JP2002249546A - 封止用樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
封止用樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2002249546A JP2002249546A JP2001049113A JP2001049113A JP2002249546A JP 2002249546 A JP2002249546 A JP 2002249546A JP 2001049113 A JP2001049113 A JP 2001049113A JP 2001049113 A JP2001049113 A JP 2001049113A JP 2002249546 A JP2002249546 A JP 2002249546A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アフターキュアーの工程を省略又は短縮して
も封止材としての特性が損なわれることなく、半田浴へ
の浸漬時やリフロー時における耐クラック性を維持又は
向上することができる封止用樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する封止
用樹脂組成物に関する。エポキシ樹脂として、下記の式
（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有するも
のを用いる。また硬化剤として、下記の式（Ｂ）で示さ
れるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％と下記の式
（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量
％含有するものを用いる。 【化１】
も封止材としての特性が損なわれることなく、半田浴へ
の浸漬時やリフロー時における耐クラック性を維持又は
向上することができる封止用樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する封止
用樹脂組成物に関する。エポキシ樹脂として、下記の式
（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有するも
のを用いる。また硬化剤として、下記の式（Ｂ）で示さ
れるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％と下記の式
（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量
％含有するものを用いる。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を封止
するために用いられる封止用樹脂組成物、及びこの封止
用樹脂組成物を用いて封止した半導体装置に関するもの
である。
するために用いられる封止用樹脂組成物、及びこの封止
用樹脂組成物を用いて封止した半導体装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ダイオード、トランジスタ
ー、集積回路等の電気・電子部品や半導体装置の封止方
法としては、エポキシ樹脂を用いた低圧トランスファー
成形が主流を占めている。このようにエポキシ樹脂を用
いる封止方法においては、ｏ−クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂を樹脂成分として配合し、かつトリフェニ
ルフォスフィンを硬化成分として配合した樹脂組成物を
使用するのが、最も一般的である。例えば、このような
樹脂組成物を半導体装置等の封止材として用いる場合
は、まず金属製リードフレーム上の所定位置に半導体素
子をダイボンディングし、次いでワイヤーボンディング
等で半導体素子とリードフレームとを結線した後、これ
らのものを上記の封止材を用いて低圧トランスファー成
形により樹脂封止するものである。
ー、集積回路等の電気・電子部品や半導体装置の封止方
法としては、エポキシ樹脂を用いた低圧トランスファー
成形が主流を占めている。このようにエポキシ樹脂を用
いる封止方法においては、ｏ−クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂を樹脂成分として配合し、かつトリフェニ
ルフォスフィンを硬化成分として配合した樹脂組成物を
使用するのが、最も一般的である。例えば、このような
樹脂組成物を半導体装置等の封止材として用いる場合
は、まず金属製リードフレーム上の所定位置に半導体素
子をダイボンディングし、次いでワイヤーボンディング
等で半導体素子とリードフレームとを結線した後、これ
らのものを上記の封止材を用いて低圧トランスファー成
形により樹脂封止するものである。
【０００３】そして通常は、この後に１７０〜１８０℃
で約４〜１２時間加熱することによりアフターキュアー
が行われている。このように半導体素子を封止材で封止
した後、アフターキュアーを行っているのは、封止材を
完全に硬化させることによって、パッケージ内部に生じ
ている残留応力を開放し、歪みを除去するためである。
で約４〜１２時間加熱することによりアフターキュアー
が行われている。このように半導体素子を封止材で封止
した後、アフターキュアーを行っているのは、封止材を
完全に硬化させることによって、パッケージ内部に生じ
ている残留応力を開放し、歪みを除去するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体メー
カーにとっては、半導体装置の作製に要する時間を短縮
し、製品を早急にユーザーへ供給したいと望んでおり、
上記のようなアフターキュアーの工程は、むしろ省略し
たりあるいは短縮したりする方が好ましいものである。
また、アフターキュアーを行う際にはオーブン管理が必
要であり煩雑であるという観点からも、アフターキュア
ーの工程の省略や短縮は望まれるものであった。
カーにとっては、半導体装置の作製に要する時間を短縮
し、製品を早急にユーザーへ供給したいと望んでおり、
上記のようなアフターキュアーの工程は、むしろ省略し
たりあるいは短縮したりする方が好ましいものである。
また、アフターキュアーを行う際にはオーブン管理が必
要であり煩雑であるという観点からも、アフターキュア
ーの工程の省略や短縮は望まれるものであった。
【０００５】しかし、実際にアフターキュアーの工程を
省略したり短縮したりすると、封止材本来の特性が損な
われるという問題が生じる。即ち、アフターキュアーが
不十分な半導体装置を配線基板に実装しようとすると、
半田浴への浸漬時やＩＲリフロー時においてパッケージ
