JP3396363B2 - Resin composition for ball grid array - Google Patents

Resin composition for ball grid array

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JP3396363B2
JP3396363B2 JP03152296A JP3152296A JP3396363B2 JP 3396363 B2 JP3396363 B2 JP 3396363B2 JP 03152296 A JP03152296 A JP 03152296A JP 3152296 A JP3152296 A JP 3152296A JP 3396363 B2 JP3396363 B2 JP 3396363B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボール・グリッド
・アレイ(以下、BGAという)用樹脂組成物におい
て、特に反り量が極めて小さいパッケージを得ることの
できる樹脂組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for a ball grid array (hereinafter referred to as "BGA"), and more particularly to a resin composition capable of obtaining a package having an extremely small warp amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC本体を機械的、化学的作用から保護
するために、半導体用樹脂組成物が開発、生産されてき
た。しかし、最近はチップの信頼性が向上したために、
封止の目的が変容しつつある。例えば、熱放散性や電気
特性の向上が要求特性としてクローズアップされてき
た。更に、低価格で生産・実装できるシステムの開発が
積極的に進められ、BGAが新規のパッケージの一つと
して生み出されてきた。BGAは、基板上に直接ICチ
ップを実装し、その上を樹脂組成物で覆う構造を取るた
め、このバイメタル様の構造は、温度によって反りが発
生するという欠点を有している。現在まで、全ての温度
域(−65℃〜250℃)において反り量を低減できる
樹脂組成物の特性については見いだされていなかった。
2. Description of the Related Art Resin compositions for semiconductors have been developed and produced in order to protect IC bodies from mechanical and chemical effects. However, recently, due to the improved chip reliability,
The purpose of sealing is changing. For example, improvements in heat dissipation and electrical characteristics have been highlighted as required characteristics. Furthermore, the development of a system that can be produced and mounted at a low price has been actively promoted, and BGA has been created as one of the new packages. Since the BGA has a structure in which an IC chip is directly mounted on a substrate and is covered with a resin composition, this bimetal-like structure has a drawback that warpage occurs due to temperature. Until now, the characteristics of the resin composition capable of reducing the warp amount in all temperature ranges (-65 ° C to 250 ° C) have not been found.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、BGA型半
導体デバイスが使用される全温度域、即ち−65℃〜2
50℃で反り量が極めて小さいパッケージを得ることの
できる樹脂組成物の特性を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to the entire temperature range in which a BGA type semiconductor device is used, that is, -65 ° C to 2 ° C.
The present invention provides the characteristics of a resin composition capable of obtaining a package having an extremely small amount of warpage at 50 ° C.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、全組成物100重量%に対
して78〜93重量%の無機充填材、及び硬化促進剤を
必須成分とした樹脂組成物であって、該樹脂組成物の硬
化物が硬化収縮率0.15%以下、常温での熱膨張係数
0.8×10-5〜1.5×10-5/℃の特性を有するこ
とを特徴とするボール・グリッド・アレイ用の樹脂組成
物であり、好ましくは、上記の特性に加えて、硬化物の
ガラス転移温度が180℃以上であるボール・グリッド
・アレイ用の樹脂組成物であり、更に好ましくはエポキ
シ樹脂が下記式1及びフェノール樹脂硬化剤が下記式2
に示すものであるボール・グリッド・アレイ用の樹脂組
成物である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a resin containing an epoxy resin, a phenol resin curing agent, 78 to 93% by weight of an inorganic filler with respect to 100% by weight of the total composition, and a curing accelerator as essential components. A composition, wherein a cured product of the resin composition has characteristics of a curing shrinkage of 0.15% or less and a thermal expansion coefficient of 0.8 × 10 −5 to 1.5 × 10 −5 / ° C. at room temperature. A resin composition for a ball grid array, which preferably has a glass transition temperature of 180 ° C. or higher in a cured product in addition to the above characteristics. More preferably, the epoxy resin is the following formula 1 and the phenol resin curing agent is the following formula 2
The resin composition for a ball grid array shown in FIG.

