JPH02209948A - 封止用樹脂組成物 - 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、耐湿性、半田耐熱性に優れた封止用樹脂組成
物に関する。

（従来の技術） 近年、半導体集積回路の分野において、高集積化、高信
頼性化の技術開発と同時に半導体装置の組立て工程の自
動化が推進されている。　例えばフラットパッケージ型
の半導体装置を回路基板に取り付ける場合に、従来リー
ドビン毎に半田付けを行っていたが最近は半田浸漬方式
や半田リフロ一方式が採用されている。

〈発明が解決しようとする課題） 従来におけるノボラック型などのエポキシ樹脂、ノボラ
ック型フェノール樹脂およびシリカ粉末からなる樹脂組
成物で封止した半導体装置は、装置全体の半田浴浸漬を
行うと耐湿性が低下するという欠点があった。　特に吸
湿した半導体装置を浸漬すると封止樹脂と半導体チップ
およびリードフレームとの間に剥がれや内部樹脂クラッ
クが生じて著しい耐湿性劣化を起こし、電極の腐食によ
る断線や水分によるリーク電流を生じ、その結果半導体
装置は長期間の信頼性を保証することができないという
欠点があった。

本発明は、これらの欠点を解消するなめになされたもの
で、吸湿の影響が少なく、特に半田浸漬後の耐湿性、半
田耐熱性に優れ、封止樹脂と半導体チップあるいは封止
樹脂とリードフレームとの剥がれや内部樹脂クラックの
発生がなく、また電極の腐食による断線や水分によるリ
ーク電流の発生もなく、半導体装置の長期信頼性を保証
できる封止用樹脂組成物を提供しようとするものである
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、アルキル変性多官能エポキシ樹脂と多官能フ
ェノール樹脂を反応させることによって、耐湿性および
半田耐熱性が向上する組成物が得られることを見いだし
、本発明を完成したものである。

即ち本発明は、 （Ａ）アルキル変性ヒドロキシベンズアルデヒド類とア
ルキル変性フェノール類とを反応して得られる反応樹脂
におけるフェノール性水酸基をエポキシ化したアルキル
変性多官能エポキシ樹脂（但し、アルキル変性ヒドロキ
シベンズアルデヒド類のアルキル基がＣ，Ｈ２□＋１．
１≧１の整数であり、アルキル変性フェノール類のアル
キル基がＣ，Ｈ２，、、、１０≧ｎ≧１の整数である）
（Ｂ）次の（Ｉ）式又は（ＩＩ）式で示される多官能フ
ェノール樹脂 ・・・　（Ｉ＞ （Ｃ）シリカ粉末 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記（Ｃ）
シリカ粉末を５０〜９０重景％含重量ることを特徴とす
る封止用樹脂組成物である。

本発明に用いる（Ａ）アルキル変性多官能エポキシ樹脂
としては、前記のようにアルキル変性ヒドロキシベンズ
アルデヒド類とアルキル変性フェノール類とを反応して
得られるフェノール樹脂骨格構造を有し、該樹脂骨格に
おけるフェノール性水酸基をエポキシ化したもので、そ
の分子中にその骨格構造を有する限りそのほがの分子構
造、分子量などに特に制限されることはなく広く包含さ
れる。

具体的な樹脂として、例えば ・・・　（ＩＩ） （但し、式中ｎはＯ又は１以上の整数を、ＲはＣ，Ｈ２
＃ｌ１、を、ＤはＯ又は１以上の整数を表すン等が挙げ
られ、これらは単独もしくは２種以上混合して使用され
る。

さらに、上記のアルキル変性多官能エポキシ樹脂に、次
の一般式で示されるノボラック系のエポキシ樹脂を混合
して用いることもできる。

（但し、式中Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上
の整数を表す） 本発明に用いる（Ｂ）多官能フェノール樹脂としては、
前記の式で示される少なくとも三官能又は四官能のフェ
ノール樹脂でその分子中に前記骨格構造を有するかぎり
、分子構造、分子量などに特に制限されることなく広く
包含される。　具体的なフェノール樹脂として、例えば 等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用
することができる。　さらに前記の多官能フェノール樹
脂の他に、フェノール、アルキルフェノール等のフェノ
ール類と、ホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデ
ヒドとを反応させて得られるノボラック型フェノール樹
脂およびこれらの変性樹脂を混合して使用することがで
きる。

本発明に用いる（Ｃ）シリカ粉末としては、殻に市販さ
れているものが使用されるがそれらの中でも不純物濃度
が低く、平均粒径の３０μｍ以下のものが好ましい、　
平均粒径が３０μｔを超えると耐湿性および成形性に劣
り好ましくない、　シリカ粉末の配合割合は、全体の樹
脂組成物に対して５０〜９０重量％含有することが好ま
しい、　その割合が５０重量％未溝では、樹脂組成物の
吸湿性が高く、半田浸漬後の耐湿性に劣り好ましくない
。

また、９０重量％を超えると極端に流動性が悪くなり成
形性に劣り好ましくない、　従って上記範囲内に限定さ
れる。

本発明の封止用樹脂組成物は、アルキル変性多官能エポ
キシ樹脂、多官能フェノール樹脂およびシリカ粉末を必
須成分とするが、本発明の目的に反しない限度において
、必要に応じて、例えば天然ワックス類、合成ワックス
類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラ
フィンなどの離型剤、三酸化アンチモンなどの難燃剤、
カーボンブラックなどの着色剤、シランカップリング剤
、種々の硬化促進剤、ゴム系やシリコーン系の低応力付
与剤等を適宜添加・配合することができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調製する場
合の一般的な方法は、アルキル変性多官能エポキシ樹脂
、多官能フェノール樹脂、シリカ粉末、その他を配合し
、ミキサー等によって十分均一に混合した後、更に熱ロ
ールによる溶融混合処理又はニーダ等による混合処理を
行い、次いで冷却固化させ適当な大きさに粉砕して成形
材料とすることができる。　そして、この成形材料を電
子部品あるいは電気部品の封止用として、また被覆、絶
縁等に適用し、優れた特性と信頼性を付与することがで
きる。

（作用） 本発明の封止用樹脂組成物は、アルキル変性多官能エポ
キシ樹脂、多官能フェノール樹脂とを反応させて、所定
量のシリカ粉末を配合することによって目的を達したも
のである。　即ち、アルキル変性多官能エポキシ樹脂と
多官能フェノール樹脂を反応させることによってガラス
転移温度が上昇し、熱時の機械的特性が向上し、樹脂の
吸湿性も少なくなるため、半田浸漬や半田リフローを行
っても耐樹脂クラックの発生がなくなり耐湿性劣化がな
くなるものである。

（実施例） 次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明は下
記実施例によって限定されるものではない、　以下の実
施例および比較例において「％」とは「重量％」を意味
する。

実施例　１ 次式に示したアルキル変性多官能エポキシ樹脂１７％、 次式に示した多官能フェノール樹脂１０％、シリカ粉末
７２％、硬化促進剤０．３％、エステル系ワックス０．
３％およびシランカップリング剤０．４％を常温で混合
し、さらに９０〜９５℃で混練し冷却した後、粉砕して
成形材料（Ａ＞を製造した。

実施例　２〜３ 実施例１において用いたアルキル変性多官能エポキシ樹
脂の代わりに、第１表に示したアルキル変性多官能エポ
キシ樹脂を用いた以外は、すべて実施例１と同一にして
成形材料（Ｂ）、（Ｃ）を製造した。

第１表 比較例 オルソクレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂（エポキ
シ当量２１５）　１７％、ノボラック型フェノール樹脂
８％、シリカ粉末７４％、硬化促進剤０，３％、エステ
ル系ワックス０．３％およびシランカップリング剤０．
４％を混合し、実施例１と同様にして成形材料（Ｄ）を
製造した。

実施例１〜３および比較例で得られた成形材料（Ａ）〜
（Ｄ）を１７０℃に加熱した金型内にトランスファー注
入し硬化させて封止した成形品を得た。　これについて
諸試験を行って結果を得たので第２表に示したがいずれ
も本発明の顕著な効果が確認された。

本１　ニドランスファー成形によって直径５０１ｉ、厚
さ３ｎｖの成形品を作り、これを１２７℃。

２．５気圧の飽和水蒸気中に２４時間放置し、増加した
重量によって測定した。

＊２：吸水率の試験と同様な成形品を作り、これを１７
５℃で８時間の後硬化を行い、適当な大きさの試験片と
し、熟機械特性分析装置を用いて測定しな。

ネ３　：ＪＩＳ−に−６９１１に準じて測定した。

＊４：成形材料を用いて、２本以上のアルミニウム配線
を有するシリコン製チップを、通常の４２７０イフレー
ムに接着し、１７５℃で２分間トランスファー成形した
後、１７５℃。

８時間の後硬化を行った。　こうして作った成形品を予
め４０℃、９０％ＲＨ，１００時間の吸湿処理した後、
２５０℃の半田浴に１０秒間浸漬をした。　その後、１
２７℃、２．５気圧の飽和水蒸気中でプレッシャークツ
カーテスト（ＰＣＴ）を行い、アルミニウムの腐食によ
る断線を不良として評価した。

［発明の効果］ 以上の説明および第２表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は、吸湿の影響が少なく、半田浴浸漬
後の耐湿性、半田耐熱性および熱時の機械的特性に優れ
ているため、樹脂と半導体チップあるいは樹脂とリード
フレーム間の剥がれや内部樹脂クラックの発生がなく、
また電極の腐食による断線や水分によるリーク電流の発
生もなく、信頼性の高い半導体装置が得られる。

特許出願人　東芝ケミカル株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）アルキル変性ヒドロキシベンズアルデヒド類と
   アルキル変性フェノール類とを 反応して得られる反応樹脂におけるフェノール性水酸基
   をエポキシ化したアルキル変性多官能エポキシ樹脂（但
   し、アルキル変性ヒドロキシベンズアルデヒド類のアル
   キル基がＣｍＨ＿２ｍ＿＋＿１、ｍ≧１の整数であり、
   アルキル変性フェノール類のアルキル基がＣ＿ｎＨ＿２
   ＿ｎ＿＋＿１、１０≧ｎ≧１の整数である） （Ｂ）次の（Ｉ）式又は（II）式で示される多官能フェ
   ノール樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼…（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼…（II） （但し、式中ｎは０又は１以上の整数を、ＲはＣｍＨ＿
   ２＿ｍ＿＋＿１を、ｍは０又は１以上の整数を表す） （Ｃ）シリカ粉末を必須成分とし、全体の樹脂組成物に
   対して前記（Ｃ）シリカ粉末を５０〜９０重量％含有す
   ることを特徴とする封止用樹脂組成物。