クラックが起こり、耐クラック性が大幅に損なわれてし
まうものであった。
省略したり短縮したりすると、封止材本来の特性が損な
われるという問題が生じる。即ち、アフターキュアーが
不十分な半導体装置を配線基板に実装しようとすると、
半田浴への浸漬時やＩＲリフロー時においてパッケージ
クラックが起こり、耐クラック性が大幅に損なわれてし
まうものであった。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、アフターキュアーの工程を省略又は短縮しても封
止材としての特性が損なわれることなく、半田浴への浸
漬時やリフロー時における耐クラック性を維持又は向上
することができる封止用樹脂組成物、及びこの封止用樹
脂組成物を用いて封止した半導体装置を提供することを
目的とするものである。
あり、アフターキュアーの工程を省略又は短縮しても封
止材としての特性が損なわれることなく、半田浴への浸
漬時やリフロー時における耐クラック性を維持又は向上
することができる封止用樹脂組成物、及びこの封止用樹
脂組成物を用いて封止した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
封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有す
る封止用樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、下
記の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキ
シ樹脂をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有
するものを用いると共に、硬化剤として、下記の式
（Ｂ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量
％と下記の式（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２
０〜８０質量％含有するものを用いて成ることを特徴と
するものである。
封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有す
る封止用樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、下
記の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキ
シ樹脂をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有
するものを用いると共に、硬化剤として、下記の式
（Ｂ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量
％と下記の式（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２
０〜８０質量％含有するものを用いて成ることを特徴と
するものである。
【０００８】
【化３】
【０００９】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、シリコーンレジンによって被覆されたシリコーンゴ
ムパウダーを含有して成ることを特徴とするものであ
る。
て、シリコーンレジンによって被覆されたシリコーンゴ
ムパウダーを含有して成ることを特徴とするものであ
る。
【００１０】また請求項３の発明は、請求項１又は２に
おいて、硬化促進剤として、下記の式（Ｄ）で示される
ホスフィン系化合物と下記の式（Ｅ）で示されるフェノ
ールノボラック化合物との反応物を含有するものを配合
して成ることを特徴とするものである。
おいて、硬化促進剤として、下記の式（Ｄ）で示される
ホスフィン系化合物と下記の式（Ｅ）で示されるフェノ
ールノボラック化合物との反応物を含有するものを配合
して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
【化４】
【００１２】また請求項４の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、充填材として、溶融シリカを充填材
全量中に５０〜９０質量％と結晶シリカを充填材全量中
に１０〜５０質量％含有するものを配合して成ることを
特徴とするものである。
いずれかにおいて、充填材として、溶融シリカを充填材
全量中に５０〜９０質量％と結晶シリカを充填材全量中
に１０〜５０質量％含有するものを配合して成ることを
特徴とするものである。
【００１３】また請求項５に係る半導体装置は、請求項
１乃至４のいずれかに記載の封止用樹脂組成物によって
封止されて成ることを特徴とするものである。
１乃至４のいずれかに記載の封止用樹脂組成物によって
封止されて成ることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１５】本発明においてエポキシ樹脂としては、上
記の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキ
シ樹脂（以下、式（Ａ）のエポキシ樹脂ともいう）を用
いるものであり、これによって封止材を低吸湿化し耐湿
性を向上させることができるものである。また式（Ａ）
のエポキシ樹脂以外に、一般的に半導体封止用として使
用されるものであれば特に限定されることなく用いるこ
とができる。例えば、オルソクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、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等
を挙げることができる。
記の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキ
シ樹脂（以下、式（Ａ）のエポキシ樹脂ともいう）を用
いるものであり、これによって封止材を低吸湿化し耐湿
性を向上させることができるものである。また式（Ａ）
のエポキシ樹脂以外に、一般的に半導体封止用として使
用されるものであれば特に限定されることなく用いるこ
とができる。例えば、オルソクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、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等
を挙げることができる。
【００１６】但し、この際には式（Ａ）のエポキシ樹脂
は、エポキシ樹脂全量中の２０〜１００質量％を占める
ように配合するものであり、好ましくは５０〜１００質
量％である。このとき式（Ａ）のエポキシ樹脂の配合量
が２０質量％未満であると、封止材の耐湿性を向上させ
