JP2003165896A - 封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 - Google Patents
封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置Info
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温でのリフローによるクラックの発生が少
なく、かつハロゲン系難燃剤や三酸化アンチモンを使用
することなく必要な難燃性を有する封止用樹脂組成物及
びこの封止用樹脂組成物により封止された信頼性の高い
半導体装置を提供すること。 【解決手段】 封止用エポキシ樹脂組成物において、
（Ａ）発明の詳細な説明に記載の一般式（I）で表され
るエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）
硬化促進剤、（Ｄ）全体の８０〜９０重量％の量の無機
充填剤及び（Ｅ）カップリング剤を必須成分とし、実質
的にハロゲン系難燃剤を含まない封止用樹脂組成物とこ
の樹脂で封止した半導体装置。
なく、かつハロゲン系難燃剤や三酸化アンチモンを使用
することなく必要な難燃性を有する封止用樹脂組成物及
びこの封止用樹脂組成物により封止された信頼性の高い
半導体装置を提供すること。 【解決手段】 封止用エポキシ樹脂組成物において、
（Ａ）発明の詳細な説明に記載の一般式（I）で表され
るエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）
硬化促進剤、（Ｄ）全体の８０〜９０重量％の量の無機
充填剤及び（Ｅ）カップリング剤を必須成分とし、実質
的にハロゲン系難燃剤を含まない封止用樹脂組成物とこ
の樹脂で封止した半導体装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は封止用エポキシ樹脂
組成物及びそれを用いた半導体装置に関する。
組成物及びそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の封止用樹脂組成物として、
フェノールノボラック樹脂硬化のエポキシ樹脂組成物が
知られている。このエポキシ樹脂組成物の硬化物は耐湿
性、高温電気特性、成形性等に優れているため、封止用
樹脂として多用されるようになってきている。
フェノールノボラック樹脂硬化のエポキシ樹脂組成物が
知られている。このエポキシ樹脂組成物の硬化物は耐湿
性、高温電気特性、成形性等に優れているため、封止用
樹脂として多用されるようになってきている。
【０００３】ところで、電子機器の高密度実装化及び組
立工程の自動化等に対応するため、半導体装置の実装方
法は、従来のピン挿入タイプから表面実装タイプへと移
行してきている。表面実装タイプの実装方法では、基板
にパッケージのリード部分をはんだ付けする際、基板上
のクリームはんだを赤外線やフルオロカーボン蒸気で加
熱し、リードと接続する方法が採られている。
立工程の自動化等に対応するため、半導体装置の実装方
法は、従来のピン挿入タイプから表面実装タイプへと移
行してきている。表面実装タイプの実装方法では、基板
にパッケージのリード部分をはんだ付けする際、基板上
のクリームはんだを赤外線やフルオロカーボン蒸気で加
熱し、リードと接続する方法が採られている。
【０００４】このような表面実装法では、はんだを加熱
する際にパッケージ自体も加熱され、パッケージの温度
が２１５〜２６０℃程度になることがある。
する際にパッケージ自体も加熱され、パッケージの温度
が２１５〜２６０℃程度になることがある。
【０００５】このため、表面実装タイプの実装方法で
は、パッケージの急激な高温化により、パッケージには
クラックが発生し、半導体装置の信頼性が低下してしま
うという問題があった。
は、パッケージの急激な高温化により、パッケージには
クラックが発生し、半導体装置の信頼性が低下してしま
うという問題があった。
【０００６】このようなクラックの発生は、パッケージ
の樹脂中に吸湿により存在する若干の水分が、樹脂が急
激に高温にさらされたとき気化膨張し、このとき発生す
る内部応力に起因するものと考えられている。
の樹脂中に吸湿により存在する若干の水分が、樹脂が急
激に高温にさらされたとき気化膨張し、このとき発生す
る内部応力に起因するものと考えられている。
【０００７】このような問題を封止用樹脂の組成によっ
て解決するためには、封止樹脂に次のような特性を持た
せることが有効である。
て解決するためには、封止樹脂に次のような特性を持た
せることが有効である。
【０００８】（ａ）発生する水蒸気圧を抑制するため
に、樹脂の吸湿性を低減させる。
に、樹脂の吸湿性を低減させる。
【０００９】（ｂ）生じる水蒸気圧に耐えられるだけの
強度を持たせる。
強度を持たせる。
【００１０】上記したような特性を有する樹脂組成物と
して、柔軟疎水骨格の構造を有するエポキシ樹脂やフェ
ノール樹脂硬化材に充填剤を多量に配合させた樹脂組成
物が提案されている。
して、柔軟疎水骨格の構造を有するエポキシ樹脂やフェ
ノール樹脂硬化材に充填剤を多量に配合させた樹脂組成
物が提案されている。
【００１１】しかしながら、このような従来のエポキシ
樹脂組成物は、ノボラックタイプの封止樹脂に比べて高
価な上に成形作業性に劣るという問題があった。
樹脂組成物は、ノボラックタイプの封止樹脂に比べて高
価な上に成形作業性に劣るという問題があった。
【００１２】現在、鉛を使用しないはんだのうち、半導
体のパッケージ分野に使用可能なはんだの多くは従来の
はんだに比較して融点が高く、前述したリフロー温度は
相当高くなっている。すなわち、はんだの処理温度の上
昇によりはんだ処理時に封止樹脂内で発生する水蒸気圧
は一層増大する傾向にあり、封止樹脂にはさらに優れた
耐リフロー性が要求されている。
体のパッケージ分野に使用可能なはんだの多くは従来の
はんだに比較して融点が高く、前述したリフロー温度は
相当高くなっている。すなわち、はんだの処理温度の上
昇によりはんだ処理時に封止樹脂内で発生する水蒸気圧
は一層増大する傾向にあり、封止樹脂にはさらに優れた
耐リフロー性が要求されている。
【００１３】一方、最近の環境についての関心の高まり
から、半導体のパッケージ分野においても外装や接合に
使用されるはんだからの鉛の除去や有機パッケージ材料
中に含まれる臭素化合物やアンチモン化合物の除去が強
く求められている。
から、半導体のパッケージ分野においても外装や接合に
使用されるはんだからの鉛の除去や有機パッケージ材料
中に含まれる臭素化合物やアンチモン化合物の除去が強
く求められている。
【００１４】従来の難燃性の封止用エポキシ樹脂には、
臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンが使用されてい
るため、これらを使用しない難燃化された封止用エポキ
シ樹脂組成物の開発が求められている。
臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンが使用されてい
るため、これらを使用しない難燃化された封止用エポキ
シ樹脂組成物の開発が求められている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、半導
体パッケージ用のエポキシ樹脂組成物においては、はん
だの処理温度の上昇によりはんだ処理時に封止樹脂内で
発生する水蒸気圧は一層高くなる傾向にあるという問題
がある。また、従来の難燃性封止用エポキシ樹脂組成物
には、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンが含まれ
ており、を実質的に含まないでが使用されているため、
これらを使用しない難燃性の封止用エポキシ樹脂組成物
の開発が求められている。
体パッケージ用のエポキシ樹脂組成物においては、はん
だの処理温度の上昇によりはんだ処理時に封止樹脂内で
発生する水蒸気圧は一層高くなる傾向にあるという問題
がある。また、従来の難燃性封止用エポキシ樹脂組成物
には、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンが含まれ
ており、を実質的に含まないでが使用されているため、
これらを使用しない難燃性の封止用エポキシ樹脂組成物
の開発が求められている。
【００１６】本発明は、上記したような課題を解決する
ためになされたもので、高温でのリフローによるクラッ
クの発生が少なく、かつハロゲン系難燃剤や三酸化アン
チモンを使用することなく必要な難燃性を有する封止用
樹脂組成物及びこの封止用樹脂組成物により封止された
信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、高温でのリフローによるクラッ
クの発生が少なく、かつハロゲン系難燃剤や三酸化アン
チモンを使用することなく必要な難燃性を有する封止用
樹脂組成物及びこの封止用樹脂組成物により封止された
信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の封止用エポキシ
樹脂組成物は、（Ａ）次の一般式（I）で表されるエポ
キシ樹脂を主体とするエポキシ樹脂、
樹脂組成物は、（Ａ）次の一般式（I）で表されるエポ
キシ樹脂を主体とするエポキシ樹脂、
【化２】
（式中Ｒは、Ｃm Ｈ2m（ｍ≧１）で表される有機基、ｎ
≧１） （Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、並び
に（Ｄ）全体の８０〜９０重量％の量の無機充填剤及び
（Ｅ）カップリング剤を必須成分として含有し、実質的
にハロゲン系難燃剤及びアンチモン化合物を含まないこ
とを特徴としている。
≧１） （Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、並び
に（Ｄ）全体の８０〜９０重量％の量の無機充填剤及び
（Ｅ）カップリング剤を必須成分として含有し、実質的
にハロゲン系難燃剤及びアンチモン化合物を含まないこ
とを特徴としている。
【００１８】（Ａ）の一般式（I）で表されるエポキシ
樹脂は、フェノールあるいはアルキルフェノール類とヒ
ドロキシベンズアルデヒドとの縮合物をエポキシ化する
ことによって得られる。同式中、ｍは、ｍ≧１であるこ
とが好ましく、アルキル成分が多くなると難燃性が低下
するようになるので、ｍが１であることがより好まし
い。一般式（I）で表されるエポキシ樹脂は、信頼性を
確保するため樹脂中に含まれる塩素が１０００ｐｐｍ以
下であることが望ましい。一般式（I）で表されるエポ
キシ樹脂の具体例としては、例えば低吸湿性樹脂（ＥＳ
ＰＤ−３３０（住友化学社製商品名、エポキシ等量２１
３）が挙げられる。
樹脂は、フェノールあるいはアルキルフェノール類とヒ
ドロキシベンズアルデヒドとの縮合物をエポキシ化する
ことによって得られる。同式中、ｍは、ｍ≧１であるこ
とが好ましく、アルキル成分が多くなると難燃性が低下
するようになるので、ｍが１であることがより好まし
い。一般式（I）で表されるエポキシ樹脂は、信頼性を
確保するため樹脂中に含まれる塩素が１０００ｐｐｍ以
下であることが望ましい。一般式（I）で表されるエポ
キシ樹脂の具体例としては、例えば低吸湿性樹脂（ＥＳ
ＰＤ−３３０（住友化学社製商品名、エポキシ等量２１
３）が挙げられる。
【００１９】また、本発明においては、本発明の効果を
失わない範囲で（Ａ）の一般式（I）で表されるエポキ
シ樹脂以外のエポキシ樹脂（臭素化エポキシ樹脂を除
く）を、（Ａ）の一般式（I）で表されるエポキシ樹脂
と併用することもできる。このようなエポキシ樹脂とし
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、ナフトールのノ
ボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのグリシジルエー
テル、テトラ（ヒドロキシフェニル）アルカンのエポキ
シ化物、ビスヒドロキシビフェニル系エポキシ樹脂等が
挙げられる。この場合、一般式（I）で表されるエポキ
シ樹脂以外のエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全体の５０
％以下、好ましくは３０％以下とすることが望ましい。
失わない範囲で（Ａ）の一般式（I）で表されるエポキ
シ樹脂以外のエポキシ樹脂（臭素化エポキシ樹脂を除
く）を、（Ａ）の一般式（I）で表されるエポキシ樹脂
と併用することもできる。このようなエポキシ樹脂とし
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、ナフトールのノ
ボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのグリシジルエー
テル、テトラ（ヒドロキシフェニル）アルカンのエポキ
シ化物、ビスヒドロキシビフェニル系エポキシ樹脂等が
挙げられる。この場合、一般式（I）で表されるエポキ
シ樹脂以外のエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全体の５０
％以下、好ましくは３０％以下とすることが望ましい。
【００２０】本発明に用いられる（Ｂ）フェノール樹脂
硬化剤は、分子中にフェノール系水酸基を有するもので
あればいかなるものであってもよい。これらのフェノー
ル樹脂硬化剤は、単独あるいは２種以上を混合して用い
られる。フェノール樹脂硬化剤の水酸基当量は、十分な
難燃性及び低吸湿性を得るため１３０以上であることが
望ましく、１６０以上であることがより望ましい。ま
た、信頼性を確保するため、樹脂中に含まれるフリーの
フェノール類の濃度は１５以下であることが望ましい。
このようなフェノール樹脂硬化剤の具体例としては、ビ
スフェノールノボラック型フェノール樹脂（明和化成
（株）製、ＭＥＨ−７８５１シリーズ）、フェノールア
ラルキル樹脂（三井化学（株）製、ＸＬ、ＸＬＣシリー
ズ）、多官能芳香族フェノール樹脂（鹿島工業（株）Ｆ
ＰＩシリーズ）、テルペンフェノール樹脂などが挙げら
れる。
硬化剤は、分子中にフェノール系水酸基を有するもので
あればいかなるものであってもよい。これらのフェノー
ル樹脂硬化剤は、単独あるいは２種以上を混合して用い
られる。フェノール樹脂硬化剤の水酸基当量は、十分な
難燃性及び低吸湿性を得るため１３０以上であることが
望ましく、１６０以上であることがより望ましい。ま
た、信頼性を確保するため、樹脂中に含まれるフリーの
フェノール類の濃度は１５以下であることが望ましい。
このようなフェノール樹脂硬化剤の具体例としては、ビ
スフェノールノボラック型フェノール樹脂（明和化成
（株）製、ＭＥＨ−７８５１シリーズ）、フェノールア
ラルキル樹脂（三井化学（株）製、ＸＬ、ＸＬＣシリー
ズ）、多官能芳香族フェノール樹脂（鹿島工業（株）Ｆ
ＰＩシリーズ）、テルペンフェノール樹脂などが挙げら
れる。
【００２１】（Ａ）のエポキシ樹脂と（Ｂ）のフェノー
ル樹脂硬化剤の配合比は、硬化剤であるフェノール樹脂
のフェノール性水酸基数とエポキシ樹脂のエポキシ基数
の比（フェノール性水酸基／エポキシ基数）が０．５〜
１．５の範囲になるように配合することが望ましく、
０．７〜１．０の範囲になるように配合することがより
望ましい。フェノール樹脂のフェノール性水酸基数とエ
ポキシ樹脂のエポキシ基数の比が０．５未満では硬化反
応が十分に起こりにくくなり、逆に上記の比が１．５を
越えると、硬化物の特性、特に耐湿性が劣化し易くな
る。
ル樹脂硬化剤の配合比は、硬化剤であるフェノール樹脂
のフェノール性水酸基数とエポキシ樹脂のエポキシ基数
の比（フェノール性水酸基／エポキシ基数）が０．５〜
１．５の範囲になるように配合することが望ましく、
０．７〜１．０の範囲になるように配合することがより
