JP2815414B2 - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用樹脂組成物

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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、低弾性率、低熱膨張率で、なおかつ耐熱性
を損なうことがなく、耐熱衝撃性及び吸湿後の半田耐熱
性に優れ、高信頼性を要求される半導体等の電子部品の
封止用に適している半導体封止用樹脂組成物に関するも
のである。
〔従来の技術〕
近年、半導体を封止する方法として、エポキシ樹脂に
代表される熱硬化性樹脂を使用した、いわゆるプラスチ
ック封止が原料の低廉、大量生産に適するといった経済
的利点を活かして広く実用化されている。特に、多官能
エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂及び無機充
填剤を主成分とした樹脂組成物が耐熱性、成形性、電気
特性に優れているため封止樹脂の主流となっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
一方、半導体チップの高集積化が進み、それに伴って
チップサイズが大型化してきた。
また、パッケージの形状は、基板への高密度実装化、
表面実装化に伴って、チップの大型化とは逆にフラット
パッケージに見られる如く小型化、薄型化の傾向にあ
る。
このため、従来の封止樹脂では見られなかった不良現
象が派生するようになった。
すなわち、封止樹脂とチップとの熱膨張率の差に起因
する樹脂の応力が、チップの大型化、樹脂層の薄肉化の
ため、熱衝撃によりパッシベーション膜のクラック、ア
ルミ配線のズレ、あるいは封止樹脂のクラックといった
破壊現象を引き起こし、また、表面実装化に伴ってパッ
ケージそのものが半田浴温度にさらされるため、パッケ
ージ内の水分が急激に膨張し、パッケージにクラックと
いった破壊現象を引き起こし、半導体の耐湿性を低下さ
せ、ひいては信頼性を低下させる原因となっている。
従って、封止樹脂としては、この応力が小さく、吸湿
後の半田耐熱性に優れた封止樹脂の開発が望まれてい
る。
チップにかかる応力は、樹脂とチップの熱膨張率の差
と樹脂の弾性率の積により表される。
従って、応力を小さくする方法としては、樹脂の熱膨
張率を小さくして、チップのそれとの差を小さくするこ
とが考えられるが、現実には樹脂の熱膨張率とチップの
それとの差は大きく、これを縮めるためには熱膨張率の
小さい無機充填剤を樹脂中に多量に使用しなければなら
ない。
しかし、現在、すでにかなり多量の無機充填剤が使用
されていて、更にこれを増量することは、成形性の悪化
の原因となる。
一方、樹脂の弾性率を下げて応力を小さくするという
目的で可塑材を添加したり、可撓性を有するエポキシ樹
脂あるいはフェノール樹脂を用いたりすることが試みら
れたが、これらの方法により得られた硬化物は、耐熱性
の点で問題があった。
本発明者等による特開昭62-270617号公報及び特開昭6
2-273222号公報には、エポキシ樹脂とビニルポリマーと
のグラフト重合体中にシリコーンポリマーを1.0μ以下
の平均粒子径で均一に分散させることにより、耐熱性を
保持しつつ応力を小さくする方法が開示されている。
これらの方法は低応力化に対しては有効であるが、吸
湿したパッケージが半田浴のごとき樹脂のガラス転移温
度を超え高温にさらされたとき、パッケージにクラック
が生じるといった吸湿後の半田耐熱性に関しては、未だ
問題があった。
本発明者等もこれまでに上記問題を解決するために、
特殊なエポキシ樹脂及び硬化剤を使用することにより樹
脂の耐熱性を向上させる方法、また耐熱性に優れたマレ
イミド化合物を併用する方法等を検討してきたが、これ
らの方法も比較的低温で使用する気相半田に対しては有
効であるが、260℃といった高温の液相半田に対しては
効果が不十分であった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、高集積回路等の高い信頼性を要求される半
導体の封止用に適した半導体封止用樹脂に対して要求さ
れている、応力が小さく、耐熱衝撃性に優れ、更に吸湿
後の半田耐熱性等に優れた半導体封止用樹脂組成物を提
供することを目的とする。
本発明者等は種々検討した結果、特定の構造を有する
エポキシ樹脂もしくは変性エポキシ樹脂と特殊なポリマ
レイミドを併用することにより、上記の目的が達成され
ることを見出し、本発明に達した。
本発明に従って、(a)下記の一般式(I)又は(I
I)で表されるエポキシ樹脂: (式中、Rは炭素数2以上の脂肪族基、環式脂肪族
基、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基が
直接又は架橋員により相互に連絡された非縮合多環式芳
香族基からなる群より選ばれた4価の基を示す。) (b)硬化剤、 (c)無機充填剤、及び (d)下記の一般式(III)で表されるポリマレイミド (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を有するm価
の有機基であり、mは2以上の整数を表す。) を必須成分として含有することを特徴とする半導体封止
用樹脂組成物、及び上記半導体封止用樹脂組成物におい
て、(a)のエポキシ樹脂にかえて、 (e)前記一般式(I)又は(II)で表されるエポキシ
樹脂中にシリコーン化合物を主体とする柔軟性付与剤が
1.0μ以下の平均粒子径で均一に分散している変性エポ
キシ樹脂を使用する半導体封止用樹脂組成物を提供する
ものである。
本発明において(a)成分として使用される一般式
(I)で表され、 であるエポキシ樹脂は、フェノールとジメトキシパラキ
シレンとを酸性触媒の存在下で脱メタノール反応させて
得られる反応物とエピクロルヒドリンとを反応させるこ
とにより得られる。
本発明において(a)成分として使用される一般式
(I)で表され、 であるエポキシ樹脂は、レゾルシンとジメトキシパラキ
シレンとを酸性触媒の存在下で脱メタノール反応させて
得られる反応物とエピクロルヒドリンとを反応させるこ
とにより得られる。
本発明において(a)成分として使用される一般式
(I)で表され、 であるエポキシ樹脂は、通常は公知の方法により、下記
の一般式(IV)で表されるポリアミン化合物とエピクロ
ルヒドリンとを反応させることにより得られる。
(式中、nは平均で0〜10である。) 一般式(I)において、nが10よりも大きい場合に
は、エポキシ樹脂の粘度が高くなり、溶融混練及びトラ
ンスファー成形が困難となる。
このエポキシ樹脂は骨格中にパラキシレン結合が導入
されているので、低吸水率化及び耐熱性の向上がなされ
ている。
本発明において(a)成分として使用される一般式
(II)で表されるエポキシ樹脂は、一般式(V) (式中、Rは一般式(II)の場合と同じ意味を表
す。) で表されるテトラカルボン酸二無水物と、 2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4′−アミノ
フェニル)プロパンを有機溶媒中で反応させて得られる
一般式(VI)で表されるイミド環含有フェノールとエピ
クロルヒドリンとを反応させることにより得られる。
一般式(VI)で表されるイミド環フェノールの製造方
法は特開昭62-145063号に開示されている。
(式中、Rは一般式(II)の場合と同じ意味を表
す。) 一般式(II)で表されるエポキシ樹脂の原料となる一
般式(V)で表されるテトラカルボン酸二無水物として
は、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、シク
ロペンタンカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水
物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物、2,2′,3,3′−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,2′,3,3′−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェ
ニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)エーテル無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボ
キシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボ
キシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)メタン二無水物、2,3,6,7−ナフタレン
テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン
酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無
水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水
物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水
物等が挙げられる。
本発明においては、応力を小さくする目的で、前記エ
ポキシ樹脂中にシリコーン化合物を主体とする柔軟性付
与剤が1.0μ以下の平均粒子径で均一に分散している変
性エポキシ樹脂を(e)成分として使用する。
上記(e)成分に使用するシリコーン化合物を主体と
する柔軟性付与剤としては、エポキシ樹脂中に粒子状で
分散でき、しかもその平均粒子径が1.0μ以下であれば
よく、例えば、エポキシ樹脂と相溶するための官能基を
有するシリコーンオイルまたは、シリコーン樹脂、シリ
コーンゴム等を平均粒子径1.0μ以下に粉砕したもの等
が挙げられる。
これらのシリコーン化合物の単独または2種類以上を
エポキシ樹脂中に分散混合したものが、変性エポキシ樹
脂として使用される。
しかし、本発明の目的を効果的に達成するためには、
前記エポキシ樹脂とビニルポリマーとのグラフト重合体
中に、付加反応型のシリコーンポリマーが反応してなる
シリコーンゴム及び/またはビニル変性シリコーン重合
体を主体とする軟質ビニル重合体が、1.0μ以上の平均
粒子径で均一に分散している変性エポキシ樹脂を(e)
成分として使用するのが好ましい。
本発明において(e)成分として使用される変性エポ
キシ樹脂の製造に使用される前記の一般式(I)又は
(II)で表されるエポキシ樹脂とビニルポリマーとのグ
ラフト重合体は、代表的には、一般式(I)又は(II)
で表されるエポキシ樹脂の存在下に、前記ビニルポリマ
ーを生成させるべくビニルモノマーを重合させることに
より製造される。
ビニルポリマーを生成させるために用いるビニルモノ
マーとしては、スチレン、ビニルトルエン等の如きアル
ケニル芳香族類、メチルメタアクリレート、ドデシルメ
タアクリレート、ブトキシエチルメタアクリレート、グ
リシジルメタアクリレート、メチルアクリレート、ブチ
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ヒ
ドロキシエチルアクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート等の如きアクリルエステル類、アクリ
ロニトリル、アクリル酸、ブトキシメチルアクリルアミ
ド、メタアクリルアミド等の如きエステル基を持たない
アクリル化合物、ビニルアセテート、ビニルラウレー
ト、ビニルバーサテート、ビニルクロライド、ビニリデ
ンクロライド、エチレン、アリルアセテート等の如き非
共役性ビニル化合物、ブタジエン、イソプレン、クロロ
プレンの如き共役ジエン化合物が代表的であり、その
他、ビニルシリコーン、ジブチルフマレート、モノメチ
ルマレート、ジエチルイタコネート、メタクリル酸トリ
フロロエチル、メタクリル酸テトラフロロプロピル等の
メタクリル酸、アクリル酸のフッ素化合物等の如き重合
性ビニル化合物を用いることも出来る。
この際のビニルモノマーの使用量は、特に限定される
ものではないが、一般的にはエポキシ樹脂100重量部に
対して1〜50重量部である。
前記したビニルモノマーを重合してビニルポリマーと
するには、通常、ラジカル開始剤、例えば、ラウロイル
パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ターシャ
リブチルパーベンゾエート、ジメチルジベンゾイルパー
オキシヘキサン、ターシャリブチルパーピバレート、ジ
ターシャリブチルパーオキサイド、1,1−ビスターシャ
リブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、ジメチルジターシャリブチルパーオキシヘキサン、
ターシャリブチルクミルパーオキサイド、メチルエチル
ケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイ
ド、キュメンハイドロパーオキサイド、ターシャリブチ
ルパーオキシアリルカーボネート、ジオクチルパーオキ
シジカーボネート、ターシャリブチルパーオキシマレイ
ン酸、琥珀酸パーオキサイド、ターシャリブチルパーオ
キシイソプロピルカーボネート、過酸化水素の如きパー
オキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジ
メチルバレロニトリルの如きアゾ化合物を用いてラジカ
ル重合するのが代表的である。
これらのラジカル開始剤の使用量は、ビニルモノマー
に対して通常0.1〜10重量%である。
また、必要に応じて還元剤を併用していわゆるレドッ
クス重合をさせてもよく、ハイドロキノンの如き重合禁
止剤、ドデシルメルカプタンの如き連鎖移動剤を使用し
てもよい。
また、グラフト化促進の為に、エポキシ樹脂に重合性
二重結合等のグラフト可能な化学結合を導入しておくこ
とが有効である。
重合性二重結合の導入方法としては、例えば、アクリ
ル酸、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、ブ
トキシメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルメタア
クリレート、グリシジルメタアクリレート、無水マレイ
ン酸、モノエチルイタコネート、モノブチルフマレー
ト、クロルメチルスチレン、ホスホキシエチルメタアク
リレート、クロルヒドロキシプロピルアクリレート、パ
ラヒドロキシスチレン、ジメチルアミノエチルメタアク
リレートのように官能基と重合性二重結合とを有する化
合物をエポキシ樹脂とあらかじめ反応させておく方法が
代表的である。
官能基と重合性二重結合とを有する化合物を使用する
場合には、その使用量はエポキシ樹脂100重量部に対し
て通常0.1〜10重量部である。
なお、本発明において、前記グラフト重合体中には、
前記エポキシ樹脂や前記ビニルポリマーがグラフトしな
いでフリーのまま残っていてもかまわない。
本発明において(e)成分として使用される変性エポ
キシ樹脂は、前記したエポキシ樹脂とビニルポリマーと
のグラフト重合体の存在下に付加反応型のシリコーンポ
リマーを常法により付加反応させる(付加反応型シリコ
ーンゴム)か軟質ビニル変性シリコーン重合体を形成す
るモノマーを常法により重合させる(軟質ビニル変性シ
リコーン重合体)ことにより得られる。
即ち、付加反応型シリコーンゴムは、分子内にビニル
基を有するビニル変性シリコーンポリマーと分子内に活
性水素を有するハイドロジエン変性シリコーンポリマー
とがシリル化反応による付加反応によって生成するゴム
である。
ビニル変性シリコーンポリマーとは、分子の末端ある
いは内部にSi=CH=CH2結合を少なくとも1個持ったポ
リシロキサンをいい、ハイドロジエン変性シリコーンポ
リマーとは分子の末端あるいは内部にSi-H結合を少なく
とも2個持ったポリシロキサンをいう。
両者は、通常は組み合わせで市販されており、これら
の例としては例えば東レシコーン(株)のSE-1821、信
越化学(株)のKE-1204等が挙げられる。
本発明の組成物に使用されるビニル変性シリコーン系
軟質ビニル重合体は、ビニル変性シリコーンを主体とす
る重合体であり、20℃以下のガラス転移温度(Tg)を持
っている。
本発明において、ビニル変性シリコーンを主体とする
重合体とは、ビニル変性シリコーンの単独重合体もしく
は共重合体、またビニル変性シリコーンとその他のビニ
ルモノマーとの共重合体をいう。
本発明においては、任意の商業的に入手できるビニル
変性シリコーンを用いることが出来る。
ビニル変性シリコーンの例としては、一般式 (式中、l、m及びnは0以上、1000以下である。)
で表されるメタクリロキシプロピルシロキサン、一般式 (式中、l、m及びnは0以上、1000以下である。)
で表されるビニルシロキサン、及び一般式 R1−Si(R2)3 (式中、R1はメタクリロキシ基、ビニル基、アリル基
又はアリルオキシ基を表し、R2はアルキル基及び/又は
アルコキシ基を表す。) で表される官能シランがある。
また、他のビニルモノマーとしては、前記のグラフト
重合体をつくる際に用いられるモノマーは、全て用いる
ことが出来る。
他のビニルモノマーの使用割合は、得られる共重合体
が軟質、即ち液状ないしゴム状となり、かつその平均粒
子径が1.0μ以下となる範囲であり、モノマーの種類に
もよるが通常は全モノマーの80重量%以下である。
本発明の目的である低応力化を果たし、耐熱衝撃性を
改良するためには、上記付加反応型のシリコーンゴム及
び軟質ビニル変性シリコーン重合体(以下、単にシリコ
ーンポリマーという)の平均粒子径は、1.0μ以下、好
ましくは0.5μ以下、更に好ましくは0.01μ以上0.2μ以
下である。
上記シリコーンポリマーの平均粒子径が1.0μを超え
ると、本発明の目的である低応力化を果たせず、耐熱衝
撃性も改良されない。
上記シリコーンポリマーの粒子径のコントロールは、
エポキシ樹脂とでグラフト重合体を形成するビニルポリ
マーの種類、量、上記シリコーンポリマーを形成する前
記の特定のポリマー及びモノマー組成の選択によって可
能であるが、エポキシ樹脂に導入する二重結合の量によ
ってもコントロールすることが出来る。
また、上記シリコーンポリマーを形成する前記の特定
のポリマー及びモノマーの使用量は特に限定されるもの
ではないが、一般的には、エポキシ樹脂100重量部に対
して1〜100重量部である。
本発明において(e)成分である変性エポキシ樹脂を
使用する場合には、全樹脂組成物中に占める上記シリコ
ーンポリマーの割合を所望の値に調整するために、所望
により1種類又は2種類以上の未変性多官能エポキシ樹
脂を含有していてもよい。
未変性多官能エポキシ樹脂としては、1分子に2個以
上の活性水素を有する化合物のグリシジル化物、例え
ば、ビスフェノールA、ビスヒドロキシジフェニルメタ
ン、レゾルシン、ビスヒドロキシジフェニルエーテル、
ビスヒドロキシジフェニルスルホン、フェノールノボラ
ック、クレゾールノボラック、臭素化ビスフェノール
A、臭素化フェノールノボラック等の多価フェノール
類、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グ
リセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリト
ール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ビスフェノールA−エチレンオキサイド付加物、ト
リスヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコ
ール、エチレンジアミン、アニリン、4,4−ジアミノジ
フェニルメタン等のアミノ化合物、アジピン酸、フタル
酸、イソフタル酸等の多価カルボキシ化合物と、エピク
ロルヒドリン又は2−メチルエピクロルヒドリンとを反
応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂、ジシク
ロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエ
ポキサイド等の如き脂肪族(脂環族を含む)のエポキシ
樹脂等を使用することが出来る。
また一般式(I)又は(II)で表されるエポキシ樹脂
も使用可能である。
(a)成分であるエポキシ樹脂の使用量は、(a)成
分と(b)成分と(d)成分との総量中に5〜65重量%
を占める範囲であり、好ましくは15〜50重量%を占める
範囲である。
又、(e)成分である変性エポキシ樹脂の使用量は、
最終の封止用樹脂組成物中に所望されるシリコーンポリ
マーの量と、変性エポキシ樹脂中に所望されるシリコー
ンポリマーの量に基づいて当業者が容易に決定出来る。
また、シリコーンポリマーの量は(e)成分と所望に
より使用される未変性エポキシ樹脂と(b)成分と
(d)成分との総量中に1〜30重量%必要であり、特に
2〜20重量%が好ましい。
1重量%未満では低応力化が達成されない。
また、30重量%を超えると樹脂の流動化が低下し、成
形性が悪化する。
シリコーンポリマーの量を所望の量に調節するには
(e)成分の変性エポキシ樹脂を製造する際に使用する
ビニルモノマーの量を調節してもよいが、未変性エポキ
シ樹脂の量を変化させることにより行なうのがより簡単
で、このような点からも未変性エポキシ樹脂を併用する
のが好ましい。
本発明においては、(b)成分として任意の慣用の硬
化剤を用いることができる。
硬化剤の例としては、フェノール又はアルキルフェノ
ールのような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とを反応させて得られるノボラッ
ク型フェノール樹脂並びに変性ノボラック型フェノール
樹脂;フェノールアラルキル樹脂;レゾルシンアラルキ
ル樹脂;トリヒドロキシフェニルメタン及びテトラヒド
ロキシフェニルエタンのような多価アルコール;ジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロン
ジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェ
ニルスルホン、m−フェニレンジアミン及びジシアンジ
アミドのような一般的に用いられているアミン型硬化
剤;及び無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無
水メチルナジック酸、ピロメリット酸二無水物及びベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物のような一般的に
用いられている酸無水物がある。
これらの硬化剤は単独で又は組み合わせで用いること
が出来る。
硬化剤の配合量については、一般的には(a)成分の
エポキシ樹脂又は(e)成分の変性エポキシ樹脂及び所
望により使用される未変性エポキシ樹脂に対して当量比
で0.1〜10の範囲であり、好ましくは0.5〜2.0である。
本発明に用いられる(c)成分である無機充填剤とし
ては、例えば結晶性シリカ、溶融シリカ、アルミナ、タ
ルク、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、マイカ、ク
レー、チタンホワイト等の粉体、あるいはガラス繊維、
炭素繊維等の単独または混合物が挙げられるが、熱膨張
率、熱伝導率等の点から通常は、結晶性シリカと溶融シ
リカの粉体が単独にまたは混合物として用いられる。
また、これらのシリカの形状としては、不定形または
球形である。
その配合量は(a)成分もしくは(e)成分と所望に
より使用される未変性エポキシ樹脂と(b)成分と
(d)成分との総量100重量部に対し100〜800重量部が
好ましく、100重量部未満では熱膨張率が大きく、良好
な耐熱衝撃性は得られない。また、800重量部を超える
と樹脂の流動性が低下し成形性が悪く実用に供し難い。
本発明において、(d)成分である一般式(III)で
表されるポリマレイミドとしては1分子中に2個以上の
マレイミド基を有する化合物ならば全て使用可能であ
る。
このようなポリマレイミドとしてはビスマレイミド、
例えば、N,N′−エチレンビスマレイミド、N,N′−ヘキ
サメチレンビスマレイミド、N,N′−m−フェニレンビ
スマレイミド、N,N′−p−フェニレンビスマレイミ
ド、N,N′−4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド、
N,N′−4,4′−ジフェニルエーテルビスマレイミド、N,
N′−メチレンビス(3−クロロ−p−フェニレン)ビ
スマレイミド、N,N′−4,4′−ジフェニルスルホンビス
マレイミド、N,N′−4,4′−ジシクロヘキシルメタンビ
スマレイミド、N,N′−ジメチレンシクロヘキサンビス
マレイミド、N,N′−m−キシレンビスマレイミド、N,
N′−4,4′−ジフェニルシクロヘキサンビスマレイミド
等があるが、好ましくは一般式(VII) よりなる2価の基を表し、Xは直結、炭素数1〜10の2
価の炭化水素基、6フッ素化されたイソプロピリデン
基、カルボニル基、チオ基、スルフィニル基、スルホニ
ル基又はオキシドからなる群より選ばれた基を表す。) で表されるビスマレイミド化合物、具体的には、1,3−
ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4
−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メタン、1,
1−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニ
ル〕エタン、1,2−〔4−(3−マレイミドフェノキ
シ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−(3−マレイ
ミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4
−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,
2−ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル
−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4′−ビス
(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−
(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス
〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル〕スルフ
ィド、ビス〔4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニ
ル〕スルホキシド、ビス〔4−(3−マレイミドフェノ
キシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−マレイミ
ドフェノキシ)フェニル〕エーテル等、及び一般式(VI
II)で表されるものである。
(式中、lは平均で0〜10である。) これらのポリマレイミド化合物は単独で用いても2種
類以上を混合して用いてもよい。
また、上記以外のポリマレイミドを混合して用いても
よい。
ポリマレイミド化合物の使用量は(a)成分、(b)
成分、および(d)成分の総量中に30〜80重量%含まれ
る。
本発明において、樹脂組成物を製造するには、各成分
を常法により配合、混練してもよいが、(d)成分のポ
リマレイミドを(a)成分および/または(b)成分の
全部または一部に予め溶解させたり、反応させたプレポ
リマーとしてもよい。
特に、プリポリマーを使用する場合が成形性、硬化性
の点で優れている。
本発明において樹脂組成物を硬化せしめるにあたって
は硬化促進剤として、2−メチルイミダゾール、2−メ
チル−4−エチルイミダゾール等のイミダゾール類、ト
リエタノールアミン、トリエチレンジアミン、トリス
(3,6−ジオキシヘプチル)アミン等のアミン類、トリ
ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリトリ
ルホスフィン、等の有機ホスフィン類、テトラフェニル
ホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアン
モニウムテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボ
ロン塩、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
及びその誘導体などを挙げることが出来る。
硬化促進剤の使用量は(a)成分と(b)成分および
(d)成分の総量100重量部に対し0.1〜10重量部が好ま
しい。
また、必要に応じて有機過酸化物やアゾ化合物を併用
することも出来る。
有機過酸化物としては、ジ−t−ブチルパーオキサイ
ド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイド、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシ−イソ
プロピル)ベンゼン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ
−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブ
チルパーオキシシクロヘキサン等のジアルキルパーオキ
サイド、t−ブチルパーベンゾエートなどのアルキルパ
ーエステル等を挙げることが出来る。
アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、
アゾビスジメチルバレロニトリル等を挙げることが出来
る。
有機過酸化物やアゾ化合物の添加量は、ポリマレイミ
ド化合物100重量部に対し0.1〜5重量部が好ましい。
本発明の組成物は前述のものの他、必要に応じてアミ
ン類、各種反応性希釈剤、シランカップリング剤、離型
剤、着色剤、難燃剤などを配合し、混合、混練し成形材
料とすることが出来る。
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、ミキサー等によ
って十分プレミックスした後、熱ロール、あるいはニー
ダーの如き溶融混合機で混練し、次いで冷却し、粉砕を
行なうことにより、成形材料として容易に得ることが出
来る。
〔実施例〕
で示されるエポキシ樹脂(n=1.5、エポキシ当量223:
三井東圧化学(株)製)100部、トルエン10部及びメタ
クリル酸1部をテトラデシルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライドの存在下で120〜125℃で2時間反応させ
た後、ブチルアクリレート5部、メタアクリロキシプロ
ピルシリコーンオリゴマー(信越化学(株)製)10部、
アゾビスイソバレロニトリル0.4部及び酢酸エチル100部
を添加して75℃で4時間反応させた。
更に付加反応型シリコーンポリマーとして、ビニル変
性ポリシロキサン15部とハイドロジエン変性ポリシロキ
サン15部(いずれも信越化学(株)製KE-1204)を加え
激しく撹拌しながら2時間反応させた。
その後更に130℃において減圧にて脱溶剤し、平均粒
子径0.35μのシリコーンゴムが分散した変性エポキシ樹
脂(a−1)(エポキシ当量320)を得た。
製造例2 製造例1で使用したエポキシ樹脂100部、トルエン10
部及びメタクリル酸1部をテトラデシルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライドの存在下で120〜125℃で2時
間反応させた後、ブチルアクリレート3.6部、グリシジ
ルメタクリレート0.1部及びt−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート0.05部を添加して100℃で1時
間反応させた。
さらにメタクリロキシプロピルシロキサン30部、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート0.6部、及び1,1−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリシクロヘキ
サン0.15部を連続滴下しながら4時間、その後更に4時
間反応させた後、減圧にて脱溶剤し、平均粒子径0.35μ
の軟質ビニル重合体が分散した変性エポキシ樹脂(a−
2)(エポキシ当量302)を得た。
比較製造例1 オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ
当量217、日本化薬(株)製、EOCN 1020)100部、トル
エン10部及びメタクリル酸1部をテトラデシルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライドの存在下で120〜125℃
で2時間反応させた後、ブチルアクリレート5部、メタ
アクリロキシプロピルシリコーンオリゴマー(信越化学
(株)製)10部、アゾビスイソバレロニトリル0.4部及
び酢酸エチル100部を添加して75℃で4時間反応させ
た。
更に付加反応型シリコーンポリマーとして、ビニル変
性ポリシロキサン15部とハイドロジエン変性ポリシロキ
サン15部(いずれも信越化学(株)製KE-1204)を加え
激しく撹拌しながら2時間反応させた。
その後更に130℃において減圧にて脱溶剤し、平均粒
子径0.35μのシリコーンゴムが分散した変性エポキシ樹
脂(a−3)(エポキシ当量315)を得た。
比較製造例2 比較製造例1で使用したオルソクレゾールノボラック
エポキシ樹脂100部、トルエン100部及びメタクリル酸1
部をテトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロラ
イドの存在下で120〜125℃で2時間反応させた後、ブチ
ルアクリレート3.6部、グリシジルメタクリレート0.1部
及びt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート
0.05部を添加して100℃で1時間反応させた。
さらにメタクリロキシプロピルシロキサン30部、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート0.6部、及び1,1−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリシクロヘキ
サン0.15部を連続滴下しながら4時間、その後更に4時
間反応させた後、減圧にて脱溶剤し、平均粒子径0.35μ
の軟質ビニル重合体が分散した変性エポキシ樹脂(a−
4)(エポキシ当量295)を得た。
実施例1〜5および比較例1〜6 第1表に示す組成(重量部)の配合物を110〜130℃の
熱ロールにて3分間溶融混合した後、冷却、粉砕し、打
錠して成形用樹脂組成物を得た。
これらの組成物を用いてトランスファー成形(180
℃、70kg/cm2、3分間)により、試験用の100ピンフラ
ットパッケージ(20mm×30mm×2.5mm、10mm×10mmの試
験用素子搭載)及び物性測定用の試験片を成形し、180
℃で6時間、後硬化した。
試験結果を第2表に示す。
で示されるエポキシ樹脂(レゾルシンザイロックエポキ
シ:三井東圧化学(株)製、n=2、エポキシ当量16
5)100部、トルエン10部及びメタクリル酸1部をテトラ
デシルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの存在
下で120〜125℃で2時間反応させた後、ブチルアクリレ
ート5部、メタアクリロキシプロピルシリコーンオリゴ
マー(信越化学(株)製)10部、アゾビスイソバレロニ
トリル0.4部及び酢酸エチル100部を添加して75℃で4時
間反応させた。
更に付加反応型シリコーンポリマーとして、ビニル変
性ポリシロキサン15部とハイドロジエン変性ポリシロキ
サン15部(いずれも信越化学(株)製KE-1204)を加え
激しく攪拌しながら2時間反応させた。
その後更に130℃において減圧にて脱溶剤し、平均粒
子径0.35μのシリコーンゴムが分散した変性エポキシ樹
脂(a−5)(エポキシ当量252)を得た。
製造例4 製造例3で使用したエポキシ樹脂100部、トルエン10
部及びメタクリル酸1部をテトラデシルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライドの存在下で120〜125℃で2時
間反応させた後、ブチルアクリレート3.6部、グリシジ
ルメタクリレート0.1部及びt−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート0.05部を添加して100℃で1時
間反応させた。
さらにメタクリロキシプロピルシロキサン30部、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート0.6部、及び1,1−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリシクロヘキ
サン0.15部を連続滴下しながら4時間、その後更に4時
間反応させた後減圧にて脱溶剤し、平均粒子径0.35μの
軟質ビニル重合体が分散した変性エポキシ樹脂(a−
6)(エポキシ当量225)を得た。
実施例6〜10および比較例7〜12 第3表に示す組成(重量部)の配合物を110〜130℃の
熱ロールにて3分間溶融混合した後、冷却、粉砕し、打
錠して成形用樹脂組成物を得た。
これらの組成物を用いてトランスファー成形(180
℃、70kg/cm2、3分間)により、試験用の100ピンフラ
ットパッケージ(20mm×30mm×2.5mm、10mm×10mmの試
験用素子搭載)及び物性測定用の試験片を成形し、180
℃で6時間、後硬化した。
試験結果を第4表に示す。
で示されるエポキシ樹脂(n=1.0、エポキシ当量167:
三井東圧化学(株)製)100部、トルエン10部及びメタ
クリル酸1部をテトラデシルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライドの存在下で120〜125℃で2時間反応させ
た後、ブチルアクリレート5部、メタアクリロキシプロ
ピルシリコーンオリゴマー(信越化学(株)製)10部、
アゾビスイソバレロニトリル0.4部及び酢酸エチル100部
を添加して75℃で4時間反応させた。
更に付加反応型シリコーンポリマーとして、ビニル変
性ポリシロキサン15部とハイドロジエン変性ポリシロキ
サン15部(いずれも信越化学(株)製KE-1204)を加え
激しく攪拌しながら2時間反応させた。
その後更に130℃において減圧にて脱溶剤し、平均粒
子径0.35μのシリコーンゴムが分散した変性エポキシ樹
脂(a−7)(エポキシ当量254)を得た。
製造例6 製造例5で使用したエポキシ樹脂100部、トルエン10
部及びメタクリル酸1部をテトラデシルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライドの存在下で120〜125℃で2時
間反応させた後、ブチルアクリレート3.6部、グリシジ
ルメタクリレート0.1部及びt−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート0.05部を添加して100℃で1時
間反応させた。
さらにメタクリロキシプロピルシロキサン30部、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート0.6部、及び1,1−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリシクロヘキ
サン0.15部を連続滴下しながら4時間、その後更に4時
間反応させた後減圧にて脱溶剤し、平均粒子径0.35μの
軟質ビニル重合体が分散した変性エポキシ樹脂(a−
8)(エポキシ当量236)を得た。
実施例11〜15および比較例13〜18 第5表に示す組成(重量部)の配合物を110〜130℃の
熱ロールにて3分間溶融混合した後、冷却、粉砕し、打
錠して成形用樹脂組成物を得た。
これらの組成物を用いてトランスファー成形(180
℃、70kg/cm2、3分間)により、試験用の100ピンフラ
ットパッケージ(20mm×30mm×2.5mm、10mm×10mmの試
験用素子搭載)及び物性測定用の試験片を成形し、180
℃で6時間、後硬化した。
試験結果を第6表に示す。
で示されるエポキシ樹脂(エポキシ当量435:三井東圧化
学(株)製)100部、トルエン100部、及びメタクリル酸
1部をテトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロ
ライドの存在下で120〜125℃で2時間反応させた後、ブ
チルアクリレート5部、メタアクリロキシプロピルシリ
コーンオリゴマー(信越化学(株)製)10部、アゾビス
イソバレロニトリル0.4部及び酢酸エチル100部を添加し
て75℃で4時間反応させた。
更に付加反応型シリコーンポリマーとして、ビニル変
性ポリシロキサン15部とハイドロジエン変性ポリシロキ
サン15部(いずれも信越化学(株)製KE-1204)を加え
激しく攪拌し2時間反応させた。
その後更に130℃において減圧にて脱溶剤し、平均粒
子径0.35μのシリコーンゴムが分散した変性エポキシ樹
脂(a−9)(エポキシ当量635)を得た。
製造例8 製造例7で使用したエポキシ樹脂100部、トルエン10
部及びメタクリル酸1部をテトラデシルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライドの存在下で120〜125℃で2時
間反応させた後、ブチルアクリレート3.6部、グリシジ
ルメタクリレート0.1部及びt−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート0.05部を添加して100℃で1時
間反応させた。
さらにメタクリロキシプロピルシロキサン30部、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート0.6部、及び1,1−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリシクロヘキ
サン0.15部を連続滴下しながら4時間、その後更に4時
間反応させた後減圧にて脱溶剤し、平均粒子径0.35μの
軟質ビニル重合体が分散した変性エポキシ樹脂(a-10)
(エポキシ当量590)を得た。
実施例16〜20および比較例19〜24 第7表に示す組成(重量部)の配合物を110〜130℃の
熱ロールにて30分間溶融混合した後、冷却、粉砕し、打
錠して成形用樹脂組成物を得た。
これらの組成物を用いてトランスファー成形(180
℃、70kg/cm2、3分間)により、試験用の100ピンフラ
ットパッケージ(20mm×30mm×2.5mm、10mm×10mmの試
験用素子搭載)及び物性測定用の試験片を成形し、180
℃で6時間、後硬化した。
試験結果を第8表に示す。
〔発明の効果〕 実施例及び比較例にて説明した如く、本発明による半
導体封止用樹脂組成物は、低応力に優れており、更に吸
湿後でも優れた半田耐熱性を示すことから、この樹脂組
成物を集積度の高い大型の半導体装置、あるいはフラッ
トパッケージの如き小型、薄型の半導体の封止に用いた
場合、優れた信頼性を得ることが出来、更に表面実装に
おいて、液相半田が適応出来ることによる低コストの実
装が可能であり、工業的に有益な発明である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (31)優先権主張番号 特願昭63−329088 (32)優先日 昭63(1988)12月28日 (33)優先権主張国 日本(JP) (56)参考文献 特開 昭58−111826(JP,A) 特開 昭57−34150(JP,A) 特開 平2−29419(JP,A) 特開 平2−41353(JP,A) 特開 平1−198659(JP,A) 特開 昭60−112813(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08G 59/04 - 59/08 H01L 23/29

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)下記の一般式(I)で表されるエポ
    キシ樹脂、 nは平均で0〜10である。) (b)硬化剤、 (c)無機充填剤、及び (d)下記の一般式(III)で表されるポリマレイミド (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を有するm価の
    有機基であり、mは2以上の整数を表す。) を必須成分として含有することを特徴とする半導体封止
    用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】一般式(I)で表される前記エポキシ樹脂
    が下記の一般式で表されるエポキシ樹脂である請求項
    (1)記載の半導体封止用樹脂組成物。 (式中、nは平均で0〜10である。)
  3. 【請求項3】一般式(I)で表される前記エポキシ樹脂
    が下記の一般式で表されるエポキシ樹脂である請求項
    (1)記載の半導体封止用樹脂組成物。 (式中、nは平均で0〜10である。)
  4. 【請求項4】一般式(I)で表される前記エポキシ樹脂
    が下記の一般式で表されるエポキシ樹脂である請求項
    (1)記載の半導体封止用樹脂組成物。 (式中、nは平均で0〜10である。)
  5. 【請求項5】前記のポリマレイミドが下記の一般式で表
    されるビスマレイミド化合物である請求項(1)記載の
    半導体封止用樹脂組成物。 を表し、ここでXは直結、炭素数1〜10の2価の炭化水
    素基、6フッ素化されたイソプロピリデン基、カルボニ
    ル基、チオ基、スルフィニル基、スルホニル基又はオキ
    シドからなる群より選ばれた基を表す。)
  6. 【請求項6】前記のポリマレイミドが下記の一般式で表
    されるポリマレイミドである請求項(1)記載の半導体
    封止用樹脂組成物。
  7. 【請求項7】前記のエポキシ樹脂が一般式(I)で表さ
    れるエポキシ樹脂と油状又は1.0μ以下の平均粒子径で
    あるシリコーンポリマーからなる変性エポキシ樹脂であ
    る請求項(1)記載の半導体封止用樹脂組成物。
  8. 【請求項8】前記のエポキシ樹脂が一般式(I)で表さ
    れるエポキシ樹脂とビニルポリマーとのグラフト重合体
    中にシリコーンポリマーが油状又は1.0μ以下の平均粒
    子径で均一に分散している変性エポキシ樹脂である請求
    項(1)記載の半導体封止用樹脂組成物。
  9. 【請求項9】前記のシリコーンポリマーが付加反応型シ
    リコーンポリマーである請求項(8)記載の半導体封止
    用樹脂組成物。
  10. 【請求項10】前記のシリコーンポリマーが軟質ビニル
    変性シリコーン重合体である請求項(8)記載の半導体
    封止用樹脂組成物。
  11. 【請求項11】(a)下記の一般式(II)で表されるエ
    ポキシ樹脂、 (式中、Rは炭素数2以上の脂肪族基、環式脂肪族基、
    単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基が直接
    又は架橋員により相互に連絡された非縮合多環式芳香族
    基からなる群より選ばれた4価の基を示す。) (b)硬化剤、 (c)無機充填剤、及び (d)下記の一般式(III)で表されるポリマレイミド (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を有するm価の
    有機基であり、mは2以上の整数を表す。) を必須成分として含有することを特徴とする半導体封止
    用樹脂組成物。
  12. 【請求項12】前記のポリマレイミドが下記の一般式で
    表されるビスマレイミド化合物である請求項(11)記載
    の半導体封止用樹脂組成物。 を表し、ここでXは直結、炭素数1〜10の2価の炭化水
    素基、6フッ素化されたイソプロピリデン基、カルボニ
    ル基、チオ基、スルフィニル基、スルホニル基又はオキ
    シドからなる群より選ばれた基を表す。)
  13. 【請求項13】前記のポリマレイミドが下記の一般式で
    表されるポリマレイミドである請求項(11)記載の半導
    体封止用樹脂組成物。 (式中、nは平均で0〜10である。)
  14. 【請求項14】前記のエポキシ樹脂が一般式(II)で表
    されるエポキシ樹脂と油状又は1.0μ以下の平均粒子径
    であるシリコーンポリマーからなる変性エポキシ樹脂で
    ある請求項(11)記載の半導体封止用樹脂組成物。
  15. 【請求項15】前記のエポキシ樹脂が一般式(II)で表
    されるエポキシ樹脂とビニルポリマーとのグラフト重合
    体中にシリコーンポリマーが油状又は1.0μ以下の平均
    粒子径で均一に分散している変性エポキシ樹脂である請
    求項(11)記載の半導体封止用樹脂組成物。
  16. 【請求項16】前記のシリコーンポリマーが付加反応型
    シリコーンポリマーである請求項(15)記載の半導体封
    止用樹脂組成物。
  17. 【請求項17】前記のシリコーンポリマーが軟質ビニル
    変性シリコーン重合体である請求項(15)記載の半導体
    封止用樹脂組成物。
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