ることができないものである。
は、エポキシ樹脂全量中の２０〜１００質量％を占める
ように配合するものであり、好ましくは５０〜１００質
量％である。このとき式（Ａ）のエポキシ樹脂の配合量
が２０質量％未満であると、封止材の耐湿性を向上させ
ることができないものである。
【００１７】また硬化剤としては、上記の式（Ｂ）及び
式（Ｃ）で示されるフェノール系硬化剤（以下、それぞ
れ式（Ｂ）の硬化剤、式（Ｃ）の硬化剤ともいう）を併
用するものである。特に、式（Ｂ）の硬化剤は低吸湿性
であるため、封止材を低吸湿化し耐湿性を向上させるこ
とができるものであり、一方、式（Ｃ）の硬化剤を用い
ると、封止材のガラス転移温度（Ｔｇ）が通常よりも１
０〜２０℃上昇し、アフターキュアーレスであっても、
つまりアフターキュアーを行わなくても封止材のガラス
転移温度（Ｔｇ）を高く保つことができるものである。
尚、本発明において式（Ｃ）の硬化剤は、２〜１２核体
（ｎ＝０〜１０）のものからなるものであって、２核体
（ｎ＝０）のものが全体の１０質量％以下であるものを
用いるものである。また式（Ｂ）や式（Ｃ）の硬化剤以
外に、一般的に半導体封止用として使用されるものであ
れば特に限定されることなく用いることができる。例え
ば、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン骨格含有フ
ェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂等を挙げることができ
る。
式（Ｃ）で示されるフェノール系硬化剤（以下、それぞ
れ式（Ｂ）の硬化剤、式（Ｃ）の硬化剤ともいう）を併
用するものである。特に、式（Ｂ）の硬化剤は低吸湿性
であるため、封止材を低吸湿化し耐湿性を向上させるこ
とができるものであり、一方、式（Ｃ）の硬化剤を用い
ると、封止材のガラス転移温度（Ｔｇ）が通常よりも１
０〜２０℃上昇し、アフターキュアーレスであっても、
つまりアフターキュアーを行わなくても封止材のガラス
転移温度（Ｔｇ）を高く保つことができるものである。
尚、本発明において式（Ｃ）の硬化剤は、２〜１２核体
（ｎ＝０〜１０）のものからなるものであって、２核体
（ｎ＝０）のものが全体の１０質量％以下であるものを
用いるものである。また式（Ｂ）や式（Ｃ）の硬化剤以
外に、一般的に半導体封止用として使用されるものであ
れば特に限定されることなく用いることができる。例え
ば、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン骨格含有フ
ェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂等を挙げることができ
る。
【００１８】但し、式（Ｂ）及び式（Ｃ）の硬化剤は、
それぞれ硬化剤全量中の２０〜８０質量％を占めるよう
に配合するものである。式（Ｂ）の硬化剤が２０質量％
未満であると、良好な耐湿性を有する封止材を得ること
ができないものであり、また式（Ｃ）の硬化剤が２０質
量％未満であると、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有す
る封止材を得ることができなくなるものである。逆に、
上記の硬化剤のうちいずれか一方が８０質量％を超える
と、必然的に他方が２０質量％未満となり、上記のよう
な問題点が生じるものである。
それぞれ硬化剤全量中の２０〜８０質量％を占めるよう
に配合するものである。式（Ｂ）の硬化剤が２０質量％
未満であると、良好な耐湿性を有する封止材を得ること
ができないものであり、また式（Ｃ）の硬化剤が２０質
量％未満であると、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有す
る封止材を得ることができなくなるものである。逆に、
上記の硬化剤のうちいずれか一方が８０質量％を超える
と、必然的に他方が２０質量％未満となり、上記のよう
な問題点が生じるものである。
【００１９】本発明に係る封止用樹脂組成物は、上記の
エポキシ樹脂及び硬化剤からなるものであるが、以下の
ような成分も含有することができる。
エポキシ樹脂及び硬化剤からなるものであるが、以下の
ような成分も含有することができる。
【００２０】即ち改質剤として、表面がシリコーンレジ
ンによって被覆されたシリコーンゴムパウダーを用いる
ことができる。このようなシリコーンゴムパウダーを用
いると、封止材の密着性が向上すると共に低応力化する
ことができ、実装する際の半田浴への浸漬時及びリフロ
ー時における耐クラック性（耐リフロー性）を向上させ
ることができて好ましい。尚、シリコーンゴムパウダー
の配合量は、封止用樹脂組成物全量中の０．３〜５質量
％であることが好ましい。
ンによって被覆されたシリコーンゴムパウダーを用いる
ことができる。このようなシリコーンゴムパウダーを用
いると、封止材の密着性が向上すると共に低応力化する
ことができ、実装する際の半田浴への浸漬時及びリフロ
ー時における耐クラック性（耐リフロー性）を向上させ
ることができて好ましい。尚、シリコーンゴムパウダー
の配合量は、封止用樹脂組成物全量中の０．３〜５質量
％であることが好ましい。
【００２１】また硬化促進剤として、一般的に半導体封
止用に使用されるものであれば特に限定されることなく
用いることができる。例えば、トリフェニルホスフィン
（ＴＰＰ）、トリメチルホスフィン等の有機リン化合物
類、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−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
ゾール類や、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウ
ンデセン−７、トリエタノールアミン、ベンジルジメチ
ルアミン等の三級アミン類等を挙げることができる。
止用に使用されるものであれば特に限定されることなく
用いることができる。例えば、トリフェニルホスフィン
（ＴＰＰ）、トリメチルホスフィン等の有機リン化合物
類、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−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
ゾール類や、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウ
ンデセン−７、トリエタノールアミン、ベンジルジメチ
ルアミン等の三級アミン類等を挙げることができる。
【００２２】ここで、特に好ましい硬化促進剤として
は、上記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物（以
