JPH04275322A - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用樹脂組成物

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JPH04275322A
JPH04275322A JP5821291A JP5821291A JPH04275322A JP H04275322 A JPH04275322 A JP H04275322A JP 5821291 A JP5821291 A JP 5821291A JP 5821291 A JP5821291 A JP 5821291A JP H04275322 A JPH04275322 A JP H04275322A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
particle size
weight
resin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5821291A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeaki Tauchi
茂顕 田内
Hirotoshi Manako
真名子 裕俊
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、はんだ耐熱性に優れた
、低応力で成形性に優れた半導体封止用樹脂組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化が急速に進
められており、素子サイズの大型化と配線幅の微細化が
著しく進展している。これらは高集積化された半導体装
置も含め、半導体装置は現在ほとんどが樹脂封止されて
いる。これは信頼性の高い優れた性能を有する封止用樹
脂の開発によるところが大きい。
【0003】一方、プリント基板への部品実装において
は、高密度実装、作業性合理化のため挿入型パッケージ
であるDIPパッケージから、表面実装型パッケージで
あるSOPパッケージに変化してきた。これにともない
、エポキシ樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂を使用
する方法が提案されている(特開昭58−39677号
公報、特開昭61−47725号公報、特開昭61−2
59552号公報)。
【0004】また、近年ではより高密度実装化のため、
表面実装素子第1世代であるSOP、QFPパッケージ
から、薄型化が進められたTSOP、TQFPパッケー
ジに移行しつつある。
【0005】パッケージの薄型化にともない、チップ上
面の樹脂厚が非常に薄くなってきている。このため、実
装時における加熱による樹脂部分のクラックがより深刻
な問題となっている。はんだ付け工程におけるクラック
発生は、後硬化させてから実装工程までの間に吸湿され
た水分が、はんだ付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨張
することに起因すると言われており、その対策として、
後硬化したのち完全に乾燥し、防湿梱包させて出荷する
方法が採られている。
【0006】また、封止用樹脂の改良も検討されてきた
。たとえば、封止用樹脂にゴム成分を配合し、内部応力
を低下させる方法、新構造樹脂を使用する方法、充填剤
を高充填し線膨張係数を低下させる方法等がある(特開
昭58−145613号公報、特開昭63−16445
1号公報、特開昭63−160255号公報、特開昭6
3−317540号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
、防湿梱包方式は製品の取り扱い作業が煩雑となり、製
造コストが上昇する。
【0008】また、各種方法で改良された樹脂も、それ
ぞれ少しずつ効果をあげてきているが、実装技術の進歩
にともなうより高度な要求に応えるには十分でない。例
えば、ゴム成分を配合する方法では曲げ強度の低下を招
き、また、破砕シリカ高充填には流動性の点で限界があ
り、流動性改良のための球状シリカの使用は強度低下を
招くといった欠点がある。具体的にはこれらの従来の方
法で封止された半導体装置を吸湿処理後、例えば85℃
/85%RH処理72時間後にはんだ浸漬を行うと、パ
ッケージダイパット裏面に、ふくれ又はクラックが発生
する。すなわち、はんだ付け時のクラックを完全に防止
した封止用樹脂は得られておらず、よりはんだ耐熱性に
優れた封止用樹脂の開発が望まれている。
【0009】したがって、本発明の目的は上記問題点を
解決し、はんだ耐熱性に優れ、低応力で成形性に優れた
半導体封止用樹脂組成物を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題点
を解決するために鋭意研究を行った結果、溶融粘度が1
P以下のエポキシ樹脂に粒径10μm以上の破砕シリカ
、粒径10μm以下の球状シリカを高密度に充填させる
ことにより、上記問題点を解決できるという知見に基づ
き本発明を完成するに到った。
【0011】すなわち本発明は、 (a)150℃での溶融粘度が1P以下のエポキシ樹脂
又はこれを30重量%以上含有するエポキシ樹脂100
重量部に対して、 (b)粒径10μm以上の球状シリカ200〜1000
重量部 (c)粒径10μm以下の破砕シリカ200〜1000
重量部 (d)硬化剤20〜100重量部 を必須の成分として配合してなる半導体封止用樹脂組成
物であり、好ましくは、硬化剤として下記一般式(1)
【化2】 で表される少なくとも2個のフェノール性水酸基を有す
