JPH03243616A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
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- JPH03243616A JPH03243616A JP3737990A JP3737990A JPH03243616A JP H03243616 A JPH03243616 A JP H03243616A JP 3737990 A JP3737990 A JP 3737990A JP 3737990 A JP3737990 A JP 3737990A JP H03243616 A JPH03243616 A JP H03243616A
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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】
〔産業上の利用分野]
本発明は、最近の表面実装化における半田付け時でのI
Cパッケージに受ける耐熱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。
Cパッケージに受ける耐熱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、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れた0−タレゾールノボラックエポ
キシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させたエ
ポキシ樹脂が用いられている。
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れた0−タレゾールノボラックエポ
キシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させたエ
ポキシ樹脂が用いられている。
ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだん
だん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
SOP、SOJ、PLCCに変わってきている。
だん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
SOP、SOJ、PLCCに変わってきている。
即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封入すること
により、応力によりクランク発生、これらのクラックに
よる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップされ
てきている。
により、応力によりクランク発生、これらのクラックに
よる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップされ
てきている。
特に半田づけの工程において急激に200 ’C以上の
高温にされされることによりパッケージの割れや樹脂と
チップの剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問
題点がでてきている。
高温にされされることによりパッケージの割れや樹脂と
チップの剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問
題点がでてきている。
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62−11585号公報、61−116654
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。
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62−11585号公報、61−116654
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。
一方、半田付は時の耐熱ストレス性つまり耐半田ストレ
ス性に侵れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るた
めに、樹脂系としてビフェニル型エポキシ樹脂の使用(
特開昭64−65116号公報)等が、検討されてきた
がビフェニル型エポキシ樹脂の使用によりリードフレー
ムとの密着性及び低吸水性が向上し、耐半田ストレス性
の向上、特にクランク発生が低減するが、耐熱性が劣る
ため特に250°C以上のような高温では耐半田ストレ
ス性が不十分である。
ス性に侵れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るた
めに、樹脂系としてビフェニル型エポキシ樹脂の使用(
特開昭64−65116号公報)等が、検討されてきた
がビフェニル型エポキシ樹脂の使用によりリードフレー
ムとの密着性及び低吸水性が向上し、耐半田ストレス性
の向上、特にクランク発生が低減するが、耐熱性が劣る
ため特に250°C以上のような高温では耐半田ストレ
ス性が不十分である。
本発明は、このような問題に対してエポキシ樹脂として
ビフェニル型エポキシ樹脂を用い、更に耐熱性を向上さ
せるために、フェノール樹脂硬化剤として3官能フエノ
ール樹脂硬化剤を用いることにより半田付は時の耐熱ス
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。
ビフェニル型エポキシ樹脂を用い、更に耐熱性を向上さ
せるために、フェノール樹脂硬化剤として3官能フエノ
ール樹脂硬化剤を用いることにより半田付は時の耐熱ス
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。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂として下
記式(I)で示される構造のビフェニル型エポキシ樹脂 R,R6Rt R3 (式中のRI”” Reは水素、ハロゲン、アルキル基
の中から選択される同一もしくは異なる原子または基)
を総エポキシ樹脂量に対して30〜100重量%含むエ
ポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤として下記式(If
)で示される3官能フエノール樹脂硬化剤 (式中のR1〜R0は水素、ハロゲン、アルキル基の中
から選択される同一もしくは異なる原子または基)を総
フェノール樹脂硬化剤量に対して50〜100重量%含
むフェノール樹脂硬化剤と無機充填剤および硬化促進剤
からなることを特徴とし、従来のエポキシ樹脂組成物に
比べ、非常に優れた耐半田ストレス性を有するものであ
る。
記式(I)で示される構造のビフェニル型エポキシ樹脂 R,R6Rt R3 (式中のRI”” Reは水素、ハロゲン、アルキル基
の中から選択される同一もしくは異なる原子または基)
を総エポキシ樹脂量に対して30〜100重量%含むエ
ポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤として下記式(If
)で示される3官能フエノール樹脂硬化剤 (式中のR1〜R0は水素、ハロゲン、アルキル基の中
から選択される同一もしくは異なる原子または基)を総
フェノール樹脂硬化剤量に対して50〜100重量%含
むフェノール樹脂硬化剤と無機充填剤および硬化促進剤
からなることを特徴とし、従来のエポキシ樹脂組成物に
比べ、非常に優れた耐半田ストレス性を有するものであ
る。
〔作 用]
式(1)の構造で示されるビフェニル型エポキシ樹脂は
1分子中に2つのエポキシ基を存する2官能性エポキシ
樹脂である。特徴としては溶融粘度が低く、トランスフ
ァー成形時の流動性に優れること。またリードフレーム
との密着性及び低吸水性に優れるなどの特長も有する。
1分子中に2つのエポキシ基を存する2官能性エポキシ
樹脂である。特徴としては溶融粘度が低く、トランスフ
ァー成形時の流動性に優れること。またリードフレーム
