JP4899243B2 - 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
- JP4899243B2 JP4899243B2 JP2001003184A JP2001003184A JP4899243B2 JP 4899243 B2 JP4899243 B2 JP 4899243B2 JP 2001003184 A JP2001003184 A JP 2001003184A JP 2001003184 A JP2001003184 A JP 2001003184A JP 4899243 B2 JP4899243 B2 JP 4899243B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- group
- organic compound
- 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
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims description 107
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims description 106
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 59
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 44
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 21
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 21
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 16
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 13
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 12
- PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N Stilbene Natural products C=1C=CC=CC=1/C=C/C1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000021286 stilbenes Nutrition 0.000 claims description 10
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 8
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 7
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 claims description 5
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims 1
- 239000005007 epoxy-phenolic resin Substances 0.000 claims 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- -1 dicyclopentadiene modified phenol Chemical class 0.000 description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 125000002529 biphenylenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C12)* 0.000 description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 9
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 8
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 4
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N o-cresol Chemical compound CC1=CC=CC=C1O QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- ODJUOZPKKHIEOZ-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan-2-yl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(C(C)(C)C=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 ODJUOZPKKHIEOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N biphenyl-4,4'-diol Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C=C1 VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XZSLGWCQEPZKBV-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)ethenyl]-4,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=CC(C)=C(O)C(C=CC=2C(=C(C)C=C(C)C=2)O)=C1 XZSLGWCQEPZKBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YMTYZTXUZLQUSF-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethylbisphenol A Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(C(C)(C)C=2C=C(C)C(O)=CC=2)=C1 YMTYZTXUZLQUSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YGYPMFPGZQPETF-UHFFFAOYSA-N 4-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)-2,6-dimethylphenol Chemical group CC1=C(O)C(C)=CC(C=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 YGYPMFPGZQPETF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AKRWBYMONJDTKS-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl)methyl]-2,3,6-trimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(CC=2C(=C(C)C(O)=C(C)C=2)C)=C1C AKRWBYMONJDTKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZZWZMUXHALBCQ-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)methyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(CC=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 AZZWZMUXHALBCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIRPHBPKRGXMJD-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)ethenyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C=C(C(O)=C(C)C=2)C(C)(C)C)=C1 QIRPHBPKRGXMJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTWMJYNGYCJIGR-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)ethenyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C=C(C)C(O)=C(C)C=2)=C1 WTWMJYNGYCJIGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HFISPWBCCFWMGP-UHFFFAOYSA-N 5-tert-butyl-4-(2-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)sulfanyl-2-methylphenol Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(SC=2C(=CC(O)=C(C)C=2)C(C)(C)C)=C1C(C)(C)C HFISPWBCCFWMGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VBORWCZUTKJHEO-UHFFFAOYSA-N 6-tert-butyl-2-[2-(3-tert-butyl-2-hydroxy-6-methylphenyl)ethenyl]-3-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(C(C)(C)C)C(O)=C1C=CC1=C(C)C=CC(C(C)(C)C)=C1O VBORWCZUTKJHEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 2
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- PEBXLTUWFWEWGV-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2-(2-phenylethenyl)benzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C=CC1=CC=CC=C1 PEBXLTUWFWEWGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPRYUXCVCCNUFE-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trimethylphenol Chemical compound CC1=CC(C)=C(O)C(C)=C1 BPRYUXCVCCNUFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSOYMOAPJZYXTB-UHFFFAOYSA-N 2,6-ditert-butyl-4-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(C=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 GSOYMOAPJZYXTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQOZJDNCADWEKH-UHFFFAOYSA-N 2-[3,3-bis(2-hydroxyphenyl)propyl]phenol Chemical class OC1=CC=CC=C1CCC(C=1C(=CC=CC=1)O)C1=CC=CC=C1O CQOZJDNCADWEKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000022 2-aminoethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QOZWIYOFSFEUJC-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-5-methylphenol Chemical group CC1=CC(O)=C(C(C)(C)C)C=C1C1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C=C1C QOZWIYOFSFEUJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NVVSVSWYKWRHED-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-[2-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)ethenyl]-6-methylphenol Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C=C(C(O)=C(C)C=2)C(C)(C)C)=C1 NVVSVSWYKWRHED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IYOJSNCIVRKWKJ-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-[2-(3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)ethenyl]phenol Chemical compound C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(C=CC=2C=C(C(O)=CC=2)C(C)(C)C)=C1 IYOJSNCIVRKWKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXBMYSARZYCCFQ-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-[2-(4-hydroxy-3-methylphenyl)ethenyl]-5-methylphenol Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C(=CC(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C)=C1 RXBMYSARZYCCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYTSPNXTMDPFOI-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-[2-(4-hydroxy-3-methylphenyl)ethenyl]-6-methylphenol Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C=C(C(O)=C(C)C=2)C(C)(C)C)=C1 QYTSPNXTMDPFOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropylurea Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(N)=O LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIFGCULLADMRTF-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-hydroxy-3-methylphenyl)methyl]-2-methylphenol Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(CC=2C=C(C)C(O)=CC=2)=C1 MIFGCULLADMRTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZDLEYNMGWZAEJ-UHFFFAOYSA-N 4-[1-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)ethyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound C=1C(C)=C(O)C(C)=CC=1C(C)C1=CC(C)=C(O)C(C)=C1 WZDLEYNMGWZAEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- STTIGCCTRAFVSP-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxy-3-methylphenyl)ethenyl]-2-methylphenol Chemical compound C1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C=C(C)C(O)=CC=2)=C1 STTIGCCTRAFVSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XIWOCLAUIGPSNG-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)ethenyl]-2,6-dimethylphenol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C(C)(C)C)C=C1C=CC1=CC(C)=C(O)C(C)=C1 XIWOCLAUIGPSNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQLLUZIHMVXWIJ-UHFFFAOYSA-N 6-tert-butyl-2-(3-tert-butyl-2-hydroxy-6-methylphenyl)-3-methylphenol Chemical group CC1=CC=C(C(C)(C)C)C(O)=C1C1=C(C)C=CC(C(C)(C)C)=C1O YQLLUZIHMVXWIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWEOAOVIPDYHKL-UHFFFAOYSA-N 6-tert-butyl-2-[2-(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)ethenyl]-3-methylphenol Chemical compound CC1=C(O)C(C)=CC(C=CC=2C(=C(C=CC=2C)C(C)(C)C)O)=C1 OWEOAOVIPDYHKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUDRHPQBSJNLSJ-UHFFFAOYSA-N 6-tert-butyl-2-[2-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)ethenyl]-3-methylphenol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C(C)(C)C)C=C1C=CC1=C(C)C=CC(C(C)(C)C)=C1O UUDRHPQBSJNLSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMXQRHVIUMSGLJ-UHFFFAOYSA-N O.[Bi]=O Chemical compound O.[Bi]=O RMXQRHVIUMSGLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAJIAAQXKDXBKI-UHFFFAOYSA-N [SiH4].CO[SiH](OC)OC Chemical compound [SiH4].CO[SiH](OC)OC QAJIAAQXKDXBKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical class C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- USFPINLPPFWTJW-UHFFFAOYSA-N tetraphenylphosphonium Chemical compound C1=CC=CC=C1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 USFPINLPPFWTJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐半田性に優れる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】
IC、LSI等の半導体素子の封止方法としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コスト、大量生産に適しており、採用されて久しく、信頼性の点でもエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂の改良により特性の向上が図られてきた。
しかし、近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集積化も年々進み、又、半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきている。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決できない問題点も出てきている。その最大の問題点は、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬、あるいはリフロー工程で急激に200℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体装置にクラックが発生したり、半導体素子、リードフレーム、インナーリード上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹脂組成物の硬化物の界面で剥離が生じ、信頼性が著しく低下する現象である。
【0003】
半田処理による信頼性低下を改善するために、エポキシ樹脂組成物中の無機充填材の充填量を増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨張化を達成し耐半田性を向上させるとともに、低溶融粘度の樹脂成分を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手法が一般的となりつつある。
一方、半田処理による信頼性において、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。この界面の接着力が弱いと、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。
【0004】
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―アミノプロピルトリエトキシシラン等の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、鉛フリー化による半田処理温度の上昇や、Ni、Ni−Pd、Ni−Pd−Au等のプリプレーティングフレームの出現等で、益々厳しくなっている耐半田性に対する要求に対して、これらのカップリング剤では充分に対応できなくなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、吸湿後の半田処理においても硬化物の半導体装置にクラックや基材との剥離が発生しない耐半田性に優れる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。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
[1] Ni、Ni−Pd、及び、Ni−Pd−Auから選ばれるプリプレーティングフレームを使用する半導体装置の封止に用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物及び/又は該有機化合物の加水分解物、(D)無機充填材、及び(E)硬化促進剤を必須成分とし、前記(A)エポキシ樹脂が、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、及び、一般式(2)で表されるエポキシ樹脂から選ばれる1種以上であり、前記(B)フェノール樹脂が、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、及び、一般式(3)で表されるフェノール樹脂から選ばれる1種以上であ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】
(式中、R3、R4は炭素数1〜6のアルキル基で、それらは同一もしくは異なっていても良い。nは0〜3の整数、mは0〜4の整数。pは平均値で1〜10の正数。)
【化3】
(式中、R5、R6は炭素数1〜6のアルキル基で、それらは同一もしくは異なっていても良い。nは0〜3の整数、mは0〜4の整数。pは平均値で1〜10の正数。)
[2]アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物が一般式(1)で示される化合物から選ばれる1種以上である第[1]項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【化4】
(式中、R1は炭素数1〜5のアルコキシ基、R2は炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のアルコキシ基である。mは平均値で1〜3の正数、nは1〜10の整数である。)
【0008】
[3]アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物及び/又は該有機化合物の加水分解物が、エポキシ樹脂及び/又はフェノール樹脂の全部又は一部に予め加熱混合されている第[1]又は[2]項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[4]無機充填材が、アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物及び/又は該有機化合物の加水分解物で予め表面処理されたものである第[1]、[2]、又は[3]項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
[5]第[1]〜[4]記載のいずれかの半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、Ni、Ni−Pd、及び、Ni−Pd−Auから選ばれるプリプレーティングフレームと半導体素子を封止してなることを特徴とする、Ni、Ni−Pd、及び、Ni−Pd−Auから選ばれるプリプレーティングフレームを使用する半導体装置、
である。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂、ビスフェノールA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、ビフェニレン骨格等を有する)、オルソ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、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、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、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。又、これらは単独でも2種類以上併用して用いても良い。耐湿信頼性向上のために、本発明に使用されるエポキシ樹脂中に含まれる塩素イオン、ナトリウムイオン、その他フリーのイオンは、極力少ないことが望ましい。
これらの内では、無機充填材の充填量を増加できる結晶性エポキシ樹脂、又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。
【0010】
結晶性エポキシ樹脂の内では、融点が150℃以下のものが好ましい。150℃を越えると、溶融混練時に十分に融解しないので均一分散できず、この溶融混合物を用いたエポキシ樹脂組成物の成形品は不均一となり、強度が各部分によって異なるために半導体装置の性能が低下する可能性がある。これらの条件を満たす結晶性エポキシ樹脂としては、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等が挙げられる。
【0011】
ビフェニル型エポキシ樹脂としては、例えば、一般式(4)で示されるものが挙げられる。
【化7】
(式中、R7は炭素数1〜6のアルキル基で、それらは同一もしくは異なっていてもよい。mは0〜4の整数)
具体例としては、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルビフェニル、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−5,5’−ジメチルビフェニル、又は4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラターシャリブチルビフェニル等(置換位置の異なる異性体を含む)のグリシジルエーテル化物が挙げられる。
【0012】
ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、一般式(5)で示されるものが挙げられる。
【化8】
具体例としては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,5−トリメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3’−ターシャリブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、又はビス(2−ターシャリブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド等のグリシジルエーテル化物が挙げられる。
【0013】
スチルベン型エポキシ樹脂としては、例えば、一般式(6)で示されるものが挙げられる。
【化9】
(式中、R10は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基で、それらは同一もしくは異なっていてもよい。R11は炭素数1〜6のアルキル基で、それらは同一もしくは異なっていてもよい。mは0〜4の整数)
具体例としては、3−ターシャリブチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,3’−ジメチルスチルベン、3−ターシャリブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,6−ジメチルスチルベン、3−ターシャリブチル−2,4’−ジヒドロキシ−3’,5’,6−トリメチルスチルベン、3−ターシャリブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5’,6−トリメチルスチルベン、3−ターシャリブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5,5’−トリメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルスチルベン、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルスチルベン、2,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルスチルベン、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−5,5’−ジメチルスチルベン、又は4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラターシャリブチルスチルベン等(置換位置の異なる異性体を含む)のグリシジルエーテル化物が挙げられる。
【0014】
これらの内では、入手のし易さ、性能、原料価格等の点から、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニル、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,5−トリメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(2−ターシャリブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルフィドのグリシジルエーテル化物(以上7種のエポキシ樹脂を、以下a群という)、3−ターシャリブチル−2,4’−ジヒドロキシ−3’,5’,6−トリメチルスチルベン、3−ターシャリブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5’,6−トリメチルスチルベン、3−ターシャリブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5,5’−トリメチルスチルベンのグリシジルエーテル化物(以上3種のエポキシ樹脂を、以下b群という)、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルスチルベン、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルスチルベン、2,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−6,6’−ジメチルスチルベン、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルスチルベン、又は4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジターシャリブチル−5,5’−ジメチルスチルベンのグリシジルエーテル化物(以上6種のエポキシ樹脂を、以下c群という)から選ばれる1種以上が好ましい。
【0015】
a群の内、ビフェニル型エポキシ樹脂では、低粘度化効果が大きく、且つ反応性に富む4,4’−ジヒドロキシビフェニルの骨格が含まれているものが特に好ましい。その他のa群では、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(2−ターシャリブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルフィドのグリシジルエーテル化物が特に好ましい。
又、スチルベン型エポキシ樹脂では、b群から選ばれる1種以上と、c群から選ばれる1種以上との混合物が、融点が低くなるため好ましい。これらの混合比、混合方法等は特に限定しない。例えば、スチルベン型エポキシ樹脂の原料であるスチルベン型フェノール類をグリシジルエーテル化する前に混合しておいたり、両方のスチルベン型エポキシ樹脂を溶融混合する方法等がある。
【0016】
ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂の内では、一般式(2)で示されるものが好ましい。一般式(2)のエポキシ樹脂は、1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂であり、エポキシ基間にビフェニレン骨格を有することを特徴とする。一般式(2)のエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、架橋密度が低いため可撓性が高く、かつ疎水性の構造を多く含むことから吸湿率が低いため、エポキシ樹脂組成物の成形時の熱応力、あるいは成形品である半導体装置の吸湿後の半田処理における発生応力が低減されるので、耐半田性が向上する。一方、エポキシ基間の疎水性構造が剛直なビフェニレン骨格であることから、架橋密度が低い割には耐熱性の低下が少ないという特徴を有しているので、熱時強度の低下が少ない。
一般式(2)のエポキシ樹脂の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【化10】
【0017】
本発明に用いられるフェノール樹脂としては、分子内にフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、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、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエ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、ビフェニレン骨格等を有する)、ナフトールアラルキル樹脂(フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。又、これらは単独でも2種類以上併用して用いても良い。耐湿信頼性向上のためには、フェノール樹脂中に含まれる塩素イオン、ナトリウムイオン、その他フリーのイオンは、極力少ないことが望ましい。
【0018】
これらの内では、一般式(3)で示されるフェノール樹脂が好ましい。一般式(3)のフェノール樹脂は、1分子中にフェノール性水酸基を2個以上有するフェノール樹脂であり、フェノール性水酸基間にビフェニレン骨格を有することを特徴とする。エポキシ樹脂と一般式(3)のフェノール樹脂とを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は、架橋密度が低いため可撓性が高く、かつ疎水性の構造を多く含むことから吸湿率が低いため、エポキシ樹脂組成物の成形時の熱応力、あるいは成形品である半導体装置の吸湿後の半田処理における発生応力が低減されるので、耐半田性が向上する。一方、フェノール性水酸基間の疎水性構造が剛直なビフェニレン骨格であることから、架橋密度が低い割には耐熱性の低下が少ないという特徴を有しているので、熱時強度の低下が少ない。
一般式(3)で示されるフェノール樹脂の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【化11】
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。0.5〜2.0の範囲を外れると、硬化性、耐湿信頼性等が低下する可能性がある。
【0019】
本発明のアルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物と、アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物の加水分解物からなる群から選ばれる1種以上は、シランカップリング剤として用いられる。一般的にシランカップリング剤はアルコキシシリル基と有機官能基を同一分子内に有することを特徴とする化合物であるが、本発明のアルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物は、有機官能基としてイソシアネート基を有することを特徴とする。イソシアネート基はリードフレーム等の基材、特に銅リードフレームやNi、Ni−Pd、Ni−Pd−Au等のプリプレーティングフレーム等と反応し易いため、半導体装置内部の各種基材とエポキシ樹脂組成物の硬化物との密着性を向上させるので耐半田クラック性が改善される。従来からアミノ基を有する化合物を使用すると耐半田クラック性が向上することが知られているが、アミノ基は反応性が高いため、エポキシ樹脂組成物の保存性を低下させるという欠点があった。しかし本発明のシランカップリング剤では、各種基材との反応性がアミノ基と同等ながら、エポキシ樹脂組成物の保存性が損なわれないといった特徴を持つ。アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物としては、アルコキシシリル基の加水分解性や保存性の観点から、一般式(1)で示される化合物から選ばれる1種以上が好ましい。
【0020】
本発明のアルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物の加水分解物は、予めアルコキシ基が加水分解されているため、容易に無機充填材や各種基材表面の水酸基と水素結合あるいは共有結合を形成し、耐半田性を向上させることが可能となる。加水分解の方法としては、特に限定するものではないが、例えば、アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物と純水を混合し、混合物が2層に分離しなくなるまで十分攪拌混合する方法等が挙げられる。
【0021】
本発明のシランカップリング剤は、他のシランカップリング剤と併用できる。併用できるシランカップリング剤としては、1分子中にアルコキシシリル基と、エポキシ基等の有機官能基を有するシラン化合物全般を指し、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有するシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル基を有するシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン等のメタクリル基を有するシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。又、これらは単独でも2種類以上併用して用いても良い。
本発明のシランカップリング剤の配合量としては、全エポキシ樹脂組成物中に0.05〜2重量%が好ましく、特に0.1〜0.4重量%が好ましい。
【0022】
通常、カップリング剤はインテグラルブレンドによりエポキシ樹脂組成物中に混合されるが、本発明のシランカップリング剤は、予めエポキシ樹脂やフェノール樹脂の全部又は一部に加熱混合しても良い。本発明のシランカップリング剤は、半導体装置の内部に存在する各種基材とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面での親和性の向上や、化学結合の形成による界面の接着性の向上にも効果がある。この場合は、配合されたシランカップリング剤が、エポキシ樹脂組成物の成形時に各種基材との界面に効率的に移行しやすいことが必要になる。このために有効な手法が、本発明のシランカップリング剤を予め樹脂成分に加熱混合させる方法である。
【0023】
又、本発明のシランカップリング剤は、無機充填材表面に存在することにより、無機充填材とエポキシ樹脂組成物中の有機成分を化学的に結合させ、界面の接着性の向上に有効であると考えられる。このように無機充填材と有機成分との界面の接着性を向上させるためには、本発明のシランカップリング剤が無機充填材表面に存在すること、より好ましくは吸着又は固定化していることが必要で、このため、本発明のシランカップリング剤で無機充填材表面を処理すると、界面の接着性が向上するので、熱時強度や耐半田性の向上に効果がある。
無機充填材表面に本発明のシランカップリング剤を処理する方法としては、例えば、攪拌している無機充填材にシランカップリング剤、あるいはそのアルコール等の溶液を噴霧し、更に攪拌を行った後、室温に放置したり、あるいは加熱することにより表面処理無機充填材を得る方法等を挙げることができる。
又、表面処理した無機充填材を用いる他に、本発明のシランカップリング剤をインテグラルブレンド又は樹脂成分と予め加熱混合する手法とを併用しても良い。
【0024】
本発明に用いられる無機充填材の種類については特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。例えば、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、2次凝集シリカ、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラス繊維等が挙げられ、これらは単独でも2種類以上併用して用いても良い。特に溶融球状シリカが好ましい。形状は限りなく真球状であることが好ましく、又、粒子の大きさの異なるものを混合することにより充填量を多くすることができる。
無機充填材の含有量としては、全エポキシ樹脂組成物中に65〜94重量%が好ましく、より好ましくは75〜91重量%である。65重量%未満だと、無機充填材による補強効果が十分に発現せず、且つ吸湿要因である樹脂成分の配合量が多くなるので、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿量が増大してしまうため、半田処理時に半導体装置にクラックが発生しやすくなる可能性がある。94重量%を越えると、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、成形時に充填不良やチップシフト、パッドシフト、ワイヤースイープが発生しやすくなる可能性がある。
【0025】
本発明に用いられる硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応を促進するものであれば良く、例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。又、これらは単独でも2種類以上併用して用いても良い。
【0026】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜(E)成分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化剤、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配合することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜(E)成分、及びその他の添加剤等をミキサーを用いて混合後、熱ロール、加熱ニーダー、押出機等の混練機で溶融混練し、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。特に、本発明のエポキシ樹脂組成物は、半田処理温度が従来よりも高い場合や、Ni、Ni−Pd、Ni−Pd−Au等のプリプレーティングフレームを用いた半導体装置に適している。
【0027】
以下、本発明を実施例で具体的に説明するが、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。
実施例1
【化12】
【0028】
【化13】
【0029】
【化14】
【0030】
をミキサーを用いて常温で混合した後、表面温度が90℃と45℃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を以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
【0031】
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の金型を用いて、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒で測定した。単位はcm。
熱時強度:240℃での曲げ強さをJIS K 6911に準じて測定した。単位はN/mm2。
耐半田性:トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、射出圧力7.4MPa、硬化時間120秒で100ピンTQFP(パッケージサイズは14×14mm、厚み1.4mm、シリコンチップサイズは8.0×8.0mm、リードフレームはNi−Pd−Au製)を成形し、175℃、8時間で後硬化させた。得られたパッケージを85℃、相対湿度85%の環境下で72時間又は168時間放置し、その後260℃の半田槽に10秒間浸漬した。顕微鏡で外部クラックを観察し、クラック発生率[(クラック発生パッケージ数)/(全パッケージ数)×100]を%で表示した。又、チップとエポキシ樹脂組成物の硬化物との剥離面積の割合を超音波探傷装置を用いて測定し、剥離率[(剥離面積)/(チップ面積)×100]として、5個のパッケージの平均値を求め、%で表示した。
【0032】
(実施例2〜4、参考例5、実施例6〜9、比較例1〜3)
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。結果を表1に示す。なお実施例1以外で用いたエポキシ樹脂、フェノール樹脂、加水分解物、加熱混合物、表面処理した無機充填材の詳細を以下に示す。
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量196、軟化点55℃)、・式(10)のスチルベン型エポキシ樹脂を主成分とする樹脂(エポキシ当量187、融点110℃)、
【化15】
【0033】
・式(11)のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂(エポキシ当量272、軟化点58℃)、
【化16】
【0034】
・式(12)のフェノールアラルキル樹脂(水酸基当量200、軟化点65℃)、
【化17】
・フェノールノボラック樹脂(水酸基当量105、軟化点105℃)
【0035】
・式(13)のシランカップリング剤(以下、シランカップリング剤Bという)
【化18】
【0036】
[加水分解物の製造例]
シランカップリング剤Aと純水を重量比80:20で混合し、この混合物が2層に分離しなくなるまで十分攪拌混合し、加水分解物Aを得た。
【0037】
[加熱混合物の製造例]
(溶融混合物A)
式(7)のビフェニル型エポキシ樹脂を主成分とする樹脂6.2重量部と式(8)のフェノールアラルキル樹脂5.7重量部を110℃で完全に溶融混合させた後、シランカップリング剤Aを0.4重量部加えて溶融混合物Aを得た。
(溶融混合物B)
式(8)のフェノールアラルキル樹脂5.7重量部を110℃で完全に溶融させた後、シランカップリング剤Bを0.2重量部加えて溶融混合物Bを得た。
【0038】
[表面処理した無機充填材の製造例]
(処理シリカA)
溶融球状シリカ87重量部をミキサーで攪拌しながら、シランカップリング剤Aを0.4重量部滴下し加えた。そのまま攪拌を15分間継続したのち、室温で8時間放置し、処理シリカAを得た。
(処理シリカB)
溶融球状シリカ87重量部をミキサーで攪拌しながら、シランカップリング剤Bを0.2重量部滴下し加えた。そのまま攪拌を15分間継続したのち、70℃で2時間加熱し、処理シリカBを得た。
【表1】
【0039】
【発明の効果】
本発明に従うと、熱時強度に優れ、半導体素子、リードフレーム等の各種部材との接着性、基板実装時の耐半田性、特に半田処理温度が従来よりも高い場合の耐半田性に優れ、又Ni、Ni−Pd、Ni−Pd−Au等のプリプレーティングフレームとの密着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が得られる。
Claims (5)
- Ni、Ni−Pd、及び、Ni−Pd−Auから選ばれるプリプレーティングフレームを使用する半導体装置の封止に用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物及び/又は該有機化合物の加水分解物、(D)無機充填材、及び(E)硬化促進剤を必須成分とし、前記(A)エポキシ樹脂が、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、及び、一般式(2)で表されるエポキシ樹脂から選ばれる1種以上であり、前記(B)フェノール樹脂が、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、及び、一般式(3)で表されるフェノール樹脂から選ばれる1種以上であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物及び/又は該有機化合物の加水分解物が、エポキシ樹脂及び/又はフェノール樹脂の全部又は一部に予め加熱混合されている請求項1又は2記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 無機充填材が、アルコキシシリル基とイソシアネート基を同一分子内に有する有機化合物及び/又は該有機化合物の加水分解物で予め表面処理されたものである請求項1、2、又は3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜4記載のいずれかの半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、Ni、Ni−Pd、及び、Ni−Pd−Auから選ばれるプリプレーティングフレームと半導体素子を封止してなることを特徴とする、Ni、Ni−Pd、及び、Ni−Pd−Auから選ばれるプリプレーティングフレームを使用する半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001003184A JP4899243B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 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 |
