JP3008983B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
樹脂組成物Info
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- JP3008983B2 JP3008983B2 JP2240056A JP24005690A JP3008983B2 JP 3008983 B2 JP3008983 B2 JP 3008983B2 JP 2240056 A JP2240056 A JP 2240056A JP 24005690 A JP24005690 A JP 24005690A JP 3008983 B2 JP3008983 B2 JP 3008983B2
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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。
ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだ
んだん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
SOP、SOJ、PLCCに変わってきている。
んだん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
SOP、SOJ、PLCCに変わってきている。
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、応力によりクラック発生、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、応力によりクラック発生、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、この活用によりか
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、この活用によりか
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エポキシ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エポキシ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)エポキシ基を分子内に2ヶ含有する2官能エポキ
シ化合物 (B)フェノール性水酸基を分子内に2ヶ含有する2官
能フェノール系化合物 (C)フェノール性水酸基を分子内に3ヶ以上含有する
多官能フェノール系化合物(ただし、フェノール類と、
ヒドロキシベンズアルデヒドとを縮合させて得られる多
価フェノール類は除く) (D)硬化促進剤および (E)無機充填材 を必須成分とし、(B)と(C)の配合割合が(C)/
{(B)+(C)}=30〜70重量%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。
シ化合物 (B)フェノール性水酸基を分子内に2ヶ含有する2官
能フェノール系化合物 (C)フェノール性水酸基を分子内に3ヶ以上含有する
多官能フェノール系化合物(ただし、フェノール類と、
ヒドロキシベンズアルデヒドとを縮合させて得られる多
価フェノール類は除く) (D)硬化促進剤および (E)無機充填材 を必須成分とし、(B)と(C)の配合割合が(C)/
{(B)+(C)}=30〜70重量%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エポキシ基を分子内に2ヶ
含有する2官能エポキシ化合物としては2官能フェノー
ル系化合物である4,4′−ジヒドロキシジフェニルメタ
ン、4,4′−ジヒドロキシジフェニルプロパン、4,4′−
ジビフェノール、3,3′,5,5′−テトラメチル−4,4′−
ジビフェノール、1,6−ジヒドロキシナフタレン、シク
ロヘキシリデンビスフェノールA、3,3′−ジアリル−
4,4′−ジヒドロキシメタン、カテコール、レゾルシ
ン、ハイドロキノン等をジグリシジルエーテル化したも
のの他にブロム化ビスフェールA型エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ化合物が挙げられる。
含有する2官能エポキシ化合物としては2官能フェノー
ル系化合物である4,4′−ジヒドロキシジフェニルメタ
ン、4,4′−ジヒドロキシジフェニルプロパン、4,4′−
ジビフェノール、3,3′,5,5′−テトラメチル−4,4′−
ジビフェノール、1,6−ジヒドロキシナフタレン、シク
ロヘキシリデンビスフェノールA、3,3′−ジアリル−
4,4′−ジヒドロキシメタン、カテコール、レゾルシ
ン、ハイドロキノン等をジグリシジルエーテル化したも
のの他にブロム化ビスフェールA型エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ化合物が挙げられる。
これらのものは単独又は2種以上を併用してもよい。
フェノール性水酸基を分子内に2ヶ含有する2官能フ
ェノール系化合物は上述のフェノール系化合物の他に、
フェノール性水酸基を1ヶ有するモノマー、又はオリゴ
マーとホルムアルデヒド、又はサリチルアルデヒド等の
アルデヒド類と、又は必要により各種芳香環を有する化
合物を加えて、仕込比や反応条件を調節してフェノール
性水酸基が分子内に2ヶのみ含有されるように調整され
た共縮合物等が挙げられる。これらのものは単独又は2
種以上を併用してもよい。
ェノール系化合物は上述のフェノール系化合物の他に、
フェノール性水酸基を1ヶ有するモノマー、又はオリゴ
マーとホルムアルデヒド、又はサリチルアルデヒド等の
アルデヒド類と、又は必要により各種芳香環を有する化
合物を加えて、仕込比や反応条件を調節してフェノール
性水酸基が分子内に2ヶのみ含有されるように調整され
た共縮合物等が挙げられる。これらのものは単独又は2
種以上を併用してもよい。
これらの2官能エポキシ化合物及び2官能フェノール
化合物は成形温度(165〜185℃)に於いて、数センチポ
イズという低粘度を示すものが多く、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、アイランド界面での高濡れ性、高密着性を与え
耐半田クラック性が向上する。又、無機充填剤の含有量
を大幅に増加することが可能なため、熱時強度、耐熱襲
撃性、耐半田クラック性が更に向上する。
化合物は成形温度(165〜185℃)に於いて、数センチポ
イズという低粘度を示すものが多く、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、アイランド界面での高濡れ性、高密着性を与え
耐半田クラック性が向上する。又、無機充填剤の含有量
を大幅に増加することが可能なため、熱時強度、耐熱襲
撃性、耐半田クラック性が更に向上する。
本発明に用いられるフェノール性水酸基を分子内に3
ヶ以上含有する多官能フェノール系化合物(ただし、フ
ェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒドとを縮合さ
せて得られる多価フェノール類は除く)としては例えば
フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、
トリス(ヒドロキシアルキルフェニル)メタン等の他に
フェノール性水酸基を有するモノマー、又はオリゴマ
ー、前記した2官能性フェノール化合物とホルムアルデ
ヒド、又は必要により各種芳香環を有する化合物を加え
反応させた共縮合物等が挙げられる。
ヶ以上含有する多官能フェノール系化合物(ただし、フ
ェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒドとを縮合さ
