＩＳ Ｋ ６９１
１に準じて測定した。単位はｋｇｆ／ｍｍ2。 硬化性：エポキシ樹脂組成物を金型温度１７５℃、硬化
時間２分で成形し、型開き１０秒後のバコール硬度（Ｎ
ｏ９３５）を測定した値。 耐半田クラック性：１００ピンＴＱＦＰパッケージ（パ
ッケージサイズは１４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シ
リコンチップのサイズは、８．０×８．０ｍｍ、リード
フレームは４２アロイ製）を１７５℃の金型温度、注入
圧力７５ｋｇ／ｃｍ2で２分間トランスファー成形を行
い、１７５℃で８時間の後硬化をした。成形品パッケー
ジを８５℃、相対湿度８５％の環境下で１６８時間放置
し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。顕微
鏡でパッケージを観察し、外部クラック［（クラック発
生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を％
で表示した。又、チップと樹脂組成物の硬化物との剥離
面積の割合を超音波探傷装置を用いて測定し、剥離率
［（剥離面積）／（チップ面積）×１００］を％で表示
した。 金型汚れ：１００ピンＴＱＦＰパッケージを成形した金
型で、エポキシ樹脂組成物を上記条件で連続１００回成
形し、成形後の金型の表面を目視で観察した。金型表面
に変色が認められた場合を×、変化がなかった場合に○
で表示した。
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。 チップシフト量：３２ピンのリードオンチップ構造のＴ
ＳＯＰ［パッケージサイズは、１０×２１ｍｍ、厚み
１．０ｍｍ、シリコンチップのサイズは、９×１８ｍ
ｍ、リードフレームは鉄／ニッケル合金（４２アロイ）
製、チップとインナーリード間は厚み１００μｍのポリ
イミドテープで接着されている］を１７５℃の金型温
度、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ2で２分間トランスファー
成形を行った。成形品を樹脂組成物の注入方向に沿って
パッケージ中心で切断し、断面を観察することでチップ
両端のパッケージ成形品下面からの距離を求め、その差
をチップシフト量としてμｍ単位で表示した。 熱時弾性率：２４０℃での弾性率をＪＩＳ Ｋ ６９１
１に準じて測定した。単位はｋｇｆ／ｍｍ2。 硬化性：エポキシ樹脂組成物を金型温度１７５℃、硬化
時間２分で成形し、型開き１０秒後のバコール硬度（Ｎ
ｏ９３５）を測定した値。 耐半田クラック性：１００ピンＴＱＦＰパッケージ（パ
ッケージサイズは１４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シ
リコンチップのサイズは、８．０×８．０ｍｍ、リード
フレームは４２アロイ製）を１７５℃の金型温度、注入
圧力７５ｋｇ／ｃｍ2で２分間トランスファー成形を行
い、１７５℃で８時間の後硬化をした。成形品パッケー
ジを８５℃、相対湿度８５％の環境下で１６８時間放置
し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬した。顕微
鏡でパッケージを観察し、外部クラック［（クラック発
生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を％
で表示した。又、チップと樹脂組成物の硬化物との剥離
面積の割合を超音波探傷装置を用いて測定し、剥離率
［（剥離面積）／（チップ面積）×１００］を％で表示
した。 金型汚れ：１００ピンＴＱＦＰパッケージを成形した金
型で、エポキシ樹脂組成物を上記条件で連続１００回成
形し、成形後の金型の表面を目視で観察した。金型表面
に変色が認められた場合を×、変化がなかった場合に○
で表示した。
【００１９】実施例２〜６、比較例１〜５ 実施例１の配合に代えて、表１、表２に示す割合で各成
分を配合し、実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
実施例１と同様に評価した結果を表１、表２に示す。な
お、実施例、及び比較例で用いた材料を以下に示す。 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点５
８℃、エポキシ当量２００） 式（３）で示されるフェノール樹脂Ｂ（軟化点７２℃、
水酸基当量１９６、溶融粘度０．８ポイズ／１５０℃、
ｍ：ｎ＝７７：２３） フェノールノボラック樹脂（軟化点６５℃、水酸基当量
１０５） 式（７）で示されるフェノール樹脂Ｃ（軟化点７７℃、
水酸基当量１９９） 式（８）で示されるフェノール樹脂Ｄ（軟化点７９℃、
水酸基当量１７５）
分を配合し、実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
実施例１と同様に評価した結果を表１、表２に示す。な
お、実施例、及び比較例で用いた材料を以下に示す。 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点５
８℃、エポキシ当量２００） 式（３）で示されるフェノール樹脂Ｂ（軟化点７２℃、
水酸基当量１９６、溶融粘度０．８ポイズ／１５０℃、
ｍ：ｎ＝７７：２３） フェノールノボラック樹脂（軟化点６５℃、水酸基当量
１０５） 式（７）で示されるフェノール樹脂Ｃ（軟化点７７℃、
水酸基当量１９９） 式（８）で示されるフェノール樹脂Ｄ（軟化点７９℃、
水酸基当量１７５）
【化１１】
【００２０】
【化１２】
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動性
に優れ、リードフレーム及び半導体素子との接着性、高
温時の低応力化により、これを用いた半導体装置は耐半
田クラック性に優ている。
に優れ、リードフレーム及び半導体素子との接着性、高
温時の低応力化により、これを用いた半導体装置は耐半
田クラック性に優ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CC042 CC052 CC062 CC072 CD041 CD051 CD061 CD071 CE002 DE146 DJ006 DJ016 EN027 EU117 EU137 EW147 EW177 FD016 FD142 FD157 4J036 AD01 AE05 AF01 AF06 DC05 DC38 DC41 DC46 FB08 GA23 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA04 EA06 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB19 EC01 EC03 EC20
