JP2002265571A - 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

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JP2002265571A
JP2002265571A JP2001071321A JP2001071321A JP2002265571A JP 2002265571 A JP2002265571 A JP 2002265571A JP 2001071321 A JP2001071321 A JP 2001071321A JP 2001071321 A JP2001071321 A JP 2001071321A JP 2002265571 A JP2002265571 A JP 2002265571A
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JP
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epoxy resin
resin composition
fatty acid
semiconductor device
semiconductor
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Daisuke Hirokane
大介 廣兼
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動性、ひいてはパッケージ充填性に優れた
特性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供す
ること。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機質充填材及び
(E)一個の二重結合を有する炭素数18〜26の不飽
和脂肪酸のアミド化合物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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動性に優れた半
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
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の高度化、軽薄短小化が
求められる中、半導体素子の高集積化、表面実装化が進
んでいる。これに伴い、半導体封止用エポキシ樹脂組成
物への要求は益々厳しくなっているのが現状である。特
に半導体装置の薄型化、多ピン化に際しては、半導体素
子の封止時に成形金型におけるエポキシ樹脂組成物の流
路が極めて狭くなるため、より流動性に優れたエポキシ
樹脂組成物が必要となる。又環境問題に端を発した半田
の脱鉛化による半田リフロー温度の上昇に伴い、半導体
装置の表面実装時に半導体装置中に含まれる水分の気化
によって発生する爆発的な応力による半田クラックが、
以前にもまして大きな問題となってきている。このこと
から、無機質充填材の高充填化によるエポキシ樹脂組成
物の更なる低吸水化、ひいては耐半田クラック性の向上
が求められている。
【0003】一般に、エポキシ樹脂組成物の高流度化に
際しては、より低粘度、低分子量の樹脂を用いたり、エ
ポキシ樹脂とフェノール樹脂の反応を促進するために添
加する硬化促進剤の量を低減する等の手法が考えられ
る。しかしながら、これらの手法では、樹脂の硬化性が
低下することで成形時に離型不良が生じ半導体装置が欠
けたり、金型が汚れることによって連続成形性が低下す
る等の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、流動性に優
れ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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、[1](A)
エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬化促進
剤、(D)無機質充填材及び(E)一個の二重結合を有
する炭素数18〜26の不飽和脂肪酸のアミド化合物を
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、[2]成分(E)を、全エポキシ樹脂組成
物中に0.02〜1.0重量%含む第[1]項記載の半
導体封止用エポキシ樹脂組成物、[3] [3]第
[1]項又は[2]項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、である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるエポキシ樹脂
としては、例えば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、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、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、ナフト
ール型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタ
ン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、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、これらは単独でも混合して用いてもよい。こ
れらの内では、常温では結晶性の固体であるが、融点以
上では極めて低粘度の液状となり、無機質充填材を高充
填化でき、その結果として耐半田クラック性に優れるビ
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が好ましい。ビフェニル
型エポキシ樹脂としては、例えば、3,3’,5,5’
−テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、ビフ
ェニルジグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0007】本発明で用いられるフェノール樹脂として
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、トリフェノールメタン樹脂、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、フェニレン及び/又はジフェニレン骨格を有する
フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂
等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。これらのうち、無機質充填材の高充填化のために
は、エポキシ樹脂と同様に低粘度のものが好ましい。可
撓性、低吸湿性のためには、フェニレン及び/又はジフ
ェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂の使用
が望ましい。
【0008】本発明において、全エポキシ樹脂と全フェ
ノール樹脂の配合比は、機械的性質及び耐半田クラック
性の観点から、全フェノール樹脂に対する全エポキシ樹
脂の化学当量比としては0.8〜1.2であることが望
ましい。
【0009】本発明で用いられる硬化促進剤としては、
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒
となり得るものを指し、例えばトリブチルアミン、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が、これらに限定されるもので
はない。又これらの硬化促進剤は単独でも混合して用い
てもよい。
【0010】本発明で用いられる無機質充填材として
は、例えば溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪
素、窒化アルミ等が挙げられる。無機質充填材の配合量
を特に多くする場合は、溶融シリカを用いるのが一般的
である。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可
能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ
樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状の
ものを主に用いる方が好ましい。更に球状シリカの配合
量を高めるためには、球状シリカの粒度分布がより広く
なるように調整することが望ましい。
【0011】本発明で用いられる一個の二重結合を有す
る炭素数18〜26の不飽和脂肪酸のアミド化合物は、
離型性に悪影響を及ぼすことなく、エポキシ樹脂組成物
に充分な流動性を与えることができる。具体的にはオレ
イン酸アミド、エルカ酸アミド等のモノアミド、エチレ
ンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミ
ド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンエル
カ酸アミド、m−キシレンビスエルカ酸アミド、p−フ
ェニレンビスエルカ酸アミド等のビスアミドが挙げられ
る。これらは、単独でも混合して用いてもよい。又飽和
脂肪酸のアミド化合物を用いた場合には、融点が高いた
めに混練時に溶融しづらく、前記した不飽和脂肪酸のア
ミド化合物の効果が十分に発揮されない。
【0012】用いるアミド化合物が、一個の二重結合を
有する炭素数17以下の不飽和脂肪酸からなる場合、樹
脂との相溶性がよすぎるため硬化阻害を引き起こし離型
性が低下する。又エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率
が大きくなり、耐半田クラック性にも悪影響を及ぼすた
め好ましくない。又27以上では樹脂との相溶性が悪
く、十分な流動性を得られない。更に、成形時にエポキ
シ樹脂組成物から染み出すことで金型汚れ、ひいては離
型性低下の原因となるため好ましくない。なお本発明で
の一個の二重結合を有する不飽和脂肪酸の炭素数とは、
不飽和脂肪酸中のエチレン列炭化水素とカルボキシル基
の炭素数を合計したものを指す。一個の二重結合を有す
る炭素数18〜26の不飽和脂肪酸のアミド化合物の配
合量は、特に限定しないが、全エポキシ樹脂組成物中に
0.02〜1.0重量%が望ましい。この範囲を外れる
と前記した一個の二重結合を有する不飽和脂肪酸のアミ
ド化合物の効果が十分に発揮されない。
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じ
てパラフィン、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩等の離型
剤、シランカップリング材、チターネート系カップリン
グ材等のカップリング剤、臭素化エポキシ樹脂、リン化
合物等の難燃剤、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン
等の難燃助剤、カーボンブラック、酸化鉄等の着色剤、
シリコーンオイル、シリコーンゴム、合成ゴム等の低応
力剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよ
い。
【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分、及びその他の添加剤等をミキサー等で混合
後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等を用いて加熱
混練し、続いて冷却、粉砕して得られる。
【0015】本発明のエポキシ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からの成形方法
で硬化成形すればよい。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
配合割合は重量部とする。 実施例1 ビフェニル型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)・製、YX4000H K、融点105℃、エポキシ当量191) 4.7重量部 フェノールアラルキル樹脂(三井化学(株)・製、XL−225、軟化点75 ℃、水酸基当量174) 4.3重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUと略称 ) 0.2重量部 球状溶融シリカ 90.0重量部 エルカ酸アミド(炭素数22) 0.2重量部 カルナバワックス 0.3重量部 カーボンブラック 0.3重量部 をミキサーを用いて混合した後、表面温度が95℃と2
5℃の2軸ロールを用いて20回混練し、得られた混練
物シートを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂組成物とし
た。得られたエポキシ樹脂組成物の特性を以下の方法で
評価した。
【0017】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7MPa、硬化時間2分で測定した。単位はc
m。 離型性:トランスファー成形機を用いて、金型温度17
5℃、注入圧力7MPa、硬化時間1分で144pQF
P(20×20×1.4mm厚さ)を10回連続で成形
した。この10回の成形で、離型時に金型に付着した
り、硬化物に割れ・欠けが発生した回数が3回以上のも
のを×、1〜2回のものを△、発生なしのものを○と判
定した。 パッケージ充填性:トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、注入圧力7.5MPa、硬化時間1分
で144pQFP(20×20×1.0mm厚さ)を1
0回成形した。この10回の成形で、パッケージに未充
填が発生した回数が3回以上のものを×、1〜2回のも
のを△、発生無しのものを○と判定した。
【0018】実施例2〜7、比較例1〜7。 実施例1以外に用いた各成分は、以下の通りである。ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点55℃、エ
ポキシ当量196)、フェノールノボラック樹脂(軟化
点80℃、水酸基当量105)、エチレンビスオレイン
酸アミド(炭素数18の不飽和脂肪酸化合物)、エチレ
ンビスエルカ酸アミド(炭素数22の不飽和脂肪酸化合
物)、ソルビン酸アミド(炭素数6の不飽和脂肪酸化合
物)、長鎖不飽和脂肪酸アミド(炭素数>27の不飽和
脂肪酸化合物)、エチレンビスベヘン酸アミド(炭素数
22飽和脂肪酸化合物)。表1の配合に従い、実施例1
と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得、実施例1と同様
にして評価した。結果を表1、表2に示す。
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】本発明は、流動性、ひいてはパッケージ
充填性に優れ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 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC03X CC04X CC05X CC06X CC07X CC08X CD04W CD05W CD06W CD07W CD14W CD18W DE147 DF017 DJ007 DJ017 EN026 EP018 EP028 EU116 EU136 EW146 EW176 FA087 FD017 FD090 FD130 FD14X FD156 FD160 GQ05 4J036 AA01 DA05 DC05 DC40 DC46 DD07 FA01 FA12 FB07 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB09 EB12 EC20

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノー
    ル樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機質充填材及び
    (E)一個の二重結合を有する炭素数18〜26の不飽
    和脂肪酸のアミド化合物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。
  2. 【請求項2】 成分(E)を、全エポキシ樹脂組成物
    中に0.02〜1.0重量%含む請求項1記載の半導体
    封止用エポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 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。
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