JPH0280428A - マレイミド樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
マレイミド樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置Info
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Sealing Material Composition (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明はマレイミド樹脂組成物、及びこのマレイミド樹
脂組成物を用いた信頼性の高い樹脂封止型半導体装置に
関する。
脂組成物を用いた信頼性の高い樹脂封止型半導体装置に
関する。
(従来の技術)
近年、半導体装置の樹脂封止に関する分野においては、
半導体素子の高集積化に対する要求に応じて、チップ上
の各種機能単位の微細化、及びチップ自体の大型化が急
速に進んでいる。また、ASIC(^ppHcatlo
n 5peclflc IC)といわれるゲートアレイ
やスタンダードセル方式のLSIに代表される表面実装
型パッケージが急成長している。これら表面実装型パッ
ケージを実装する際には、ベーパーフェーズリフロー、
赤外線リフロ半田浸漬工程が採用されており、パッケー
ジが高温(215〜26f1℃)に曝される。
半導体素子の高集積化に対する要求に応じて、チップ上
の各種機能単位の微細化、及びチップ自体の大型化が急
速に進んでいる。また、ASIC(^ppHcatlo
n 5peclflc IC)といわれるゲートアレイ
やスタンダードセル方式のLSIに代表される表面実装
型パッケージが急成長している。これら表面実装型パッ
ケージを実装する際には、ベーパーフェーズリフロー、
赤外線リフロ半田浸漬工程が採用されており、パッケー
ジが高温(215〜26f1℃)に曝される。
このような傾向に伴って、封止樹脂として従来から用い
られてきたエポキシ樹脂では耐湿信頼性が保証できない
などの問題が顕著になってきた。
られてきたエポキシ樹脂では耐湿信頼性が保証できない
などの問題が顕著になってきた。
すなわち、従来のエポキシ樹脂を用いて大型でかつ微細
な表面構造を有する半導体チップを封止した場合、内部
応力が大きいため、アルミニウムなどの配線層の保護膜
きして用いられているPSG(リンケイ酸ガラス)や5
iN(窒化ケイ素)のクラック、ポリイミド膜の剥離、
半導体チップのクラックか生じる。また、表面実装工程
でパッケージが高温に曝され、パッケージ内部の水分が
急激に気化することに伴って樹脂クラックが生じるため
、耐湿信頼性が保証できない。また、樹脂のふくれによ
り、実装できないという問題も発生している。更に、A
uワイヤーの断線が生じるなどの問題が多発している。
な表面構造を有する半導体チップを封止した場合、内部
応力が大きいため、アルミニウムなどの配線層の保護膜
きして用いられているPSG(リンケイ酸ガラス)や5
iN(窒化ケイ素)のクラック、ポリイミド膜の剥離、
半導体チップのクラックか生じる。また、表面実装工程
でパッケージが高温に曝され、パッケージ内部の水分が
急激に気化することに伴って樹脂クラックが生じるため
、耐湿信頼性が保証できない。また、樹脂のふくれによ
り、実装できないという問題も発生している。更に、A
uワイヤーの断線が生じるなどの問題が多発している。
これらの対策として、封止樹脂の内部封入物に対する応
力を小さくしかつ封止樹脂とチップ上のPSG、SiN
、ポリイミド膜などとの密着性を上げる、実装温度に対
応して高温強度を向上させる、吸GWを低減するなど大
型パッケージ用封止樹脂の物性に対する要求が高くなっ
てきた。
力を小さくしかつ封止樹脂とチップ上のPSG、SiN
、ポリイミド膜などとの密着性を上げる、実装温度に対
応して高温強度を向上させる、吸GWを低減するなど大
型パッケージ用封止樹脂の物性に対する要求が高くなっ
てきた。
この観点から、封止樹脂として例えばマレイミド樹脂系
をはじめ、PP5(ポリフェニレンサルファイド)系、
PPO(ポリヒドロキシフェニシンエーテル)系、液晶
ポリマーの実用化が検討されている。更に、近時、マレ
イミド樹脂とエポキシ樹脂とを組合わせた系、又はビス
マレイミド樹脂と4,4°−ジアミノジフェニルメタン
を組合わせた系の封止樹脂が提案されている。
をはじめ、PP5(ポリフェニレンサルファイド)系、
PPO(ポリヒドロキシフェニシンエーテル)系、液晶
ポリマーの実用化が検討されている。更に、近時、マレ
イミド樹脂とエポキシ樹脂とを組合わせた系、又はビス
マレイミド樹脂と4,4°−ジアミノジフェニルメタン
を組合わせた系の封止樹脂が提案されている。
しかしながら、これらの樹脂は従来の封止用エポキシ樹
脂に比較して封止物の耐熱性は優れているものの、耐湿
性・耐湿信頼性に劣る、成形温度が高く成形に長時間を
要する、ボンディングワイヤーを流す、表面実装時に内
部にクラックを生じそれが外部にまで達する、ふくれを
生じる、など揮々の問題点がある。このため、表面実装
型大型パッケージに適用可能な、満足すべき物性を有す
る封止樹脂は見出されていない。
脂に比較して封止物の耐熱性は優れているものの、耐湿
性・耐湿信頼性に劣る、成形温度が高く成形に長時間を
要する、ボンディングワイヤーを流す、表面実装時に内
部にクラックを生じそれが外部にまで達する、ふくれを
生じる、など揮々の問題点がある。このため、表面実装
型大型パッケージに適用可能な、満足すべき物性を有す
る封止樹脂は見出されていない。
(発明が解決しようとする課題)
前述したように従来提案されている樹脂組成物は、封止
物の耐熱性の点で優れているが、耐湿信頼性、成形性、
表面実装工程時の問題点、及びそれに伴う半導体装置の
