JPH02274721A - 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、半田耐熱性に併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。

〔従来の技術〕

半導体関連技術は近年の軽河短小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ＤＩ
Ｐタイプから表面実装用として小型薄型のフラン１−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
ラッ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にパッケージ
は急激な温度変化を受け、このためにパッケージにクラ
ックが生しる問題が大きくクローズアンプされている。

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、６１−１１６６５
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ッケージに
クラックが生じてしまい信軌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、半田耐熱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６１−１６８６’２０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°Ｃ〜３００°Ｃのよう
な高温にさらされた場合においては半田耐熱性が不充分
であり極めて不満足なものであった。

又、パッケージの薄型化、チップの大型化は急速に進ん
でおり、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に対する要求
特性は益々厳しいものとなっており、今まで以上に半田
耐熱性Ｙ性に優れる樹脂が求められて来ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

その目的とするところは、半田耐熱性の良好な半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは従来技術では克服できなかった半田耐熱性
の優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得んと鋭意
検討を進めた結果、耐熱性良好で半田耐熱性を向上させ
る効果を有する式（Ｉ）で示されるイミド環含有エポキ
シ樹脂を ＣＨ３０ＣＦ３ ＣＨ２−−（、−−Ｃ−−Ｃ ＣＨ，ＣＦ３ （式中Ｒ１：水素又はＣ１〜Ｃ５のアルキル基Ｒ２：水
素又はＣ７〜Ｃ６のアルキル基でＲ１と同−又は異なる
Ｘニー０ の群の中から選ばれる基） 総エポキシ樹脂量に対して２０〜１００重量％配合する
ことにより半田耐熱性が著しく向上することを見い出し
本発明を完成するに至った。

本発明で用いられるイミド環含有エポキシ樹脂は、半田
耐熱性を向」二する効果を有する極めて重要な成分であ
る。

これらのイミド環含有エポキシ樹脂は、芳香族カルボン
酸二無水物とアンモニアとを反応させた後、エピクロル
ヒドリンを用い、エポキシ化する方法により得ることが
出来る。以下、その−例を示す。

イミド環含有エポキシ樹脂と従来からあるエポキシ樹脂
を混合して用いても良いが、これら混合系においては、
イミド環含有エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量に対して
２０重量％以上配合する必要がある。

配合量が２０重量％を下回ると、半田耐熱性、が低下し
、不十分である。

尚、ここでいう従来からあるエポキシ樹脂とは１分子中
に２個以上のエボ；トシ基有するものであればいかなも
のでも良く、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂及びこれらの変性樹脂等が挙げ
られ、これらのエポキシ樹脂は１種又は２種以上混合し
て用いることも出来る。

これらのエポキシ樹脂の中ではエポキシ当量が１５０〜
２５０、軟化点が６０〜１３０°Ｃであり、かつＮａ”
、ＣＩ−等のイオン性不純物が出来る限り少ないものが
好ましい。

本発明で用いられるフェノール樹脂は硬化剤としての働
きをするものである。

これらのフェノール樹脂としてはフェノールノボラック
、クレゾールノボラック及びこれらの変性樹脂等が挙げ
られ、これらは１種又は２種以上混合して用いることも
出来る。

用いられるフェノール樹脂は水酸基当量が８０〜１５０
、軟化点が６０〜１２０°ＣでありＮａ”、ＣＩ″等の
イオン性不純物ができるだけ少ないものが好ましい。

本発明で用いられる無機充填剤としては結晶シリカ、溶
融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、クルク、マイカ
、ガラス繊維等が挙げられ、これらは１種又は２種以上
混合して使用される。これらの中で特に結晶シリカ又は
溶融シリカが好適に用いられる。

又、これら以外の成分として必要に応じてＢＤＭＡ等の
第３級アミン類、イミダゾール類、１．８ジアザビシク
ロ（５，４，０）ウンデンセン７、ｉ・リフェニルボス
フィン等の有機リン化合物等の硬化促進剤、天然ワック
ス類、合成ワックス類等の離型剤、ヘキサブロムベンゼ
ン、デカブロムビフェニルエーテル、三酸化アンチモン
等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、
シランカップリング剤その地熱可塑性樹脂等を適宜添加
配合することが出来る。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造する場
合の一般的な方法としては、所定の組成比の原料をミギ
サー等によって十分均一に混合した後、更にロールやニ
ーダ−等により溶融混合処理し、次いで冷却固化させ適
当な大きさに粉砕することにより、容易に行うことがで
きる。

〔実施例〕

実施例１ イミド環含有エポキシ樹脂（ａ）　　３０重量部臭素化
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量３７０
、軟化点６５°Ｃ１臭素含有率３７％）１０重量部 多官能エポキシ樹脂　　　　　　６０重量部フェノール
ノボランク樹脂 （０１１当量１０５、軟化点９５°Ｃ）　　　５０重量
部溶融シリカ　　　　　　　　　　４５０重量部三酸化
アンチモン　　　　　　　　２５重量部シランカップリ
ング剤　　　　　　２重量部トリフェニルホスフィン　
　　　　２重量部カルナバワックス　　　　　　　　３
重量部カーボンブラック　　　　　　　　３重量部を常
温で十分に混合し、さらに９５〜１００°Ｃで混練し、
冷却した後粉砕してタブし・ソト化して本願発明の半導
体封止用−ｑ乃トトシ樹脂組成物を得た。

この材料をＩ−ランスファー成形機（成形条件：金型温
度１７５°Ｃ１硬化時間２分）を用いて成形し、得られ
た成形品を１７５°Ｃ１８時間で後硬化し半田耐湿性お
よび半田耐熱性を評価した。

その結果を第１表に示した。

実施例２ 実施例１においてイミド環含有エポキシ樹脂（ａ）３０
重量部をイミド環含有エポキシ樹脂（ｂ）５０重量部に
、又多官能エポキシ樹脂６０重量部を、４０重量部にか
えた以外は実施例１と同様にして半導体封止用樹脂組成
物を得た。

この材料をトランスファー成形機（成形条件：金型温度
１７５’Ｃ１硬化時間２分）を用いて成形し、得られた
成形品を１７５°Ｃ５８時間で後硬化し半田耐湿性およ
び半田耐熱性を評価した。その結果を第１表に示した。

実施例３〜４ 同様にし第１表に示す組成物の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得た。この半導体封止用エポキシ樹脂組成物
の評価結果も合わせ第１表に示す。

比較例１〜４ 同様にし第１表に示す組成物の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得た。この半導体封止用エポキシ樹脂組成物
の評価結果も合わせ第１表に示す。

※１）イミド環含有エポキシ樹脂（ａ）下式（ｎ）で示
されるイミド環含有エポキシ樹脂 ※２）イミド環含有エポキシ樹脂（ｂ）下式（Ｉ［［）
で示されるイミド環含有エポキシ樹脂 ※４）イミド環含有エポキシ樹脂（ｄ）下式（Ｖ）で示
されるイミド環含有エポキシ樹脂 ※３）イミド環含有エポキシ樹脂（ｃ）下式（■）で示
されるイミド環含有エポキシ樹※５）多官能エポキシ樹
脂 下式（■）で示されるトリス（ヒドロキシアルキルフェ
ニル）メタン１ヘリグシジルエーテル・・・　（ＶＩ） ※６）半田耐湿性 封止したテスト用素子を８５°Ｃで、８５％ＲＨの環環
境下で７２Ｈｒ処理し、その後２４０°Ｃの半田槽に１
０秒間浸漬後プレッシャークツカー試験（１２５°Ｃ、
１００％ＲＨ）を行い回路のオープン不良を測定した。

※７）半田耐熱性 成形品（チップサイズ９０ｍｍ２．パッケージ厚み３ｍ
ｍ）２０個（後硬化１７５°Ｃ８Ｈ）について８５°Ｃ
１８５％の水蒸気下で１６８Ｈ処理後２６０°Ｃの半田
浴に１０秒間浸漬し、クランクの発生した成形品の数で
判定。表中には成形品の２０個中のクラックの発生した
成形品個数を示す。

〔発明の効果〕

本発明に従うと従来技術では得ることのできなかった極
めて高度の耐熱性を有するエポキシ樹脂組成物を得るご
とができるので、半田付は工程による急激な温度変化に
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
れることから電子、電気部品の封止用、被覆用絶縁用等
に用いた場合、特に表面実装用パッ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す
る製品について好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）下記式〔 I 〕で示される構造のイミド環
   含有エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量に対して２０〜１
   ００重量％含むエポキシ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼式（ I ） Ａ；▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＿１：水素又はＣ＿１〜Ｃ＿５のアルキル基Ｒ
   ＿２：水素又はＣ＿１〜Ｃ＿５のアルキル基でＲ＿１と
   同一又は異なるＸ：−Ｏ−、−Ｓ−、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼ の群の中から選ばれる基） （Ｂ）フェノール樹脂 （Ｃ）無機充填剤 を必須成分とするエポキシ樹脂組成物。