JPH036214A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - 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〕 本発明は、特に保存安定性に優れた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物及びその硬化物で封止された半導体装置に
関する。

〔従来の技術〕

エポキシ樹脂は、一般に他の熱硬化性樹脂に比べて電気
特性１機械特性、接着性、耐湿性等に優れ、かつ、成形
特低圧でも充分な流動性を有しており、インサート物を
変形させたり、傷付けることがないなどの特性を有して
いるため、信頼性の高い電気絶縁材料として、ＩＣ，Ｌ
ＳＩ、ダイオード、トランジスター、更に抵抗器等の電
子部品の封止や含浸などに広く利用されている。

従来、このエポキシ樹脂成形材料としては、エポキシ樹
脂、硬化剤として作用するフェノール樹脂及びフェノー
ル樹脂とエポキシ樹脂との反応を促進させるための硬化
促進剤を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられている
。

この硬化促進剤としては、通常エポキシ化合物の硬化に
用いられる化合物１例えばイミダゾール化合物、１，８
−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（Ｄ、
Ｂ、Ｕ）等のウンデセン化合物、トリフェニルホスフィ
ン等のホスフィン化合物などが用いられるが、これらの
中でもイミダゾール化合物を硬化促進剤として使用した
エポキシ樹脂成形材料は、他の硬化促進剤を使用したエ
ポキシ樹脂成形材料に比べて硬化性に優れ、また、ガラ
ス転移温度の高い硬化物が得られるなどの特徴を有して
いるため、ＩＣ，ＬＳＩ、ダイオード、トランジスター
等の半導体装置の樹脂封止材料として有効である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、イミダゾール化合物を硬化促進剤に使用
したエポキシ樹脂成形材料は、保存安定特性が悪く、常
温放置時間が長すぎた場合などには半導体装置成形時に
流動性が低下し、未充填が発生するという問題を生じる
。

このため、保存安定特性が良好であると共に、硬化性が
良く、シかも高いガラス転移温度を有する硬化物を与え
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物の開発が望まれてい
た。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、保存安定性
、硬化性に優れ、かつ高いガラス転移温度を有する硬化
物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその硬
化物で封止された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及び作用〕本発明者は上記
目的を達成するため鋭意研究をを有するイミダゾール化
合物をエポキシ樹脂及びフェノール樹脂を含有するエポ
キシ樹脂組成物に配合した場合、従来のイミダゾール化
合物やホスフィン化合物を硬化促進剤として使用した場
合に比較して、保存安定特性が優れていると共に、硬化
性にも優れ、しかもその硬化物は高いガラス転移温度を
有し、半導体装置封止用として好適に使用し得ることを
見い出し、本発明をなすに至ったものである。

従って、本発明は、エポキシ樹脂、フェノールル化合物
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
シ樹脂組成物及びその硬化物で封止された半導体装置を
提供する。

以下、本発明につき更に詳述する。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は（Ａ）エポ
キシ樹脂、 （Ｂ）フェノール樹脂、 ル化合物 を必須成分とするものである。

上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては１分子中に２個
以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく
、例えばクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などを挙げることがで
き、これらの１種又は２種以上が適宜選択して使用され
るが、特にフェノールノボラック型、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂を好適に使用することができる。

また、（Ｂ）成分のフェノール樹脂は上記エポキシ樹脂
の硬化剤として作用するもので、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等が好適に使用
し得る。

なお、フェノール樹脂の配合量は特に制限されないが、
上記エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂のフェ
ノール性水酸基とのモル比を０．５〜１．５の範囲にす
ることが好適である。

るイミダゾール化合物は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂と
（Ｂ）成分のフェノール樹脂との反応を促進する硬化触
媒（硬化促進剤）として作用するもミダゾール化合物と
しては下記（１）、（ｎ）式（ （但し１式中Ｒは水素原子、メチル基、エチル基に゛ エチル基又はフェニル基を示し、ｎは１〜５の整数であ
るａ） で示されるイミダゾール化合物を好適に使用し得る。こ
のようなものとして、具体的には下記構造の化合物 Ｎ、Ｎ’−（２−メチルイミダゾリル−１−エチル）−
アジポイルジアミドなどが挙げられる。

なお、上記イミダゾール化合物はその１種を単独で使用
しても２種以上を併用するようにしてもよい。

Ｎ−（２−メチルイミダゾリル−１−エチル）−尿素Ｎ
、Ｎ’−ビス−（２−メチルイミダゾリル−１−エチル
）−尿素を有するイミダゾール化合物の配合量は、（Ａ
）成分のエポキシ樹脂及び（Ｂ）成分のフェノール樹脂
の合計量１００重量部当り０．５〜１０重量部、特に０
．８〜５重量部とすることが好ましく、０．８重量部よ
り配合量を少なくすると硬化性が悪いものとなる場合が
あり、一方１０重量部を超えて配合すると成形時の流動
性に問題を生ずる場合がある。

更に、本発明の組成物には上記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ
）の必須成分に加え、必要に応じて石英粉末、アルミナ
粉末等の充填剤、カルナバワックス等のワックス類、ス
テアリン酸等の脂肪酸やその金属塩などの離型剤（中で
も接看性、離型性の面からカルナバワックスが好適に用
いられる）、カーボンブラック、コバルトブルー、ベン
ガラ等の顔料、酸化アンチモン、ハロゲン化合物等の難
燃化剤、表面処理剤（γ−グリシドキシプロビルトリメ
トキシシラン等）、エポキシシラン、ビニルシラン、は
う素化合物、アルキルチタネート等のカップリング剤、
老化防止剤、その他の添加剤の１種又は２種以上を配合
することができる。また１本発明の効果を損なわない範
囲で他の硬化促進剤を配合しても差し支えない。

更に、本発明では硬化物の応力を低下させる目的で組成
物中にシリコーン系ポリマーを配合してもよい。シリコ
ーン系ポリマーを添加すると、硬化物の熱衝撃テストに
おけるパッケージクラックの発生を著しく少なくするこ
とが可能である。シリコーン系ポリマーとしては、例え
ばエポキシ基。

アミノ基、カルボキシル基、水酸基、ヒドロシリル基、
ビニル基等を有するシリコーンオイル、シリコーンレジ
ン、シリコーンゴムなどやこれらシリコーンポリマーと
有機重合体、例えば置換又は非置換のフェノールノボラ
ック樹脂、エポキシ化フェノールノボラック樹脂などと
の共重合体を挙げることができる。

なお、シリコーン系ポリマーの添加量は特に限定されな
いが、通常（Ａ）成分のエポキシ樹脂及び（Ｂ）成分の
フェノール樹脂の合計量１００重量部当り１〜５０重量
部とすることが好ましい。

本発明の組成物は、上述した成分の所定量を均一に撹拌
、混合し、予め７０〜９５℃に加熱しであるロール、ニ
ーダ−、エクストルーダーなどにより混線、冷却し、粉
砕するなどの方法で得ることができる。なお、成分の配
合順序に特に制限はない。

このようにして得られる本発明のエポキシ樹脂組成物は
ＩＣ，ＬＳ１．　トランジスター、サイリスタ、ダイオ
ード等の半導体装置の封止用に使用するものであり、プ
リント回路板の製造などにも有効に使用できる。ここで
、半導体装置の封止を行なう場合は、従来より採用され
ている成形法、例えばトランスファ成形、インジェクシ
ョン成形。

注型法などを採用して行なうことができる。この場合、
エポキシ樹脂組成物の成形温度は１５０〜１８０℃、ポ
ストキュアーは１５０〜１８０℃で２〜１６時間行なう
ことが好ましい。

ｌ匪立羞困 以上説明したように、本発明の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂に対する
硬化促進剤として分子中にある。

〔実施例１〜３、比較例１〜２〕 エポキシ当、ｊ１２００．軟化点６５℃のエポキシ化ク
レゾールノボラック樹脂５８部、エポキシ当量２８０の
臭素化エポキシ化フェノールノボラック樹脂６部、フェ
ノール当量１１０．軟化点８０℃のフェノールノボラッ
ク樹脂３６部、溶融石英２７０部、二酸化アンチモン１
０部、カルナバワックス１部、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン１部、カーボンブラック１部をベ
ース（Ａ）として使用し、このベース（Ａ）に第１表た
ことにより、保存安定性に優れたものであり、更に硬化
性に優れている上、ガラス転移温度の高い硬化物を与え
、かかる硬化物で封止された半導体装置は良好な特性を
有するものである。

以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない
。

なお、以下の例において部はいずれも重量部でイミダゾ
ール化合物を加えて充分に混合した後、加熱ロールで混
練し、次いで冷却してから粉砕してエポキシ樹脂組成物
（実施例１〜３）を得た。

イミダゾール化合物以外の硬化促進剤を第１表に示す種
類及び量で使用したほかは上記実施例と同様の組成、製
造条件にてエポキシ樹脂組成物（比較例１〜２）を得た
。

〔実施例４〜６〕 エポキシ樹脂当量２００．軟化点６５℃のエポキシ化タ
レゾールノボラック樹脂１００部、エポキシ当量２８０
の臭素化エポキシ化フェノールノボラック樹脂６部、フ
ェノール当量１１０．軟化点８０℃のフェノールノボラ
ック樹脂３３部、下記式 の化合物６０部と下記式 の化合物４０部との反応生成物２５部をベース（Ｂ）と
して使用し、このベース（Ｂ）に第１表にエポキシ樹脂
組成物（実施例４〜６）を得た。

これらのエポキシ樹脂組成物について下、記Ａ〜Ｅの諸
特性を評価した。

結果を第１表に併記する。

（Ａ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５°Ｃ９７Ｃ
９７Ｏ／ａＪの条件で測定した。

（Ｂ）保存安定特性 各エポキシ樹脂組成物の４０°Ｃ９２４時間保存後のス
パイラルフローを測定し、保存前のスパイラルフローに
対する保持率により求めた。

（Ｃ）ガラス転移温度（Ｔｇ） １７５℃、２分で成形し、１８０℃、４時間ポストキュ
アした５Ｘ５Ｘ５ｎｎの試験片を用い、アグネ（真空理
工社製）を用いて昇温スピード５℃／ｍｉｎで測定した
。

（Ｄ）耐クラツク性 ９、ＯＸ４．５ｘ０．５ｉｉｎの大きさのシリコンチッ
プを１４ＰＩＮ−ＩＣフレーム（４２７０イ）に接着し
、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件イミダゾール化
合物を使用し、上記実施例と同様１７５℃×２分で成形
し、１８０℃で４時間ポストキュアした後、−１９６℃
×１分〜２６０℃×３０秒の熱サイクルを繰り返して加
え、５０サイクル後の樹脂クラック発生率を測定した（
試験数＝５０）。

（Ｅ）パーコール硬度 １７５℃、１分３０秒で成形した時の硬度を測定した。

第１表の結果より１分子中に−Ｎ−Ｃ−基を有す１１ Ｈ○ るイミダゾール化合物を硬化促進剤として使用すること
により、２−フェニルイミダゾール（比較例１）及びト
リフェニルホスフィン（比較例２）を使用したものに比
較して、保存安定特性、硬化性に優れていると共に、ガ
ラス転移温度の高い硬化物を与える半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物が得られることが認められる。

手 続 補 正 書 （自　発） 平成１年７月１１日 １、事件の表示 平成１年特許願第１４１９１８号 ２、発明の名称 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置３、補
正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）フェノール樹脂、及び （Ｃ）分子中に▲数式、化学式、表等があります▼基を
   有するイミダゾール化合物 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。 ２、請求項１記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止
   された半導体装置。