信頼性の低下などの大きな問題があった。
物の耐熱性の点で優れているが、耐湿信頼性、成形性、
表面実装工程時の問題点、及びそれに伴う半導体装置の
信頼性の低下などの大きな問題があった。
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、封止物の耐湿信頼性、成形性に優れ、かつ表面実装
型大型パッケージに充分対応できるマレイミド樹脂組成
物、及びこのマレイミド樹脂組成物で封止した信頼性の
高い樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする
。
り、封止物の耐湿信頼性、成形性に優れ、かつ表面実装
型大型パッケージに充分対応できるマレイミド樹脂組成
物、及びこのマレイミド樹脂組成物で封止した信頼性の
高い樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする
。
(課題を解決するための手段)
本発明のマレイミド樹脂組成物は、マレイミド樹脂、ジ
アミン、エポキシ樹脂、及び変性剤としてポリブチレン
テレフタレート系樹脂を含有することを特徴とするもの
である。
アミン、エポキシ樹脂、及び変性剤としてポリブチレン
テレフタレート系樹脂を含有することを特徴とするもの
である。
なお、本発明のマレイミド樹脂組成物は、前記各成分の
ほかに、マレイミド樹脂の硬化触媒としてを機ホスフィ
ンを含有してもよい。
ほかに、マレイミド樹脂の硬化触媒としてを機ホスフィ
ンを含有してもよい。
また、本発明のマレイミド樹脂組成物は、前述したマレ
イミド樹脂50〜85重鼻%と、無機質充填剤50〜8
5重−%とを含有するものでもよい。
イミド樹脂50〜85重鼻%と、無機質充填剤50〜8
5重−%とを含有するものでもよい。
また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップ
を前記マレイミド樹脂組成物で封止したことを特徴とす
るものである。
を前記マレイミド樹脂組成物で封止したことを特徴とす
るものである。
本発明のマレイミド樹脂組成物において、マレイミド樹
脂としては、下記式(I) (ただし、式(1)中、Xはアルキレン基、シクロアル
キレン基、単環式もしくは多環式のアリレーン基など2
価の炭化水素基、又は−CH2−−C0−5O2−もし
くは−CONH−など2価の原子団によって結合された
2価の炭化水素基) で表1)されるN、N−置換ビスマレイミド化合物、及
び下記式(II) (ただし、式(II)中、nは1〜5)で表わされるポ
リ(フェニルメチレン)ポリマレ−(ミドからなる群よ
り選択される少なくとも1種又は2Ffi以上の混合物
が用いられる。
脂としては、下記式(I) (ただし、式(1)中、Xはアルキレン基、シクロアル
キレン基、単環式もしくは多環式のアリレーン基など2
価の炭化水素基、又は−CH2−−C0−5O2−もし
くは−CONH−など2価の原子団によって結合された
2価の炭化水素基) で表1)されるN、N−置換ビスマレイミド化合物、及
び下記式(II) (ただし、式(II)中、nは1〜5)で表わされるポ
リ(フェニルメチレン)ポリマレ−(ミドからなる群よ
り選択される少なくとも1種又は2Ffi以上の混合物
が用いられる。
マレイミド樹脂の具体例としては、N、N’−フェニレ
ンビスマレイミド、N、N’−ヘキサメチレンビスマレ
イミド、N、N’−ジフェニルメタンビスマレイミド、
N、N’−オキシ−ジーp−)ユニしンビスマレイミド
、N、N’−4,4°−ベンゾフェノンビスマレイミド
、N、N’−p−ジフェニルスルホンマレイミド、N、
N’−<3.3°−ジメチル)メチレン−ジーどフェニ
レンビスマレイミド、N、N’−w (又はp)−キシ
リレンビスマレイミド、N、N’−(3,3°−ジエチ
ル)メチレン−ジ−ルーフユニしンビスマレイミド、ポ
リ(フェニルメチレン)ポリマレイミド、2.2−ビス
(4−フェノキシフェニル)プロパン−N、N−ビスマ
レイミド、ビス(4−フェノキシフェニル)スルホン−
N、N’−ビスマレイミド、1.4−ビス(4−フェノ
キシ)ベンゼン−N、「−ビスマレイミド、■、3−ビ
ス(4−フェノキシ)ベンゼン−N、N’−ビスマレイ
ミド、1.3−ビス(3−フェノキシ)ベンゼン−N、
N’−ビスマレイミドなどを挙げることができる。これ
らマレイミド樹脂は1種又は2種以上用いられる。
ンビスマレイミド、N、N’−ヘキサメチレンビスマレ
イミド、N、N’−ジフェニルメタンビスマレイミド、
N、N’−オキシ−ジーp−)ユニしンビスマレイミド
、N、N’−4,4°−ベンゾフェノンビスマレイミド
、N、N’−p−ジフェニルスルホンマレイミド、N、
N’−<3.3°−ジメチル)メチレン−ジーどフェニ
レンビスマレイミド、N、N’−w (又はp)−キシ
リレンビスマレイミド、N、N’−(3,3°−ジエチ
ル)メチレン−ジ−ルーフユニしンビスマレイミド、ポ
リ(フェニルメチレン)ポリマレイミド、2.2−ビス
(4−フェノキシフェニル)プロパン−N、N−ビスマ
レイミド、ビス(4−フェノキシフェニル)スルホン−
N、N’−ビスマレイミド、1.4−ビス(4−フェノ
キシ)ベンゼン−N、「−ビスマレイミド、■、3−ビ
ス(4−フェノキシ)ベンゼン−N、N’−ビスマレイ
ミド、1.3−ビス(3−フェノキシ)ベンゼン−N、
N’−ビスマレイミドなどを挙げることができる。これ
らマレイミド樹脂は1種又は2種以上用いられる。
マレイミド樹脂としては、残存有機酸量が0.1%以下
のものが耐湿信頼性の点で好ましい。このようなマレイ
ミド樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、反
応溶媒中でマレインアミック酸を合成した後、マレイン
アミック酸を無水酢酸を用いて脱水閉環してマレイミド
樹脂とし精製する方法、反応溶媒中でマレインアミック
酸から直接脱水閉環してマレイミド樹脂とし荀製する方
法があり、残存有機酸量を極力減らす反応としては後者
が好ましい。
のものが耐湿信頼性の点で好ましい。このようなマレイ
ミド樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、反
応溶媒中でマレインアミック酸を合成した後、マレイン
アミック酸を無水酢酸を用いて脱水閉環してマレイミド
樹脂とし精製する方法、反応溶媒中でマレインアミック
酸から直接脱水閉環してマレイミド樹脂とし荀製する方
法があり、残存有機酸量を極力減らす反応としては後者
が好ましい。
マレイミド樹脂中の有機酸の含有量は封止物の物性を大
きく左右し、精製が不充分で有機酸が大量に残存する場
合には、半導体チップ上のAΩ配線層の腐食を進行させ
、封止物の耐湿性の低下を招く。
きく左右し、精製が不充分で有機酸が大量に残存する場
合には、半導体チップ上のAΩ配線層の腐食を進行させ
、封止物の耐湿性の低下を招く。
本発明のマレイミド樹脂組成物において用いられるジア
ミンの具体例を挙げると、4,4′−ジアミノジシクロ
ヘキシルメタン、■、4−ジアミノシクロヘキサン、2
.6−ジアミツビリジン、謹−フェニレンジアミン、p
〜フェニレンジアミン、4.4°−ジアミノジフェニル
メタン、2,2−ビス(4〜アミノフエニル)プロパン
、4.4’−ジアミノジフェニルオキシド、4.4’−
ジアミノジフェニルスルホン、ビス(4−アミノフェニ
ル)メチルホスフィンオキシド、ビス(4−アミノフェ
ニル)メチルアミン、l、5−ジアミノナフタレン、囲
−キシリレンジアミン、1.1−ビス(p−アミノフェ
ニル)フラツジ、p−キシリレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン、6.6°−ジアミン−2,2−ジピリジ
ル、4.4−ジアミノベンゾフェノン、4.4’−ジア
ミノアゾベンゼン、ビス(4−アミノフェニル)フェニ
ルメタン、■、■−ビス(4−アミノフェニル)シクロ
ヘキサン、l、■−ビス(4−アミノフェニル−3−メ
チルフェニル)シクロヘキサン、2.5−ビス(a+−
アミノフェニル) −1,3,4−オキサジアゾール、
2,5−ビス(p−アミノフェニル)−1,3,4−オ
キサジアゾール、2,5−ビス(ffl−アミノフェニ
ル)チアゾロ(4,5−d)チアゾール、5゜5−ジ(
コーアミノフェニル)2,2−ビス(1,3,4−オキ
サジアゾリル’) 、4.4°−ジアミノジフェニルエ
ーテル、4.4−ビス(p−アミノフェニル)−2゜2
−ジチアゾール、I−ビス(4−p−アミノフェニル−
2−チアゾリル)ベンゼン、4,4−ジアミノベンズア
ニリド、4.4−ジアミノフェニルベンゾエート、N、
N’−ビス(4−アミノベンジル)−p−フェニレンジ
アミン、4,4−メチレンビス(2−クロロアニリン)
、2.2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]スルホン、1.4−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ベンゼン、■、3−ビス(4−アミノフェノキシ
)ベンゼン、■、3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベ
ンゼンなどがある。これらジアミンは1種又は2種以上
用いられる。
ミンの具体例を挙げると、4,4′−ジアミノジシクロ
ヘキシルメタン、■、4−ジアミノシクロヘキサン、2
.6−ジアミツビリジン、謹−フェニレンジアミン、p
〜フェニレンジアミン、4.4°−ジアミノジフェニル
メタン、2,2−ビス(4〜アミノフエニル)プロパン
、4.4’−ジアミノジフェニルオキシド、4.4’−
ジアミノジフェニルスルホン、ビス(4−アミノフェニ
ル)メチルホスフィンオキシド、ビス(4−アミノフェ
ニル)メチルアミン、l、5−ジアミノナフタレン、囲
−キシリレンジアミン、1.1−ビス(p−アミノフェ
ニル)フラツジ、p−キシリレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン、6.6°−ジアミン−2,2−ジピリジ
ル、4.4−ジアミノベンゾフェノン、4.4’−ジア
ミノアゾベンゼン、ビス(4−アミノフェニル)フェニ
ルメタン、■、■−ビス(4−アミノフェニル)シクロ
ヘキサン、l、■−ビス(4−アミノフェニル−3−メ
チルフェニル)シクロヘキサン、2.5−ビス(a+−
アミノフェニル) −1,3,4−オキサジアゾール、
2,5−ビス(p−アミノフェニル)−1,3,4−オ
キサジアゾール、2,5−ビス(ffl−アミノフェニ
ル)チアゾロ(4,5−d)チアゾール、5゜5−ジ(
コーアミノフェニル)2,2−ビス(1,3,4−オキ
サジアゾリル’) 、4.4°−ジアミノジフェニルエ
ーテル、4.4−ビス(p−アミノフェニル)−2゜2
−ジチアゾール、I−ビス(4−p−アミノフェニル−
2−チアゾリル)ベンゼン、4,4−ジアミノベンズア
ニリド、4.4−ジアミノフェニルベンゾエート、N、
N’−ビス(4−アミノベンジル)−p−フェニレンジ
アミン、4,4−メチレンビス(2−クロロアニリン)
、2.2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]スルホン、1.4−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ベンゼン、■、3−ビス(4−アミノフェノキシ
)ベンゼン、■、3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベ
ンゼンなどがある。これらジアミンは1種又は2種以上
用いられる。
前述し、たマレイミド樹脂及びジアミンは粉体混合、加
熱溶融混合などにより均一化することが好ましい。特に
、作業性、貯蔵安定性及び機械特性の点から、溶融混合
でプレポリマー化することが好ましい。また、マレイミ
ド樹脂とジアンミンとの混合比は、マレイミド樹脂1モ
ルに対し、ジアミン0.2〜0.8モルの範囲が好まし
い。これはジアミンの混合比が0.2モル未満では加工
性が悪くなり、一方0,8モルを超えると耐熱性及び高
温強度が劣化するためである。
熱溶融混合などにより均一化することが好ましい。特に
、作業性、貯蔵安定性及び機械特性の点から、溶融混合
でプレポリマー化することが好ましい。また、マレイミ
ド樹脂とジアンミンとの混合比は、マレイミド樹脂1モ
ルに対し、ジアミン0.2〜0.8モルの範囲が好まし
い。これはジアミンの混合比が0.2モル未満では加工
性が悪くなり、一方0,8モルを超えると耐熱性及び高
温強度が劣化するためである。
本発明のマレイミド樹脂組成物において、エポキシ樹脂
としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエ
ステル型エポキシ樹脂、耐熱性構造を資する三官能以上
のエポキシ樹脂、ハロゲンを含むエポキン化合物などを
挙げることができる。これらエポキシ樹脂の好ましい具
体例とシテハ、ESCN−+95XL C住友化学)
、ESX−220(住友化学) 、ESMN−220(
住友化学) 、EPPN−502N(日本化薬) 、
EPPN−202(日本化薬) 、YL−933(油化
シェルエポキシ) 、YL−932H(油化シェルエポ
キシ)などがある。
としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエ
ステル型エポキシ樹脂、耐熱性構造を資する三官能以上
のエポキシ樹脂、ハロゲンを含むエポキン化合物などを
挙げることができる。これらエポキシ樹脂の好ましい具
体例とシテハ、ESCN−+95XL C住友化学)
、ESX−220(住友化学) 、ESMN−220(
住友化学) 、EPPN−502N(日本化薬) 、
EPPN−202(日本化薬) 、YL−933(油化
シェルエポキシ) 、YL−932H(油化シェルエポ
キシ)などがある。
エポキシ樹脂の配合割合は、マレイミド樹脂とジアミン
との総量に対して5〜50%の範囲であることが好まし
い。これはエポキシ樹脂が5%未満では封止物の成形性
の低下を招き、一方50%を超えると耐熱性及び硬化性
が低下する場合があるためである。
との総量に対して5〜50%の範囲であることが好まし
い。これはエポキシ樹脂が5%未満では封止物の成形性
の低下を招き、一方50%を超えると耐熱性及び硬化性
が低下する場合があるためである。
本発明のマレイミド樹脂組成物において、変性剤として
用いられるポリブチレンテレフタレート系樹脂としては
、1.4−ブタンジオールとテレフタル酸又はテレフタ
ル酸ジメチルを主原料とする飽和ポリエステル樹脂、並
びにこれらとその他のa機酸及びアルコール類との反応
により変性した熱可塑性飽和ポリエステル樹脂が含まれ
る。
用いられるポリブチレンテレフタレート系樹脂としては
、1.4−ブタンジオールとテレフタル酸又はテレフタ
ル酸ジメチルを主原料とする飽和ポリエステル樹脂、並
びにこれらとその他のa機酸及びアルコール類との反応
により変性した熱可塑性飽和ポリエステル樹脂が含まれ
る。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂の原料となるその他
の有機酸としては、例えばアジピン酸、イソフタル酸、
セパチン酸、トリメリット酸、脂肪酸、ダイマー酸など
が挙げられる。ポリブチレンテレフタレート系樹脂の原
料となるその他のアルコール類としては、例えばジエチ
レングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコー
ル、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール
、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
の有機酸としては、例えばアジピン酸、イソフタル酸、
セパチン酸、トリメリット酸、脂肪酸、ダイマー酸など
が挙げられる。ポリブチレンテレフタレート系樹脂の原
料となるその他のアルコール類としては、例えばジエチ
レングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコー
ル、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール
、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
また、前述したポリブチレンテレフタレート系樹脂にそ
の他の異なるポリマーを溶融混合してポリマーアロイ化
されたものも含まれる。この場合、溶融混合されるその
他のポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート、
ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、フェノ
キシ樹脂、ブタジェン系ゴム、アクリル系ゴム、ポリエ
ーテル、メチルメタクリレート・ブタジェン−スチレン
共重合体、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフ
タレート及びソフトセグメントとしてガラス転移点−7
0℃以下の非品性ポリエーテル例えばポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールを有するブロック共重合体などが
挙げられる。
の他の異なるポリマーを溶融混合してポリマーアロイ化
されたものも含まれる。この場合、溶融混合されるその
他のポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート、
ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、フェノ
キシ樹脂、ブタジェン系ゴム、アクリル系ゴム、ポリエ
ーテル、メチルメタクリレート・ブタジェン−スチレン
共重合体、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフ
タレート及びソフトセグメントとしてガラス転移点−7
0℃以下の非品性ポリエーテル例えばポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールを有するブロック共重合体などが
挙げられる。
以上のようなポリブチレンテレフタレート系樹脂は、軟
化点が100〜180℃であり、かつ分子量が1000
0以上であるものが好ましい。特に、作業性及び分散性
の点から、平均粒径100−以下の粉体状態に加工でき
るものが好ましい。
化点が100〜180℃であり、かつ分子量が1000
0以上であるものが好ましい。特に、作業性及び分散性
の点から、平均粒径100−以下の粉体状態に加工でき
るものが好ましい。
これらポリブチレンテレフタレート系樹脂の具体例とし
ては、ケミットI?−251(東し)、ケミットR−2
82(東し)、ケミットR−248(東し)、ケミット
に−1294(東し)、ホットメルト接着剤4180
(ダイセルヒュルス)、ホットメルト接着剤4280
(ダイセルヒュルス)などがある。
ては、ケミットI?−251(東し)、ケミットR−2
82(東し)、ケミットR−248(東し)、ケミット
に−1294(東し)、ホットメルト接着剤4180
(ダイセルヒュルス)、ホットメルト接着剤4280
(ダイセルヒュルス)などがある。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂は、均一分散を考慮
して、エポキシ樹脂とともに予備混合することが望まし
い。この場合、万能混合機、二軸押し出し機、ロール混
合などにより60〜150℃の温度で混合することがで
きる。
して、エポキシ樹脂とともに予備混合することが望まし
い。この場合、万能混合機、二軸押し出し機、ロール混
合などにより60〜150℃の温度で混合することがで
きる。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂の配合割合は、マレ
イミド樹脂組成物の総量に対して0.1〜20%が望ま
しく、0.5〜lO%の範囲がより好ましい。これはポ
リブチレンテレフタレート系樹脂の配合割合が0.1%
未満では表面実装時の発生するクラックに対して効果が
認められず、一方20%を超えると成形性の低下を招く
ためである。
イミド樹脂組成物の総量に対して0.1〜20%が望ま
しく、0.5〜lO%の範囲がより好ましい。これはポ
リブチレンテレフタレート系樹脂の配合割合が0.1%
未満では表面実装時の発生するクラックに対して効果が
認められず、一方20%を超えると成形性の低下を招く
ためである。
本発明のマレイミド樹脂組成物において、硬化触媒を用
いる場合、耐湿信頼性の観点から、有機ホスフィン化合
物を用いることが望ましい。有機ホスフィン化合物とし
ては、例えばトリメチルホスフィン、トリエチルホスフ
ィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン
、トリ (p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノ
ニルフェニル)ホスフィン、メチルジフェニルホスフィ
ン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシル
ホスフィン、l、2−ビス(ジフェニルホスフィン)エ
タン、ビス(ジフェニルホスフィン)メタンなどが挙げ
られる。これら有機ホスフィン化合物は1種又は2種以
上が用いられる。
いる場合、耐湿信頼性の観点から、有機ホスフィン化合
物を用いることが望ましい。有機ホスフィン化合物とし
ては、例えばトリメチルホスフィン、トリエチルホスフ
ィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン
、トリ (p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノ
ニルフェニル)ホスフィン、メチルジフェニルホスフィ
ン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシル
ホスフィン、l、2−ビス(ジフェニルホスフィン)エ
タン、ビス(ジフェニルホスフィン)メタンなどが挙げ
られる。これら有機ホスフィン化合物は1種又は2種以
上が用いられる。
a機ホスフィン化合物の配合量は、マレイミド樹脂及び
ジアミンの総量に対して0.1〜10%が望ましく 、
0.5〜5%であれば更にEl好な結果をもたらす。こ
れは有機ホスフィン化合物の配合量が0.1%未満では
マレイミド樹脂組成物の硬化速度を向上させることかで
きず封止物の成形性が劣り、一方lO%を超えると封止
物の耐熱性、耐湿性、電気特性が著しく低下するためで
ある。
ジアミンの総量に対して0.1〜10%が望ましく 、
0.5〜5%であれば更にEl好な結果をもたらす。こ
れは有機ホスフィン化合物の配合量が0.1%未満では
マレイミド樹脂組成物の硬化速度を向上させることかで
きず封止物の成形性が劣り、一方lO%を超えると封止
物の耐熱性、耐湿性、電気特性が著しく低下するためで
ある。
本発明のマレイミド樹脂組成物には、成形性を向上させ
る目的で、更にフェノールノボラック樹脂、ビニル基金
