JP3129477B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
樹脂組成物Info
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- JP3129477B2 JP3129477B2 JP03220017A JP22001791A JP3129477B2 JP 3129477 B2 JP3129477 B2 JP 3129477B2 JP 03220017 A JP03220017 A JP 03220017A JP 22001791 A JP22001791 A JP 22001791A JP 3129477 B2 JP3129477 B2 JP 3129477B2
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- Japan
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- epoxy resin
- resin composition
- phenol novolak
- curing agent
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高集積度ＩＣ封止用樹
脂組成物に適する半田耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成
物に関するものである。
脂組成物に適する半田耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成
物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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。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。
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。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。
【０００３】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。特に半田づけの工程において
急激に２００℃以上の高温にさらされることによりパッ
ケージの割れや樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化
してしまうといった問題点がでてきている。
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。特に半田づけの工程において
急激に２００℃以上の高温にさらされることによりパッ
ケージの割れや樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化
してしまうといった問題点がでてきている。
【０００４】これらの大型チップを封止するのに適し
た、信頼性の高い封止樹脂用組成物の開発が望まれてき
ている。これらの問題を解決するために半田付け時の熱
衝撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添加（特
開昭６２−１１５８４９号公報）や各種シリコーン化合
物の添加（特開昭６２−１１５８５号公報、６２−１１
６６５４号公報、６２−１２８１６２号公報）、更には
シリコーン変性（特開昭６２−１３６８６０号公報）な
どの手法で対処しているがいずれも半田付け時にパッケ
ージにクラックが生じてしまい信頼性の優れた半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至らなかった。
た、信頼性の高い封止樹脂用組成物の開発が望まれてき
ている。これらの問題を解決するために半田付け時の熱
衝撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添加（特
開昭６２−１１５８４９号公報）や各種シリコーン化合
物の添加（特開昭６２−１１５８５号公報、６２−１１
６６５４号公報、６２−１２８１６２号公報）、更には
シリコーン変性（特開昭６２−１３６８６０号公報）な
どの手法で対処しているがいずれも半田付け時にパッケ
ージにクラックが生じてしまい信頼性の優れた半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至らなかった。
【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、半田耐熱性および耐湿性に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。
は、半田耐熱性および耐湿性に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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】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、次の組成を有す
る樹脂組成物を見出した。エポキシ樹脂と、下記式
（１）で示されるイミド環およびナフタレン環含有フェ
ノールノボラック系硬化剤を総硬化剤量中に３０〜１０
０重量％配合し、
問題を解決するために鋭意研究を進め、次の組成を有す
る樹脂組成物を見出した。エポキシ樹脂と、下記式
（１）で示されるイミド環およびナフタレン環含有フェ
ノールノボラック系硬化剤を総硬化剤量中に３０〜１０
０重量％配合し、
【０００７】
【化２】 更に硬化促進剤と無機充填材を配合し、上記問題点を改
良しうる半導体封止用樹脂組成物が得られることを見い
出し、本発明を完成するに至ったものである。
良しうる半導体封止用樹脂組成物が得られることを見い
出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】本発明で用いられる（Ａ）成分としてのエ
ポキシ樹脂は、１分子中に２ケ以上のエポキシ基を有す
