JPH0328219A

JPH0328219A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0328219A
Application number: JP16276289A
Authority: JP
Inventors: Naoki Mogi; 直樹茂木; Hiroshi Yasuda; 宏安田
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1991-02-06

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、半導体封止用エボ
キシ樹脂組成物に関するものである。

（従来の技術）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−タレゾールノポラックエボ
キシ樹脂をノポラック型７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７ラットパッケージ、
例えば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
とになり、応力によりクラック発生、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２００６Ｃ以上の高
温にさら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。

これらの大型チップを封止するのに適した、信頼性の高
い封止用樹脂組戊物の開発が望まれてきている。

これらの問題を解決するために半田づけ時の熱衝撃を緩
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、６２−１１６６
５４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つけ時にパッケージに
クラックが生じてしまい信頼性の優れた半導体封止用エ
ボキシ樹脂組戒物を得るまでには至らなかつＩこ。

一方、耐半田ストレス性に優れた耐熱性エボキシ樹脂組
戊物を得るために、樹脂系としては多官能エポキシ樹脂
の使用（特開昭６１−１６８６２０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により架橋密度
が上がり耐熱性が向上するが、特に２００’Ｏ〜３００
’Ｏのような高温にさらされた場合においては耐半田ス
トレス性が不十分であった。

（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
３官能エポキシ樹脂を用い、硬化剤として多官能フェノ
ール樹脂を用いることにより、耐半田スト１−ス性が著
しく優れた半導体封止用エボキシ樹脂組或物を提供する
とことにある。

（課題を解決するための手段）本発明のエポキシ樹脂組戊物は、エボキシ樹脂として、
下記式ＣＩ）で示される構造の３官能エボキシ樹脂（式中Ｒ，〜Ｒ．は、水素、ハロゲン、アルキル基の中
から選択される原子または基）を総エポキシ樹脂量に対
して５０〜１００重量％含むエボキシ樹脂と、硬化剤と
して下記式（ＩＩ）で示される構造の多官能フェノール
樹脂硬化剤（式中ｎ−０−４，ｍ−０−５）を総硬化剤量に対して５０〜１００ｉｉ量％含む硬化剤
を使用することを特徴とし、従来のエボキシ樹脂組戊物
に比べて、非常に優れた耐半田ストレス性を有したもの
である。

式（１）で示される構造の３官能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、式（Ｉ）で示さ
れる３官能エポキシ樹脂を総エボキン樹脂量の５０重量
％以上、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Ｒ．，Ｒ，，Ｒ．〜Ｒ，，Ｒ．。＋Ｒｌｌは
水素原子、Ｒｓ，Ｒａ，Ｒｅはメチル基が好ましい。

また、２官能以下のエボ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。

式（Ｉ）で示される３官能エポキシ樹脂と併用するエボ
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シ樹脂、ノポラック型エ
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。

式（ｎ）で示される構造のフェノール樹脂硬化剤は１分
子中に３個以上の水酸基を有する多官能フェノール樹脂
硬化剤である。

このようなフェノール樹脂の使用量は、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、式（ＩＩ）で示
される多官能フェノール樹脂硬化剤を総硬化剤量の５０
重量％以上、好ましくは７０１１ｉ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
性が不十分である。更に式中のｎの値は０〜４の範囲の
ものを用いる必要がある。

ｎの値が４を越えると、エボキシ樹脂との反応性が低下
し、硬化性が劣化する傾向がある。

ｍの値は０〜５の範囲のものを用いる必要がある。

ｍの値が５より大きい場合流動性が低下し、戊形性が悪
くなる。

式（ＩＩ）で示される多官能フェノール樹脂硬化剤と併
用する硬化剤としては、例えば、７エノールノポラック
樹脂、クレゾールノポラック樹脂、ジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂、バラキシレン変性フェノール硬
化剤、酸無水物、アミン系硬化剤等を用いることが出来
る。

本発明で用いる無機充填材としては、溶解シリ力粉末、
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力粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特に、溶解シリ力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、酸無水物、アミン系硬化剤のアミノ基との
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７　ｘ．　
＝ルホス７　４　７　（ＴＰＰ）、ジメチルベンジルア
ミン（ＢＤＭＡ）や２メチルイミダゾール（２　ＭＺ）
等が単独もしくは２種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或物はエポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須戒分とするが、
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、力一ボンブラック、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。

また、本発明の封止用エボキシ樹脂組戒物を戊形材料と
して製造するには、エボキシ樹脂、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、さらに熱ロール又は二−ダー等で溶
融混練し、冷却後粉砕して戊形材料とすることができる
。これらの戊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ｌ下記組戊物式（Ｉ［Ｉ）で示される３官能エポキシ樹脂１２重量部オルソクレゾールノポラックエポキシ樹脂８重量部式（ＩＶ）で示される多官能フェノール樹脂６重量部（ｎ＝１．２であり、その混合比がｎ−１が２．ｎ＝２
が８の割合で混合されているもの。）７エノールノボラ
ック樹脂　　　　　４重量部溶融シリカ粉末６８．８重量部トリフェニルホスフイン０．２重量部カーポンブラック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℃で２軸ロールによ
り混練し、冷却後粉砕した戊形材料としＩ二。

得られた戒形材料をダプレット化し、低圧トランスファ
ー戊形機にて１７５℃、７０ｋｇ／　ｃｍ”、１２０秒
の条件で半田クラック試験用として６　Ｘ　６ｍｍのチ
ップを５２ｐパッケージに封止し、又、半田耐湿性試験
用として３×６１ＩＩＩｍのチップを１６ｐｓＯＰ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ンク試験
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℃、８
５％ＲＨの環境下で、４８ｈｒｓおよび７２ｈｒｓ処理
し、その後２５０℃の半田槽にｌＯ秒間浸漬後、顕微鏡
で外部クラックの発生状態を説察した。

半田耐湿性試験：封止したテスト用素子を８５℃、８５
％ＲＨの環境下で、４８ｈｒｓおよび？２ｈｒｓ処理し
、その後２５０゜Ｃの半田槽にｌＯ秒間浸漬後、プレッ
シャークッカー試験（１２５℃、ｌ００％Ｒ！４）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２〜５第１表の処方に従って配合し、実施例ｌと同様にして成
形材料を得た。この戊形材料で試験用の封止した戊形品
を得、この戊形品を用いて実施例ｌと同様に半田クラツ
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。

比較例ｌ〜４第ｌ表の処方にしたがって配合し、実施例ｌと同様にし
て戒形材料を得た。この戊形材料で試験用の封止した戊
形品を得、この戊形品を用いて実施例ｌと同様に半田ク
ラツク試験及び半田耐湿性試験を行った。結果を第１表
に示す。

（発明の効果）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）下記式（ I ）で示される構造の３官能エ
ポキシ ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
（ I ）（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原子または基）を総エポキシ樹脂量にたいして５０〜１００重量％含む
エポキシ樹脂（Ｂ）下記式（II）で示される構造の多官能フェノール
樹脂硬化剤 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（II）（式中ｎ＝０〜４、ｍ＝０〜５）を総硬化剤量に対して５０〜１００重量％含む硬化剤（Ｃ）無機充填材（Ｄ）硬化促進剤を必須成分とする半導体封止用のエポキシ樹脂組成物。