JPH0520448B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子・電気部品、とりわけ様々な
半導体素子の樹脂封止に用いられる封止用樹脂成
形材料に関する。 〔従来の技術〕 トランジスタ、IC、LSIなどの半導体素子を物
理的、化学的に保護し、かつ実装を容易にするた
めに、従来から、低圧トランスフア成形等による
樹脂封止が盛んに行われている。その封止用樹脂
としては、価格面と信頼性（耐湿性）の面から、
エポキシ樹脂が主に用いられているが、昨今の半
導体素子の高集積化、高密度化、パツケージの小
型化、薄形化などの動きを受けて、一層高度な特
性が要求されている。 その一つに、封止用樹脂の耐熱性という問題が
ある。すなわち、封止用樹脂は、半導体の動作時
の発熱や高温環境下、あるいはハンダ浸漬処理時
等に、物理的および化学的に安定であることが必
要であり、これまでにもエポキシ樹脂の耐熱性を
上げるために、耐熱性樹脂を配合し、エポキシ樹
脂全体のガラス転移点を上げることが試みられて
きた。具体的には、下記の２法が挙げられる。 分子内に３個以上のエポキシ基を含む多官能
エポキシモノマーを用いる。たとえば、以下の
３官能、４官能モノマー等： エポキシ樹脂にポリイミド樹脂を配合する。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、上記多官能エポキシモノマーを用い
ても、樹脂成分がエポキシ樹脂のみではその耐熱
性改善に限度があり、ハンダ浸漬処理時等にパツ
ケージクラツクが発生してしまう。他方、ポリイ
ミド樹脂を配合すると、成形性の低下という別の
問題が生じることが明らかになつた。 以上の事情に鑑み、この発明は、ハンダ浸漬処
理時等にパツケージクラツクが発生しない高度な
耐熱性を備え、かつ、成形性の良好な封止用樹脂
成形材料を提供することを課題とする。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するため、この発明にかかる封
止用樹脂成形材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂および充填材を含む成形材料であつて、前記
ポリイミド樹脂の配合割合が樹脂分全体に対して
５〜40重量％であり、かつ、硬化促進剤として
１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセ
ン−７（＝DBU）が含まれるようにする。 〔作用〕 ポリイミド樹脂が含まれていることにより、成
形材料の耐熱性が向上する。同ポリイミド樹脂の
配合割合が樹脂分全体（エポキシ樹脂用の硬化剤
も含める）に対して５重量％に満たない場合は、
やはりポリイミド樹脂の添加効果が得られず、40
重量％を越える場合は、成形性が低下する。 さらに、硬化促進剤として１，８−ジアザビシ
クロ（５，４，０）ウンデセン−７が含まれてい
ることにより、成形材料の粘度上昇が抑制されて
流れが良好となり、成形性が向上する。 〔実施例〕 この発明におけるエポキシ樹脂としては、たと
えば、ビスフエノールＡ系エポキシ樹脂、ビスフ
エノールＦ系エポキシ樹脂、ノボラツク型エポキ
シ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、複素環式エポキシ樹脂などが挙げられ、特に
限定はされない。これらは単独で、あるいは複数
種を併せて用いられる。 硬化剤の種類も、特に限定はされず、たとえば
各種アミン類、イミダゾール類、酸無水物類、フ
エノールノボラツク樹脂、ポリアミド樹脂等の一
般的なものを、単独で、あるいは複数種を併せて
用いることができる。また、その使用量に制限は
なく、必要量を適宜設定すればよい。 ポリイミド樹脂は、主鎖にイミド基を含んだ樹
脂であれば、特に限定はされず、一般的なものを
単独で、あるいは複数種を併せて使用される。そ
の配合割合は、上述の通りである。具体的には、
芳香族ジアミンと二塩基酸無水物（たとえばピロ
メリツト酸無水物等）からポリアミド酸（ポリア
ミツク酸）を経由し、脱水しながらイミド閉環し
て得られる縮合反応型ポリイミド（商品名ベスペ
ル：Vespel、カプトン：Kapton等）や、イミド
環を有するモノマーにジアミン等を付加させ、高
分子化して得られる付加反応型ポリイミド（商品
名キネル：Kinel、ケルイミド：Kerimid等）な
どが代表例として挙げられる。なお、ポリイミド
樹脂の分子量は500以上であることが好ましく、
これに満たない場合は、耐熱性向上という効果が
充分に得られない恐れがある。 充填材（あるいは補強材）としては、たとえ
ば、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト、タル
ク、溶融シリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグ
ネシウム等が挙げられるが、特にこれらに限定さ
れることはなく、任意の化合物を単独で、あるい
は複数種を併せて用いることができる。 この発明では、硬化促進剤として１，８−ジア
ザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７が用い
られる。これの添加量は、特に限定はされない
が、成形材料全体に対し0.1〜0.3重量％程度ある
ことが好ましく、これに満たない場合は充分な添
加効果（材料の低粘度化）が得られない恐れがあ
る。他方、上記範囲を越えるとポツトライフが短
くなりすぎ、その結果、成形時に角部等の端々に
まで材料が行き渡らなくなつて、成形品充填性が
低下する傾向が見られる。 さらに、この発明の封止用樹脂成形材料には、
必要に応じて、上記以外の硬化促進剤（トリメチ
ルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルシ
クロヘキシルアミン、ベンジルジメチルアミン、
Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ，N′−ジメチルピペ
ラジン、１，４−ジアザジシクロ（２，２，２）
オクタン（＝トリエチレンジアミン）、ピリジン、
ピコリン、２−（ジメチルアミノメチル）フエノ
ール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチ
ル）フエノール、各種イミダゾール類、およびそ
れらの変性物（有機・無機酸塩、錯化合物、エー
テル付加物等）などの第三アミン類（ただし、
DBUは除く）；有機リン化合物；ホスフイン類
等）、難燃化剤（三酸化アンチモン、臭素化エポ
キシ樹脂等）、カツプリング剤（シランカツプリ
ング剤等）、離型剤（ワツクス、ステアリン酸、
ステアリン酸塩等）、着色剤（カーボンブラツク、
金属酸化物等の顔料）等のその他の成分が、適宜
含まれていてもよい。 以上の構成成分を、たとえば、ミキサ、ブレン
ダーなどで混合し、ニーダやロールなどを使用し
て混練することにより、成形材料としての樹脂組
成物を得ることができる。混練後、必要に応じて
冷却固化し、粉砕して粒状などにしてもよい。成
形は、（低圧）トランスフアー成形、射出成形に
よることが好ましいが、これらに限定されること
はなく、たとえば、注型や圧縮成形等を行つても
よい。 つぎに、この発明の実施例を比較例と併せて説
明する。 実施例 １ オルトクレゾールノボラツク型エポキシ樹脂
（住友化学工業(株)製）125重量部（以下、単に
「部」と記す）、臭素化エポキシ樹脂（同上(株)製）
15部、フエノールノボラツク樹脂（荒川化学工業
(株)製；軟化点85℃）70部、ポリイミド樹脂（ロー
ヌ・プーラン社製ケルイミド）15部、三酸化アン
チモン20部、溶融シリカ743部、カーボンブラツ
ク３部、アミノシランカツプリング剤（日本ユニ
カー(株)製Ａ−1100）４部、カルナバワツクス３部
および第三アミンとしてのDBU2部（以上合計
1000部）の各成分を、ミキサで混合したのちニー
ダを用いて混練し、封止用樹脂成形材料を得た。 実施例 ２〜４ 上記エポキシ樹脂、フエノールノボラツク樹脂
およびポリイミド樹脂の配合量を、それぞれ第１
表に示した量とする他は、上記実施例１と同様に
して、封止用樹脂成形材料を調製した。 比較例 １〜５ それぞれ第１表に示したように、第三アミンの
代わりにトリフエニルホスフインを用いたり、オ
ルトクレゾールノボラツク型エポキシ樹脂の代わ
りに４官能エポキシ樹脂（住友化学工業(株)製）を
用いたり、ポリイミド樹脂を添加しない、あるい
は過量に添加したり、第三アミンとしてDBUを
用いずにイミダゾール類を用いたりして、比較例
の封止用樹脂成形材料を調製した。 上記得られた封止用樹脂成形材料について、下
記の特性を評価した。 (ア) 材料粘度 上記得られた成形材料の溶融粘度を、150℃
でモノホール法により測定した。 (イ) 耐ハンダラツク性 上記成形材料を用いて、60pin QEP、縦横
8.4mmのTEGを封止し、これを85℃／85％RH
下に72時間置いた後、260℃の熔融ハンダ中に
浸漬し、パツケージクラツクが発生するまでの
時間を測定した。 (ウ) S.F.（スパイラルフロー） S.F.値測定用流れ試験機を用い、一定量の上
記成形材料をポツト内に充填して加熱し、一定
圧力下でポツト底部の小孔から流れ出る溶融試
料の量を測定した。 以上の結果を、同じく第１表に示す。

【表】 第１表にみるように、実施例では、比較例に比
べ、成形材料の低粘度化ができ、S.F.値も伸びて
いることから成形性が向上し、得られた成形品
は、耐ハンダクラツク性が大幅に改善され（クラ
ツク発生時間が15秒以上）、高度な耐熱性を有し
ていることが判明した。 〔発明の効果〕 この発明にかかる封止用樹脂成形材料は、低粘
度で成形性に優れ、かつ、ハンダ浸漬処理時にパ
ツケージクラツク等の発生しない高度な耐熱性を
備えた、良好な成形品を与えることができる。し
たがつて、同樹脂成形材料は、様々な半導体素子
の樹脂封止に用いられる成形材料等として、幅広
い用途が期待される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂および充填材
   を含む成形材料であつて、前記ポリイミド樹脂の
   配合割合が樹脂分全体に対して５〜40重量％であ
   り、かつ、硬化促進剤として１，８−ジアザビシ
   クロ（５，４，０）ウンデセン−７が含まれてい
   ることを特徴とする封止用樹脂成形材料。