JPH0479379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は半導体などの電子部品の封止材料とし
て用いられる樹脂組成物に関するものである。 （従来の技術） 従来、半導体素子をトランスフアー成形により
樹脂封止する方法においては、無根材料からなる
素子と樹脂との間の熱膨張係数の差が大きいた
め、成形時もしくは成形後に急激な温度変化を受
けると樹脂封止内部にひずみを生じて大きな応力
が発生しやすいという問題があつた。とくにエポ
キシ樹脂組成物では通常150〜190℃の高温で成形
を行なうため成形後常温まで放冷させる間に半導
体素子に較べて熱膨張係数の大きい樹脂が相対的
に熱収縮し、結果としてこの樹脂に取り込まれた
素子が応力ひずみを受ける。このような応力ひず
みは半導体素子に損傷を与え、割れやクラツクな
どの不良品の発生の原因となるものであつた。 ところで半導体封止用のエポキシ樹脂組成物で
は一般の成形材料と同様に価格低減やチキソトロ
ピー性の附与による成形作業性の向上などの目的
で適宜の無機質充填剤を含有させている。シリカ
粉末はその代表的なものであり、この粉末は優れ
た成形作業性とともに半導体素子に対して悪影響
を与える不純物が少ないという点で現在もつとも
賞用されている。 一般に樹脂組成物中に無機質充填剤を添加する
と成形樹脂の熱膨張係数がその添加量に比例して
小さくなることが知られている。この観点からエ
ポキシ樹脂組成物中へのシリカ粉末の添加は成形
樹脂と半導体素子との間の熱膨張係数の差を小さ
くし前述した応力ひずみの低下これに伴なう半導
体素子の損傷防止に好結果をもたらすものと期待
される。 ところがこのような効果を期待してシリカ粉末
の添加量を非常に多くした場合、シリカ粉末本来
の特徴である成形作業性を損ねるおそれがあるだ
けでなく、成形樹脂の弾性率を高くする結果とな
る。応力は一般に熱膨張係数と弾性率との積に比
例するものと考えられているため、添加量を多く
して熱膨張係数を小さくできたとしても結果的に
は応力ひずみの低下につながらない。（特開昭58
−37939号公報） （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点に鑑みてなされたもので
あり、成形時もしくは成形後の急激な温度変化に
より生じる内部応力ひずみを大きく低下させうる
半導体封止用樹脂組成物を提供することを目的と
するものである。 （問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は、エポキシ樹脂とエポキシ
樹脂の硬化剤と充填剤とを主成分とする半導体封
止用樹脂組成物において、充填剤は、平均粒径
5μm以下で最大粒子径が20μm以下、且、比表面
積５m²／ｇ以下の溶融シリカであり、その充填量
は、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤との合
計量100重量部にたいし25〜400重量部であること
を特徴とする半導体封止用樹脂組成物である。 以下、さらに詳しく本発明について説明する。 本発明において使用されるエポキシ樹脂は一分
子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であ
り、エピクロルヒドリンとビスフエノールＡや各
種ノボラツク類とから合成される樹脂、脂環式の
エポキシ樹脂あるいは難燃機能を附与するために
臭素や塩素のようなハロゲン原子を導入したエポ
キシ樹脂などが広範囲に含まれる。 エポキシ樹脂の硬化剤としては、たとえばジア
ミノジフエニルメタン、ジアミノジフエニルスル
ホン、メタフエニレンジアミンなどで代表される
アミン系硬化剤、無水フタール酸、無水テトラヒ
ドロフタール酸、無水ピロメリツト酸、無水ベン
ゾフエノンテトラカルボン酸などの酸無水物系硬
化剤、あるいはフエノールノボラツクやクレゾー
ルノボラツクなどの１分子中に２個以上の水酸基
を有するフエノールノボラツク硬化剤、各種イミ
ダゾール類や三級アミン類、三弗化ホウ素化合物
のような触媒的硬化剤などが用いられる。 一方、本発明において使用される充填剤として
は、平均粒径5μm以下で最大粒子径20μm以下、
且、比表面積５m²／ｇ以下の溶融シリカであるこ
とが望ましい。平均粒径が5μmより大きいか又は
最大粒子径が20μmより大きいと応力ひずみを低
下させることができず、また、比表面積が５m²／
ｇよりも大きいと樹脂の増粘傾向が大きくなるの
で好ましくない。 本発明における充填剤を製造する方法として
は、種々あるが、一例をあげると、高純度の珪
石、珪砂、水晶等の粉末、又はハロゲン化珪素化
合物から熱分解等により生成させた粉末を、電気
溶融法あるいは火炎溶融法でインゴツトとし、乾
式で粗砕・粉砕した後、湿式粉砕・分級すること
によつて得ることができる。 次に、本発明における充填剤の配合割合は、エ
ポキシ樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤との合計量
100重量部に対して25〜400重量部であることが好
ましい。25重量部未満では応力ひずみを低下させ
ることができず、400重量部を超えると組成物の
流動性が悪化し、成形作業性が悪くなる。 本発明による樹脂組成物を得るには通常の方法
で行なえば良く前記の各成分をロール、ニーダ
ー、バンバリーミキサー等で混練することにより
得られる。 （実施例） 次に本発明を実施例により更に詳しく説明す
る。 実施例１〜３、比較例１〜３ エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、充填剤
及び各種添加剤を第表に示す割合で配合し、60
〜100℃に加熱したミキシングロールで５〜10分
混練した後、冷却粉砕して組成物のペレツトを得
た。 このペレツトを500×500×400mmの金型に充填
し成形圧力70Kg／cm²、成形温度160℃の条件にて
トランスフアー成形を行ない、その成形物の各種
物性を測定した。その結果を表に示す。 実施例及び比較例で用いた材料及び物性の測定
法を次に示す。 材 料 (1) エポキシ樹脂…クレゾールノボラツク型エポ
キシ樹脂チバガイギー社製 商品名「ECN−1280」 (2) エポキシ樹脂の硬化剤…フエノールノボラツ
ク樹脂チバガイギー社製 商品名「HT−9490」 (3) 硬化促進剤……ユーランデシルイミダゾール (4) 本発明品の充填剤…高純度水晶の溶融インゴ
ツトをジヨークラツシヤー、Ｗロールを通して
粉砕した後、篩分けして最大粒径を３mmに調整
する。これをボールミル中で12時間湿式粉砕
し、遠心分級器を通して、本発明品充填剤を得
る。このものの粒度分布、比表面積値を第２表
に示す。 (5) 比較品充填剤…本発明品充填剤の製造法にお
いて湿式粉砕の代わりに乾式粉砕を行なう。こ
のものの粒度分布及び比表面積値を第２表に示
す。 測定法 (1) 流動性（スパイラルフロー） EMMI規格に準じた金型を使用し成形温度160
℃、成形圧力70Kg／cm²で測定した。 (2) 樹脂能力 応力により抵抗値の変化するピエゾ抵抗を半導
体チツプに成形し、それを14ピンICフレームに
タイボンドし、Au線でワイヤボンドして外部電
極に接続した素子の初期抵抗値（Ro）を測定し、
この素子を160℃で70Kg／cm²、成形時間３分の条
件で樹脂封止した後の抵抗（Ｒ）を測定し（Ｒ−
Ro）／Roを樹脂応力とした。 (3) 信頼性評価テスト 断線及びリーク電流測定用に設計した半導体素
子に樹脂組成物をトランスフアーモールドにより
被覆し、それを120℃の高圧蒸気下で20V印加し
て耐湿試験（バイアス・プレツシヤー・クツカー
テスト）を行い、時間の経過に伴つて発生するア
ルミニウムの腐食を、アルミパターンのオープン
の発生又は一定限度以上のリーク電流の増加によ
つて判定し不良率を算出した。

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明の半導体封止用樹脂組成物は、従来の樹
脂組成物の好ましい物性を維持しつつ応力ひずみ
を低下させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤と充填
   剤とを主成分とする半導体封止用樹脂組成物にお
   いて、充填剤は、平均粒径5μm以下で最大粒子径
   が20μm以下、且、比表面積５m²／ｇ以下の溶融
   シリカであり、その充填量は、エポキシ樹脂とエ
   ポキシ樹脂の硬化剤との合計量100重量部にたい
   し25〜400重量部であることを特徴とする半導体
   封止用樹脂組成物。