JP2998590B2 - 封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents

封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置

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JP2998590B2
JP2998590B2 JP8707395A JP8707395A JP2998590B2 JP 2998590 B2 JP2998590 B2 JP 2998590B2 JP 8707395 A JP8707395 A JP 8707395A JP 8707395 A JP8707395 A JP 8707395A JP 2998590 B2 JP2998590 B2 JP 2998590B2
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fused silica
epoxy resin
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sealing
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幸司 池田
至洋 宮谷
浩史 山中
貴之 市川
竜三 原
博則 池田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品、半導体素子等
を封止する封止用エポキシ樹脂組成物、及び、その組成
物を用いた半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子を物理的、化学的に保護し、
且つ固着するための封止材料として、エポキシ樹脂、硬
化剤、及び、溶融シリカ成分とするエポキシ樹脂組成物
が知られている。近年、電子部品、半導体装置の高密度
化に伴って、上記エポキシ樹脂組成物を用いた成形品
も、各種複雑な形状の成形品が求められている。そのた
め、成形の際に、厚みの違うバリが各種発生する。これ
らバリの発生は成形品の不良の要因となる。例えば、3
0μm以下の薄いバリは、リード部の半田不良を発生し
易いし、50μm以上の厚いバリは除去しにくいため成
形品の外観不良となり易い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の事実に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、エポ
キシ樹脂、硬化剤、及び、溶融シリカ成分とする封止用
エポキシ樹脂組成物において、バリの発生しにくい封止
用エポキシ樹脂組成物、及び、この封止用エポキシ樹脂
組成物を用いた半導体装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、
及び、溶融シリカを含有する封止用エポキシ樹脂組成物
であって、上記溶融シリカの構成材料が、(イ)平均粒
径が25〜35μm、最大粒径が150μm以下、及
び、粒径が64〜150μmの範囲が20重量%以上か
らなる第1の溶融シリカ、(ロ)平均粒径が10〜24
μm、及び、粒径が24μm以下が55〜75重量%の
範囲からなる第2の溶融シリカ、並びに、(ハ)平均粒
径が3μm以下からなる第3の溶融シリカで構成された
ことを特徴とする。
【0005】本発明の請求項2に係る封止用エポキシ樹
脂組成物は、請求項1記載の封止用エポキシ樹脂組成物
において、上記第1の溶融シリカが、封止用エポキシ樹
脂組成物の全量に対して、10〜50重量%の範囲で含
有していることをことを特徴とする。
【0006】本発明の請求項3に係る半導体装置は、請
求項1又は請求項2記載の封止用エポキシ樹脂組成物で
半導体素子を封止してなることを特徴とする。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、
及び、溶融シリカを成分として含有する。
【0008】上記エポキシ樹脂は、例えば、ノボラック
型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリ
フェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有す
るエポキシ樹脂、難燃性の高いブロム化エポキシ樹脂等
の単独、変性物、及び、これらの混合物が挙げられる。
【0009】上記硬化剤としては、例えば、ノボラック
型フェノール樹脂、ノボラック型クレゾール樹脂等が挙
げられる。これらは単独、あるいは2種以上を併用して
使用される。上記硬化剤は限定はしないが、成形品の耐
湿性が良好な点からノボラック型フェノール樹脂が好ま
しい。
【0010】本発明においては、3種類の溶融シリカを
構成材料として含有する。第1の溶融シリカは、平均粒
径が25〜35μm、最大粒径が150μm以下、及
び、粒径が64〜150μmの範囲が20重量%以上で
構成される。なかでも、平均粒径が27〜33μm、粒
径が64〜150μmの範囲が23〜30重量%が好ま
しい。第2の溶融シリカは、平均粒径が10〜24μ
m、及び、粒径が24μm以下が55〜75重量%の範
囲で構成される。第3の溶融シリカは、平均粒径が3μ
