JPH01294765A

JPH01294765A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH01294765A
Application number: JP12437188A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Oyama; 紀隆大山; Kazuhiro Nakahira; 仲平　和宏; Atsushi Okuno; 敦史奥野; Tsuneichi Hashimoto; 橋本　常一
Original assignee: NIPPON RETSUKU KK
Current assignee: NIPPON RETSUKU KK
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-28

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、半導体及び電子部品の対土用液状エポキシ樹
脂組成物に関する。

従来の技術とその問題点従来、半導体を封止するに当っては、固型のエポキシ樹
脂組成物を用いたトランスファーモールド法が主流を占
めていた。しかし、最近、半導体を直接回路基板上にボ
ンディングする方式が増加し、それに伴って液状エポキ
シ樹脂組成物を用いた、ドロップコート方式、注型方式
、印刷封止方式、描画方式等が増えて来ている。

一般に半導体等の封止材には、強度を向上させ、熱膨張
率を低下させ、収縮を抑制させ、内部応力を下げる目的
で、機械粉砕品である非球状無機質充填材が配合されて
いる。

しかしながら、最近の、半導体素子の大型化に伴い、或
は液状封止材の適用範囲がメモリー、マイコン等のＶＬ
Ｓ　Ｉまで拡大化されるに伴い、冷却及び加熱を繰り返
すと、封止材と半導体との熱膨張率の違いから、半導体
素子表面が封止材中の無機質充填材により傷つけられ、
断線や誤動作を起こすといった不良が増加するようにな
ってきた。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記従来技術の問題点に鑑みて、鋭意研究
を重ねた結果、無機充填材の形状を球状とする場合には
、予想外にも、耐湿性、耐熱性等を低下させることなく
、耐冷熱サイクル性に優れた有用なエポキシ樹脂組成物
が得られることを見出し、本発明を完成した。

即ち本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤及び粉末無機充填
材を含む樹脂組成物において、粉末無機充填材の形状が
球状であることを特徴とする半導体封止用液状エポキシ
樹脂組成物に係る。

エポキシ樹脂としては公知のものが何れも使用でき、例
えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビス
フェノールＳ型等のジグリシジルエーテル、クレゾール
ノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノー
ルＡノボラック型等のポリグリシジルエーテル、ハロゲ
ン化ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、脂環式
及び脂肪酸のジグリシジルエーテル、ポリブタジェン変
性、ポリウレタン変性、シリコーン変性のジグリシジル
エーテル、多価アルコール変性ポリグリシジルエーテル
等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を使
用できる。これらの中でも液状エポキシ樹脂を特に好ま
しく使用できるが、固型のエポキシ樹脂であっても、液
状エポキシ樹脂に溶融混合して常温で液状になるもので
あれば何ら問題な（使用できる。

エポキシ樹脂の硬化剤としても公知のものが何れも使用
できるが、−液性の組成物にするには潜在性のものが望
ましい。例えば芳香族第１級アミン類、第３級アミン類
、フォスフオニウム塩、イミダゾール類及びその塩、ジ
シアンジアミド及びその誘導体、三フッ化ホウ素−アミ
ン錯体、有機酸ヒドラジッド、ポリフェノール類、ジア
ミノマレオニトリルとその誘導体、メラミンとその誘導
体、ポリアミンの塩等を挙げることができる。また脂肪
族第１級アミンやポリアミン類であっても、エポキシ樹
脂との予備反応物や第４級フォスフオニウム塩との反応
生成物として使用できる。

具体例としては、例えば、ポリメチレンジアミン、ポリ
エーテルジアミン、ポリエチレンポリアミン、ジエチル
アミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、
メンセンジアミン、イソホロンジアミン、キシリレンジ
アミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，３．
６−トリアミノメチルヘキサン、トリメチルへキサメチ
レンジアミン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘ
キシル）メタン、３．９−ビス（３−アミノプロピル）
−２，４，８，１０−テトラスピロ〔５゜５〕ウンデカ
ン、ｍ−フェニレンジアミン、４゜４′−メチレンジア
ニリン、ベンジジン、４゜４′−チオジアニリン、ジア
ニシジン、２．４−トルエンジアミン、ジアミノジトリ
ルスルホン、４−メトキシ−６−メチル−ｍ−フェニレ
ンジアミン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジ
フェニルスルホン、４，４’−ビス（ｏ−トルイジン）
、ｏ−フェニレンジアミン、メチレンビス（０−クロロ
アニリン）、ビス（３，４−ジアミノフェニル）スルホ
ン、２，６−ジアミツビリジン、４−クロロ−０−フェ
ニレンジアミン、ｍ−アミノベンジルアミン、ジアミノ
ジフェニルメタン、キシレンジアミン、メチルトリオク
チルフォスフオニウムジメチルフォスフニー　ト（Ｍ　
Ｔ　ＯＰ−ＤＭＰ）　、テトラブチルフォスフオニウム
アセテート（ＴＢＰＡ）、メチルトリブチルフォスフオ
ニウムジメチルフォスフェート（ＭＴＢＰ−ＤＭＰ）　
、ベンジルトリフェニルフォスフオニウムクロライド（
ＢＴＰＩＣ）　、テトラブチルフォスフオニウムクロラ
イド（ＴＢＰＣ）、メチルトリフェニルフォスフオニウ
ムジメチルフォスフニー１−　（ＭＴＰＰ−ＤＭＰ）　
、トリフェニルエチルフォスフオニウムアイオダイド（
ＴＰＥＰ　Ｉ）　、ベンジルジメチルアミン、トリエタ
ノールアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、トリ
ス（ジメチルアミノメチル）フェノール、トリエチルテ
トラミン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，
４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカ
ン、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４゜０〕ウンデセ
ン−７又はそのフェノール若しくは有機酸誘導体等の第
３級アミン類、１．２．３−ベンゾトリアゾール、５−
メチルトリアゾール等のトリアゾール類、２−フェニル
イミダゾール、２−エチルイミダゾール、２．４−ジメ
チルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−
へブタデシルイミダゾール、１−ビニル−２−メチルイ
ミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチ
ルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾー
ル、２−イソプロピルイミダゾール、１−シアノメチル
−２−メチルイミダゾール、２．４−ジアミノ−６−Ｃ
２’　−メチルイミダゾリル−（１）′−エチル）−ｓ
ｙｍ−トリアジン又はそのイソシアヌル酸付加物、２，
４−ジアミノ−６−［２’　−ウンデシルイミダゾリル
−（１′）−エチル）−ｓｙｍ−トリアジン又はそのイ
ソシアヌル酸付加物等を挙げることができ、これらの１
種又は２種以上を使用できる。硬化剤の配合量は特に制
限されず、適宜選択すればよいが、通常エポキシ樹脂１
００重合部に対し０．０１〜１００重量部程度と置部ば
良い。

球状の無機粉末充填材の材質として例えば、溶融シリカ
、合成シリカ、アルミナの他室化珪素、窒化ホウ素、窒
化アルミナ、ジルコニウム、シリコーンゴム等を挙げる
ことができ、これらを球状にして使用すればよい。これ
ら球状無機充填材は単独で或は２種以上を併用して使用
してもよい。

更に、本発明では、球状無機充填材として、商品名ｒＳ
−ＣＯＬＳＳ−ＣｏＳＳ−ＣＣＳＳＯｌＳＨ−１，５Ｗ
−ＣＯ５Ｊで市販されている球状溶融シリカ〔マイクロ
ン側型〕、商品名ＦＡＸ−７０、ＡＸ−５０、ＡＸ−２
５Ｊで市販されている球状溶融アルミナ〔マイクロン側
型〕、商品名ｒＭ−ＩＪで市販されている球状合成シリ
カ〔新日鉄化学株製〕、商品名「デンカ球状フィラー」
で市販されている球状溶融シリカ〔電気化学工業■製〕
、商品名「フィライト」で市販されているアミノシリケ
ート系微小中空球体等も使用できる。

尚本発明において、球状とは、真球状のものに限定され
ず、楕円球状のもの等も包含される。

球状無機粉末充填材の粒径は、特に制限されないが、熱
膨脹率の低下効果、補強効果（収縮の抑制及び内部応力
の低下効果）、半導体封止後の外観、無機充填材の添加
によって得られる封止材の粘度が増加して作業性が悪化
すること等を考慮すると、通常０．０１〜１０５μｍ程
度（中心粒径０．１〜６０μｍ程度）、平均粒径０．１
〜３０μｍ程度のものを使用すればよい。

無機粉末充填材の配合量は特に制限されないが、熱膨脹
率の低下効果、補強効果（収縮の抑制及び内部応力の低
下効果）、半導体封止後の耐湿性、無機充填材の添加に
よって得られる封止材の粘度が増加して作業性が悪化す
ること等を考慮すると、通常エポキシ樹脂１００重量部
に対し、１〜４００重量部程度置部ればよい。

本発明エポキシ樹脂組成物には、必要に応じ、添加剤と
して、例えばカーボンブラック等の着色剤、エポキシシ
ラン、アミノシラン、アルキルシラン、ビニルシラン、
有機チタネート、アルミニウムアルコレート等のカップ
リング剤、フッ素系の界面活性剤、レベリング剤、チク
ソ性付与剤、希釈剤、消泡剤等の１種又は２種以上を使
用することができる。

本発明組成物は、上記各成分の所定量を常法に従って混
合することにより製造できる。

発明の効果本発明エポキシ樹脂組成物は、耐湿性及び耐熱性のみな
らず、耐冷熱サイクル性にも優れている。

実施例以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲
はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（エポキシ当量１９０）　　　　　　　　　１００重量部ジメチル
アミノメチルフェノール　　　　　　　　　　　０．３重量部球状の溶融
シリカ（平均粒径２３μｍ、商品名５−ＣＯ。

マイクロン側型）　　　　　　２００重量部エポキシシ
ランカップリング剤　　　　　　　　　　　　０．５重口部カーボンブ
ラック　　　　　　　　ＩＴｆｉ量部を置部サーで混合
して液状封止剤を得た。

実施例２ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（エポキシ当
ｆｉ１９０）８０重量部に固型のクレゾールノボラック
型ポリグリシジルエーテル（エポキシ当量１７０、融点
６２℃）２０重量部を加え加熱溶融混合した後、冷却し
、これにジメチルアミノメチルフェノール、球状の溶融
シリカ、エポキシシランカップリング剤及びカーボンブ
ラックを実施例１と同様にして混合して液状封止剤を得
た。

比較例１充填材として、機械粉砕の溶融シリカ（平均粒径２３μ
ｍ１非球状）２００重量部を用いた以外は実施例１と同
様にして液状封止材を得た。

これら３種の液状封止剤を用い、ガラスエポキシ基板上
にワイヤーボンディングされた半導体素子を印刷により
封止し、１５０℃で３時間硬化した後、試験を行ない、
結果を第１表に示した。

第１表から、一般に使用されている無定形充填材では、
冷熱サイクル試験で短期間で不良が現われるのに対し、
球状充填材の場合には、長期間に渡り良好な結果が得ら
れることが判る。これは、充填材により熱膨張を低下さ
せても、封止材と半導体との熱膨張率が異なる為、封止
材中の充填材が無定形の場合、充填材のカドにより半導
体表面が傷つけられ、その結果断線したためである。事
実、試験後、封止剤を取り除き半導体表面を観察すると
、半導体表面の端部に近いあたりに無数の傷が認められ
た。球状充填材の場合には、これらの傷は認められなか
った。

また、印刷方式で封止する場合、無定形充填材を用いる
と、マスクの損耗が激しいが、球状充填材を用いると、
マスクの寿命がかなり長（なった。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エポキシ樹脂、硬化剤及び粉末無機充填材を含む
樹脂組成物において、粉末無機充填材の形状が球状であ
ることを特徴とする半導体封止用液状エポキシ樹脂組成
物。
（２）球状粉末無機充填材の配合量がエポキシ樹脂１０
０重量部に対して１〜４００重量部である請求項（１）
に記載のエポキシ樹脂組成物。
（３）球状粉末無機充填材の粒径が０．０１〜１０５μ
ｍであり、平均粒径が０．１〜３０μｍである請求項（
１）又は（２）に記載のエポキシ樹脂組成物。
（４）エポキシ樹脂が、常温で液状のエポキシ樹脂を主
成分とするものである請求項（１）に記載のエポキシ樹
脂組成物。
（５）硬化剤が、潜在性硬化剤である請求項１に記載の
エポキシ樹脂組成物。