JPH01242615A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPH01242615A
JPH01242615A JP6724288A JP6724288A JPH01242615A JP H01242615 A JPH01242615 A JP H01242615A JP 6724288 A JP6724288 A JP 6724288A JP 6724288 A JP6724288 A JP 6724288A JP H01242615 A JPH01242615 A JP H01242615A
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epoxy resin
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silica powder
filler
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Koji Mori
森 恒治
Koichi Tanaka
孝一 田中
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐半田ストレス性に優れた、半導体対土用エ
ポキシ樹脂組成物に関するものである。
〔従来技術〕
従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れたO−タレゾールノボラックエポ
キシ樹脂をノボラック型肴1 フェノール樹脂系で硬化させ充填膝として溶融シリカを
用いたエポキシ樹脂組成物が用いられている。
ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだん
だん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
SOP、SOJ、PLCCに変わってきている。
即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封入すること
になり、応力によるパッケージクランク発生、これらの
クランクによる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズ
アップされてきている。
特に半田づけの工程において2.激に200−300″
C位の高温にさらされることによりパッケージの割れや
樹脂とチップの!lI離により耐湿性が劣化してしまう
といった問題点がでてきている。
これらの大型チップを封止するのに通した、信鎖性の高
い封止用樹脂組成物の開発が望まれてきている。
従来耐半田ストレス性に優れた耐熱性エポキシ樹脂組成
物を得る為に樹脂系としては多官能エポキシ樹脂の使用
(特開昭61−168620号公報)等が検討されてき
たが、多官能エポキシ樹脂の使用では架橋密度が上がり
耐熱性が向上するが特に200°C〜300°Cのよう
な高温にさらされた場合においては耐半田ストレス性が
不充分であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、半田熱ストレスによるク
ランク発生をおさえ、耐湿性に優れた信輔性の高い封止
用樹脂組成物を提供するにある。
〔発明の構成〕
本発明は、式Iで示される (n−0〜5であり、これらの単独又は混合物)トリス
(ヒドロキシフェた1ル)メタン・トリグリシジルエー
テルを50〜100重量%含むエポキシ樹脂と、平均粒
径が5〜40μ−であり見掛密度が0.1〜Q、 5 
g / ccであり、且つ比表面積が5〜20%/gの
多孔質シリカ粉末を10〜100重景%含む充填剤とを
必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関す
るものである。
本発明のエポキシ樹脂組成物は従来の封止用樹脂組成物
に比べて非常に優れた耐半田熱ス1−17ス性を存した
ものである。
」二記式■で表わされるエポキシ樹脂は、1分子中に3
個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂であり
、この多官能エポキシ樹脂と上記多孔質シリカ粉末を併
用することにより多官能エポキシ樹脂の使用だけでは得
られなかった耐半田ストレス性に非常に優れたエポキシ
樹脂組成物を与えるエポキシ樹脂組成物を得ることがで
きる。
このようなエポキシ樹脂の使用量は、これを調節するこ
とにより耐半田ストレス性を最大限に引き出すことがで
きる。耐半田ストレス性の効果を出す為には好ましくは
エポキシ樹脂の50重量%以上、更に好ましくは70重
量%以上の使用が望ましい、50重量%以下だと架橋密
度が上がらず耐半田ストレス性が不充分である。
又2官能以下のエポキシ樹脂では、架橋密度が上がらず
耐熱性が劣り耐半田ストレス性の効果が得られない。
ここでいうエポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するもの
全般をいう。たとえばビスフェノール型エポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂・トリアジン核含有エポキシ
樹脂等のことをいう。
又硬化剤としてはノボラック型フェノールM BW系お
よびこれらの変性樹脂であり、例えばフェノールノボラ
ック、0−クレソ゛−ルツボランクのイ也アルキル変性
したフェノールノボラック樹脂等があげられ、これらは
単独もしくは2種以」−混合して使用しても差し支えが
ない。
エポキシ樹脂と硬化剤の配合比はエポキシ樹脂のエポキ
シ基と硬化剤の水酸基との当量比が0.5〜5の範囲内
に有ることが望ましい。
当量比が0.5未満又は5を越えたものは耐湿性、成形
作業性及び硬化物の電気特性が悪くなるので好ましくな
い。
本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基とフェノー
ル性水酸基との反応を促進するものであればよ<、一般
に封止用材料に使用されているものを広く使用すること
ができ、例えばジアザビシクロウンデセン(DBU)、
)リフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベンジル
アミン(13DMA)や2メチルイミダゾール(2MZ
)等が単独もしくは2種以上混合して用いられる。
本発明に用いられる充填剤としては、平均粒径が5〜4
0μmであり、見掛は密度が0.1〜0.6g / c
cであり、かつ比表面積が5〜2 On?/ gである
多孔質シリカ粉末を、使用する充填剤量の10〜100
重量%の範囲で使用する。
多孔質シリカ粉末は、その平均粒径が5g鵠未満、又は
40μ飄を越えると流動性が低下し、いす°゛ 嘆れの場合も好ましくない。
又見掛は密度がQ、 5 g / ccを越えると半田
熱ストレスによるクラックが発生し易くなり、耐湿性が
低下してしまい好ましくない。
さらに比表面積が5 rd / g未満であると半田づ
け工程でクランクが発生し易く、耐湿性が低下してしま
う、又20rd/g以上となれば流動性がいちぢるしく
低下してしまい好ましくない。
さらに多孔質シリカ粉末が、使用充填剤の量の10重量
%以下であれば半田づけ工程でクラックが発生しやすく
なり、耐湿性が低下し、その目的とする特性が得られな
い。
これらの充填剤は全体として樹脂組成物の50〜90重
量%配合する事が望ましい、その配合量が50%未満で
あれば耐熱性、機械的特性および耐湿性が劣り、90%
以上であれば流動性が低下し、成形性が悪くなり実用に
は通さない。
又、多孔質シリカ粉末以外の充填剤としては通常のシリ
カ粉末やアルミナ等があげられ、とくに熔融シリカ粉末
が好ましい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤及び多孔質シリカ粉末充填剤を必須成
分とするが、これ以外に必要に応じてシランカップリン
グ剤、ブロム化エポキシ樹脂、二酸化アンチモン、ヘキ
サブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベン
ガラ等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型
剤及びシリコンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々
の添加剤を適宜配合しても差し支えがない。
又、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料とし
て製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、
充填剤、その他の添加剤をミキサー等によって十分に均
一に混合した後、さらに熱ロールまたはニーダ−等で熔
融混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる
。これらの成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止
、被覆、絶縁等に適用することができる。
(発明の効果) 本発明のエポキシ樹脂組成物は半田づけ工程による急激
な温度変化による熱ストレスを受けたときの耐クラツク
性に非常に優れ、耐湿性の良い組成物であり、電子、電
気部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に
表面実装パンケージに搭載された高集積大型チップIC
において信頬性が非常に高い製品を得ることができる。
〔実施例〕
実施例1 下記組成物 式!で示されるトリス(ヒドロキシフェニル)メタント
リグリシジルエーテル 14重量部 (n−0,1,2の混合物であり、4:3:3)オルト
クレゾールノボラックエポキシ樹脂6型景部 イミダゾール:9/lO,2重量部 カーボンブラック        0.5重量部モンク
ン酸エステル/モンクン酸;1/10.5重量部 充填剤            70,4重量部(多孔
質シリカ粉末(平均粒径15μ腸、見掛は密度0.3 
g / cc、比表面積7が/g)35重量部と溶融シ
リカ35重量部を脂環式エポキシシラン0.4重量部で
処理したもの) を混合した後コニーダーで混練しエポキシ樹脂成形材料
を得た。
得られた成形材料をタブレ・7ト化し、低圧トランスフ
ァー成形機にて175 ”C170kg / cd、1
20秒の条件で半田クラック試験用として6×6閣のチ
ップを52Pパツケージに封止し、又半田耐湿性試験用
として3×6IImのチップをt6psOPパッケージ
に封止した。
封止したテスト用素子について下記の半田クラック試験
及び半田耐湿性試験をおこなった。
半田クラック試験:封止したテスト用素子を85 ”C
185%RHの環境下で48Hrおよび72Hr処理し
、その後260’Cの半田槽にlO秒間浸漬後顕微鏡で
外部クラックを観察した。
半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85’C−、
85%R11の環境下で72Hr処理し、その後260
°Cの半田槽に10秒間浸浸漬後レッシャークツカー試
験(125°c、ioo%RH)を行い回路のオーブン
不良を測定した。
試験結果を第1表に示す。
実施例2 トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエ
ーテルを10重量部及びオルソクレゾールノボラックエ
ポキシ樹脂を10重量部とし、更に充填剤として多孔質
シリカ粉末(実施例1で用いたもの)7重量部と溶融シ
リカ63重量部を脂環式エポキシシラン0.4重量部で
処理したものを70.4重量部として用いた他は実施例
1と同様にし半田クランク性及び半田耐湿性試験を行い
回路のオーブン不良を測定した。
試験結果を第1表に示す。
実施例3 充填剤として多孔質リカ粉末(平均t9径1571+s
、見掛密度0.3 g / cc、比表面積7M/g)
70重量部を脂環式エポキシシラン0.4重量部で処理
したものを用いた他は、実施例2と同様にし、半田クラ
ンク性及び半田耐湿性試験を行い回路のオーブン不良を
測定した。
試験結果を第1表に示す。
実施例4 トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエ
ーテルを20重量部とし、オルソクレゾールノボラック
エポキシ樹脂を用いなかった他は実施例2と同様にし、
半田クラック性及び半田耐湿性試験を行い回路のオーブ
ン不良を測定した。
試験結果を第1表に示す。
実施例5 トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエ
ーテルを20重量部とし、オルソクレゾールノボラック
エポキシ樹脂を用いなかった他は実施例3と同様にし、
半田クラック性及び半田耐湿性試験を行い回路のオーブ
ン不良を測定した。
試験結果を第1表に示す。
比較例1 エポキシ樹脂をすべてオルトクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂とした以外は、実施例3と同様にし、半田クラ
ック性及び半田耐湿性試験を行い回路のオーブン不良を
測定した。
試験結果を第1表に示す。
比較例2 エポキシ樹脂をすべてオルソクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂とし、更に充填剤として?8融シし、半田クラ
ック性及び半田耐湿性試験を行い回路オーブン不良を測
定した。
試験結果を第1表に示す。
比較例3 充填剤として多孔質シリカ(実施例1で用いたもの)3
.5重量部と溶融シリカ66.5重量部とを脂環式エポ
キシシラン0.4重量部で処理したものを70゜4重量
部を用いた以外は、実施例1と同様にし、半田クラック
性及び半田耐湿性試験を行い回路のオーブン不良を測定
した。
試験結果を第1表に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式Iで示される ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・(
    I ) トリス(ヒドロキシフェニル)メタン・トリグリシジル
    エーテルを50〜100重量%含むエポキシ樹脂と、平
    均粒径が5〜40μmであり見掛密度が0.1〜0.6
    g/ccであり、且つ比表面積が5〜20m^2/gの
    多孔質シリカ粉末を10〜100重量%含む充填剤とを
    必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
JP6724288A 1988-03-23 1988-03-23 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Expired - Fee Related JPH07107091B2 (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232115A (ja) * 1988-07-22 1990-02-01 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
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JPH02173033A (ja) * 1988-12-27 1990-07-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
KR100642607B1 (ko) * 2005-10-13 2006-11-10 (주)디피아이 홀딩스 에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 에폭시수지의 제조 방법
KR100678345B1 (ko) * 1999-12-02 2007-02-05 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 에폭시 수지 조성물 및 예비성형 반도체 패키지
JP2008063466A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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