JP3867956B2 - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3867956B2 JP3867956B2 JP2001356844A JP2001356844A JP3867956B2 JP 3867956 B2 JP3867956 B2 JP 3867956B2 JP 2001356844 A JP2001356844 A JP 2001356844A JP 2001356844 A JP2001356844 A JP 2001356844A JP 3867956 B2 JP3867956 B2 JP 3867956B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- silicone oil
- coupling agent
- semiconductor
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置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は、主にエポキシ樹脂組成物で封止されている。これらのエポキシ樹脂組成物には、低圧トランスファ―成形における良好な流動性と成形性、生産性向上のための速硬化性、これらを用いて得られた半導体装置には高い耐半田性が要求されている。
【0003】
成形性、特にエポキシ樹脂組成物の充填性を向上させるためには、エポキシ樹脂組成物の粘度を低減させ流動性を高めることが必要である。又耐半田性を向上させるには、封止材料であるエポキシ樹脂組成物の硬化物には低吸水化及び高温時の高強度化が必須である。成形性と耐半田性の改善が同時に求められており、耐半田性向上のため低吸水化及び高強度化に、無機充填剤量を増量した場合(例えば、特開平10-204261号公報、特開平10-25335号公報)、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇し、成形性、特に充填性の大幅な低下がおこり、耐半田性と成形性の両立が困難となる。更に耐半田性向上のために、縮合多環芳香族系樹脂やナフトール型樹脂を使用する場合(例えば、特開平10-226746号公報、特開平9-291128号公報)もあるが、成形時の流動性の低下や硬化性の低下という問題が発生し、成形性に問題が生じる。このため、成形性と耐半田性の両立が強く求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流動性、成形性、耐半田性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置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、
[1](A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機充填材、及び(E)一般式(1)から選ばれるシリコーンオイル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、
【化2】
[2]カップリング剤が成分として含まれる第[1]項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[3]無機充填材が、一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルとカップリング剤とを混合させたもので予め表面処理される第[2]項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[4]第[1]項〜第[3]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるエポキシ樹脂としては、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分子構造は特に限定するものではないが、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性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、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ジフェニレン骨格等を有する)等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。これらの中では、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノールノボラック型エポキシ等が特に望ましい。
【0007】
本発明に用いるフェノール樹脂としては、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、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、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキル樹脂(フェニレン骨格、ジフェニレン骨格等を有する)等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。これらの内では、特にフェノ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、フェノールアラルキル樹脂、テルペン変性フェノール樹脂等が好ましい。
【0008】
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合量としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数と全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比が0.8〜1.3であることが好ましく、この範囲を外れると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のガラス転移温度の低下、耐湿信頼性の低下等が生じる可能性がある。
【0009】
本発明に用いる硬化促進剤としては、エポキシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるものであればよく、一般に封止材料に使用するものを使用することができる。例えば、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、2−メチルイミダゾール、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、ベンゾキノンをアダクトしたトリフェニルホスフィン等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
【0010】
本発明に用いる無機充填材としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ、最も好適に使用されるものとしては、球状の溶融シリカである。これらの無機充填剤は、単独でも混合して用いても差し支えない。またこれらがカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。
【0011】
本発明において使用する一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルは、Siの重合度が最大7のものであり、従来から使用されているシリコーンオイルより極端に分子量が小さく、そのことが高分子界面活性剤として効果的に作用する。すなわち分子量が小さいため粘度も低く、固体の表面に容易に展開するのである。これらのシリコーンオイルが無機充填材の表面に付着することにより、無機充填材の粒子間の摩擦を小さくし、また無機充填材と樹脂との混ざりを良くし、さらに他の液剤の分散性を向上させることにより半導体封止用エポキシ樹脂組成物の粘度を低減させ、良好な流動性を発現させるものであり、分散性が上がることから耐半田クラック試験でのクラックの発生起点となりえる凝集物が少なくなり、結果耐半田クラック性も向上する。また、特にカップリング剤を無機充填材に表面処理する場合、表面に均一に処理する必要があるが、カップリング剤のみを混合しても均一に処理することは難しかった。しかしながら、これらのシリコーンオイルを併用すると均一に処理することが可能となり、その結果さらに流動性、硬化性、強度が大きく向上した半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られる。
【0012】
本発明において一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルは、1種類を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。また、一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルの配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中0.01〜5重量%が望ましく、より好ましくは0.05〜3重量%である。下限値を下回ると十分な流動性が得られない可能性があり、上限値を超えると、硬化性、耐半田性が低下する可能性がある。
【0013】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルを必須成分とするが、必要に応じてカップリング剤を添加しても良い。本発明において使用するカップリング剤は、一般に使用されているカップリング剤をさす。例えばシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられるが、最も好適に使用されるものとしてはシランカップリング剤である。カップリング剤の配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中0.01〜5重量%が望ましく、より好ましくは0.05〜3重量%である。下限値を下回ると十分な流動性や強度が得られない可能性があり、上限値を超えると、吸水率が増加する可能性がある。
【0014】
本発明においては、無機充填材を、一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルとカップリング剤とを混合させたもので予め表面処理しても良い。この場合の一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルとカップリング剤の配合量は、特に限定されないが、カップリング剤100重量部に対して0.01重量部以上あれば充分である。下限値を下回ると十分な分散性が得られない可能性がある。
【0015】
本発明において一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルとカップリング剤とを混合したものを無機充填材の表面処理に使用する場合の方法としては、特に限定されないが、例えばシリコーンオイルとカップリング剤の混合溶液を無機充填剤と攪拌混合し、混合機から取り出して常温にて1日以上放置する方法が有効である。反応をより進めるために攪拌混合する時に混合機内の温度を50〜150℃に加熱するか、あるいは常温で攪拌混合し混合機から取り出した後に50〜150℃加熱する方法も有効である。
シリコーンオイルとカップリング剤の混合溶液を無機充填剤と攪拌混合する混合機としては、特に限定しないが、例えばボールミル、ヘンシェルミキサー、Vブレンダーやダブルコーンブレンダー等のブレンダー類、コンクリートミキサーやリボンブレンダー等が使用できる。
【0016】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、一般式(1)から選ばれるシリコーンオイルを必須成分とし、必要に応じてカップリング剤を添加するが、更にこれ以外に、カーボンブラック等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤、ゴム等の低応力添加剤、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、赤燐、水酸化アルミニウム等の難燃剤等、種々の添加剤を適宜配合しても差し支えない。
【0017】
又、本発明のエポキシ樹脂組成物は、ミキサー等を用いて原料を充分に均一に混合した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。
【0018】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
なお、実施例、及び比較例で用いたシリコーンオイル、及び表面処理溶融球状シリカの内容について、以下に示す。
シリコーンオイル1:式(2)で示されるシリコーンオイル
【化3】
シリコーンオイル2:式(3)で示されるシリコーンオイル
【化4】
シリコーンオイル3:式(4)で示されるシリコーンオイル
【化5】
シリコーンオイル4:式(5)で示されるシリコーンオイル
【化6】
表面処理溶融球状シリカ1:平均粒径27μmの溶融球状シリカ100重量部に対し、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランカップリング剤0.5重量部とシリコーンオイル1、0.0005重量部を混合した溶液を添加、攪拌混合し、混合機から取り出して3日常温放置した表面処理したシリカ
表面処理溶融球状シリカ2:平均粒径27μmの溶融球状シリカ100重量部に対し、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランカップリング剤0.5重量部を添加、攪拌混合し、混合機から取り出して3日常温放置した表面処理したシリカ
【0019】
実施例1
を混合し、熱ロールを用いて、95℃で8分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
【0020】
評価方法
スパイラルフロー:EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、金型温度175℃、圧力6.9MPa、硬化時間120秒で測定した。単位はcm。
硬化性:(株)オリエンテック・製、JSRキュラストメーターIVPSを用いて、ダイスの直径35mm、振幅角1°、成形温度175℃、成形開始90秒後のトルク値を測定した。数値が小さい程硬化が遅い。単位はN・m。
熱時曲げ強度・熱時曲げ弾性率:260℃での曲げ強度・曲げ弾性率をJISK 6911に準じて測定した。単位はともにN/mm2。
耐半田性:低圧トランスファー成形機を用いて成形温度175℃、圧力8.3MPa、硬化時間120秒で80pQFP(チップサイズ6.0mm×6.0mm)を成形し、アフターベークとして175℃、8時間処理した後、85℃、相対湿度85%で120時間の吸湿処理を行った後、260℃のIRリフロー処理を行った。パッケージ内部の剥離やクラックを超音波探傷機で確認した。10個のパッケージ中の不良パッケージ数を示す。
【0021】
実施例2〜7、比較例1〜5
表1の配合に従い、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】
本発明に従うと、流動性、硬化性、成形性、耐半田性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び半導体装置を得ることができる。
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001356844A JP3867956B2 (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 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 |
---|---|---|---|
JP2001356844A JP3867956B2 (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003155393A JP2003155393A (ja) | 2003-05-27 |
JP3867956B2 true JP3867956B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=19168289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001356844A Expired - Fee Related JP3867956B2 (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3867956B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4539118B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2010-09-08 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP2005336362A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP4581793B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-11-17 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP6436107B2 (ja) * | 2015-03-10 | 2018-12-12 | 住友ベークライト株式会社 | 封止用樹脂組成物、電子部品の製造方法、および電子部品 |
WO2019226842A1 (en) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Oil-bleed self-bonding liquid silicone rubber composition |
-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001356844A patent/JP3867956B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003155393A (ja) | 2003-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008098620A (ja) | システムインパッケージ型半導体装置用の樹脂組成物セット | |
JP4779270B2 (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法 | |
JP3867956B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4961635B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP3919162B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP3109399B2 (ja) | Tab封止用エポキシ樹脂組成物及びtab装置 | |
JP2003327666A (ja) | エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 | |
JP4539118B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2003213095A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JPH11116775A (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびその製法 | |
JP3973139B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2002194064A (ja) | 半導体封止用樹脂組成物、およびそれを用いた半導体装置 | |
JP2006001986A (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2690795B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
JP4296820B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP3976390B2 (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製法およびそれによって得られた半導体封止用エポキシ樹脂組成物ならびに半導体装置 | |
JP2002105239A (ja) | 表面処理無機充填剤、エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2004256729A (ja) | エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 | |
JP4254265B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP3478380B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JPH05156126A (ja) | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 | |
JP2003201416A (ja) | 表面処理無機充填材、エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2003277583A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2004256648A (ja) | エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 | |
JP2000212397A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061002 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061006 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061006 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3867956 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091020 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131020 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |