JP2007161966A - 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】 エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)を含み、該エポキシ樹脂(A)、該フェノール樹脂(B)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むエポキシ樹脂組成物であって、シランカップリング剤(C)、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)、及び金属水酸化物(E)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。
【化1】
Description
一方、既存の安価な樹脂(例えば、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック型樹脂)を用いた樹脂組成物は、良好な成形性を示すが、その反面、燃えやすい、粘度が高く基材との濡れ性が悪く耐半田リフロー性が悪い、といった欠点を有していた。こうした中、流動性、成形性、難燃性を損なわず、低粘度化して基材との密着を高め信頼性を満足させることができる安価なエポキシ樹脂組成物の開発が求められていた。
[1] エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)を含み、該エポキシ樹脂(A)、該フェノール樹脂(B)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むエポキシ樹脂組成物であって、シランカップリング剤(C)、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)、及び金属水酸化物(E)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] 前記芳香環を構成する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)が、下記一般式(2)で示される化合物及び/又は下記一般式(3)で示される化合物である第[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、
[5] さらに前記金属水酸化物(E)以外の無機質充填材(G)を含むものである第[1]項ないし第[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] 第[1]項ないし第[5]項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
[7] 第[6]項記載の半導体封止用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。
本発明で用いることができる一般式(1)で示されるエポキシ樹脂(Xはグリシジルエーテル基)は、エポキシ樹脂としては汎用で、安価である。構造面からは、樹脂骨格の架橋点間距離が短く、架橋密度が高いため、これを用いたエポキシ樹脂組成物は、良好な硬化性、成形性を有し、また硬化後の成形品の強度が大きいといった特徴を有している。しかしながら、その反面、燃えやすい、粘度が高く無機充填材の配合量を高めることが出来ず、耐半田リフロー性が悪いといった欠点を有す。
上記シランカップリング剤(C)と後述する化合物(D)とを組合せて用いることにより、本発明で用いられる一般式(1)で示されるエポキシ樹脂又はフェノール樹脂を使用した場合でも、低粘度のエポキシ樹脂組成物を得ることができる。このため、一般式(1)で示されるエポキシ樹脂又はフェノール樹脂を用いた樹脂組成物が、粘度が高く基材との濡れ性が悪くなり耐半田リフロー性が悪くなるといった欠点を解消することができる。
本発明で用いられるシランカップリング剤(C)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、0.05重量%以上0.8以下がより好ましい。シランカップリング剤(C)の配合量が上記範囲内であると、化合物(D)との相乗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パッケージにおける耐半田リフロー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リフロー性の低下も抑えることができる。
本発明で用いられる化合物(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0.03重量%以上0.8重量%以下である。下限値未満だとシランカップリング剤(F)との相乗効果による期待するような粘度特性および流動特性が得られない可能性がある。上限値を越えるとエポキシ樹脂組成物の硬化が阻害され、硬化物の物性が劣り、連続成形性に支障をきたす。また、半導体封止樹脂としての性能が悪化する可能性があるので好ましくない。化合物(D)の配合量が上記範囲内であると、シランカップリング剤(C)との相乗効果により低粘度化と高流動化が図れ、またエポキシ樹脂組成物の硬化が阻害され連続成形性に支障をきたすことを抑えることができる。或いは、エポキシ樹脂組成物の硬化物の物性低下や、半導体封止樹脂としての性能低下を抑えることができる。
本発明で用いられる金属水酸化物(E)の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中0.5重量%以上10重量%以下が好ましく、特に好ましくは1重量%以上5重量%以下である。上記範囲内であると、充分な難燃性を得ることができ、また耐半田リフロー性の低下、成形性の低下を抑えることができる。
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
2,3−ジヒドロキシナフタレン(試薬) 0.10重量部
水酸化アルミニウム[住友化学(株)製、CL−303] 5.00重量部
1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、「DBU」という)
0.20重量部
球状溶融シリカ(平均粒径26.5μm) 75.50重量部
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)
0.30重量部
カーボンブラック 0.30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、エポキシ樹脂成形材料とした。得られたエポキシ樹脂成形材料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成形材料を得、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。
ピロガロール(試薬)
1,6−ジヒドロキシナフタレン(試薬)
以上の結果から、本発明に従うと、成形封止する時の流動性、連続成形性に優れ、かつ難燃性、耐半田リフロー性に優れた特性を有する安価なエポキシ樹脂組成物が得られることが明らかとなった。
Claims (7)
- エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)を含み、該エポキシ樹脂(A)、該フェノール樹脂(B)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むエポキシ樹脂組成物であって、シランカップリング剤(C)、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)、及び金属水酸化物(E)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。
- 前記芳香環を構成する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%以下の割合で含む請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記芳香環を構成する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)が、下記一般式(2)で示される化合物及び/又は下記一般式(3)で示される化合物である請求項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。
- さらに硬化促進剤(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。
- さらに前記金属水酸化物(E)以外の無機質充填材(G)を含むものである請求項1ないし請求項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。
- 請求項1ないし請求項5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6記載の半導体封止用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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