JP2008201906A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記の(A)〜(E)成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。(A)エポキシ樹脂。(B)フェノール樹脂。(C)樹脂組成物全体に対し80重量%を超え、90重量%未満の無機質充填剤。(D)エポキシ当量5000〜15000のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物。(E)モンタン酸エステルおよびモンタン酸アミドの少なくとも一方。
【選択図】なし
Description
(A)エポキシ樹脂。
(B)フェノール樹脂。
(C)樹脂組成物全体に対し80重量%を超え、90重量%未満の無機質充填剤。
(D)エポキシ当量5000〜15000の下記一般式(1)で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物。
オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量200、軟化点60℃)
フェノールノボラック型フェノール樹脂(フェノール性水酸基当量105、軟化点85℃)
破砕結晶シリカ粉末(角取り加工品、平均粒子径20μm、最大粒子径180μm、粒度分布にて50μm付近と0.9μm付近にピーク高さ比5:2の2つの極大を有する)
球状溶融シリカ粉末(平均粒子径30μm、最大粒子径180μm、粒度分布にて45μm付近と1μm付近にピーク高さ比20:1の2つの極大を有する)
カーボンブラック(平均粒子径25nm、窒素吸着比表面積110m2 /g、DBP吸着量100cm3 /100g)
前記一般式(1)で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔重量平均分子量(GPC、ポリスチレン換算)(以下、重量平均分子量を「分子量」と略す):8000、エポキシ当量4000(y=2)、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの1:1ランダム重合体部分の分子量は、平均1000のものが1分子あたり4個(z=4)、残りの約4000がジメチルシロキサン骨格(x=52)であり、粘度2Pa・s(20poise)〕
前記一般式(1)で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量:15000、エポキシ当量5000(y=3)、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均500のものが1分子あたり10個(z=10)、残りの約10000がジメチルシロキサン骨格(x=130)であり、粘度2.5Pa・s(25poise)〕
前記一般式(1)で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量:40000、エポキシ当量10000(y=4)、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均1500のものが1分子あたり8個(z=8)、残りの約28000がジメチルシロキサン骨格(x=380)であり、粘度5Pa・s(50poise)〕
前記一般式(1)で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量:3000、エポキシ当量15000(y=2)、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均1000のものが1分子あたり5個(z=5)、残りの約25000がジメチルシロキサン骨格(x=330)であり、粘度3.8Pa・s(38poise)〕
前記一般式(1)で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量:60000、エポキシ当量20000(y=3)、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均2000のものが1分子あたり20個(z=20)、残りの約20000がジメチルシロキサン骨格(x=260)であり、粘度12Pa・s(120poise)〕
1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノネン−5(DBN、サンアプロ社製)
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
下記の表1〜3に示す各成分を同表に示す割合で配合し、90〜110℃に加熱したロール混練機に3分間かけて溶融混練することにより溶融物を作製した。つぎに、この溶融物を冷却した後粉砕し、さらにタブレット状に打錠することにより目的とする実施例・比較例用の半導体封止用樹脂組成物を得た。なお、無機質充填剤(C成分)の配合量について、半導体封止用樹脂組成物全体に対する重量%(小数点以下を四捨五入し、整数値化したもの)を表1〜3に併せて示す。
スパイラルフロー測定用金型を用い、175±5℃,120秒,70kg/cm2 の条件でEMMI 1−66の方法に準じて、スパイラルフロー値(cm)を測定した。そして、スパイラルフロー値が、41cm以上であると◎、31cm以上41cm未満であると○、26cm以上31cm未満であると△、26cm未満であると×として評価した。
半導体封止用樹脂組成物を、高化式フローテスター(CFT−100形、島津製作所社製)のポット内に入れ、175℃で10kgの荷重をかけた。溶融した半導体封止用樹脂組成物が直径1.0mm×長さ10mmのダイスの孔を通過して押し出されるときのピストンの移動速度から、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度(Pa・s)を求めた。そして、溶融粘度が、70Pa・s未満であると◎、70Pa・s以上80Pa・s未満であると○、80Pa・s以上90Pa・s未満であると△、90Pa・s以上であると×として評価した。
175℃の熱平板上に半導体封止用樹脂組成物を約200〜500mg載せ、1.5mm径のガラス棒で攪拌しながら、樹脂の糸引きが見られなくなるまでの時間をゲル化時間(秒)とした。そして、ゲル化時間が、15秒以上25秒未満であると○、15秒未満、または25秒以上であると×として評価した。
上記半導体封止用樹脂組成物を用い、TOWA社製トランスファー成形機にて、175℃で2分間成形後、乾燥機内で、175℃で5時間後硬化して、直径50mm×厚さ1mmの円板状試験片となる成形物を作製した。密封容器に水とともに1mm厚の成形板を設置し、121℃まで加熱すると、2気圧の水蒸気雰囲気が形成され、高い温度と水分による強制的吸湿が行われる(プレッシャークッカー状態)。この状態において、水分と高温のために成形樹脂の一部が加水分解する。つぎに、この状態(121℃、100%RH、2気圧)を20時間維持した後、取り出し、含水ウエスに挟んで冷却する。冷却後、ウエスで表面の水分を拭き取り、すばやくアルミ箔電極を表面に貼り付け、JIS C2318の方法に準拠して、25℃の試験条件で、体積抵抗率を測定(Ω・cm)した。耐湿性が低下する場合には、絶縁抵抗が下がるため、上記体積抵抗率を測定することにより耐湿性を評価することができる。そして、プレッシャークッカー試験後の体積抵抗率が、5.7Ω・cm以上であると◎、5.0Ω・cm以上5.7Ω・cm未満であると○、4.1Ω・cm以上5.0Ω・cm未満であると△、4.1Ω・cm未満であると×として評価した。
上記半導体封止用樹脂組成物を用い、上記プレッシャークッカー試験後体積抵抗率試験と同様の硬化条件で、熱伝導測定用試験片となる成形物を作製した。熱伝導率測定装置(KEMTHERMOQTM−D3、京都電子工業社製)を利用して、成型物の熱伝導率を測定した。そして、熱伝導率が2.5以上のものを◎、2.0以上2.5未満のものを○、1.5以上2.0未満のものを△、1.5未満であると×として評価した。
Claims (3)
- 上記(D)成分のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物の配合量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体の0.05〜1.0重量%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または2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半導体装置。
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