Claims (5)
- 【請求項１】 （Ａ）一般式（１）で示されるエポキシ
樹脂、（Ｂ）一般式（２）で示されるフェノール樹脂、
（Ｃ）無機充填材、及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分と
することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 【化１】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｎは平均値で、ｎ＝０〜１０の
正数） 【化２】 （式中のＲ1、Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる基、ａは０〜３の整
数、ｂは０〜４の整数、ｍ、ｎは平均値で、いずれも
ｍ、ｎ＝１〜１０の正数） - 【請求項２】 一般式（２）で示されるフェノール樹脂
が、式（３）である請求項１記載の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。 【化３】 （ｍ、ｎは平均値で、いずれもｍ、ｎ＝１〜１０の正
数） - 【請求項３】 一般式（１）で示されるエポキシ樹脂の
１５０℃における溶融粘度が０．１〜２．５ポイズであ
る請求項１又は２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 - 【請求項４】 一般式（２）で示されるフェノール樹脂
の１５０℃における溶融粘度が０．１〜１．５ポイズで
ある請求項１、２又は３記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかのエポキシ樹脂
組成物で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 |
|---|---|---|---|
| JP27168999A JP4238431B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP27168999A JP4238431B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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|---|---|
| JP2001089551A true JP2001089551A (ja) | 2001-04-03 |
| JP4238431B2 JP4238431B2 (ja) | 2009-03-18 |
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|---|---|---|---|
| JP27168999A Expired - Fee Related JP4238431B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4238431B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049156A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2006131655A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2006274185A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2007161833A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2008007560A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られた半導体装置 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27168999A patent/JP4238431B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049156A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2006131655A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| US7741388B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-06-22 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Epoxy resin composition and semiconductor device |
| JP4687074B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2011-05-25 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| TWI455990B (zh) * | 2004-11-02 | 2014-10-11 | Sumitomo Bakelite Co | 環氧樹脂組成物及半導體裝置 |
| TWI455991B (zh) * | 2004-11-02 | 2014-10-11 | Sumitomo Bakelite Co | 環氧樹脂組成物及半導體裝置 |
| JP2006274185A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP4687195B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-05-25 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2007161833A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2008007560A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られた半導体装置 |
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