JP2006274185A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (A)フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、(B)ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、(C)特殊構造を有する硬化促進剤、(D)シランカップリング剤、及び(E)無機充填剤を必須成分として含むエポキシ樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂組成物中に、前記(C)特殊構造を有する硬化促進剤の含有量が0.05重量%以上、0.5重量%以下、前記(E)無機充填剤が84重量%以上、92重量%以下の割合で含まれ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
以上のような状況から、難燃性付与剤を使用することなく高い耐燃性を有し、かつ流動性を損なうことなく、鉛フリー半田にも対応可能な高い耐半田リフロー性を有する半導体封止用樹脂組成物の開発が望まれていた。
[1] (A)一般式(1)で示されるエポキシ樹脂、(B)一般式(2)で示されるフェノール樹脂、(C)一般式(3)で示される硬化促進剤、(D)シランカップリング剤、及び(E)無機充填剤を必須成分として含むエポキシ樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂組成物中に、前記(C)一般式(3)で示される硬化促進剤が0.05重量%以上、0.5重量%以下、前記(E)無機充填剤が84重量%以上、92重量%以下の割合で含まれることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[3] 第[1]又は[2]項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、各成分について詳細に説明する。
一般式(1)のRは水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。aは0〜4の整数、bは0〜4の整数、cは0〜3の整数、dは0〜4の整数、nは平均値で0又は10以下の正数であるが、これらの内では硬化性の点から式(4)の樹脂等が好ましい。nが上記範囲内であると、樹脂の粘度が増大することによる封止成形時における樹脂組成物の流動性の低下を抑えることができ、より一層の低吸湿化のための無機充填剤の高充填化が可能となる。
一般式(2)のRは水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、互いに同一であっても異なっていても良い。aは0〜4の整数、bは0〜4の整数、cは0〜3の整数、dは0〜4の整数、nは平均値で0又は10以下の正数であるが、これらの内では硬化性の点から式(5)の樹脂等が好ましい。nが上記nが上記範囲内であると、樹脂の粘度が増大することによる封止成形時における樹脂組成物の流動性の低下を抑えることができ、より一層の低吸湿化のための無機充填剤の高充填化が可能となる。
また、シランカップリング材(D)は一般式(3)で示される硬化促進剤(C)のような芳香環を構成する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と比較的安定な中間体を形成するため、一般式(3)で示される硬化促進剤(C)の硬化遅延効果を発現し、エポキシ樹脂組成物の貯蔵時の保管安定性、及び封止成形時の粘度特性と流動特性を著しく改善させることができる。このため、シランカップリング剤(D)は一般式(3)で示される硬化促進剤(C)の効果を充分に得るためには必須である。これらのシランカップリング剤(D)は単独で用いても併用してもよい。本発明に用いるシランカップリング剤(D)の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中0.01重量%以上、1重量%以下が好ましく、より好ましくは0.05重量%以上、0.8以下、特に好ましくは0.1重量%以上、0.6重量%以下である。シランカップリング剤(D)の配合量が上記範囲内であると、一般式(3)で示される硬化促進剤(C)の効果を充分に発揮することができ、またエポキシ樹脂組成物の硬化物と各種基材との密着性低下による半導体装置(以下、「半導体パッケージ」又は単に「パッケージ」ともいう。)における耐半田クラック性の低下を抑えることができる。或いは、エポキシ樹脂組成物の吸水性の上昇による半導体パッケージの耐半田クラック性の低下も抑えることができる。
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。
実施例1
・エポキシ樹脂1:式(4)で示されるエポキシ樹脂(軟化点44℃、エポキシ当量234) 6.42重量部
0.20重量部
・溶融球状シリカ(平均粒径25μm) 88.00重量部
・カーボンブラック 0.40重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が95℃と25℃の2本ロールを用いて混練し、冷却後粉砕して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の特性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:低圧トランスファー成形機を用いて、EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はcm。80cm以下であると金線変形やパッケージ未充填などの成形不良が生じる可能性がある。
表1、2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、2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:式(4)で示されるエポキシ樹脂(軟化点55℃、エポキシ当量236)
・エポキシ4:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン製、YL−6810、エポキシ当量170g/eq、融点47℃)
・フェノール樹脂2:パラキシレン変性ノボラック型フェノール樹脂(三井化学(株)製、XLC−4L、水酸基当量168、軟化点62℃)
・硬化促進剤2:トリフェニルホスフィン
・シランカップリング剤2:Nフェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン
・シランカップリング剤3:γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン
Claims (3)
- (A)一般式(1)で示されるエポキシ樹脂、(B)一般式(2)で示されるフェノール樹脂、(C)一般式(3)で示される硬化促進剤、(D)シランカップリング剤、及び(E)無機充填剤を必須成分として含むエポキシ樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂組成物中に、前記(C)一般式(3)で示される硬化促進剤が0.05重量%以上、0.5重量%以下、前記(E)無機充填剤が84重量%以上、92重量%以下の割合で含まれることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記(A)一般式(1)で示されるエポキシ樹脂の軟化点が35℃以上、60℃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。
- 請求項1又は2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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