JP2001123047A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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JP2001123047A
JP2001123047A JP30338099A JP30338099A JP2001123047A JP 2001123047 A JP2001123047 A JP 2001123047A JP 30338099 A JP30338099 A JP 30338099A JP 30338099 A JP30338099 A JP 30338099A JP 2001123047 A JP2001123047 A JP 2001123047A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
black
semiconductor
flame retardant
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Shin Sawano
伸 沢野
Ryuzo Hara
竜三 原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤味がかることなく黒色に着色することがで
き、またレーザマーキングの認識性を高めることができ
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無
機充填剤及び赤燐系難燃剤を含有する半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物に関する。これに黒色染料を着色剤とし
て配合する。黒色染料の配合によって赤味を消して黒色
の半導体装置を成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃剤として赤燐
系難燃剤を配合した半導体封止用エポキシ樹脂組成物及
びこの半導体封止用エポキシ樹脂組成物で封止した半導
体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体封止用のエポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び溶融シリカや
結晶シリカ等の無機充填剤などを主成分とし、これに難
燃剤を配合して調製されている。そして難燃剤として
は、従来からブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃
剤や、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物が主とし
て使用されているが、これらのハロゲン系難燃剤やアン
チモン化合物は環境・衛生等の点から問題がある。
【0003】そこで、これらハロゲン系難燃剤やアンチ
モン化合物の代替え難燃剤として赤燐系難燃剤を使用す
ることが特開平8−100108号公報等で提案されて
いる。このように難燃剤として赤燐系難燃剤を用いる
と、少量の添加で高い難燃効果を得ることができるもの
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、赤燐は
赤色物質であるために、赤燐系難燃剤を配合したエポキ
シ樹脂組成物で封止した半導体装置のパッケージは外観
が赤味がかることになる。顔料としてカーボンブラック
が配合されていても、赤味がかることを防ぐことは難し
い。
【0005】そして半導体装置では黒色外観が一般的で
あるので、このように外観が赤味がかっていると、ユー
ザーは不安を抱いて外観不良と判断されるおそれがある
という問題があった。また、半導体装置の封止パッケー
ジ表面に炭酸ガスレーザ等のレーザ光を照射してマーキ
ングを行なうにあたって、レーザ光の照射部分は熱損傷
されて光の反射が乱反射になるので、他の部分とのコン
トラストの差でマーキングを認識することができるので
あるが、上記のように赤味がかっていて色合いが黒色の
ように濃くないと、コントラストがはっきりせず、マー
キングの認識性が悪くなるという問題もあった。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、赤味がかることなく黒色に着色することができ、
またレーザマーキングの認識性を高めることができる半
導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤、無機充填剤及び赤燐系難燃剤を含有
し、黒色染料を着色剤として配合して成ることを特徴と
するものである。
【0008】また請求項2の発明は、黒色染料として油
溶性染料を用いて成ることを特徴とするものである。
【0009】また請求項3の発明は、黒色染料を組成物
全量に対して0.2〜0.7質量%配合して成ることを
特徴とするものである。
【0010】また請求項4の発明は、黒色顔料を組成物
全量に対して0.1〜0.3質量%配合して成ることを
特徴とするものである。
【0011】本発明の請求項5に係る半導体装置は、上
記請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物で半導体素子を封止して成ることを特徴
とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0013】本発明においてエポキシ樹脂としては、半
導体封止用に用いられるものであれば特に制限されるこ
となく使用することができるものであり、例えばビフェ
ニル型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビス
フェノール型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、
ナフタレン環を有するエポキシ樹脂などを挙げることが
できる。
【0014】また本発明において硬化剤としては、上記
のエポキシ樹脂を硬化させることができるものであれば
特に制限されることなく使用することができるものであ
り、例えばフェノールアラルキル、フェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラック、テルペン系骨格を有する硬
化剤、ジシクロ骨格を有する硬化剤、ナフトールアラル
キルなど、各種の多価フェノール化合物あるいはナフト
ール化合物を挙げることができる。硬化剤の配合量は、
エポキシ樹脂との当量比が0.5〜1.5、特に好まし
くは0.8〜1.2となるように調整するのがよい。
【0015】硬化促進剤についても、特に制限されるも
のではないが、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフ
ィン類、1,8- ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデ
セン−7等の三級アミン類、2−メチルイミダゾール、
2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類を用いる
ことができる。硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂と硬化
剤の合計100質量部に対して、0.2〜2質量部の範
囲が好ましい。
【0016】また無機充填剤としては、溶融シリカや結
晶シリカを用いることができるが、これら以外にもアル
ミナ、窒化珪素などを用いることができる。溶融シリカ
など無機充填剤の配合量は、組成物全量に対して60〜
85質量%の範囲に設定するのが好ましい。
【0017】さらに本発明では難燃剤として、赤燐系難
燃剤を用いるものである。赤燐系難燃剤としては赤燐を
使用することができるが、赤燐の表面に水酸化チタンや
水酸化アルミニウムなどの無機質材を被覆すると共にそ
の上にフェノール樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹
脂を被覆したものを用いるのが好ましい。この被覆材に
よる被覆量は、赤燐系難燃剤中の赤燐の含有率が70〜
95質量%になるように調整するのがよい。赤燐系難燃
剤の配合量は、被覆材の含有率によって変動するが、組
成物全量に対して0.05〜3質量%の範囲が好まし
い。赤燐系難燃剤の配合量が0.05質量%未満では、
難燃効果を十分に得ることが難しく、逆に配合量が3質
量%を超えると、エポキシ樹脂組成物の成形性が悪くな
ると共に得られた成形品の耐湿性などの特性に悪影響を
与えるおそれがある。
【0018】そして、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬
化促進剤、無機充填剤及び赤燐系難燃剤を配合し、さら
に必要に応じて、カルナバワックス、ステアリン酸、モ
ンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィン等の離型
剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカ
ップリング剤、シリコーン可とう剤などを配合し、これ
をミキサー、ブレンダー等で均一に混合した後、ニーダ
ーやロールで加熱・混練し、冷却して固化させた後に粉
砕することによって、本発明に係る粒状の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物を得ることができるものである。
【0019】ここで、上記のように難燃剤として赤燐系
難燃剤を配合して半導体封止用エポキシ樹脂を調製する
と、このエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装
置のパッケージは赤味がかることになるが、本発明では
着色剤として黒色染料を配合することによって赤味を消
し、封止パッケージが黒色である半導体装置を得ること
に成功したのである。カーボンブラックなどの黒色顔料
を配合することによって赤味を消すことは難しいが、黒
色染料を配合すると、少量の添加でも赤燐系難燃剤によ
る赤味を消すことが可能になるのである。
【0020】本発明において黒色染料としては、油溶性
染料を用いるのが、黒色着色の効果を高く得るうえで好
ましい。このような油溶性の黒色染料としては例えば、
「C.I.Solvent Black 34」(オリエント化学工業(株)
製「VALIFAST BLACK 3804」)を用いることができる。
黒色染料の添加量は組成物全量に対して0.2〜0.7
質量%の範囲が好ましい。黒色染料の添加量が0.2質
量%未満であると、赤味を消して黒色に着色することが
難しくなり、レーザマーキングの認識性を十分に高める
ことができない。逆に黒色染料の添加量が0.7質量%
を超えると、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下して成
形性に問題が生じるおそれがある。
【0021】またこの黒色染料と併用して、カーボンブ
ラックなどの黒色顔料を添加して、黒色着色の効果を高
く得るようにするのが好ましい。黒色顔料の添加量は
0.1〜0.3質量%の範囲が好ましい。添加量が0.
1質量%未満であると、添加による効果を十分に得るこ
とができない。逆に添加量が0.3質量%を超えると、
レーザマーキングの際にカーボンブラックがレーザ光を
吸収し過ぎてススが増え、却ってレーザマーキングの認
識性が低下するおそれがある。
【0022】しかして、上記のようにして得た半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を用い、IC等の半導体チップ
を封止成形することによって、半導体装置を製造するこ
とができるものである。
【0023】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
【0024】表1の配合物をブレンダーで30分間混合
して均一化した後、80℃に加熱したニーダーで溶融混
練させて押し出し、これを冷却した後、粉砕機で所定粒
度に粉砕して、粒状の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
を得た。
【0025】尚、表1においてo−クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂は住友化学工業社製「ESCN−19
5XL」(エポキシ当量195)、フェノールノボラッ
ク樹脂は群栄化学社製「PSM62000H」(OH当
量105)、ブロム化エポキシ樹脂は住友化学工業社製
「ESB400」(エポキシ当量400)を用いた。ま
た赤燐系難燃剤は、赤燐の表面に水酸化チタンを赤燐1
00質量部に対して8.4質量部、その上にフェノール
樹脂を赤燐100質量部に対して5質量部コートしたも
のを用いた。さらに黒色染料はオリエント化学工業
(株)製「VALIFAST BLACK 3804」
を用いた。
【0026】上記のようにして得た半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物を用い、50mmφの円盤をトランスファ
ー成形し、赤燐系難燃剤を配合しない比較例1のものを
基準にして成形品の外観の色を観測した。そして赤味が
問題にならないものを「○」と判定し、実用上赤味が問
題にならない程度のものを「△」と判定し、外観上問題
とされる程度に赤味が大きいものを「×」と判定した。
これらの結果を表1に示す。
【0027】また、上記のように円盤状に成形した成形
品に、炭酸ガスレーザを用いてレーザマーキングを行な
い、印字性が良好のものを「○」、印字性は合格レベル
であるが若干薄いものを「△」、印字性が悪いものを
「×」と評価し、実用上問題ないものを「OK」、実用
上問題のあるものを「NG」と判定した。これらの結果
を表1に示す。
【0028】さらに、上記のようにして得た半導体封止
用エポキシ樹脂組成物についてスパイラルフロー試験を
行ない、成形性を測定した。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1の各実施例にみられるように、黒色染
料を添加することによって、赤燐系難燃剤を配合するこ
とによる赤味を低減することができることが確認され
る。特に黒色染料の添加量を0.2〜0.7質量%の範
囲に設定した実施例2,3,4では、色目を完全に黒色
にできると共に成形性も良好であった。
【0031】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る半
導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、無機充填剤及び赤燐系難燃剤を含有
し、黒色染料を着色剤として配合してあるので、黒色染
料の配合によって赤味を消して封止パッケージが黒色で
ある半導体装置を成形することができるものであり、レ
ーザマーキングの認識性を高めることができるものであ
る。
【0032】また請求項2の発明は、黒色染料として油
溶性染料を用いるようにしたので、黒色染料による黒色
着色の効果を高く得ることができるものである。
【0033】また請求項3の発明は、黒色染料を組成物
全量に対して0.2〜0.7質量%配合するようにした
ので、成形性を低下させることなく、黒色染料による黒
色着色の効果を高く得ることができるものである。
【0034】また請求項4の発明は、黒色顔料を組成物
全量に対して0.1〜0.3質量%配合するようにした
ので、黒色顔料の併用で黒色着色の効果を高く得ること
ができるものである。
【0035】本発明の請求項5に係る半導体装置は、上
記請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物で半導体素子を封止するようにしたの
で、黒色染料の配合によって赤味を消して黒色に着色し
た半導体装置を得ることができるものであり、レーザマ
ーキングの認識性を高めることができるものである。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CC04X CC05X CD02W CD04W CD05W CD06W CD12W DA039 DA058 DE147 DJ007 DJ017 EU096 EU116 EW136 FB078 FD017 FD099 FD138 FD14X FD156 FD160 FD200 GQ01 GQ05 4M109 AA01 CA21 EB02 EB04 EB07 EB08 EB12 EC13

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無
    機充填剤及び赤燐系難燃剤を含有し、黒色染料を着色剤
    として配合して成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】 黒色染料として油溶性染料を用いて成る
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体封止用エポキ
    シ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 黒色染料を組成物全量に対して0.2〜
    0.7質量%配合して成ることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 黒色顔料を組成物全量に対して0.1〜
    0.3質量%配合して成ることを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
    物。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の半導
    体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止して成
    ることを特徴とする半導体装置。
JP30338099A 1999-10-26 1999-10-26 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 Withdrawn JP2001123047A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017034213A (ja) * 2015-08-06 2017-02-09 住友ベークライト株式会社 ソルダーレジスト用樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、配線基板、電子装置、および電子装置の製造方法
US10696840B2 (en) 2014-11-26 2020-06-30 Kyocera Corporation Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

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US10696840B2 (en) 2014-11-26 2020-06-30 Kyocera Corporation Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
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Effective date: 20070109