JP2803053B2 - エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置Info
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- JP2803053B2 JP2803053B2 JP27973189A JP27973189A JP2803053B2 JP 2803053 B2 JP2803053 B2 JP 2803053B2 JP 27973189 A JP27973189 A JP 27973189A JP 27973189 A JP27973189 A JP 27973189A JP 2803053 B2 JP2803053 B2 JP 2803053B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、明るい明度を有するとともに色ムラのない
外観特性に優れたエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成
物により封止された半導体封止装置に関する。
外観特性に優れたエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成
物により封止された半導体封止装置に関する。
（従来の技術） 近年、半導体装置の封止方法は、金属もしくはセラミ
ックによるハーメチック方式に代って、エポキシ樹脂組
成物で樹脂封止をする方法が主流となっている。樹脂封
止の方法が主流となった理由は、エポキシ樹脂組成物が
特性、量産性、信頼性、価格面などで優れているためで
あるが、多くは黒色あるいは明度の比較的暗いものが使
用されていた。かかる黒色の樹脂封止用エポキシ樹脂組
成物では、エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂
等を主成分とし、それぞれを粉砕して常温で結合し、さ
らに90〜95℃程度で混練して冷却した後、粉砕して得た
成形材料が好適である。ところが、光半導体素子では、
透明なものや、白色、緑色等の外観特性のよい黒以外の
色相のものが必要であるとともに、最近はハイレベルの
特性が要求されている。
ックによるハーメチック方式に代って、エポキシ樹脂組
成物で樹脂封止をする方法が主流となっている。樹脂封
止の方法が主流となった理由は、エポキシ樹脂組成物が
特性、量産性、信頼性、価格面などで優れているためで
あるが、多くは黒色あるいは明度の比較的暗いものが使
用されていた。かかる黒色の樹脂封止用エポキシ樹脂組
成物では、エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂
等を主成分とし、それぞれを粉砕して常温で結合し、さ
らに90〜95℃程度で混練して冷却した後、粉砕して得た
成形材料が好適である。ところが、光半導体素子では、
透明なものや、白色、緑色等の外観特性のよい黒以外の
色相のものが必要であるとともに、最近はハイレベルの
特性が要求されている。
（発明が解決しようとする課題） 外観が白色のフォトカプラ等では、エポキシ樹脂とノ
ボラック型フェノール樹脂とを前記常法で混合・混練し
た従来の半導体封止用樹脂組成物では、半導体装置表面
における色ムラの発生という問題がある。すなわち、従
来の組成物中には未反応のノボラック型フェノール樹脂
がかなり残存しており、加熱すると空気中の酸素によっ
て酸化され黒褐色に変化するから、封止工程において成
形後加熱すると、半導体装置表面の未反応ノボラック型
フェノール樹脂が酸化され黒褐色となり色ムラとなるの
である。エポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂と
の組成物では、それらの混合が十分でないと特に色ムラ
が顕著となる傾向がある。このように外観が黒色である
半導体装置では問題とならなかった色ムラが、黒色以外
の白色、緑色、透明等の外観の半導体装置では問題とな
ってきた。
ボラック型フェノール樹脂とを前記常法で混合・混練し
た従来の半導体封止用樹脂組成物では、半導体装置表面
における色ムラの発生という問題がある。すなわち、従
来の組成物中には未反応のノボラック型フェノール樹脂
がかなり残存しており、加熱すると空気中の酸素によっ
て酸化され黒褐色に変化するから、封止工程において成
形後加熱すると、半導体装置表面の未反応ノボラック型
フェノール樹脂が酸化され黒褐色となり色ムラとなるの
である。エポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂と
の組成物では、それらの混合が十分でないと特に色ムラ
が顕著となる傾向がある。このように外観が黒色である
半導体装置では問題とならなかった色ムラが、黒色以外
の白色、緑色、透明等の外観の半導体装置では問題とな
ってきた。
本発明は、上記の欠点・問題点を解消・解決するため
になされたもので、色ムラがなく外観特性に優れ、黒色
以外の白色、緑色、透明等外観を有する装置に好適なエ
ポキシ樹脂組成物、および同様な長所を有する半導体封
止装置を提供しようとするものである。
になされたもので、色ムラがなく外観特性に優れ、黒色
以外の白色、緑色、透明等外観を有する装置に好適なエ
ポキシ樹脂組成物、および同様な長所を有する半導体封
止装置を提供しようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、後述の組成物が上記目的を満足させることが
できることを見いだし本発明を完成したものである。
ねた結果、後述の組成物が上記目的を満足させることが
できることを見いだし本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂中に、ノボラック型フェノール樹脂
を、実質的に空気遮断状態で均一に溶解したフェノール
変性エポキシ樹脂、及び （Ｂ）無機質充填剤 を必須成分とし、前記（Ｂ）無機質充填剤を樹脂組成物
に対して25〜90重量％の割合に含有することを特徴とす
るエポキシ樹脂組成物、およびその樹脂組成物で封止し
た半導体封止装置である。
を、実質的に空気遮断状態で均一に溶解したフェノール
変性エポキシ樹脂、及び （Ｂ）無機質充填剤 を必須成分とし、前記（Ｂ）無機質充填剤を樹脂組成物
に対して25〜90重量％の割合に含有することを特徴とす
るエポキシ樹脂組成物、およびその樹脂組成物で封止し
た半導体封止装置である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の（Ａ）フェノール変性エポキシ樹脂は、エポ
キシ樹脂中にノボラック型フェノール樹脂を実質的に空
気遮断状態で均一に溶解しものである。ここで用いるエ
ポキシ樹脂としては、その分子中にエポキシ基を少なく
とも２個有する化合物である限り、分子構造、分子量な
どに特に限定はなく、一般に使用されているエポキシ樹
脂を広く包含することができる。例えばビスフェノール
型の芳香族系、シクロヘキサン誘導体等の脂環族系、さ
らに次の一般式で示されるエポキシノボラック系等の樹
脂が挙げられる。
キシ樹脂中にノボラック型フェノール樹脂を実質的に空
気遮断状態で均一に溶解しものである。ここで用いるエ
ポキシ樹脂としては、その分子中にエポキシ基を少なく
とも２個有する化合物である限り、分子構造、分子量な
どに特に限定はなく、一般に使用されているエポキシ樹
脂を広く包含することができる。例えばビスフェノール
型の芳香族系、シクロヘキサン誘導体等の脂環族系、さ
らに次の一般式で示されるエポキシノボラック系等の樹
脂が挙げられる。
（但し、式中R1は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル
基を、R2は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数をそれぞれ表す） これらのエポキシ樹脂は単独又は２種以上混合して使
用することができる。
基を、R2は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数をそれぞれ表す） これらのエポキシ樹脂は単独又は２種以上混合して使
用することができる。
またノボラック型フェノール樹脂としては、フェノー
ル、アルキルフェノール等のフェノール類とホルムアル
デヒドあるいはパラホルムアルデヒドを反応させて得ら
れるノボラック型フェノール樹脂およびこれらの変性樹
脂、例えばエポキシ化もしくはブチル化ノボラック型フ
ェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上
混合して使用することができる。溶解をするノボラック
型フェノール樹脂の割合は、エポキシ樹脂のエポキシ基
（Ｘ）とノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水
酸基（Ｙ）とのモル比［（Ｘ）／（Ｙ）］が0.1〜10の
範囲内にあることが望ましい。このモル比が0.1未満も
しくは10を超えると、耐湿性、成形作業性および硬化物
の電気特性が悪くなりいずれの場合も好ましくない。
ル、アルキルフェノール等のフェノール類とホルムアル
デヒドあるいはパラホルムアルデヒドを反応させて得ら
れるノボラック型フェノール樹脂およびこれらの変性樹
脂、例えばエポキシ化もしくはブチル化ノボラック型フ
ェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上
混合して使用することができる。溶解をするノボラック
型フェノール樹脂の割合は、エポキシ樹脂のエポキシ基
（Ｘ）とノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水
酸基（Ｙ）とのモル比［（Ｘ）／（Ｙ）］が0.1〜10の
範囲内にあることが望ましい。このモル比が0.1未満も
しくは10を超えると、耐湿性、成形作業性および硬化物
の電気特性が悪くなりいずれの場合も好ましくない。
エポキシ樹脂中にノボラック型フェノール樹脂を実質
的に空気遮断状態で均一に溶解するには、（ｉ）窒素、
アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で50℃以上に加熱溶解
し均一に溶解するか、（ii）100Torr以下の減圧下で50
℃以上に加熱溶融し均一に溶解する。また、（iii）常
温においてメチルイソブチルケトン等の溶剤にエポキシ
樹脂を溶解し、次にノボラック型フェノール樹脂を加え
て均一に溶解し、その後100Torr以下に減圧し50℃以上
に加熱し溶剤を除去して得ることができる。エポキシ樹
脂にノボラック型フェノール樹脂を均一に溶解する方法
は、（ｉ）ないし（iii）の組合せあるいはそれらに準
ずるいかなる方法でもよい。
的に空気遮断状態で均一に溶解するには、（ｉ）窒素、
アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で50℃以上に加熱溶解
し均一に溶解するか、（ii）100Torr以下の減圧下で50
℃以上に加熱溶融し均一に溶解する。また、（iii）常
温においてメチルイソブチルケトン等の溶剤にエポキシ
樹脂を溶解し、次にノボラック型フェノール樹脂を加え
て均一に溶解し、その後100Torr以下に減圧し50℃以上
に加熱し溶剤を除去して得ることができる。エポキシ樹
脂にノボラック型フェノール樹脂を均一に溶解する方法
は、（ｉ）ないし（iii）の組合せあるいはそれらに準
ずるいかなる方法でもよい。
本発明に使用する（Ｂ）無機質充填剤としては、シリ
カ粉末、アルミナ、タルク、三酸化アンチモン、炭酸カ
ルシウム、チタンホワイト、クレー、マイカ、ベンガラ
等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して
用いる。無機質充填剤の配合割合は、樹脂組成物に対し
て25〜90重量％含有することが望ましい。その割合が25
重量％未満では、耐湿性、耐熱性および機械的特性更に
成形性に劣り好ましくない。また、90重量％を超えると
カサバリが大きくなり成形性が悪く実用に適さない。
カ粉末、アルミナ、タルク、三酸化アンチモン、炭酸カ
ルシウム、チタンホワイト、クレー、マイカ、ベンガラ
等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して
用いる。無機質充填剤の配合割合は、樹脂組成物に対し
て25〜90重量％含有することが望ましい。その割合が25
重量％未満では、耐湿性、耐熱性および機械的特性更に
成形性に劣り好ましくない。また、90重量％を超えると
カサバリが大きくなり成形性が悪く実用に適さない。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、フェノール変性エポ
キシ樹脂及び無機質充填剤を必須成分とするが、必要に
応じて例えば天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂
肪族酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類
等の離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン、ヘキ
サブロムベンゼン、三酸化アンチモン等の難燃剤、チタ
ンホワイト等の着色剤、シランカップリング剤、硬化促
進剤などを適宜添加配合することもできる。
キシ樹脂及び無機質充填剤を必須成分とするが、必要に
応じて例えば天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂
肪族酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類
等の離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン、ヘキ
サブロムベンゼン、三酸化アンチモン等の難燃剤、チタ
ンホワイト等の着色剤、シランカップリング剤、硬化促
進剤などを適宜添加配合することもできる。
本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体封止装置
は、次のようにして製造することができる。フェノール
変性エポキシ樹脂、無機質充填剤、その他の成分を配合
し、ミキサー等によって十分均一に混合した後、さらに
熱ロールによる溶融混合処理又はニーダ等による混合処
理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕し
てエポキシ樹脂組成物とした。この組成物を用いて、低
圧トランスファー成形や、インジェクション成形、圧縮
成形、注型等によって容易に封止して半導体封止装置を
製造することができる。ここでいう半導体封止装置と
は、例えばフォトカプラ、フォトトランジスタ等であっ
て、外観が黒色以外の半導体装置であり、特に限定され
るものではない。
は、次のようにして製造することができる。フェノール
変性エポキシ樹脂、無機質充填剤、その他の成分を配合
し、ミキサー等によって十分均一に混合した後、さらに
熱ロールによる溶融混合処理又はニーダ等による混合処
理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕し
てエポキシ樹脂組成物とした。この組成物を用いて、低
圧トランスファー成形や、インジェクション成形、圧縮
成形、注型等によって容易に封止して半導体封止装置を
製造することができる。ここでいう半導体封止装置と
は、例えばフォトカプラ、フォトトランジスタ等であっ
て、外観が黒色以外の半導体装置であり、特に限定され
るものではない。
（実施例） 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下、
実施例および比較例において「％」とは「重量％」を意
味する。
発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下、
実施例および比較例において「％」とは「重量％」を意
味する。
実施例 １ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）64％と、ノボラック型フェノール樹脂36％を、130
℃,10Torrの窒素雰囲気中で撹拌混合し、完全にノボラ
ック型フェノール樹脂を溶解した後、10Torrのまま冷却
し、常圧に戻して粉砕しフェノール変性エポキシ樹脂を
得た。次のこのフェノール変性エポキシ樹脂28％、シリ
カ粉末66％、チタンホワイト５％および高級脂肪酸エス
テル１％を常温で混合し、さらに90〜95℃で混練して冷
却後、粉砕してエポキシ樹脂組成物を製造した。この組
成物をタブレット化し、予熱してトランスファー成形で
170℃に加熱した金型内に注入し硬化させた。その後175
℃で10時間加熱処理をして半導体封止装置を製造した。
5）64％と、ノボラック型フェノール樹脂36％を、130
℃,10Torrの窒素雰囲気中で撹拌混合し、完全にノボラ
ック型フェノール樹脂を溶解した後、10Torrのまま冷却
し、常圧に戻して粉砕しフェノール変性エポキシ樹脂を
得た。次のこのフェノール変性エポキシ樹脂28％、シリ
カ粉末66％、チタンホワイト５％および高級脂肪酸エス
テル１％を常温で混合し、さらに90〜95℃で混練して冷
却後、粉砕してエポキシ樹脂組成物を製造した。この組
成物をタブレット化し、予熱してトランスファー成形で
170℃に加熱した金型内に注入し硬化させた。その後175
℃で10時間加熱処理をして半導体封止装置を製造した。
実施例 ２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）64％をメチルイソブチルケトン36％に溶解した。こ
の溶液に36％のノボラック型フェノール樹脂を加えて撹
拌混合して完全に溶解させる。その後、100℃,10Torrの
条件でメチルイソブチルケトンを除去し、10Torrの状態
で冷却し、常圧に戻して粉砕してフェノール変性エポキ
シ樹脂を得た。以下、実施例１と同一にしてエポキシ樹
脂組成物を得て、次いで半導体封止装置を製造した。
5）64％をメチルイソブチルケトン36％に溶解した。こ
の溶液に36％のノボラック型フェノール樹脂を加えて撹
拌混合して完全に溶解させる。その後、100℃,10Torrの
条件でメチルイソブチルケトンを除去し、10Torrの状態
で冷却し、常圧に戻して粉砕してフェノール変性エポキ
シ樹脂を得た。以下、実施例１と同一にしてエポキシ樹
脂組成物を得て、次いで半導体封止装置を製造した。
比較例 クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）18％、ノボラック型フェノール樹脂10％、シリカ粉
末66％、チタンホワイト５％および高級脂肪酸エステル
１％を混合し、以下実施例１と同一にしてエポキシ樹脂
組成物を得、また半導体封止装置を製造した。
5）18％、ノボラック型フェノール樹脂10％、シリカ粉
末66％、チタンホワイト５％および高級脂肪酸エステル
１％を混合し、以下実施例１と同一にしてエポキシ樹脂
組成物を得、また半導体封止装置を製造した。
実施例１〜２および比較例で製造した半導体封止装置
を、目視で外観テストを行った。その結果を第１表に示
したが本発明は色ムラがなく、本発明の顕著な効果が確
認された。
を、目視で外観テストを行った。その結果を第１表に示
したが本発明は色ムラがなく、本発明の顕著な効果が確
認された。
［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明
のエポキシ樹脂組成物は、色ムラがなく外観特性に優れ
たもので、白色や緑色又透明等黒色以外の半導体装置の
封止に好適である。また、このエポキシ樹脂組成物で封
止する半導体封止装置の発明によれば、外装の明度が明
るくて外観に優れ、信頼性の高い半導体封止装置を製造
することができる。
のエポキシ樹脂組成物は、色ムラがなく外観特性に優れ
たもので、白色や緑色又透明等黒色以外の半導体装置の
封止に好適である。また、このエポキシ樹脂組成物で封
止する半導体封止装置の発明によれば、外装の明度が明
るくて外観に優れ、信頼性の高い半導体封止装置を製造
することができる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 C08G 59/62 H01L 23/29
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂中に、ノボラック型フ
ェノール樹脂を、実質的に空気遮断状態で均一に溶解し
たフェノール変性エポキシ樹脂、及び （Ｂ）無機質充填剤 を必須成分とし、前記（Ｂ）無機質充填剤を樹脂組成物
に対して25〜90重量％の割合に含有することを特徴とす
るエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】（Ａ）エポキシ樹脂中に、ノボラック型フ
ェノール樹脂を、実質的に空気遮断状態で均一に溶解し
たフェノール変性エポキシ樹脂、及び （Ｂ）無機質充填剤 を必須成分とし、前記（Ｂ）の無機質充填剤を樹脂組成
物に対して25〜90重量％の割合に含有するエポキシ樹脂
組成物で封止したことを特徴とする半導体封止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27973189A JP2803053B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27973189A JP2803053B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03143914A JPH03143914A (ja) | 1991-06-19 |
| JP2803053B2 true JP2803053B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=17615103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27973189A Expired - Fee Related JP2803053B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803053B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107033630B (zh) * | 2017-04-24 | 2019-03-29 | 确成硅化学股份有限公司 | 一种硅橡胶用白炭黑的制备方法 |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP27973189A patent/JP2803053B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03143914A (ja) | 1991-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |