JP3308381B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number
JP3308381B2
JP3308381B2 JP6587694A JP6587694A JP3308381B2 JP 3308381 B2 JP3308381 B2 JP 3308381B2 JP 6587694 A JP6587694 A JP 6587694A JP 6587694 A JP6587694 A JP 6587694A JP 3308381 B2 JP3308381 B2 JP 3308381B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phenol
epoxy resin
formula
weight
addition reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6587694A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07268072A (ja
Inventor
義雄 藤枝
泰雄 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP6587694A priority Critical patent/JP3308381B2/ja
Publication of JPH07268072A publication Critical patent/JPH07268072A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3308381B2 publication Critical patent/JP3308381B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの表面
実装化における耐半田ストレス性及び流動性に優れた半
導体封止用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、耐湿性に優れたオルソクレゾー
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組成物が用いられている。
ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップが段々
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、SO
P,SOJ,PLCCに変わってきている。特に半田付
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。
【0003】これらの問題を解決するためにエポキシ樹
脂として式(1)で示されるエポキシ樹脂の使用(特開
昭64−65116号公報)が検討されてきた。式
(1)で示されるエポキシ樹脂の使用により樹脂系の低
粘度化が図られ、従って無機充填材を更に多く配合する
ことにより組成物の成形後の低熱膨張化及び低吸湿化よ
り耐半田ストレス性の向上が図られた。ただし、無機充
填材の配合割合の増加やICパッケージの薄型化(例え
ば、パッケージの厚みが0.8mmでは、パッケージ上
下の樹脂厚みが150〜250μm)により、従来の無
機充填材の粒度分布(最大粒径100〜150μm、平
均粒径20〜30μm)ではパッドシフト、未充填、金
線変形等の成形性を改善することはできなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半田付け工
程における急激な温度変化により熱ストレスを受けたと
きに耐クラック性に非常に優れ、かつ厚みが0.8mm
以下の薄型パッケージでも充分に適合できる流動性に優
れた樹脂組成物を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)式
(1)で示されるエポキシ樹脂
【0006】
【化4】 (式中のR1〜R8は水素、ハロゲン、アルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる原子または基)
【0007】を総エポキシ樹脂量中に50〜100重量
%含むエポキシ樹脂、(B)粒径50μm以上が0.5
重量%以下で、かつ平均粒径が5〜15μmである無機
質充填材を総樹脂組成物量中に70〜93重量%を含む
無機充填材、(C)式(2)で示される可撓性フェノー
ル樹脂硬化剤、或いは式(2)及び式(3)で示される
可撓性フェノール樹脂硬化剤の混合物
【0008】
【化5】 (式中のRは、パラキシリレン、n=0〜8)
【0009】
【化6】 (式中のRは,ジシクロペンタジエンとフェノールを付
加反応したジシクロペンタジエンジフェノール、テルペ
ン類とフェノールを付加反応したテルペンジフェノー
ル、シクロペンタジエンとフェノールを付加反応したシ
クロペンタジエンジフェノール及びシクロヘキサノンと
フェノールを付加縮合したシクロヘキサノンジフェノー
ルの各々の2個のフェノール部を除いた残基を表し、こ
れらの中から選択される1種、n=0〜8)
【0010】を総フェノール樹脂硬化剤量中に30〜1
00重量%含むフェノール樹脂硬化剤及び(D)硬化促
進剤からなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物であ
り、従来のエポキシ樹脂組成物に比べて、非常に優れた
耐半田ストレス性、流動性を有するものである。
【0011】式(1)の構造で示されるビフェニル型エ
ポキシ樹脂は1分子中に2個のエポキシ基を有する2官
能性エポキシ樹脂で、従来の多官能性エポキシ樹脂に比
べ溶融粘度が低く、トランスファー成形時の流動性に優
れる。従って組成物の無機充填材を多く配合することが
でき、低熱膨張化及び低吸水化が図られ、耐半田ストレ
ス性に優れるエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
このビフェニル型エポキシ樹脂の使用量は、これを調節
することにより耐半田ストレス性を最大限に引きだすこ
とができる。耐半田ストレス性の効果をだすためには、
式(1)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を総エポ
キシ樹脂量の50重量%以上、好ましくは70重量%以
上の使用が望ましい。50重量%未満だと、低熱膨張化
及び低吸水性が図れず、耐半田ストレス性が不十分であ
る。更に、式中のR1〜R8は水素、ハロゲン、アルキル
基の中から選択される同一もしくは異なる原子または基
であるが、これらの内ではR1〜R4はメチル基、R5
8は水素原子が好ましい。式(1)で示されるビフェ
ニル型エポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂を併用する
場合、用いるエポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するポ
リマー全般をいう。例えば、ビスフェノール型エポキシ
樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂及びトリフェノールメタン
型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等のこ
とをいう。
【0012】本発明で用いる無機充填材は、粒径50μ
m以上が0.5重量%以下で、かつ平均粒径が5〜15
μmであるシリカである。形状は破砕状、球状のいずれ
でもよいが熱膨張係数の点から結晶シリカより溶融シリ
カが好ましい。50μm以上のシリカが0.5重量%を
超えると、薄型パッケージ(厚み1.0mm以下)では
未充填、パッドシフトの問題が発生する。一方平均粒径
が5μm未満だと成形時の溶融粘度が著しく高くなり流
動性が低下し、未充填、パッドシフト、金線変形の問題
が発生する。また15μmを越えるとフィラーの生産性
が悪くなり、現実的でない。無機充填材の配合量は、7
0〜93重量%が好ましい。70重量%未満だと、吸湿
量が多くなり、また熱膨張係数も大きく実装時の熱スト
レスに耐えられない。更に93重量%を越えると流動性
が劣化し実用的でない。
【0013】式(2),式(3)の構造で示されるフェ
ノール樹脂硬化剤は、分子構造中のR部に比較的柔軟な
構造を有する可撓性フェノール樹脂硬化剤であり、フェ
ノールノボラック樹脂硬化剤等に較べ、半田処理温度近
辺での弾性率の低下と、リードフレーム及び半導体チッ
プとの密着力を向上させることができる。従って、半田
衝撃時の発生応力の低下と、それに伴う半導体チップ等
との剥離不良の防止に有効である。このフェノール樹脂
硬化剤の使用量は、これを調節することにより、耐半田
ストレス性を最大限に引きだすことができる。耐半田ス
トレス性の効果をだすためには、式(2),式(3)で
示される可撓性フェノール樹脂硬化剤を、総フェノール
樹脂硬化剤量中に、30重量%以上、好ましくは50重
量%以上含むことが望ましい。使用量が30重量%未満
だと低弾性及び、リードフレーム、半導体チップ等との
密着力が不十分で、耐半田ストレス性の向上が望めな
い。更に式中のnの値は、0〜8の範囲であることが必
要である。nの値が8を越えると、トランスファー成形
時での流動性が低下し、成形性が劣化する傾向がある。
また式(3)のRは、ジシクロペンタジエンとフェノー
ルを付加反応したジシクロペンタジエンジフェノール、
テルペン類とフェノールを付加反応したテルペンジフェ
ノール、シクロペンタジエンとフェノールを付加反応し
たシクロペンタジエンジフェノール及びシクロヘキサノ
ンとフェノールを付加縮合したシクロヘキサノンジフェ
ノールの各々の2個のフェノール部を除いた残基を表
し、これらの中から選択される1種であるが、これらの
内ではジシクロペンタジエンとフェノールを付加反応し
たジシクロペンタジエンジフェノール及びテルペン類と
フェノールを付加反応したテルペンジフェノールの各々
の2個のフェノール部を除いた残基が好ましい。式
(2)、(3)で示される硬化剤は、式(2)で示され
る硬化剤単独、或いは式(2)で示される硬化剤と式
(3)で示される硬化剤を混合して用いる。式(2)、
式(3)で示される可撓性フェノール樹脂硬化剤以外
に、他のものを併用する場合、用いるものとしてはフェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジ
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂とフェノールノ
ボラック及び/またはクレゾールノボラック樹脂との共
重合物等を挙げることができる。
【0014】本発明に用いる硬化促進剤は、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、ベンジルジメチルアミン等
の第三級アミン類、イミダゾール類、ジアザビシクロウ
ンデセン、トリフェニルホスフィン等の有機燐化合物等
が挙げられ、単独でも混合して用いてもよい。本発明の
エポキシ樹脂組成物には、必要によりシランカップリン
グ剤、シリコーン系オイル、ブロム化エポキシ樹脂、三
酸化アンチモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カ
ーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、天然ワックス、
合成ワックス等の離型剤、ゴム等の低応力剤等の添加剤
を適宜配合しても差し支えない。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、硬化促進剤、
無機充填材、その他の添加剤をミキサー等によって十分
均一に混合した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融
混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる。
これらの成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、
被覆、絶縁等適用することができる。
【0015】以下実施例で本発明を詳細に説明する。配
合割合は重量部とする。 実施例1〜1、比較例1〜6 下記の各成分を、表1の配合に従い混合し組成物を得
た。 下記組成物 3,3′,5,5′−テトラメチルビフェノールジグリ
シジルエーテル (融点107℃、エポキシ当量191g/eq) オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(以下EO
CNという) (軟化点65℃、エポキシ当量197g/eq) 式(4)で示される硬化剤
【0016】
【化7】 (軟化点75℃、水酸基当量174g/eq)
【0017】式(5)で示される硬化剤
【化8】 (軟化点75℃、水酸基当量174g/eq)
【0018】フェノールノボラック樹脂硬化剤(以下P
Nという) (軟化点104℃、水酸基当量103g/eq) 溶融シリカ粉末 *2 球状溶融シリカ 平均粒径5μm、粒径50μm
以上0重量% *3 粉砕状シリカ/球状溶融シリカ=20重量%/8
0重量%で、平均粒径10μm、粒径50μm以上0重
量% *4 粉砕状シリカ/球状溶融シリカ=20重量%/8
0重量%で、平均粒径10μm、粒径50μm以上10
重量% *5 粉砕状シリカ/球状溶融シリカ= 5重量%/9
5重量%で、平均粒径1μm、粒径50μm以上0重量
% トリフェニルホスフィン(以下TPPという) カーボンブラック カルナバワックス をミキサーで常温で混合し、80〜90℃でロール混練
し、冷却後粉砕し成形材料を得た。得られた成形材料
を、タブレット化し、低圧トランスファー成形機にて1
75℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田クラ
ック試験用として6mm×6mm のチップを80pQ
FP(厚み0.8mm)に封止した。封止したテスト用
素子について下記の半田クラック試験及び内部ボイド、
未充填、パッドシフト、未充填を観察を行った。評価結
果を表1、表2に示す。
【0019】評価方法 スパラルフロー:EMMI−I−66に準じた金型を用
い、175℃、70kg/cm2で測定した。 内部ボイド:半田クラック試験用として成形したパッケ
ージを、断面研磨して観察した。 未充填:成形したパッケージを目視により確認。 パットシフト:成形したパッケージを断面研磨し、パッ
ド部が0.25mm以上シフトしたものを不良とした。 半田クラック試験:封止したテスト用素子を85℃、8
5%RHの環境下で168hr及び336hr処理し、
その後IRリフロー(240℃、10秒)処理した後、
顕微鏡で外部クラックを観察した。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】本発明に従うと、従来の技術では得るこ
とのできなかった薄型パッケージ(厚み0.8mm以
下)での耐半田ストレス性と、成形性を両立したエポキ
シ樹脂組成物を得ることがでる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 23/31 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/24 C08G 59/62 C08L 63/00 - 63/10 H01L 23/29

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)式(1)で示されるエポキシ樹脂 【化1】 (式中のR1〜R8は水素、ハロゲン、アルキル基の中か
    ら選択される同一もしくは異なる原子または基)を総エ
    ポキシ樹脂量中に50〜100重量%含むエポキシ樹
    脂、(B)粒径50μm以上が0.5重量%以下で、か
    つ平均粒径が5〜15μmである無機質充填材を総樹脂
    組成物量中に70〜93重量%を含む無機充填材、
    (C)式(2)で示される可撓性フェノール樹脂硬化
    剤、或いは式(2)及び式(3)で示される可撓性フェ
    ノール樹脂硬化剤の混合物 【化2】 (式中のRは、パラキシリレン、n=0〜8) 【化3】 (式中のRは,ジシクロペンタジエンとフェノールを付
    加反応したジシクロペンタジエンジフェノール、テルペ
    ン類とフェノールを付加反応したテルペンジフェノー
    ル、シクロペンタジエンとフェノールを付加反応したシ
    クロペンタジエンジフェノール及びシクロヘキサノンと
    フェノールを付加縮合したシクロヘキサノンジフェノー
    ルの各々の2個のフェノール部を除いた残基を表し、こ
    れらの中から選択される1種、n=0〜8)を総フェノ
    ール樹脂硬化剤量中に30〜100重量%含むフェノー
    ル樹脂硬化剤及び(D)硬化促進剤からなり、半導体薄
    型パッケージ用の封止材であることを特徴とするエポキ
    シ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 式(3)のRが、テルペン類とフェノー
    ルを付加反応したテルペンジフェノールの2個のフェノ
    ール部を除いた残基である請求項1記載のエポキシ樹脂
    組成物。
JP6587694A 1994-04-04 1994-04-04 エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JP3308381B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6587694A JP3308381B2 (ja) 1994-04-04 1994-04-04 エポキシ樹脂組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6587694A JP3308381B2 (ja) 1994-04-04 1994-04-04 エポキシ樹脂組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07268072A JPH07268072A (ja) 1995-10-17
JP3308381B2 true JP3308381B2 (ja) 2002-07-29

Family

ID=13299628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6587694A Expired - Lifetime JP3308381B2 (ja) 1994-04-04 1994-04-04 エポキシ樹脂組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3308381B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4570384B2 (ja) * 2004-03-29 2010-10-27 京セラ株式会社 樹脂接着剤および電子部品収納用パッケージ
JP5442929B2 (ja) * 2006-11-24 2014-03-19 パナソニック株式会社 封止用エポキシ樹脂組成物とそれを用いた半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07268072A (ja) 1995-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3334998B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3308381B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3003887B2 (ja) 半導体封止用樹脂組成物
JPH07118366A (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2925905B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3274265B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3310446B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3310447B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2862777B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3359445B2 (ja) 樹脂組成物
JP3305098B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2843247B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3235798B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3675571B2 (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JP2823633B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3305097B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3235799B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH06184272A (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3255376B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2744499B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3366456B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3093051B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2985706B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを使用した半導体装置
JP3192315B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH10147628A (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090517

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100517

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110517

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120517

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130517

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130517

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140517

EXPY Cancellation because of completion of term