JPH01272621A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

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〕 本発明はトランジスタＩＣおよびＬＳＩなどのいわゆる
半導体素子類をトランスファー成形法等により封止する
ために使用する半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関す
る。

〔従来の技術〕

エポキシ樹脂組成物は他の熱硬化性樹脂組成物と比べ、
電気特性、耐湿性、機械特性、接着性等のバランスが最
も優れているため現在半導体封止材の主流になっている
。

しかし近年、素子の大型化、アルミ配線の細線化、パッ
ケージの小型薄肉化に伴い素子上のバ・ンシベーション
クラック、ワイヤポンディングパッド部のダメージ、ア
ルミ配線変形、パッケージクランク等の不良が顕著にな
り封止材の低応力化がますます重要となっている。

封止材の低応力化の手法の１つとしては、低弾性率化が
あり、従来のエポキシ樹脂と硬化剤の系にシリコーン樹
脂を添加する方法、中でも官能基をもつシリコーン樹脂
をエポキシ樹脂あるいは硬化剤と予備反応させる手法は
材料の低弾性率化を可能とするのに加えパリ、型汚れ等
の成形性においても優れている。

上記官能基としてはアミノ基、エポキシ基、カルボキシ
ル基等があるがアミノ基を有するシリコーン樹脂をエポ
キシ樹脂と反応させた場合、複雑な副反応が生じ、また
シリコーン樹脂がエポキシ樹脂に非相溶のため、反応に
長時間を有し、しかも均一に反応しないことから、得ら
れた樹脂が高粘度となり、結果としてエポキシ樹脂組成
物の流動性を低下させると同時に低弾性率化が充分でな
いという欠点を有していた。また単純にシリコーン樹脂
とエポキシ樹脂との相溶性を上げるのであれば、溶剤を
使用すれば良いが反応後溶剤を除去しようとすると、高
温で長時間樹脂がさらされるめ、結果として得られた樹
脂が高粘度となり問題の解決には至らない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記観点からなされたものであり流動性に優
れかつ弾性率の低い半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結
果、一般式（１）で示されるアミノ基含有オルガノポリ
シロキサン （式中のｍ、ｎは整数、Ｒ１−Ｒ３は１価の炭化水素基
、Ｒ４は２価の炭化水素基を表す） と一般式（２）で示され単官能エポキシ化合物（式（２
）のＲは１価の炭化水素基） との付加反応により得られた化合物をさらにエポキシ樹
脂の全部又は一部と付加反応させて得られる化合物を半
導体封止用エポキシ樹脂組成物のエポキシ樹脂として用
いることにより前記課題を解決できることを見い出し本
発明を完成するに至った。

以下に本発明の詳細な説明する。

一般式（１）で示されるアミノ基含有オルガノポリシロ
キサンと一般式（２）で示される単官能エポキシ化合物
との付加反応は単純な加熱反応により行われる。この際
一般式（１）の化合物中のｍＳｎについては次のエポキ
シ樹脂との反応時の粘度、相溶性、さらに最終的なエポ
キシ樹脂組成物のＴｇの点で４０＜ｍ＋ｎ＜３００，２
＜ｍ＜１５の関係を有するものが好ましく、また一般式
（２）中のＲはエポキシ樹脂との相溶性の点でフェニル
基を含む基であることが好ましい。Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３と
してはそれぞれメチル基、エチル基、フェニル基等の１
価の炭化水素基が好ましく、またＲ４としてはメチレン
基、プロピレン基等の２価の炭化水素基が好ましい。ま
た、Ｒとしてはメチル基、あるいはフェニル基、トリル
基等のフェニル基を含有する基が好ましい。

反応時の混合比は一般式（１）のアミノ基１個に対し一
般式（２）のエポキシ基０．８〜１．２個が最もよく、
０．８個未満では次のエポキシ樹脂との付加反応後の樹
脂粘度が高くなり結果としてエポキシ樹脂組成物の流動
性を低下させ、また１、２個を超えると次のエポキシ樹
脂との反応が不充分となりパリ、型汚れ等の成形性の点
で不充分である。

反応時の加熱温度は合成中の粘度、反応時間等の点で１
００〜１５０°Ｃが良く加熱によって得られた化合物は
引き続きエポキシ樹脂と付加反応させる。

ここで付加反応させるエポキシ樹脂は半導体封止用エポ
キシ樹脂として用いられるものであれば特に制限はない
が、フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡなどと
ホルムアルデヒドなどを酸性触媒で縮合させて得られる
樹脂を原料としてエピクロルヒドリンでグリシジルエー
テル化するなどしてエポキシ化したもので、エポキシ当
量が１７０〜３００、好ましくは１８０〜２００のもの
が硬化性の点で優れている。付加反応の温度は合成中の
粘度、反応時間等の点で１２０〜１６０°Ｃが好ましい
。

次に硬化剤としては特に限定はされないがノボラック型
フェノール樹脂が好適であり、具体的にはフェノール、
クレゾール、ビスフェノールＡなどとホルムアルデヒド
などを酸性触媒で縮合させて得られる樹脂が好ましく１
．シリコーン樹脂を付加反応させて得られた変性エポキ
シ樹脂中に含まれるエポキシ基１個当たりフェノール性
水酸基が０．５〜２．０個好ましくは０．８〜１．２個
となるような割合で用いる。

本発明に用いる充填剤としてはシリカ、ガラス、ケイソ
ウ土、タルク、マイカ、アスベスト、アルミナなどを用
いることができるが、シリカ、ガラス、アルミナが電気
特性の点で優れている。充填剤の使用量は全樹脂１００
重量部に対し１００〜５００重量部が好ましく、１００
重量部未満では耐湿性に劣り、また５００重量部を超え
ると流動性が失われる。

変性エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進するために硬
化促進剤が必要である。具体的にはトリブチルアミン、
１．８−ジアザビシクロウンデセン−７のようなアミン
類、トリフェニルホスフィンのような有機ホスフィン類
、２−フェニルイミダゾールのようなイミダゾール類が
挙げられる。

本発明のエポキシ樹脂組成物には必要に応じて離型剤、
着色剤、難燃剤、難燃助剤、カップリング剤などを使用
することもできる。特にカップリング剤は充填剤の硬化
を有効に発揮させるために重要であり、例えばＴ−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
などがある。

エポキシ樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、充填剤、カップリング剤などをミキシング
ロールで加熱しながら混練する方法により製造できる。

得られたエポキシ樹脂組成物は、トランスファー成形、
注型などの方法により成形する。

〔実施例〕

以下に実施例により本発明を具体的に説明する。

材料の測定方法及び製造方法を以下に示す。

（１）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を用いて１７５°Ｃ１７０ｋ
ｇ／ｃ＋ａの条件で測定した。

（２）機械的特性（曲げ強度及び曲げ弾性率）ＪＩＳ−
に６９１１に準じ１７５°Ｃ１７０ｋｇ／ｃｉ、成形時
間２分の条件で試験片を作成し１７５゛Ｃ１６ｈベーク
したものについて測定した。

（３）変性樹脂の製造方法 表１に示す配合比でフェニルグリシジルエーテル（一般
式（２）でＲ＝フェニル基）とアミノ基含有オルガノポ
リシロキサン（一般式（１）でＲ１〜Ｒ’＝ＣＨ３、Ｒ
’＝ＣＪ６）をフラスコ中１５０°Ｃｌ２ｈ付加反応さ
せＧＰＣ（東洋ソーダ社製、カラムＴＳＫＧＥＬ３００
０／１本とＴＳＫＧＥＬ２０００／３本）でフェニルグ
リシジルエーテルのピークが消失したことを確認後引き
続き表１に示す量のエポキシ樹脂を添加し１５０°Ｃｌ
２ｈ反応させた。フェニルグリシジルエーテルを加えな
い場合は表１に示すアミノ基含有オルガノボリシロキサ
ンとエポキシ樹脂を１５０°Ｃｌ２ｈ反応させた。

（４）エポキシ樹脂組成物の製造方法 表１に示す組成物を配合し、直径１０インチのミキシン
グロールにて前ロール２２ｒｐ…、後ロール１８ｒｐｍ
の条件で常法に従い６分間混練した。

得られたシート状物を粉砕して、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物を得た。

表１に示すように実施例１〜３は比較例１．２に対しス
パイラルフローが大きく、弾性率も低いことが明らかで
ある。

〔発明の効果〕

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は流動性に優
れかつ硬化物の弾性率低減効果もあることから、素子の
大型化、アルミ配線の細線化、パッケージの小型薄肉化
に伴う素子上のパッシベーションクラック、ワイヤボン
ディングバンド部のダメージ、アルミ配線変形、パンケ
ージクラック等の不良を解消することができた。またそ
の他の特性においても優れており、その工業的価値は大
きい。

一゛＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式（１）で示されるアミノ基含有オルガノポリ
   シロキサン ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中のｍ、ｎは整数、Ｒ＾１〜Ｒ＾３は１価の炭化水
   素基、Ｒ＾４は２価の炭化水素基を表す）と一般式（２
   ）で示される単官能エポキシ化合物▲数式、化学式、表
   等があります▼（２） （式中のＲは１価の炭化水素基） との付加反応により得られた化合物をさらにエポキシ樹
   脂の全部又は一部と付加反応させて得られる変性エポキ
   シ樹脂に硬化剤、硬化促進剤及び充填剤を配合したこと
   を特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 ２、アミノ基含有オルガノポリシロキサンのアミノ基１
   個に対し単官能エポキシ化合物のエポキシ基が０．８〜
   １．２個の割合でオルガノポリシロキサンと単官能エポ
   キシ化合物を付加反応させて得られた化合物を用いる請
   求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 ３、一般式（２）で示される単官能エポキシ化合物のＲ
   がフェニル基を含む基である請求項１又は２記載の半導
   体封止用エポキシ樹脂組成物。