JPH0275619A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPH0275619A
JPH0275619A JP22645888A JP22645888A JPH0275619A JP H0275619 A JPH0275619 A JP H0275619A JP 22645888 A JP22645888 A JP 22645888A JP 22645888 A JP22645888 A JP 22645888A JP H0275619 A JPH0275619 A JP H0275619A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
formula
solder
resin composition
test
Prior art date
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Pending
Application number
JP22645888A
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English (en)
Inventor
Naoki Mogi
直樹 茂木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0275619A publication Critical patent/JPH0275619A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

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、耐半田ストレス性に優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薄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。従ってパンケージは従来の旧P
タイプから表面実装用として小型薄型のフラントパッケ
ージ、SOP、SOJ、PLCCに変わってきており、
応力によるバ、2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
は象、激な温度変化を受け、このためにパッケージにク
ラックが生じる問題が大きくクローズアップされている
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、62−116G5
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
クラックが生してしまい信耗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。
〔発明が解決しようとする課題] 本発明はこのような問題に対して、エポキシ樹脂として
式(+)で示される多官能エポキシ樹脂を、用いること
により耐半田ストレス性が著しく優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物を提供するところにある。
(課題を解決するための手段〕 本発明のエポキシ樹脂組成物は従来の封止用樹脂組成物
に比べて非常に(番れた耐半田ストレス性を有したもの
である。
(nとmは、0以上の整数、n+m=1〜10であり、
式中のXとZの割合が3:1で存在する混合物。) 上記式([)で表わされるエポキシ樹脂は1分子中に3
個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂であり
、この多官能エポキシ樹脂を用いることにより、従来の
方法では得ることの出来なかった耐半田ストレス性に非
常に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
このようなエポキシ樹脂の使用量は、これを調節するこ
とにより耐半田ストレス性を最大限に引き出すことがで
きる。耐半田ストレス性の効果を出す為には好ましくは
、式(1)で示される多官能エポキシ樹脂をエポキシ樹
脂の50重量%以上、更に好ましくは70重量%以上の
使用が望ましい。
50重量%未満だと架橋密度が、上がらず耐半田ストレ
ス性が不充分である。
更に式中のXとZの割合が3:lで存在する混合物であ
ることが好ましい。
この場合Xを3としたときのZの比率が、lより小さい
と、成形時の硬化性が上がらず、成形性が悪くなる傾向
があり、また比率が、1より大きいと吸水性が上がり、
半田浸漬時の熱衝撃が大きく、耐半田ストレス性が、悪
くなる傾向がある。
又2官能以下のエポキシ樹脂では架橋密度が、上がらず
耐熱性が劣り耐半田ストレス性の効果が、得られない。
又n+mの値は1〜10の範囲が好ましい、この場合n
+mの値が1より小さい場合、硬化性が低下し、成形性
が悪くなる傾向があり、またn十mの値が10より大き
い場合流動性が低下し、成形性が悪くなる傾向がある。
ここでいうエポキシ樹脂とは、エポキノ基を有するもの
全般をいう。たとえばビスフェノール型エポキノ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂・トリアジン核含有エポキシ
樹脂等のことをいう。
本発明で用いる硬化剤としてはエポキシ樹脂と硬化反応
するポリマー全般のことを言い、例えばフェノールノボ
ラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペン
タジェン変性フェノール樹脂、酸無水物といった一般名
を挙げることが出来る。
本発明に使用される無機充填剤としては通常のシリカ粉
末や、アルミナ等があげられ、とくに溶融シリカ粉末が
好ましい。
本発明に使用される硬化促進材はエポキシ基とフェノー
ル性水酸基との反応を促進するものであればよ(、−m
に封止用材料に使用されているものを広く使用すること
ができ、例えばジアザビシクロウンデセン(DBU)、
)リフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベンジル
アミン(BDMA)や2メチルイミダヅール(2MZ)
等が単独もしくは2種類以上混合して用いられる。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填剤及び硬化促進剤を必須成分とするが、
これ以外に必要に応じてシランカップリング剤、ブロム
化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘキサブロムベン
ゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ヘンガラ等の着色
剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及びシリコ
ーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を
適宜配合しても差し支えがない。
又、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材t4と
して製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤硬化促進剤、
充填剤、その他の添加剤をミキサー等によって十分に均
一に混合した後、さらに熱ロールまたはニーグー等で溶
融混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる
。これらの成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止
、被覆、絶縁等に適用することができる。
〔実施例] 実施例1 下記組成物 式(■)′で示されるトリス(ヒドロキシアルキルフェ
ニル)メタントリグリシジルエーテル15重量部 オルトクレゾールノボラック エポキシ樹脂   5重量部 フェノールノボラック樹脂    10重量部溶融シリ
カ粉末         68.8重量部トリフェニル
ホスフィン     o、2i量部カーボンブラック 
       0.5重量部カルナバワックス    
    0.51iff1部を、ミキサーで常温で混合
し、70〜loo’cで2軸ロールにより混練し、冷却
後粉砕し成形材料とした。
得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて175°C170kg/cffl、120
秒の条件で半田クラック試験用として6×6m1111
のチップを52pパツケージに封止し、又半田耐湿性試
験用として3 X 6 +nmのチップを16 p S
OPパッケージに封止した。
封止したテスト用素子について下記の半田クラック試験
及び半田耐湿性試験をおこなった。
半田クランク試験:封止したテスト用素子を85°C1
85%RH゛の環環境下で48Hrおよび72H「処理
し、その後240’Cの半田槽にlO秒間浸漬後顕微鏡
で外部クラ7りを観察した。
半田耐湿性試験: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IO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。
実施例2,3 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
比較例1,2 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この形成品を用して実施例1と同様に半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
〔発明の効果ゴ 本発明に従うと従来技術では得ることのできなイー;閘
碩シトしト1=。
かった耐熱性及び、−覗曇を有するエポキシ樹脂組成物
を得ることができるので、′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、更に耐湿性が良好なことから電子、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
特許出願人 住友ベークライト株式会社手続補正書(方
式) %式% 1、事件の表示 昭和63年特許願第226458号 2、発明の名称 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所   東京都港区三田三丁目11番36号名 称
    (214)住友ベークライト株式会社代表取締
役 野 村 昌 夫( 4、補正命令の日付(発送日) 昭和63年12月20日 5、補正の対象 明細書 明    細    書 1、発明の名称 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 2、特許請求の範囲 (1)  (A)式([)の化学構造式で示される多官
能エポキシ樹脂 (nとmは、0以上の整数、n+m=1〜10であり、
式中のXとZの割合が3=1で存在する混合物。) を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量%を含む
エポキシ樹脂 (B)フェノール樹脂硬化剤 (C)無機充填材 (D)硬化促進剤 を必須成分と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。
3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野] 本発明は、耐半田ストレス性に優れた半導体対土用エポ
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薄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。従う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ットパッ
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
、り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
ックが生じる問題が大きくクローズアップされている。
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、62−11665
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
クランクが生じてしまい信顛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。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はこのような問題に対して、エポキシ樹脂として
式(1)で示される多官能エポキシ樹脂を、用いること
により耐半田ストレス性が著しく優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物を提供するところにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明のエポキシ樹脂組成物は従来の封止用樹脂組成物
に比べて非常に優れた耐半田ストレス性を存したもので
ある。
(nとmは、0以上の整数、n+m=1〜10であり、
式中のXとZの割合が3:lで存在する混合物。) 上記式(1)で表わされるエポキシ樹脂は1分子中に3
個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂であり
、この多官能エポキシ樹脂を用いることにより、従来の
方法では得ることの出来なかった耐半田ストレス性に非
常に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
このようなエポキシ樹脂の使用量は、これを調節するこ
とにより耐半田ストレス性を最大限に引き出すことがで
きる。耐半田ストレス性の効果を出す為には好ましくは
、式(1)で示される多官能エポキシ樹脂をエポキシ樹
脂の50重量%以上、更に好ましくは70重量%以上の
使用が望ましい。
50重量%未満だと架橋密度が、上がらず耐半田ストレ
ス性が不充分である。
更に式中のXとZの割合が3:1で存在する混合物であ
ることが好ましい。
この場合Xを3としたときのZの比率が、1より小さい
と、成形時の硬化性が上がらず、成形性が悪くなる傾向
があり、また比率が、1より大きいと吸水性が上がり、
半田浸漬時の熱衝撃が大きく、耐半田ストレス性が、悪
くなる傾向がある。
又2官能以下のエポキシ樹脂では架橋密度が、上がらず
耐熱性が劣り耐半田ストレス性の効果が、得られない。
又n+mの値は1〜10の範囲が好ましい、この場合n
+mの値が1より小さい場合、硬化性が低下し、成形性
が悪くなる傾向があり、またn十mの値が10より大き
い場合流動性が低下し、成形性が忠くなる傾向がある。
ここでいうエポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するもの
全般をいう。たとえばビスフェノール型エポキン樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂・トリアジン核含有エポキシ
樹脂等のことをいう。
本発明で用いる硬化剤としてはエポキシ樹脂と硬化反応
するポリマー全般のことを言い、例えばフェノールノボ
ラック樹脂、タレゾールノボラック樹脂、ジシクロペン
タジェン変性フェノール樹脂、酸無水物といった一般名
を挙げることが出来る。
本発明に使用される無機充填剤としては通常のシリカ粉
末や、アルミナ等があげられ、とくに溶融シリカ粉末が
好ましい。
本発明に使用される硬化促進材はエポキシ基とフェノー
ル性水酸基との反応を促進するものであればよく、一般
に封止用材料に使用されているものを広(使用すること
ができ、例えばジアザビシクロウンデセン(DBU)、
)リフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベンジル
アミン(BDMA)や2メチルイミダゾール(2MZ)
等が単独もしくは2種類以上混合して用いられる。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填剤及び硬化促進剤を必須成分とするが、
これ以外に必要に応じてシランカップリング剤、ブロム
化エポキシ樹脂、二酸化アンチモン、ヘキサブロムベン
ゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色
削、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及びシリコ
ーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を
適宜配合しても差し支えがない。
又、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料とし
て製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤硬化促進剤、充
填剤、その他の添加剤をミキサー等によって十分に均一
に混合した後、さらに熱ロールまたはニーダ−等で溶融
混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる。
これらの成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、
被覆、絶縁等に適用することができる。
[実施例] 実施例1 下記組成物 式(n)で示されるトリス(ヒドロキシアルキルフェニ
ル)メタントリグリシジルエーテル15重量部 オルトクレヅールノポラック エポキシ樹11ii    5重量部 フェノールノボラック樹脂    10重量部熔融シリ
カ粉末         68.8重量部トリフェニル
ホスフィン     0.2ffiff1部カーボンブ
ラック        0.5重量部カルナバワックス
        0.5重量部を、ミキサーで常温で混
合し、70〜100°Cで2軸ロールにより混練し、冷
却後粉砕し成形材料とした。
得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて175°C170kg/cj。
120秒の条件で半田クランク試験用として6×6ms
のチップを52pパツケージに封止し、又半田耐湿性試
験用として3X5+nmのチップを16psOPパツケ
ージに封止した。
封止したテスト用素子について下記の半田クランク試験
及び半田耐湿性試験をおこなった。
半田クランク試験:封止したテスト用素子を85°C1
85%RHの環環境下で48Hrおよび72Hr処理し
、その後240°Cの半田槽に10秒間浸漬後顕微鏡で
外部クラックを観察した。
半田耐湿性試験;封止したテスト用素子を85°Cで、
85%R1(の環環境下で”12Hr処理し、その後2
40°Cの半田槽に10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。
実施例2,3 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
比較例1. 2 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品
を得、この形成品を用して実施例1と同様に半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第1
表に示す。
〔発明の効果〕
組成物を得ることができるので、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、更に耐湿性が良好なことから電子、
電気部品の封止用、被覆用絶縁用等に用いた場合、特に
表面実装パッケージに搭載された高集積大型チップ°I
Cにおいて信頌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)式( I )の化学構造式で示される多官能
    エポキシ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・( I ) X:▲数式、化学式、表等があります▼ Y:▲数式、化学式、表等があります▼ Z:▲数式、化学式、表等があります▼ (nとmは、0以上の整数、n+m=1〜10であり、
    式中のXとZの割合が3:1で存在する混合物。) を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量%を含む
    エポキシ樹脂 (B)フェノール樹脂硬化剤 (C)無機充填材 (D)硬化促進剤 を必須成分と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。
JP22645888A 1988-09-12 1988-09-12 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPH0275619A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02219816A (ja) * 1989-02-21 1990-09-03 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物
CN100345921C (zh) * 2004-03-24 2007-10-31 中央硝子株式会社 镜用边缘涂料及涂布了该边缘涂料的镜

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63315751A (ja) * 1987-06-16 1988-12-23 ニューウォールシステム株式会社 横連窓又はカ−テンウオ−ルに於ける方立

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63315751A (ja) * 1987-06-16 1988-12-23 ニューウォールシステム株式会社 横連窓又はカ−テンウオ−ルに於ける方立

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