る多価フェノールを用いることを特徴とする半導体封止
用樹脂組成物である。
【0012】150℃での溶融粘度が1P以下のエポキ
シ樹脂を使用し、粒径10μm以上の球状シリカと、粒
径10μm以下の破砕シリカを組み合わせることで、破
砕シリカによる強度を維持した上で、流動性を改良し、
シリカの充填量を高め、線膨張率を低下させ、低応力で
耐はんだ性に優れた硬化物とすることができる。
【0013】本発明による効果を最大限に引き出すため
には、粒径10μm以上の球状シリカと粒径10μm以
下の破砕シリカの合計が、エポキシ樹脂100重量部に
対して、500重量部以上添加することが好ましい。ま
た、粒径10μm以上の球状シリカは全充填量の20〜
80重量%の範囲が望ましい。この範囲より少ないと流
動性改良効果が得られず、また、多いと強度が低下し、
はんだ耐熱性が悪化する。
【0014】エポキシ樹脂としては、溶融粘度が1P以
下のエポキシ樹脂を用いることではんだ耐熱性に優れた
硬化物を得ることができる。本発明で用いるエポキシ樹
脂は、100℃以上で溶融するエポキシ樹脂であり、特
に150℃での溶融粘度が1P以下のエポキシ樹脂であ
る。このようなエポキシ樹脂の代表的な例としてはビフ
ェニル型エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂の全量をビ
フェニル型エポキシ樹脂のような溶融粘度が1P以下の
エポキシ樹脂とすることが好ましいが、他のエポキシ樹
脂と混合使用することもできる。ビフェニル型エポキシ
樹脂ような溶融粘度が1P以下のエポキシ樹脂と併用で
きる他のエポキシ樹脂としては、o−クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
等公知のものを用いることができる。この際ビフェニル
型エポキシ樹脂ような溶融粘度が1P以下のエポキシ樹
脂は、エポキシ樹脂の全量の30重量%以上用いる。こ
れより少ないと、はんだ耐熱性が悪化する。
【0015】硬化剤はエポキシ樹脂100重量部に対し
て好ましくは20〜100重量部、より好ましくは30
〜70重量部を添加する。硬化剤として特に好ましいも
のとしては、下記一般式(1)
【化3】 で表される少なくとも2個のフェノール性水酸基を有す
る多価フェノールである。これを用いることで、はんだ
耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。上記一般式
(1)で表される硬化剤は単独で用いることが好ましい
が、他の硬化剤と併用することもできる。この場合、上
記一般式(1)で表される硬化剤は硬化剤の全量に対し
て30重量%以上用いることが望ましい。これより少な
いと、強度が低下しはんだ耐熱性が低下する。
【0016】本発明においては、エポキシ樹脂の硬化剤
の他に硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤
としては公知のものが使用できるが、好適な硬化促進剤
としては、例えばトリフェニルフォスフィン、イミダゾ
ール、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデセ
ン−1などがある。添加量は用いる硬化促進剤により異
なり、例えばトリフェニルフォスフィンでは、エポキシ
樹脂100重量部に対して0.2〜5重量部の範囲が好
ましい。
【0017】また本発明の半導体封止用樹脂組成物には
、必要に応じてOPワックス、カルバナワックスなどの
離型剤、γ−グリトキシプロピルトリメトキシシランな
どのカップリング剤、カーボンブラックなどの着色剤、
三酸化アンチモンなどの難燃剤を添加することもできる
【0018】本発明の半導体封止用樹脂組成物は、従来
公知の方法にしたがって混合、混練され、粉砕されたの
ち、加熱成形することによって半導体素子を封止した半
導体装置とすることができる。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明をさら
に詳しく説明する。
【0020】実施例1 溶融粘度0.2P(150℃)のビフェニル型エポキシ
樹脂(油化シェル社製、YX−4000)、硬化剤A(
テトラフェノールエタン)、平均粒径21μmの球状溶
融シリカ粉末、平均粒径6μmの破砕溶融シリカ粉末、
硬化促進剤(トリフェニルフォスフィン)、その他の添
加剤を表1に示す割合で混合したのち、ミキシングロー
ルを用い、110℃で4分間混練し、冷却後粉砕し、封
止用樹脂組成物を調整した。これらの封止用樹脂組成物
を用いて、スパイラルフローを測定した。また、同じ封
止用樹脂組成物を用いて84pinICを成形し、ポス
トキュア後、85℃、85%の恒温恒湿器中で吸湿を2
4時間、48時間、及び72時間行った後、260℃の
はんだ浴に10秒間浸漬させ、パッケージのクラックを
観察した。これらの結果を表1に示す。
【0021】表1に示した結果より、本発明の半導体封
止用樹脂組成物は、流動性、強度、はんだ耐熱性に優れ
ていることがわかる。
【0022】実施例2 溶融粘度0.2P(150℃)のビフェニル型エポキシ
樹脂(油化シェル社製、YX−4000)、硬化剤B(
トリヒドロキシフェニルメタン)、平均粒径21μmの
球状溶融シリカ粉末、平均粒径6μmの破砕溶融シリカ
粉末、硬化促進剤(トリフェニルフォスフィン)、その
他の添加剤を表1に示す割合で混合したのち、実施例1
と同様にして各物性を測定した。
【0023】表1に示した結果より、本発明の半導体封
止用樹脂組成物は、流動性、強度、はんだ耐熱性に優れ
ていることがわかる。
【0024】実施例3 溶融粘度0.2P(150℃)のビフェニル型エポキシ
樹脂(油化シェル社製、YX−4000)、硬化剤A、
硬化剤B、平均粒径21μmの球状溶融シリカ粉末、平
均粒径6μmの破砕溶融シリカ粉末、硬化促進剤(トリ
フェニルフォスフィン)、その他の添加剤を表1に示す
割合で混合したのち、実施例1と同様にして各物性を測
定した。
【0025】表1に示した結果より、本発明の半導体封
止用樹脂組成物は、流動性、強度、はんだ耐熱性に優れ
ていることがわかる。
【0026】実施例4 溶融粘度0.2P(150℃)のビフェニル型エポキシ
樹脂(油化シェル社製、YX−4000)、硬化剤C(
ジヒドロキシフェニルフェニルメタン)、平均粒径21
μmの球状溶融シリカ粉末、平均粒径6μmの破砕溶融
シリカ粉末、硬化促進剤(トリフェニルフォスフィン)
、その他の添加剤を表1に示す割合で混合したのち、実
施例1と同様にして各物性を測定した。
【0027】表1に示した結果より、本発明の半導体封
止用樹脂組成物は、流動性、強度、はんだ耐熱性に優れ
ていることがわかる。
【0028】実施例5 溶融粘度0.2P(150℃)のビフェニル型エポキシ
樹脂(油化シェル社製、YX−4000)、硬化剤(フ
ェノールノボラック樹脂、軟化点100℃)、平均粒径
21μmの球状溶融シリカ粉末、平均粒径6μmの破砕
溶融シリカ粉末、硬化促進剤(トリフェニルフォスフィ
ン)、その他の添加剤を表1に示す割合で混合したのち
、実施例1と同様にして各物性を測定した。
【0029】表1に示した結果より、本発明の半導体封
止用樹脂組成物は、流動性、強度、はんだ耐熱性に優れ
ていることがわかる。
【表1】
【0030】比較例1 o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成社
製、YDCN700),硬化剤(フェノールノボラック
樹脂、軟化点100℃)、平均粒径21μmの球状溶融
シリカ粉末、平均粒径6μmの破砕溶融シリカ粉末、ポ
リエチレングリコール、硬化促進剤(トリフェニルフォ
スフィン)、その他の添加剤を表2に示す割合で混合し
たのち、実施例1と同様にして各物性を測定した。結果
を表2に示す。
【0031】比較例2 充填剤として、平均粒径21μmの球状溶融シリカ粉末
のみを用いて表2に示す割合で混合し、実施例1と同様
にして各物性を測定した。結果を表2に示す。
【0032】比較例3 充填剤として、平均粒径6μmの溶融破砕シリカ粉末の
みを用いて表2に示す割合で混合し、実施例1と同様に
して各物性を測定した。結果を表2に示す。
【表2】
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明の樹脂組成物を使用
すれば、強度を維持した上ではんだ耐熱性に優れた硬化
物を得ることができるので、これを用いることによりク
ラックの発生しない良好な半導体を得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (a)150℃での溶融粘度が1P以
    下のエポキシ樹脂又はこれを30重量%以上含有するエ
    ポキシ樹脂100重量部に対して、 (b)粒径10μm以上の球状シリカ200〜1000
    重量部 (c)粒径10μm以下の破砕シリカ200〜1000
    重量部 (d)硬化剤20〜100重量部 を必須の成分として配合してなる半導体封止用樹脂組成
    物。
  2. 【請求項2】  硬化剤が下記一般式(1)【化1】 で表される少なくとも2個のフェノール性水酸基を有す
    る多価フェノールであることを特徴とする請求項1記載
    の半導体封止用樹脂組成物。
JP5821291A 1991-02-28 1991-02-28 半導体封止用樹脂組成物 Withdrawn JPH04275322A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001002486A1 (fr) * 1999-07-06 2001-01-11 Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Composition de resine thermodurcissable liquide et procede de remplissage par trou permanent pour carte de circuits imprimes utilisant celle-ci

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001002486A1 (fr) * 1999-07-06 2001-01-11 Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Composition de resine thermodurcissable liquide et procede de remplissage par trou permanent pour carte de circuits imprimes utilisant celle-ci
US6618933B2 (en) 1999-07-06 2003-09-16 Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Liquid thermosetting insulating resin composition and method for permanently filling holes in printed circuit board by the use thereof

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