るもの全般をいう。たとえば、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、あるいはこれらの変性物を示す。これらの
エポキシ樹脂において、Ｎａ+ 、Ｃｌ- 等のイオン性不
純物ができるだけ少ないものが望ましい。
ポキシ樹脂は、１分子中に２ケ以上のエポキシ基を有す
るもの全般をいう。たとえば、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、あるいはこれらの変性物を示す。これらの
エポキシ樹脂において、Ｎａ+ 、Ｃｌ- 等のイオン性不
純物ができるだけ少ないものが望ましい。
【０００９】本発明で用いられる（Ｂ）成分としてのイ
ミド環およびナフタレン環含有フェノールノボラック硬
化剤は、半田耐熱性に有効な効果、すなわち低吸水性、
強じん性、金属に対する接着性が良好なのに加え、Ｔｇ
や硬化性が高いという特徴を有する。この効果は分子構
造に起因する。分子の側鎖にナフタレン、すなわち疎水
の平面構造を有しており、パッキングが良いために、低
吸水性と強じん性が達成される。また、イミド環のＮ、
Ｏによる極性構造の導入により金属との接着性も向上
し、良好な半田耐熱性および半田処理後の耐湿性を達成
することができる。
ミド環およびナフタレン環含有フェノールノボラック硬
化剤は、半田耐熱性に有効な効果、すなわち低吸水性、
強じん性、金属に対する接着性が良好なのに加え、Ｔｇ
や硬化性が高いという特徴を有する。この効果は分子構
造に起因する。分子の側鎖にナフタレン、すなわち疎水
の平面構造を有しており、パッキングが良いために、低
吸水性と強じん性が達成される。また、イミド環のＮ、
Ｏによる極性構造の導入により金属との接着性も向上
し、良好な半田耐熱性および半田処理後の耐湿性を達成
することができる。
【００１０】さらに、半導体封止用樹脂組成物で大切な
パラメーターとして、成形性やＴｇがあげられるが、こ
の硬化剤はこれらもクリアしている。ナフタレン環、イ
ミド環によりＴｇが向上するし、硬化性も良好である。
式（１）で示されるイミド環およびナフタレン環含有フ
ェノールノボラックにおいて、ｎ／ｌ＋ｍ＋ｎの値は
０．０５以上０．５以下が望ましい。０．０５未満の時
は、イミド環およびナフタレン環による効果が少なく、
半田耐熱性が不十分である。０．５より大きい時は、フ
ェノール性ＯＨの量が非常に少ないため、硬化性、Ｔｇ
等が低下する。
パラメーターとして、成形性やＴｇがあげられるが、こ
の硬化剤はこれらもクリアしている。ナフタレン環、イ
ミド環によりＴｇが向上するし、硬化性も良好である。
式（１）で示されるイミド環およびナフタレン環含有フ
ェノールノボラックにおいて、ｎ／ｌ＋ｍ＋ｎの値は
０．０５以上０．５以下が望ましい。０．０５未満の時
は、イミド環およびナフタレン環による効果が少なく、
半田耐熱性が不十分である。０．５より大きい時は、フ
ェノール性ＯＨの量が非常に少ないため、硬化性、Ｔｇ
等が低下する。
【００１１】式（１）で示されるイミド環およびナフタ
レン環含有フェノールノボラックは、総硬化剤量中の３
０〜１００重量％を占める必要がある。３０重量％未満
だと上記の効果が十分に発現せず、半田耐熱性が低下す
る。なお、併用する硬化剤としては、分子中にフェノー
ル性ＯＨを有するものならいずれでもよいが例えばフェ
ノールノボラック硬化剤などがあげられる。
レン環含有フェノールノボラックは、総硬化剤量中の３
０〜１００重量％を占める必要がある。３０重量％未満
だと上記の効果が十分に発現せず、半田耐熱性が低下す
る。なお、併用する硬化剤としては、分子中にフェノー
ル性ＯＨを有するものならいずれでもよいが例えばフェ
ノールノボラック硬化剤などがあげられる。
【００１２】本発明の（Ｃ）成分としての硬化促進剤は
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。本発明の（Ｄ）成分としての無機充填材
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。
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。本発明の（Ｄ）成分としての無機充填材
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。
【００１３】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。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。
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。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。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例で具体的
に示す。
に示す。
【００１５】実施例１ ０−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 ９０重量部 （軟化点６５℃、エポキシ当量２１０） 臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 （軟化点６５℃、臭素含有率３７％、エポキシ当量３７０） １０重量部 イミド環およびナフタレン環含有フェノールノボラック樹脂（ニ）９５重量部 破砕状溶融シリカ ３００重量部 三酸化アンチモン １０重量部 シランカップリング剤 ２重量部 トリフェニルホスフィン ２重量部 カーボンブラック ３重量部 カルナバワックス ３重量部 を常温で十分に混合し、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
を表１に示す。
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
を表１に示す。
【００１６】実施例２ 実施例１のイミド環およびナフタレン環含有フェノール
ノボラック樹脂（ニ）９５重量部を、イミド環およびナ
フタレン環含有フェノールノボラック樹脂（ニ）６０重
量部とフェノールノボラック樹脂（軟化点１１０℃、Ｏ
Ｈ当量１１０）２０重量部に変更した以外は、実施例１
と同様にして半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
この半導体封止用エポキシ樹脂組成物の評価結果を表１
に示す。
ノボラック樹脂（ニ）９５重量部を、イミド環およびナ
フタレン環含有フェノールノボラック樹脂（ニ）６０重
量部とフェノールノボラック樹脂（軟化点１１０℃、Ｏ
Ｈ当量１１０）２０重量部に変更した以外は、実施例１
と同様にして半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
この半導体封止用エポキシ樹脂組成物の評価結果を表１
に示す。
【００１７】実施例３、４、比較例１〜４ 同様にして表１に示す組成の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物を得た。この結果を表１に示す。
組成物を得た。この結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】 イ．０−クレゾールノボラックエポキシ樹脂 軟化点６５℃、エポキシ当量２１０ ロ．ビフェニル型エポキシ化合物 式（２） エポキシ当量１９５
【００１９】
【化３】 ハ．臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 軟化点６５℃、臭素含有率３７％、エポキシ当量３７０ ニ．イミド環およびナフタレン環含有フェノールノボラ
ック樹脂 式（３） 軟化点１２０℃、ＯＨ当量１９３
ック樹脂 式（３） 軟化点１２０℃、ＯＨ当量１９３
【００２０】
【化４】 ホ．イミド環およびナフタレン環含有フェノールノボラ
ック樹脂 式（４） 軟化点１１０℃、ＯＨ当量１１９
ック樹脂 式（４） 軟化点１１０℃、ＯＨ当量１１９
【００２１】
【化５】 ヘ．イミド環およびナフタレン環含有フェノールノボラ
ック樹脂 式（５） 軟化点１４８℃、ＯＨ当量５２０
ック樹脂 式（５） 軟化点１４８℃、ＯＨ当量５２０
【００２２】
【化６】 ト．フェノールノボラック樹脂 軟化点１１０℃、ＯＨ当量１１０
【００２３】評価方法 ※１ １７５℃、２分成形後、金型が開いてから１０秒
後の成形品のバコール硬度。 ※２ テンシロン曲げ試験機を用い、２５０℃、負荷速
度１０mm/minで測定。スパン６４mm、幅１０mm、厚み４
mmの３点曲げ。 ※３ 成形品（チップサイズ３６ｍｍ2 、パッケージ厚
２mm）２０ヶについて、 ８５℃、８５％ＲＨの
水蒸気下で７２時間処理後、２４０℃のＩＲリフ
ロー処理を行いクラックの発生した個数を示す。 ※４ 成形品（チップサイズ３６ｍｍ2 、パッケージ厚
２mm）２０ケについて、 ２１５℃のＶＰＳ処理
を行なったのち、１２５℃、１００％ＲＨの水蒸
気下で５００時間処理を行い、ＩＣチップの故障が生
じた個数を示す。
後の成形品のバコール硬度。 ※２ テンシロン曲げ試験機を用い、２５０℃、負荷速
度１０mm/minで測定。スパン６４mm、幅１０mm、厚み４
mmの３点曲げ。 ※３ 成形品（チップサイズ３６ｍｍ2 、パッケージ厚
２mm）２０ヶについて、 ８５℃、８５％ＲＨの
水蒸気下で７２時間処理後、２４０℃のＩＲリフ
ロー処理を行いクラックの発生した個数を示す。 ※４ 成形品（チップサイズ３６ｍｍ2 、パッケージ厚
２mm）２０ケについて、 ２１５℃のＶＰＳ処理
を行なったのち、１２５℃、１００％ＲＨの水蒸
気下で５００時間処理を行い、ＩＣチップの故障が生
じた個数を示す。
【００２４】
【発明の効果】本発明の組成物は半田耐熱性および耐湿
性に優れており、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。
性に優れており、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。
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）下記式
（１）で示されるイミド環およびナフタレン環含有フェ
ノールノボラック硬化剤 【化１】 を総硬化剤量に対して３０〜１００重量％含有するフェ
ノールノボラック系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤及び
（Ｄ）無機充填材を必須成分とすることを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03220017A JP3129477B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-08-30 | 樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-108085 | 1991-02-19 | ||
| JP10808591 | 1991-02-19 | ||
| JP03220017A JP3129477B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-08-30 | 樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314725A JPH04314725A (ja) | 1992-11-05 |
| JP3129477B2 true JP3129477B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=26448045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03220017A Expired - Fee Related JP3129477B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-08-30 | 樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3129477B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP03220017A patent/JP3129477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04314725A (ja) | 1992-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |