JP2007161831A - 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)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)フェニルシラン化合物、及び(D)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、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)硬化剤、(C)一般式(1)で表されるフェニルシラン化合物、及び(D)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、
[3] さらに硬化促進剤(E)を含むものである第[1]項又は第[2]項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[4] さらに無機質充填材(F)を含むものである第[1]項ないし第[3]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、
[5] 第[1]項ないし第[4]項のいずれか記載のエポキシ樹脂組成物を混合及び/又は溶融混練してなる半導体封止用エポキシ樹脂成形材料、
[6] 第[5]項に記載のエポキシ樹脂成形材料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。
また上記ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、例えば、o−ベンゾキノン、p−ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもp−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。
上記ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとキノン化合物の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。
上記一般式(4)で表される化合物において、リン原子に結合するR1、R2およびR3がフェニル基であり、かつR3、R4およびR5が水素原子である化合物、すなわち1,4−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が好ましい。
本発明のエポキシ樹脂成形材料を用いて、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。
エポキシ樹脂1:下記式(5)で表されるビ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(日本化薬(株)製、商品名NC3000P、軟化点58℃、エポキシ当量273、式(5)においてn=2.3)
7.40重量部
5.00重量部
2,3−ジヒドロキシナフタレン 0.20重量部
硬化促進剤: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
0.20重量部
溶融球状シリカ(平均粒径30μm) 86.00重量部
カップリング剤1:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
0.10重量部
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
0.10重量部
離型剤1:ポリエチレン系ワックス 0.20重量部
離型剤2:モンタン酸エステル系ワックス 0.10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、DHT−4H)
0.20重量部
カーボンブラック 0.30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、エポキシ樹脂成形材料を得た。得られたエポキシ樹脂成形材料を用いて、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及び表3の配合に従い、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂成形材料を製造し、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表1、表2及び表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。
エポキシ樹脂2:下記式(7)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℃)
カテコール
ピロガロール
一方、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(D)を用いていない比較例1及び比較例2では、流動性、保存安定性、及び耐半田性の点で劣る結果となった。また、フェニルシラン化合物(C)を用いなかった比較例3、比較例4及び比較例5では、流動性、保存安定性、及び充填性の点で劣る結果となった。
上記のとおり、本発明に従う実施例はいずれも、良好な保存安定性を有し、半導体素子等の封止成形時において良好な流動性、硬化性を有し、かつ無鉛半田に対応する高温の半田処理によっても剥離やクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られるものである。
Claims (6)
- 前記(D)成分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記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- さらに硬化促進剤(E)を含むものである請求項1又は請求項2に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- さらに無機質充填材(F)を含むものである請求項1ないし請求項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。
- 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を混合及び/又は溶融混練してなる半導体封止用エポキシ樹脂成形材料。
- 請求項5に記載のエポキシ樹脂成形材料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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