JPH02240133A - 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，ＬＳＩ
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等の對止には
安価、ｔａ性及び比較的バランスのとれた信頼性を有す
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正に比べ、特
に耐湿信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ｔ後
、成形体全通常使用される環境または県湿度の加速され
几環境中にお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、薄凰化のため、電子部品
の実装方法が従来のビ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、この際の熱衝撃
でクラツクの発生や接着力の低下によシ、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記に述べた欠点は、
（ａ）樹脂が本質的に透水性を有していること、（ｂｌ
　＋７−ドフレーム、半導体素子等と樹脂との接着性が
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）は樹脂の本質的欠点であるために（ｂ）、（ｃ）
及び（ｄ）について種々の改良がなされてきた。（ｂ）
についてはエポキシ樹脂、硬化剤、カップリング剤、及
び内部ｌ！ｌＩ型剤等、（Ｃ）についてはエポキシ樹脂
、硬化剤、充填剤等について、（ｄ）については各種の
可とう性付与剤の添加で改良がなされてき念。

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
のこともあシ、未だ十分とは言い難一状況にある。また
可とう性付与剤の添加によって、その染みだしによる金
型汚れ、成形体外観不良、捺印性不良等の成形性不良も
発生している。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、かかる課題を改善するため鋭意努力した
結果、特に硬化促進剤が耐湿信頼性に著しく影響を与え
ること、またさらに特定の可とう性付与剤を併用すると
一層耐湿信頼性が向上し、成形性も良好なことを観察し
、本発明を完成し九〇すなわち本発明は電子部品、特に
半導体、工Ｃ，ＬＳＩ等を樹脂封止した場合に、良好な
成形性を保ちつつ従来十分とは言えなかった耐湿信頼性
全大幅に向上させるものである。

（腺題會解決するための手段〕 本発明は、特に硬化促進剤としてテトラアルキルホスホ
ニウム・ペンゾトリアゾラートを用い、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、電子部品
等を封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ポキシ樹脂組成物を提供す
るものである。

すなわち本発明は ｆｉｌ　　ｆＡｌ　　多官能エポキシ樹脂（Ｂｌ　　フ
ェノール型硬化剤 （Ｃ）　　硬化促進剤として下記一般式に示すテトラア
ルキルホスホニウム・ペンゾトリアゾラート （　Ｒｌ　′−　Ｒ，は、同一もしくは異なる０４〜Ｃ
１０の脂肪族基または芳香族基）の６成分を主成分とす
る半導体封止用エポキシ樹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封土
用エポキシ樹脂組成物である。

次に本発明全詳細に説明する。

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個以上のエポキシ基全有するものであればいずれも
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、各種フェノール類から合成されるノボラック型
エポキシ樹脂、ナフタレン−１．６−ジグリシジルエー
テル、４．４一ビス（２．６−エポキシプロポキシ）　
−　３．３，５．５−テトラメチルビフエニル、グリシ
ジルエスｆ　ルＷ　ｘ　ホキシ樹脂、グリシジルアミン
型エホキシ樹脂、鎖状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポ
キシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、６官能エポキシ樹脂
、４官能エポキシ樹脂あるいはこれらに塩素、臭素など
のハロデンを導入し几エポキシ樹脂などが挙げられ、こ
れらのうち一種、もしくは二樵以上の物が用いられる。

これらのうちクレゾールノボラツク型、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、及び４，４−ビス（２，６−エ
ポキシプロボキシ）−３．３，５．５−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び分解して
イオンになシ易い成分は少ないほど好ましく、具体的に
は遊離のナトリウムイオン、塩素イオンがそれぞれｓ　
ｐｐｍ以下及び可水分鱗性ハロデンは５　０　０　ｐｐ
ｍ以下が好ましい。エポキシ当量は１６０から２５０、
特に１６０から２１０が好ましい。そして樹脂軟化点は
、５０〜１１０℃のものが用いられる。

本発明に用いられる（Ｂ３フェノール型硬化剤としては
、１分子中に少なくとも２個以上の水酸基を有するもの
が用いられる。例えばフェノール、レψルシノール、ク
レゾール、キシレノール、フロビルフェノール、アミル
フェノール、プチルフェノール、オクテルフェノール、
フエニルフエ／　−ル、アリルフェノール、ビスフェノ
ールＡなどが単独で、またはそれらを併用して合成され
るノボラツク樹脂、ポリイソプロペニルフェノール、ポ
リビニルフェノール類、及びこれらにハロデン基を導入
したフェノール製硬化剤などが挙げられ、これらのうち
１種もしくは２株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重量一以下、好まし
くは０．５重量チ以下の７ボラツク樹脂が好適である。

そして軟化点は、５０〜１１０°Ｃのものが用いられる
。

硬化剤の配合量は、硬化剤のフェノール性水酸基トエポ
キシ樹脂のエポキシ基の比が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
記範囲以外では耐湿信頼性全低下させるので好ましくな
い。

次に本発明に用いられる硬化促進剤は、下記一般式に示
すテトラアルキルホスホニウム・ペンデトリアゾラート
である必喪がある。

（　Ｒ１〜Ｒ４は、同一もしくは異なる０４〜Ｃ１０の
脂肪族基または芳香族基）具体的には、テトラブチルホ
スホニウム・ペン・戸トリア・戸ラート、テトラフエニ
ルホスホニウム・ペンデトリアゾラート、トリフエニル
プチルホスホニウム・ペンゾトリア・ｔラート等があげ
られる。

これらの添加量は、エポキシ樹脂及び硬化剤の総量ｔ−
ｉｏＯ重量部とし九とき、０．１重量部から１０重量部
が好ましく、特に好ましくは０．３重量部から５重量部
である。

次に本発明に用いられる可とう性付与剤としては次のよ
うな物が挙げられる。シリコーンゴム、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
プタジエンブロックコポリマー　水素添加したスチレン
ーイソブ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ポリマー、それらにカルボキ
シル豚トリアルコキシリル基などのエポキシ樹脂または
フェノール硬化剤と反応し得る官能基會持つもの、熱可
塑性エラストマーなどのビム状物質、シリコーンオイル
などのオイル状物質、各糧熱可塑性樹脂、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
ノール樹脂の一部または全部をアミンシリコーン、エポ
キシシリコーン、アルコキシ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
之スチレンーイソブ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（　トリアルコキシシリル基などのエ
ポキシ樹脂またはフェノール型硬化剤と反応し得る官能
基を持つもの、（ｂ）アミン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會持つ２株以上
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、ま九はシリコーン樹脂粉
末が挙げられる。上記（ａｌおよびま几嫁（ｂ）　ｔ−
用いた場合、酎湿信頼性が良いのみならず、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、安定し友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量は、組成物全体の０．１〜
１０重量チ、好ましくは０．６〜５重ｆ％である。０．
１重量チ未満では耐湿信頼性の効果がなく、１０重量チ
よシ多いと流動性の低下、ビンホールの多発などの成形
性不良を生ずるためである。

次に本発明の半導体封土用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
のために無機質充填剤を配合するのが好ましい。本発明
に用いられる無機貫充填剤としては、結晶シリカ、溶融
シリカ、メルク、アルミナ、硫酸カルシウム、炭酸カル
シウム、炭酸ハリウム、窒化珪素などの粉末あるいはガ
ラス、窒化珪素、炭化珪素繊維やウイスカーなどが挙げ
られ、これらの１糧または２種以上が用いられる。

これらのうちではシリカ、特に溶融シリカが高純度及び
低い熱膨張率ヲ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。

充填剤の配合量は、組成物全体に対して６８重童チ以上
、好ましくは７０重量チ以上であり、成形性等を損なわ
ない限シ多いほうが好ましい。特に球状フイラーを充填
剤の全量または一部に用いた場合、８０重量チ以上配合
することもできる。

本発明の牛導体封止用エポキシ樹脂組成物には必要に応
じ、カルナバワックス、モマタンワックス、高級脂肪酸
及びそのカルシウム塩、弗素化合物、固形またはオイル
状シリコーンなどのＭｆｆｉ斎Ｊ，ハロｒン化エポキシ
樹脂や酸化アンチモン等の難燃化剤、カーボンブラック
などの着色剤など全適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全配合することも好ましい。

本発明の組成物は、上記諸材料全プレンダーまたはミキ
サーで混合後、加熱ロールまたは二−ダーなどで溶融混
練し念後、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を示す。

（実施例及び比較例ノ 実施例１〜７及び比較例１〜６以下の部はすべて重量部
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
ルノボラツク樹脂（硬化剤）４５部、溶融シリカ（干均
粒径１５μ７７１，１５００部、ヘキストワックス６部
、カーボンブラック１．５部、二酸化アンテモン１０部
、γ−グリシドオキシグロビルトリメトキシシラン６部
の配合は一定とし、表１に示す硬化促進剤、可とう性付
与剤金計量じ、ミキサーで混１合、更に加熱ロールで混
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累子金１６ビン
ＤＩＰに各組成物でトランスファー成形し友。アフター
キュアーののち２　６　０　’Ｃ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°Ｃの飽和加圧水蒸ｆｉ下Ｋおくグレツシャーク
ツカーテスト（以後ＰＣＴというノ及びこれに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ＢＰＣＴ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経時変化を調べた。結果は
表２に示す。

（発明の効果） 上記実施例から明らかなように、本発明の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物は、ＰＣＴ，　ＢＰＣＴが大幅に良
好であシ、電子部品、特に半導体、ＩＣ、ＬＳＩ等に好
適となる特徴がある。

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一般式に示すテトラアルキ
   ルホスホニウム・ベンゾトリアゾラート▲数式、化学式
   、表等があります▼ （Ｒ＿１〜Ｒ＿４は、同一もしくは異なるＣ＿４〜Ｃ＿
   １＿０の脂肪族基または芳香族基）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リロニトリル−ブタジエンコ
   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。