JP2933706B2 - 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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- JP2933706B2 JP2933706B2 JP30887490A JP30887490A JP2933706B2 JP 2933706 B2 JP2933706 B2 JP 2933706B2 JP 30887490 A JP30887490 A JP 30887490A JP 30887490 A JP30887490 A JP 30887490A JP 2933706 B2 JP2933706 B2 JP 2933706B2
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- resin
- formula
- semiconductor encapsulation
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高集積度IC封止用樹脂組成物に適する耐熱衝
撃性と半田耐熱性および低粘度性に優れたエポキシ樹脂
組成物に関するものである。
撃性と半田耐熱性および低粘度性に優れたエポキシ樹脂
組成物に関するものである。
従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子
部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路で
は耐熱性、耐湿性に優れた０−クレゾールノボラックエ
ポキシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させた
エポキシ樹脂が用いられている。
部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路で
は耐熱性、耐湿性に優れた０−クレゾールノボラックエ
ポキシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させた
エポキシ樹脂が用いられている。
ところが半導体パッケージの実装方法としては従来の
スルーホール実装から表面実装への移行、そして半導体
パッケージの種類としては実装方法に対応してDIPからS
OP、SOJ、PLCCに変わってきている。そして最近では、
パッケージの厚みが従来のものに比べて非常に薄い約1m
m厚のTSOP、TQFPというパッケージもあらわれてきてい
る。
スルーホール実装から表面実装への移行、そして半導体
パッケージの種類としては実装方法に対応してDIPからS
OP、SOJ、PLCCに変わってきている。そして最近では、
パッケージの厚みが従来のものに比べて非常に薄い約1m
m厚のTSOP、TQFPというパッケージもあらわれてきてい
る。
即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封入するこ
とにより、応力によるクラック発生、これらのクラック
による耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップさ
れてきている。
とにより、応力によるクラック発生、これらのクラック
による耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップさ
れてきている。
特に耐熱衝撃性と半田耐熱性の２点をクリアーできる
封止樹脂が必要とされている。
封止樹脂が必要とされている。
耐熱衝撃性の向上に対しては、シリコーンオイル、シ
リコーンゴム等のシリコーン化合物や合成ゴム等の添加
が行われてきた。しかしこれらの添加は、成形時の型汚
れ、樹脂バリの発生等不都合な現象が生じるため、シリ
コーンとエポキシ樹脂又は硬化剤とを反応させたシリコ
ーン変性レジンが開発されてきた。（例えば特開昭58−
21417号公報）。現在の封止樹脂は、この活性によるか
なり耐熱衝撃性が向上している。しかし、これらはマト
リック樹脂中に低弾性率ドメインを導入して全体を低弾
性率化しようとする手法であるがドメンとマトリックス
との接着性に問題があり、弾性率と同時に強度も低下し
てしまう等、いまだ十分ではないし、しかも半田耐熱性
が低下する傾向があり問題となっている。そこで、上記
のような低応力賦与剤を添加せずにマトリックス樹脂そ
のものの耐熱衝撃性を向上する必要がでてくる。
リコーンゴム等のシリコーン化合物や合成ゴム等の添加
が行われてきた。しかしこれらの添加は、成形時の型汚
れ、樹脂バリの発生等不都合な現象が生じるため、シリ
コーンとエポキシ樹脂又は硬化剤とを反応させたシリコ
ーン変性レジンが開発されてきた。（例えば特開昭58−
21417号公報）。現在の封止樹脂は、この活性によるか
なり耐熱衝撃性が向上している。しかし、これらはマト
リック樹脂中に低弾性率ドメインを導入して全体を低弾
性率化しようとする手法であるがドメンとマトリックス
との接着性に問題があり、弾性率と同時に強度も低下し
てしまう等、いまだ十分ではないし、しかも半田耐熱性
が低下する傾向があり問題となっている。そこで、上記
のような低応力賦与剤を添加せずにマトリックス樹脂そ
のものの耐熱衝撃性を向上する必要がでてくる。
半田耐熱性の向上に対しては、ポリイミド樹脂やフィ
ラーの検討および３官能樹脂の活用（例えば特開昭61−
168620号公報）が有望とされているが、いずれも耐熱衝
撃性に劣り、しかも樹脂組成物粘度が増加することによ
るダイパッドシフト等の成形不良がおきやすく、これら
の手法の単独使用ではバランスのとれた樹脂組成物系を
得ることは難しい。
ラーの検討および３官能樹脂の活用（例えば特開昭61−
168620号公報）が有望とされているが、いずれも耐熱衝
撃性に劣り、しかも樹脂組成物粘度が増加することによ
るダイパッドシフト等の成形不良がおきやすく、これら
の手法の単独使用ではバランスのとれた樹脂組成物系を
得ることは難しい。
そこで樹脂の架橋点間距離、主鎖構造等の組成構造を
自在に変化させ諸物性のバランスをとりつつ半田耐熱性
を向上する方法が有効であると考えられる。
自在に変化させ諸物性のバランスをとりつつ半田耐熱性
を向上する方法が有効であると考えられる。
耐熱衝撃性、半田耐熱性、低粘度性および成形性のい
ずれも優れた半導体封止用樹脂組成物を提供することに
ある。
ずれも優れた半導体封止用樹脂組成物を提供することに
ある。
本発明者らはこれらの問題を解決するために鋭意研究
を進め、つぎの組成を持つ樹脂組成物を見い出した。
を進め、つぎの組成を持つ樹脂組成物を見い出した。
（Ａ）式〔Ｉ〕の化学構造式で示される3,3′,5,5′−
テトラメチル−4,4′−ジヒドロキシフェニルグリシジ
ルエーテル を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量％を含むエポ
キシ樹脂 （Ｂ）式〔II〕の化学構造式で示される4,4′1,4−フ
ェニレンビス（１−メチルエチリデン）〕ビスフェノー
ル を総フェノール樹脂量に対して10〜50重量％を含むフェ
ノール樹脂 （Ｃ）硬化促進剤および （Ｄ）無機充填材 を必須成分とした組成物を用いることにより耐熱衝撃
性、半田耐熱性、低粘度性、さらに成形性にも優れた半
導体封止用樹脂組成物が得られることを見い出して本願
発明を完成するに至ったものである。
テトラメチル−4,4′−ジヒドロキシフェニルグリシジ
ルエーテル を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量％を含むエポ
キシ樹脂 （Ｂ）式〔II〕の化学構造式で示される4,4′1,4−フ
ェニレンビス（１−メチルエチリデン）〕ビスフェノー
ル を総フェノール樹脂量に対して10〜50重量％を含むフェ
ノール樹脂 （Ｃ）硬化促進剤および （Ｄ）無機充填材 を必須成分とした組成物を用いることにより耐熱衝撃
性、半田耐熱性、低粘度性、さらに成形性にも優れた半
導体封止用樹脂組成物が得られることを見い出して本願
発明を完成するに至ったものである。
本発明において用いられる式〔Ｉ〕で示される構造の
ビフェニル型エポキシ化合物は成形温度（175℃）にお
いて数センチポイズで従来のエポキシ樹脂に比べて非常
に低粘度を有するために、樹脂組成物の衝撃強度を向上
させ半田耐熱性に優れるという特徴を有している。式
〔Ｉ〕で示されるビフェニル型エポキシ化合物は単独で
用いても他のエポキシ樹脂と混合して用いても良いがビ
フェニル型エポキシ化合物が総エポキシ樹脂量中の50重
量％以下とすることが必要である。50％未満の場合は、
流動性が悪い組成物となる。併用するエポキシ樹脂とし
ては、０−クレゾールノボラックエポキシ樹脂、３官能
エポキシ樹脂などが挙げられ、これらは１種または２種
以上混合して用いてもよい。
ビフェニル型エポキシ化合物は成形温度（175℃）にお
いて数センチポイズで従来のエポキシ樹脂に比べて非常
に低粘度を有するために、樹脂組成物の衝撃強度を向上
させ半田耐熱性に優れるという特徴を有している。式
〔Ｉ〕で示されるビフェニル型エポキシ化合物は単独で
用いても他のエポキシ樹脂と混合して用いても良いがビ
フェニル型エポキシ化合物が総エポキシ樹脂量中の50重
量％以下とすることが必要である。50％未満の場合は、
流動性が悪い組成物となる。併用するエポキシ樹脂とし
ては、０−クレゾールノボラックエポキシ樹脂、３官能
エポキシ樹脂などが挙げられ、これらは１種または２種
以上混合して用いてもよい。
本発明において用いられる式〔II〕で示されるビスフ
ェノール型フェノール樹脂は、ビスフェニル型エポキシ
樹脂と同様に、非常に小さな粘度を有し、樹脂組成物の
粘度を著しく低下させることが可能であり、成形時には
高流動性を賦与し、更にICパッケージではリードフレー
ム、チップ、アイランド界面で高濡れ性、高密着性を与
え耐半田クラック性が向上する。又、無機充填材の含有
量を大幅に増加することが可能なため、熱時強度、耐熱
衝撃性、耐半田クラック性が更に向上する。
ェノール型フェノール樹脂は、ビスフェニル型エポキシ
樹脂と同様に、非常に小さな粘度を有し、樹脂組成物の
粘度を著しく低下させることが可能であり、成形時には
高流動性を賦与し、更にICパッケージではリードフレー
ム、チップ、アイランド界面で高濡れ性、高密着性を与
え耐半田クラック性が向上する。又、無機充填材の含有
量を大幅に増加することが可能なため、熱時強度、耐熱
衝撃性、耐半田クラック性が更に向上する。
式〔II〕で示されるビスフェノール型フェノール樹脂
は、50重量％を超えると硬化性が悪くなり、成形性も悪
くなるので50重量％以下で用いる必要がある。10重量％
未満であると強靭化が不充分であり半田耐熱性が悪い材
料となる。式〔II〕のビスフェノール型フェノール樹脂
と併用するフェノール樹脂としては、多官能フェノール
系化合物例えばフェノールノボラック、０−クレゾール
ノボラック、または必要により各種芳香環、脂肪環を有
する化合物を加え反応させた共縮合物が挙げられる。
は、50重量％を超えると硬化性が悪くなり、成形性も悪
くなるので50重量％以下で用いる必要がある。10重量％
未満であると強靭化が不充分であり半田耐熱性が悪い材
料となる。式〔II〕のビスフェノール型フェノール樹脂
と併用するフェノール樹脂としては、多官能フェノール
系化合物例えばフェノールノボラック、０−クレゾール
ノボラック、または必要により各種芳香環、脂肪環を有
する化合物を加え反応させた共縮合物が挙げられる。
この多官能フェノール系化合物は２官能エポキシ化合
物および３官能エポキシ化合物、２官能フェノール系化
合物との３次元架橋をもたらすものである。
物および３官能エポキシ化合物、２官能フェノール系化
合物との３次元架橋をもたらすものである。
２官能同士のエポキシ化合物／フェノール化合物では
通常の反応では直線状高分子量体しか生成しないが、多
官能フェノール系化合物を添加することにより３次元的
に架橋点を生成し、熱硬化高分子量体を生成する。更
に、この多官能フェノール系化合物の配合量を調節する
ことにより硬化特性、架橋密度、架橋点間距離の調節が
自在であり、流動性、硬化性等の作業性、強度、弾性
率、靭性等の硬化物特性を望み通りに調節可能である。
通常の反応では直線状高分子量体しか生成しないが、多
官能フェノール系化合物を添加することにより３次元的
に架橋点を生成し、熱硬化高分子量体を生成する。更
に、この多官能フェノール系化合物の配合量を調節する
ことにより硬化特性、架橋密度、架橋点間距離の調節が
自在であり、流動性、硬化性等の作業性、強度、弾性
率、靭性等の硬化物特性を望み通りに調節可能である。
エポキシ化合物とフェノール系化合物の配合割合は当
量比で0.7〜1.3の範囲が好ましい。
量比で0.7〜1.3の範囲が好ましい。
本発明で用いられる無機充填材としては結晶性シリ
カ、溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、
マイカ、ガラス繊維等が挙げられ、これらは１種又は２
種以上混合して使用される。これらの中で特に結晶性シ
リカまたは溶融シリカが好適に用いられる。
カ、溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、
マイカ、ガラス繊維等が挙げられ、これらは１種又は２
種以上混合して使用される。これらの中で特に結晶性シ
リカまたは溶融シリカが好適に用いられる。
また、本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基と
フェノール性水酸基との反応を促進するものであれば良
く、一般に封止用材料に使用されているものを広く使用
することができ、例えばBDMA等の第３級アミン類、イミ
ダゾール類、１、８、−ジアザビシクロ〔５、４、０〕
ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン等の有機リン
化合物等が単独もしくは２種以上混合して用いられる。
フェノール性水酸基との反応を促進するものであれば良
く、一般に封止用材料に使用されているものを広く使用
することができ、例えばBDMA等の第３級アミン類、イミ
ダゾール類、１、８、−ジアザビシクロ〔５、４、０〕
ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン等の有機リン
化合物等が単独もしくは２種以上混合して用いられる。
その他必要に応じてワックス類等の離型剤、ヘキサブ
ロムベンゼン、デカブロムビフェニルエーテル、三酸化
アンチモン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等
の着色剤、シランカップリング剤その他熱可塑性樹脂等
を適宜添加配合することができる。
ロムベンゼン、デカブロムビフェニルエーテル、三酸化
アンチモン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等
の着色剤、シランカップリング剤その他熱可塑性樹脂等
を適宜添加配合することができる。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造する
にはエポキシ系化合物とフェノール系化合物を所定の配
合比で混ぜ加熱釜内で150℃にて溶融混合後冷却する。
次に所定の配合比の原料をミキサー等によって十分に混
合した後、更にロールやニーダー等により溶融混練処理
し、次いで冷却固化させて適当な大きさに粉砕すること
により容易に製造することが出来る。
にはエポキシ系化合物とフェノール系化合物を所定の配
合比で混ぜ加熱釜内で150℃にて溶融混合後冷却する。
次に所定の配合比の原料をミキサー等によって十分に混
合した後、更にロールやニーダー等により溶融混練処理
し、次いで冷却固化させて適当な大きさに粉砕すること
により容易に製造することが出来る。
以下、本発明を実施例で示す。なお配合割合は重量部
とする。
とする。
実施例１〜4,比較例1,2 第１表に示したそれぞれの配合割合の組成物を常温に
て十分に混合し、更に95〜100℃で２軸ロールにより混
練し、冷却後粉砕して成形材料とし、これをタブレット
化して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
て十分に混合し、更に95〜100℃で２軸ロールにより混
練し、冷却後粉砕して成形材料とし、これをタブレット
化して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
この材料をトランスファー成形機（成形条件：金型温
度175℃、硬化時間２分）を用いて成形し、得られた成
形品を175℃、８時間で後硬化し評価した。結果を第１
表に示す。
度175℃、硬化時間２分）を用いて成形し、得られた成
形品を175℃、８時間で後硬化し評価した。結果を第１
表に示す。
評価方法 ※1.スパイラルフロー EMMI−Ｉ−66に準じたスパイラルフロー測定用金型を
用い、試料を20g、成形温度175℃、成形圧力7.0MPa、成
形時間２分で成形した時の成形品の長さ。
用い、試料を20g、成形温度175℃、成形圧力7.0MPa、成
形時間２分で成形した時の成形品の長さ。
※2.高化式フロー粘度 175℃時の高化式フロー粘度（ポイズ） ※3.耐熱衝撃性試験 成形品（チップサイズ36mm2、パッケージ厚2.05mm、
後硬化175℃、8Hrs）20個を温度サイクルのテスト（＋1
50℃〜−196℃）にかけ、500サイクルのテストを行ない
クラックの発生した個数を示す。
後硬化175℃、8Hrs）20個を温度サイクルのテスト（＋1
50℃〜−196℃）にかけ、500サイクルのテストを行ない
クラックの発生した個数を示す。
※4.半田耐熱性試験 成形品（チップサイズ36mm2、パッケージ厚2.05mm）2
0個について85℃、85％RHの水蒸気下で72時間処理後、2
40℃の半田槽に10秒間浸漬し、クラックの発生した成形
品の個数を示す。
0個について85℃、85％RHの水蒸気下で72時間処理後、2
40℃の半田槽に10秒間浸漬し、クラックの発生した成形
品の個数を示す。
※5.ショアＤ硬度 175℃で成形し、硬化２分後に測定。
〔発明の効果〕 本発明による半導体封止用樹脂組成物は耐熱衝撃性と
半田耐熱性に極めて優れ、低粘度であり、このため金線
変形性おび充填性に優れ、さらに成形加工性（樹脂バ
リ）にも優れ、極めてバランスのとれた樹脂組成物であ
るため高集積度IC封止用樹脂組成物として非常に信頼性
の高いものである。
半田耐熱性に極めて優れ、低粘度であり、このため金線
変形性おび充填性に優れ、さらに成形加工性（樹脂バ
リ）にも優れ、極めてバランスのとれた樹脂組成物であ
るため高集積度IC封止用樹脂組成物として非常に信頼性
の高いものである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/31 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 C08G 59/24 C08G 59/62 H01L 23/29
Claims (1)
- 【請求項１】（Ａ）式〔Ｉ〕の化学構造式で示される3,
3′,5,5′−テトラメチル−4,4′−ジヒドロキシビフェ
ニルグリシジルエーテル を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量％を含むエポ
キシ樹脂 （Ｂ）式〔II〕の化学構造式で示される4,4′1,4−フ
ェニレンビス（１−メチルエチリデン）〕ビスフェノー
ル を総フェノール樹脂量に対して10〜50重量％を含むフェ
ノール樹脂 （Ｃ）硬化促進剤および （Ｄ）無機充填材 を必須成分とす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 |
|---|---|---|---|
| JP30887490A JP2933706B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30887490A JP2933706B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04183711A JPH04183711A (ja) | 1992-06-30 |
| JP2933706B2 true JP2933706B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=17986302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30887490A Expired - Fee Related JP2933706B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933706B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06107911A (ja) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用樹脂組成物 |
| JPH07173372A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
| JP3308397B2 (ja) * | 1994-07-07 | 2002-07-29 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JP5314911B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-10-16 | 新日鉄住金化学株式会社 | エポキシ樹脂組成物および成形物 |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP30887490A patent/JP2933706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04183711A (ja) | 1992-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |