JPH02240130A - 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、電子部品等の封止、特に半導体、ＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の封正に好適な半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
関するものである。

（従来の技術） 近年電子部品、特に半導体、ＩＣ，　ＬＳＩ等の到止に
は安価、量産性及び比較的バランスのとれ＊｛Ｉ！頼性
を有するため、エポキシ樹脂組成物をもちいたトランス
ファー成形が最も広く用いられている。

しかしながらこの成形体は、金属ケースやセラミック等
の透水性の無い材料によるハーメチツク封止に比べ、特
に耐湿伯頼性の劣るのが欠点である。

これは、半導体素子をエポキシ樹脂組成物で封止した後
、成形体を通常使用される環境または温湿度の加速され
た環境中にかくと次第に吸湿して半導体素子等の微細な
配線、特にアルミニウム配線が腐食し、リーク電流が増
加、ついには断線してしまうためである。

更に最近では電子部品の小型、薄型化のため、電子部品
の実装方法が従来のピン挿入方式から表面実装方式へと
移行しつつある。この場合、成形体は実装の際に半田浴
に浸漬されるなど高温で処理されるが、この際の熱衛撃
でクラツクの発生や接着力の低下により、耐湿信頼性が
いっそう低下する問題も生じている。

エポキシ樹脂組成物による封上の上叱に述べ次欠点は、
（ａ）樹脂が本質的に透水性を有していること、（ｂ）
　ＩＪ−ドフレーム、半導体素子等と樹脂との接Ｍ性が
十分でないこと、（Ｃ）樹脂中にはいろいろな不純物が
含まれていること、（ｄ）エポキシ樹脂が脆いこと等に
由来している。

（ａ）は樹脂の本實的欠点であるため主に（ｂＬ　（Ｃ
）及ひ（ｄ）について種々の改良がなされてぎた。（ｂ
）　Ｋついてはエポキシ樹脂、硬化剤、カップリングが
１、及ひ内部ｌｌｌ１ｍ剤等、（Ｃ）についてはエポキ
シ樹脂、硬化剤、充填剤等について、（ｄ）については
各橿の可とう性付与剤の添加で改良がなされてきた。

これらの改良の結果、耐湿信頼性は近年着実に向上して
きたが、半導体の集積度の大幅な向上、配線の微細化等
のこともあり、末だ十分とはＢい難い状況にある。

（発明か解決し．ようとする昧題） 本発明者らは、かかる課題を改官するため鋭意努力した
結果、特に硬化促進剤か耐湿信頼性に著しく影４）与え
ること、′！たさらに特定の可と９性付与剤を併用する
と一層耐湿｛［ｉＪ性が向上することを観察し、本発明
を完成した。すなわち本発明は電子部品、特に半導体、
ＩＣ，　ＬＳＩ等を桐脂刺止し７’Ｃ場合に、良好な成
形性を保ちつつ従米十分とＶ１色えなかった耐湿信頼性
を大幅に向上させるもので与る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、特に硬化促進剤として７−メチルー１　．５
．７−トリアサ゛ビシクロ（４，４．０）デセン−５及
ひまたはその誘導体を用い、更に好ましくは特定の可と
う性付与剤を添加することにより、亀子部品等を掴止し
た際に耐湿信頼性を大幅に向上させ、かつ成形性も良好
な半導体封止用エボギシ樹脂組成物を提供するものであ
る。

すなわち本発明は、 ｆｌｌ（Ａ！　　多官能工示キシ桐脂 （Ｂ）　　フェノール型硬化剤 （Ｃ）　　硬化＆進剤として下記に示す７−メチル−１
　．５．７−１リアサ゛ビシクロ（４．４．０）デセン
−５及びそのフェノールノボラツク塩、有機酸塩、テト
ラフェニルボロン酸塩から迦はれた少なくとも１ａｉ ０６取分を主成分とする半導体刺上川エポキシ揃脂組成
物及び前記樹脂組成物と可とう性付与剤とを主成分とし
て配合した半導体刺止用エポキシ樹脂組成物である。

次に本発明を詳細に説明する。

本発明に用いられる囚多官能エポキシ樹脂は、１分子中
に２個以上のエボキン基ヲ１するものであれはいすれも
用いることができる。例えはビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、谷糧フェノール類から合成されるノボラツク型
エポキシ樹脂、ナフタレン−１．６−ジグリシゾルエー
テル、４　．　４’一ビス（２，６−エホキシグロポキ
ン）　−　３　．　３’．５　．　５’−テトラメチル
ビフエニル、グリシゾルエステル型エボ中シ樹脂、グリ
ンゾルアミン製エポキシ樹脂、鎖状脂肋族エホキシａ＋
脂、脂虫式エポキシ樹脂、複素壌型エボキン樹脂、６官
能エホキシ樹脂、４官能エポキシ樹脂、あるいはこれら
に塩素、臭木などのハロケ９ンを導入したエポキシ側脂
などが挙げられ、これらのうち一裡、もしくは二極以上
の物が相いられる。これらのうらクレゾールノボラック
型、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂、及び４．
４′−ビス（２．３−エポキシプロボキシ）　−　５　
．　３’　，　５　．　５’−テトラメテルビフエニル
が好ましい。

これらのエポキシ樹脂中のイオン性不純物及ひ分解して
イオンになυ易い成分は少ないほど好ましく、具体的に
は遊離のナトリクムイオン、塩紫イオンがそれぞれ５　
ｐｐｍ以下及ひ可水分解性ハロケ９ンはｓ　ｏ　ｏ　ｐ
ｐ出以下が好ましい。エポキシ当量は１６０から２５０
、特に１６０から２１口が好ましい。そして樹脂軟化点
は、５０〜１）０°Ｃのものが用いられる。

本発明に用いられる（Ｂ）フェノール型硬化剤としては
、１分子中に少なくとも２個以上の水酸基を自するもの
が用いられる。例えはフェノール、レゾルシノール、ク
レゾール、中シレノール、プロビルフェノール、アミル
フェノール、プチルフェノール、オクチルフェノール、
フエニル７エノーニルフェノール類、及ひこれらにー・
ロケ゛ン基ヲ導入し，たフェノール型硬化剤などが挙げ
られ、これらのうち１種もしくは２種以上のものが用い
られる。これらのうち未縮合のフェノール性化合物が１
ｍｊｔ％以下、好ましくは０．５１量％以下のノＩドラ
ソク樹脂が好適である。そして軟化点は、５０〜１）０
℃のものが川いられる。

硬化剤の配合１Ｖｉ、硬化剤のフェノール性水酸基とエ
ポキシ慟脂のエポキシ基の比か０．５〜１．５の範囲、
特に好ましくは０．７〜１．２の範囲にあるのがよい。

上記範囲以外では′Ｍ湿｛Ｎ頼性を低下させるので好ま
しくない。

次ｒＣ本発明に用いられる硬化促進剤は、下肥に示す７
−メチル−１．５．７−トリアサ゜ビンクロ（４，４．
０）−ｒ’セン−５及ひそのフエノールノポラック塩、
有機酸塩、テトラフェニルボロン酸塩から選はれ之少な
くとも１ａＩでおる必安があ６ｏ塩の形成に用いるフェ
ノールノポラツクとしては、本発明で用いるフェノール
型硬化剤でよい。又有機酸としては、０４〜Ｃ１８程度
の脂肪族、芳香族有機酸か挙げられ、具体的にはブタン
酸、ペンタン酸、ヘキ丈ン酸、ヘゾタン酸、オクタン酸
、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデ
カン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸
、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、安息香酸、フクル
酸、トリメリット酸、トリメリット酸無水物、サリチル
徹等が挙げられる。テトラフェニルボロン酸は、酸とし
ては不安定なため、そのアルカリ金鵡塩と、化合物Ａの
塩酸塩とを水中で反応１せ、生成したテ１・ラフエニル
ボロン酸塩をΔ遇し、よく水洗、乾燥して得ることがで
きる。

これらの添加Ｍは、エポキシ樹脂及び硬化剤の飴童を１
００１ｉｉ１部とじｆｃとき、０．１　１ｋ址部から１
０］ｋｆｆｉ都が好ましく、特に好ましくは０．３１Ｋ
鼠部から５１量部である。

次に本発明に用いられる町とう注付与剤としては、次の
ようなものが挙げられる。ンリコーンゴム、ポリサルフ
ァイドゴム、ブタジエン変性ゴム、水素添加したスチレ
ンーブタジエンブロックコポリマー、水素添加したスチ
レンーイングレンブロックコポリマー、水素添加したア
クリロニトリルーブタジエンコボリマー、それらにカル
ボキシル基、トリアルコ中シリル基などのエボキン樹脂
またはフェノール硬化剤と反応し得る官能基金持つもの
、熱可塑性エストラマーなどのゴム状物負、シリコーン
オイルなどのオイル状物質、各鴇熱可塑性樹脂、シリコ
ーン樹脂粉末などの樹脂状物質、あるいはエポキシ樹脂
、フェノールＩＡ脂の一部筐たは全部會アミノシリコー
ン、エポキシシリコーン、アルコキンシリコーンなどで
変性したもの等が例示される。

これらの中で特に好ましいものとして、（ａ）水氷添加
したスチレンーブタジエンブロックコボリマ、水素添加
したスチレンーインテレンブロックコポリマー、水素添
加したアクリロニトリルーブタシエンコボリマー、それ
らにカルボキンル基、トリアルコキンシリル基などのエ
ホキシａｑ　ｑｈ　ｔたはフェノール型硬化剤と反応し
得る官能遅・を持つもの，　（ｂ）アミノシリコーンと
エポキシシリコーンのように相互に反応し得る官能基を
持つ２種以上の反応性シリコーンを、予めエポキシ樹脂
またはフェノール型硬化剤で変性したもの、ま次はシリ
コーン樹脂粉末が挙げられる。上記（ａ）　ｓ？よひ′
！タは（ｂ）を用いた場合、耐湿信頼性が良いのみなら
す染みだし等の無い成形性の良好なものとすることがで
きる。又耐熱性の良好な可とう性付与剤なため、成形体
を高温に長時間放置しても、安定した性能を保持するこ
とができる。

上記可とう性付与剤の添加Ｉ１は、組成物全体の０．１
〜１０］ｋｊ１％、好ましくは０．３〜５１Ｋ量係であ
る。０．１３ｋｊｌ％未満では耐湿信頼性の効果かなく
、１０重量係より多いと流動性の低下、ピンホールの多
発などの成形性不良を生ずる九めである。

次に本発明の半導体刺上川エポキシ樹脂組成物には、熱
伝導率を向上させる、もしくは熱膨張率を低下させる等
のために無機賞充填剤金配合丁るのが好ましい。本発明
に用いられる無機負允撫剤としては、結晶シリカ、浴融
シリカ、タルク、アルミナ、Ｗｃ酸カルシウム、炭酸カ
ルシウム、炭醪バリタム、會化珪累などの粉末あるいは
ガラス、窒化珪素、炭化珪素繊維やクイスカーなどが挙
げられ、これらの１鴇まｆｃは２株以上が用いられる。

これらのうちではシリカ、特に浴融ンリカが高純匿及ひ
低い熱膨張率金有することから好ましい。

形状としては通常の破砕品以外に球状のものも好適に用
いられる。

充填剤の配合ｍは、組成物全体に対して６８Ｘｊｔ％以
上、好ましくは７０１量係以上であり、成形性等を損な
わない限り多いほうが好ましい。特に球状２イラーを充
填剤の全量または一部に用いた場合、８０重量％以上配
合することもできる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組底物には必臂に応
じ、カルナバワックス、モンタンワックス、高級脂肪散
及ひそのカルシウム塩、弗素化合物、固形ま−ｆｉｃは
オイル状シリコーンなどの離ｆＭ剤、ハロゲン化エポキ
シ衛脂や酸化アンチモン等の難燃化剤、カーポンプラッ
クなどの着色剤などを過宜添加配合することができる。

この組成物に付いては耐熱性を向上させるため、マレイ
ミド他のイミド化合物などを配合することも好ましい。

本発明の組成物は、上記諸材料をデレンダーまたはミキ
サーで混合後、加熱ロールまたは二−ダーなどで浴融混
練した後、冷却粉砕して製造することができる。

次に本発明の実施例會示す。

（実施例及び比較例） 実施例１〜９及ひ比較例１〜６以下の部はすべてｉｎ部
を示す。

エポキシ当量２００のクレゾールノボラツク型フェノー
ルノボラック樹８Ｖ１（硬化剤）４５部、酊融シリカ粉
（平均粒径１５μＩＦＬ）５００部、ヘキストワックス
６ｓ１カーボンプラック１．５Ｂ、三酸化アンチモン１
０Ｍ，ｒ−グリシドオキシグロビルトリメトキシシラン
６Ｂの配合は一定とし、表１に示す硬化促進剤、可とう
性付与剤を計量しミキサーで混合、吏に加熱ロールで混
練し、そして冷却粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。

これらの組成物は、耐湿信頼性を見るため、対向するア
ルミニウム配線を有する評価用シリコン素子金１６ぎン
ＤＩＰに各組成物でトランスファー成形した．アフター
キュアーののち２６０℃の半田浴に１０秒間浸漬し、そ
して加速して耐湿信頼性を見るため成形体は、１２５℃
の飽和加圧水蒸気下におくプレッシャークツカーテスト
（以後ＰＣＴという）及びこれに２０Ｖのバイアスをか
けるバイアスプレツシャークツカーテスト（以後ＢＰＣ
Ｔという）にかけた。素子は各々のテストに２０個ずつ
用いて、アルミニウム配線の腐食によるオープン不良と
成る素子の数の紗時変化を調べた。結果は赤２に示す。

（＠明の効果） 上ｋ２実施例から明らかなように、本発明の半導体封止
用エボヤシ樹脂組成物は，　ＰＣＴ，、ＢＰＣＴ　ｄｉ
大幅に良好であり、電子部品、特に半導体、ＩＣ，ＬＳ
Ｉ等に好適となる特徴かわる。

特許出勤人 電気化学工業株式会社 手 続 ネ甫 正 書 ｌ）明細書第１２頁第１４行を次のとおり訂正す平成 １年１２月２５日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）多官能エポキシ樹脂 （Ｂ）フェノール型硬化剤 （Ｃ）硬化促進剤として下記に示す７−メチル−１、５
   、７−トリアザビシクロ（４、４、０）デセン−５及び
   そのフェノールノボラック塩、有機酸塩、テトラフェニ
   ルボロン酸塩から選ばれた少なくとも１種 ▲数式、化学式、表等があります▼ の３成分を主成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
   物。
2. （２）請求項（１）と可とう性付与剤とを含有させてな
   る請求項（１）記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
   。
3. （３）可とう性付与剤が水素添加スチレン系ブロックコ
   ポリマー又は水素添加アクロニトリル−ブタジェンコポ
   リマーである請求項（２）記載の半導体封止用エポキシ
   樹脂組成物。
4. （４）可とう性付与剤がシリコーン樹脂粉末である請求
   項（２）記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。