JP2003155328A - タブレット及び半導体装置 - Google Patents

タブレット及び半導体装置

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JP2003155328A
JP2003155328A JP2001356795A JP2001356795A JP2003155328A JP 2003155328 A JP2003155328 A JP 2003155328A JP 2001356795 A JP2001356795 A JP 2001356795A JP 2001356795 A JP2001356795 A JP 2001356795A JP 2003155328 A JP2003155328 A JP 2003155328A
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JP
Japan
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epoxy resin
specific gravity
tablet
resin composition
sheet
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JP2001356795A
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English (en)
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Shigehisa Ueda
茂久 上田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ボイドの減少や充填性に優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物タブレットを提供すること。 【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹
脂、(C)硬化促進剤及び(D)無機充填材を必須成分
とし、前記各成分を混合、混練した後のシートの比重が
成形品比重の98%以上で、かつ前記シートを粉砕し打
錠したタブレットの比重が、成形品比重の98%以上で
あることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物
タブレット。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイド発生がない
特性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物タブレッ
ト及び半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子本体を機械的、化学的作用か
ら保護するために、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬
化促進剤、溶融シリカ等の無機充填材等からなるエポキ
シ樹脂組成物が開発、生産されてきた。このエポキシ樹
脂組成物に要求される項目は、半導体素子の種類、封止
される半導体装置の構造、半導体装置の使用環境等によ
って変化しつつあるが、組立、実装技術の進歩により半
導体装置の構造が複雑になってきており、成形時の不具
合への対応が必要となってきている。特に溶融したエポ
キシ樹脂組成物が流れる半導体装置内の流路は、狭い部
分と広い部分が混在してきており、流動の不均一による
ボイドや未充填が発生し易くなってきている。この問題
を解決するために無機充填材の粒度分布の適正化や、揮
発分の減少によるボイドの低減が提案されているが、巻
き込みの空気に対しては効果が少なく充分な解決には至
っていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ボイド発生
がなく充填性に優れた特性を有する半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物タブレット及び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、[1](A)
エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬化促進
剤及び(D)無機充填材を必須成分とし、前記各成分を
混合、混練した後のシートの比重が成形品比重の98%
以上で、かつ前記シートを粉砕し打錠したタブレットの
比重が、成形品比重の98%以上であることを特徴とす
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物タブレット、[2]
エポキシ樹脂組成物タブレットを175℃の成形機のポ
ットに1分間放置後の膨張率が、10%以下である第
[1]項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物タブレ
ット、[3]第[1]項又は[2]項記載のエポキシ樹
脂組成物タブレット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。
【0005】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、1分子中にエポキ
シ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー
全般を言い、例えば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、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、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等が挙げられ、これら
は単独でも混合しても差し支えない。本発明に用いられ
るフェノール樹脂は、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、
トリフェノールメタン型樹脂等が挙げられ、これらは単
独でも混合しても差し支えない。これらのフェノール樹
脂の配合量は、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェ
ノール樹脂の水酸基数の比として0.8〜1.2が好ま
しい。
【0006】本発明に用いられる硬化促進剤は、エポキ
シ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるも
のであればよく、一般に封止材料に使用されているもの
を広く用いることができる。例えば1,8−ジアザビシ
クロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホス
フィンや2−メチルイミダゾール等が挙げられ、単独で
も混合しても差し支えない。
【0007】本発明に用いられる無機充填材としては、
例えば溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、
アルミナ、窒化珪素等が挙げられるが、半導体装置の信
頼性や膨張係数のバランスから特に溶融球状シリカが好
ましい。配合量としては、成形性と信頼性のバランスか
ら全エポキシ樹脂組成物中80〜93重量%が好まし
い。
【0008】本発明では、(A)〜(D)成分を必須と
するが、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、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、ゴム等の
低応力成分を適宜配合してもよい。
【0009】本発明に用いられる(A)〜(D)成分の
他、必要に応じて配合する添加物は、特には限定しない
が、従来から半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造に
用いられているヘンシェルミキサー等のブレンダーで混
合後、2本ロール、一軸混練機、二軸混練機等を用いて
混練し混練物とし、混練物を冷却せずにシーティングロ
ールやコンプレッションプレス等を用いてシート化し、
得られたシートを冷却粉砕し粉末として、該粉末を打錠
してタブレットとする。混練中の樹脂温度が100〜1
10℃となる混練機を使用すると、得られたエポキシ樹
脂組成物タブレットの揮発分の減少や、シートの空隙の
減少に効果的であり好ましい。得られた混練物は冷却せ
ずにシーティングロールでシートとしても、軟化した混
練物を常温のコンプレッションプレスで厚さ1mm以下
の厚みになるように圧縮してシート化してもよい。シー
ティングロールやコンプレッションプレス等の工程で
は、シート及びタブレットの比重が、成形品の比重の9
8%以上になるように押圧力等を調整すればよい。該粉
末を打錠してタブレットにするには、特に限定しないが
タブレット密度が高くなる方法であれば、従来の打錠方
法でも金型内の脱気や加熱しながら打錠してもよい。図
1はコンプレッションプレスの前後の工程を示す概念図
であり、混練機1から吐出された混練物2を連続的にコ
ンプレッションプレス部3に投入し、加圧部分を通過さ
せシート化して冷却コノベヤー4で冷却し、後工程に移
送する。
【0010】本発明でのシート比重とタブレット比重
が、成形品比重の98%以上だと半導体装置の成形時に
充分に充填され、ボイド発生が少ない半導体装置を得る
ことができる。本発明での混練した後のシートと前記シ
ートを粉砕、打錠したタブレットの各比重及び成形品の
(同様でよいですね。同じ方法ですね)比重は、JIS
K6911に準じて測定した値である。 比重=W/(W−W1+W2) [W:サンプルの重量、W1:蒸留水中の重量、W2:
針金だけの蒸留水中の重量] 成形品は、タブレットを175℃、6.9MPa、2分
間でトランスファー成形機で直径50mm、厚み3mm
の試験片を成形したものである。
【0011】更に好ましくは、エポキシ樹脂組成物タブ
レットを175℃のマルチプランジャータイプ(下プラ
ンジャー)のトランスファー成形機のポットに1分間放
置後の膨張率が、10%以下であれば温度上昇により発
生した空隙を成形時の加圧力で充分潰すことができる
が、10%を越えると空隙を充分に潰すことができなく
なるおそれがあるので好ましくない。ポット内でのタブ
レットの膨張率は、ポット径14mmのマルチ成形金型
を175℃に設定し、プランジャーをタブレットの高さ
分だけ下げて、ここへ13mm径で4gのタブレットを
載置し、1分後に金型表面から出た高さをノギスで測定
し、載置前のタブレット高さで除して膨張率とした。
【0012】本発明のエポキシ樹脂組成物タブレットを
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。
【0013】
【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 ビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、YX−400 0H、融点105℃、エポキシ当量195) 9.3重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点80℃、水酸基当量105)5.0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 ) 0.2重量部 球状溶融シリカ(平均粒径35μm) 85重量部 カルナバワックス 0.5重量部 各成分を混合した後、表面温度が90℃と30℃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
そのまま常温のコンプレッション成形機で15×20×
0.1cmのサイズに9.8MPaの圧力で圧縮した。
充分冷却した後取り出し粉砕後、常圧下で圧力490M
Pa、金型温度60℃の条件で打錠しタブレットを得
た。以下の方法で評価した。コンプレッション及びタブ
レット工程で充分に空隙が潰され、加熱時の樹脂内空気
が低減されボイドがなくなった。
【0014】評価方法 比重とポット内の膨張率の測定は、前記方法による。 ボイド不良:80p(14×20×2.7mm)QFP
を低圧トランスファ−成形機にて175℃、注入圧力
6.9MPa、2分の条件で成形し、外観チェックを行
い外部ボイドの有無で判定した。n=50。
【0015】比較例1、2 比較例1は、実施例1と同一の各成分を混合した後、表
面温度が90℃と30℃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、充分冷却した後取り出し
粉砕後、常温常圧下で圧力490MPaの条件で打錠し
タブレットを得た。2本ロールの後工程に材料内の空隙
を潰す工程がないため、粉砕後の粒子内の空隙が残り、
加熱時に膨張しボイドの原因となった。比較例2は、実
施例1と同一の各成分を混合した後、同方向回転二軸混
練機を用いて、吐出樹脂の温度が100〜110℃とな
る条件で混練し、冷却せずにシーティングロールでシー
トにし、充分冷却した後取り出し粉砕後、常圧下で圧力
330MPaの条件で打錠しタブレットを得た。タブレ
ット工程での圧力が不足しているため、粉砕された粒子
間の空隙が充分潰されないため成形時の巻き込み空気の
原因となった。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明のタブレットを用いて半導体素子
を封止して得られる半導体装置は、ボイドが少なく充填
性に優れており成形後の半導体装置の不良が減少し、産
業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンプレッションプレスの前後の工程を示す概
念図である。

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)硬化促進剤及び(D)無機充填材を必須成分
    とし、前記各成分を混合、混練した後のシートの比重が
    成形品比重の98%以上で、かつ前記シートを粉砕し打
    錠したタブレットの比重が、成形品比重の98%以上で
    あることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物
    タブレット。
  2. 【請求項2】エポキシ樹脂組成物タブレットを175℃
    の成形機のポットに1分間放置後の膨張率が、10%以
    下である請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
    物タブレット。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載のエポキシ樹脂組成物
    タブレット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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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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