望ましい。フェノール樹脂のフェノール性水酸基数とエ
ポキシ樹脂のエポキシ基数の比が０．５未満では硬化反
応が十分に起こりにくくなり、逆に上記の比が１．５を
越えると、硬化物の特性、特に耐湿性が劣化し易くな
る。
【００２２】本発明の（Ｃ）の硬化促進剤としては、フ
ェノール樹脂を用いてエポキシ樹脂を硬化する際に硬化
促進剤として使用されることが知られているものであれ
ばいかなるものであってもよい。例えばトリメチルホス
フィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィ
ン、トリフェニルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフエニ
ル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、
メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフ
ィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス（ジフェニ
ルホスフィノ）メタン、１，２−ビス（ジフェニルホス
フィノ）エタン等の有機ホスフィン化合物；２−メチル
イミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エ
チル−４−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−ヘプタデシルイミダゾール等の
イミダゾール化合物；又はその誘導体；ＤＢＵ（１，８
−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７）；又
はそのフェノール塩；等があり、必要に応じてこれらを
組み合わせて用いてもよい。これら硬化促進剤の添加割
合は、それぞれの触媒活性が異なるため一概にその好適
量を決められないが、樹脂成分の総量に対し、０．１〜
５重量％の範囲で加えることが望ましく、０．８〜３．
０重量％の範囲で加えることがより望ましい。硬化促進
剤の添加割合が、樹脂成分の総量に対し、０．１重量％
未満では硬化性能が劣り、逆に５重量％を越えると耐湿
信頼性が劣化する傾向となる。
ェノール樹脂を用いてエポキシ樹脂を硬化する際に硬化
促進剤として使用されることが知られているものであれ
ばいかなるものであってもよい。例えばトリメチルホス
フィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィ
ン、トリフェニルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフエニ
ル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、
メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフ
ィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス（ジフェニ
ルホスフィノ）メタン、１，２−ビス（ジフェニルホス
フィノ）エタン等の有機ホスフィン化合物；２−メチル
イミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エ
チル−４−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−ヘプタデシルイミダゾール等の
イミダゾール化合物；又はその誘導体；ＤＢＵ（１，８
−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７）；又
はそのフェノール塩；等があり、必要に応じてこれらを
組み合わせて用いてもよい。これら硬化促進剤の添加割
合は、それぞれの触媒活性が異なるため一概にその好適
量を決められないが、樹脂成分の総量に対し、０．１〜
５重量％の範囲で加えることが望ましく、０．８〜３．
０重量％の範囲で加えることがより望ましい。硬化促進
剤の添加割合が、樹脂成分の総量に対し、０．１重量％
未満では硬化性能が劣り、逆に５重量％を越えると耐湿
信頼性が劣化する傾向となる。
【００２３】本発明の（Ｄ）の無機充填剤としては、溶
融シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミなどが挙
げられるが、コスト、特性のバランスを考慮すると溶融
シリカが最適である。この無機充填剤の配合割合は、シ
リカとして８０〜９０重量％の範囲であることが望まし
く、８３〜８８重量％の範囲であることがより望まし
い。無機充填剤の配合割合が８０重量％未満では、難燃
性及び耐クラック性に劣り、９０重量％を越えると流動
性が低下して成形性が悪くなる。
融シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミなどが挙
げられるが、コスト、特性のバランスを考慮すると溶融
シリカが最適である。この無機充填剤の配合割合は、シ
リカとして８０〜９０重量％の範囲であることが望まし
く、８３〜８８重量％の範囲であることがより望まし
い。無機充填剤の配合割合が８０重量％未満では、難燃
性及び耐クラック性に劣り、９０重量％を越えると流動
性が低下して成形性が悪くなる。
【００２４】本発明の（Ｅ）成分であるカップリング剤
としては、無機充填剤の表面処理に使用されるものであ
ればいかなるものであってもよいが、シリコン原子に結
合したアルコキシ基を有するシラン化合物が望ましく、
なかでも第一級もしくは第二級のアミンを有するシラン
が望ましい。これらのカップリング剤を用いることによ
り組成物の成形性がより良好になるからである。具体的
には、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−Ｎ−フェニ
ルアミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。これらのアミノシランは、単独又は２種以上混合し
て使用することができ、さらにアミノシラン以外のカッ
プリング剤を併用することもできる。これらのカップリ
ング剤の配合割合は、樹脂組成物全体の０．０１〜５重
量％あることが望ましく、０．２〜１．０重量％あるこ
とがより望ましい。配合割合が、０．０１重量％未満で
は成形性の向上に効果がなく、５重量％を超えると信頼
性に悪影響を与えるようになるので望ましくない。
としては、無機充填剤の表面処理に使用されるものであ
ればいかなるものであってもよいが、シリコン原子に結
合したアルコキシ基を有するシラン化合物が望ましく、
なかでも第一級もしくは第二級のアミンを有するシラン
が望ましい。これらのカップリング剤を用いることによ
り組成物の成形性がより良好になるからである。具体的
には、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−Ｎ−フェニ
ルアミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。これらのアミノシランは、単独又は２種以上混合し
て使用することができ、さらにアミノシラン以外のカッ
プリング剤を併用することもできる。これらのカップリ
ング剤の配合割合は、樹脂組成物全体の０．０１〜５重
量％あることが望ましく、０．２〜１．０重量％あるこ
とがより望ましい。配合割合が、０．０１重量％未満で
は成形性の向上に効果がなく、５重量％を超えると信頼
性に悪影響を与えるようになるので望ましくない。
【００２５】本発明の封止用樹脂組成物は、反応性のシ
リコーン化合物をさらに加えることにより、耐リフロー
性及び成形作業性が飛躍的に向上させることができる。
リコーン化合物をさらに加えることにより、耐リフロー
性及び成形作業性が飛躍的に向上させることができる。
【００２６】このようなシリコーン化合物としては、次
の一般式（II）で示されるアミノ官能性シリコーン化合
物、カルボキシ官能性シリコーン化合物、エポキシ官能
性シリコーン化合物等が挙げられる。
の一般式（II）で示されるアミノ官能性シリコーン化合
物、カルボキシ官能性シリコーン化合物、エポキシ官能
性シリコーン化合物等が挙げられる。
【００２７】
【化３】
式中、ｌ，ｍ，ｎは０又は１以上の整数を、Ｒはアルキ
ル基を、Ａはアミノ基、カルボキシ基及びエポキシ基か
ら選ばれた１価の官能基を表す。
ル基を、Ａはアミノ基、カルボキシ基及びエポキシ基か
ら選ばれた１価の官能基を表す。
【００２８】本発明の封止用樹脂組成物には、上記した
（Ａ）〜（Ｅ）成分以外に、天然ワックス類、合成ワッ
クス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミド類、エステ
ル類、パラフィン類等の離型剤、カーボンブラック、二
酸化チタン等の顔料、シリコーンゴム、各種プラスチッ
ク粉末、各種エンジニアリングプラスチック粉末、ＡＢ
Ｓ樹脂やＭＢＳ樹脂の粉末等の低応力化剤等を適宜添加
してもよい。
（Ａ）〜（Ｅ）成分以外に、天然ワックス類、合成ワッ
クス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミド類、エステ
ル類、パラフィン類等の離型剤、カーボンブラック、二
酸化チタン等の顔料、シリコーンゴム、各種プラスチッ
ク粉末、各種エンジニアリングプラスチック粉末、ＡＢ
Ｓ樹脂やＭＢＳ樹脂の粉末等の低応力化剤等を適宜添加
してもよい。
【００２９】本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、カップリング剤、シ
リカ粉末、その他の原料成分の所定量を、例えばヘンシ
ェルミキサーによって十分に混合し、さらに熱ロールに
よる溶融処理または二軸の押出機等による溶融混合処理
を加えた後、冷却、粉砕することにより作製することが
できる。
脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、カップリング剤、シ
リカ粉末、その他の原料成分の所定量を、例えばヘンシ
ェルミキサーによって十分に混合し、さらに熱ロールに
よる溶融処理または二軸の押出機等による溶融混合処理
を加えた後、冷却、粉砕することにより作製することが
できる。
【００３０】本発明の半導体装置は、上記したような封
止用樹脂組成物により半導体チップを封止することによ
り作製される。封止の最も一般的な方法としては、リー
ドフレーム上に半導体を実装し、低圧トランスファー成
形法、射出成形、圧縮成形あるいは注型によりこの半導
体を覆うように本発明の封止用エポキシ樹脂組成物で封
止する。封止の対象となる半導体装置としては、たとえ
ば、集積回路、大型集積回路、トランジスタ、サイリス
タ及びダイオードなどが挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。
止用樹脂組成物により半導体チップを封止することによ
り作製される。封止の最も一般的な方法としては、リー
ドフレーム上に半導体を実装し、低圧トランスファー成
形法、射出成形、圧縮成形あるいは注型によりこの半導
体を覆うように本発明の封止用エポキシ樹脂組成物で封
止する。封止の対象となる半導体装置としては、たとえ
ば、集積回路、大型集積回路、トランジスタ、サイリス
タ及びダイオードなどが挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。
【００３１】
【実施例】以下、本発明を実施例を参照して説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜２）以下の各成分を表１に
示されるような割合で配合した実施例１〜５、比較例１
〜２の封止用樹脂組成物を常法により作製した。すなわ
ち、まず、ヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカッ
プリング剤で処理し、次いでその他の成分を配合して６
０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後に粉砕
することにより封止用樹脂組成物を作製した。
示されるような割合で配合した実施例１〜５、比較例１
〜２の封止用樹脂組成物を常法により作製した。すなわ
ち、まず、ヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカッ
プリング剤で処理し、次いでその他の成分を配合して６
０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後に粉砕
することにより封止用樹脂組成物を作製した。
【表１】
エポキシ樹脂Ａ：低吸湿性エポキシ樹脂（ＥＳＰＤ−３
３０ 住友化学（株）製商品名） 当量２１３） エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（ＥＳＣＮ１９５ＸＬ 住友化学（株）製商品名
当量１９７） エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹
脂（ＡＥＲ−８０２９ 旭化成エポキシ（株）製商品名
当量４６０） フェノール樹脂Ａ：フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ
−５５７ 昭和高分子（株）製商品名 当量１０４） フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂（ＸＬ−
２２５−３Ｌ 三井化学（株）製商品名 当量１７８） 硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン 離型剤：カルナバワックス 顔料：カーボンブラック 難燃助剤：三酸化アンチモン 充填剤：球状溶融シリカ粉末（平均粒径２０μｍ） 表面処理剤Ａ：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン（Ａ−１８７ 日本ユニカー（株）製商品名） 表面処理剤Ｂ：γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメ
トキシシラン（ＳＺ６０８３ 東レダウ（株）製商品
名） 変性剤：両末端カルボキシ変性シリコーン（Ｘ−２２−
１６２Ｃ 信越化学工業（株）製商品名）
３０ 住友化学（株）製商品名） 当量２１３） エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（ＥＳＣＮ１９５ＸＬ 住友化学（株）製商品名
当量１９７） エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹
脂（ＡＥＲ−８０２９ 旭化成エポキシ（株）製商品名
当量４６０） フェノール樹脂Ａ：フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ
−５５７ 昭和高分子（株）製商品名 当量１０４） フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂（ＸＬ−
２２５−３Ｌ 三井化学（株）製商品名 当量１７８） 硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン 離型剤：カルナバワックス 顔料：カーボンブラック 難燃助剤：三酸化アンチモン 充填剤：球状溶融シリカ粉末（平均粒径２０μｍ） 表面処理剤Ａ：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン（Ａ−１８７ 日本ユニカー（株）製商品名） 表面処理剤Ｂ：γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメ
トキシシラン（ＳＺ６０８３ 東レダウ（株）製商品
名） 変性剤：両末端カルボキシ変性シリコーン（Ｘ−２２−
１６２Ｃ 信越化学工業（株）製商品名）
【００３２】次に、これら実施例１〜５、比較例１〜２
の封止用樹脂組成物について以下の試験を行った。
の封止用樹脂組成物について以下の試験を行った。
【００３３】［難燃性］各封止用樹脂組成物を用いて厚
さ０．８ｍｍの硬化物サンプルを作成した。このサンプ
ルについてＵＬ−９４試験法に基づいて難燃性の試験を
行った。
さ０．８ｍｍの硬化物サンプルを作成した。このサンプ
ルについてＵＬ−９４試験法に基づいて難燃性の試験を
行った。
【００３４】結果を表２に示す。
【表２】
【００３５】［耐湿信頼性］各封止用樹脂組成物を用い
て試験用デバイスを封止した後、１８０℃で４時間アフ
ターキュアを行った。次いで、このパッケージを８５
℃、相対湿度６０％の雰囲気中に１６８時間放置して吸
湿処理を行った後、これを最高温度２６０℃のＩＲリフ
ロー炉に３回通した。この時点で、パッケージのクラッ
ク発生率を調べた。さらに、このパッケージを１２７℃
の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、１００時間、２００時
間、３００時間、４００時間及び５００時間後の不良
（リーク不良、オープン不良）発生率を調べた。結果を
表３に示す。なお、表３における結果は、（不良発生
数）／（サンプル数）で示したものである。
て試験用デバイスを封止した後、１８０℃で４時間アフ
ターキュアを行った。次いで、このパッケージを８５
℃、相対湿度６０％の雰囲気中に１６８時間放置して吸
湿処理を行った後、これを最高温度２６０℃のＩＲリフ
ロー炉に３回通した。この時点で、パッケージのクラッ
ク発生率を調べた。さらに、このパッケージを１２７℃
の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、１００時間、２００時
間、３００時間、４００時間及び５００時間後の不良
（リーク不良、オープン不良）発生率を調べた。結果を
表３に示す。なお、表３における結果は、（不良発生
数）／（サンプル数）で示したものである。
【表３】
【００３６】［連続成形性］各封止用樹脂組成物を用い
てダミーフレームを用いた連続成形を行い、作業性及び
成型品外観を観察した。結果を表４に示す。
てダミーフレームを用いた連続成形を行い、作業性及び
成型品外観を観察した。結果を表４に示す。
【表４】
【００３７】表２〜表４に示されるように、実施例１〜
５の樹脂組成物は、比較例１〜２の樹脂組成物に比べ、
高温下での耐クラック性及びその後の耐湿信頼性が極め
て良好であった。
５の樹脂組成物は、比較例１〜２の樹脂組成物に比べ、
高温下での耐クラック性及びその後の耐湿信頼性が極め
て良好であった。
【００３８】次に、実施例１の組成物を用いて低圧トラ
ンスファー成形により、リードフレーム上にボンディン
グ接続された半導体を封止して図１に示す表面実装型の
半導体装置を製作した。図１において、半導体装置１は
リード２にボンディングワイヤ３により接続され、半導
体装置１とボンディングワイヤ３を覆って封止樹脂４が
被覆されている。
ンスファー成形により、リードフレーム上にボンディン
グ接続された半導体を封止して図１に示す表面実装型の
半導体装置を製作した。図１において、半導体装置１は
リード２にボンディングワイヤ３により接続され、半導
体装置１とボンディングワイヤ３を覆って封止樹脂４が
被覆されている。
【００３９】このように、本発明の封止用エポキシ樹脂
組成物で封止された半導体装置は、表面実装を行って
も、その後の耐湿性は良好であり、高い信頼性を有して
いる。
組成物で封止された半導体装置は、表面実装を行って
も、その後の耐湿性は良好であり、高い信頼性を有して
いる。
【００４０】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の封止用
樹脂組成物の硬化物は、高温下での耐クラック性及び耐
湿信頼性が極めて良好であり、表面実装タイプの半導体
装置の封止に好適である。
樹脂組成物の硬化物は、高温下での耐クラック性及び耐
湿信頼性が極めて良好であり、表面実装タイプの半導体
装置の封止に好適である。
【００４１】また、本発明の封止用樹脂組成物で封止さ
れた半導体装置は表面実装を行っても、その後の耐湿性
が良好であり、高い信頼性を有するものである。特に、
本発明の半導体装置は高温下での耐クラック性及び耐湿
信頼性が極めて良好であるため、従来よりも融点が高い
鉛を含まないはんだを使用しての表面実装に対しても、
十分に信頼性を維持することが可能である。
れた半導体装置は表面実装を行っても、その後の耐湿性
が良好であり、高い信頼性を有するものである。特に、
本発明の半導体装置は高温下での耐クラック性及び耐湿
信頼性が極めて良好であるため、従来よりも融点が高い
鉛を含まないはんだを使用しての表面実装に対しても、
十分に信頼性を維持することが可能である。
【図１】 図１は、本発明の半導体装置の一実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
１……半導体装置、２……リード、３……ボンディング
ワイヤ、４……封止樹脂。
ワイヤ、４……封止樹脂。
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 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ
//(Ｃ０８Ｌ 63/00
83:08）
Ｆターム(参考） 4J002 CC043 CC063 CD061 CE003
CP052 CP092 DE146 DF016
DJ016 EU117 EU137 EW137
FD016 FD143 FD157 GQ05
4J036 AF06 AF08 DC41 DC46 DD07
FA01 FA13 FB07 FB16 JA07
4M109 AA01 BA01 CA21 EA03 EA10
EB03 EB04 EB06 EC03 EC20
Claims (4)
- 【請求項１】 （Ａ）次の一般式（I）で表される成分
を主体とするエポキシ樹脂、 【化１】 （式中Ｒは、Ｃm Ｈ2m（ｍ≧１）で表される有機基、ｎ
≧１） （Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、並び
に（Ｄ）全体の８０〜９０重量％の量の無機充填剤及び
（Ｅ）カップリング剤を必須成分として含有し、実質的
にハロゲン系難燃剤を含まないことを特徴とする封止用
エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 前記（Ｅ）のカップリング剤が、アミノ
シラン化合物を含むことを特徴とする請求項１記載の封
止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】 変性剤として、反応性シリコーン化合物
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項記載の封
止用エポキシ樹脂組成物の硬化物によって半導体チップ
が封止され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 |
|---|---|---|---|
| JP2001367769A JP2003165896A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001367769A JP2003165896A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003165896A true JP2003165896A (ja) | 2003-06-10 |
Family
ID=19177471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001367769A Withdrawn JP2003165896A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003165896A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116104A1 (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | 半導体封止用樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2011054726A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Kyocera Chemical Corp | 電気二重層キャパシタ |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001367769A patent/JP2003165896A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116104A1 (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | 半導体封止用樹脂組成物および半導体装置 |
| US7431990B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-10-07 | Sumitomo Bakelite Co | Resin composition for encapsulating semiconductor chip and semiconductor device therewith |
| KR101076977B1 (ko) | 2004-05-27 | 2011-10-26 | 스미토모 베이클라이트 가부시키가이샤 | 반도체 봉지용 수지 조성물 및 반도체장치 |
| JP5326210B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2013-10-30 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2011054726A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Kyocera Chemical Corp | 電気二重層キャパシタ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |