JP2849004B2 - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用樹脂組成物Info
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- JP2849004B2 JP2849004B2 JP23626492A JP23626492A JP2849004B2 JP 2849004 B2 JP2849004 B2 JP 2849004B2 JP 23626492 A JP23626492 A JP 23626492A JP 23626492 A JP23626492 A JP 23626492A JP 2849004 B2 JP2849004 B2 JP 2849004B2
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- Japan
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- resin
- resin composition
- liquid
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- polyphenol
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は信頼性に優れた半導体封
止用樹脂組成物に関するものである。
止用樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂封止半導体素子に用いられる樹脂封
止材料の形態としては、（ａ）トランスファー成形で封
止するモールド樹脂、（ｂ）ポッティング、印刷等で封
止する液状封止樹脂に大別される。近年、ＴＡＢ（Ｔａ
ｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等の表面
実装タイプのパッケージが増えるにつれ、より薄型のパ
ッケージ化が求められており、この様な用途には従来よ
りエポキシ系封止樹脂組成物が用いられている。
止材料の形態としては、（ａ）トランスファー成形で封
止するモールド樹脂、（ｂ）ポッティング、印刷等で封
止する液状封止樹脂に大別される。近年、ＴＡＢ（Ｔａ
ｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等の表面
実装タイプのパッケージが増えるにつれ、より薄型のパ
ッケージ化が求められており、この様な用途には従来よ
りエポキシ系封止樹脂組成物が用いられている。
【０００３】しかし、半導体素子の高密度化、多ピン化
に伴いより信頼性の高い樹脂開発が望まれている。開発
の一端として、特開昭６３−２５８９１８号公報による
とエポキシ樹脂用硬化剤として芳香族アミンとポリフェ
ノールの反応性生成物がエポキシ樹脂と硬化剤の反応を
高め、素子との密着性を向上させる事により信頼性の高
い樹脂組成物が得られる事が見い出されている。しか
し、年々半導体装置に対する信頼性の要求が高まるにつ
れ、上記の樹脂組成物でも、信頼性が不十分となってき
ている。
に伴いより信頼性の高い樹脂開発が望まれている。開発
の一端として、特開昭６３−２５８９１８号公報による
とエポキシ樹脂用硬化剤として芳香族アミンとポリフェ
ノールの反応性生成物がエポキシ樹脂と硬化剤の反応を
高め、素子との密着性を向上させる事により信頼性の高
い樹脂組成物が得られる事が見い出されている。しか
し、年々半導体装置に対する信頼性の要求が高まるにつ
れ、上記の樹脂組成物でも、信頼性が不十分となってき
ている。
【０００４】そこで本願発明者らは、この樹脂の特徴を
生かしつつ鋭意検討の結果、該樹脂系に液状エポキシ化
ポリブタジエンを添加する事により硬化中にマクロ的相
分離が生じ、この分離相が素子表面にエポキシ化ポリブ
タジエンのリッチな薄層を形成し、素子に対する水分の
浸入を抑え、特に封止素子のプレッシャクッカーテスト
等の高温、高湿度下における信頼性を著しく向上させる
事を見い出し本願発明を完成させるに至ったものであ
る。
生かしつつ鋭意検討の結果、該樹脂系に液状エポキシ化
ポリブタジエンを添加する事により硬化中にマクロ的相
分離が生じ、この分離相が素子表面にエポキシ化ポリブ
タジエンのリッチな薄層を形成し、素子に対する水分の
浸入を抑え、特に封止素子のプレッシャクッカーテスト
等の高温、高湿度下における信頼性を著しく向上させる
事を見い出し本願発明を完成させるに至ったものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】その目的とするところ
は、半導体封止樹脂の耐湿性を高め外部からの水分等の
浸入に対し、有効な保護を実現し、半導体の信頼性を著
しく向上させる封止樹脂を提供することにある。
は、半導体封止樹脂の耐湿性を高め外部からの水分等の
浸入に対し、有効な保護を実現し、半導体の信頼性を著
しく向上させる封止樹脂を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は液状多官能
エポキシ樹脂（Ａ）及びエポキシ変性液状ポリブタジエ
ン（Ｂ）、硬化剤の芳香族アミン（Ｃ）とポリフェノー
ル類（Ｄ）を予め反応せしめた生成物及び無機フィラー
（Ｅ）を必須成分とし、成分（Ａ），（Ｂ）の重量配合
割合が（Ｂ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］＝０．０５〜０．５
で、かつ成分（Ｃ）のアミン当量／成分（Ｄ）の水酸基
当量＝２０／１〜０．０５／１である半導体封止用樹脂
組成物である。
エポキシ樹脂（Ａ）及びエポキシ変性液状ポリブタジエ
ン（Ｂ）、硬化剤の芳香族アミン（Ｃ）とポリフェノー
ル類（Ｄ）を予め反応せしめた生成物及び無機フィラー
（Ｅ）を必須成分とし、成分（Ａ），（Ｂ）の重量配合
割合が（Ｂ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］＝０．０５〜０．５
で、かつ成分（Ｃ）のアミン当量／成分（Ｄ）の水酸基
当量＝２０／１〜０．０５／１である半導体封止用樹脂
組成物である。
【０００７】以下、本発明の詳細について説明する。本
発明で用いられるエポキシ樹脂は、エポキシ基を一分子
当り２ヶ以上含み、かつ含まれる塩素量が５００ｐｐｍ
以下のものである事が好ましい。即ち、エポキシ基が２
ヶより少ないと硬化物の耐熱性が不充分である為、本発
明の用途である半導体製品のようにヒートショックをく
り返し、かつ長時間にわたって受けるものには適さな
い。又、塩素量はなるべく少ない方がよく５００ｐｐｍ
以下であることが望ましい。塩素量があまり多いと樹脂
中より抽出された塩素イオンが半導体チップ表面のアル
ミ配線の腐食を引き起こすためである。硬化剤の芳香族
アミンは、メタフェニレンジアミン、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、ジアミノジフ
ェニルエーテル及びこれらの変性物等の芳香環を有する
ものが望ましい。即ち、芳香環を有さない他のアミン類
は耐熱性に乏しく、耐熱性が不足するという理由が本発
明の目的には適さない。又、ポリフェノール類は、フェ
ノール類とアルデヒド類との初期縮合物であるノボラッ
クや、ポリビニルフェノール等を用いる。
発明で用いられるエポキシ樹脂は、エポキシ基を一分子
当り２ヶ以上含み、かつ含まれる塩素量が５００ｐｐｍ
以下のものである事が好ましい。即ち、エポキシ基が２
ヶより少ないと硬化物の耐熱性が不充分である為、本発
明の用途である半導体製品のようにヒートショックをく
り返し、かつ長時間にわたって受けるものには適さな
い。又、塩素量はなるべく少ない方がよく５００ｐｐｍ
以下であることが望ましい。塩素量があまり多いと樹脂
中より抽出された塩素イオンが半導体チップ表面のアル
ミ配線の腐食を引き起こすためである。硬化剤の芳香族
アミンは、メタフェニレンジアミン、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、ジアミノジフ
ェニルエーテル及びこれらの変性物等の芳香環を有する
ものが望ましい。即ち、芳香環を有さない他のアミン類
は耐熱性に乏しく、耐熱性が不足するという理由が本発
明の目的には適さない。又、ポリフェノール類は、フェ
ノール類とアルデヒド類との初期縮合物であるノボラッ
クや、ポリビニルフェノール等を用いる。
【０００８】以下、芳香族アミンとポリフェノール類と
の予備反応物の製造方法の一例をあげれば、前述の１種
以上の芳香族アミンと１種以上のポリフェノール類と
を、２５℃〜２００℃の温度下で１〜２４時間反応させ
る。これを冷却し常温に戻してから用いるが、固形化す
るものは、さらに粉砕し２０μｍ以下の粒径の粉体にし
て用いる。これらの反応生成物を液状のエポキシ樹脂に
加えるがこれに充填剤、難燃剤、着色剤等を必要により
適宜加えてもよい。芳香族アミンとポリフェノール類の
配合比は、当量比で２０／１〜０．０５／１が望まし
い。即ち、この範囲以外になると、活性化された、アミ
ンとフェノールの水酸基が少なくなる為、硬化性が低下
し完全な硬化物が得られない。又、芳香族アミン／ポリ
フェノール類の反応生成物で、粉体化されたものは粒径
が２０μｍ以下であるのが望ましく、それ以上大きいと
エポキシ樹脂への分散性が悪くなり、均一な硬化物が得
られない。
の予備反応物の製造方法の一例をあげれば、前述の１種
以上の芳香族アミンと１種以上のポリフェノール類と
を、２５℃〜２００℃の温度下で１〜２４時間反応させ
る。これを冷却し常温に戻してから用いるが、固形化す
るものは、さらに粉砕し２０μｍ以下の粒径の粉体にし
て用いる。これらの反応生成物を液状のエポキシ樹脂に
加えるがこれに充填剤、難燃剤、着色剤等を必要により
適宜加えてもよい。芳香族アミンとポリフェノール類の
配合比は、当量比で２０／１〜０．０５／１が望まし
い。即ち、この範囲以外になると、活性化された、アミ
ンとフェノールの水酸基が少なくなる為、硬化性が低下
し完全な硬化物が得られない。又、芳香族アミン／ポリ
フェノール類の反応生成物で、粉体化されたものは粒径
が２０μｍ以下であるのが望ましく、それ以上大きいと
エポキシ樹脂への分散性が悪くなり、均一な硬化物が得
られない。
【０００９】次に本発明に用いられるエポキシ化ポリブ
タジエンは、ポリブタジエンを過酸化法等により少なく
とも一分子当り２ヶの二重結合がエポキシ化された液状
のポリマーの事を示す。その添加量は液状多官能エポキ
シ樹脂とエポキシ変性ポリブタジエンの合計樹脂１重量
部に対し０．０５〜０．５重量部の範囲である事が必要
である。添加量が０．０５未満だと相分離の効果による
疎水性硬化物層が薄くなり、素子に対する水分の浸入を
防止する効果が少ない。また、添加量が０．５を越える
と硬化物の耐熱性、密着性がそこなわれ、特にプレッシ
ャクッカーテストでは逆に信頼性に悪影響を及ぼす。次
に本発明では樹脂界面と素子の線膨張の差を少なくする
ため無機フィラーを添加する。その例としては球状シリ
カ、破砕シリカ、溶融シリカ等のシリカ粉末が好まし
く、その添加量は全組成物中に３０〜９０重量％の割合
である事が好ましい。９０％以上だと密着性の低下、組
成物の増粘による作業性の低下をきたし、３０％以下だ
と線膨張係数が高くなり好ましくない。
タジエンは、ポリブタジエンを過酸化法等により少なく
とも一分子当り２ヶの二重結合がエポキシ化された液状
のポリマーの事を示す。その添加量は液状多官能エポキ
シ樹脂とエポキシ変性ポリブタジエンの合計樹脂１重量
部に対し０．０５〜０．５重量部の範囲である事が必要
である。添加量が０．０５未満だと相分離の効果による
疎水性硬化物層が薄くなり、素子に対する水分の浸入を
防止する効果が少ない。また、添加量が０．５を越える
と硬化物の耐熱性、密着性がそこなわれ、特にプレッシ
ャクッカーテストでは逆に信頼性に悪影響を及ぼす。次
に本発明では樹脂界面と素子の線膨張の差を少なくする
ため無機フィラーを添加する。その例としては球状シリ
カ、破砕シリカ、溶融シリカ等のシリカ粉末が好まし
く、その添加量は全組成物中に３０〜９０重量％の割合
である事が好ましい。９０％以上だと密着性の低下、組
成物の増粘による作業性の低下をきたし、３０％以下だ
と線膨張係数が高くなり好ましくない。
【００１０】
【実施例】以下本発明を実施例で具体的に説明する。部
は重量部を表す。 実施例１ ノボラック型ポリフェノール（水酸基当量１０５）２０
部とエチル化ジアミノジフェニルメタン（アミン当量６
４）１００部とを混合し１００℃で溶融し、３時間反応
させ液状反応生成物を得、これに表１の塩素量の液状の
ビスフェノールＡ型エポキシ（エポキシ当量１９０）２
８０部、エポキシ化ポリブタジエン（分子量２０００、
エポキシ当量２５０）７０部、更にシリカ粉末（平均粒
径１０μｍ）１２００部を加え、３０分攪拌後、３本ロ
ールにて混練し均質な液状樹脂組成物を得た。これをＡ
ｌ配線が形成された模擬素子（ＴＥＧ−３）にドロッピ
ングし、１５０℃、３時間の条件で硬化させた。これを
ＰＣＴ１２５℃、１００％ＲＨの条件で所定時間処理
し、発煙硝酸を用いて硬化物を除去しアルミ腐食の発生
時間を調べた。また、該液状樹脂組成物を用いてシリコ
ンウエハー上に２×２ｍｍのシリコンチップをマウント
し同様に硬化させＰＣＴ１２５℃、１００％ＲＨ下、１
０００時間処理後のシェアー強度を測定した。評価結果
を表１に示す。 実施例２〜７ 表１の配合で、実施例１と同一条件で芳香族アミンとポ
リフェノールを反応させ、表１の配合に従い液状樹脂組
成物を調製し、実施例１と同様の試験を行った。 ただ
し実施例３，４ではアミン、ポリフェノールの反応生成
物が常温で固体のため実施例３ではブチルセロソルブア
セテートに、一旦溶解し、又実施例４では１０μｍ以下
に粉砕したものを用いた。これらの評価結果を表１に示
す。 比較例１〜６ 表１の配合で、実施例１と同一条件で芳香族アミンとポ
リフェノールを反応させ、表１の配合に従い液状樹脂組
成物を調製し、実施例１と同様の試験を行った。これら
の評価結果を表１に示す。
は重量部を表す。 実施例１ ノボラック型ポリフェノール（水酸基当量１０５）２０
部とエチル化ジアミノジフェニルメタン（アミン当量６
４）１００部とを混合し１００℃で溶融し、３時間反応
させ液状反応生成物を得、これに表１の塩素量の液状の
ビスフェノールＡ型エポキシ（エポキシ当量１９０）２
８０部、エポキシ化ポリブタジエン（分子量２０００、
エポキシ当量２５０）７０部、更にシリカ粉末（平均粒
径１０μｍ）１２００部を加え、３０分攪拌後、３本ロ
ールにて混練し均質な液状樹脂組成物を得た。これをＡ
ｌ配線が形成された模擬素子（ＴＥＧ−３）にドロッピ
ングし、１５０℃、３時間の条件で硬化させた。これを
ＰＣＴ１２５℃、１００％ＲＨの条件で所定時間処理
し、発煙硝酸を用いて硬化物を除去しアルミ腐食の発生
時間を調べた。また、該液状樹脂組成物を用いてシリコ
ンウエハー上に２×２ｍｍのシリコンチップをマウント
し同様に硬化させＰＣＴ１２５℃、１００％ＲＨ下、１
０００時間処理後のシェアー強度を測定した。評価結果
を表１に示す。 実施例２〜７ 表１の配合で、実施例１と同一条件で芳香族アミンとポ
リフェノールを反応させ、表１の配合に従い液状樹脂組
成物を調製し、実施例１と同様の試験を行った。 ただ
し実施例３，４ではアミン、ポリフェノールの反応生成
物が常温で固体のため実施例３ではブチルセロソルブア
セテートに、一旦溶解し、又実施例４では１０μｍ以下
に粉砕したものを用いた。これらの評価結果を表１に示
す。 比較例１〜６ 表１の配合で、実施例１と同一条件で芳香族アミンとポ
リフェノールを反応させ、表１の配合に従い液状樹脂組
成物を調製し、実施例１と同様の試験を行った。これら
の評価結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明に従うと液状多官能エポキシ樹脂
及び芳香族アミンとポリフェノール類の予備反応生成物
にエポキシ変性液状ポリブタジエンを分散させており、
硬化中に相分離がおこり、素子界面に疎水性ポリブタジ
エンのリッチな層が形成されるため、水の浸入を防ぐこ
とができる。このため素子、特に金属部分の水分による
腐食を抑える事ができ、従来にない信頼性を得る事がで
きる。
及び芳香族アミンとポリフェノール類の予備反応生成物
にエポキシ変性液状ポリブタジエンを分散させており、
硬化中に相分離がおこり、素子界面に疎水性ポリブタジ
エンのリッチな層が形成されるため、水の浸入を防ぐこ
とができる。このため素子、特に金属部分の水分による
腐食を抑える事ができ、従来にない信頼性を得る事がで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/29,23/31 C08G 59/40
Claims (1)
- 【請求項１】 液状多官能エポキシ樹脂（Ａ）及びエポ
キシ変性液状ポリブタジエン（Ｂ）、硬化剤の芳香族ア
ミン（Ｃ）とポリフェノール類（Ｄ）を予め反応せしめ
た生成物及び無機フィラー（Ｅ）を必須成分とし、成分
（Ａ），（Ｂ）の重量配合割合が（Ｂ）／［（Ａ）＋
（Ｂ）］＝０．０５〜０．５で、かつ成分（Ｃ）のアミ
ン当量／成分（Ｄ）の水酸基当量＝２０／１〜０．０５
／１であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23626492A JP2849004B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23626492A JP2849004B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685117A JPH0685117A (ja) | 1994-03-25 |
| JP2849004B2 true JP2849004B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=16998209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23626492A Expired - Lifetime JP2849004B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849004B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356993A (en) * | 1993-07-12 | 1994-10-18 | Shell Oil Company | Coreactive conjugated diene polymer compositions which phase separate when cured |
| JP3238340B2 (ja) * | 1996-12-04 | 2001-12-10 | 住友ベークライト株式会社 | 液状エポキシ樹脂封止材料 |
| JP3785749B2 (ja) * | 1997-04-17 | 2006-06-14 | 味の素株式会社 | エポキシ樹脂組成物並びに該組成物を用いた多層プリント配線板の製造法 |
| US6127460A (en) * | 1997-12-02 | 2000-10-03 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Liquid epoxy resin potting material |
| JP4370447B2 (ja) * | 1997-12-08 | 2009-11-25 | バンティコ ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー | エポキシ樹脂硬化剤のための、水に影響されない促進剤としてのノボラック |
| KR20000045210A (ko) * | 1998-12-30 | 2000-07-15 | 유현식 | 반도체 소자 봉지용 에폭시 수지 조성물 |
| EP1674495A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-28 | Huntsman Advanced Materials (Switzerland) GmbH | Coating system |
| DE602007010620D1 (de) * | 2006-06-16 | 2010-12-30 | Huntsman Adv Mat Switzerland | Beschichtungssystem |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP23626492A patent/JP2849004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685117A (ja) | 1994-03-25 |
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