JP2009091539A - 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
Description
しかしながら、近年、環境保護の観点からダイオキシン類似化合物を発生する危惧のある含ハロゲン化合物や毒性の高いアンチモン化合物の使用を規制する動きが高まっている。このため、半導体封止用組成物に関しては、上述のブロム化エポキシ樹脂をはじめとするハロゲン化合物や酸化アンチモンを使用することなしに難燃性を達成させる技術が検討されるようになった。また、半導体装置を150〜200℃での高温で長時間保管すると、難燃剤であるブロム化エポキシ樹脂やアンチモン化合物は半導体素子の抵抗値増加や金線の断線を引き起こすことが知られている。この観点からもブロム化エポキシ樹脂やアンチモン化合物を使用しない高温保管特性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物の開発が求められている。こうした中、ブロム化エポキシ樹脂やアンチモン化合物代替の水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属酸化物の難燃剤が使用されてきているが、溶融樹脂粘度の増加による流動性の低下、離型性の悪化による連続成形性の低下や耐半田性の低下という課題があった。
を有するエポキシ樹脂と、(B)フェノール性水酸基を2個以上含む化合物と、(C)無機充填剤と、(D)硬化促進剤と、(E)トリレンジイソシアネート変性酸化ワックスとを含むことを特徴とする。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記一般式(3)で表される構造を有するエポキシ樹脂が、下記一般式(4)で表される構造を有するエポキシ樹脂であるものとすることができる。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、トリレンジイソシアネート変性酸化ワックスの酸価が、10mgKOH/g以上、50mgKOH/g以下であるものとすることができる。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記硬化促進剤(D)が、下記一般式(5)で表される化合物、下記一般式(6)で表される化合物、下記一般式(7)で表される化合物及び下記一般式(8)で表される化合物から選ばれる少なくとも1つであるものとすることができる。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、更に(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(F1)とエポキシ樹脂との反応生成物(F2)を含むものとすることができる。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、更に(G)カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン(G1)、及び/又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン(G1)とエポキシ樹脂との反応生成物(G2)を含むものとすることができる。
本発明の半導体装置は、上述の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子を封止してなることを特徴とする。
ール性水酸基を2個以上含む化合物と、(C)無機充填剤と、(D)硬化促進剤と、(E)トリレンジイソシアネート変性酸化ワックスとを含むことにより、低コストながらも耐燃性に優れ、かつ流動性、連続成形性、耐半田性に優れるエポキシ樹脂組成物が得られるものである。
以下、各成分について詳細に説明する。
てもよい。
らの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。
キシル基を表す。eは0〜5の整数であり、fは0〜3の整数である。)
アネート変性酸化ワックス(E)と、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が高いと、十分な離型性を得ることができない場合がある。逆に、相溶性が低いと相分離を起こし、金型の汚れや樹脂硬化物外観の悪化を引き起こす場合がある。
体(F1)とエポキシ樹脂との反応生成物(F2)を用いることができる。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(F1)(以下、単に「ブタジエン・アクリロニトリル共重合体(F1)」ともいう。)は、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体であり、封止用エポキシ樹脂組成物の低応力性を向上させる効果を有するものである。また、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)中のカルボキシル基、アクリロニトリ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との相溶性が適正な状態となり、封止用エポキシ樹脂組成物中でのブタジエン・アクリロニトリル共重合体(F1)の分散性が良好となる。このため、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)は、成形時の金型表面の汚れや樹脂硬化物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効果も有するものである。
量jが上記範囲内であると、流動性の低下による充填不良等の発生や、高粘度化による電子部品装置内における金線流れ等の不都合の発生を引き起こす恐れが少ない。
においては良好な酸化防止効果と低応力性が発現する。
ン(G1)とエポキシ樹脂との反応生成物(G2)を用いることにより、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、金型表面や樹脂硬化物表面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。
より具体的には、エポキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、アミノシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−6−(アミノヘキシル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(3−(トリメトキシシリルプロピル)−1,3−ベンゼンジメタナン等が挙げられる。また、ウレイドシランとしては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。また、メルカプトシランとしては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
