JP4380292B2 - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
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Description
一方、半田処理後の信頼性において、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体装置内部に存在する半導体素子やリードフレーム等の基材との界面の接着性は非常に重要になってきている。界面での接着力が弱いと半田処理後の基材との界面で剥離が生じ、更にはこの剥離に起因し半導体装置にクラックが発生する。
従来から耐半田性の向上を目的として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン等のシランカップリング剤がエポキシ樹脂組成物中に添加されてきた。しかし近年、実装時のリフロー温度の上昇や、鉛フリーハンダに対応しNi−Pd、Ni−Pd−Au等のプリプレーティングフレームの出現等、益々厳しくなっている耐半田性に対する要求に対して、これらのシランカップリング剤だけでは充分に対応できなくなっている。
その対処法として、アルコキシシランカップリング剤によりリードフレームの表面処理をする方法(例えば、特許文献1参照。)やトリアジン化合物を添加した樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置(例えば、特許文献2及び特許文献3参照。)などが提案されている。しかしながら、前者のシランカップリング剤は、熱時安定性が悪く耐半田処理において密着向上効果が低下する欠点があり、また、後者の化合物は樹脂との反応性が低いために密着付与剤としての効果が少ないことがわかっていた。
[1](A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機質充填材及び(E)式(1)で表される2−アミノ−4、6−ジメルカプト−s−トリアジンを含み、前記式(1)で表される化合物が、樹脂組成物に対して0.004〜2重量%の割合で含有されることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
である。
以下、本発明について詳細に説明する。
半導体装置の耐半田性を向上させることを目的に、エポキシ樹脂組成物中の無機質充填材の配合量を増大させ、得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物の低吸湿化、低熱膨張化、高強度化を達成させる場合には、常温で結晶性を示し融点を越えると極めて低粘度の液状となる結晶性エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中に30重量%以上用いることが特に好ましい。
全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノール樹脂のフェノール性水酸基との当量比としては、好ましくは0.5〜2.0、特に好ましくは0.7〜1.5である。上記範囲を外れると、硬化性、耐湿信頼性等が低下する可能性がある。
無機質充填材の配合量を多くする場合、溶融シリカを用いるのが一般的である。溶融シリカは、破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状のものを主に用いる方が好ましい。更に溶融球状シリカの配合量を多くするためには、溶融球状シリカの粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。無機質充填材は、予めシランカップリング剤等で表面処理されているものを用いてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等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成形方法で硬化成形すればよい。
実施例1
0.2重量部
溶融球状シリカ(平均粒径28μm) 85.0重量部
カーボンブラック 0.3重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が90℃と25℃の2本ロールを用いて混練し、冷却後粉砕して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の特性を以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
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の金型を用いて、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で測定した。単位はcm。
密着強度:トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒の条件で、リードフレーム上に2mm×2mm×2mmの密着強度試験片を1水準当たり10個成形した。リードフレームには銅フレームに銀メッキしたもの(フレーム1)とNiPd合金フレームに金メッキしたもの(フレーム2)の2種類を用いた。その後、自動せん断強度測定装置(DAGE社製、PC2400)を用いて、エポキシ樹脂組成物の硬化物とリードフレームとのせん断強度を測定した。10個の試験片のせん断強度の平均値を表1に示す。単位はN/mm2。
耐半田性:176ピンLQFPパッケージ(パッケージサイズは24×24mm、厚み2.0mm、シリコンチップのサイズは、8.0×8.0mm、リードフレームは176pinプリプレーティングフレーム、NiPd合金にAuメッキ加工したもの。)を、金型温度175℃、注入圧力9.3MPa、硬化時間120秒の条件でトランスファー成形し、175℃で8時間の後硬化をした。得られたパッケージを85℃、相対湿度60%の環境下で168時間加湿処理した。その後このパッケージを260℃の半田槽に10秒間浸漬した。半田処理を行ったパッケージを超音波探傷装置を用いて観察し、チップ(SiNコート品)とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面に剥離が発生した剥離発生率[(剥離発生パッケージ数)/(全パッケージ数)×100]を%で表示した。
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、実施例1と同様にして評価した。これらの結果を表1に示す。用いたエポキシ樹脂およびフェノール樹脂の詳細は表2に示す。
また、比較例3では、2−アミノ−4、6−ジメルカプト−s−トリアジンの替わりに式(4)で示される2−ジブチルアミノ−4,6−メルカプト−s−トリジンを用いた。
Claims (2)
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