JP2541712B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物Info
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- JP2541712B2 JP2541712B2 JP3145147A JP14514791A JP2541712B2 JP 2541712 B2 JP2541712 B2 JP 2541712B2 JP 3145147 A JP3145147 A JP 3145147A JP 14514791 A JP14514791 A JP 14514791A JP 2541712 B2 JP2541712 B2 JP 2541712B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半田付け工程で生じるパ
ッケージクラックの問題を解消する、すなわち半田耐熱
性に優れるとともに、耐湿信頼性にも優れる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
ッケージクラックの問題を解消する、すなわち半田耐熱
性に優れるとともに、耐湿信頼性にも優れる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が行われているが、近年では経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が行われているが、近年では経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
【０００３】特に最近ではプリント基板への部品実装に
おいて高密度化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴いパッケージも従来のＤＩＰ（デュアル
・インライン・パッケージ）から高密度実装、表面実装
に適した薄型のＴＳＯＰ（シン・スモール・アウトライ
ン・パッケージ）やＱＦＰ（クワッド・フラット・パッ
ケージ）に移行しつつある。
おいて高密度化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴いパッケージも従来のＤＩＰ（デュアル
・インライン・パッケージ）から高密度実装、表面実装
に適した薄型のＴＳＯＰ（シン・スモール・アウトライ
ン・パッケージ）やＱＦＰ（クワッド・フラット・パッ
ケージ）に移行しつつある。
【０００４】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性液体の飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が２１０〜２７０℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきてい
た。
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性液体の飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が２１０〜２７０℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきてい
た。
【０００５】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
【０００６】従来はエポキシ樹脂にオルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂を用い、無機充填材として平均粒径１０〜２０μ
ｍの破砕状溶融シリカを用いるのが一般的であったが、
表面実装時の加熱によりクラックが発生する問題を回避
できなかった。そこで、半田付け工程におけるクラック
の発生を抑える目的で、エポキシ樹脂にビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂を用い、無機充填材として平均粒
径１２μｍ以下の破砕状溶融シリカと平均粒径４０μｍ
以下の球状溶融シリカとを組み合わせて用いる方法（特
開平２−９９５１４号公報）などが提案されている。
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂を用い、無機充填材として平均粒径１０〜２０μ
ｍの破砕状溶融シリカを用いるのが一般的であったが、
表面実装時の加熱によりクラックが発生する問題を回避
できなかった。そこで、半田付け工程におけるクラック
の発生を抑える目的で、エポキシ樹脂にビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂を用い、無機充填材として平均粒
径１２μｍ以下の破砕状溶融シリカと平均粒径４０μｍ
以下の球状溶融シリカとを組み合わせて用いる方法（特
開平２−９９５１４号公報）などが提案されている。
【０００７】しかし、これら種々の方法で改良された樹
脂も、それぞれ半田付け時のクラックに対してある程度
効果をあげてきているようであるが、その半田耐熱性は
まだ十分ではなく、パッケージ外部にクラックが発生し
なくとも半導体素子表面と封止材との間に剥離が生じ耐
湿信頼性が低下する問題も重要になってきた。
脂も、それぞれ半田付け時のクラックに対してある程度
効果をあげてきているようであるが、その半田耐熱性は
まだ十分ではなく、パッケージ外部にクラックが発生し
なくとも半導体素子表面と封止材との間に剥離が生じ耐
湿信頼性が低下する問題も重要になってきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る半田付け工程で生じるパッケージクラックの問題を解
消する、すなわち半田耐熱性に優れるとともに、耐湿信
頼性にも優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供
することにある。
る半田付け工程で生じるパッケージクラックの問題を解
消する、すなわち半田耐熱性に優れるとともに、耐湿信
頼性にも優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の形