a化合物などを配合してもよい。
る目的で、更にフェノールノボラック樹脂、ビニル基金
a化合物などを配合してもよい。
本発明のマレイミド樹脂組成物には、必要に応じて、無
機質充填剤、離型剤、カップリング剤、難燃剤、着色剤
などを添加配合してもよい。
機質充填剤、離型剤、カップリング剤、難燃剤、着色剤
などを添加配合してもよい。
無機質充填剤の具体例としては、石英ガラス粉末、結晶
性シリカ粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉、ケイ
酸カルンウム粉、炭酸カルシウム粉、硫酸バリウム粉、
マグネシウム粉などがある。
性シリカ粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉、ケイ
酸カルンウム粉、炭酸カルシウム粉、硫酸バリウム粉、
マグネシウム粉などがある。
これらのうちでも、石英ガラス粉や結晶性シリカ粉が最
も好ましい。また、これら石英ガラス粉や結晶性シリカ
粉は、破砕状、球状、微細状のものを適宜組合わせて使
用できる。
も好ましい。また、これら石英ガラス粉や結晶性シリカ
粉は、破砕状、球状、微細状のものを適宜組合わせて使
用できる。
これ′ら無機質充填剤はマレイミド樹脂組成物の総量に
対して50〜85重二%の重量とすることが望ましい。
対して50〜85重二%の重量とすることが望ましい。
これは無機質充填剤が重量%未満では熱膨張率が大きく
なって耐熱衝撃性が充分でなくなり、一方85重r:L
90を超えると成形材料の流動性が不充分となってワイ
ヤー流れ、ベット移動などを発生するためである。
なって耐熱衝撃性が充分でなくなり、一方85重r:L
90を超えると成形材料の流動性が不充分となってワイ
ヤー流れ、ベット移動などを発生するためである。
難燃剤の具体例としては、ハロゲン化エポキシ樹脂、三
酸化アンチモンなどがある。
酸化アンチモンなどがある。
本発明のマレイミド樹脂組成物は、加熱ロールによる溶
融a棟、ニーダ−による溶融混練、押出機による溶融混
練、粉砕後の特殊混合機による混合、及びこれらの各方
法の適宜な組合わせによって容易に調製することができ
る。
融a棟、ニーダ−による溶融混練、押出機による溶融混
練、粉砕後の特殊混合機による混合、及びこれらの各方
法の適宜な組合わせによって容易に調製することができ
る。
本発明の樹脂封止型半導体装置は、常用の方法に従い、
半導体チップを前記マレイミド樹脂組成物で封止するこ
とにより容易に製造することができる。この封止の最も
一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙
げられるが、インジェクション成形、圧縮成形、注型な
どによる封止も可能である。この封止の際に、マレイミ
ド樹脂組成物は硬化し、最終的にはこの組成物の硬化物
によって封止された樹脂封止型半導体装置を得ることが
できる。硬化に際しては、175℃以上に加熱すること
が望ましい。
半導体チップを前記マレイミド樹脂組成物で封止するこ
とにより容易に製造することができる。この封止の最も
一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙
げられるが、インジェクション成形、圧縮成形、注型な
どによる封止も可能である。この封止の際に、マレイミ
ド樹脂組成物は硬化し、最終的にはこの組成物の硬化物
によって封止された樹脂封止型半導体装置を得ることが
できる。硬化に際しては、175℃以上に加熱すること
が望ましい。
(実施例)
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
なお、以下の実施例及び比較例中の配合割合は全て重量
%を示す。
%を示す。
実施例1〜3
第1表に示す組成で、マレイミド樹脂としてN。
N゛−ジフェニルメタンビスマレイミド(MB−100
011゜三菱油化社製商品名)と、ジアミンとして4,
4“−ジアミノジフェニルメタンとをヘンシェルミキサ
ーにより混合した後、二輪押出し機により樹脂温度14
0℃でプレポリマー化した。次に、第1表に示す組成で
、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当f
f119B、軟化点80℃)、ポリブチレンテレフタレ
ート系樹脂(1?−2513,東し社製)、触媒として
トリフェニルホスフィン、fI!型剤としてポリエチレ
ンワックス(HW−4252B、三井石浦化学社製)、
充填剤として溶融シリカ粉(GR−80T、東芝セラミ
ックス社製)、充填剤と樹脂とのカップリング剤(A−
187、日本ユニカー製)、着色剤としてカーボンブラ
ックを添加配合した。次いで、80〜120℃のロール
で混練りし、冷却した後、粉砕してタブレット化し、本
発明のマレイミド樹脂組成物を調製した。
011゜三菱油化社製商品名)と、ジアミンとして4,
4“−ジアミノジフェニルメタンとをヘンシェルミキサ
ーにより混合した後、二輪押出し機により樹脂温度14
0℃でプレポリマー化した。次に、第1表に示す組成で
、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当f
f119B、軟化点80℃)、ポリブチレンテレフタレ
ート系樹脂(1?−2513,東し社製)、触媒として
トリフェニルホスフィン、fI!型剤としてポリエチレ
ンワックス(HW−4252B、三井石浦化学社製)、
充填剤として溶融シリカ粉(GR−80T、東芝セラミ
ックス社製)、充填剤と樹脂とのカップリング剤(A−
187、日本ユニカー製)、着色剤としてカーボンブラ
ックを添加配合した。次いで、80〜120℃のロール
で混練りし、冷却した後、粉砕してタブレット化し、本
発明のマレイミド樹脂組成物を調製した。
実施例4
ポリブチレンテレフタレート系樹脂(+7−25JS)
の代わりにポリブチレンテレフタレート系樹脂としてホ
ットメルト接合剤4180 (ダイセルヒュルス社製)
を用いた以外は実施例1と同様に、第1表に示す各成分
を配合し、ロールで混練りし、冷却した後、粉砕してタ
ブレット化し、本発明のマレイミド樹脂組成物を調製し
た。
の代わりにポリブチレンテレフタレート系樹脂としてホ
ットメルト接合剤4180 (ダイセルヒュルス社製)
を用いた以外は実施例1と同様に、第1表に示す各成分
を配合し、ロールで混練りし、冷却した後、粉砕してタ
ブレット化し、本発明のマレイミド樹脂組成物を調製し
た。
実施例5
予めクレゾールノボラック型エポキシ樹脂とポリブチレ
ンテレフタレート系樹脂(R−2518)とを万能混合
機を用いて140℃で30分間混合しておいた以外は実
施例1と同様に、第1表に示す各成分を配合し、ロール
で混練りし、冷却した後、粉砕してタブレット化し、本
発明のマレイミド樹脂組成物を調製した。
ンテレフタレート系樹脂(R−2518)とを万能混合
機を用いて140℃で30分間混合しておいた以外は実
施例1と同様に、第1表に示す各成分を配合し、ロール
で混練りし、冷却した後、粉砕してタブレット化し、本
発明のマレイミド樹脂組成物を調製した。
実施例6
ジアミンとして4,4゛−ジアミノジフェニルメタンの
代わりに2.2゛−ビス[4−(4−アミノフェノキシ
)フェニル]プロパンを用い、これとN、N−ジフェニ
ルメタンビスマレイミド()IB−30008)とをヘ
ンシェルミキサーにより混合した後、二軸押出し機によ
り樹脂温度120 ’Cでプレポリマー化゛した以外は
実施例1と同様に、第1表に示す各成分を配合し、ロー
ルで混練りし、冷却した後、粉砕してタブレット化し、
本発明のマレイミド樹脂組成物を調製した。
代わりに2.2゛−ビス[4−(4−アミノフェノキシ
)フェニル]プロパンを用い、これとN、N−ジフェニ
ルメタンビスマレイミド()IB−30008)とをヘ
ンシェルミキサーにより混合した後、二軸押出し機によ
り樹脂温度120 ’Cでプレポリマー化゛した以外は
実施例1と同様に、第1表に示す各成分を配合し、ロー
ルで混練りし、冷却した後、粉砕してタブレット化し、
本発明のマレイミド樹脂組成物を調製した。
比較例1
ポリブチレンテレフタレート系樹脂(R−2518)を
用いなかった以外は実施例1と同様に、第1表に示す各
成分を配合し、ロールで混練りし、冷却した後、粉砕し
てタブレット化し、比較例のマレイミド樹脂組成物を調
製した。
用いなかった以外は実施例1と同様に、第1表に示す各
成分を配合し、ロールで混練りし、冷却した後、粉砕し
てタブレット化し、比較例のマレイミド樹脂組成物を調
製した。
比較例2
ポリブチレンテレフタレート系樹脂としてホットメルト
接着剤4180 (ダイセルヒュルス社製)を用いなか
りた以外は実施例6と同様に、第1表に示す各成分を配
合し、ロールで混練りし、冷却した後、粉砕してタブレ
ット化し、比較例のマレイミド樹脂組成物を調製した。
接着剤4180 (ダイセルヒュルス社製)を用いなか
りた以外は実施例6と同様に、第1表に示す各成分を配
合し、ロールで混練りし、冷却した後、粉砕してタブレ
ット化し、比較例のマレイミド樹脂組成物を調製した。
比較例3
半導体封止用ポリイミド−3011(日本ポリイミド社
製)をタブレット化し、比較例のマレイミド樹脂組成物
とした。
製)をタブレット化し、比較例のマレイミド樹脂組成物
とした。
19られた実施例1〜6及び比較例1〜3のマレイミド
樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機により、成形
温度180℃、第2表に示す成形時間で成形して試験片
を試作し、200℃で8時間アフターキュアした後、第
2表に示す各物性の測定に供した。
樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機により、成形
温度180℃、第2表に示す成形時間で成形して試験片
を試作し、200℃で8時間アフターキュアした後、第
2表に示す各物性の測定に供した。
また、以下のように各マレイミド樹脂組成物を用いて樹
脂封止型半導体装置を作製し、耐湿信頼性及び耐熱性(
耐表面実装性)を調べた。
脂封止型半導体装置を作製し、耐湿信頼性及び耐熱性(
耐表面実装性)を調べた。
まず、実施例1〜6及び比較例1〜3のマレイミド樹脂
組成物を用い、PLLC(プラスチックリーデツドチッ
プキャリアー)84ビン金型により10 mmロサイズ
のテスト用チップを封止し、200℃で8時間アフター
キュアしてテスト用樹脂封止型半導体装置を作製した。
組成物を用い、PLLC(プラスチックリーデツドチッ
プキャリアー)84ビン金型により10 mmロサイズ
のテスト用チップを封止し、200℃で8時間アフター
キュアしてテスト用樹脂封止型半導体装置を作製した。
これらの樹脂封止型半導体装置を恒温恒湿槽(85℃、
85%)内で200〜2000時間保持し、Ag配、線
腐食による不良個数を調べ、耐湿信頼性の判断基準とし
た。また、これらの樹脂封止型半導体装置を恒温恒湿槽
(85℃、85%)内で108時間保持して吸湿処理し
た後、215℃、60秒の条件でベーパーフェイズリフ
ローを2回行った。そして、処理直後のクラック発生試
料数、及びこれらの樹脂封止型半導体装置を再び恒温恒
温Vj(85℃、85%)内で20〜200時間保持し
、AΩ配線腐食及びAuワイヤの断線などによる不良個
数を調べ、耐表面実装性の判断基準とした。
85%)内で200〜2000時間保持し、Ag配、線
腐食による不良個数を調べ、耐湿信頼性の判断基準とし
た。また、これらの樹脂封止型半導体装置を恒温恒湿槽
(85℃、85%)内で108時間保持して吸湿処理し
た後、215℃、60秒の条件でベーパーフェイズリフ
ローを2回行った。そして、処理直後のクラック発生試
料数、及びこれらの樹脂封止型半導体装置を再び恒温恒
温Vj(85℃、85%)内で20〜200時間保持し
、AΩ配線腐食及びAuワイヤの断線などによる不良個
数を調べ、耐表面実装性の判断基準とした。
これらの結果を第2表に示す。
第2表から明らかなように、本発明に係るマレイミド樹
脂組成物の硬化物は、物性面において低熱膨張、低吸水
性を示し、しかも−船釣な耐湿信頼性が優れているだけ
でなく、表面実装型パッケージでのVPS (ベーパー
フェイズソルダリング)工程でもクラック発生が少なく
、その後の耐湿信頼性も優れていることがわかる。
脂組成物の硬化物は、物性面において低熱膨張、低吸水
性を示し、しかも−船釣な耐湿信頼性が優れているだけ
でなく、表面実装型パッケージでのVPS (ベーパー
フェイズソルダリング)工程でもクラック発生が少なく
、その後の耐湿信頼性も優れていることがわかる。
[発明の効果]
以上詳述したように、本発明のマレイミド樹脂組成物は
耐熱性、耐湿性ともに優れたものであり、素子の高集積
化、チップ自体の大型化に伴う表面実装型大型パッケー
ジに対応することができ、これを用いて半導体チップを
封止することにより極めて信頼性の高い樹脂封止型半導
体装置を提供することができ、その工業的価値は大きい
。
耐熱性、耐湿性ともに優れたものであり、素子の高集積
化、チップ自体の大型化に伴う表面実装型大型パッケー
ジに対応することができ、これを用いて半導体チップを
封止することにより極めて信頼性の高い樹脂封止型半導
体装置を提供することができ、その工業的価値は大きい
。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (6)
- (1)マレイミド樹脂、ジアミン、エポキシ樹脂、及び
変性剤としてポリブチレンテレフタレート系樹脂を含有
することを特徴とするマレイミド樹脂組成物。 - (2)マレイミド樹脂とジアミンとが溶融混合物である
か又は化合物を形成していることを特徴とする請求項(
1)記載のマレイミド樹脂組成物。 - (3)ポリブチレンテレフタレート系樹脂が軟化点10
0〜180℃、分子量10000以上であることを特徴
とする請求項(1)記載のマレイミド樹脂組成物。 - (4)請求項(1)記載のマレイミド樹脂、及び硬化触
媒として有機ホスフィンを含有することを特徴とするマ
レイミド樹脂組成物。 - (5)請求項(1)又は(4)いずれか記載のマレイミ
ド樹脂50〜15重量%と、無機質充填剤50〜85重
量%とを含有することを特徴とするマレイミド樹脂組成
物。 - (6)半導体チップを請求項(5)記載のマレイミド樹
脂組成物で封止したことを特徴とする樹脂封止型半導体
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23431588A JPH0280428A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | マレイミド樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23431588A JPH0280428A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | マレイミド樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0280428A true JPH0280428A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=16969083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23431588A Pending JPH0280428A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | マレイミド樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0280428A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6221509B1 (en) | 1998-04-16 | 2001-04-24 | Tatsumori Ltd. | Semiconductor encapsulating epoxy resin compositions, and semiconductor devices encapsulated therewith |
JP2010260959A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 重合性イミド組成物 |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23431588A patent/JPH0280428A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6221509B1 (en) | 1998-04-16 | 2001-04-24 | Tatsumori Ltd. | Semiconductor encapsulating epoxy resin compositions, and semiconductor devices encapsulated therewith |
JP2010260959A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 重合性イミド組成物 |
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