下、式（Ｄ）のＴＰＰＫともいう）と上記の式（Ｅ）で
示されるフェノールノボラック化合物（以下、式（Ｅ）
のフェノールノボラック化合物ともいう）との反応物
（以下、ＴＰＰＫ−Ａともいう）である。このＴＰＰＫ
−Ａを用いると、成形直後の封止材の硬化度を向上させ
ることができ、アフターキュアーを行わなくても、アフ
ターキュアーが行われた状態に近付けることができるも
のである。特に、本発明ではアフターキュアーレス時の
ガラス転移温度（Ｔｇ）を通常のアフターキュアー時の
ものに近付けることができるものである。
は、上記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物（以
下、式（Ｄ）のＴＰＰＫともいう）と上記の式（Ｅ）で
示されるフェノールノボラック化合物（以下、式（Ｅ）
のフェノールノボラック化合物ともいう）との反応物
（以下、ＴＰＰＫ−Ａともいう）である。このＴＰＰＫ
−Ａを用いると、成形直後の封止材の硬化度を向上させ
ることができ、アフターキュアーを行わなくても、アフ
ターキュアーが行われた状態に近付けることができるも
のである。特に、本発明ではアフターキュアーレス時の
ガラス転移温度（Ｔｇ）を通常のアフターキュアー時の
ものに近付けることができるものである。
【００２３】尚、本発明において上記の式（Ｅ）のフェ
ノールノボラック化合物は、３核体以上（ｋ≧１）のも
のからなるものであって、３核体（ｋ＝１）のものが全
体の４５質量％以上であり、５核体以上（ｋ≧３）のも
のが全体の４０質量％以下であり、軟化点が８０℃以下
であるものを用いるものである。また上記のＴＰＰＫ−
Ａを調製するにあたっては、式（Ｅ）のフェノールノボ
ラック化合物１００質量部に対して式（Ｄ）のＴＰＰＫ
が５０質量部以下、好ましくは式（Ｅ）のフェノールノ
ボラック化合物１００質量部に対して式（Ｄ）のＴＰＰ
Ｋが５〜４０質量部となるように両者を混合し、１５０
〜２００℃、好ましくは１６０〜１９０℃の温度下にお
いて、この混合物が透明になるまで撹拌して行うことが
できるものである。
ノールノボラック化合物は、３核体以上（ｋ≧１）のも
のからなるものであって、３核体（ｋ＝１）のものが全
体の４５質量％以上であり、５核体以上（ｋ≧３）のも
のが全体の４０質量％以下であり、軟化点が８０℃以下
であるものを用いるものである。また上記のＴＰＰＫ−
Ａを調製するにあたっては、式（Ｅ）のフェノールノボ
ラック化合物１００質量部に対して式（Ｄ）のＴＰＰＫ
が５０質量部以下、好ましくは式（Ｅ）のフェノールノ
ボラック化合物１００質量部に対して式（Ｄ）のＴＰＰ
Ｋが５〜４０質量部となるように両者を混合し、１５０
〜２００℃、好ましくは１６０〜１９０℃の温度下にお
いて、この混合物が透明になるまで撹拌して行うことが
できるものである。
【００２４】上記に例示した硬化促進剤は、１種のみを
使用したり２種以上を併用したりすることができるもの
であるが、添加量は封止用樹脂組成物全量中に０．０３
〜２質量％となるように配合することが好ましい。０．
０３質量％未満であると、硬化時の剛性を高く得ようと
すればゲル化時間を長く取らなければならず、作業性の
低下をもたらすおそれがある。逆に２質量％を超える
と、成形途中で硬化が進み未充填（ボイド）が発生する
おそれがある。
使用したり２種以上を併用したりすることができるもの
であるが、添加量は封止用樹脂組成物全量中に０．０３
〜２質量％となるように配合することが好ましい。０．
０３質量％未満であると、硬化時の剛性を高く得ようと
すればゲル化時間を長く取らなければならず、作業性の
低下をもたらすおそれがある。逆に２質量％を超える
と、成形途中で硬化が進み未充填（ボイド）が発生する
おそれがある。
【００２５】また充填材として、一般的に半導体封止用
として使用されるものであれば特に限定されることなく
用いることができる。例えば、溶融シリカ、結晶シリ
カ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機
充填材を挙げることができる。このような充填材の含有
量は、封止用樹脂組成物全量中に６５〜８５質量％であ
ることが好ましい。また、上記に例示した充填材の中で
は、溶融シリカと結晶シリカを併用するのが好ましく、
特に溶融シリカが充填材全量中の５０〜９０質量％、か
つ結晶シリカが充填材全量中の１０〜５０質量％を占め
るように配合するのが好ましい。このように溶融シリカ
と結晶シリカを併用すると、封止材の密着性が向上する
と共に、作製される半導体装置の熱伝導率を高めること
ができるものである。尚、溶融シリカが５０質量％未満
であると、線膨張率（α１）が大きくなり耐リフロー性
が低下するおそれがある。逆に９０質量％を超えると、
封止材の密着性や熱伝導率を十分に高めることができな
いおそれがある。一方、結晶シリカが１０質量％未満で
あると、封止材の密着性や熱伝導率を十分に高めること
ができないおそれがある。逆に５０質量％を超えると、
線膨張率（α１）が大きくなり耐リフロー性が低下する
と共に、金型を用いて封止成形する場合に金型摩耗が大
きくなるという問題が引き起こされるおそれがある。
として使用されるものであれば特に限定されることなく
用いることができる。例えば、溶融シリカ、結晶シリ
カ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機
充填材を挙げることができる。このような充填材の含有
量は、封止用樹脂組成物全量中に６５〜８５質量％であ
ることが好ましい。また、上記に例示した充填材の中で
は、溶融シリカと結晶シリカを併用するのが好ましく、
特に溶融シリカが充填材全量中の５０〜９０質量％、か
つ結晶シリカが充填材全量中の１０〜５０質量％を占め
るように配合するのが好ましい。このように溶融シリカ
と結晶シリカを併用すると、封止材の密着性が向上する
と共に、作製される半導体装置の熱伝導率を高めること
ができるものである。尚、溶融シリカが５０質量％未満
であると、線膨張率（α１）が大きくなり耐リフロー性
が低下するおそれがある。逆に９０質量％を超えると、
封止材の密着性や熱伝導率を十分に高めることができな
いおそれがある。一方、結晶シリカが１０質量％未満で
あると、封止材の密着性や熱伝導率を十分に高めること
ができないおそれがある。逆に５０質量％を超えると、
線膨張率（α１）が大きくなり耐リフロー性が低下する
と共に、金型を用いて封止成形する場合に金型摩耗が大
きくなるという問題が引き起こされるおそれがある。
【００２６】また、上述した成分の他に、一般的に半導
体封止用として使用されるものであれば特に限定される
ことなく用いることができる。例えば、カルナバワック
ス等の離型剤や、リン系難燃剤、ブロム化合物、三酸化
アンチモン等の難燃剤や、カーボンブラック、有機染料
等の着色剤や、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン等のシランカップリング剤等を挙げることができ
る。
体封止用として使用されるものであれば特に限定される
ことなく用いることができる。例えば、カルナバワック
ス等の離型剤や、リン系難燃剤、ブロム化合物、三酸化
アンチモン等の難燃剤や、カーボンブラック、有機染料
等の着色剤や、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン等のシランカップリング剤等を挙げることができ
る。
【００２７】そして、本発明に係る封止用樹脂組成物
は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤を主成分とし、さらに
必要に応じてシリコーンゴムパウダー、硬化促進剤、充
填材その他の成分を配合し、これをミキサー等で均一に
混合した後に、加熱ロールやニーダー等で混練すること
によって調製することができるものである。ここで、上
記の各成分の配合順序は特に限定されるものではなく、
また混練物を必要に応じて冷却固化し粉砕してパウダー
化したり、あるいはタブレット化したりして使用するこ
とができる。
は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤を主成分とし、さらに
必要に応じてシリコーンゴムパウダー、硬化促進剤、充
填材その他の成分を配合し、これをミキサー等で均一に
混合した後に、加熱ロールやニーダー等で混練すること
によって調製することができるものである。ここで、上
記の各成分の配合順序は特に限定されるものではなく、
また混練物を必要に応じて冷却固化し粉砕してパウダー
化したり、あるいはタブレット化したりして使用するこ
とができる。
【００２８】上記のようにして調製した封止用樹脂組成
物を用いて封止成形することによって、半導体装置を作
製することができる。例えば、ＩＣ等の半導体素子を搭
載したリードフレームをトランスファー成形金型にセッ
トし、トランスファー成形を行うことによって、半導体
素子を封止用樹脂組成物による封止材で封止した半導体
装置を作製することができるものである。
物を用いて封止成形することによって、半導体装置を作
製することができる。例えば、ＩＣ等の半導体素子を搭
載したリードフレームをトランスファー成形金型にセッ
トし、トランスファー成形を行うことによって、半導体
素子を封止用樹脂組成物による封止材で封止した半導体
装置を作製することができるものである。
【００２９】このようにして得られる半導体装置にあっ
て、封止材中に式（Ａ）のエポキシ樹脂や式（Ｂ）の硬
化剤が含有されていることによって、耐湿性に優れたも
のとなり、また式（Ｃ）の硬化剤が含有されていること
によって、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）が高めら
れたものとなるものである。従って、アフターキュアー
を省略したりあるいはアフターキュアーにかける時間を
短縮しても、得られる半導体装置は、アフターキュアー
を行ったものと比べて遜色が無い上に、半田浴への浸漬
時やリフロー時においてパッケージクラックが発生しな
くなり、耐クラック性に優れたものとなるものである。
て、封止材中に式（Ａ）のエポキシ樹脂や式（Ｂ）の硬
化剤が含有されていることによって、耐湿性に優れたも
のとなり、また式（Ｃ）の硬化剤が含有されていること
によって、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）が高めら
れたものとなるものである。従って、アフターキュアー
を省略したりあるいはアフターキュアーにかける時間を
短縮しても、得られる半導体装置は、アフターキュアー
を行ったものと比べて遜色が無い上に、半田浴への浸漬
時やリフロー時においてパッケージクラックが発生しな
くなり、耐クラック性に優れたものとなるものである。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
する。
【００３１】（実施例１〜５及び比較例１，２）エポキ
シ樹脂として、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂で
ある大日本インキ化学工業（株）製「ＨＰ７２００」
（式（Ａ）のエポキシ樹脂）、オルソクレゾールノボラ
ックエポキシ樹脂である住友化学工業（株）製「ＥＳＣ
Ｎ１９５ＸＬ」、ブロム化エポキシ樹脂である住友化学
工業（株）製「ＥＳＢ４００」（難燃剤を兼ねる）を用
いた。
シ樹脂として、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂で
ある大日本インキ化学工業（株）製「ＨＰ７２００」
（式（Ａ）のエポキシ樹脂）、オルソクレゾールノボラ
ックエポキシ樹脂である住友化学工業（株）製「ＥＳＣ
Ｎ１９５ＸＬ」、ブロム化エポキシ樹脂である住友化学
工業（株）製「ＥＳＢ４００」（難燃剤を兼ねる）を用
いた。
【００３２】また硬化剤として、ジビニルベンゼン系フ
ェノール樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「Ｃ
Ｚ２５６Ａ」（式（Ｂ）の硬化剤）、一般のフェノール
ノボラック樹脂である明和化成（株）製「Ｈ−１」、２
核体（ｎ＝０）が全体の１０質量％以下のフェノールノ
ボラック樹脂である明和化成（株）製「ＤＬ−９２」
（式（Ｃ）の硬化剤）を用いた。
ェノール樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「Ｃ
Ｚ２５６Ａ」（式（Ｂ）の硬化剤）、一般のフェノール
ノボラック樹脂である明和化成（株）製「Ｈ−１」、２
核体（ｎ＝０）が全体の１０質量％以下のフェノールノ
ボラック樹脂である明和化成（株）製「ＤＬ−９２」
（式（Ｃ）の硬化剤）を用いた。
【００３３】また改質剤として、表面がシリコーンレジ
ンにより被覆されたシリコーンゴムパウダーである信越
化学工業（株）製「ＫＭＰ−６００」（平均粒径５μ
ｍ）を用いた。
ンにより被覆されたシリコーンゴムパウダーである信越
化学工業（株）製「ＫＭＰ−６００」（平均粒径５μ
ｍ）を用いた。
【００３４】また硬化促進剤として、トリフェニルホス
フィン（ＴＰＰ）、ＴＰＰＫ−Ａを用いた。ここで、Ｔ
ＰＰＫ−Ａを調製するにあたっては、北興化学工業
（株）製テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニル
ボレート（式（Ｄ）のＴＰＰＫ）２５ｇと、３核体（ｋ
＝１）の含有量が６９．７質量％、５核体以上（ｋ≧
３）の含有量が４．６質量％、軟化温度が６３℃のフェ
ノールノボラック化合物（式（Ｅ）のフェノールノボラ
ック化合物）７５ｇとを５００ｍｌのステンレスビーカ
ーに入れ、窒素雰囲気下、１７０〜１８０℃で加熱溶解
し撹拌して行った。
フィン（ＴＰＰ）、ＴＰＰＫ−Ａを用いた。ここで、Ｔ
ＰＰＫ−Ａを調製するにあたっては、北興化学工業
（株）製テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニル
ボレート（式（Ｄ）のＴＰＰＫ）２５ｇと、３核体（ｋ
＝１）の含有量が６９．７質量％、５核体以上（ｋ≧
３）の含有量が４．６質量％、軟化温度が６３℃のフェ
ノールノボラック化合物（式（Ｅ）のフェノールノボラ
ック化合物）７５ｇとを５００ｍｌのステンレスビーカ
ーに入れ、窒素雰囲気下、１７０〜１８０℃で加熱溶解
し撹拌して行った。
【００３５】また充填剤として、溶融シリカ及び結晶シ
リカにそれぞれγ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シランを噴霧して表面処理したものを用いた。
リカにそれぞれγ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シランを噴霧して表面処理したものを用いた。
【００３６】また難燃剤として、上記のブロム化エポキ
シ樹脂の他に三酸化アンチモンを用い、離型剤として、
カルナバワックスを用い、着色剤として、カーボンブラ
ックを用いた。
シ樹脂の他に三酸化アンチモンを用い、離型剤として、
カルナバワックスを用い、着色剤として、カーボンブラ
ックを用いた。
【００３７】そして、上記の各成分を表１に示す配合量
で配合し、これをミキサーで十分混合した後、加熱ロー
ルで約５分間混練することによって、実施例１〜５及び
比較例１，２の封止用樹脂組成物を調製した。
で配合し、これをミキサーで十分混合した後、加熱ロー
ルで約５分間混練することによって、実施例１〜５及び
比較例１，２の封止用樹脂組成物を調製した。
【００３８】（スパイラルフロー及びゲルタイム）上記
のようにして得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止
用樹脂組成物について、１７０℃でのスパイラルフロー
及びゲルタイムを測定した。
のようにして得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止
用樹脂組成物について、１７０℃でのスパイラルフロー
及びゲルタイムを測定した。
【００３９】（耐リフロー性）リードフレームとして、
銅製のものを用い、このリードフレームのダイパッドに
半導体素子（チップ）を搭載して２ｍｍ×３ｍｍ×厚み
０．４ｍｍの１８ＳＯＰ用の金型にセットし、上記の実
施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用い
てこの金型にトランスファー成形することによって、性
能評価用のパッケージを得た。成形条件は１７５℃、注
入時間１０秒、加圧時間９０秒、注入圧力６．９ＭＰａ
である。上記のパッケージを１２５℃の雰囲気に２４時
間放置して前乾燥処理を行い、次いで恒温高湿機を用い
てこのパッケージを８５℃、湿度６０％ＲＨの雰囲気に
１６８時間放置して吸湿処理を行った後、２６０℃の半
田浴に１０秒間浸漬して半田処理を行った。この処理の
後、超音波探査装置（キャノン（株）製「Ｍ−７００I
I」）によってパッケージ内部の観察を行い、封止材と
チップ、ダイパッドとの間の剥離の有無、封止材のクラ
ックの有無を検査した。結果を表１の「耐リフロー性」
（チップ及びダイパッド）の欄に示す。表１において分
母に検査したパッケージの個数を、分子に剥離やクラッ
クが発生したパッケージの個数を示す。
銅製のものを用い、このリードフレームのダイパッドに
半導体素子（チップ）を搭載して２ｍｍ×３ｍｍ×厚み
０．４ｍｍの１８ＳＯＰ用の金型にセットし、上記の実
施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用い
てこの金型にトランスファー成形することによって、性
能評価用のパッケージを得た。成形条件は１７５℃、注
入時間１０秒、加圧時間９０秒、注入圧力６．９ＭＰａ
である。上記のパッケージを１２５℃の雰囲気に２４時
間放置して前乾燥処理を行い、次いで恒温高湿機を用い
てこのパッケージを８５℃、湿度６０％ＲＨの雰囲気に
１６８時間放置して吸湿処理を行った後、２６０℃の半
田浴に１０秒間浸漬して半田処理を行った。この処理の
後、超音波探査装置（キャノン（株）製「Ｍ−７００I
I」）によってパッケージ内部の観察を行い、封止材と
チップ、ダイパッドとの間の剥離の有無、封止材のクラ
ックの有無を検査した。結果を表１の「耐リフロー性」
（チップ及びダイパッド）の欄に示す。表１において分
母に検査したパッケージの個数を、分子に剥離やクラッ
クが発生したパッケージの個数を示す。
【００４０】（プリン密着）上記のようにして得た実施
例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用い、
１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、注入スピード１０
秒、キュアータイム９０秒の条件でＣｕプレート上に接
着面積１ｃｍ2のプリン型成形品をトランスファー成形
により作製した。このプリン型成形品に剪断力を加え、
Ｃｕプレートから剥がれるときの剪断強度を計測するこ
とによって、封止材とＣｕプレートとの密着性を評価し
た。
例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用い、
１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、注入スピード１０
秒、キュアータイム９０秒の条件でＣｕプレート上に接
着面積１ｃｍ2のプリン型成形品をトランスファー成形
により作製した。このプリン型成形品に剪断力を加え、
Ｃｕプレートから剥がれるときの剪断強度を計測するこ
とによって、封止材とＣｕプレートとの密着性を評価し
た。
【００４１】ここで、実施例１〜５及び比較例１，２に
関する耐リフロー性及びプリン密着の測定結果は、いず
れもアフターキュアーを行わなかった場合のものであ
る。また、比較例１で耐リフロー性及びプリン密着の測
定を行ったパッケージに、１７５℃、６時間のアフター
キュアーを行い、得られたパッケージを比較例３とし
た。そして、この比較例３について、耐リフロー性及び
プリン密着の測定を行った。
関する耐リフロー性及びプリン密着の測定結果は、いず
れもアフターキュアーを行わなかった場合のものであ