状、粒径の無機充填材、特定の熱可塑性エラストマーを
配合することにより、上記の課題を解決し、目的に合致
したエポキシ樹脂組成物が得られることを見出し本発明
に到達した。
状、粒径の無機充填材、特定の熱可塑性エラストマーを
配合することにより、上記の課題を解決し、目的に合致
したエポキシ樹脂組成物が得られることを見出し本発明
に到達した。
【００１０】すなわち本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、
フェノール系硬化剤（Ｂ）、ポリスチレン系ブロック共
重合体（Ｃ）および溶融シリカ（Ｄ）を必須成分として
含有してなる樹脂組成物であって、前記溶融シリカ
（Ｄ）が平均粒径１０μｍ以下の破砕状溶融シリカ９７
〜６０重量％と平均粒径４μｍ以下の球状溶融シリカ３
〜４０重量％からなり、球状溶融シリカの平均粒径が破
砕状溶融シリカの平均粒径より小さく、かつ溶融シリカ
（Ｄ）を含む無機充填材の割合が全体の７０〜８８重量
％であるエポキシ樹脂組成物であり、さらには、前記エ
ポキシ樹脂（Ａ）が式（Ｉ）
フェノール系硬化剤（Ｂ）、ポリスチレン系ブロック共
重合体（Ｃ）および溶融シリカ（Ｄ）を必須成分として
含有してなる樹脂組成物であって、前記溶融シリカ
（Ｄ）が平均粒径１０μｍ以下の破砕状溶融シリカ９７
〜６０重量％と平均粒径４μｍ以下の球状溶融シリカ３
〜４０重量％からなり、球状溶融シリカの平均粒径が破
砕状溶融シリカの平均粒径より小さく、かつ溶融シリカ
（Ｄ）を含む無機充填材の割合が全体の７０〜８８重量
％であるエポキシ樹脂組成物であり、さらには、前記エ
ポキシ樹脂（Ａ）が式（Ｉ）
【００１１】
【化２】
【００１２】（ただし、Ｒ1 〜Ｒ8 は水素原子、Ｃ1 〜
Ｃ4 の低級アルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、
すべてが同一である必要はない。）で表されるエポキシ
樹脂（ａ）を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成
物である。
Ｃ4 の低級アルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、
すべてが同一である必要はない。）で表されるエポキシ
樹脂（ａ）を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成
物である。
【００１３】本発明のエポキシ樹脂組成物が半田耐熱性
に優れる理由はまだ明確ではないが、（１）溶融シリカ
（Ｄ）の形状、粒径の特殊な組み合わせにより高温で高
い強度を示すとともに局所応力を低減させクラック伝播
を抑止していること、（２）ポリスチレン系ブロック共
重合体（Ｃ）が樹脂を疎水化するとともに広い温度範囲
で半導体素子とエポキシ樹脂硬化物との間に発生する歪
み応力を緩和する効果を持つことなどの効果が相乗的に
働いて各々の単独の寄与からは予想し得ないほど優れた
半田耐熱性、耐湿信頼性を示すものと思われる。
に優れる理由はまだ明確ではないが、（１）溶融シリカ
（Ｄ）の形状、粒径の特殊な組み合わせにより高温で高
い強度を示すとともに局所応力を低減させクラック伝播
を抑止していること、（２）ポリスチレン系ブロック共
重合体（Ｃ）が樹脂を疎水化するとともに広い温度範囲
で半導体素子とエポキシ樹脂硬化物との間に発生する歪
み応力を緩和する効果を持つことなどの効果が相乗的に
働いて各々の単独の寄与からは予想し得ないほど優れた
半田耐熱性、耐湿信頼性を示すものと思われる。
【００１４】また、本発明のエポキシ樹脂組成物にさら
にエポキシ樹脂（ａ）を使用するとさらに一段と半田耐
熱性が向上する。この理由もまだ明確ではないが、
（１）エポキシ樹脂（ａ）が１分子中にエポキシ基を２
個しか持たないことにより硬化物の架橋密度が適度に低
下し低吸水性を示すこと、（２）エポキシ樹脂（ａ）が
剛直なビフェニル骨格を持つことと硬化物の架橋密度が
適度に低いことにより高温において強靭性（高強度、高
伸度）を示すことなどの効果が前述した溶融シリカ
（Ｄ）、ポリスチレン系ブロック共重合体（Ｃ）の効果
と相乗的に働いてさらに一段と半田耐熱性が向上するも
のと思われる。
にエポキシ樹脂（ａ）を使用するとさらに一段と半田耐
熱性が向上する。この理由もまだ明確ではないが、
（１）エポキシ樹脂（ａ）が１分子中にエポキシ基を２
個しか持たないことにより硬化物の架橋密度が適度に低
下し低吸水性を示すこと、（２）エポキシ樹脂（ａ）が
剛直なビフェニル骨格を持つことと硬化物の架橋密度が
適度に低いことにより高温において強靭性（高強度、高
伸度）を示すことなどの効果が前述した溶融シリカ
（Ｄ）、ポリスチレン系ブロック共重合体（Ｃ）の効果
と相乗的に働いてさらに一段と半田耐熱性が向上するも
のと思われる。
【００１５】以下、本発明の構成を詳述する。
【００１６】本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、１
分子中にエポキシ基を２個以上有する物であれば特に限
定されるものではない。
分子中にエポキシ基を２個以上有する物であれば特に限
定されるものではない。
【００１７】例えば、クレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＡとホルムアルデヒドとから合成されるノボラッ
ク型エポキシ樹脂、フェノールとベンズアルデヒドとか
ら合成されるノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などがあげられ、用
途によっては二種類以上のエポキシ樹脂を併用してもよ
い。
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＡとホルムアルデヒドとから合成されるノボラッ
ク型エポキシ樹脂、フェノールとベンズアルデヒドとか
ら合成されるノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などがあげられ、用
途によっては二種類以上のエポキシ樹脂を併用してもよ
い。
【００１８】また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）
は上記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）を必須成
分として含有することが特に好ましい。
は上記式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂（ａ）を必須成
分として含有することが特に好ましい。
【００１９】本発明におけるエポキシ樹脂（ａ）の好ま
しい具体例としては、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメ
チルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプ
ロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−２−
クロロビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシ
プロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−２
−ブロモビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビ
フェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラブチルビフェニルな
どがあげられ、中でも４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメ
チルビフェニルが好ましく用いられる。
しい具体例としては、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメ
チルビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプ
ロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−２−
クロロビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシ
プロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−２
−ブロモビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビ
フェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラブチルビフェニルな
どがあげられ、中でも４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメ
チルビフェニルが好ましく用いられる。
【００２０】エポキシ樹脂（Ａ）中に含有されるエポキ
シ樹脂（ａ）の割合に関しては特に制限はないが、エポ
キシ樹脂（ａ）をエポキシ樹脂（Ａ）中に５０重量％以
上含有せしめることによりその効果は特に顕著になる。
シ樹脂（ａ）の割合に関しては特に制限はないが、エポ
キシ樹脂（ａ）をエポキシ樹脂（Ａ）中に５０重量％以
上含有せしめることによりその効果は特に顕著になる。
【００２１】本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配
合量は通常４〜２５重量％、好ましくは５〜２０重量％
である。
合量は通常４〜２５重量％、好ましくは５〜２０重量％
である。
【００２２】本発明におけるフェノール系硬化剤（Ｂ）
はエポキシ樹脂（Ａ）と反応して硬化させるものであれ
ば特に限定されないが、好ましい具体例としてはたとえ
ばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、ビスフェノ−ルＡなどがあげられる。
はエポキシ樹脂（Ａ）と反応して硬化させるものであれ
ば特に限定されないが、好ましい具体例としてはたとえ
ばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、ビスフェノ−ルＡなどがあげられる。
【００２３】本発明において、フェノール系硬化剤
（Ｂ）の配合量は通常３〜１５重量％、好ましくは４〜
１０重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）とフ
ェノール系硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および
耐湿性の点から水酸基／エポキシ基の化学当量比が０．
７〜１．３、特に０．８〜１．２の範囲にあることが好
ましい。
（Ｂ）の配合量は通常３〜１５重量％、好ましくは４〜
１０重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）とフ
ェノール系硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および
耐湿性の点から水酸基／エポキシ基の化学当量比が０．
７〜１．３、特に０．８〜１．２の範囲にあることが好
ましい。
【００２４】また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）
とフェノール系硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するため
硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進す
るものならば特に限定されず、たとえば２−メチルイミ
ダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−
４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミ
ン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン
−７などの３級アミン化合物、トリフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニ
ル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、
トリフェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テト
ラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどの
有機ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の
点から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニ
ルホスフィンが特に好ましく用いられる。
とフェノール系硬化剤（Ｂ）の硬化反応を促進するため
硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進す
るものならば特に限定されず、たとえば２−メチルイミ
ダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−
４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミ
ン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン
−７などの３級アミン化合物、トリフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニ
ル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、
トリフェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テト
ラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどの
有機ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の
点から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニ
ルホスフィンが特に好ましく用いられる。
【００２５】これらの硬化触媒は用途によっては二種以
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）
１００重量部に対して０．５〜５重量部の範囲が好まし
い。
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）
１００重量部に対して０．５〜５重量部の範囲が好まし
い。
【００２６】本発明におけるポリスチレン系ブロック共
重合体（Ｃ）は、ガラス転移温度が２５℃以上、好まし
くは５０℃以上の芳香族ビニル炭化水素重合体ブロック
とガラス転移温度が０℃以下、好ましくは−２５℃以下
の共役ジエン重合体ブロックからなる線状、放射状、分
枝状のブロック共重合体を意味する。
重合体（Ｃ）は、ガラス転移温度が２５℃以上、好まし
くは５０℃以上の芳香族ビニル炭化水素重合体ブロック
とガラス転移温度が０℃以下、好ましくは−２５℃以下
の共役ジエン重合体ブロックからなる線状、放射状、分
枝状のブロック共重合体を意味する。
【００２７】前記の芳香族ビニル炭化水素としては、ス
チレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ
−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、ビニル
ナフタレンなどがあり、なかでもスチレンが好ましく用
いられる。
チレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ
−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、ビニル
ナフタレンなどがあり、なかでもスチレンが好ましく用
いられる。
【００２８】前記の共役ジエンとしては、ブタジエン
（１，３−ブタジエン）、イソプレン（２−メチル−
１，３−ブタジエン）、メチルイソプレン（２，３−ジ
メチル−１，３−ブタジエン）、１，３−ペンタジエン
などがあり、中でもブタジエン、イソプレンが好ましく
用いられる。
（１，３−ブタジエン）、イソプレン（２−メチル−
１，３−ブタジエン）、メチルイソプレン（２，３−ジ
メチル−１，３−ブタジエン）、１，３−ペンタジエン
などがあり、中でもブタジエン、イソプレンが好ましく
用いられる。
【００２９】ポリスチレン系ブロック共重合体（Ｃ）中
に占めるガラス相ブロックである芳香族ビニル炭化水素
重合体ブロックの割合は１０〜５０重量％、ゴム相ブロ
ックである共役ジエン重合体ブロックの割合は９０〜５
０重量％が好ましい。
に占めるガラス相ブロックである芳香族ビニル炭化水素
重合体ブロックの割合は１０〜５０重量％、ゴム相ブロ
ックである共役ジエン重合体ブロックの割合は９０〜５
０重量％が好ましい。
【００３０】ガラス相ブロックとゴム相ブロックとの組
み合わせは多数あり、そのいずれでもよいが、ガラス相
ブロックとゴム相ブロックとが一つずつ結合したジブロ
ック共重合体、ゴム相ブロックの両端にガラス相ブロッ
クが結合したトリブロック共重合体が特に好ましい。こ
の場合のガラス相ブロックの数平均分子量は好ましくは
１，０００〜１００，０００、特に好ましくは２，００
０〜５０，０００であり、ゴム相ブロックの数平均分子
量は好ましくは５，０００〜２００，０００、特に好ま
しくは１０，０００〜１００，０００である。
み合わせは多数あり、そのいずれでもよいが、ガラス相
ブロックとゴム相ブロックとが一つずつ結合したジブロ
ック共重合体、ゴム相ブロックの両端にガラス相ブロッ
クが結合したトリブロック共重合体が特に好ましい。こ
の場合のガラス相ブロックの数平均分子量は好ましくは
１，０００〜１００，０００、特に好ましくは２，００
０〜５０，０００であり、ゴム相ブロックの数平均分子
量は好ましくは５，０００〜２００，０００、特に好ま
しくは１０，０００〜１００，０００である。
【００３１】ポリスチレン系ブロック共重合体（Ｃ）に
は上記のブロック共重合体の不飽和結合の一部が水素添
加により還元された水添ブロック共重合体も含まれる。
は上記のブロック共重合体の不飽和結合の一部が水素添
加により還元された水添ブロック共重合体も含まれる。
【００３２】ここで、芳香族ビニル炭化水素重合体ブロ
ックの芳香族二重結合の２５％以下および共役ジエン重
合体ブロックの脂肪族二重結合の８０％以上が水添され
ていることが好ましい。
ックの芳香族二重結合の２５％以下および共役ジエン重
合体ブロックの脂肪族二重結合の８０％以上が水添され
ていることが好ましい。
【００３３】ポリスチレン系ブロック共重合体（Ｃ）の
好ましい具体例としては、ポリスチレン／ポリブタジエ
ン／ポリスチレントリブロック共重合体（ＳＢＳ）、ポ
リスチレン／ポリイソプレン／ポリスチレントリブロッ
ク共重合体（ＳＩＳ）、ＳＢＳの水添共重合体（ＳＥＢ
Ｓ）、ＳＩＳの水添共重合体、ポリスチレン／ポリイソ
プレンジブロック共重合体、ポリスチレン／ポリイソプ
レンジブロック共重合体の水添共重合体（ＳＥＰ）など
があげられる。
好ましい具体例としては、ポリスチレン／ポリブタジエ
ン／ポリスチレントリブロック共重合体（ＳＢＳ）、ポ
リスチレン／ポリイソプレン／ポリスチレントリブロッ
ク共重合体（ＳＩＳ）、ＳＢＳの水添共重合体（ＳＥＢ
Ｓ）、ＳＩＳの水添共重合体、ポリスチレン／ポリイソ
プレンジブロック共重合体、ポリスチレン／ポリイソプ
レンジブロック共重合体の水添共重合体（ＳＥＰ）など
があげられる。
【００３４】本発明においてポリスチレン系ブロック共
重合体（Ｃ）の配合量は通常０．２〜１０重量％、好ま
しくは０．５〜５重量％である。０．２重量％未満では
半田耐熱性に対する向上効果がほとんど現れず、１０重
量％を越えると流動性が低下するために成形が困難にな
り実用的ではない。
重合体（Ｃ）の配合量は通常０．２〜１０重量％、好ま
しくは０．５〜５重量％である。０．２重量％未満では
半田耐熱性に対する向上効果がほとんど現れず、１０重
量％を越えると流動性が低下するために成形が困難にな
り実用的ではない。
【００３５】本発明における溶融シリカ（Ｄ）は平均粒
径１０μｍ以下の破砕状溶融シリカ９７〜６０重量％と
平均粒径４μｍ以下の球状溶融シリカ３〜４０重量％と
からなり、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリ
カの平均粒径より小さいものである。
径１０μｍ以下の破砕状溶融シリカ９７〜６０重量％と
平均粒径４μｍ以下の球状溶融シリカ３〜４０重量％と
からなり、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリ
カの平均粒径より小さいものである。
【００３６】ここでいう溶融シリカとは、半導体封止分
野で慣用されているように非晶性シリカを総称する。製
造法は問わない。また、平均粒径は累積重量５０％にな
る粒径（メジアン径）を意味し、たとえばレーザー回析
式粒度分布測定装置などを用いて測定された値である。
野で慣用されているように非晶性シリカを総称する。製
造法は問わない。また、平均粒径は累積重量５０％にな
る粒径（メジアン径）を意味し、たとえばレーザー回析
式粒度分布測定装置などを用いて測定された値である。
【００３７】破砕状溶融シリカの平均粒径は１０μｍを
越えると半田耐熱性が不十分になり、１０μｍ以下であ
れば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の点
から３μｍ以上、１０μｍ以下のものが好ましく用いら
れ、特に３μｍ以上、７μｍ未満のものが好ましく用い
られる。
越えると半田耐熱性が不十分になり、１０μｍ以下であ
れば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の点
から３μｍ以上、１０μｍ以下のものが好ましく用いら
れ、特に３μｍ以上、７μｍ未満のものが好ましく用い
られる。
【００３８】また、球状溶融シリカの平均粒径は４μｍ
を越えると半田耐熱性が不十分になり、４μｍ以下であ
れば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の点
から０．０１μｍ以上、３μｍ未満のものが特に好まし
く用いられる。
を越えると半田耐熱性が不十分になり、４μｍ以下であ
れば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の点
から０．０１μｍ以上、３μｍ未満のものが特に好まし
く用いられる。
【００３９】本発明における溶融シリカ（Ｄ）において
は、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリカの平
均粒径より小さいことが重要である。球状溶融シリカの
平均粒径が破砕状溶融シリカの平均粒径より大きくなる
と半田耐熱性が大きく低下する。球状溶融シリカの平均
粒径は破砕状溶融シリカの平均粒径より小さければよい
が、好ましくは球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融
シリカの平均粒径の２／３以下であり、特に好ましくは
１／２以下である。
は、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリカの平
均粒径より小さいことが重要である。球状溶融シリカの
平均粒径が破砕状溶融シリカの平均粒径より大きくなる
と半田耐熱性が大きく低下する。球状溶融シリカの平均
粒径は破砕状溶融シリカの平均粒径より小さければよい
が、好ましくは球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融
シリカの平均粒径の２／３以下であり、特に好ましくは
１／２以下である。
【００４０】さらに本発明においては、破砕状溶融シリ
カと球状溶融シリカとの重量比が上記範囲に無い場合は
半田耐熱性に優れた硬化物が得られない。
カと球状溶融シリカとの重量比が上記範囲に無い場合は
半田耐熱性に優れた硬化物が得られない。
【００４１】本発明において溶融シリカ（Ｄ）を含む無
機充填材の割合は組成物全体の中の７０〜８８重量％で
あり、さらに好ましくは組成物全体の中の７３〜８５重
量％である。無機充填材の組成物全体に対する割合が上
記の範囲に無い場合は半田耐熱性に優れた硬化物が得ら
れない。
機充填材の割合は組成物全体の中の７０〜８８重量％で
あり、さらに好ましくは組成物全体の中の７３〜８５重
量％である。無機充填材の組成物全体に対する割合が上
記の範囲に無い場合は半田耐熱性に優れた硬化物が得ら
れない。
【００４２】無機充填材中に含まれる溶融シリカ（Ｄ）
の割合に関しては特に制限はないが、より十分な効果を
発揮させるためには溶融シリカ（Ｄ）を無機充填材中に
通常８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有せ
しめることが好ましい。
の割合に関しては特に制限はないが、より十分な効果を
発揮させるためには溶融シリカ（Ｄ）を無機充填材中に
通常８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有せ
しめることが好ましい。
【００４３】また、本発明における無機充填材は、上記
溶融シリカ（Ｄ）を無機充填材中に８０重量％以上含有
していれば残りは特に制限されないが、好ましい具体例
としては結晶性シリカ、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、各種セラミックスなどがあげられる。
溶融シリカ（Ｄ）を無機充填材中に８０重量％以上含有
していれば残りは特に制限されないが、好ましい具体例
としては結晶性シリカ、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、各種セラミックスなどがあげられる。
【００４４】本発明において溶融シリカ（Ｄ）を含む無
機充填材はシランカップリング剤、チタネートカップリ
ング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理して
使用することが耐湿信頼性の点で好ましい。カップリン
グ剤としてエポキシシラン、アミノシラン、メルカプト
シランなどのシランカップリング剤が好ましく用いられ
る。
機充填材はシランカップリング剤、チタネートカップリ
ング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理して
使用することが耐湿信頼性の点で好ましい。カップリン
グ剤としてエポキシシラン、アミノシラン、メルカプト
シランなどのシランカップリング剤が好ましく用いられ
る。
【００４５】さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物には
ハロゲン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化
合物などの難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、
カーボンブラックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性
ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラスト
マー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、
長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪
酸のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤を任意に
添加することができる。
ハロゲン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化
合物などの難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、
カーボンブラックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性
ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラスト
マー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、
長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪
酸のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤を任意に
添加することができる。
【００４６】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
【００４７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
【００４８】実施例１〜６、比較例１〜５ 表１に示した配合物と表２に示したポリスチレン系ブロ
ック共重合体とを各々表３、表４に示した組成比でミキ
サ−によりドライブレンドした。これを、バレル設定温
度９０℃の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉
砕してエポキシ樹脂組成物を製造した。
ック共重合体とを各々表３、表４に示した組成比でミキ
サ−によりドライブレンドした。これを、バレル設定温
度９０℃の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉
砕してエポキシ樹脂組成物を製造した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】このエポキシ樹脂組成物を用い、以下に示
した半田耐熱性試験および耐湿信頼性試験を行い、結果
を表５に示した。
した半田耐熱性試験および耐湿信頼性試験を行い、結果
を表５に示した。
【００５４】半田耐熱性試験：８０ｐｉｎＱＦＰデバイ
ス（パッケージサイズ：１７×１７×１．７ｍｍ、チッ
プサイズ：９×９×０．５ｍｍ）を、低圧トランスファ
ー成形機を用いて１７５℃×１２０秒の条件で成形し、
１８０℃で５時間硬化させた。このテストデバイス１６
個を、８５℃／８５％ＲＨで所定の時間加湿させた後、
２６０℃に加熱した半田浴に１０秒間浸漬してクラック
の発生したデバイスを不良とした。また、半田浴に浸漬
したデバイスのうちクラックの発生しなかったデバイス
を超音波探傷装置により内部観察し、半導体素子表面の
剥離の有無を調べた。
ス（パッケージサイズ：１７×１７×１．７ｍｍ、チッ
プサイズ：９×９×０．５ｍｍ）を、低圧トランスファ
ー成形機を用いて１７５℃×１２０秒の条件で成形し、
１８０℃で５時間硬化させた。このテストデバイス１６
個を、８５℃／８５％ＲＨで所定の時間加湿させた後、
２６０℃に加熱した半田浴に１０秒間浸漬してクラック
の発生したデバイスを不良とした。また、半田浴に浸漬
したデバイスのうちクラックの発生しなかったデバイス
を超音波探傷装置により内部観察し、半導体素子表面の
剥離の有無を調べた。
【００５５】耐湿信頼性試験（半田浸漬後のＰＣＴ）：
アルミ配線を施した模擬素子を搭載した１６ｐｉｎＤＩ
Ｐ（パッケージサイズ：１９×６×３ｍｍ、チップサイ
ズ：４×３×０．５ｍｍ）を低圧トランスファー成形機
を用いて１７５℃×１２０秒の条件で成形し、１８０℃
で５時間硬化させた。このテストデバイス２０個を８５
℃／８５％ＲＨで所定の時間加湿し、２６０℃に加熱し
た半田浴に１０秒間浸漬した後、１４３℃／１００％Ｒ
Ｈの条件でＰＣＴ（プレッシャー・クッカー・テスト）
を行い特性寿命を求めた。
アルミ配線を施した模擬素子を搭載した１６ｐｉｎＤＩ
Ｐ（パッケージサイズ：１９×６×３ｍｍ、チップサイ
ズ：４×３×０．５ｍｍ）を低圧トランスファー成形機
を用いて１７５℃×１２０秒の条件で成形し、１８０℃
で５時間硬化させた。このテストデバイス２０個を８５
℃／８５％ＲＨで所定の時間加湿し、２６０℃に加熱し
た半田浴に１０秒間浸漬した後、１４３℃／１００％Ｒ
Ｈの条件でＰＣＴ（プレッシャー・クッカー・テスト）
を行い特性寿命を求めた。
【００５６】
【表５】
【００５７】表５にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物（実施例１〜６）は半田耐熱性および半田浸
漬後の耐湿信頼性に優れている。これに対して、ポリス
チレン系ブロック共重合体を含有しない比較例１、比較
例２、球状溶融シリカを含有しない比較例３、破砕状溶
融シリカ、球状溶融シリカの平均粒径がそれぞれ本発明
の範囲を外れる比較例４、比較例５ではいずれも半田耐
熱性が悪い。特に、ポリスチレン系ブロック共重合体を
含有しない比較例１、比較例２や球状溶融シリカを含有
しない比較例３ではパッケージクラックの発生しないデ
バイスでも半導体素子表面に剥離が観察された。
樹脂組成物（実施例１〜６）は半田耐熱性および半田浸
漬後の耐湿信頼性に優れている。これに対して、ポリス
チレン系ブロック共重合体を含有しない比較例１、比較
例２、球状溶融シリカを含有しない比較例３、破砕状溶
融シリカ、球状溶融シリカの平均粒径がそれぞれ本発明
の範囲を外れる比較例４、比較例５ではいずれも半田耐
熱性が悪い。特に、ポリスチレン系ブロック共重合体を
含有しない比較例１、比較例２や球状溶融シリカを含有
しない比較例３ではパッケージクラックの発生しないデ
バイスでも半導体素子表面に剥離が観察された。
【００５８】実施例７〜１５、比較例６〜８ 表１に示した配合物と表２に示したポリスチレン系ブロ
ック共重合体とを各々表６、表７に示した組成比でミキ
サ−によりドライブレンドした。これを、バレル設定温
度９０℃の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉
砕してエポキシ樹脂組成物を製造した。
ック共重合体とを各々表６、表７に示した組成比でミキ
サ−によりドライブレンドした。これを、バレル設定温
度９０℃の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉
砕してエポキシ樹脂組成物を製造した。
【００５９】
【表６】
【００６０】
【表７】
【００６１】このエポキシ樹脂組成物を用い、前述の半
田耐熱性試験および耐湿信頼性試験を行い、結果を表８
に示した。
田耐熱性試験および耐湿信頼性試験を行い、結果を表８
に示した。
【００６２】
【表８】
【００６３】表８にみられるように、エポキシ樹脂
（ａ）を配合した本発明のエポキシ樹脂組成物（実施例
７〜１５）はさらに一段と半田耐熱性、耐湿信頼性が向
上した。これに対して、球状溶融シリカの平均粒径が破
砕状溶融シリカの平均粒径より大きい比較例６、ポリス
チレン系ブロック共重合体を含まない比較例７、比較例
８では半田耐熱性や耐湿信頼性に劣っている。
（ａ）を配合した本発明のエポキシ樹脂組成物（実施例
７〜１５）はさらに一段と半田耐熱性、耐湿信頼性が向
上した。これに対して、球状溶融シリカの平均粒径が破
砕状溶融シリカの平均粒径より大きい比較例６、ポリス
チレン系ブロック共重合体を含まない比較例７、比較例
８では半田耐熱性や耐湿信頼性に劣っている。
【００６４】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は優れた半
田耐熱性、耐湿信頼性を有し、半導体封止用エポキシ樹
脂組成物として有用な樹脂組成物である。
田耐熱性、耐湿信頼性を有し、半導体封止用エポキシ樹
脂組成物として有用な樹脂組成物である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31 (56)参考文献 特開 平１−275620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1220（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247236（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−266152（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化
剤（Ｂ）、ポリスチレン系ブロック共重合体（Ｃ）およ
び溶融シリカ（Ｄ）を必須成分として含有してなる樹脂
組成物であって、前記溶融シリカ（Ｄ）が平均粒径１０
μｍ以下の破砕状溶融シリカ９７〜６０重量％と平均粒
径４μｍ以下の球状溶融シリカ３〜４０重量％からな
り、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリカの平
均粒径より小さく、かつ溶融シリカ（Ｄ）を含む無機充
填材の割合が全体の７０〜８８重量％である半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂（Ａ）が式（Ｉ） 【化１】 （ただし、Ｒ1 〜Ｒ8 は水素原子、Ｃ1 〜Ｃ4 の低級ア
ルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、すべてが同一
である必要はない。）で表されるエポキシ樹脂（ａ）を
必須成分として含有する請求項１記載の半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止してなる半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145147A JP2541712B2 (ja) | 1990-06-18 | 1991-06-18 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-159231 | 1990-06-18 | ||
| JP15923190 | 1990-06-18 | ||
| JP3145147A JP2541712B2 (ja) | 1990-06-18 | 1991-06-18 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04226123A JPH04226123A (ja) | 1992-08-14 |
| JP2541712B2 true JP2541712B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=26476357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3145147A Expired - Lifetime JP2541712B2 (ja) | 1990-06-18 | 1991-06-18 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541712B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0881542A (ja) * | 1994-09-13 | 1996-03-26 | Toshiba Chem Corp | エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 |
| JP4635882B2 (ja) * | 1997-01-17 | 2011-02-23 | 日立化成工業株式会社 | 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品 |
| US6156865A (en) * | 1998-11-19 | 2000-12-05 | Nec Corporation | Flame retardant thermosetting resin composition |
| JP4513836B2 (ja) * | 2007-07-23 | 2010-07-28 | パナソニック電工株式会社 | 表面実装用樹脂封止型半導体装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443021A (en) * | 1977-09-12 | 1979-04-05 | Minolta Camera Co Ltd | F/stop digital value display device of cameras |
| JPS601220A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPS5975922A (ja) * | 1982-10-23 | 1984-04-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | エポキシ樹脂系成形材料 |
| JPS63284237A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-21 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 樹脂充てん材 |
| JPH01266152A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-24 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 封止樹脂充填用シリカ |
| JPH0611783B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1994-02-16 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH0672202B2 (ja) * | 1988-10-06 | 1994-09-14 | 東レ株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH02156656A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-15 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置 |
| JP2925088B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1999-07-26 | 日本化学工業株式会社 | 微細溶融球状シリカ及びこれを用いた封止用樹脂組成物 |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP3145147A patent/JP2541712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04226123A (ja) | 1992-08-14 |
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| JPH0632869A (ja) | 半導体封止用エポキシ組成物 |
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