JP2812173B2 - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2812173B2 JP2812173B2 JP34861993A JP34861993A JP2812173B2 JP 2812173 B2 JP2812173 B2 JP 2812173B2 JP 34861993 A JP34861993 A JP 34861993A JP 34861993 A JP34861993 A JP 34861993A JP 2812173 B2 JP2812173 B2 JP 2812173B2
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- epoxy resin
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- polysiloxane
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- amino
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面実装用パッケージ
の吸湿半田時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるエ
ポキシ樹脂組成物、及び該組成物で封止した半導体装置
に関する。
の吸湿半田時の耐クラック性に優れた硬化物を与えるエ
ポキシ樹脂組成物、及び該組成物で封止した半導体装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スタ、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっており、こ
の封止樹脂としてエポキシ樹脂は一般に他の熱硬化性樹
脂に比べて成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿
性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で上記半導
体装置を封止することが多く行われている。
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スタ、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっており、こ
の封止樹脂としてエポキシ樹脂は一般に他の熱硬化性樹
脂に比べて成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿
性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で上記半導
体装置を封止することが多く行われている。
【０００３】最近においては、これらの半導体装置は集
積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大き
くなりつつある。一方、これに対してパッケージ外形寸
法は電子機器の小型化、軽量化の要求にともない、小型
化、薄型化が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板
へ取り付ける方法も、基板上の部品の高密度化や基板の
薄型化のため、半導体部品の表面実装が幅広く行われる
ようになってきた。
積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大き
くなりつつある。一方、これに対してパッケージ外形寸
法は電子機器の小型化、軽量化の要求にともない、小型
化、薄型化が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板
へ取り付ける方法も、基板上の部品の高密度化や基板の
薄型化のため、半導体部品の表面実装が幅広く行われる
ようになってきた。
【０００４】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程に
おいては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実
装後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大
きく損なわれる場合がある。
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程に
おいては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実
装後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大
きく損なわれる場合がある。
【０００５】このため、これらの問題に対し、一般にエ
ポキシ樹脂に可撓性のあるポリシロキサン化合物などを
添加することにより成形材料の弾性率を下げ、内部応力
の低減が図られている。例えば、硬化性エポキシ樹脂に
オルガノポリシロキサンを添加する方法（特開昭５６−
１２９２４６号公報）、硬化性エポキシ樹脂、ポリエー
テル変性オルガノポリシロキサン、及びアミノ変性オル
ガノポリシロキサンとエポキシ変性オルガノポリシロキ
サンとの反応物を主剤として用いる方法（特開平４−４
１５２０号公報）、エポキシ樹脂、硬化剤、ポリエーテ
ルオルガノシロキサンと両末端エポキシ基含有ポリシロ
キサンの混合物にアミノシランを反応させた変性オルガ
ノポリシロキサンを用いる方法（特開平２−１５１６２
１号公報）、エポキシ基含有ポリエーテル変性ポリシロ
キサン、両末端アミノ基含有ポリシロキサン及び／又は
両末端メルカプト含有ポリシロキサンを添加する方法
（特開平２−１７０８１９号公報）が提案されている。
ポキシ樹脂に可撓性のあるポリシロキサン化合物などを
添加することにより成形材料の弾性率を下げ、内部応力
の低減が図られている。例えば、硬化性エポキシ樹脂に
オルガノポリシロキサンを添加する方法（特開昭５６−
１２９２４６号公報）、硬化性エポキシ樹脂、ポリエー
テル変性オルガノポリシロキサン、及びアミノ変性オル
ガノポリシロキサンとエポキシ変性オルガノポリシロキ
サンとの反応物を主剤として用いる方法（特開平４−４
１５２０号公報）、エポキシ樹脂、硬化剤、ポリエーテ
ルオルガノシロキサンと両末端エポキシ基含有ポリシロ
キサンの混合物にアミノシランを反応させた変性オルガ
ノポリシロキサンを用いる方法（特開平２−１５１６２
１号公報）、エポキシ基含有ポリエーテル変性ポリシロ
キサン、両末端アミノ基含有ポリシロキサン及び／又は
両末端メルカプト含有ポリシロキサンを添加する方法
（特開平２−１７０８１９号公報）が提案されている。
【０００６】しかしながら、上記で提案された封止剤の
うち、ポリエーテル変性ポリシロキサンを添加しない系
では、マトリックス樹脂とポリシロキサンとの相溶性が
悪く、ポリシロキサンが徐々に浮上するので、硬化物全
体としての均一性に限界があり、大幅な低応力化は期待
できず、機械的強度の低下が大きくなる。また、ポリエ
ーテル変性ポリシロキサンを用いた系では、マトリック
ス樹脂に対するポリシロキサンを微分散させることがで
きるという点で優れてはいるものの、耐半田クラック性
や流動性が悪いために、最近の益々高度化した半導体装
置の封止に対する要求を完全に満たすことは難しい。
うち、ポリエーテル変性ポリシロキサンを添加しない系
では、マトリックス樹脂とポリシロキサンとの相溶性が
悪く、ポリシロキサンが徐々に浮上するので、硬化物全
体としての均一性に限界があり、大幅な低応力化は期待
できず、機械的強度の低下が大きくなる。また、ポリエ
ーテル変性ポリシロキサンを用いた系では、マトリック
ス樹脂に対するポリシロキサンを微分散させることがで
きるという点で優れてはいるものの、耐半田クラック性
や流動性が悪いために、最近の益々高度化した半導体装
置の封止に対する要求を完全に満たすことは難しい。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、表面実装用パッケージの吸湿半田時の耐クラック性
に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物、及び該組
成物で封止した半導体装置を提供することを目的とす
る。
で、表面実装用パッケージの吸湿半田時の耐クラック性
に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物、及び該組
成物で封止した半導体装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ
樹脂、硬化剤及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ
樹脂組成物に対し、封止剤の配合組成として特定の二種
のポリシロキサンを併用すること、即ち、下記一般式
（Ａ）で示されるアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシ
ロキサンと下記一般式（Ｂ）で示されるアミノ基含有ポ
リシロキサンとの混合物を全ポリシロキサン量が組成物
全体に対して０．０５〜５重量％になるように配合する
ことにより、表面実装用パッケージの吸湿半田時の耐ク
ラック性に優れた硬化物を与えることができることを知
見し、本発明をなすに至ったものである。
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ
樹脂、硬化剤及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ
樹脂組成物に対し、封止剤の配合組成として特定の二種
のポリシロキサンを併用すること、即ち、下記一般式
（Ａ）で示されるアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシ
ロキサンと下記一般式（Ｂ）で示されるアミノ基含有ポ
リシロキサンとの混合物を全ポリシロキサン量が組成物
全体に対して０．０５〜５重量％になるように配合する
ことにより、表面実装用パッケージの吸湿半田時の耐ク
ラック性に優れた硬化物を与えることができることを知
見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００９】
【化４】
【００１０】
【化５】 （但し、式中Ｒ5は炭素数１〜６の一価炭化水素基又は
アミノ基を含有する一価の有機基であり、分子内に１個
以上のアミノ基を含有し、ｇは３０〜２００である。）
アミノ基を含有する一価の有機基であり、分子内に１個
以上のアミノ基を含有し、ｇは３０〜２００である。）
【００１１】従って、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤
及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ樹脂組成物
に、上記一般式（Ａ）で示されるアミノ基含有ポリエー
テル変性ポリシロキサンと上記一般式（Ｂ）で示される
アミノ基含有ポリシロキサンとの混合物を全ポリシロキ
サン量が組成物全体に対して０．０５〜５重量％になる
ように配合したエポキシ樹脂組成物、及びこのエポキシ
樹脂組成物の硬化物で封止されたエポキシ樹脂組成物を
提供する。
及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ樹脂組成物
に、上記一般式（Ａ）で示されるアミノ基含有ポリエー
テル変性ポリシロキサンと上記一般式（Ｂ）で示される
アミノ基含有ポリシロキサンとの混合物を全ポリシロキ
サン量が組成物全体に対して０．０５〜５重量％になる
ように配合したエポキシ樹脂組成物、及びこのエポキシ
樹脂組成物の硬化物で封止されたエポキシ樹脂組成物を
提供する。
【００１２】以下、本発明を更に詳述すると、本発明の
エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂としては、
１分子中にエポキシ基を少なくとも２個以上有するエポ
キシ樹脂であり、このエポキシ樹脂は後述する各種の硬
化剤によって硬化させることが可能な限り、分子構造、
分子量等に制限はなく、従来から知られている種々のエ
ポキシ樹脂の中から適宜選択して使用することができ
る。
エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂としては、
１分子中にエポキシ基を少なくとも２個以上有するエポ
キシ樹脂であり、このエポキシ樹脂は後述する各種の硬
化剤によって硬化させることが可能な限り、分子構造、
分子量等に制限はなく、従来から知られている種々のエ
ポキシ樹脂の中から適宜選択して使用することができ
る。
【００１３】このようなエポキシ樹脂として具体的に
は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポ
キシ樹脂及びその重合物、ビフェニル型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン−フェノールノボラック樹脂、フ
ェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、臭素化エポ
キシ樹脂などが挙げられ、これらのエポキシ樹脂を単独
で使用しても、２種以上を同時に使用してもよい。これ
らの中では、特にビフェニル型エポキシ樹脂、フェノー
ルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキ
シ樹脂を使用することが耐クラック特性を向上させる点
において好ましい。
は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポ
キシ樹脂及びその重合物、ビフェニル型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン−フェノールノボラック樹脂、フ
ェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、臭素化エポ
キシ樹脂などが挙げられ、これらのエポキシ樹脂を単独
で使用しても、２種以上を同時に使用してもよい。これ
らの中では、特にビフェニル型エポキシ樹脂、フェノー
ルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキ
シ樹脂を使用することが耐クラック特性を向上させる点
において好ましい。
【００１４】また、上記エポキシ樹脂の硬化剤として
は、１分子中にフェノール性水酸基を２個以上含有する
フェノール樹脂であればいかなるものも使用することが
できる。具体的には、ノボラック型フェノール樹脂、レ
ゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、
トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等のフェ
ノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシク
ロペンタジエン変性フェノール樹脂などを挙げることが
できる。これらの硬化剤は、単独で使用しても、２種以
上を併用してもよい。特に、耐クラック特性を向上させ
ることができる点において、フェノールアラルキル樹
脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール樹脂を配合することが好ましい。
は、１分子中にフェノール性水酸基を２個以上含有する
フェノール樹脂であればいかなるものも使用することが
できる。具体的には、ノボラック型フェノール樹脂、レ
ゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、
トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等のフェ
ノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシク
ロペンタジエン変性フェノール樹脂などを挙げることが
できる。これらの硬化剤は、単独で使用しても、２種以
上を併用してもよい。特に、耐クラック特性を向上させ
ることができる点において、フェノールアラルキル樹
脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール樹脂を配合することが好ましい。
【００１５】なお、上記硬化剤の配合量は、特に制限さ
れないが、上述したフェノール樹脂を用いる場合は、エ
ポキシ樹脂中のエポキシ基と硬化剤中のフェノール性水
酸基とのモル比を０．５〜１．５、特に０．８〜１．２
の範囲にすることが好適である。
れないが、上述したフェノール樹脂を用いる場合は、エ
ポキシ樹脂中のエポキシ基と硬化剤中のフェノール性水
酸基とのモル比を０．５〜１．５、特に０．８〜１．２
の範囲にすることが好適である。
【００１６】更に、本発明の組成物には、無機質充填剤
を使用することができる。この無機質充填剤としては、
通常のエポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用する
ことができ、これは封止剤の膨張係数を小さくし、半導
体素子に加わる応力を低下させることができる。具体的
には、破砕状、球状の形状を有する溶融シリカ、結晶性
シリカが主として用いられ、この他にアルミナ、窒化ケ
イ素、窒化アルミなども使用することができる。無機質
充填剤の平均粒径としては、５〜２０ミクロンのものが
好ましい。また、無機質充填剤の充填量は、上記エポキ
シ樹脂及び硬化剤の合計量１００部に対して１００〜１
２００部（重量部、以下同じ）、特に４００〜１０００
部とすることが好ましく、充填量が１００部未満では膨
張係数が大きくなり、半導体素子に加わる応力が増大
し、素子特性の劣化を招く場合があり、１２００部を超
えると成形時の粘度が高くなり、成形性が悪くなる場合
がある。なお、硬化物の低膨張化と成形性を両立させる
ためには、上記充填剤として球状と破砕品とのブレン
ド、或いは球状品のみを用いることが好ましい。
を使用することができる。この無機質充填剤としては、
通常のエポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用する
ことができ、これは封止剤の膨張係数を小さくし、半導
体素子に加わる応力を低下させることができる。具体的
には、破砕状、球状の形状を有する溶融シリカ、結晶性
シリカが主として用いられ、この他にアルミナ、窒化ケ
イ素、窒化アルミなども使用することができる。無機質
充填剤の平均粒径としては、５〜２０ミクロンのものが
好ましい。また、無機質充填剤の充填量は、上記エポキ
シ樹脂及び硬化剤の合計量１００部に対して１００〜１
２００部（重量部、以下同じ）、特に４００〜１０００
部とすることが好ましく、充填量が１００部未満では膨
張係数が大きくなり、半導体素子に加わる応力が増大
し、素子特性の劣化を招く場合があり、１２００部を超
えると成形時の粘度が高くなり、成形性が悪くなる場合
がある。なお、硬化物の低膨張化と成形性を両立させる
ためには、上記充填剤として球状と破砕品とのブレン
ド、或いは球状品のみを用いることが好ましい。
【００１７】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記エポ
キシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を主成分とするエポキ
シ樹脂組成物に、アミノ基含有ポリエーテル変性ポリシ
ロキサンとアミノ基含有ポリシロキサンとの混合物を配
合してなるものである。
キシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を主成分とするエポキ
シ樹脂組成物に、アミノ基含有ポリエーテル変性ポリシ
ロキサンとアミノ基含有ポリシロキサンとの混合物を配
合してなるものである。
【００１８】上記アミノ基含有ポリエーテル変性ポリシ
ロキサンとしては、下記一般式（Ａ）で表わされるもの
を使用する。
ロキサンとしては、下記一般式（Ａ）で表わされるもの
を使用する。
【００１９】
【化６】
【００２０】ここで、Ｒ1は炭素数１〜６の一価炭化水
素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル
基、フェニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル
基等が例示される。Ｒ2は、炭素数１〜６の一価炭化水
素基（例示についてはＲ1と同様）又は１個以上のＮ−
Ｈ基をもつ窒素原子含有一価有機基であり、具体的には −Ｒ’−ＮＲ”−Ｒ’−ＮＲ”2−，−Ｒ’−ＮＲ”2 （ここでＲ’は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６のア
ルキレン基、フェニレン基又は置換フェニレン基、Ｒ”
は水素原子又は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６のア
ルキル基、フェニル基又は置換フェニル基を示す。）等
が挙げられるが、この場合、アミノ基を含む有機基であ
れば特に限定されるものではない。また、Ｒ3は炭素数
１〜６のアルキレン基、フェニレン基、シクロアルキレ
ン基等の二価炭化水素基又は１個以上のＮ−Ｈ基をもつ
窒素原子含有二価有機基であり、下記式で表わされる基
を例示することができるが、アミノ基を含む有機基であ
れば特に限定されるものではない。
素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル
基、フェニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル
基等が例示される。Ｒ2は、炭素数１〜６の一価炭化水
素基（例示についてはＲ1と同様）又は１個以上のＮ−
Ｈ基をもつ窒素原子含有一価有機基であり、具体的には −Ｒ’−ＮＲ”−Ｒ’−ＮＲ”2−，−Ｒ’−ＮＲ”2 （ここでＲ’は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６のア
ルキレン基、フェニレン基又は置換フェニレン基、Ｒ”
は水素原子又は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６のア
ルキル基、フェニル基又は置換フェニル基を示す。）等
が挙げられるが、この場合、アミノ基を含む有機基であ
れば特に限定されるものではない。また、Ｒ3は炭素数
１〜６のアルキレン基、フェニレン基、シクロアルキレ
ン基等の二価炭化水素基又は１個以上のＮ−Ｈ基をもつ
窒素原子含有二価有機基であり、下記式で表わされる基
を例示することができるが、アミノ基を含む有機基であ
れば特に限定されるものではない。
【００２１】
【化７】 （但し、式中Ｒ’は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６
のアルキレン基、フェニレン基又は置換フェニレン基、
Ｒ”は水素原子又は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６
のアルキル基、フェニル基又は置換フェニル基を示
す。）
のアルキレン基、フェニレン基又は置換フェニレン基、
Ｒ”は水素原子又は炭素数１〜２０、好ましくは１〜６
のアルキル基、フェニル基又は置換フェニル基を示
す。）
【００２２】また、Ｙはポリエーテル基であり、下記一
般式で示される構造のものである。
般式で示される構造のものである。
【００２３】
【化８】
【００２４】ここで、Ｒ4は炭素数１〜６の一価炭化水
素基であり、Ｒ1と同様のものを挙げることができる。
また、ｅ及びｆは、ｅ／ｆ≦１かつｅ＋ｆ＝１０〜５０
の関係を有する整数である。即ち、ｅ／ｆが１を超える
とエチレンオキシド成分が親水性であるため耐湿性が低
下する場合があり、特にｅ／ｆ≦１０．８とすることが
好ましい。また、ｅ＋ｆ＜１０であると相溶性や耐熱衝
撃性に対して効果が少ないか或いは低下する場合があ
り、ｅ＋ｆ＜５０であると耐湿性や流動性が低下する場
合がある。
素基であり、Ｒ1と同様のものを挙げることができる。
また、ｅ及びｆは、ｅ／ｆ≦１かつｅ＋ｆ＝１０〜５０
の関係を有する整数である。即ち、ｅ／ｆが１を超える
とエチレンオキシド成分が親水性であるため耐湿性が低
下する場合があり、特にｅ／ｆ≦１０．８とすることが
好ましい。また、ｅ＋ｆ＜１０であると相溶性や耐熱衝
撃性に対して効果が少ないか或いは低下する場合があ
り、ｅ＋ｆ＜５０であると耐湿性や流動性が低下する場
合がある。
【００２５】また、Ｙのポリエーテル基の比率は上記式
（Ａ）成分に対し、２０〜７０％（重量％、以下同じ）
とすることが好ましい。比率が２０％未満ではベース樹
脂との相溶性が悪くなることがあり、７０％を超えると
ポリエーテル基の親水性により耐湿性が低下してしまう
ことがある。
（Ａ）成分に対し、２０〜７０％（重量％、以下同じ）
とすることが好ましい。比率が２０％未満ではベース樹
脂との相溶性が悪くなることがあり、７０％を超えると
ポリエーテル基の親水性により耐湿性が低下してしまう
ことがある。
【００２６】これらの中では、下記一般式（Ａ’）で示
されるポリシロキサンが好適に用いられる。
されるポリシロキサンが好適に用いられる。
【００２７】
【化９】 （但し、式中Ｒ1，Ｒ2，Ｙ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｈは上記
と同様の意味を示す。）
と同様の意味を示す。）
【００２８】このようなアミノ基含有ポリエーテル変性
ポリシロキサンとして具体的には、化基構造の化合物が
例示される。
ポリシロキサンとして具体的には、化基構造の化合物が
例示される。
【００２９】
【化１０】
【００３０】
【化１１】
【００３１】一方、アミノ基含有ポリシロキサンは、下
記一般式（Ｂ）で示される構造を有するポリシロキサン
である。
記一般式（Ｂ）で示される構造を有するポリシロキサン
である。
【００３２】
【化１２】
【００３３】ここで、Ｒ5は炭素数１〜６の一価炭化水
素基又はアミノ基を含有する一価有機基であり、分子内
に１個以上のアミノ基を含有し、ｇは３０〜２００であ
る。なお、これら炭化水素基、アミノ基含有有機基とし
ては上述したものと同様のものを用いることができる。
このアミノ基含有ポリシロキサンの粘度は特に制限され
るものではないが、好ましくは１０〜１０，０００ｃｓ
ｔである。
素基又はアミノ基を含有する一価有機基であり、分子内
に１個以上のアミノ基を含有し、ｇは３０〜２００であ
る。なお、これら炭化水素基、アミノ基含有有機基とし
ては上述したものと同様のものを用いることができる。
このアミノ基含有ポリシロキサンの粘度は特に制限され
るものではないが、好ましくは１０〜１０，０００ｃｓ
ｔである。
【００３４】このようなアミノ基含有ポリシロキサンと
して具体的には、下記構造の化合物が例示される。
して具体的には、下記構造の化合物が例示される。
【００３５】
【化１３】
【００３６】上述したアミノ基含有ポリシロキサンは、
硬化性エポキシ樹脂との相溶性が元来極めて悪いもので
あるが、本発明においてはアミノ基含有ポリエーテル変
性ポリシロキサンを存在せしめているために両者は均一
分散状態を維持している。この理由として、ポリエーテ
ル部分がエポキシ樹脂と強い親和性を有する一方、ポリ
シロキサン部分が式（Ｂ）のアミノ基含有ポリシロキサ
ン部分と相溶するためであると考えられる。
硬化性エポキシ樹脂との相溶性が元来極めて悪いもので
あるが、本発明においてはアミノ基含有ポリエーテル変
性ポリシロキサンを存在せしめているために両者は均一
分散状態を維持している。この理由として、ポリエーテ
ル部分がエポキシ樹脂と強い親和性を有する一方、ポリ
シロキサン部分が式（Ｂ）のアミノ基含有ポリシロキサ
ン部分と相溶するためであると考えられる。
【００３７】なお、式（Ａ）のポリシロキサンと式
（Ｂ）のポリシロキサンとの混合割合は重量比として
０．０５〜１：１、特に０．１〜０．５：１とすること
がベース樹脂との相溶性や耐湿性の点から好ましい。
（Ｂ）のポリシロキサンとの混合割合は重量比として
０．０５〜１：１、特に０．１〜０．５：１とすること
がベース樹脂との相溶性や耐湿性の点から好ましい。
【００３８】この場合、上記式（Ａ）及び（Ｂ）成分を
加熱溶融させた混合物に、フェノール性水酸基を分子内
に２個以上有するフェノール樹脂を混合することが、本
発明の効果を適切に発生させることができる点で好まし
い。ここで用いられるフェノール樹脂としてはフェノー
ル性水酸基を分子内に２個以上もっていれば、特に限定
されるものではなく、上記硬化剤と同様のものが用いら
れ、上記硬化剤の一部又は全部を混合することができ
る。
加熱溶融させた混合物に、フェノール性水酸基を分子内
に２個以上有するフェノール樹脂を混合することが、本
発明の効果を適切に発生させることができる点で好まし
い。ここで用いられるフェノール樹脂としてはフェノー
ル性水酸基を分子内に２個以上もっていれば、特に限定
されるものではなく、上記硬化剤と同様のものが用いら
れ、上記硬化剤の一部又は全部を混合することができ
る。
【００３９】また、ポリシロキサン（Ａ）及び（Ｂ）の
混合物の配合量は、本発明のエポキシ樹脂組成物全体に
対して全ポリシロキサン量の０．０５〜５％であるが、
特に０．１〜２％の範囲とすることが好ましい。配合量
が０．０５％未満では本発明の効果が発揮されない場合
があり、５％を超えると流動性が低下して成形性に問題
が生じる場合がある。
混合物の配合量は、本発明のエポキシ樹脂組成物全体に
対して全ポリシロキサン量の０．０５〜５％であるが、
特に０．１〜２％の範囲とすることが好ましい。配合量
が０．０５％未満では本発明の効果が発揮されない場合
があり、５％を超えると流動性が低下して成形性に問題
が生じる場合がある。
【００４０】更に、本発明の組成物には、硬化促進剤を
添加することができる。具体的には、イミダゾールもし
くはその誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジン誘
導体を挙げることができる。触媒量としては、上記エポ
キシ樹脂１００部に対して０．０１〜５部、特に０．１
〜２．５部とすることが好ましく、０．０１部未満では
短時間で硬化させることができず、５部を超えると硬化
速度が速すぎて良好な成形品が得られない場合がある。
添加することができる。具体的には、イミダゾールもし
くはその誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジン誘
導体を挙げることができる。触媒量としては、上記エポ
キシ樹脂１００部に対して０．０１〜５部、特に０．１
〜２．５部とすることが好ましく、０．０１部未満では
短時間で硬化させることができず、５部を超えると硬化
速度が速すぎて良好な成形品が得られない場合がある。
【００４１】なお、本発明の組成物には、必要に応じ、
カルナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの
離型剤、更に酸化アンチモン、リン化合物などを配合し
てもよい。
カルナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの
離型剤、更に酸化アンチモン、リン化合物などを配合し
てもよい。
【００４２】本発明の組成物は、上述した各成分を加熱
ロールによる溶融混練、ニーダーによる溶融混練、連続
及押し出し機による溶融混練などにより製造することが
できる。
ロールによる溶融混練、ニーダーによる溶融混練、連続
及押し出し機による溶融混練などにより製造することが
できる。
【００４３】かくして得られる本発明のエポキシ樹脂組
成物は、ＤＩＰ型、フラットパック型、ＰＬＣＣ型、Ｓ
Ｏ型等の半導体パッケージに有効であり、この場合、従
来より採用されている成形法、例えばトランスファー成
形、インジェクション成形、注型法等を利用して行うこ
とができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の成形
温度は１５０〜１８０℃、ポストキュアーは１５０〜１
８５℃で２〜１６時間行うことが好ましい。
成物は、ＤＩＰ型、フラットパック型、ＰＬＣＣ型、Ｓ
Ｏ型等の半導体パッケージに有効であり、この場合、従
来より採用されている成形法、例えばトランスファー成
形、インジェクション成形、注型法等を利用して行うこ
とができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の成形
温度は１５０〜１８０℃、ポストキュアーは１５０〜１
８５℃で２〜１６時間行うことが好ましい。
【００４４】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、特定の
２種類のポリシロキサンを利用したことにより、流動性
を低下させずに、表面実装用パッケージの吸湿半田時の
耐クラック性を向上させることができる。
２種類のポリシロキサンを利用したことにより、流動性
を低下させずに、表面実装用パッケージの吸湿半田時の
耐クラック性を向上させることができる。
【００４５】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部
を示す。
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部
を示す。
【００４６】〔実施例、比較例〕表１に示す成分を加
え、シリカ４００部、三酸化アンチモン８部、ワックス
Ｅ１．５部、カーボンブラック２．０部、トリ（ｐ−ア
ニシル）ホスフィン（ＴＭＰＰ）２．５部を加えて得ら
れた配合物を熱二本ロールで均一に溶融混練して、エポ
キシ樹脂組成物を製造した（実施例１〜３、比較例１〜
３）。
え、シリカ４００部、三酸化アンチモン８部、ワックス
Ｅ１．５部、カーボンブラック２．０部、トリ（ｐ−ア
ニシル）ホスフィン（ＴＭＰＰ）２．５部を加えて得ら
れた配合物を熱二本ロールで均一に溶融混練して、エポ
キシ樹脂組成物を製造した（実施例１〜３、比較例１〜
３）。
【００４７】これらのエポキシ樹脂組成物について以下
の（イ）〜（ホ）の諸特性を測定した。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、７０
ｋｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）機械的強度（曲げ強度、曲げ弾性率） ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ
2、成形時間２分の条件で１０×１０×４ｍｍの抗折棒
を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーし、２１５
℃の温度で強度を測定した。 （ハ）ガラス転移温度、膨張係数 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で４
×４×１５ｍｍの試験片を成形し、１８０℃で４時間ポ
ストキュアーしたものを用い、ディラトメターにより毎
分５℃で昇温させることにより測定した。 （ニ）吸水率 １８０℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で５
０φ×３ｍｍの円盤を成形し、１８０℃で４時間ポスト
キュアーしたものを８５℃／８５％ＲＨ雰囲気中に７２
時間放置し、吸水率を測定した。 （ホ）吸湿後の耐クラック性 １０．０×８．０×０．３ｍｍの大きさのシリコンチッ
プを６４ＰＩＮ−ＱＦＰフレーム（４２アロイ）に接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７５℃、７
０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分で成形し、１８０℃で４
時間ポストキュアーした。このパッケージを８５℃／８
５％ＲＨの雰囲気中７２時間放置して吸湿処理を行った
後、これを赤外線リフロー炉を通過させ、この時に発生
するパッケージのクラック発生数を調べた（ｎ＝２
０）。
の（イ）〜（ホ）の諸特性を測定した。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して、１７５℃、７０
ｋｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）機械的強度（曲げ強度、曲げ弾性率） ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ
2、成形時間２分の条件で１０×１０×４ｍｍの抗折棒
を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーし、２１５
℃の温度で強度を測定した。 （ハ）ガラス転移温度、膨張係数 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で４
×４×１５ｍｍの試験片を成形し、１８０℃で４時間ポ
ストキュアーしたものを用い、ディラトメターにより毎
分５℃で昇温させることにより測定した。 （ニ）吸水率 １８０℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で５
０φ×３ｍｍの円盤を成形し、１８０℃で４時間ポスト
キュアーしたものを８５℃／８５％ＲＨ雰囲気中に７２
時間放置し、吸水率を測定した。 （ホ）吸湿後の耐クラック性 １０．０×８．０×０．３ｍｍの大きさのシリコンチッ
プを６４ＰＩＮ−ＱＦＰフレーム（４２アロイ）に接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７５℃、７
０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分で成形し、１８０℃で４
時間ポストキュアーした。このパッケージを８５℃／８
５％ＲＨの雰囲気中７２時間放置して吸湿処理を行った
後、これを赤外線リフロー炉を通過させ、この時に発生
するパッケージのクラック発生数を調べた（ｎ＝２
０）。
【００４８】
【化１４】
【００４９】
【化１５】
【００５０】（Ａ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂
（１） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン３
部、両末端アミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２０
℃、５分間加熱混合して製造した。 （Ｂ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂（２） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン３
部、アミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２０℃、５
分間加熱混合して製造した。 （Ｃ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂（３） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とエポキシ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン
３部、両末端アミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２
０℃、５分間加熱混合して製造した。 （Ｄ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂（４） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とアミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２０℃、
５分間加熱混合して製造した。
（１） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン３
部、両末端アミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２０
℃、５分間加熱混合して製造した。 （Ｂ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂（２） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン３
部、アミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２０℃、５
分間加熱混合して製造した。 （Ｃ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂（３） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とエポキシ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン
３部、両末端アミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２
０℃、５分間加熱混合して製造した。 （Ｄ）ポリシロキサン混合フェノール樹脂（４） フェノール樹脂（１）３０部、フェノール樹脂（２）３
０部とアミノ基含有ポリシロキサン２７部を１２０℃、
５分間加熱混合して製造した。
【００５１】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 83:08） (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平５−59264（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−202614（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67700（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 C08L 83/08 H01L 23/29
Claims (4)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂、硬化剤及び無機質充填剤
を主成分とするエポキシ樹脂組成物に、下記一般式
（Ａ）で示されるアミノ基含有ポリエーテル変性ポリシ
ロキサンと下記一般式（Ｂ）で示されるアミノ基含有ポ
リシロキサンとの混合物を全ポリシロキサン量が組成物
全体に対して０．０５〜５重量％になるように配合した
ことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化１】 【化２】 （但し、式中Ｒ5は炭素数１〜６の一価炭化水素基又は
アミノ基を含有する一価の有機基であり、分子内に１個
以上のアミノ基を含有し、ｇは３０〜２００である。） - 【請求項２】 請求項１記載の（Ａ）成分が下記一般式
（Ａ’）であるエポキシ樹脂組成物。 【化３】 （但し、式中ｈは１〜１０を示し、Ｒ1，Ｒ2，Ｙ，ａ，
ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ上記と同様の意味を示す。） - 【請求項３】 式（Ａ）のアミノ基含有ポリエーテル変
性ポリシロキサンと式（Ｂ）のアミノ基含有ポリシロキ
サンとの混合物に更に分子内にフェノール性水酸基を２
個以上もつフェノール樹脂を混合した請求項１又は２記
載のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載のエポキシ樹脂
組成物の硬化物で封止された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34861993A JP2812173B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34861993A JP2812173B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07188517A JPH07188517A (ja) | 1995-07-25 |
| JP2812173B2 true JP2812173B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=18398222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34861993A Expired - Lifetime JP2812173B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812173B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429238B1 (en) * | 1999-06-10 | 2002-08-06 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Flip-chip type semiconductor device sealing material and flip-chip type semiconductor device |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34861993A patent/JP2812173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07188517A (ja) | 1995-07-25 |
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