JP2007009180A - 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)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂系硬化剤、(C)硬化促進剤、及び(D)無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記(A)エポキシ樹脂、前記(B)フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、主鎖にビフェニレン骨格を有するノボラック構造の樹脂を含み、更に(E)酸化ポリエチレンワックスを全エポキシ樹脂組成物中に0.01重量%以上1重量%以下の割合で含み、かつ(F)カルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体(f1)及び/又はカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体とエポキシ樹脂との反応生成物(f2)を全エポキシ樹脂組成物中に0.01重量%以上1重量%以下の割合で含半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
また、生産性向上への取り組みとしては、離型効果の高い離型剤の適用が提案されている(例えば、特許文献4参照。)が、離型効果の高い離型剤は必然的に成形品の表面に浮き出しやすく、連続生産すると成形品の外観を著しく汚してしまう欠点があった。以上より、半田耐熱性、離型性、連続成形性、成形品外観、金型汚れ全ての課題に対応した半導体封止用エポキシ樹脂組成物が要求されている。
[1] (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂系硬化剤、(C)硬化促進剤、及び(D)無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記(A)エポキシ樹脂、前記(B)フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、一般式(1)で示される樹脂を含み、更に(E)酸化ポリエチレンワックスを全エポキシ樹脂組成物中に0.01重量%以上1重量%以下の割合で含み、かつ(F)カルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体(f1)及び/又はカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体とエポキシ樹脂との反応生成物(f2)を全エポキシ樹脂組成物中に0.01重量%以上1重量%以下の割合で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、
[3] 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの平均粒径が20μm以上、70μm以下であり、全酸化ポリエチレンワックス中における粒径106μm以上の粒子の含有比率が0.1重量%以下である第[1]又は[2]項記載のエポキシ樹脂組成物、
[4] 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの酸価が10mgKOH/g以上、50mgKOH/g以下である第[1]、[2]又は[3]項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
[5] 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの数平均分子量が500〜5000である第[1]ないし[4]項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
[6] 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの密度が0.94g/cm3以上、1.03g/cm3以下である第[1]ないし[5]項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
[7] 前記(E)酸化ポリエチレンワックスが低圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物、高圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物、及び高密度ポリエチレンポリマーの酸化物から選ばれる少なくとも一つである第[1]ないし[6]項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
[8] 第[1]ないし[7]項のいずれかに記載の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。
本発明で用いられる酸化ポリエチレンワックスとしては、低圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物、高圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物が好ましい。
本発明で用いられる酸化ポリエチレンワックスを用いることによる効果を損なわない範囲で他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。
前記カルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体(f1)としては、特に限定するものではないが、その構造の両端にカルボキシル基を有する化合物が好ましく、一般式(4)で表される化合物がより好ましい。このカルボキシル基が極性を有しているため、封止用エポキシ樹脂組成物の原料として含まれるエポキシ樹脂中でのブタジエン・アクリロニトリル共重合体の分散性が良好となり、金型表面の汚れや成形品表面の汚れの進行を抑えることができ、また連続成形性を向上させることができる。一般式(4)のxは1未満の正数、yは1未満の正数、x+y=1、zは50〜80の整数である。また、本発明の樹脂組成物には、(F)成分として、カルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体(f1)の全量又は一部を、エポキシ樹脂と硬化促進剤により予め溶融・反応させた反応生成物(f2)を用いることもできる。ここで言う硬化促進剤とは、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体中のカルボキシル基とエポキシ樹脂中のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、前述した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硬化促進剤と同じものを用いることができる。本発明に用いる(F)成分の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中0.01重量%以上、1重量%以下が必須であるが、0.05以上、0.5重量%以下が好ましく、より好ましくは0.1以上、0.3重量%以下である。上記範囲にすることで、流動性の低下による成形時における充填不良の発生や高粘度化による金線変形等の不具合の発生を抑えることができる。
本発明に用いられるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体の数平均分子量は2000以上、5000以下が好ましく、より好ましくは3000以上、4000以下である。上記範囲にすることで、流動性の低下による成形時における充填不良の発生や高粘度化による金線変形等の不具合の発生を抑えることができる。
本発明に用いられるカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体のカルボキシル基当量は1200以上、3000以下が好ましく、より好ましくは1700以上、2500以下である。上記範囲にすることで、樹脂組成物の成形時における流動性や離型性を低下させることなく、金型や成形品の汚れがより発生し難く、連続成形性が特に良好となる効果が得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜(F)成分及びその他の添加剤等を、ミキサー等を用いて混合後、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。
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
0.20重量部
球状溶融シリカ(平均粒径30.0μm) 87.00重量部
酸化ポリエチレンワックス1(滴点120℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量2000、密度0.98g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物) 0.10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。
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金型に、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、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。
表1、表2、表3に示す割合で各成分を配合し、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、表3に示す。
実施例1以外で用いた成分について、以下に示す。
酸化ポリエチレンワックス3(滴点135℃、酸価25mgKOH/g、数平均分子量3000、密度0.99g/cm3、平均粒径40μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス4(滴点110℃、酸価12mgKOH/g、数平均分子量1200、密度0.97g/cm3、平均粒径50μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス5(滴点110℃、酸価45mgKOH/g、数平均分子量2000、密度0.97g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス6(滴点110℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量750、密度0.98g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス7(滴点130℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量4500、密度0.99g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス8(滴点110℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量1100、密度0.95g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、低圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス9(滴点110℃、酸価25mgKOH/g、数平均分子量2000、密度1.02g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス10(滴点120℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量2000、密度0.98g/cm3、平均粒径30μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物)
酸化ポリエチレンワックス11(滴点120℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量2000、密度0.98g/cm3、平均粒径60μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高密度ポリエチレンポリマーの酸化物)
ポリエチレンワックス2(滴点115℃、酸価0mgKOH/g、数平均分子量1800、密度0.93g/cm3、平均粒径45μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%、高圧重合法によって製造されたポリエチレンワックス)
Claims (8)
- (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂系硬化剤、(C)硬化促進剤、及び(D)無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、前記(A)エポキシ樹脂、前記(B)フェノール樹脂系硬化剤のうちの少なくとも一方が、一般式(1)で示される樹脂を含み、更に(E)酸化ポリエチレンワックスを全エポキシ樹脂組成物中に0.01重量%以上1重量%以下の割合で含み、かつ(F)カルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体(f1)及び/又はカルボキシル基を有するブタジエン・アクリロニトリル共重合体とエポキシ樹脂との反応生成物(f2)を全エポキシ樹脂組成物中に0.01重量%以上1重量%以下の割合で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。
- 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの滴点が100℃以上、140℃以下である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの平均粒径が20μm以上、70μm以下であり、全酸化ポリエチレンワックス中における粒径106μm以上の粒子の含有比率が0.1重量%以下である請求項1又は2記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの酸価が10mgKOH/g以上、50mgKOH/g以下である請求項1、2又は3記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの数平均分子量が500以上、5000以下である請求項1ないし4のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)酸化ポリエチレンワックスの密度が0.94g/cm3以上、1.03g/cm3以下である請求項1ないし5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)酸化ポリエチレンワックスが低圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物、高圧重合法によって製造されたポリエチレンワックスの酸化物、及び高密度ポリエチレンポリマーの酸化物から選ばれる少なくとも一つである請求項1ないし6のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の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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