JPH04275324A - 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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JPH04275324A
JPH04275324A JP5821491A JP5821491A JPH04275324A JP H04275324 A JPH04275324 A JP H04275324A JP 5821491 A JP5821491 A JP 5821491A JP 5821491 A JP5821491 A JP 5821491A JP H04275324 A JPH04275324 A JP H04275324A
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JP
Japan
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resin composition
weight
epoxy resin
filling
resin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5821491A
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English (en)
Inventor
Shigeaki Tauchi
茂顕 田内
Chihiro Hatano
千尋 幡野
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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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Publication of JPH04275324A publication Critical patent/JPH04275324A/ja
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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、封止用樹脂にオイル成分を配合し、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62−134946号公報、特開昭62−1016
27号公報、特開昭60−206824号公報)。 さらに、ゴム状樹脂を配合して応力を低下させる方法(
特開昭63−199218号公報)も知られている。
【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充填用シリカ及び充填用粒状ゴ
ム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)充填用シリカ300〜1000重量部(c)充填
用粒状ゴム2〜100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、充填用シリカと充填用粒状ゴムを組み
合わせて高密度に充填することで、流動性を維持した上
で、線膨張率を低下させ、さらに弾性率を低下させた低
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】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℃前後での溶融粘度が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
キシ樹脂のような溶融粘度が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のような溶融粘度が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。
【0014】本発明による効果を最大限に引き出すため
には、充填用シリカとして粒径10μm以上の球状シリ
カ2〜98重量%と粒径10μm以下の破砕シリカ2〜
98重量%を組み合わせ、その合計がエポキシ樹脂10
0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、より好ましくは粒径10μm以上の球状
シリカは充填用シリカの全充填量の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。
【0015】充填用粒状ゴムとしては、粒径0.5〜5
0μmのシリコーンゴム、ポリブタジエンゴム、アクリ
ロニトリルエラストマーなどの各種の粒状ゴムが使用で
きる。この中では、シリコーンゴムを用いることで、耐
熱性、熱安定性に優れた硬化物を得ることかできるので
好ましい。より好ましくは、シリコーンゴムの表面に官
能基を導入した変成シリコーンゴムフィラーであり、こ
れを使用することで樹脂としての界面の接着性を向上さ
せ、よりはんだ耐熱性を向上させることができる。官能
基の種類としては、樹脂との反応性を持つものであれば
特に限定されないが、好ましくは、エポキシ基、アミノ
基、フェノール基等が挙げられる。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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
【0019】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。
【0020】
【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。 実施例1〜2 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、
平均粒径5μmのエポキシ変成シリコーンゴムフィラー
、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試験片を作成し、曲げ強度、
曲げ弾性率を測定した。さらに、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24時間、48時間、及び72時間行った後、2
60℃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3〜4 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、平均粒径5μmのエポキシ変成シリコーンゴムフ
ィラー、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5〜6 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、平均粒径5μmの
エポキシ変成シリコーンゴムフィラー、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7〜8 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、平均粒径5μmのエポキシ変成シリコーン
ゴムフィラー、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9〜10 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、平均粒径5μmのエポキシ変成
シリコーンゴムフィラー、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。
【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、平
均粒径5μmのエポキシ変成シリコーンゴムフィラー、
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。
【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1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1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1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1に示す。
【表1】
【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、流動性を維持した上で、低応力ではんだ耐熱性
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 (3)

    【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)充填用シリカ300〜1000重量部(c)充填
    用粒状ゴム2〜100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】  充填用粒状ゴムがエポキシ変性シリコ
    ーンゴムである請求項1記載の半導体封止用樹脂組成物
  3. 【請求項3】  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。
JP5821491A 1991-02-28 1991-02-28 半導体封止用樹脂組成物 Withdrawn JPH04275324A (ja)

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JPH04275324A true JPH04275324A (ja) 1992-09-30

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527551A (ja) * 1998-10-13 2002-08-27 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 高強度エポキシ接着剤およびその使用
JP2006213899A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Kaneka Corp 硬化性組成物、および、その硬化性組成物により封止された半導体装置
JP2014028932A (ja) * 2012-06-26 2014-02-13 Nippon Shokubai Co Ltd 低弾性樹脂組成物

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JP2006213899A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Kaneka Corp 硬化性組成物、および、その硬化性組成物により封止された半導体装置
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Effective date: 19980514