JP2019104887A - 封止用エポキシ樹脂組成物、硬化物、及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
発明者が、本開示に係る封止用エポキシ樹脂組成物に想到した理由を詳しく説明する。
以下、本開示の一実施形態に係る封止用エポキシ樹脂組成物の詳細について、更に説明する。
本実施形態に係るエポキシ樹脂(A)は、エポキシ化合物(A1)を含有する。エポキシ樹脂(A)は、エポキシ化合物(A1)以外の成分(A2)を含有してもよい。
本実施形態に係る硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)を含有する。硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)以外の成分(B2)を含有してもよい。
フェノール樹脂(B1)が、上記式(1)で示される構造を有する化合物を含む場合、封止用エポキシ樹脂組成物の臭いを抑制することができ、封止用エポキシ樹脂組成物の取り扱いを容易にすることができる。またフェノール樹脂(B1)が、上記式(1)で示される構造を有する化合物を含む場合、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物を金型から離し易くすることができる。すなわち、封止用エポキシ樹脂組成物の離型性を向上させることができる。またフェノール樹脂(B1)が、上記式(1)で示される構造を有する化合物を含む場合、封止用エポキシ樹脂組成物を硬化しやすくすることができる。
硬化促進剤(C)は、例えば、イミダゾール類、有機ホスフィン類、及び第三級アミン類からなる群から選択される一種以上の成分を含有できる。イミダゾール類の例には、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等が含まれる。有機ホスフィン類の例には、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン等が含まれる。第三級アミン類の例には、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等が含まれる。
無機充填材(D)は、例えば溶融球状シリカ等の溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。封止用エポキシ樹脂組成物に無機充填材を含有させることで、封止樹脂の熱膨張係数を調整できる。特に無機充填材が溶融シリカを含有することが好ましい。この場合、封止用エポキシ樹脂組成物中の無機充填材の高い充填性と、成形時の封止用エポキシ樹脂組成物の高い流動性とが得られる。無機充填材がアルミナ、結晶シリカ及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することも好ましく、この場合、封止樹脂の高い熱伝導性が得られる。
封止用エポキシ樹脂組成物は、本実施形態の利点を大きく損なわない範囲内で、シランカップリング剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、イオントラップ剤、着色剤、低応力化剤、粘着付与剤、シリコーン可撓剤といった、添加剤を含有してもよい。
封止用エポキシ樹脂組成物は、以下の方法で製造することができる。
本実施形態に係る硬化物は、封止用エポキシ樹脂組成物を加熱して、熱硬化させることによって得られる。硬化物は、半導体素子を封止する封止樹脂として好適に用いられる。
半導体装置は、ICチップなどの半導体素子と、半導体素子を覆う封止樹脂と、を備える。封止樹脂は、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物である。
各実施例及び比較例において、後掲の表1に示す成分をミキサーで均一に混合分散した後、ニーダーで加熱しながら混練し、更に冷却してから粉砕した。これにより、封止用エポキシ樹脂組成物の粉末を得た。
・エポキシ樹脂1:スチレン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、新日鉄住金化学株式会社製、YDAN−1000−10C(エポキシ基当量284)。
・エポキシ樹脂2:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、日本化薬株式会社製、品番NC3000(エポキシ基当量276)。
・エポキシ樹脂3:ビフェニル型エポキシ樹脂、三菱化学株式会社製、品番YX4000H(エポキシ基当量195)。
・フェノール硬化剤1:上記式(1)で示される構造を有するフェノール樹脂、明和化成株式会社製、品番MEH7851SS(水酸基当量203)。
・フェノール硬化剤2:上記式(2)で示される構造を有するフェノール樹脂、新日鉄住金化学株式会社、品番SN−485(水酸基当量209)。
・フェノール硬化剤3:フェノールノボラック樹脂、明和化成株式会社製、品番DL92(水酸基当量105)。
・フェノール硬化剤4:群栄化学工業株式会社製、品番GDP−6095LR(水酸基当量170)。
・顔料:カーボンブラック、三菱化学株式会社製、品番MA600。
・離型剤:カルナバワックス、大日化学工業株式会社製、品番F1−100。
・硬化促進剤:トリフェニルホスフィン、北興化学株式会社制、品番TPP。
・無機充填材:球状溶融シリカ、電気化学工業株式会社製、品番FB940。
・カップリング剤:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製、品番KBM803。
実施例1−5及び比較例1−4の封止用エポキシ樹脂組成物の粉末を、成形圧力3.9MPa、温度175℃、成形時間120秒の条件でトランスファー成形した。その後、175℃、4時間の条件でアフターキュアを行うことにより、封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物を作製した。
実施例1−5及び比較例1−4の硬化物について、以下の評価を行った。その結果を、後掲の表1に示す。
実施例1−5及び比較例1−4の硬化物を、1.5mm×1.5mm×85mmの大きさの成形品に加工した。ネットワークアナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社製、型番N5230A)を用いて、成形品の10GHzでの誘電正接及び比誘電率を測定した。
封止用エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂のエポキシ基当量、フェノール硬化剤の水酸基当量、エポキシ樹脂の配合量、及びフェノール硬化剤の配合量に基づき、実施例1−5及び比較例1−4の硬化物の1m3当たりのエポキシ基数を算出した。
第一精工製の成形機(品名S・Pot)の金型に40mm×40mmの寸法を有する基板を取り付けた後、この基板上に、実施例1−5及び比較例1−4の封止用エポキシ樹脂組成物の成形体を作製した。成形条件は、温度が175℃、硬化時間が100秒であった。成形体の形成直後に金型から基板を持ち上げるために要する力を、デジタルフォースゲージ(IMADA製)で測定した。この操作を100回繰り返して、デジタルフォースゲージによる測定値の平均値を算出した。
(3−iii)で作製した実施例1−5及び比較例1−4の成形体のショアD硬度を、硬度計(株式会社テクロック製の品番SHORED Type GS−702)で測定した。
実施例1−5及び比較例1−4の封止用エポキシ樹脂組成物の臭気を、以下の基準で評価した。
A:臭くない。
B:臭い。
C:とても臭い。
Claims (7)
- スチレン化フェノールノボラック型エポキシ化合物を含むエポキシ樹脂(A)と、
1つの水酸基と3つ以上の芳香環とを有する繰り返し単位を含み、水酸基当量が200g/eq以上であるフェノール樹脂を含む硬化剤(B)と、
を含む、
封止用エポキシ樹脂組成物。 - 請求項1または2に記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物。
- 誘電正接が0.006以下である、
請求項3に記載の硬化物。 - 比誘電率が3.5以下である、
請求項3または4に記載の硬化物。 - ショアD硬度が70以上である
請求項3から5のいずれか一項に記載の硬化物。 - 半導体素子と、
前記半導体素子を覆い、請求項3から6のいずれか一項に記載の硬化物である封止樹脂と、
を備える、
半導体装置。
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