JPH0232118A - 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） この発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する
ものである。さらに詳しくは、この発明は、良好な成形
性および捺印性を保持しつつ、低応力化を図り、耐湿性
を向上させることのできる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） 半導体素子の封止用樹脂としては、従来より耐湿性、耐
熱性等の性能や、価格などの点からエポキシ樹脂が広く
使用されているが、近年では半導体素子の高密度実装化
に伴うパッケージの小型、薄型化により、封止用樹脂に
対して耐湿性、耐クラツク性、耐熱性などの要求がさら
に厳しくなってきている。また、近年は、パッケージを
直接半田浴に浸漬する実装方法を採用する場合も多くな
っており、半田処理後の耐湿性の向上が封止用樹脂の重
要な課題となっている。

この半田処理後の耐湿性を向上させるためには、半導体
素子と封止用樹脂との間に発生する熱応力を低減させる
ことが必要であり、この応力を低減させるために、膨張
係数あるいは弾性率を低下させることが種々の方法によ
って試みられてきている。たとえば従来より、封止用樹
脂に低膨張化剤として種々のシリコーンを添加すること
（特開昭６１−１０１５１９　）などが試みられている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、低膨張化剤や可視剤の添加によって低応
力化が図られているものの、これまでの封止用樹脂の場
合には、組立、成形の際にパリ（フラッシュ）が生じ易
く、また熱硬化時あるいはＵＶ硬化時の捺印性にも問題
が多いのが実状である・、このため、十分に成形歩留ま
りを向上させることができなかった。しかも、これまで
のものではさらに−層半田処理後の耐湿性を向上させる
ことは極めて困難でもある。

この発明は以上の通りの事情に鑑みてなされたものであ
り、従来の封止用樹脂の欠点を克服し、良好な成形性、
捺印性を保持しつつ、耐湿性、特に半田処理後の耐湿性
を向上させることのできる改善された半導体封止用樹脂
組成物を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記の課題を解決するために、（ａ）エポ
キシ樹脂、　（ｂ）フェノールノボラック系硬化剤、（
ｃ）フェノールノボラック系硬化剤にエポキシ変性シリ
コーンオイルと高反応性シラン系カップリング剤とをプ
レ反応させた生成物、および（ｄ）エポキシ変性ポリプ
タジエンゴムを含有することを特徴とする半導体封止用
エポキシ樹脂組成物を提供する。

この半導体封止用エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂に硬化
剤としてフェノールノボラック系硬化剤を配合したもの
をベース樹脂とし、これに低応力付与剤として、フェノ
ールノボラック系硬化剤にエポキシ変性シリコーンオイ
ルと高反応性シラン系カップリング剤とをプレ反応させ
た生成物、およびエポキシ変性ポリプタジエンゴムを配
合している。

ベース樹脂となるフェノールノボラック系硬化剤を配合
するエポキシ樹脂は、優れた耐湿性を有する封止用樹脂
として知られているものであり、従来より使用されてい
るものを特に制限なく用いることができる。たとえば、
ノボラック型エポキシ樹脂、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、脂環式エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などを用いることが
できる。

また、フェノールノボラック系硬化剤も従来より使用さ
れているものを用いることができる。この場合、フェノ
ールノボラック系硬化剤としては、１分子中に２個以上
のフェノール性水酸基を有するノボラック系硬化剤を使
用することが好ましい。

この発明において低応力付与剤として配合するフェノー
ルノボラック系硬化剤にエポキシ変性シリコーンオイル
と高反応性シラン系カップリング剤とをプレ反応させた
生成物としては、エポキシ樹脂の硬化剤として使用する
フェノールノボラック系硬化剤に、たとえば次の一般式
（１）式（１） （式中、Ｘｌはエポキシ当量７００〜５，０００のエポ
キシ基、Ｘｌはエポキシ当量１００〜５　、０００のエ
ポキシ基またはフェニル当Ｊ１３００〜３，０００のフ
ェニル基を示す） を有する分子量１００〜１００　、０００のエポキシ変
性シリコーンオイルと、高反応性シラン系カップリング
剤とをプレ反応させたものを使用することができる。こ
のプレ反応に使用する高反応性シラン系カップリング剤
としては、エポキシ基またはアミノ基を有するものが好
ましい。

このようなエポキシ変性シリコーンオイルと高反応性シ
ラン系カップリング剤とをプレ反応させたフェノールノ
ボラック系硬化剤を配合するにあたっては、その配合割
合としては、シリコーン成分が全体量の０．１〜１０ｗ
ｔ％含まれるようにするのが好ましい、こうすることに
より、半導体封止用エポキシ樹脂を、耐湿性、低応力性
だけでなく成形性、捺印性にも優れるものにすることが
できる。

また、さらに、この低応力付与剤とともに使用するエポ
キシ変性ポリプタジエンゴムは、ポリプタジエンゴムの
分子内ｒｐＪｓあるいは末端にエポキシ基を導入したも
のであって、通常のポリプタジエンゴムに比べてベース
樹脂への分散性に著しく優れている。このエポキシ変性
ポリプタジエンゴムとしては、次の一般式（２）および
／または（３）を有するものを使用することが好ましい
。

−数式（２） 一般式（３） このようなエポキシ変性ポリプタジエンゴムの樹脂組成
物への配合割合としては全体量の０．１〜１０ｗｔ％と
するのが好ましい、これにより、上記のプレ反応生成物
の配合とあいまって、耐湿性、低応力性とともに、成形
性、捺印性にら優れたものにすることができる。

以」二のようにこの発明の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、低応力付与剤を含有す
るものであるが、さらにその特性を損わない限り種々の
添加剤を含有することができる。たとえば、難燃剤、硬
化促進剤、離型剤、着色剤、充填剤などを半導体素子の
種類、用途に応じて適宜含有することができる。

また、この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用
いて封止する方法としては、従来と同様のものを適宜に
採用することができる。

（作　用） この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂とフェノールノボラック系硬化剤からなるベース
樹脂に、フェノールノボラック系硬化剤にエポキシ変性
シリコーンオイルと高反応性シラン系カップリング剤と
をプレ反応させた生成物、およびエポキシ変性ポリプタ
ジエンゴムを低応力付与剤として有効に作用させている
ので、封止め際の良好な成形性、捺印性を損うことなく
封止樹脂の低応力化を達成し、耐湿性、特に半田処理後
の＃＃湿性を著しく向上させる。

（実施例） 以下、実施例を示してさらに詳しくこの発明の組成物に
ついて説明する。

実施例１ クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に硬化剤としてフ
ェノールノボラック系硬化剤を配合したものをベース樹
脂とした。このベース樹脂には石英ガラス粉、二酸化ア
ンチモン、カーボンブラックを配合し、さらに、低応力
付与剤として、フェノールノボラック系硬化剤に分子量
１０，０００のエポキシ変性シリコーンオイルとエポキ
シシランとをプレ反応させたものを１ｗｔ％、および末
端エポキシ変性ポリプタジエンゴムをｏ　、　ｓｗｔ％
配合し、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。

得られた半導体封止用エポキシ樹脂組成物についてフラ
ッシュ特性、捺印性、線膨張係数、曲げ弾性率、耐湿性
を以下の仕様によって評価した。

（１）フラッシュ特性 １０μｍのスリットをしみ出す最大距離（、、）（２）
捺印性 加熱硬化時の捺印性 （３）耐湿性 封止したアルミモニタ素子（１８ＳＯＰ）を前吸湿処理
（温度８５℃、湿度８５％ＲＨ５７２時間）後、半田処
理（温度２６０℃、１０秒間）し、次にその半田処理し
たものに対して、ＰＣＴ　（２ａｔｍ　）　１００時間
のオープン不良数を測定。

この結果を表１に示した。

後述の比較例１との対比から明らかなように、この実施
例の樹脂組成物においては優れた低応力化が実現されて
おり、耐湿性は著しく向上している。またフラッシュが
形成されに＜＜、捺印性も向上していることがわかる。

また、比較例２のエポキシ変性ポリプタジエンゴムを配
合しない組成物に比べ、耐湿性はほぼ同等であるものの
、この実施例の組成物はフラッシュ特性が著しく優れて
いることがわかる。

比較例１ 低応力付与剤として、エポキシ変性シリコーンオイルの
みをフェノールノボラック系硬化剤とプレ反応させるこ
となく１ｗｔ％配合し、実施例１と同様にエポキシ樹脂
組成物を作製した。

表１に示した通り、この組成物の特性は、実施例１に比
べ、耐湿性、成形性、捺印性ともに著しく劣っている。

比較例２ 低応力付与剤として、フェノールノボラック系硬化剤に
エポキシ変性シリコーンオイルをプレ反応させたものを
ｌｌｔ％配合し、エポキシ変性ポリプタジエンゴムは配
合させることな〈実施例１と同様にエポキシ樹脂組成物
を作製した。

耐湿性、捺印性は実施例１と同等であるが、フラッシュ
特性が劣っていた。

実施例２ 側鎖エポキシ変性ポリプタジエンゴムを２ｗｔ％配合し
、実施例１と同様の組成物を作製した。

この組成物の場合には、耐湿性試験の結果は０／３２で
あり、フラッシュは１．０　ｍであった。

また捺印性、その他の特性も良好であった。

実施例３ エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂と臭素化エポキシ樹脂を用い、また分子量ｓ　、　ｏ
ｏｏのエポキシ変性シリコーンオイルとアミノシランに
よってプレ反応させた生成物を５ｗｔ％配合し、実施例
１と同様にして樹脂組成物を作製した。

耐湿試験の結果は０／３２であり、フラッシュは１．６
−であった、捺印性、その他の特性も良好であった。

（発明の効果） この発明の樹脂組成物により、半導体封止の際の成形性
および捺印性を低下させることなく、封止樹脂の応力を
低減でき、半田処理後の耐湿性を著しく向上させること
ができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）フェノールノボラッ
   ク系硬化剤、（ｃ）フェノールノボラック系硬化剤にエ
   ポキシ変性シリコーンオイルと高反応性シラン系カップ
   リング剤とをプレ反応させた生成物、および（ｄ）エポ
   キシ変性ポリプタジエンゴムを含有することを特徴とす
   る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
2. （２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｘ＿１はエポキシ当量７００〜５，０００のエ
   ポキシ基、Ｘ＿２はエポキシ当量７００〜５，０００の
   エポキシ基またはフェニル当量３００〜３，０００のフ
   ェニル基を示す） を有する分子量４００〜１００，０００のエポキシ変性
   シリコーンオイルをプレ反応させた生成物を配合する請
   求項（１）記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. （３）エポキシ基またはアミノ基を有する高反応性シラ
   ン系カップリング剤をプレ反応させた生成物を配合する
   請求項（１）記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. （４）（ｃ）樹脂成分のプレ反応生成物を、シリコーン
   成分として全体量の０．１〜１０ｗｔ％含有する請求項
   （１）記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
5. （５）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ および／または ▲数式、化学式、表等があります▼ を有するエポキシ変性ポリプタジエンゴムを含有する請
   求項（１）記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
6. （６）エポキシ変性ポリプタジエンゴムを、全体量の０
   ．１〜１０ｗｔ％含有する請求項（１）記載の半導体封
   止用エポキシ樹脂組成物。