JP3339806B2 - 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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Description
品を封止するために用いられる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
装置に関するものである。
ー等のパワーデバイスにおいて、その高信頼性を図るた
めに、熱抵抗の小さな半導体パッケージが求められてい
る。そのため、マイカレス仕様のフルモールドタイプの
半導体パッケージにおいては、リードフレームの放熱部
を覆う封止用樹脂成形品の肉厚は、熱放散性を良くして
熱抵抗を小さくするために薄肉化の傾向にあり、そして
封止用樹脂として、熱放散性を良くするために高熱伝導
性の結晶シリカをできるだけ高充填になるように配合し
た封止用エポキシ樹脂組成物が使用されている。
性の結晶シリカを配合した封止用エポキシ樹脂組成物に
おいて、熱放散性を高く得るために、結晶シリカを80
重量%以上の多量に配合している場合には、封止用エポ
キシ樹脂組成物の溶融粘度が上がって流動性が低下す
る。そしてこのような流動性の低い封止用エポキシ樹脂
組成物を用いてトランスファー成形等の封止成形を行な
うと、厚肉部分には充填は容易であるが、薄肉部分には
充填し難いので、未充填になる部分が生じたり、表面に
ピンホール等のボイドが発生したりするおそれがあり、
また溶融粘度が高いためにアルミニウムボンディングワ
イヤーが流されて接触し合うワイヤースイープが発生す
るおそれがあった。特に封止成形をキャビティ数の多い
大型成形金型で行なう場合、このようなフルモールド充
填性に問題が生じるものであった。
あり、未充填やピンホール等のボイドが発生することな
く封止成形を行なうことができる結晶シリカを含有する
封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする
ものである。
キシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進
剤、結晶シリカを主成分とする無機充填材を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物において、結晶シリカを
組成物中80〜86重量%配合し、エポキシ樹脂の少な
くとも一部として次の式(1)及び式(2)の化合物を
含有すると共に、次の式(3)及び式(4)のカップリ
ング剤を配合し、硬化促進剤として1,5−ジアザビシ
クロ(4,3,0)ノネン−5を用いて成ることを特徴
とするものである。
て、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5
とイミダゾール骨格を有する化合物を併用して成ること
を特徴とするものである。
エポキシ樹脂組成物を用いて半導体を封止して成ること
を特徴とするものである。
する。本発明は、エポキシ樹脂として上記の式(1)と
式(2)に示す化学構造式のものを用いるものであり、
式(1)と式(2)に示すエポキシ樹脂を混合して使用
することができる。式(1)においてnの数は特に規定
されないが、一般的には0〜10である。また式(1)
のエポキシ樹脂と式(2)のエポキシ樹脂の混合比率
は、重量比で95:5〜50:50の範囲が好ましい。
(2)に示すものの他に、封止用樹脂として汎用されて
いるエポキシ樹脂を併用するようにしてもよい。これら
のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ
樹脂、ビスフェノールF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、可撓性エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、グリシジルエステ
ル型エポキシ樹脂などを例示することができる。汎用の
エポキシ樹脂と、式(1)と式(2)のエポキシ樹脂を
併用する場合は、式(1)と式(2)のエポキシ樹脂が
全エポキシ樹脂中の20〜70重量%を占めるように配
合するのが好ましい。
用いる。この結晶シリカと併用して、溶融シリカ、タル
ク、クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ガ
ラス繊維、セラミック繊維等の無機充填材を配合するこ
ともできるが、例えば結晶シリカの替わりに溶融シリカ
を用いると、溶融シリカの含有量がエポキシ樹脂組成物
中80重量%以上であっても熱伝導率は20×10-4c
al/cm・s・℃と低くなるので、結晶シリカは必須
である。また、エポキシ樹脂組成物中の結晶シリカの含
有量が70重量%以下であると、封止成形品の熱伝導率
が35×10-4cal/cm・s・℃以下になるので、
良好な熱放散性を得るには、エポキシ樹脂組成物中の結
晶シリカの含有量は80重量%以上に設定するのが好ま
しい。結晶シリカの含有量の上限は特に設定されない
が、実用の上では86重量%程度が上限である。
脂組成物に高充填するにあたって、エポキシ樹脂として
上記式(1)と式(2)に示すものを用いることによっ
て、封止用エポキシ樹脂組成物の成形時の流動性を高め
ることができ、成形の際の充填性が向上するものであ
る。また、リードフレームとの密着性を向上させるため
に、封止用エポキシ樹脂組成物にカップリング剤を配合
することができる。本発明ではこのカップリング剤とし
て、上記の式(3)に示すエポキシ基含有シランカップ
リング剤(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン)及び上記の式(4)に示すメルカプト基含有シラン
カップリング剤(γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
ラン)を併用するのが好ましく、リードフレームとの密
着性を向上させる効果や、成形時のバリの発生を低減す
る効果を高く得ることができる。式(3)のシランカッ
プリング剤と式(4)のシランカップリング剤の比率
は、重量比で100:1〜1:100の範囲が好まし
く、この範囲を外れると、封止用エポキシ樹脂組成物の
成形時の充填性と密着性の両立が困難になったり、成形
時のバリの発生が多くなったりするおそれがある。カッ
プリング剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂組成物に含
有される充填材に対して0.01〜2.0重量%の範囲
が好ましく、0.1〜1.0重量%の範囲がさらに好ま
しい。カップリング剤の配合量が0.01重量%未満で
あると、封止用エポキシ樹脂組成物の成形時の充填性と
密着性を向上する効果が不十分になり、また2.0重量
%を超えると、封止成形品の外観汚れやバリ発生、密着
性低下等の悪影響を及ぼすおそれがある。
(4)に示す以外のもの、例えばγ−アミノプロピルト
リエトキシシランなどの一級アミノ基含有カップリング
剤や、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランなどの
二級アミノ基含有カップリング剤等を併用することもで
きる。本発明において硬化剤としては、エポキシ樹脂用
の硬化剤であれば特に制限されないが、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
タジエン骨格を有するフェノール樹脂、ナフタレン骨格
を有するフェノール樹脂、パラキシレン骨格を有するフ
ェノール樹脂などのフェノール系樹脂を用いることがで
きる。硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂との当量比で、
エポキシ樹脂/硬化剤=0.8〜1.4になるよう設定
するのが好ましい。
化用の硬化促進剤、例えば、1,5−ジアザビシクロ
(4,3,0)ノネン−5;(略称DBN)、1,8−
ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7;(略称
DBU)などの環式アミン、トリエチレンジアミン、ベ
ンジルジメチルアミンなどの三級アミン類、2−メチル
イミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダール、2
−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイ
ミダゾールなどのイミダゾール類、トリブチルホスフィ
ン、トリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類な
どを用いることができる。硬化促進剤の配合量は、エポ
キシ樹脂に対して0.2〜2.0PHRの範囲に設定す
るのが好ましい。
用いるのが、封止用エポキシ樹脂組成物の成形時のフク
レ発生の防止や充填性向上のため、さらに封止成形品の
熱時剛性を高める上で、好ましい。また同じ理由で、D
BNとイミダゾール類を硬化促進剤として併用するのが
好ましい。このようにDBNとイミダゾール類を併用す
る場合、両者の比率は重量比で90:10〜30:70
の範囲に設定するのが好ましい。
硬化促進剤、カップリング剤、その他必要に応じて、離
型剤として、カルナバワックス、ステアリン酸、モンタ
ン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンなどを、着色
剤としてカーボンブラック等を、低応力化剤として、シ
リコーンゲル、シリコーンゴム、シリコーンオイル等を
配合し、これを混合して混練することによって、本発明
に係る封止用エポキシ樹脂組成物を調製することができ
るものである。
キシ樹脂組成物を用いて封止成形することによって、半
導体装置を作製することができる。例えば、IC等の半
導体を搭載したリードフレームをトランスファー成形金
型にセットし、トランスファー成形を行なうことによっ
て、半導体を封止用エポキシ樹脂組成物による成形品に
封止した半導体装置を作製することができるものであ
る。
する。表1又は表2に示す各成分を配合し、これをブレ
ンダーで3分間均一に混合し、次いで加熱ロールを使用
して温度85℃の条件で約5分間混練した後、約5mm
φに粉砕することによって、実施例1〜5及び比較例1
〜3の封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。
式(2)のエポキシ樹脂」としては、式(1)のエポキ
シ樹脂(溶融粘度が2〜3poise(ICI/150
℃))と、式(2)のエポキシ樹脂を85:15の重量
比で混合した日本化薬株式会社製「EOCN−C」を用
いた。
樹脂をトンラスファー成形機を用いて、170〜175
℃、120秒間の条件で封止成形することによって、1
6ピンDIPを作製した。このときの充填性、ピンホー
ルの有無、バリの発生の有無を試験した。充填性は、封
止成形品に充填不良があるか否かで判定し、充填不良発
生無しを「○」、充填不良発生有りを「×」で評価し
た。また8個のサンプルの封止成形品の外観を観察し
て、ピンホールが発生しているサンプルの個数を数える
ことによってピンホールを評価した。さらに封止成形金
型を開いたときの外観観察でバリ発生を判定し、バリ発
生無しを「○」、バリ発生有りを「×」で評価した。こ
れらの結果を表3に示す。尚、表3の「ピンホール」欄
には、分母にサンプル数、分子に不良数を示した。
硬化剤、硬化促進剤、結晶シリカを主成分とする無機充
填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物におい
て、結晶シリカを組成物中80〜86重量%配合し、エ
ポキシ樹脂の少なくとも一部として次の式(1)及び式
(2)の化合物を含有して成ることを特徴とするもので
あり、結晶シリカを封止用エポキシ樹脂組成物に80〜
86重量%と高充填するにあたって、封止用エポキシ樹
脂組成物の成形時の流動性を高めることができるもので
あり、成形の際の充填性を向上させて未充填やピンホー
ル等のボイドが発生することなく封止成形を行なうこと
ができるものである。また、上記の式(3)及び式
(4)のカップリング剤を配合するようにしたので、リ
ードフレームとの密着性を向上させる効果や、成形時の
バリの発生を低減する効果を高く得ることができるもの
である。さらに、硬化促進剤として、1,5−ジアザビ
シクロ(4,3,0)ノネン−5を用いるようにしたの
で、封止用エポキシ樹脂組成物の成形時の充填性向上の
効果を高く得ることができるものである。
て、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5
とイミダゾール骨格を有する化合物を併用することを特
徴とするものであり、封止用エポキシ樹脂組成物の成形
時の充填性向上の効果を高く得ることができるものであ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、結
晶シリカを主成分とする無機充填材を含有する半導体封
止用エポキシ樹脂組成物において、結晶シリカを組成物
中80〜86重量%配合し、エポキシ樹脂の少なくとも
一部として次の式(1)及び式(2)の化合物を含有す
ると共に、次の式(3)及び式(4)のカップリング剤
を配合し、硬化促進剤として1,5−ジアザビシクロ
(4,3,0)ノネン−5を用いて成ることを特徴とす
る封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 - 【請求項2】 硬化促進剤として、1,5−ジアザビシ
クロ(4,3,0)ノネン−5とイミダゾール骨格を有
する化合物を併用して成ることを特徴とする請求項1に
記載の封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の封止用エポキシ
樹脂組成物を用いて半導体を封止して成ることを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22869797A JP3339806B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22869797A JP3339806B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1160905A JPH1160905A (ja) | 1999-03-05 |
JP3339806B2 true JP3339806B2 (ja) | 2002-10-28 |
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Family Applications (1)
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JP22869797A Expired - Fee Related JP3339806B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006241411A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびその製法ならびにそれを用いた半導体装置 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP22869797A patent/JP3339806B2/ja not_active Expired - Fee Related
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