JPH04183709A - 樹脂組成物 - 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〕 本発明は高集積度ＩＣ封止用樹脂組成物に適する耐熱衝
撃性と半田耐熱性および低粘度性に優れたエポキシ樹脂
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か、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れた０−ク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
ポキシ樹脂か用いられている。

ところか近年、集積回路の高集積化に伴いチップかたん
たん大型化し、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か大きくクローズアップされ
てきている。

特に耐熱衝撃性と半田耐熱性の２点をクリアーできる封
止樹脂か必要とされている。

耐熱衝撃性の向上に対しては、ノリコーンオイル、シリ
コーンゴム等のノリコーン化合物や合成ゴム等の添加か
行われてきた。しかしこれらの添加は、成形時の型汚れ
、樹脂ハリの発生等不都合な現象か生しるため、ノリコ
ーンとエポキノ樹脂又は硬化剤とを反応させたシリコー
ン変性レシンか開発されてきた。（例えは特開昭５８−
２１４１７号公報）。現在の封止樹脂は、この活用によ
りかなり耐熱衝撃性か向上している。しかし、これらは
マトリック樹脂中に低弾性率ドメインを導入して全体を
低弾性率化しようとする手法であるかトメンとマトリッ
クスとの接着性に問題かあり、弾性率と同時に強度も低
下してしまう等、いまた十分てはないし、しかも半田耐
熱性か低下する傾向かあり問題となっている。そこて、
上記のような低応力賦与剤を添加せずにマ）　ＩＪフッ
クス脂そのものの耐熱衝撃性を向上する必要かでてくる
。

半田耐熱性の向上に対しては、ポリイミド樹脂やフィラ
ーの検討および３官能樹脂の活用（例えば特開昭６１−
１６８６２０号公報）か有望とされているか、いずれも
耐熱衝撃性に劣り、しかも樹脂組成物粘度か増加するこ
とによるダイパッドシフト等の不良かおきやすく、これ
らの手法の単独使用ではバランスのとれた樹脂組成物系
を得ることは難しい。

そこで樹脂の架橋点間距離、主鎖構造等の組成構造を自
在に変化させ諸物性のバランスをとりつつ半田耐熱性を
向上する方法か有効であると考えられる。

〔発明か解決しようとする課題〕

耐熱衝撃性、半田耐熱性、低粘度性および成形性のいず
れも優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこれらの問題を解決するために鋭意研究を
進め、つきの組成を持つ樹脂組成物を見い出した。

（Ａ）エポキシ基を分子内に２ケ含有する２官能工ボキ
ン化合物 （Ｂ）フェノール性水酸基を分子内に２ケ含有する２官
能フェノール系化合物 （Ｃ）フェノール性水酸基を分子内に３ヶ以上含有する
多官能フェノール系化合物 （Ｄ）エポキシ基を分子内に３ヶ以上含有する多官能エ
ボキン化合物 （Ｅ）硬化促進剤および （Ｆ）無機充填材 を必須成分とし、各々の配合割合を（Ｄ）／　（Ａ）−
：（Ｄ）＝１０〜９０重量９６、（Ｃ）／　（Ｂ）−１
−（Ｃ）＝１０〜９０重量％、（Ｃ１／　（Ｃ）±（Ｄ
）＝　１０〜９０重量％とじた組成物を用いることによ
り耐熱衝撃性、半田耐熱性、低粘度性、さらに成形性に
も優れた半導体封止用樹脂組成物か得られることを見い
出して本願発明を完成するに至ったものである。

〔作　　　用〕

本発明において用いられるエポキシ基を分子内に２ケ含
有する２官能工ポキシ化合物としては２官能フェノール
系化合物である４、４′−ンヒトロキノンフェニルメタ
ン、４，４′−ノヒトロキンンフェニルプロパン、４．
４′−ノビフェノール、３．３’、５．５’−テトラメ
チル−４，４′−ノビフェノール、１．６−シヒトロキ
ンナフタレン、シクロへキンリチン。ヒスフェノールＡ
、３゜３′−ジアリル−４，４′−ノビトロキンメタン
、カテコール、レゾルノン、ハイドロキノン等をングリ
ンジルエーテル化したものの他にブロム化ヒスフェノー
ルＡ型エポキン樹脂、脂環式エポキン化合物か挙げられ
る。

これらのものは単独又は２種以上を併用してもよい。

フェノール性水酸基を分子内に２ケ含有する２官能フェ
ノール系化合物は上述のフェノール系化合物の他に、フ
ェノール性水酸基を１ケ有するモノマー、又はオリゴマ
ーとホルムアルデヒド、又はサリチルアルデヒド等のア
ルデヒド類と、又は必要により各種芳香環、脂肪環を有
する化合物を加えて、仕込比や反応条件を調節してフェ
ノール性水酸基か分子内に２ケのみ含有されるように調
整された共縮合物等が挙げられる。これらのものは単独
又は２種以上を併用してもよい。

これらの２官能工ポキシ化合物及び２官能フェノール化
合物は成形温度（１６５〜１８５℃）に於いて、数セン
チポイズという低粘度を示すものか多く、樹脂組成物の
粘度を著しく低下させることか可能であり、成形時には
高流動性を賦与し、更にＩＣパッケージではリードフレ
ーム、チップ、アイランド界面で高濡れ性、高密着性を
与え耐半田クラック性か向上する。又、無機充填材の含
有料を大幅に増加することか可能なため、熱時強度、耐
熱衝撃性、耐半田クラック性か更に向上する。

本発明に用いられるフェノール性水酸基を分子内に３ケ
以上含有する多官能フェノール系化合物としては例えば
フェノールノボラック、オルソクレゾールノボラック、
トリス（ヒドロキシアルキルフェニル）メタン等の他に
フェノール性水酸基を有するモノマー、又はオリゴマー
、前記した２官能性フェノール化合物とホルムアルデヒ
ド、又はサリチルアルデヒド等のアルデヒド類と、又は
必要により各種芳香環、脂脂環を有する化合物を加え反
応させた共縮合物等が挙げられる。

これらのものは単独又は２種以上併用してもよい。

本発明に用いられるエポキシ基を分子内に３ケ以上含有
する多官能エポキシ化合物としては、上述の多官能フェ
ノール系化合物をグリシジルエーテル化したもの、多官
能脂環式エポキシ化合物等が挙げられる。このものは単
独または２種以上併用してもよい。

この多官能フェノール系化合物、多官能エポキシ化合物
は２官能工ポキシ化合物、２官能フェノール系化合物と
の３次元架橋をもたらすものである。

２官能間士のエポキシ化合物／フェノール化合物では通
常の反応では直線状高分子量体しか生成しないが、多官
能フェノール系化合物、多官能エポキシ化合物を添加す
ることにより３次元的に架橋点を生成し、熱硬化高分子
量体を生成する。更に、この多官能フェノール系化合物
、多官能エポキシ化合物の配合量を調節することにより
硬化特性、架橋密度、架橋点間距離の調節か自在であり
流動性、硬化性等の作業性、強度、弾性率、靭性等の硬
化物特性を望み通りに調節可能である。

これら多官能フェノール系化合物、多官能エポキシ化合
物の配合割合は（多官能フェノール系化合物）／（２官
能フェノール系化合物士多官能フェノール系化合物）で
１０〜９０重量％、（多官能エポキシ化合物）／（２官
能工ポキシ化合物十多官能エポキシ化合物）で１０〜９
０重量％か適切であり、１０重量％未満だと硬化性か大
幅に劣り、又熱時諸物性も非常に低下する。

９０重量％を超えると架橋点間距離の延長効果か低下し
低弾性効果と強靭性化が得られず好ましくない。

（多官能フェノール化合物）／（多官能フェノール系化
合物干多官能エポキシ化合物）では１０〜９０重量％か
適切であり、１０重量未満だと低弾性効果が大きい反面
、硬化性が劣り、又９０重量％を超えた場合も同様とな
る。

エポキシ化合物とフェノール系化合物の配合割合は当量
比で０．７〜１．３の範囲が好ましい。

本発明で用いられる無機充填材としては結晶性シリカ、
溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、マイ
カ、ガラス繊維等が挙げられ、これらは１種又は２種以
上混合して使用される。これらの中で特に結晶性シリカ
または溶融シリカが好適に用いられる。

また、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良く
、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ＢＤＭＡ等の第３級アミン類、イ
ミダゾール類、１１８、−ジアザビシクロ〔５，４，０
〕ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン等の有機リ
ン化合物等が単独もしくは２種以上混合して用いられる
。

その他必要に応じてワックス類等の離型剤、ヘキサブロ
ムベンセン、デカブロムビフェニルエーテル、三酸化ア
ンチモン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の
着色剤、シランカップリング剤その地熱可塑性樹脂等を
適宜添加配合することかできる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造するに
は一般的な方法としては、所定の配合比の原料をミキサ
ー等によって十分に混合した後、更にロールやニーダ−
等により溶融混練処理し、次いて冷却固化させて適当な
大きさに粉砕することにより容易に製造することか出来
る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例て示す。

実施例１〜５．比較例１〜３ 第１表に示したそれぞれの配合割合の組成物を常温にて
十分に混合し、更に９５〜１００°Ｃて２軸ロールによ
り混練し、冷却後粉砕して成形材料とし、これをタブレ
ット化して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。

この材料をトランスファー成形機（成形条件　金型温度
１７５°Ｃ１硬化時間２分）を用いて成形し、得られた
成形品を１７５°Ｃ１８時間で後硬化し評価した。結果
を第１表に示す。

評価方法 ※１．スパイラルフロー ＦＭＭＩ−Ｉ−６６に準したスパイラルフロー測定用金
型を用い、試料を２０　ｇ、成形温度１７５℃、成形圧
カフ、　ＯＭ　Ｐ　ａ、成形時間２分て成形した時の成
形品の長さ。

※２　高化式フロー粘度 １７５°Ｃ時の高化式フロー粘度（ポイズ）※３．耐熱
衝撃性試験 成形品（チップサイズ３６ｍｍ２、パッケージ厚２．０
５ａｍ、後硬化１７５°Ｃｌ８Ｈｒｓ）２０個を温度サ
イクルのテスト（＋Ｉ５０°Ｃ〜−１９６”Ｃ）にかけ
、５００サイクルのテストを行ないクラックの発生した
個数を示す。

※４．半田耐熱性試験 成形品（チップサイズ３６ｆｆＩＩＩ１２、パッケージ
厚２．０５ｍｍ）　２０個について８５℃、８５％Ｒ１
（の水蒸気下で７２時間処理後、２４０°Ｃの半田槽に
１０秒間浸漬し、クラックの発生した成形品の個数を示
す。

※５．ショアＤ硬度 １７５℃で成形し、離型後１０秒後に測定。

〔発明の効果〕

本発明による半導体封止用樹脂組成物は耐熱衝撃性と半
田耐熱性に極めて優れ、低粘度であり、このため金線変
形性おび充填性に優れ、さらに成形加工性（樹脂パリ）
にも優れ、極めてバランスのとれた樹脂組成物であるた
め高集積度ＩＣ封圧用樹脂組成物として非常に信頼性の
高いものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）エポキシ基を分子内に２ケ含有する２官能
   エポキシ化合物 （Ｂ）フェノール性水酸基を分子内に２ケ含有する２官
   能フェノール系化合物 （Ｃ）フェノール性水酸基を分子内に３ヶ以上含有する
   多官能フェノール系化合物 （Ｄ）エポキシ基を分子内に３ヶ以上含有する多官能エ
   ポキシ化合物 （Ｅ）硬化促進剤および （Ｆ）無機充填材 を必須成分とし、各々の配合割合か（Ｄ）／（Ａ）＋（
   Ｄ）＝１０〜９０重量％、（Ｃ）／（Ｂ）＋（Ｃ）＝１
   ０〜９０重量％、（Ｃ）／（Ｃ）＋（Ｄ）＝１０〜９０
   重量％であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
   脂組成物。