m以下である。溶融シリカとして、平均粒径が異なる3
種類を構成材料とすることにより、成形の際に発生する
30μm以下の薄いバリと、50μm以上の厚いバリの
両方を抑えることができる。上記第1の溶融シリカを含
有しない場合、上記厚いバリが発生するし、上記第3の
溶融シリカを含有しない場合、上記薄いバリが発生す
る。また、上記第2の溶融シリカを含有しない場合、成
形の際に成形毎による流動性のばらつきが大きくなり、
流動性の制御が難しい。
【0011】さらに、上記第1の溶融シリカを封止用エ
ポキシ樹脂組成物の全量に対して、10〜50重量%の
範囲で含有していることが好ましい。第1の溶融シリカ
が50重量%を超えると、成形の際に流動性が低下する
恐れがあり、10重量%未満では50μm以上の厚いバ
リの防止の効果が低下する。
【0012】なお、上記溶融シリカは、ビニルシラン、
エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン等の
カップリング剤で表面処理を施していると、成形品の耐
湿信頼性が向上するので、好ましい。
【0013】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は上記
材料以外に、必要に応じて、硬化促進剤、難燃剤、離型
剤、着色剤を適宜配合する。上記硬化促進剤として、例
えば、ジアザビシクロウンデセン、トリフェニルホスフ
ィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボ
レート、イミダゾール、3級アミン等が挙げられる。上
記難燃剤としては三酸化アンチモン等が挙げられ、上記
離型剤としてはカルナバワックス等が挙げられ、上記着
色剤としてはカーボンブラック等が挙げられる。
【0014】上述の配合成分をミキサ、ブレンダー等を
用いて均一に混合した後に、ニーダー、ロール等を用い
て混練して封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。な
お、混練した後に、必要に応じて冷却固化し、粉砕して
粉状としたり、粒状にして用いられる。
【0015】上記封止用エポキシ樹脂組成物を用い、圧
縮成形、トランスファー成形、射出成形等により、半導
体素子を封止し、半導体装置が得られる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を挙げる。溶
融シリカとして、次の3種類の溶融シリカを用いた。第
1の溶融シリカは、平均粒径が30μm、最大粒径が1
50μm以下、及び、粒径64〜150μmの範囲が2
5重量%の構成であった。第2の溶融シリカは、平均粒
径が17μm、及び、粒径24μm以下が65重量%の
構成であった。第3の溶融シリカは、平均粒径が3μm
の微粒球状で構成されていた。
【0017】実施例1 第1の溶融シリカを100重量部(以下部と記す)、第
2の溶融シリカを569部、第3の溶融シリカを21部
混合した溶融シリカを、カップリング剤であるエポキシ
シラン(東レシリコーン株式会社製:SH6040)4
部で表面処理した。
【0018】上記表面処理をした溶融シリカと共に、エ
ポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(住友化学工業株式会社製:ESCN195XL、エポ
キシ当量195)を160部、難燃性エポキシ樹脂とし
てブロム化エポキシ樹脂(住友化学工業株式会社製:E
SB400、エポキシ当量400)を20部、硬化剤と
してノボラック型フェノール樹脂(群栄化学株式会社
製:PSM6200)を90部、硬化促進剤としてジア
ザビシクロウンデセンを3部、難燃化剤として三酸化ア
ンチモンを25部、離型剤としてカルナバワックスを4
部、着色剤としてカーボンブラックを4部用いた。上述
の配合で均一に混合した後に、100℃のミキシングロ
ールで混練し、封止用エポキシ樹脂組成物を得た。な
お、封止用エポキシ樹脂組成物全量に対する第1の溶融
シリカの含有量は10重量%であった。
【0019】実施例2 第1の溶融シリカを300部、第2の溶融シリカを36
9部、第3の溶融シリカを21部混合した溶融シリカ
を、カップリング剤であるエポキシシラン(東レシリコ
ーン株式会社製:SH6040)4部で表面処理した。
この溶融シリカを用いた以外は実施例1と同様にして封
止用エポキシ樹脂組成物を得た。なお、封止用エポキシ
樹脂組成物全量に対する第1の溶融シリカの含有量は3
0重量%であった。
【0020】実施例3 第1の溶融シリカを500部、第2の溶融シリカを16
9部、第3の溶融シリカを21部混合した溶融シリカ
を、カップリング剤であるエポキシシラン(東レシリコ
ーン株式会社製:SH6040)4部で表面処理した。
この溶融シリカを用いた以外は実施例1と同様にして封
止用エポキシ樹脂組成物を得た。なお、封止用エポキシ
樹脂組成物全量に対する第1の溶融シリカの含有量は5
0重量%であった。
【0021】実施例4 第1の溶融シリカを70部、第2の溶融シリカを599
部、第3の溶融シリカを21部混合した溶融シリカを、
カップリング剤であるエポキシシラン(東レシリコーン
株式会社製:SH6040)4部で表面処理した。この
溶融シリカを用いた以外は実施例1と同様にして封止用
エポキシ樹脂組成物を得た。なお、封止用エポキシ樹脂
組成物全量に対する第1の溶融シリカの含有量は7重量
%であった。
【0022】実施例5 第1の溶融シリカを550部、第2の溶融シリカを11
9部、第3の溶融シリカを21部混合した溶融シリカ
を、カップリング剤であるエポキシシラン(東レシリコ
ーン株式会社製:SH6040)4部で表面処理した。
この溶融シリカを用いた以外は実施例1と同様にして封
止用エポキシ樹脂組成物を得た。なお、封止用エポキシ
樹脂組成物全量に対する第1の溶融シリカの含有量は5
5重量%であった。
【0023】比較例1 溶融シリカとして第2の溶融シリカのみを用いた。第2
の溶融シリカ690部を、カップリング剤であるエポキ
シシラン(東レシリコーン株式会社製:SH6040)
4部で表面処理した。上記溶融シリカ以外は実施例1と
同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
【0024】比較例2 溶融シリカとして第2の溶融シリカと第3溶融シリカを
用いた。第2の溶融シリカを669部、第3の溶融シリ
カを21部混合し、カップリング剤であるエポキシシラ
ン(東レシリコーン株式会社製:SH6040)4部で
表面処理した。上記溶融シリカ以外は実施例1と同様に
して封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
【0025】
【表1】
【0026】得られた封止用エポキシ樹脂組成物のバリ
発生状態を評価した。評価は金型から流出したバリの長
さを測定した。金型として、10μm、30μm、50
μm、100μm、の4種類の間隙を有するものを用
い、金型温度170℃、注入圧力70kg/cm2 、注
入時間5秒で成形を行った。成形後、上記4種類の間隙
から流出したバリの長さを測定した。
【0027】結果は表2の通りであった。実施例はいず
れも比較例に比べ、30μm以下の薄いバリと、50μ
m以上の厚いバリの両方の流出した長さが短かった。特
に、第1の溶融シリカが封止用エポキシ樹脂組成物の全
量に対して、10〜50重量%の範囲で含有した実施例
1〜3は、実施例4より厚いバリの流出がより良好であ
った。また、実施例5はバリの流出は良好であったが、
流動性が実施例1〜4に比べ低下していた。
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】本発明の請求項1又は請求項2に係る封
止用エポキシ樹脂組成物を用いると、成形の際、30μ
m以下の薄いバリと、50μm以上の厚いバリの両方の
発生を抑えることができる。
【0030】本発明の請求項3に係る半導体装置は、上
記封止用エポキシ樹脂組成物を用いるので、バリによる
半田不良、外観不良を発生しない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 貴之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 原 竜三 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 池田 博則 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−228354(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/29 C08K 3/36 C08L 63/00 H01L 21/56 H01L 23/31

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、及び、溶融シリ
    カを含有する封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記
    溶融シリカの構成材料が、(イ)平均粒径が25〜35
    μm、最大粒径が150μm以下、及び、粒径が64〜
    150μmの範囲が20重量%以上からなる第1の溶融
    シリカ、(ロ)平均粒径が10〜24μm、及び、粒径
    が24μm以下が55〜75重量%の範囲からなる第2
    の溶融シリカ、並びに、(ハ)平均粒径が3μm以下か
    らなる第3の溶融シリカで構成されたことを特徴とする
    封止用エポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 上記第1の溶融シリカが、封止用エポキ
    シ樹脂組成物の全量に対して、10〜50重量%の範囲
    で含有していることをことを特徴とする請求項1記載の
    封止用エポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の封止用エポ
    キシ樹脂組成物で半導体素子を封止してなることを特徴
    とする半導体装置。
JP8707395A 1995-04-12 1995-04-12 封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 Expired - Lifetime JP2998590B2 (ja)

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