JPH01275626A - 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Info
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- JPH01275626A JPH01275626A JP10387088A JP10387088A JPH01275626A JP H01275626 A JPH01275626 A JP H01275626A JP 10387088 A JP10387088 A JP 10387088A JP 10387088 A JP10387088 A JP 10387088A JP H01275626 A JPH01275626 A JP H01275626A
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Landscapes
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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。
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封止用エポ
キシ樹脂組成物に関するものである。
キシ樹脂組成物に関するものである。
(従来の技術]
半導体関連技術は近年の軽薄短小化傾向より実装密度を
向上させる方向で進んできた。 そのためにメモリーの
集積度の向上や、実装方法のスルーホール実装から表面
実装への移行が進んでいる、従ってパッケージは従来の
DIPタイプから表面実装用として小型薄型のフラット
パッケージ、SOP、SOJ、、PLCCに変わってき
ており、応力によるパッケージクラックの発生、これら
のクランクによる耐湿性の低下等の問題がある。
向上させる方向で進んできた。 そのためにメモリーの
集積度の向上や、実装方法のスルーホール実装から表面
実装への移行が進んでいる、従ってパッケージは従来の
DIPタイプから表面実装用として小型薄型のフラット
パッケージ、SOP、SOJ、、PLCCに変わってき
ており、応力によるパッケージクラックの発生、これら
のクランクによる耐湿性の低下等の問題がある。
特に表面実装工程でのリードの半田付は時でパッケージ
は急激な温度変化を受け、このためにパッケージにクラ
ックが生じる問題が大きくクローズアップされている。
は急激な温度変化を受け、このためにパッケージにクラ
ックが生じる問題が大きくクローズアップされている。
これらの問題を解決するために半田付は時の熱衝撃を緩
和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添加(特開昭62
−115849号公報)や各種シリコーン化合物の添加
(特開昭62−115850号公報、62−11665
4号公報、62−128162号公報)、更にはシリコ
ーン変性(特開昭62−136860号公報)などの手
法で対処しているがいずれも半田付は時にパフケージに
クランクが生じてしまい信輔性の優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物を得るまでには至らなかった。
和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添加(特開昭62
−115849号公報)や各種シリコーン化合物の添加
(特開昭62−115850号公報、62−11665
4号公報、62−128162号公報)、更にはシリコ
ーン変性(特開昭62−136860号公報)などの手
法で対処しているがいずれも半田付は時にパフケージに
クランクが生じてしまい信輔性の優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物を得るまでには至らなかった。
一方、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℃〜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・ 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明はこのような問題に対して、エポキシ樹脂として
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、硬化剤としてジシクロペンタジェン変性硬化
剤を、充填剤として多孔質シリカ粉末を用いることによ
り耐半田ストレス性が著しく優れた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物を提供するところにある。
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℃〜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・ 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明はこのような問題に対して、エポキシ樹脂として
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、硬化剤としてジシクロペンタジェン変性硬化
剤を、充填剤として多孔質シリカ粉末を用いることによ
り耐半田ストレス性が著しく優れた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物を提供するところにある。
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ストレス性を有したもので
ある。
に比べて非常に優れた耐半田ストレス性を有したもので
ある。
・−・−・−・・−・・・・・・−(■ )n−0〜
5 (式中のRは水素原子、アルキル基及び塩素、臭素等の
ハロゲンを表わす、) 上記式(1)で現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式(El)で表わされ
るジシクロペンタジェン変性硬化剤と平均粒径が5〜4
0μmであり、見掛は密度が0.1〜0.6 g /
ccであり、且つ比表面積が5〜20nf/gの多孔質
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
使用あるいは多官能エポキシ樹脂とジシクロペンタジェ
ン変性硬化剤の併用のみでは得られなかった高温時(2
50〜300°C)での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得ることができる。
5 (式中のRは水素原子、アルキル基及び塩素、臭素等の
ハロゲンを表わす、) 上記式(1)で現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式(El)で表わされ
るジシクロペンタジェン変性硬化剤と平均粒径が5〜4
0μmであり、見掛は密度が0.1〜0.6 g /
ccであり、且つ比表面積が5〜20nf/gの多孔質
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
使用あるいは多官能エポキシ樹脂とジシクロペンタジェ
ン変性硬化剤の併用のみでは得られなかった高温時(2
50〜300°C)での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
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。
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
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。
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。
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。
上記式(If)で表わされるジシクロペンタジェン変性
硬化剤は分布中に可撓性を有するジシクロペンタジェン
構造をもつ多官能ポリマーであり、これを用いることに
より可撓性に富み、耐半田ストレス性に良好なエポキシ
樹脂組成物を得ることができる。
硬化剤は分布中に可撓性を有するジシクロペンタジェン
構造をもつ多官能ポリマーであり、これを用いることに
より可撓性に富み、耐半田ストレス性に良好なエポキシ
樹脂組成物を得ることができる。
ジシクロペンタジェン変性硬化剤の使用量は、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、
好ましくは全硬化剤に対して50重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
だと可撓性が上がらず耐半田ストレス性が不充分である
。
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、
好ましくは全硬化剤に対して50重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
だと可撓性が上がらず耐半田ストレス性が不充分である
。
ジシクロペンタジェン変性硬化剤以外の硬化剤としては
エポキシ樹脂と硬化反応するポリマー全般のことをいい
、例えばフェノールノボラック、クレゾールノボラック
樹脂、酸無水物といった一般名を挙げることが出来る。
エポキシ樹脂と硬化反応するポリマー全般のことをいい
、例えばフェノールノボラック、クレゾールノボラック
樹脂、酸無水物といった一般名を挙げることが出来る。
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
に有することが望ましい。
シ基と硬化剤の水酸基との当量比が0.5〜5の範囲内
に有することが望ましい。
当量比が0.5未満又は5を超えたものは耐湿性、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。
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5〜20nf/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。
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5〜20nf/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5μm未満、又は
40μmを越えると流動性が低下し、いずれの場合も好
ましくない。
40μmを越えると流動性が低下し、いずれの場合も好
ましくない。
又見掛は密度が0.6 g / ccを越えると半田熱
ストレスによるクラン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。
ストレスによるクラン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5rrr/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20rrf/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。
程でクランクが発生し易く、耐湿性が低下してしまう、
又20rrf/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ンクが発生しやすく
なり、耐湿性が低下し、その目的とする特性が得られな
い。
%以下であれば半田づけ工程でクランクが発生しやすく
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。
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。
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く、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(Df3U)
、I−リフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベン
ジルアミン(BDMA)や2メチルイミダゾール(2M
Z)等が単独もしくは2種類以上混合して用いられる。
ル性水酸基との反応を促進するものであればよく、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(Df3U)
、I−リフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベン
ジルアミン(BDMA)や2メチルイミダゾール(2M
Z)等が単独もしくは2種類以上混合して用いられる。
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、多孔質シリカ粉末充填剤及び硬化促進剤を必須成
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。
化剤、多孔質シリカ粉末充填剤及び硬化促進剤を必須成
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−等で溶
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。
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−等で溶
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。
実施例1
下記組成物
式(1)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12重量部オルトクレゾー
ルノボラックエボキシ樹脂6重!部 式(II)で示されるジシクロペンタジェン変性フェノ
ール樹脂 6重量部・・・−・・・−
・・−・ (■ ) n=0 〜5 フェノールノボラック樹脂 4重量部多孔質
シリカ粉末 20.6重量部(平均粒径
15 tt m s見掛は密度Q、3 g / CC−
、比表面積7ボ/g) 溶融シリカ粉末 48.2重量部トリ
フェニルホスフィン 0.2重1部カーボン
ブラック 0.5重量部カルナバワッ
クス 0.5重量部を混合した後コニ
ーダーで混練しエポキシ樹脂成形材料を得た。
ン・トリグリシジルエーテル12重量部オルトクレゾー
ルノボラックエボキシ樹脂6重!部 式(II)で示されるジシクロペンタジェン変性フェノ
ール樹脂 6重量部・・・−・・・−
・・−・ (■ ) n=0 〜5 フェノールノボラック樹脂 4重量部多孔質
シリカ粉末 20.6重量部(平均粒径
15 tt m s見掛は密度Q、3 g / CC−
、比表面積7ボ/g) 溶融シリカ粉末 48.2重量部トリ
フェニルホスフィン 0.2重1部カーボン
ブラック 0.5重量部カルナバワッ
クス 0.5重量部を混合した後コニ
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ット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて175°C,70kg/cd、120秒の
条件で半田クラック試験用として6×6−のチップを5
2pパンケージに封止し、又半田耐湿性試験用として3
×6mのチップを 16PSOPパツケージに封止した
。
ー成形機にて175°C,70kg/cd、120秒の
条件で半田クラック試験用として6×6−のチップを5
2pパンケージに封止し、又半田耐湿性試験用として3
×6mのチップを 16PSOPパツケージに封止した
。
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。
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℃、8
5%RHの環境下で48Hrおよび72Hr処理し、そ
の後280℃の半田槽にIO秒間浸漬後顕微鏡で外部ク
ラックを観察した。
5%RHの環境下で48Hrおよび72Hr処理し、そ
の後280℃の半田槽にIO秒間浸漬後顕微鏡で外部ク
ラックを観察した。
半田耐湿性平均寿命(Hr) :封止したテスト用素子
を85℃、85%RHの環境下で72Hr処理し、その
後280℃の半田槽に10秒間浸漬後プレッシャーク7
カー試験(125℃、1 ’00%RH)を行い50%
の回路のオープン不良が発生するまでの時間を測定した
。
を85℃、85%RHの環境下で72Hr処理し、その
後280℃の半田槽に10秒間浸漬後プレッシャーク7
カー試験(125℃、1 ’00%RH)を行い50%
の回路のオープン不良が発生するまでの時間を測定した
。
試験結果を第1表に示す。
実施例2〜8
第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この成形品を用いて実施例Iと同様に半田クラン
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この成形品を用いて実施例Iと同様に半田クラン
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
比較例1〜8
第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
本発明に従うと従来技術では得ることのできなかった耐
熱性及び可撓性を有するエポキシ樹脂組成物を得ること
ができるので、半田付は工程による急激な温度変化(3
0″C→300℃程度)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、更に耐湿性が良好なこと
から電子、電気部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用い
た場合、特に表面実装パフケージに搭載された高集積大
型チップICにおいて信頼性が非常に必要とされる製品
に用いることのできるエポキシ樹脂組成である。
熱性及び可撓性を有するエポキシ樹脂組成物を得ること
ができるので、半田付は工程による急激な温度変化(3
0″C→300℃程度)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、更に耐湿性が良好なこと
から電子、電気部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用い
た場合、特に表面実装パフケージに搭載された高集積大
型チップICにおいて信頼性が非常に必要とされる製品
に用いることのできるエポキシ樹脂組成である。
Claims (1)
- (1)(A)式 I でしめされるエポキシ樹脂▲数式、
化学式、表等があります▼ 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 (B)式IIで示される硬化剤 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のRは水素原子、アルキル基及び塩素、臭素等の
ハロゲンを表わす。) シンクロペンタジエン変性硬化剤を50〜100重量%
含む硬化剤 (C)平均粒径が5〜40μmであり、見掛け密度が0
.1〜0.6g/ccであり、且つ比表面積が5〜20
m^2/gの多孔質シリカ粉末を10〜100重量%含
む充填剤 (D)硬化促進剤 を必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63103870A JPH062801B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63103870A JPH062801B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01275626A true JPH01275626A (ja) | 1989-11-06 |
JPH062801B2 JPH062801B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=14365473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63103870A Expired - Fee Related JPH062801B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH062801B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0372983A2 (en) * | 1988-12-08 | 1990-06-13 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Epoxy resin composition for semiconductor sealing |
KR100678345B1 (ko) * | 1999-12-02 | 2007-02-05 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 에폭시 수지 조성물 및 예비성형 반도체 패키지 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6033220A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 電子部品封止用樹脂組成物用多孔質シリカガラスの製造方法 |
JPS6296521A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | エポキシ樹脂組成物 |
JPS6298793A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | 三菱瓦斯化学株式会社 | プリント配線板用エポキシ樹脂組成物 |
JPS62161851A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-17 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
JPS62184020A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-12 | Toshiba Chem Corp | 封止用樹脂組成物 |
JPS62290720A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63103870A patent/JPH062801B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH062801B2 (ja) | 1994-01-12 |
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