JP6849115B2 - モールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂、及び(C)無機充填剤を少なくとも含む。封止用エポキシ樹脂組成物は粉末状であってもよい。(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂は、一般的なフェノールノボラック樹脂と比較して、高粘度である一方で、軟化点は低温である。
(A)エポキシ樹脂としては、封止用エポキシ樹脂組成物に一般的に使用されているもので特に制限はない。例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂(トリフェニルメタン型エポキシ樹脂)をはじめとするフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類と、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物と、を酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したものが挙げられる。
上記(A)エポキシ樹脂とともに、封止用エポキシ樹脂組成物に含まれる(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂(以下、便宜上「(B)アリル化フェノールノボラック樹脂」という場合もある。)は、上記(A)エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を有するものであり、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般をいう。
上記(A)エポキシ樹脂と(B)アリル化フェノールノボラック樹脂とともに封止用エポキシ樹脂組成物に含まれる(C)無機充填材としては、シリカ粉末又はアルミナ粉末が挙げられる。シリカ粉末としては、溶融シリカ粉末及び結晶性シリカ粉末等が挙げられる。これら無機充填材は1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。上記シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を含むことが、高充填性、高流動性という点から特に好ましい。上記溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を含むことが好ましい。また、熱伝導性が要求される場合はアルミナ粉末を含むことが好ましい。
続いて、本実施形態の半導体装置について説明する。また、かかる半導体装置の説明を通じて本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物の好適な用途及び使用方法について説明する。
<封止用エポキシ樹脂組成物の作製>
(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂として、以下を使用した。
・エポキシ樹脂1:o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬株式会社製、商
品名:EOCN−1020、エポキシ当量:195g/eq、融点:67℃
・エポキシ樹脂2:エポキシ樹脂、日立化成株式会社、商品名:PYB−3K2、エポキ
シ当量:192g/eq、融点:106℃
・エポキシ樹脂3:ビフェニル型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商
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硬化剤として、以下を使用した。
・硬化剤1:フェノール・キシリレン樹脂、明和化成株式会社製、商品名:MEHC−7800SS、水酸基当量:170g/eq、軟化点:65℃
・硬化剤2:フェノール樹脂、日立化成株式会社製、商品名:HPM−J3、水酸基当量:120g/eq、軟化点:90℃
・硬化剤3:フェノールノボラック樹脂、明和化成株式会社製、商品名:MEH−5000S、水酸基当量:168g/eq、軟化点:73℃
無機充填材として、以下を使用した。
・無機充填材1:溶融シリカ、平均粒径:17μm、電気化学工業株式会社製、商品名:FB−9454FC
・無機充填材2:溶融シリカ、平均粒径:0.7μm、電気化学工業株式会社製、商品名:SFP−30M
カップリング剤として、以下を使用した。
・カップリング剤:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製、商品名:KBM−403
・硬化促進剤:トリブチルホスフィンとベンゾキノンの付加物
・着色剤:カーボンブラック(三菱化学株式会社製、商品名:MA−600MJ)
・離型剤:ヘキストワックス(クラリアント社製、商品名:HW−E)
・イオントラップ剤(堺化学工業株式会社製、商品名:HT−P)
(1)線膨張係数(α1,α2)及びガラス転移温度(Tg)
各実施例、各参考例及び各比較例のエポキシ樹脂組成物を、トランスファー成形機を用いて成形して硬化させ、台形の試験片(20mm×下辺5mm上辺4mm×3mm)を作製した。成形及び硬化は、成形温度175℃、成形時間90秒間の条件で行った。175℃で5時間の条件で後硬化を行った。
L=室温における試験片の長さ(mm)
l=伸び(mm)
Δt=測定温度差(℃)
各実施例、各参考例及び各比較例のエポキシ樹脂組成物を、上記(1)と同じ条件で成形して硬化させ、直方体形状の試験片(長さ×幅×高さ=80mm×10mm×4mm)を作製した。この試験片の引っ張り試験を、万能引張試験器TENSILONを用いて荷重速度5mm/min、温度260℃の条件で行った。そして、次の式により、曲げ強さ及び曲げ弾性率を算出した。これらの結果を表2に示す。
Ef=(Lv3m)/(4Wh3)
бf:曲げ強さ(MN/m2)
Ef:曲げ弾性率(GN/m2)
P :試験片が折れた時の荷重(N)
Lv:支点間距離(m)
W :試験片の幅(m)
h :試験片の高さ(m)
m :荷重−たわみ曲線の初期直線部分の接線の勾配(N/m)
Claims (8)
- (A)エポキシ樹脂、
(B)硬化剤、及び
(C)無機充填材、
を含み、常温及び常圧下において固体である封止用エポキシ樹脂組成物であって、
前記(A)エポキシ樹脂がオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を含み、
前記(B)硬化剤が、アリル基を有するフェノールノボラック樹脂を含み、
前記アリル基を有するフェノールノボラック樹脂は、
下記一般式(i)で示される構造を有し、前記アリル基がオルト位にあり、水酸基当量が140〜200g/eqであり、
成形温度175℃、成形時間90秒間の条件で成形及び硬化し、175℃で5時間の条件で後硬化したときの硬化物の曲げ弾性率(260℃)が、1.55〜2.46GPaであり、
前記(C)無機充填材の含有量が75〜85質量%である、モールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物。
[式(i)中、nは0以上の整数を示す。] - 前記(B)硬化剤の全量に対する前記フェノール・アラルキル樹脂の含有量が30〜70質量%である、請求項2に記載のモールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物。
- 前記(A)エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のモールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物。
- 前記アリル基を有するフェノールノボラック樹脂の含有量が3〜15質量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のモールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物。
- 前記(C)無機充填材の平均粒径は3〜30μmであり、粒度分布は粒径2μm以下の粒子が前記(C)無機充填材全体の5〜40質量%である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のモールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のモールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止されている素子を備える半導体装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のモールドアンダーフィル用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止する工程を有する、半導体装置の製造方法。
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