JP2550635B2 - 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

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JP2550635B2 JP63024305A JP2430588A JP2550635B2 JP 2550635 B2 JP2550635 B2 JP 2550635B2 JP 63024305 A JP63024305 A JP 63024305A JP 2430588 A JP2430588 A JP 2430588A JP 2550635 B2 JP2550635 B2 JP 2550635B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
さらに詳しくは、式: で表わされる多官能性エポキシ樹脂と、硬化剤の全部ま
たは一部としてパラヒドロキシスチレンとスチレンとの
共重合体であって、式: で表わされる単位と式: で表わされる単位との比率が5/5〜9/1である共重合体を
用いた半導体封止用エポキシ樹脂であり、高耐熱性、高
耐湿性、低弾性率で耐ヒートショック性の優れた硬化物
を提供する半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
近年、半導体素子は大型化、高集積化の傾向が高ま
り、従来のエポキシ樹脂組成物で半導体を封止したばあ
い、チップやリードフレームと封止樹脂との線膨張率の
差による熱応力によりチップにクラックを生じたり、ボ
ンディング線が切断されるなど、半導体部品の信頼性が
低下するという問題がある。また、半導体の実装の高集
積化にともない、樹脂封止半導体を溶融半田中に浸漬し
て実装する方法がとられており、実装時のヒートショッ
クによりパッケージにクラックが入るなどの問題があ
る。
このような問題を解消するために、熱応力を小さくす
るとともに、耐ヒートショック性を高くする方法とし
て、可撓化剤を添加し、弾性率を低下させる方法がある
が、従来の可撓化剤で弾性率を低下させる方法では硬化
物のガラス転移点が大きく低下し、高温時の電気特性お
よび耐湿性の劣化がおこり、半導体封止用樹脂組成物と
しては不適当なものになってしまう。
高温時の電気特性をよくするために、耐熱性のある可
撓化剤である低弾性率のシリコーン樹脂を混合する方法
もあるが、シリコーン樹脂を用いると金属との接着性が
劣り、透湿性が大きくなるため、耐湿性の面で信頼性が
欠けるという問題がある。
耐湿性およびガラス転移点の低下のない可撓化剤とし
て、両端末にカルボキシル基を有するポリブタジエンま
たは両端末にカルボキシル基を有するポリブタジエンと
アクリロニトリルとの共重合体とエポキシ樹脂とを反応
させてえられるゴム変性エポキシ可撓化剤も提案されて
いるが、高温で保持すると、ポリブタジエン構造中の不
飽和結合が酸化され、劣化し、可撓性を消失するという
問題がある。
可撓化剤を用いずに、熱応力を低下させる方法とし
て、式: で表わされるエポキシ樹脂を用いた組成物が、特開昭61
−168620号公報および同61−200118号公報に開示されて
いるが、この方法で用いられる硬化剤は汎用のものであ
り、その硬化物のガラス転移温度は200℃以下であり、
実装時に溶融半田中に浸漬したばあい、クラックが入る
という問題がある。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、かかる問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、特定のエポキシ化合物に特定の硬化剤を配合
することにより、半導体封止材料として200℃以上の非
常に高いガラス転移温度を有し、高温時の強度が強く、
かつ高温保存安定性の優れたエポキシ樹脂組成物がえら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、式: で表わされる多官能性エポキシ樹脂と、硬化剤の全部ま
たは一部としてパラヒドロキシスチレンとスチレンとの
共重合体であって、式: で表わされる単位と式: で表わされる単位との比率が5/5〜9/1である共重合体を
用いることを特徴とするエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促
進剤、難燃剤、充填剤、離型剤および表面処理剤を含有
してなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
〔実施例〕
本発明に用いる多官能性エポキシ樹脂は、式: で表わされるものであり、その具体例としては、たとえ
ば日本化薬(株)製のEPPN 501、EPPN 502、ダウケミカ
ル社製のXD7432、XD9053、油化シェルエポキシ社製のYL
932などがあげられる。
さらに多官能エポキシ樹脂とともに、必要に応じて難
燃性エポキシ樹脂を併用してもよい。該難燃性エポキシ
樹脂の具体例としては、たとえば臭素化フェノールノボ
ラック樹脂(日本化薬(株)製のBREN−Sなど)、臭素
化ビスフェノール樹脂(住友化学工業(株)製のESB400
0など)などがあげられる。これらの難燃性エポキシ樹
脂の使用量は、耐熱性と耐湿性の点から前記多官能エポ
キシ樹脂100部(重量部、以下同様)に対して20部以下
であるのが好ましい。
本発明に用いる硬化剤は、その全部または一部がパラ
ヒドロキシスチレンとスチレンとの共重合体であって、
式: で表わされる単位と式: で表わされる単位の比率(CP)が5/5〜9/1の共重合体で
ある。パラヒドロキシスチレン/スチレン共重合比(C
P)が9/1よりも大きいばあいは吸水率が大きくなり、共
重合比(CP)が5/5よりも小さいばあいは耐熱性が低下
する。さらに、OH当量が130〜230の共重合体が好まし
い。該共重合体の具体例としては、たとえば丸善石油化
学(株)製のリンカ−CSTなどがあげられる。
本発明には硬化剤として前記パラヒドロキシスチレン
−スチレン共重合体とともに、必要に応じてポリパラヒ
ドロキシスチレン、フェノールノボラック樹脂などを併
用してもよい。そのばあい、硬化剤にしめるパラヒドロ
キシスチレン−スチレン共重合体以外の硬化剤の割合
は、耐ヒートショック性の点から40%(重量%、以下同
様)以下であるのが好ましい。
本発明の組成物における硬化剤の配合量は、エポキシ
樹脂のエポキシ基の当量に対する硬化剤中のフェノール
水酸基の当量の比(エポキシ基/フェノール性水酸基)
が、0.8〜1.2の範囲になるように配合したものが本発明
の目的にとって好ましい。該当量の比が0.8未満のばあ
い耐熱性と耐湿性が低下し、また1.2をこえても耐熱性
と耐湿性が低下する。
本発明に用いる硬化促進剤は通常の触媒であるかぎ
り、とくに制限なく使用することができ、その具体例と
しては、たとえばトリフェニルホスフィン、亜リン酸ト
リフェニルなどのリン化合物、2−メチルイミダゾー
ル、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダ
ゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−エチル−
4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、2−
(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス
(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチ
ルアミン、α−メチルベンジルメチルアミンのような第
3アミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7の有
機酸塩類などがあげられる。硬化促進剤の使用量は、本
発明の組成物中、通常0.15〜1.0%で充分である。
難燃剤としては、たとえば三酸化アンチモン、五酸化
アンチモン、リン酸塩などがあげられる。難燃剤の使用
量は本発明の組成物中、0.5〜1.0%が好ましい。
充填剤としては、たとえば結晶性シリカ粉、石英ガラ
ス粉などがあげられる。充填剤の使用量は本発明の組成
物中、70〜85%が好ましい。該使用量が85%をこえると
組成物の流動性が低くなり、成形が難しくなり、70%未
満になると線膨張率が大きくなる傾向にある。
難型剤としては、たとえば天然ワックス、合成ワック
ス、高級脂肪酸またはその金属塩類、あるいはパラフィ
ン類などがあげられる。離型剤の使用量は本発明の組成
物中、0.05〜0.1%が好ましい。
表面処理剤とは充填剤の表面処理剤のことであり、公
知のシランカップリング剤が用いられる。表面処理剤の
使用量は本発明の組成物中、0.5〜1%が好ましい。
本発明の組成物には、さらに必要に応じてカーボンの
ような着色剤などを、組成物中の含有量が0.6%をこえ
ない範囲で添加してもよい。
本発明の組成物は、一般に使用されている公知の混合
装置、たとえばロール、ニーダ、ライカイ機、二軸押出
機などを用いて容易に調整することができる。
以下、実施例に基づき本発明の組成物をさらに具体的
に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。
実施例1 第1表に示すように多官能性エポキシ樹脂(日本化薬
(株)製のEPPN 501)、臭素化フェノールノボラック型
エポキシ樹脂(日本化薬(製)のBREN−S)、硬化剤で
あるパラヒドロキシスチレンとスチレンとの共重合体
(丸善石油化学(株)製のリンカCST−70(CP=7/
3))、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、充
填剤として球状シリカ(三菱金属(株)製のBF−100)
およびその他材料(三酸化アンチモン10部、シランカッ
プリング剤7部、ワックス1.5部および着色剤5部)を
第1表に示す割合で混合し、加熱ロールにより混練した
のち冷却し、粉砕して成形用エポキシ樹脂組成物を調製
した。
えられた組成物を175℃/3分間の条件で成形し、180℃
/6時間の後硬化を行ない、成形試験片を作製した。
こうしてえられた試験片の200℃/1000時間の高温保存
による重量減少率、200℃における曲げ強度(JIS K 691
1により測定)、ガラス転移温度および121℃・2気圧の
プレッシャークッカーテスト100時間後の吸水率を測定
した。結果を第1表に示す。
さらに、模擬素子を16ピンのICフレームに取りつけた
小型IC成形品を使用し、液体チッ素と260℃半田浴中
に、各々10秒間浸漬する耐ヒートショック試験を200サ
イクル行ない、クラックの発生状況より耐ヒートショッ
ク性を調べた。結果を第1表に示す。なお、クラックの
発生を認められないものを○、クラックを生じたものを
×とした。
実施例2 第1表に示すように、CPの異なるリンカ−CST硬化剤
を用いたほかは、実施例1と同様にして試験片を作製
し、その特性を評価した。結果を第1表に示す。
実施例3 第1表に示すように多官能エポキシ樹脂の種類をかえ
たほかは、実施例1と同様にして試験片を作製し、その
特性を評価した。結果を第1表に示す。
実施例4 第1表に示すように、硬化促進剤の種類をかえたほか
は、実施例1と同様にして試験片を作製し、その特性を
評価した。結果を第1表に示す。
実施例5〜7 第1表に示すように2種の硬化剤を用いた他は、実施
例1と同様にして試験片を作製し、その特性を評価し
た。結果を第1表に示す。
比較例1 硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用いたほか
は、実施例1と同様にして試験片を作製し、その特性を
評価した。結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕 以上の結果から明らかなように、本発明のパラヒドロ
キシスチレンとスチレンの共重合体を硬化剤の全部また
は一部として用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、耐熱性と耐湿性を保持し、耐ヒートショック性も優
れており、半導体封止用エポキシ樹脂組成物として好適
である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式: で表わされる多官能性エポキシ樹脂と、硬化剤の全部ま
    たは一部としてパラヒドロキシスチレンとスチレンとの
    共重合体であって、式: で表わされる単位と式: で表わされる単位との比率が5/5〜9/1である共重合体を
    用いることを特徴とするエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促
    進剤、難燃剤、充填剤、離型剤および表面処理剤を含有
    してなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
JP63024305A 1988-02-03 1988-02-03 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JP2550635B2 (ja)

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