る。また、比較例１で耐リフロー性及びプリン密着の測
定を行ったパッケージに、１７５℃、６時間のアフター
キュアーを行い、得られたパッケージを比較例３とし
た。そして、この比較例３について、耐リフロー性及び
プリン密着の測定を行った。
【００４２】（ガラス転移温度（Ｔｇ））上記のように
して得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組
成物を用いて作製された成形品にアフターキュアーを行
った場合とアフターキュアーを行わなかった場合のそれ
ぞれについて、熱機械分析法（ＴＭＡ）でディラトメー
タによりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。
して得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組
成物を用いて作製された成形品にアフターキュアーを行
った場合とアフターキュアーを行わなかった場合のそれ
ぞれについて、熱機械分析法（ＴＭＡ）でディラトメー
タによりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。
【００４３】以上の測定結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１にみられるように、各実施例のものは
剥離やクラックの発生個数がいずれも少なく、耐クラッ
ク性に優れると共に密着性が高いことが確認される。
剥離やクラックの発生個数がいずれも少なく、耐クラッ
ク性に優れると共に密着性が高いことが確認される。
【００４６】また実施例１〜５のものは、アフターキュ
アーを行わなくても、アフターキュアーを行った比較例
１，２のものと同程度のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し
ていることが確認される。
アーを行わなくても、アフターキュアーを行った比較例
１，２のものと同程度のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し
ていることが確認される。
【００４７】また実施例１と実施例２との比較により、
改質剤としてシリコーンゴムパウダーを用いると、密着
性が高まることが確認される。
改質剤としてシリコーンゴムパウダーを用いると、密着
性が高まることが確認される。
【００４８】さらに実施例１と実施例３との比較によ
り、硬化促進剤としてＴＰＰＫ−Ａを用いると、ガラス
転移温度（Ｔｇ）が高まることが確認される。
り、硬化促進剤としてＴＰＰＫ−Ａを用いると、ガラス
転移温度（Ｔｇ）が高まることが確認される。
【００４９】尚、スパイラルフロー及びゲルタイムにつ
いては、実施例と比較例との間には大きな差がみられな
いことが確認される。
いては、実施例と比較例との間には大きな差がみられな
いことが確認される。
【００５０】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る封
止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する
封止用樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、上記
の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ
樹脂をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有す
るものを用いると共に、硬化剤として、上記の式（Ｂ）
で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％と上
記の式（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８
０質量％含有するものを用いるので、式（Ａ）のエポキ
シ樹脂と式（Ｂ）の硬化剤の含有によって、耐湿性を高
めることができ、また式（Ｃ）の硬化剤の含有によっ
て、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）を高めることが
できるものであり、封止成形を行うにあたって、アフタ
ーキュアーにかける時間を短縮することができるのは勿
論、アフターキュアーの工程を省略しても、本来の特性
を損なうことが無く、半田浴への浸漬時やリフロー時に
おける耐クラック性を向上させることができるものであ
る。
止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する
封止用樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、上記
の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ
樹脂をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有す
るものを用いると共に、硬化剤として、上記の式（Ｂ）
で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％と上
記の式（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８
０質量％含有するものを用いるので、式（Ａ）のエポキ
シ樹脂と式（Ｂ）の硬化剤の含有によって、耐湿性を高
めることができ、また式（Ｃ）の硬化剤の含有によっ
て、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）を高めることが
できるものであり、封止成形を行うにあたって、アフタ
ーキュアーにかける時間を短縮することができるのは勿
論、アフターキュアーの工程を省略しても、本来の特性
を損なうことが無く、半田浴への浸漬時やリフロー時に
おける耐クラック性を向上させることができるものであ
る。
【００５１】また請求項２の発明は、シリコーンレジン
によって被覆されたシリコーンゴムパウダーを含有して
いるので、密着性を高めることができると共に低応力化
することができるものである。
によって被覆されたシリコーンゴムパウダーを含有して
いるので、密着性を高めることができると共に低応力化
することができるものである。
【００５２】また請求項３の発明は、硬化促進剤とし
て、上記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物と上
記の式（Ｅ）で示されるフェノールノボラック化合物と
の反応物を含有するものを配合しているので、成形後の
硬化度を向上させることができ、アフターキュアーを行
わなくても、アフターキュアを行った状態に近付けるこ
とができると共に、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）
を高めることができるものである。
て、上記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物と上
記の式（Ｅ）で示されるフェノールノボラック化合物と
の反応物を含有するものを配合しているので、成形後の
硬化度を向上させることができ、アフターキュアーを行
わなくても、アフターキュアを行った状態に近付けるこ
とができると共に、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）
を高めることができるものである。
【００５３】また請求項４の発明は、充填材として、溶
融シリカを充填材全量中に５０〜９０質量％と結晶シリ
カを充填材全量中に１０〜５０質量％含有するものを配
合しているので、密着性を向上させることができると共
に、成形品の熱伝導率を高めることができるものであ
る。
融シリカを充填材全量中に５０〜９０質量％と結晶シリ
カを充填材全量中に１０〜５０質量％含有するものを配
合しているので、密着性を向上させることができると共
に、成形品の熱伝導率を高めることができるものであ
る。
【００５４】また請求項５に係る半導体装置は、請求項
１乃至４のいずれかに記載の封止用樹脂組成物によって
封止されているので、アフターキュアーにかける時間を
短縮あるいはアフターキュアーを省略することが可能と
なり、成形後すぐに次工程へ供給することができて、ユ
ーザーへの製品供給速度を高めることができるものであ
る。
１乃至４のいずれかに記載の封止用樹脂組成物によって
封止されているので、アフターキュアーにかける時間を
短縮あるいはアフターキュアーを省略することが可能と
なり、成形後すぐに次工程へ供給することができて、ユ
ーザーへの製品供給速度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 (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/29 (Ｃ０８Ｌ 63/00 23/31 83:04） //(Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 83:04） Ｆターム(参考） 4J002 CC032 CD031 CD07 CP033 DJ017 EJ016 FD017 FD146 GQ05 4J036 AC08 DB05 DB06 DD07 FA05 FB07 FB08 GA04 GA06 JA07 4M109 AA01 EA02 EB04
Claims (5)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する封止
用樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、下記の式
（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有するも
のを用いると共に、硬化剤として、下記の式（Ｂ）で示
されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％と下記の
式（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質
量％含有するものを用いて成ることを特徴とする封止用
樹脂組成物。 【化１】 - 【請求項２】 シリコーンレジンによって被覆されたシ
リコーンゴムパウダーを含有して成ることを特徴とする
請求項１に記載の封止用樹脂組成物。 - 【請求項３】 硬化促進剤として、下記の式（Ｄ）で示
されるホスフィン系化合物と下記の式（Ｅ）で示される
フェノールノボラック化合物との反応物を含有するもの
を配合して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載
の封止用樹脂組成物。 【化２】 - 【請求項４】 充填材として、溶融シリカを充填材全量
中に５０〜９０質量％と結晶シリカを充填材全量中に１
０〜５０質量％含有するものを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封止用樹脂組
成物。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の封止
用樹脂組成物によって封止されて成ることを特徴とする
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001049113A JP3740988B2 (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 封止用樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001049113A JP3740988B2 (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 封止用樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002249546A true JP2002249546A (ja) | 2002-09-06 |
| JP3740988B2 JP3740988B2 (ja) | 2006-02-01 |
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ID=18910267
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001049113A Expired - Fee Related JP3740988B2 (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 封止用樹脂組成物及び半導体装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3740988B2 (ja) |
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-
2001
- 2001-02-23 JP JP2001049113A patent/JP3740988B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| JP3740988B2 (ja) | 2006-02-01 |
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