実施例、比較例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(17)で表される構造を有するエポキシ樹脂(o−クレゾールとホルムアルデヒドと2−メトキシナフタレンを共縮合して得られたフェノール樹脂をエピクロルヒドリンでグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂。エポキシ当量220、軟化点52℃。下記一般式(17)において、m/n=1/9。)
エポキシ樹脂3:下記式(17)で表される構造を有するエポキシ樹脂(o−クレゾールとホルムアルデヒドと2−メトキシナフタレンを共縮合して得られたフェノール樹脂をエピクロルヒドリンでグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂。エポキシ当量270、軟化点63℃。下記一般式(17)において、m/n=3/7。)
エポキシ樹脂9:オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、EPICLON(登録商標)N−660。エポキシ当量196、軟化点62℃。)
エポキシ樹脂10:トリフェノールメタン型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、jER(登録商標)1032H60。エポキシ当量169、軟化点58℃。)
溶融球状シリカ(平均粒径30μm)
離型剤2:トリレンジイソシアネート変性酸化パラフィンワックス(前述の方法により作成したトリレンジイソシアネート変性酸化パラフィンワックスをハンマーミルにより粒度調整したもの。滴点85℃、酸価20mgKOH/g、数平均分子量2500、平均粒径38μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%。)
離型剤3:トリレンジイソシアネート変性酸化ポリプロピレンワックス(前述の方法により作成したトリレンジイソシアネート変性酸化ポリプロピレンワックスをジェットミルにより粒度調整したもの。滴点77℃、酸価12mgKOH/g、数平均分子量2300、平均粒径40μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%。)
離型剤4: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、滴点83℃、酸価5mgKOH/g、数平均分子量650、平均粒径38μm、粒径106μm以上の粒子0.0重量%。)
R(登録商標)YL−6810(エポキシ当量172g/eq、融点45℃)65重量部を140℃で加温溶融し、前記F1−1を33重量部、トリフェニルホスフィンを0.8重量部添加して、140℃にて30分間溶融混合して得た溶融反応物
カーボンブラック
エポキシ樹脂1 8.60重量部
フェノール樹脂1 3.80重量部
溶融球状シリカ 86.00重量部
硬化促進剤1 0.20重量部
離型剤1 0.20重量部
F2−1 0.30重量部
G2−1 0.30重量部
シランカップリング剤1 0.30重量部
カーボンブラック 0.30重量部
をミキサーにて常温混合し、80〜100℃の加熱ロールで溶融混練し、冷却後粉砕し、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を用いて以下の方法で評価した。評価結果を表1に示す。
で、樹脂組成物を注入成形して、3.2mm厚の耐燃試験片を作製した。得られた試験片について、UL94の規格に則り耐燃試験を行った。表には、耐燃ランクを示した。
表1、表2、表3、表4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、表3、表4に示す。
2 ダイボンド材硬化体
3 ダイパッド
4 金線
5 リードフレーム
6 封止用樹脂組成物の硬化体
Claims (12)
- (A)下記一般式(1)で表される構造を有するエポキシ樹脂と、
(B)フェノール性水酸基を2個以上含む化合物と、
(C)無機充填剤と、
(D)硬化促進剤と、
(E)トリレンジイソシアネート変性酸化ワックスと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(E)トリレンジイソシアネート変性酸化ワックスの滴点が、70℃以上、120℃以下であることを特徴とする請求項4に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記(E)トリレンジイソシアネート変性酸化ワックスの酸価が、10mgKOH/g以上、50mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項5に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化促進剤(D)が、下記一般式(5)で表される化合物、下記一般式(6)で表される化合物、下記一般式(7)で表される化合物及び下記一般式(8)で表される化合物から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項6に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記無機充填剤(C)を当該樹脂組成物全体の80重量%以上、92重量%以下含むことを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 更に(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(F1)とエポキシ樹脂との反応生成物(F2)を含むことを特徴とする請求項6ないし請求項9のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 更に(G)カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン(G1)、及び/又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン(G1)とエポキシ樹脂との反応生成物(G2)を含むことを特徴とする請求項6ないし請求項10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11のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により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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