JP5552089B2 - 封止用樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明に用いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ樹脂を有するものであれば、分子構造、分子量等に制限されることなく一般に電子部品の封止材料と使用されているものを広く用いることができる。具体的には、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、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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等の複素環型エポキシ樹脂、ビフェニル型またはスチルベン型二官能エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素変性エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂等を使用することができる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
(d/100) ≦ [0.5×(e/100)] + 0.45 …(1)
(p‐メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2‐ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン等の有機ホスフィン化合物;テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等のテトラ‐またはトリフェニルボロン塩等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。この硬化促進剤の配合量は、組成物全体の0.01〜5質量%となる範囲が好ましい。配合量が組成物全体の0.01質量%未満では、硬化性の向上にあまり効果がなく、逆に5質量%を超えると、組成物の流動性、電気特性、耐湿性等が低下する。
エポキシ樹脂としてo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂CNE−200ELD−70(長春人造社製 商品名;エポキシ当量200)15.0部、フェノール樹脂としてフェノールノボラック樹脂BRG−5575(昭和電工(株)製 商品名;水酸基当量104)9.0部、多価アルコール型非イオン性分散剤としてポリグリセリン縮合リシノレートのチラバゾールD−818M(太陽化学(株)製 商品名;グリセリン平均重合度6、Mw=3600)0.2部、水酸化アルミニウムBW−103(日本軽金属(株)製 商品名;平均粒径10μm、最大粒径50μm、250℃における重量減少率4.2重量%、金属イオン性不純物(ナトリウムイオン)濃度200ppm)9.0部、水酸化アルミニウム以外の無機充填剤として溶融シリカFB−105(電気化学工業(株)製 商品名;平均粒径11μm)40.0部及び溶融シリカF−175(福島窯業(株)製 商品名;平均粒径14μm)25.0部、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンPP−200(北興化学(株)製 商品名)0.9部、シランカップリング剤S−510(チッソ(株)製 商品名)0.3部、着色剤としてカーボンブラックMA−600(三菱化学(株)製 商品名)0.3部、並びに離型剤としてカルナバワックス1号(東洋ペトロ(株)製)0.3部を常温でドライブレンドした後、樹脂温度90〜95℃で加熱混練し、冷却後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造した。この組成物における水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
多価アルコール型非イオン性分散剤としてポリグリセリン縮合リシノレートのチラバゾールH−818(太陽化学(株)製 商品名;Mw=4000)を0.2部用いた以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物における水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
多価アルコール型非イオン性分散剤としてトリグリセリルペンタステアレートのリケマールAZ−01(理研ビタミン(株)製 商品名)を0.2部用いるとともに、水酸化アルミニウムBW−103(商品名)の配合量を10.0部、溶融シリカFB−105(商品名)の配合量を39.5部、溶融シリカF−175(商品名)の配合量を24.5部とした以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物の水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
水酸化アルミニウムとしてALH(河合石灰工業(株)製 商品名;平均粒径8μm、最大粒径50μm、250℃における重量減少率0.4重量%、金属イオン性不純物(ナトリウムイオン)濃度200ppm)を9.0部用いた以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物の水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂CNE−200ELD−70(商品名)を8.0部、フェノールノボラック樹脂BRG−5575(商品名)を5.0部、水酸化アルミニウムBW−103(商品名)を4.0部、溶融シリカFB−105(商品名)を60.0部、溶融シリカF−175(商品名)を21.0部、トリフェニルホスフィンPP−200(商品名)を0.5部とした以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物の水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
多価アルコール型非イオン性分散剤を配合しなかった以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物の水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
多価アルコール型非イオン性分散剤を配合せず、かつ水酸化アルミニウムBW−103(商品名)の配合量を13.0部、溶融シリカFB−105(商品名)の配合量を38.0部、溶融シリカF−175(商品名)に配合量を23.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物の水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
多価アルコール型非イオン性分散剤に代えて、中性洗剤チャーミーグリーン(ライオン(株)製 商品名;アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム及び脂肪酸アルカノールアミド含有)を0.2部用いるとともに、溶融シリカFB−105(商品名)を39.5部、溶融シリカF−175(商品名)を24.5部とした以外は実施例1と同様にして封止用樹脂組成物を製造した。この組成物の水酸化アルミニウム含有率は前述した式(1)を満足するものであった。
封止用樹脂組成物が175℃の熱板上でゲル化するまでの時間(秒)を測定した。
[フロー粘度]
高化式フローテスタ((株)島津製作所製 CFT−500C)を用い、ノズル長1.0mm、ノズル径0.5mm、温度175℃、荷重圧力10kgf/cm2(約0.98MPa)の条件で測定した。
[離型荷重]
封止用樹脂組成物を温度175℃、硬化時間45秒の条件で金型により成形し、その金型から成形品を離型する際の荷重をプッシュ・プル・ゲージにより測定した。
[ガラス転移点]
封止用樹脂組成物を175℃、120秒間の条件でトランスファー成形し、その後、175℃、8時間の後硬化を行って3mm×3mm×17mmの試験片を作製した。この試験片について、この試験片について、熱機械分析装置TMA/SS150(セイコーインスツル(株)製)を用いて、昇温速度5℃/分、荷重10gの条件で測定した。
[曲げ強さ]
JIS K 6911に準拠して測定した。
[曲げ強さ]
JIS K 6911に準拠して測定した。
封止用樹脂組成物を175℃、120秒間の条件でトランスファー成形し、その後、175℃、8時間の後硬化を行って12.7mm×1.27mm×0.8mmの硬化物を得、UL94垂直燃焼試験を行った。
[ナトリウムイオン濃度]
封止用樹脂組成物を175℃、120秒間の条件でトランスファー成形し、次いで、175℃、8時間の後硬化を行った後、得られた硬化物を粉砕し、180℃の純水中で2時間熱水抽出して、原子吸光光度計により測定した。
[耐湿信頼性試験]
2本のアルミ配線を有するシリコンチップ(試験用デバイス)を銅フレームに接着し、封止用樹脂組成物を用いて175℃、120秒間のトランスファー成形により封止し、その後、175℃、8時間の後硬化を行ってSOP(Small Outline Package)−14Pinの半導体装置を作製した。
得られた半導体装置を温度85℃、湿度85%RH、168時間の吸湿処理を行った後、260℃の赤外線リフロー炉に3回通し、次いで、温度127℃、圧力2.5気圧(約0.25MPa)の飽和水蒸気雰囲気中に48時間放置して、不良(樹脂硬化物とフレームとの界面、及び樹脂硬化物とシリコンチップとの界面における剥離またはクラックの発生)の発生数を調べた(n=20)。
[高温バイアス試験]
2本のアルミ配線を有するシリコンチップ(試験用デバイス)を銅フレームに接着し、封止用樹脂組成物を用いて175℃、120秒間のトランスファー成形により封止し、その後、175℃、8時間の後硬化を行ってSOP−14Pinの半導体装置を作製した。
得られた半導体装置を温度85℃、湿度85%RH、168時間の吸湿処理を行った後、260℃の赤外線リフロー炉に3回通し、次いで、温度125℃の環境下で100VのDC電圧を1000時間印加して、不良(リーク不良、オープン不良)の発生数を調べた(n=20)。
Claims (9)
- (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂硬化剤、(C)多価アルコール型非イオン性分散剤、(D)水酸化アルミニウム、及び(E)水酸化アルミニウム以外の無機充填剤を必須成分とし、ハロゲン系及びアンチモン系難燃剤を含有しないことを特徴とする封止用樹脂組成物。
- (C)多価アルコール型非イオン性分散剤は、ポリグリセリン脂肪酸エステルを含むことを特徴とする請求項1記載の封止用樹脂組成物。
- (C)多価アルコール型非イオン性分散剤は、ポリグリセリン縮合ヒドロキシ脂肪酸エステルを含むことを特徴とする請求項1記載の封止用樹脂組成物。
- (D)水酸化アルミニウムは、250℃における重量減少率が2重量%以下のものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物。
- ナトリウムイオン濃度が15ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物。
- (E)多価アルコール型非イオン性分散剤の含有量が組成物全体の0.01〜2.00質量%であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物。
- (D)水酸化アルミニウム、及び(E)水酸化アルミニウム以外の無機充填剤の含有量が組成物全体の60〜90質量%であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物。
- (D)水酸化アルミニウムの組成物全体に対する割合をd(質量%)、(E)水酸化アルミニウム以外の無機充填剤の組成物全体に対する割合をe(質量%)としたとき、次式を満足することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物。
(d/100) ≦ [0.5×(e/100)] + 0.45 - 請求項1乃至8のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物の硬化物によって半導体素子が封止されてなることを特徴とする半導体装置。
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JP2011094673A JP5552089B2 (ja) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | 封止用樹脂組成物及び半導体装置 |
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