【化3】 [Chemical 3]

【化4】 [Chemical 4]

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明で用いるエポキシ樹脂は、
例えばオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、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、トリフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレ
ン型エポキシ樹脂、ビフェニール型エポキシ樹脂等が挙
げられ、特に、式1に示されるトリフェノールメタン型
のエポキシ樹脂が好ましい。式1のエポキシ樹脂は、主
鎖が剛直で屈曲性がないので、フェノール樹脂と反応し
ても主鎖が屈曲しない。そのため硬化反応時に自由体積
がつぶれないので硬化収縮率が少ないという特徴があ
る。なお、ビフェニル構造も剛直であるが、平面的で有
るために分子同士がスタックして硬化時に自由体積が減
るので硬化収縮は大きい。また更に、トリフェノールメ
タン型エポキシ樹脂はこの剛直性のために、ガラス転移
温度(以下Tgという)も高く、BGAの反り低減に効
果の高い構造をしていると考えられる。式1における官
能基Rは、水素、メチル又はt−ブチル基である。これ
らは同一でも異なっていてもよい。本発明で用いられる
エポキシ樹脂は、平均分子量、エポキシ当量に関しては
特に限定しないが、信頼性向上のためイオン性不純物は
極力少ないことが望ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The epoxy resin used in the present invention is
Examples thereof include orthocresol novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, triphenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, and the like. Mold epoxy resins are preferred. Since the epoxy resin of Formula 1 has a rigid main chain and no flexibility, the main chain does not bend even when it reacts with the phenol resin. Therefore, the free volume is not collapsed during the curing reaction, so that the curing shrinkage rate is small. Note that the biphenyl structure is also rigid, but since it is planar, the molecules are stacked and the free volume decreases during curing, so the curing shrinkage is large. Furthermore, it is considered that the triphenolmethane type epoxy resin has a high glass transition temperature (hereinafter, referred to as Tg) due to this rigidity, and has a structure that is highly effective in reducing the warpage of BGA. The functional group R in Formula 1 is a hydrogen, methyl or t-butyl group. These may be the same or different. The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited in terms of average molecular weight and epoxy equivalent, but it is desirable that the amount of ionic impurities is as small as possible in order to improve reliability.

【0006】本発明で用いられるフェノール樹脂硬化剤
は、例えばフェノールノボラック樹脂、パラキシリレン
変性フェノールノボラック樹脂、トリフェノールメタン
型フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールA等が挙
げられ、特に、式2に示されるようなトリフェノールメ
タン型フェノールノボラックが好ましい。式1のトリフ
ェノールメタン型のエポキシ樹脂と同様、主鎖が剛直で
屈曲性がないので、硬化反応しても主鎖が屈曲しない。
そのため硬化反応時に自由体積がつぶれないので硬化収
縮率が少ない。特にトリフェノールメタン型のエポキシ
樹脂と併用した場合、硬化収縮率はほぼ零となることが
分かった。また更に、トリフェノールメタン型フェノー
ルノボラック樹脂はこの剛直性のために、Tgも高く、
BGAの反り低減に効果高い構造をしていると考えられ
る。式2における官能基Rは、水素、メチル又はメトキ
シ基のいずれかである。これらは同一でも異なっていて
もよい。本発明で用いられるフェノール樹脂硬化剤は、
分子量、水酸基当量に対して特に限定されないが、信頼
性向上の観点から、イオン性不純物は極力低いことが望
ましい。
The phenol resin curing agent used in the present invention includes, for example, phenol novolac resin, paraxylylene-modified phenol novolac resin, triphenol methane type phenol novolac resin, bisphenol A, and the like. Phenolmethane type phenol novolac is preferred. Similar to the triphenolmethane type epoxy resin of Formula 1, the main chain is rigid and has no flexibility, so that the main chain does not bend even when the curing reaction occurs.
Therefore, the free volume does not collapse during the curing reaction, so the curing shrinkage is low. In particular, it was found that the curing shrinkage becomes almost zero when used in combination with a triphenol methane type epoxy resin. Furthermore, triphenolmethane type phenol novolac resin has a high Tg because of this rigidity,
It is considered that the structure is highly effective in reducing the warpage of BGA. The functional group R in formula 2 is either hydrogen, a methyl or a methoxy group. These may be the same or different. Phenolic resin curing agent used in the present invention,
The molecular weight and the hydroxyl equivalent are not particularly limited, but it is desirable that the ionic impurities be as low as possible from the viewpoint of improving reliability.

【0007】本発明で用いられる無機充填材は、溶融シ
リカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝集
シリカ粉末、アルミナ等が挙げられる。特に、コスト、
信頼性、そして流動性の点から球状シリカ粉末が好適に
使用される。なお、この無機充填材は、シランカップリ
ング剤や、チタネートカップリング剤、その他の表面処
理剤によって予め表面処理されていてもかまわない。本
発明における無機充填材の配合量は78〜93重量%で
あることが望ましい。78重量%未満では熱膨張係数が
1.5×10-5/℃以上となり、BGAの反りが大きく
なる。93重量%を越えると、流動性が低下する為に成
形できない。なお、無機充填材の平均粒径、最大粒径、
粒度分布に関しては特に制限はない。
Examples of the inorganic filler used in the present invention include fused silica powder, spherical silica powder, crystalline silica powder, secondary agglomerated silica powder and alumina. Especially the cost,
From the viewpoint of reliability and flowability, spherical silica powder is preferably used. The inorganic filler may be surface-treated in advance with a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or another surface treatment agent. The blending amount of the inorganic filler in the present invention is preferably 78 to 93% by weight. If it is less than 78% by weight, the coefficient of thermal expansion becomes 1.5 × 10 −5 / ° C. or more, and the warpage of BGA becomes large. If it exceeds 93% by weight, the fluidity is lowered and molding cannot be performed. The average particle size of the inorganic filler, the maximum particle size,
There is no particular limitation on the particle size distribution.

【0008】本発明で用いられる硬化促進剤は、例えば
トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフィン・
テトラボレート、テトラフェニルホスフィン・テトラナ
フトエ酸ボレート、テトラフェニルホスフィン・テトラ
安息香酸ボレート、トリフェニルホスフィン・トリハイ
ドロボレート、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)
ウンデセン−7等のエポキシ基とフェノール性水酸基の
化学反応を促進させるものであればよい。
The curing accelerator used in the present invention is, for example, triphenylphosphine, tetraphenylphosphine.
Tetraborate, tetraphenylphosphine / tetranaphthoic acid borate, tetraphenylphosphine / tetrabenzoic acid borate, triphenylphosphine / trihydroborate, 1,8-diazabicyclo (5,4,0)
Any material that promotes a chemical reaction between an epoxy group such as undecene-7 and a phenolic hydroxyl group may be used.

【0009】次に、BGAの反りが生じる原因について
説明する。BGAは、回路基板とバイメタル構造になっ
ているために熱収縮率等の差によって反りが生じること
は良く知られている。そこでBGAを構成する各種基材
を175℃から25℃に冷却した時の収縮がどの程度で
あるか概算して考察する。ここで175℃とは、一般的
にBGAが成形される温度である。BGAを構成する基
材は主に回路基板とICチップと樹脂組成物の3者であ
るが、このうちICチップは回路基板の面積に較べて2
0〜50%程度と小さく、反りの主要因とはならない。
反りは回路基板と樹脂組成物の収縮率のミスマッチに起
因すると考えられるので、その両者の収縮率を比較して
考察した。ただし、封止樹脂組成物は175℃にて成形
されるために、熱収縮率のみで収縮を考えることはでき
ない。反りに起因する収縮として硬化収縮も考慮してト
ータルの収縮率を概算することにする。
Next, the cause of the warp of the BGA will be described. It is well known that the BGA has a bimetal structure with the circuit board, and thus warps due to a difference in heat shrinkage ratio. Therefore, the degree of shrinkage of various base materials constituting the BGA when cooled from 175 ° C. to 25 ° C. will be roughly estimated and considered. Here, 175 ° C. is a temperature at which BGA is generally molded. The base material that constitutes the BGA is mainly a circuit board, an IC chip, and a resin composition. Of these, the IC chip is 2 times the area of the circuit board.
It is as small as 0 to 50% and does not become the main factor of warpage.
Since the warpage is considered to be caused by the mismatch between the shrinkage ratios of the circuit board and the resin composition, the shrinkage ratios of the two were compared and discussed. However, since the encapsulating resin composition is molded at 175 ° C., it is not possible to consider shrinkage only by the heat shrinkage rate. The total shrinkage rate will be roughly estimated by taking into consideration the hardening shrinkage as the shrinkage caused by the warpage.

