JP2006052267A - 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)無機充填材、(D)ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、(E)芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物、(F)シランカップリング剤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、及びこれ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。
Description
その最大の問題点は、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬或いは半田リフロー工程で急激に200℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体装置内、特に半導体素子、リードフレーム、インナーリード上の金メッキや銀メッキ等の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹脂組成物の硬化物の界面で剥離が生じたりして、信頼性が著しく低下する現象である。また、環境問題に端を発した有鉛半田から無鉛半田への移行に伴い、半田処理時の温度が高くなり、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耐半田性が、従来以上に大きな問題となってきている。
[1](A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)無機充填材、(D)ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、(E)芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物、(F)シランカップリング剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[5]芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(E)が、ベンゼン環又はナフタレン環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物である第[1]ないし[4]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[6]シランカップリング剤(F)が、エポキシシラン、メルカプトシラン、1級アミノシラン、及びアニリノシランから選ばれる少なくとも2種以上を併用したものである第[1]ないし[5]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[7]さらにポリエチレン系ワックス又はポリエチレン系ワックスとモンタン酸エステル系ワックスからなる離型剤を含む第[1]ないし[6]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[8]さらにハイドロタルサイト類を含む第[1]ないし[7]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[9]第[1]ないし[8]項のいずれかに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。
以下、本発明について詳細に説明する。
一般式(1)中のnは平均値で、1〜5の正数、好ましくは1〜3である。nが下限値を下回るとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する可能性がある。nが上限値を越えると粘度が高くなりエポキシ樹脂組成物の流動性が低下する可能性がある。一般式(1)で表されるエポキシ樹脂は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
一般式(1)で表されるエポキシ樹脂の内では、式(3)で表されるエポキシ樹脂が特に好ましい。
一般式(1)で表されるエポキシ樹脂の使用量は、全エポキシ樹脂中に30重量%以上含むことが好ましく、特に50重量%以上が好ましい。下限値を下回ると、難燃性が不十分となる可能性がある。
一般式(2)中のnは平均値で、1〜5の正数、好ましくは1〜3である。nが下限値を下回るとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する可能性がある。nが上限値を越えると、粘度が高くなりエポキシ樹脂組成物の流動性が低下する可能性がある。一般式(2)で表されるフェノール樹脂は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
一般式(2)で表されるフェノール樹脂の内では、式(4)で表されるフェノール樹脂が特に好ましい。
一般式(2)で表されるフェノール樹脂の使用量は、全フェノール樹脂中に30重量%以上含むことが好ましく、特に50重量%以上が好ましい。下限値を下回ると、難燃性が不十分となる可能性がある。
本発明で用いられる硬化促進剤として、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物以外の硬化促進剤も、エポキシ基とフェノール性水酸基の反応を促進するものであれば特に限定なく併用できるが、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の配合量は全硬化促進剤に対して50重量%以上であることが好ましい。ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物以外の硬化促進剤としては、例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、これらは1種又は2種類以上を併用してもよい。
離型剤の配合量は特に制限されないが、全エポキシ樹脂組成物中0.05〜3重量%が望ましく、より好ましくは0.1〜1重量%である。
イオントラップ剤の配合量は特に制限されないが、全エポキシ樹脂組成物中0.05〜3重量%が望ましく、より好ましくは0.1〜1重量%である。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種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型すればよい。
溶融球状シリカ2:(平均粒径0.5μm、比表面積6.0m2/g) 100重量部
硬化促進剤1:トリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンとの付加物
3重量部
2,3−ジヒドロキシナフタレン(関東化学(株)製、試薬) 1重量部
カップリング剤1:N−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製、商品名KBM−573) 1重量部
カップリング剤2:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製、商品名KBM−403) 1重量部
カップリング剤3:γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学(株)製、商品名KBM−803) 1重量部
カップリング剤4:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学(株)製、商品名KBE−903) 1重量部
離型剤1:ポリエチレン系ワックス(クラリアントジャパン(株)製、商品名PED−191) 2重量部
離型剤2:モンタン酸エステル系ワックス(クラリアントジャパン(株)製、商品名リコルブWE−4) 1重量部
イオントラップ剤:ハイドロタルサイト(協和化学工業(株)製、商品名DHT−4A) 2重量部
カーボンブラック:(三菱化学(株)製、商品名MA−600) 3重量部
をミキサーにて混合し、熱ロールを用いて、95℃で8分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
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金型を用いて、金型温度175℃、圧力6.9MPa、硬化時間120秒で測定した。単位はcm。
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て、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
実施例1以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂2:下記式(5)で表される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、商品名YX−4000、エポキシ当量190、融点105℃)
硬化促進剤3:トリフェニルホスフィン:(ケイ・アイ化成(株)製、商品名PP−360)
ピロガロール:(大日本製薬(株)製、商品名ピロガロールN)
1,5−ジヒドロキシナフタレン(関東化学(株)製、試薬)
離型剤3:カルナバワックス(日興ファインプロダクツ(株)製、商品名ニッコウカルナバ)
Claims (9)
- (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)無機充填材、(D)ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、(E)芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物、(F)シランカップリング剤を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物(D)が、トリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンとの付加物である請求項1ないし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。
- (E)が、ベンゼン環又はナフタレン環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物である請求項1ないし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。
- シランカップリング剤(F)が、エポキシシラン、メルカプトシラン、1級アミノシラン、及びアニリノシランから選ばれる少なくとも2種以上を併用したものである請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- さらにポリエチレン系ワックス、又はポリエチレン系ワックスとモンタン酸エステル系ワックスからなる離型剤を含む請求項1ないし6のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- さらにハイドロタルサイト類を含む請求項1ないし7のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1ないし8のいずれかに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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