せて得られる多価フェノール類は除く)としては例えば
フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、
トリス(ヒドロキシアルキルフェニル)メタン等の他に
フェノール性水酸基を有するモノマー、又はオリゴマ
ー、前記した2官能性フェノール化合物とホルムアルデ
ヒド、又は必要により各種芳香環を有する化合物を加え
反応させた共縮合物等が挙げられる。
これらのものは単独又は2種以上併用してもよい。
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、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、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。
これら多官能フェノール系化合物の配合割合は(多官
能フェノール系化合物)/(2官能フェノール系化合物
+3官能フェノール系化合物)で30〜70重量%が適切で
あり、30重量%未満だと硬化性が大幅に劣り、又熱時諸
物性も非常に低下する。70重量%を超えると架橋点間距
離の延長効果が低下し低弾性効果と強靭性化が得られず
好ましくない。
能フェノール系化合物)/(2官能フェノール系化合物
+3官能フェノール系化合物)で30〜70重量%が適切で
あり、30重量%未満だと硬化性が大幅に劣り、又熱時諸
物性も非常に低下する。70重量%を超えると架橋点間距
離の延長効果が低下し低弾性効果と強靭性化が得られず
好ましくない。
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利用
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利用
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
には一般的な方法としては、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。
には一般的な方法としては、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。
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 FMMI−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。
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。
※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2.05m
m、後硬化175℃、8Hrs)20個を温度サイクルのテスト
(+150℃〜−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。
m、後硬化175℃、8Hrs)20個を温度サイクルのテスト
(+150℃〜−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2.05m
m)20個について85℃、85%RHの水蒸気下で72時間処理
後、240℃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。
m)20個について85℃、85%RHの水蒸気下で72時間処理
後、240℃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、離型2分後に測定。
〔発明の効果〕 本発明の2官能エポキシ化合物、2官能フェノール系
化合物、多官能フェノール系化合物、無機充填剤および
硬化促進剤を必須成分とす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よび充填性に優れ、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。
化合物、多官能フェノール系化合物、無機充填剤および
硬化促進剤を必須成分とす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よび充填性に優れ、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 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/62 C08L 63/00 - 63/10 H01L 23/29
Claims (1)
- 【請求項1】(A)エポキシ基を分子内に2ヶ含有する
2官能エポキシ化合物 (B)フェノール性水酸基を分子内に2ヶ含有する2官
能フェノール系化合物 (C)フェノール性水酸基を分子内に3ヶ以上含有する
多官能フェノール系化合物(ただし、フェノール類と、
ヒドロキシベンズアルデヒドとを縮合させて得られる多
価フェノール類は除く) (D)硬化促進剤および (E)無機充填材 を必須成分とし、(B)と(C)の配合割合が(C)/
{(B)+(C)}=30〜70重量%であることを特徴と
する半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2240056A JP3008983B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2240056A JP3008983B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04120126A JPH04120126A (ja) | 1992-04-21 |
JP3008983B2 true JP3008983B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=17053830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2240056A Expired - Fee Related JP3008983B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3008983B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
US6156865A (en) * | 1998-11-19 | 2000-12-05 | Nec Corporation | Flame retardant thermosetting resin composition |
JP4501188B2 (ja) * | 1999-11-02 | 2010-07-14 | 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ならびに半導体装置 |
JP4569137B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2010-10-27 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用樹脂組成物および半導体装置 |
-
1990
- 1990-09-12 JP JP2240056A patent/JP3008983B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04120126A (ja) | 1992-04-21 |
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---|---|---|---|
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