【0010】 ビスマレイミドトリアジン樹脂を用い
た回路基板:常温における熱膨張係数が1.3×10-5
/℃であることから、175℃から25℃に冷却した場
合の熱収縮率は、1.3×10-5/℃×(175−2
5)℃×100=0.195%で、約0.2%となる。 樹脂組成物:常温における熱膨張係数が1.3×1
-5と回路基板の熱膨張係数と同じとすると、175℃
から25℃に冷却した場合の熱収縮率は、1.3×10
-5/℃×(175−25)℃×100=0.195%
で、約0.2%となる。さらに、一般的な硬化収縮率は
0.3%であるから反りに関係するトータルの収縮率
は、トータルの収縮率=硬化収縮率+熱収縮率=0.3
+0.2=0.5%で、約0.5%となる。ここでトー
タルの収縮率とは図2で示されるように、硬化収縮率と
熱収縮率との和である。硬化収縮率とは、成形温度にお
いて樹脂組成物中のエポキシ樹脂/フェノール樹脂硬化
剤が、液体状態からゲル化して固体状態になる時に生じ
る体積減少を示す。回路基板の熱収縮率が0.2%で、
樹脂組成物のトータルの収縮率が0.5%であり、その
差が大きい。従って従来の樹脂組成物を用いてBGAを
175℃で一体成形しても、大きく反ることになる。
Circuit board using bismaleimide triazine resin: coefficient of thermal expansion at room temperature is 1.3 × 10 −5
/ ° C, the heat shrinkage rate when cooled from 175 ° C to 25 ° C is 1.3 × 10 -5 / ° C × (175-2
5) C. × 100 = 0.195%, which is about 0.2%. Resin composition: Thermal expansion coefficient at room temperature is 1.3 × 1
Assuming that 0-5 is the same as the thermal expansion coefficient of the circuit board, 175 ° C
The heat shrinkage rate when cooled from 25 to 25 ° C is 1.3 x 10
-5 / ° C x (175-25) ° C x 100 = 0.195%
Then, it becomes about 0.2%. Furthermore, since the general cure shrinkage rate is 0.3%, the total shrinkage rate related to warpage is: total shrinkage rate = cure shrinkage rate + heat shrinkage rate = 0.3
+ 0.2 = 0.5%, which is about 0.5%. Here, the total shrinkage ratio is the sum of the curing shrinkage ratio and the heat shrinkage ratio, as shown in FIG. The curing shrinkage refers to the volume reduction that occurs when the epoxy resin / phenolic resin curing agent in the resin composition at the molding temperature gels from a liquid state to a solid state. The heat shrinkage of the circuit board is 0.2%,
The total shrinkage ratio of the resin composition is 0.5%, and the difference is large. Therefore, even if the BGA is integrally molded at 175 ° C. using the conventional resin composition, the BGA is largely warped.

【0011】反り量を各温度域にて最小限にする樹脂組
成物の収縮率について考察する。まず、樹脂組成物のト
ータルの収縮率は、回路基板と同じく0.2%である必
要がある。図1にトータルの収縮率と常温での反り量と
の相関関係を示した。上記の考察どおり、トータルの収
縮率が0.2%に近づく程反りは小さくなる。トータル
の収縮率は、硬化収縮率と熱収縮率の和であることは既
に述べたとおりである。反りを小さくする、即ちトータ
ルの収縮率を0.2%に近づける(常温の反りの場合)
ために必要な硬化収縮率及び熱収縮率について考察す
る。 硬化収縮率に関する考察 成形直後に一般の樹脂組成物は0.3%収縮しており、
ここで既に回路基板との間に反りを生じている。BGA
用の樹脂組成物として硬化収縮率は0%、即ち硬化収縮
しないことが望ましいが、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂硬化剤は化学構造上必ず硬化収縮するので、可能な限
り硬化収縮の小さい樹脂組成物が望まれる。本発明者の
検討では、硬化収縮率が0.15%以下であれば実用上
大きな問題がないことを確認しているが、それを越える
硬化収縮率を有する樹脂組成物では150〜210℃の
高温域にて反りの問題が発生することが判明している。
The shrinkage ratio of the resin composition that minimizes the amount of warp in each temperature range will be considered. First, the total shrinkage rate of the resin composition needs to be 0.2% like the circuit board. Figure 1 shows the correlation between the total shrinkage and the amount of warpage at room temperature. As discussed above, the warpage becomes smaller as the total shrinkage ratio approaches 0.2%. As described above, the total shrinkage is the sum of cure shrinkage and heat shrinkage. Reduce warpage, that is, bring the total shrinkage rate close to 0.2% (in case of room temperature warpage)
The curing shrinkage rate and the heat shrinkage rate necessary for that are considered. Consideration on curing shrinkage A general resin composition shrinks 0.3% immediately after molding,
Here, a warp has already occurred with the circuit board. BGA
It is desirable that the curing shrinkage rate of the resin composition for use is 0%, that is, it is desirable that the curing shrinkage does not occur. However, since the epoxy resin and the phenol resin curing agent always undergo the curing shrinkage due to their chemical structure, a resin composition having a curing shrinkage as small as possible should be used. desired. In the study by the present inventor, it has been confirmed that if the curing shrinkage ratio is 0.15% or less, there is no serious problem in practical use. However, in the case of a resin composition having a curing shrinkage ratio exceeding that, it is 150 to 210 ° C. It is known that the problem of warpage occurs at high temperatures.

【0012】硬化収縮率は、前述したようにトータルの
収縮率が、硬化収縮率と熱収縮率の和であるために下記
式で求める。 硬化収縮率=トータルの収縮率−熱収縮率 式3 トータルの収縮率の測定は、50〜100φmmの円盤
の成形金型を175℃に加熱する。加熱した時に金型の
内径をデジタルノギス等の精密ノギスにて測定する。こ
の時の値をr(mm)とする。この金型を用いて17
5℃、注入圧力70kgf/cm、2分で樹脂組成物
の成形品を作製する。得られた成形品をポストキュアと
して、175℃、8時間の処理を行った後に、常温に戻
した時の成形品の外形を測定する。この時の値をr
(mm)とする。トータルの収縮率は下記式で求め
る。 トータルの収縮率(%)=[(r1−r2)/r1]×100 熱収縮率は、175℃、注入圧力70kgf/cm
2分で樹脂組成物の成形品を作製し、175℃、8時間
で熱処理を行った成形品の熱膨張係数をTMA(熱機械
分析)を用いて測定する。昇温速度は10℃/分で行
う。測定後、25℃から175℃における熱膨張率を算
出し、これを熱収縮率として取り扱う。しかし、硬化収
縮率が、0.15%以下であれば全ての温度域にてBG
Aの反り量がかなり抑えられるが、この特性だけでは不
十分である。
The cure shrinkage is calculated by the following formula because the total shrinkage is the sum of the cure shrinkage and the heat shrinkage as described above. Curing shrinkage ratio = total shrinkage ratio−heat shrinkage ratio Equation 3 The total shrinkage ratio is measured by heating a molding die of a disc of 50 to 100 mm to 175 ° C. When heated, the inner diameter of the mold is measured with a precision caliper such as a digital caliper. The value at this time is r 1 (mm). 17 using this mold
A molded product of the resin composition is prepared at 5 ° C. and an injection pressure of 70 kgf / cm 2 for 2 minutes. The obtained molded product is post-cured, treated at 175 ° C. for 8 hours, and then the external shape of the molded product when returned to room temperature is measured. The value at this time is r
2 (mm). The total shrinkage rate is calculated by the following formula. Total shrinkage (%) = [(r 1 −r 2 ) / r 1 ] × 100 Thermal shrinkage is 175 ° C., injection pressure 70 kgf / cm 2 ,
A molded product of the resin composition is produced in 2 minutes, and the thermal expansion coefficient of the molded product that has been heat-treated at 175 ° C. for 8 hours is measured using TMA (thermo-mechanical analysis). The heating rate is 10 ° C./min. After the measurement, the coefficient of thermal expansion at 25 ° C. to 175 ° C. is calculated and treated as the coefficient of thermal contraction. However, if the curing shrinkage rate is 0.15% or less, BG in all temperature ranges
Although the amount of warpage of A can be considerably suppressed, this property alone is insufficient.

【0013】熱収縮率に関する考察 回路基板の熱膨張係数が、約1.3×10-5/℃である
ことから、樹脂組成物の硬化物の常温における熱膨張係
数は、理想的には回路基板と同一の1.3×10-5/℃
であることが望ましいが、0.8×10-5〜1.5×1
-5/℃であれば問題ない。しかし、0.8×10-5
℃未満であると室温付近においてBGAが大きく上に凸
に反り、逆に、1.5×10-5/℃を越えると室温付近
において下に凸に大きく反り問題がある。熱膨張係数
は、175℃、注入圧力70kgf/cm、2分で樹
脂組成物の成形品を作製し、175℃、8時間で熱処理
を行った成形品をTMAを用い、昇温速度10℃/分で
測定する。熱膨張係数は25〜60℃の範囲における熱
膨張係数を算出し、これを常温における熱膨張係数とす
る。樹脂組成物の硬化物の硬化収縮率が0.15%以
下、常温での熱膨張係数0.8×10-5〜1.5×10
-5/℃であれば、ボール・グリッド・アレイ用樹脂組成
物の物性値としては、ほぼ満足される。
Consideration on Thermal Shrinkage Rate Since the thermal expansion coefficient of the circuit board is about 1.3 × 10 −5 / ° C., the thermal expansion coefficient of the cured product of the resin composition at room temperature is ideally a circuit. Same as the substrate 1.3 × 10 -5 / ° C
Is preferably 0.8 × 10 -5 to 1.5 × 1
There is no problem if it is 0 -5 / ° C. However, 0.8 × 10 -5 /
If the temperature is lower than 0 ° C, the BGA largely warps upward near room temperature, and conversely, if it exceeds 1.5 × 10 -5 / ° C, the BGA largely warps downward near room temperature. The thermal expansion coefficient was 175 ° C., the injection pressure was 70 kgf / cm 2 , a molded product of the resin composition was prepared for 2 minutes, and the molded product was heat treated at 175 ° C. for 8 hours. Measure in minutes. The coefficient of thermal expansion is calculated as the coefficient of thermal expansion in the range of 25 to 60 ° C., and this is taken as the coefficient of thermal expansion at room temperature. Curing shrinkage of the cured product of the resin composition is 0.15% or less, and thermal expansion coefficient at room temperature is 0.8 × 10 −5 to 1.5 × 10.
At -5 / ° C, the physical properties of the ball grid array resin composition are almost satisfied.

【0014】更に、好ましくはTgが、比較的高いこと
である。Tg以上の温度域では樹脂組成物は、ゴム状態
になり熱膨張係数は常温時の数倍となる。成形温度であ
る175℃において樹脂組成物が既にゴム状態であれ
ば、常温域におけるBGAの反り量は大きくなる。従っ
て、Tgとしては180℃以上が好ましい。Tgは、1
75℃、注入圧力70kgf/cm、2分で樹脂組成
物の成形品を作製し、175℃、8時間で熱処理を行っ
た成形品をTMAを用い、昇温速度10℃/分で測定す
る。TMA曲線の60℃における接線と、240℃にお
ける接線との交点の温度をTgとする。
Further, it is preferable that Tg is relatively high. In the temperature range of Tg or higher, the resin composition is in a rubber state and the coefficient of thermal expansion is several times that at room temperature. If the resin composition is already in the rubber state at the molding temperature of 175 ° C., the warp amount of BGA in the normal temperature range becomes large. Therefore, Tg is preferably 180 ° C. or higher. Tg is 1
A molded product of the resin composition is produced at 75 ° C. and an injection pressure of 70 kgf / cm 2 for 2 minutes, and the molded product subjected to heat treatment at 175 ° C. for 8 hours is measured with TMA at a temperature rising rate of 10 ° C./min. . The temperature at the intersection of the tangent line of the TMA curve at 60 ° C and the tangent line at 240 ° C is defined as Tg.

【0015】本発明の組成物は、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤の他、必要
に応じてカーボンブラック等の着色剤、ブロム化エポキ
シ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤、シリコーンオイ
ル、シリコーンゴム、各種ゴム成分等の低応力成分、シ
ランカップリング剤等を添加することができる。本発明
の樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化
剤、無機充填材、硬化促進剤、その他添加剤をミキサー
にて常温混合し、ロール、押し出し機等の一般混練機に
て混練し、冷却後粉砕し成形材料とすることができる。
The composition of the present invention contains an epoxy resin, a phenol resin curing agent, an inorganic filler and a curing accelerator, and if necessary, a coloring agent such as carbon black, a brominated epoxy resin, an antimony trioxide or the like. A flame retardant, silicone oil, silicone rubber, a low stress component such as various rubber components, a silane coupling agent and the like can be added. The resin composition of the present invention is an epoxy resin, a phenol resin curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator, and other additives are mixed at room temperature with a mixer, kneaded with a general kneader such as a roll or an extruder, and cooled. It can be pulverized afterwards to obtain a molding material.

【0016】以下本発明を実施例にて具体的に説明す
る。 《実施例1》 エポキシ樹脂A 11.1重量部 フェノール樹脂硬化剤A 5.3重量部 球状シリカ(平均粒径15μm) 80.3重量部 エポキシシランカップリング剤 0.5重量部 カーボンブラック 0.3重量部 カルナバワックス 0.3重量部 臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂 1.0重量部 三酸化アンチモン 1.0重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBU) 0.2重量部 を、ミキサーにて常温混合し、100℃で二軸ロールに
て混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。得られた成形
材料の硬化収縮率、常温の熱膨張係数、Tg、BGAの
反りを評価し、その結果を表1に示した。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. << Example 1 >> Epoxy resin A 11.1 parts by weight Phenolic resin curing agent A 5.3 parts by weight Spherical silica (average particle size 15 μm) 80.3 parts by weight Epoxy silane coupling agent 0.5 parts by weight Carbon black 0. 3 parts by weight Carnauba wax 0.3 parts by weight Brominated phenol novolac type epoxy resin 1.0 parts by weight Antimony trioxide 1.0 parts by weight 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 (DBU) 0. 2 parts by weight were mixed at room temperature with a mixer, kneaded with a twin-screw roll at 100 ° C., cooled and pulverized to obtain a molding material. The curing shrinkage rate, the thermal expansion coefficient at room temperature, Tg, and BGA warpage of the obtained molding material were evaluated, and the results are shown in Table 1.

【0017】評価方法 ・硬化収縮率:トータルの収縮率と熱収縮率から前記式
3にて硬化収縮率を算出する。 ・常温の熱膨張係数:前記した方法で求めた。単位は1
-5/℃。 ・Tg:前記した方法で求めた。単位は℃。 ・BGAの反り量:図3に示す成形品を作成する。基板
は、ビスマレイミドトリアジン樹脂を用いた積層板から
なる回路基板である。成形温度175℃、硬化時間2
分。成形品を175℃、8時間ポストキュアして反り測
定用の成形品を得る。25℃、100℃、175℃、2
00℃、240℃のオーブンに5分間放置した後、反り
量を図3に示すようにして測定する。単位はmm。
Evaluation method-Curing shrinkage rate: The curing shrinkage rate is calculated by the above equation 3 from the total shrinkage rate and the thermal shrinkage rate. -Temperature expansion coefficient at room temperature: determined by the method described above. Unit is 1
0 -5 / ° C.. -Tg: Determined by the method described above. The unit is ° C. -Amount of warpage of BGA: A molded product shown in Fig. 3 is prepared. The board is a circuit board made of a laminated board using a bismaleimide triazine resin. Molding temperature 175 ° C, curing time 2
Minutes. The molded product is post-cured at 175 ° C. for 8 hours to obtain a molded product for measuring warpage. 25 ° C, 100 ° C, 175 ° C, 2
After being left in an oven at 00 ° C. and 240 ° C. for 5 minutes, the amount of warpage is measured as shown in FIG. The unit is mm.

【0018】《実施例2〜6》《比較例1〜5》 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤及び球状シリカの
種類及び配合量を表1及び表2の処方に従い、他のエポ
キシシランカップリング剤、カーボンブラック、カルナ
バワックス、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、三酸化アンチモン及びDBUは実施例1と同じ配合
量の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形材
料を得、同様に評価し、その結果を表1及び表2に示し
た。比較例5のものは流動しないので成形できず、評価
はできなかった。実施例、比較例で用いた各成分の構造
について、下記に示す。
<< Examples 2 to 6 >><< Comparative Examples 1 to 5 >> The types and blending amounts of the epoxy resin, the phenol resin curing agent and the spherical silica were determined according to the formulations shown in Tables 1 and 2, and other epoxy silane coupling agents, Carbon black, carnauba wax, brominated phenol novolac type epoxy resin, antimony trioxide and DBU were blended in accordance with the same formulation amount as in Example 1, a molding material was obtained in the same manner as in Example 1, and evaluated in the same manner. The results are shown in Tables 1 and 2. The sample of Comparative Example 5 did not flow and therefore could not be molded and could not be evaluated. The structures of the components used in Examples and Comparative Examples are shown below.

【0019】[0019]

【化5】 [Chemical 5]

【0020】[0020]

【化6】 [Chemical 6]

【0021】 表 1 実 施 例 1 2 3 4 5 6 配合(重量部) エポキシ樹脂A 11.1 エポキシ樹脂B 10.4 10.0 10.0 11.3 3.5 エポキシ樹脂C 0.4 フェノール樹脂硬化剤A 5.3 6.0 5.6 6.4 2.2 フェノール樹脂硬化剤B 6.4 フェノール樹脂硬化剤C 0.4 球状シリカ 80.3 80.3 80.3 80.3 79.0 91.0 特性 硬化収縮率(%) 0.05 0.03 0.12 0.03 0.14 0.01 常温の熱膨張係数(×10-5/℃) 1.31 1.33 1.32 1.38 1.29 0.82 Tg(℃) 182 199 183 185 190 192 反り量: 25℃ 0.33 0.32 0.51 0.36 0.72 -0.19 100℃ 0.33 0.31 0.49 0.34 0.67 0 175℃ 0.32 0.29 0.44 0.28 0.56 0.11 200℃ 0.12 0.23 0.56 0.22 0.19 0.24 240℃ -0.26 -0.05 0.16 -0.31 -0.25 -0.09 Table 1 Example 1 2 3 4 5 6 formulation (parts by weight) Epoxy resin A 11.1 Epoxy resin B 10.4 10.0 10.0 11.3 3.5 Epoxy resin C 0.4 Phenolic resin curing agent A 5.3 6.0 5.6 6.4 2.2 Phenol resin curing agent B 6.4 Phenol resin curing agent C 0.4 Spherical silica 80.3 80.3 80.3 80.3 79.0 91.0 Characteristics Curing shrinkage (%) 0.05 0.03 0.12 0.03 0.14 0.01 Thermal expansion coefficient at room temperature (× 10 -5 / ° C) 1.31 1.33 1.32 1.38 1.29 0.82 Tg (° C) 182 199 183 185 190 192 Warpage amount: 25 ℃ 0.33 0.32 0.51 0.36 0.72 -0.19 100 ℃ 0.33 0.31 0.49 0.34 0.67 0 175 ℃ 0.32 0.29 0.44 0.28 0.56 0.11 200 ℃ 0.12 0.23 0.56 0.22 0.19 0.24 240 ℃ -0.26 -0.05 0.16 -0.31 -0.25- 0.09

【0022】 表 2 比 較 例 1 2 3 4 5 配合(重量部) エポキシ樹脂A 10.8 13.4 1.6 エポキシ樹脂C 10.8 2.5 フェノール樹脂硬化剤A 5.6 6.3 1.1 フェノール樹脂硬化剤C 5.6 3.2 球状シリカ 80.3 80.3 91.0 77.0 94.0 特性 硬化収縮率(%) 0.24 0.26 0.29 0.17 ∧ 常温の熱膨張係数(×10-5/℃) 1.29 1.26 0.76 1.54 評 Tg(℃) 175 178 145 193 価 反り量: 25℃ 1.35 1.42 -0.03 0.98 不 100℃ 1.33 1.33 0.28 0.88 可 175℃ 1.25 1.20 0.61 0.59 ∨ 200℃ 0.46 0.31 0.44 0.11 240℃ -0.01 0.02 0.06 0.03 Table 2 Comparative Example 1 2 3 4 5 Compounding (parts by weight) Epoxy resin A 10.8 13.4 1.6 Epoxy resin C 10.8 2.5 Phenolic resin curing agent A 5.6 6.3 1.1 Phenol resin curing agent C 5.6 3.2 Spherical silica 80.3 80.3 91.0 77.0 94.0 Characteristics Curing shrinkage (%) 0.24 0.26 0.29 0.17 ∧ Normal temperature coefficient of thermal expansion (× 10 -5 / ℃) 1.29 1.26 0.76 1.54 Evaluation Tg (℃) 175 178 145 193 Valence amount: 25 ℃ 1.35 1.42 -0.03 0.98 Not 100 ℃ 1.33 1.33 0.28 0.88 Yes 175 ℃ 1.25 1.20 0.61 0.59 ∨ 200 ℃ 0.46 0.31 0.44 0.11 240 ℃ -0.01 0.02 0.06 0.03

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明に従うと、−65℃〜240℃で
の反り量が小さいBGAパッケージを得ることができ、
温度サイクルテストによる不良が少なく高い信頼性を有
し、実装時のトラブルが小さい良好なBGAパッケージ
を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a BGA package having a small amount of warp at -65 ° C to 240 ° C.
It is possible to obtain a good BGA package which has few defects due to the temperature cycle test, has high reliability, and has less troubles during mounting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 トータルの収縮率と反り量りの関係を示すグ
ラフ。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between total shrinkage and warpage.

【図2】 175℃で成形し室温に戻した時の収縮の模
式図。
FIG. 2 is a schematic diagram of shrinkage when molded at 175 ° C. and returned to room temperature.

【図3】 反り評価の成形品と評価方法。FIG. 3 shows a warped evaluation molded product and an evaluation method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/29 C08G 59/32 C08G 59/62 H01L 23/31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23/29 C08G 59/32 C08G 59/62 H01L 23/31

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
全組成物100重量%に対して78〜93重量%の無機
充填材、及び硬化促進剤を必須成分とした樹脂組成物で
あって、エポキシ樹脂が下記式1及びフェノール樹脂硬
化剤が下記式2に示すものであり、該樹脂組成物の硬化
物が硬化収縮率0.15%以下、常温での熱膨張係数
0.8×10-5〜1.5×10-5/℃の特性を有するこ
とを特徴とするボール・グリッド・アレイ用樹脂組成
物。 【化1】 【化2】
1. An epoxy resin, a phenol resin curing agent,
A resin composition containing 78 to 93% by weight of an inorganic filler and 100% by weight of the total composition as an essential component, wherein an epoxy resin is represented by the following formula 1 and a phenol resin hardener.
The agent is represented by the following formula 2, and the cured product of the resin composition has a cure shrinkage of 0.15% or less and a thermal expansion coefficient of 0.8 × 10 −5 to 1.5 × 10 −5 at room temperature. A resin composition for a ball grid array, which has a characteristic of / ° C. [Chemical 1] [Chemical 2]
【請求項2】 上記の特性に加えて、硬化物のガラス転
移温度が180℃以上である請求項1記載のボール・グ
リッド・アレイ用の樹脂組成物。
2. The resin composition for a ball grid array according to claim 1, which has a glass transition temperature of 180 ° C. or higher in addition to the above characteristics.
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