JPH037724A

JPH037724A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH037724A
Application number: JP19629889A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Teshiba; 手柴　敏博; Tadahide Sato; 佐藤　忠秀; Shuichi Shintani; 修一新谷
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1991-01-14

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、半田耐熱性および耐湿性に優れた、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）たとえば、半導体装置などの電子回路部品の封止方法と
して、従来より金属やセラミックスによるハーメチック
シールやフェノール樹脂、シリコーン樹脂およびエポキ
シ樹脂などによる樹脂封止が提案されているが、経済性
、生産性、物性のバランスの点からクレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂をベースとし、これに硬化剤としての
ノボラック型フェノール樹脂および充填剤としてのシリ
カ粉末などを配合した組成物による樹脂封止が中心にな
っている。

一方、最近では半導体集積回路の分野において、高集積
化、高信頼性化の技術開発と同時に、回路基盤板への半
導体装置組立工程の自動化が推進されている。

例えば、フラット・パッケージ型の半導体装置を回路基
盤に取り付ける場合、従来は、リードピン毎に半田付け
を行っていたが、最近は表面実装化技術の発達によりＶ
ＰＳ、ＩＲ１半田浴などに浸漬して半田付けを行う方法
が広く採用されている。

（発明が解決しようとする課題〉しかし、従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール
樹脂およびシリカ粉末からなる樹脂組成物で封止した半
導体装置は、装置全体を半田浴浸漬またはＶＰＳ浸漬す
ると、外部クラックが発生して外観を損ない、また耐湿
性も著しく低下するという欠点が見られた。

特に吸湿した半導体装置を半田浴またはｖｐＳに浸漬す
ると、封止樹脂と半導体チップおよびリード・フレーム
との間が剥離し、外部クラックとして表れるため、著し
い耐湿性劣化を生じ、電極の腐食による断線、クラック
による金線切断や、水分によりリーク電流を生じ、長時
間の信頼性を保証することができないという欠点があっ
た。

このため半導体装置全体の半田浴浸漬をしても外部クラ
・ツクもなく耐湿性劣化の少ない対土用樹脂の開発が強
く要望されていた。

本発明は上述した欠点の解消を課題とするものであり、
特に半田耐熱性および耐湿性に優れた封止用樹脂組成物
の提供を目的とするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記の目的を達するために鋭意研究を重
ねた結果、イミド骨格を有する樹脂の配合により、半田
耐熱性および耐湿性が向上することを見い出し本発明を
完成した。

すなわち本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）無機フィラー、および（Ｄ）ポリイミド、ポリアミドイミドおよびポリビスマ
レイミドから選ばれた少なくとも１種を必須成分とし、
前記（Ｄ）成分を封止樹脂中に０．１〜４．５重量％含
有することを特徴とする封止樹脂組成物を提供するもの
である。

本発明で使用する（Ａ）エポキシ樹脂は、その分子中に
エポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限り、
分子構造、分子量などに特に制限はなく、一般に使用さ
れているものを広く包含することができる。例えばビス
フェノール型の芳香族系エポキシ樹脂、シクロヘキサン
誘導対等の脂環族系エポキシ樹脂およびさらに次の一般
式（ＩＶ）で示されるフェノールノボラック系エポキシ
樹脂等が挙げられる。

−−−−−（ＩＶ）（式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子またはアルキル
基を、Ｒ２は水素原子またはアルキル基を、ｎは１以上
の整数をそれぞれ表す。〉これらのエポキシ樹脂は、単
独又は２種以上混合して用いることができる。

本発明で硬化剤として用いる（Ｂ）ノボラック型フェノ
ール樹脂としては、フェノール、アルキルフェノール等
のフェノール類と、ホルムアルデヒドあるいはパラホル
ムアルデヒドとを反応させて得られるノボラック型フェ
ノール樹脂、およびこれらの変性樹脂、例えばエチル化
もしくはブチル化ノボラック型フェノール樹脂、シリコ
ーン変性フェノール樹脂等が挙げられ、ノボラック型フ
ェノール樹脂である限り特に制限はなく広く使用するこ
とができる。そしてこれらのノボラック型フェノール樹
脂は、単独もしくは２種以上混合して用いることができ
る。

本発明のエポキシ樹脂組成物において、上記硬化剤成分
（Ｂ）の配合量については特に制限はないが、通常は２
〜１５重量％である。

本発明で用いる（Ｃ）無機フィラーとしては、一般に市
販されているものが使用されるが、なかても不純物含有
量が低い溶融シリカが好適である。無機フィラー（Ｃ）
の平均粒径は３０μｍ以下が好ましく、３０μｍを越え
ると耐湿性および成形性に悪影響を与えることがある。

無機フィラー（Ｃ）の配合割合は樹脂組成物に対して７
０〜８５重量％の範囲が好ましい。

その割合が７０重量％未満では、樹脂組成物の吸湿量が
多くなり、半田耐熱性が低下するため好ましくない。ま
た８５重量％を超えると極端に流動性が悪くなって成形
性が低下するため好ましくない。

本発明で用いる（Ｄ）成分樹脂とは、ポリイミド、ポリ
アミドイミドおよびポリビスマレイミドから選ばれた少
なくとも１種である。

ここで、上記ポリイミドとしては、下記一般式（Ｉ）で
示される構造単位を有するものが好適である。

上記ポリアミドイミドの好適例としては、下記一般式（
ＩＩ＞で示される構造単位を有するものが挙げられる。

（ただし、式中のＲ１は２価の有機基を示す。）また、
上記ポリビスマレイミドとしては、下記一般式（１）で
示される構造単位を有するものが好適である。

（ただし、式中のＲ２およびＲ３は２価の有機基を示し
、お互いに同じであっても異なっていてもよい。）これら（Ｄ＞成分は、一般に市販されているポリマペレ
ットまたはフィルムを微粉砕した形で使用されるが、そ
の平均粒径は上述した（Ｃ）無機フィラーと同様に３０
μｍ以下が好ましい。

これら（Ｄ＞成分の配合量は、樹脂組成物に対して０．
１〜４．５重量％、とくに０．５〜４重量％の範囲が好
ましく、０．１重量％未満では半田耐熱性改良効果が得
られず、また４゜５重量％を越えると流動性が極端に低
下するなめ好ましくない。

最近、ポリイミド系の樹脂封止剤が検討されているが、
これは成型時間や後硬化温度に改善の余地を残している
のに対し、エポキシ樹脂系封止剤組成物に対し、上記（
Ｄ＞成分を特定少割合配合してなる本発明の組成物にお
いては、強靭性が付与され、半田耐熱性、とくに２１５
℃の■ＰＳにおいて効果があるばかりか、耐湿性も向上
するという効果が得られる。この効果の発現理由につい
てはいまだに明らかではないが、おそらく、高温時の曲
げ強度低下が小さくなったことによるものと考えられる
。

本発明の組成物においては、上記４成分のはかに必要に
応じて硬化促進剤、離型剤、カップリング剤、難燃剤、
着色剤を用いることができる。硬化促進剤としては、エ
ポキシ樹脂をフェノールで硬化させる際の反応触媒とな
るものはすべて用いることができ、たとえば、２−メチ
ルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミ
ダゾール類、ベンジルジメチルアミン、１．８−ジアザ
ビシクロ（５，４，Ｏ）ウンデセン−７（ＤＢＵと略す
）などのアミン類、トリフェニルホスフィン、テトラフ
ェニルホスホニウムテトラフェニルボレートなどの有機
リン化合物などが好ましく用いられる。

離型剤としては、天然ワックス類、合成ワックス類およ
び長鎖脂肪酸の金属塩類などを用いることができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記原料を用いて次の
ようにして製造することもできる。

すなわち、上記エポキシ樹脂（Ａ）、ノボラック型フェ
ノール樹脂（Ｂ）、無機フィラー（Ｃ）、イミド骨格含
有樹脂（Ｄ＞およびその他の添０加削とを適宜配合し、ミキサーなどで十分均一混合した
後、熱ロールなどで溶融混練し、室温に戻し粉砕し封止
材料用組成物とすることができる。

［実施例］以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１〜４．比較例１〜３）下記に内容を明示した成分を、第１表に示した配合割合
（重量部）で常温にて混合し、さらに９０〜１００’Ｃ
で混練し、冷却した後、粉砕して成形材料を得た。

得られた成形材料を１７５℃に加熱した金型内にトラン
スファー注入し、この成形品について、曲げ強度および
半田耐熱性を評価した結果を第１表に併せて示す。

く各成分の内容〉（Ａ）エポキシ樹脂；クレゾール・ノボラック型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量：　２００＞（Ｂ）ノボラック型
フェノール樹脂；　（エポキシ当量；　１０７）（Ｃ）無機質フィラー；平均粒径１２μｍの破砕溶融シ
リカ（Ｄ）イミド骨格含有樹脂；Ｄ−１：ポリイミド（デュポン社製カプトン）Ｄ−２；ポリアミドイミド（三菱化成社製トーロン〉Ｄ−３；ポリピ゛スマレイミド（日本ポリイミド社製ケ
ルイミド〉（Ｅ）硬化促進剤；２−メチルイミダゾール（Ｆ）ワッ
クス；エステル系ワックス（ヘキスト・ワックスＥ）なお、曲げ強度、半田耐熱性および耐湿性の評価は次の
基準にしたがって行った。

く曲げ強度〉トランスファー成型により得た１２．７Ｘ１２７Ｘ６．
３５ｍｍの曲げ試験片についてＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０
の規格にしたがい測定。

く半田耐熱性〉シリコン製チップを通常の４２アロイフレームに接着し
たものに組成物を１７５℃で９０秒間トランスファー成
形し、１６Ｘ１６Ｘ１．８璽の４４　ｐｉｎフラットパ
ッケージ型成形品を得て、これを１８０℃で５時間後硬
化せしめた。

この成形品１６個について、予め８５℃、８５％ＲＨ１
１６８時間の吸湿処理をした後、２１５℃の■ＰＳに９
０秒間浸漬せしめた。その後、成形品の外部クラックに
ついてカラーチエツクを行い、成形品１６個の内でクラ
ックを発生している個数を表示した。

３［発明の効果］以上説明したように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、
半田耐熱性がきわめてすぐれ、チップ面の剥離やチップ
エツジから発生するクラックに起因する全線切断などが
解消して、耐湿性が改善されたものであり、半導体封止
用としてのすぐれた特性を有している。

特許出願大東し株式会社５

Claims

【特許請求の範囲】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）無機フィラー、および（Ｄ）ポリイミド、ポリアミドイミドおよびポリビスマ
レイミドから選ばれた少なくとも１種を必須成分とし、
前記（Ｄ）成分を組成物中に０．１〜４．５重量％含有
することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。