との密着性及び低吸水性に優れるなどの特長も有する。
特にリードフレームとの密着性及び低吸水性より耐半田
ストレス性に良好な結果を示す。このビフェニル型エポ
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。
ストレス性に良好な結果を示す。このビフェニル型エポ
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ためには、式CI)テ示
すれるビフェニル型エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量の
30重量%以上、好ましくは60重量%以上の使用が望
ましい、30重量%未満だとリドフレームとの密着性及
び低吸水性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R〜R4はメチル基、R1−R8は水素原
子が好ましい。
すれるビフェニル型エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量の
30重量%以上、好ましくは60重量%以上の使用が望
ましい、30重量%未満だとリドフレームとの密着性及
び低吸水性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R〜R4はメチル基、R1−R8は水素原
子が好ましい。
弐〔1〕で示されるビフェニル型エポキシ樹脂以外に他
のエポキシ樹脂を併用する場合、用いるエポキシ樹脂と
はエポキシ基を有するポリマー全般をいう。
のエポキシ樹脂を併用する場合、用いるエポキシ樹脂と
はエポキシ基を有するポリマー全般をいう。
たとえばビスフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂、フェノールノボランク型エポキ
シ樹脂、及びトリフエノールメタン型エポキシ樹脂、ア
ルキル変性トリフエノールメタン型エポキシ樹脂等の3
官能型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等
のことをいう。
ラック型エポキシ樹脂、フェノールノボランク型エポキ
シ樹脂、及びトリフエノールメタン型エポキシ樹脂、ア
ルキル変性トリフエノールメタン型エポキシ樹脂等の3
官能型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等
のことをいう。
式[Ir)で示される構造の3官能フエノール樹脂硬化
剤は一分子中に3個の水酸基を有するフェノール樹脂硬
化剤である。その特徴はエポキシ樹脂との硬化物で架橋
密度が向上し、耐熱性つまりガラス転移温度が向上する
。従って最近の表面実装化に対する半田付は時での耐半
田ストレス性に好適である。
剤は一分子中に3個の水酸基を有するフェノール樹脂硬
化剤である。その特徴はエポキシ樹脂との硬化物で架橋
密度が向上し、耐熱性つまりガラス転移温度が向上する
。従って最近の表面実装化に対する半田付は時での耐半
田ストレス性に好適である。
この3官能フエノール樹脂硬化剖の使用量は、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式
[I[)で示される3官能フエノール樹脂硬化剤を総フ
ェノール樹脂硬化剤量の50重量%以上、好ましくは7
0重量%以上の使用が望ましい。50重量%未満だと、
架橋密度つまり耐熱性が上がらず、耐半田ストレス性が
不充分である。更に式中のR+ 、R2、R4−R1、
R16、R11は水素原子、R,、Ra 、R9はメチ
ル基が好ましい、また2官能以下のフェノール樹脂硬化
剤では架橋密度が上がらず、耐熱性が劣り耐半田ストレ
ス性が低下する傾向がある。
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式
[I[)で示される3官能フエノール樹脂硬化剤を総フ
ェノール樹脂硬化剤量の50重量%以上、好ましくは7
0重量%以上の使用が望ましい。50重量%未満だと、
架橋密度つまり耐熱性が上がらず、耐半田ストレス性が
不充分である。更に式中のR+ 、R2、R4−R1、
R16、R11は水素原子、R,、Ra 、R9はメチ
ル基が好ましい、また2官能以下のフェノール樹脂硬化
剤では架橋密度が上がらず、耐熱性が劣り耐半田ストレ
ス性が低下する傾向がある。
式(n)で示される3官能フエノール樹脂硬化剤以外に
他のフェノール樹脂硬化剤を併用する場合、用いるフェ
ノール樹脂硬化剤とはフェノール性水酸基を有するポリ
マー全般をいう、たと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、ジシクロペンタジェン変性フェノー
ル樹脂とフェノールノボラック及びクレゾールノボラッ
ク樹脂との共重合物、バラキシレン変性フェノール樹脂
等を用いることができる。
他のフェノール樹脂硬化剤を併用する場合、用いるフェ
ノール樹脂硬化剤とはフェノール性水酸基を有するポリ
マー全般をいう、たと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、ジシクロペンタジェン変性フェノー
ル樹脂とフェノールノボラック及びクレゾールノボラッ
ク樹脂との共重合物、バラキシレン変性フェノール樹脂
等を用いることができる。
本発明に用いる無機充填材としては、溶融シリカ粉末、
球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末
、多孔質シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末または多孔質
シリカ粉末を粉砕したシリカ粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特に溶融シリカ粉末が好ましい。
球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末
、多孔質シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末または多孔質
シリカ粉末を粉砕したシリカ粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特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剤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)、
ト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。
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)、
ト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、無機充填材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フプリング剤、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H燃剤、カーボンブランク、ベンガラ等の着色
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。
化剤、無機充填材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フプリング剤、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H燃剤、カーボンブランク、ベンガラ等の着色
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、本発明の月止用エボキン樹脂組成物を成形材料とし
て装造するには、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。
て装造するには、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、絶縁等に通用することができる。
被覆、絶縁等に通用することができる。
実施例1
下記組成物、
式〔]〕で示されるビフェニル型エポキシ樹脂16重量
部 3G CH。
部 3G CH。
オルソクレソールノボラックエポキン樹脂4重量部
弐(IV)で示される3官能フ工ノール樹脂8重量部
す■
フェノールノボラック樹脂
溶融シリカ粉末
トリフェニルホスフィン
カーボンブラック
カルナバワックス
を、ミキサーで常温で混合し、
2重量部
68.8重量部
0.2重量部
0.5重量部
0.5重量部
70〜] OO’Cで
2軸ロールにより混練し、冷却後粉砕した成形材料とし
た。
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°C270kg/cffl、120
秒の条件で半田クラック試験用として6×6画のナツプ
を52pペノケージに封止し、又半円面(、侃性試験用
として3×6=の千ノブを16pSOりパフケージに封
止した。
ー成形機にて175°C270kg/cffl、120
秒の条件で半田クラック試験用として6×6画のナツプ
を52pペノケージに封止し、又半円面(、侃性試験用
として3×6=の千ノブを16pSOりパフケージに封
止した。
封止したテスト用素子について下記の゛46田クラッタ
試験及び半田耐湿性試験をおこなった。
試験及び半田耐湿性試験をおこなった。
半田クラック試験:封止したテスト用素子を85°C1
85%RHの環境下で48 Hrおよび72Hr処理し
、その後250°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%RHの環境下で72
Hr処理し、その後250℃の半田槽に10秒間浸漬後
、プレッシャークツカー試験(125°C1100%R
H)を行い回路のオーブン不良を測定した。
85%RHの環境下で48 Hrおよび72Hr処理し
、その後250°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%RHの環境下で72
Hr処理し、その後250℃の半田槽に10秒間浸漬後
、プレッシャークツカー試験(125°C1100%R
H)を行い回路のオーブン不良を測定した。
試験結果を第1表に示す。
実施例2〜6
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[(]耐湿性試験を行なった。試験結果を
第1表に示す6比較例1〜6 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と同様に半田クラン
ク試験及び半田耐湿性試験を行った。試験結果を第1表
に示す。
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[(]耐湿性試験を行なった。試験結果を
第1表に示す6比較例1〜6 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と同様に半田クラン
ク試験及び半田耐湿性試験を行った。試験結果を第1表
に示す。
本発明に従うと従来技術では得ることのできなかったリ
ードフレームとの密着性、低吸水性及び耐熱性を有する
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において信頬性が非常に必要とする製品
について好適である。
ードフレームとの密着性、低吸水性及び耐熱性を有する
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において信頬性が非常に必要とする製品
について好適である。
Claims (1)
- (1)(A)下記式〔 I 〕で示されるビフェニル型エ
ポキシ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中のR_1〜R_8は水素、ハロゲン、アルキル基
の中から選択される同一もしくは異なる原子または基)
を総エポキシ樹脂量に対して30〜100重量%含むエ
ポキシ樹脂。 (B)下記式〔II〕で示される3官能フェノール樹脂硬
化剤 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・〔II〕 (式中R_1〜R_1_1は水素、ハロゲン、アルキル
基の中から選択される同一もしくは異なる原子または基
)を総フェノール樹脂硬化剤量に対して50〜100重
量%含むフェノール樹脂硬化剤。 (C)無機充填剤および (D)硬化促進剤。 を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3737990A JP2823633B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3737990A JP2823633B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243616A true JPH03243616A (ja) | 1991-10-30 |
JP2823633B2 JP2823633B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=12495889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3737990A Expired - Fee Related JP2823633B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2823633B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06100657A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
EP1142923A1 (en) * | 1998-10-21 | 2001-10-10 | NEC Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP3737990A patent/JP2823633B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06100657A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
EP1142923A1 (en) * | 1998-10-21 | 2001-10-10 | NEC Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same |
EP1142923A4 (en) * | 1998-10-21 | 2002-06-26 | Nec Corp | FLAME-RETARDANT RESIN COMPOSITION AND THE SEMICONDUCTOR DEVICE MADE THEREOF |
US7098276B1 (en) | 1998-10-21 | 2006-08-29 | Nec Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same |
EP1739112A1 (en) * | 1998-10-21 | 2007-01-03 | NEC Corporation | Flame retardant epoxy resin composition and semiconductor device using the same |
US7799852B2 (en) | 1998-10-21 | 2010-09-21 | Nec Corporation | Composition of biphenyl epoxy resin, phenolbiphenylaralkyl resin and filler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2823633B2 (ja) | 1998-11-11 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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