---|---|---|---|
JP2001003184A JP4899243B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002206021A JP2002206021A (ja) | 2002-07-26 |
JP4899243B2 true JP4899243B2 (ja) | 2012-03-21 |
Family
ID=18871572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001003184A Expired - Fee Related JP4899243B2 (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4899243B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4542990B2 (ja) | 2003-03-05 | 2010-09-15 | 株式会社Nbcメッシュテック | 光触媒体 |
US7611782B2 (en) | 2003-08-26 | 2009-11-03 | Japan As Represented By The President Of National Cardiovascular Center | Titanium oxide complex and production method thereof, and medical material using the same |
CN1301296C (zh) * | 2004-06-14 | 2007-02-21 | 江苏中电华威电子股份有限公司 | 一种环氧树脂组合物 |
JP4858359B2 (ja) * | 2007-08-28 | 2012-01-18 | パナソニック電工株式会社 | プリプレグ用エポキシ樹脂組成物、それを用いたプリプレグ、積層板、プリント配線板 |
JP6611861B2 (ja) * | 2018-05-30 | 2019-11-27 | 京セラ株式会社 | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品 |
JP7463845B2 (ja) | 2020-05-22 | 2024-04-09 | 住友ベークライト株式会社 | フェノキシ樹脂およびその用途 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3192953B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2001-07-30 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料及びその製造方法 |
JPH10120761A (ja) * | 1996-10-17 | 1998-05-12 | Hitachi Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物、封止用成形材料及び電子部品 |
JPH11158354A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-15 | Toshiba Chem Corp | 封止用樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置 |
JP3388537B2 (ja) * | 1998-05-15 | 2003-03-24 | 信越化学工業株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP2000281751A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
-
2001
- 2001-01-11 JP JP2001003184A patent/JP4899243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002206021A (ja) | 2002-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2006098425A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4692885B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4899243B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2002293885A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2002012742A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4706089B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2003105059A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4830202B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2002241583A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4568985B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4639463B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2001240726A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2000281751A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4742414B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4400124B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2000273280A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4595194B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2001247749A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2001240724A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2000273277A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2001247653A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2002256061A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2005281584A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2005264042A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4352852B2 (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: 20071107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100601 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110412 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110525 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110930 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20111116 |
|
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: 20111206 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4899243 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: 20150113 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |