JPH05230170A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH05230170A
JPH05230170A JP15316491A JP15316491A JPH05230170A JP H05230170 A JPH05230170 A JP H05230170A JP 15316491 A JP15316491 A JP 15316491A JP 15316491 A JP15316491 A JP 15316491A JP H05230170 A JPH05230170 A JP H05230170A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
curing agent
parts
weight
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Pending
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JP15316491A
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English (en)
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Masayuki Kiyougaku
正之 教学
Takashi Sakamoto
孝史 坂本
Ryuzo Hara
竜三 原
Munetomo Torii
宗朝 鳥井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸湿後、半田浸漬された際にパッケ−ジクラ
ックが発生しない耐吸湿半田クラック性に優れた半導体
封止用のエポキシ樹脂組成物を得る。 【構成】 エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有する
フェノ−ル性OH基を官能基に持つ下記の一般式〔1〕
のクレゾール化合物の硬化剤、無機充填材を含有して
なるエポキシ樹脂組成物。なお、前記クレゾール化合物
の硬化剤が硬化剤中30重量%以上、前記エポキシ樹脂
がビフェニルノボラック型エポキシ樹脂を50重量%以
上含むのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、封止用エポキシ樹脂組
成物に関するものである。特に耐吸湿半田クラック性に
優れたエポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来技術】近年、ダイオ−ド、トランジスタ−、I
C,LSIなどの半導体や電子部品の封止方法として、
たとえばエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの低圧トラン
スファ−成形による樹脂封止法が信頼性の向上とともに
大量生産や価格面で有利性から主流を占めている。中で
もエポキシ樹脂を用いた樹脂封止法においては、オルソ
クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂を樹脂成分とし、
フェノ−ルノボラック樹脂を硬化剤成分とするエポキシ
樹脂組成物からなる成形材料が最も多く使用されてい
る。しかしながら、最近IC,LSI、VLSIなどの
半導体や電子部品の集積度が高密度化されるとともに、
半導体装置の成形品の薄肉化のために、前記のエポキシ
樹脂組成物では必ずしも十分に対応することができなく
なっている。
【0003】たとえば、表面実装用半導体装置において
は、実装時に、半導体装置自身が、半田に直接浸漬され
るなど、急激に高温の環境下にさらされるため、成形品
の半導体装置にパッケ−ジクラックが発生するという問
題が生じている。この現象は、成形品になった後、半導
体装置が保管中に吸湿した水分が、高温の半田に浸漬さ
れた際に、急激に気化膨張し、封止樹脂がそれに耐えき
れず、パッケ−ジクラックを生じると考えらる。この対
応としてエポキシ樹脂組成物について耐熱性、吸湿性の
向上などの検討からこれら特性の改良が特開平3-39323
号公報に開示され、なされてきているが、上記の耐吸湿
半田クラック性の向上については今だ十分に満足できる
状況にはない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸湿後、半
田浸漬された際に、パッケ−ジクラックが発生すること
のない耐吸湿半田クラック性に優れた半導体封止用のエ
ポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、エポキシ樹脂、ナフ
タレン骨格を有し、フェノ−ル性OH基を官能基に持つ
下記の一般式〔1〕のクレゾール化合物の硬化剤、無
機充填材を含有してなるエポキシ樹脂組成物を提供する
ことにある。
【0006】
【化3】
【0007】以下、この発明を詳しく説明する。エポキ
シ樹脂としては、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂
(以下ビフェニル型エポキシ樹脂と記載する)、フェノ
−ルノボラック型エポキシ樹脂、クレゾ−ルノボラック
型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂、ビ
スフェノ−ルF型エポキシ樹脂または、これらのハロゲ
ン化エポキシ樹脂などがあげられ例えば、その中でも1
分子中に2個以上のエポキシ基をもつエポキシ樹脂であ
り、エポキシ当量180〜220、軟化点60〜100
℃のものを単独、もしくは組み合わせ、その配合量がエ
ポキシ樹脂組成物の5〜35重量%の範囲で用いると成
形材料として混合、加熱、溶融、混練するのに均一性が
確保でき、良好に取扱うことができる。
【0008】特に、エポキシ樹脂中50重量%以上を次
の一般式〔2〕(式〔2〕中のRは水素原子又はメチル
基を示し、nは0〜6の整数を示す)のビフェニル型エ
ポキシ樹脂の配合量にあてるのが好ましい。50重量%
以上の使用では吸湿率が小さく、吸湿した後の半田浸漬
での耐クラック性に優れるが、50重量%未満の使用で
は、吸湿率が大きく、半導体チップとの密着性も低下す
る。
【0009】
【化4】
【0010】ナフタレン骨格を有し、フェノ−ル性OH
基を官能基に持つ前記の一般式〔1〕のクレゾール化合
物の硬化剤を用いる必要があり、硬化剤としてその配合
量は硬化剤中に占める割合で30重量%以上で用いるの
が好ましい。30重量%未満では低吸湿化が進まず、耐
吸湿半田クラック性の改善が認められない。なお、他に
硬化剤としてフェノ−ルノボラック樹脂、クレゾ−ルノ
ボラック樹脂、レゾ−ル樹脂などを併用することができ
る。その中でも1分子中に2個以上の水酸基をもつフェ
ノ−ル樹脂であり、水酸基当量80〜120、軟化点6
0〜120℃のものを単独、もしくは組み合わせ、これ
ら硬化剤の配合量がエポキシ樹脂組成物の2〜25重量
%の範囲で用いると成形材料として混合、加熱、溶融、
混練するのに均一性が確保でき、良好に取扱うことがで
きる。
【0011】無機充填材としては、例えば、溶融シリ
カ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、珪酸カルシュウ
ム、炭酸カルシュウム、窒化硅素などの粉末があげら
れ、単独、もしくは組み合わせて用いることができる。
しかし、半導体、電子部品の封止に供するものであるた
め、無機質充填材5gを純水45gで95℃、20時間
抽出したときの抽出水の電気伝導度が100μs /cm以
下の高純度な無機質充填材が好ましい。特にシリカが好
適である。無機充填材の配合量はエポキシ樹脂組成物の
65〜95重量%の範囲で用いると成形材料として混
合、加熱、溶融、混練するのに均一性が確保でき、良好
に取扱うことができる。
【0012】なお、本発明の半導体封止用のエポキシ樹
脂組成物の配合成分としては、以上の他に、適当な添加
剤、硬化促進剤、難燃剤、離型剤、着色剤などを適用す
ることができる。
【0013】また、以上の配合成分からなる半導体封止
用のエポキシ樹脂組成物を成形材料とするには、配合成
分を均一に混合し、加熱溶融、冷却、粉砕の通常のプロ
セスで製造することができ、この際に使用される装置た
とえば、ミキサー、ブレンダー、ニーダー、ロールなど
通常使用されるものをそのまま適用することができる。
【0014】次に本発明を実施例と比較例によって具体
的に説明する。
【0015】
【実施例】
実施例 1〜3と比較例1 のエポキシ樹脂としては、エポキシ当量195、軟化
点65℃のオルソ−クレゾ−ルノボラックエポキシ樹脂
(表には、O・C・Nエポキシ樹脂と記載する)を用い
た。の硬化剤としては、一般式〔1〕のOH基当量1
40のクレゾール化合物(日本化薬社製 OCN-7000)又
は、及び、水酸基当量104、軟化点80℃のノボラッ
ク型フェノ−ル樹脂を用いた。との各配合量は表1
の上段の示した。単位は重量部である。これ以外の配合
材料とその配合量は共通で次のものを用いた。単位はい
ずれも重量部であり、以下「部」と省記する。
【0016】の無機充填材としては、平均粒子径14
μm 、抽出水の電気伝導度3μs /cmの溶融シリカを7
54部、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシランを5部、硬化促進剤として2−フ
ェニルイミダゾールを1.5部、難燃剤として三酸化ア
ンチモンを21部、エポキシ当量400、軟化点65℃
のブロム化エポキシ樹脂、着色剤としてカ−ボンブラッ
クを2.5部、離型剤としてカルナバワックスを3部そ
れぞれ用いた。
【0017】以上の配合成分の配合量を各例ごとに均一
に混合し、ロ−ル温度100 ℃のミキシングロ−ルで加
熱、溶融、混練した後、冷却し、粉砕して各半導体封止
用のエポキシ樹脂組成物の成形材料を得た。
【0018】以上で得た各半導体封止用のエポキシ樹脂
組成物の成形材料を用いて75トントランスファー成形
機に所定の金型を取付け、それぞれ金型温度180℃、
成形時間60秒で成形した。
【0019】吸湿率は、径50mm、厚み3mmの試験片を、
85℃、85%相対湿度で72時間処理する前後の試験
片の重量変化率で求めた。結果は表1下段に示した。
【0020】吸湿半田クラックは、櫛形状のアルミニウ
ム配線回路をシリコンチップ表面に配設した評価用素子
を42アロイ製の 60QFPリードフレームに搭載したもの
を使って封止成形した60QFP 成形品12個を試験片と
し、吸湿半田クラック(A)は、85℃、85%相対湿
度で72時間処理後、250℃の半田槽に10秒間浸漬
し、外観クラック発生の有無で検査した。吸湿半田クラ
ック(B)は、85℃、85%相対湿度で48時間処理
後、250℃の半田槽に10秒間浸漬し、外観クラック
発生の有無で検査した。これらの結果は、クラック発生
個数/全試料数で表1下段に示した。
【0021】表1下段の結果から、ナフタレン骨格を有
するフェノ−ル性OH基を官能基に持つクレゾール化合
物の硬化剤を用いた実施例では、これを用いない比較例
1に比べ、吸湿率が小さく、吸湿半田クラックの発生が
著しく少ないことが確認できた。
【0022】実施例 4〜8と比較例2〜3 のエポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂
(油化シェル社製YX-4000H、エポキシ当量185、一般
式〔2〕でRがメチル基、n=0のもの)の単独また
は、および、エポキシ当量195、軟化点65℃のオル
ソ−クレゾ−ルノボラックエポキシ樹脂(表には、O・
C・Nエポキシ樹脂と記載する)の硬化剤として、一
般式〔1〕のOH基当量140のクレゾール化合物(日
本化薬社製OCN-7000)又は、及び、水酸基当量104、
軟化点80℃のノボラック型フェノ−ル樹脂を用いた。
との各配合量は表2の上段の示した。単位は重量部
である。これ以外の配合材料とその配合量は共通で次の
ものを用いた。単位はいずれも重量部であり、以下
「部」と省記する。
【0023】の無機充填材としては、平均粒子径14
μm 、抽出水の電気伝導度3μs /cmの溶融シリカを7
54部、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシランを5部、硬化促進剤として2−フ
ェニルイミダゾールを1.5部、難燃剤として三酸化ア
ンチモンを21部、エポキシ当量400、軟化点65℃
のブロム化エポキシ樹脂を14部、着色剤としてカ−ボ
ンブラックを2.5部、離型剤としてカルナバワックス
を3部それぞれ用いた。
【0024】以上の配合成分の配合量を各例ごとに実施
例1と同様にして各半導体封止用のエポキシ樹脂組成物
の成形材料を得た。
【0025】以上で得た各成形材料を用いて実施例1と
同様に各試験片を得、同様の試験をおこなった。これら
の結果を表2下段に示した。
【0026】なお、成形材料と半導体チップとの密着性
は、吸湿半田クラックの試験片の60QFP 成形品を12個
用い、吸湿半田クラック(A)試験と同じ85℃、85
%相対湿度で72時間処理後、250℃の半田槽に10
秒間浸漬して処理した後、半導体チップ面を超音波画像
処理にて判定し、剥離の発生したものを不良とし、その
不良個数/全試料数で結果を表2下段に示した。
【0027】表2下段の結果から、硬化剤としてナフタ
レン骨格を有するフェノ−ル性OH基を官能基に持つク
レゾール化合物の硬化剤を用い、かつエポキシ樹脂成分
としてビフェニル型エポキシ樹脂を50重量%以上用い
たものは特に半導体チップの密着性に優れていることが
確認できた。
【0028】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物によって耐
吸湿半田クラック性に優れた半導体装置、電子部品を得
ることができる。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/29 23/31 (72)発明者 鳥井 宗朝 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有
    し、フェノ−ル性OH基を官能基に持つ下記の一般式
    〔1〕のクレゾール化合物の硬化剤、無機充填材を含
    有してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化1】
  2. 【請求項2】 前記エポキシ樹脂がビフェニル骨格を有
    する下記の一般式〔2〕(式〔2〕中のRは水素原子又
    はメチル基を示し、nは0〜6の整数を示す)のエポキ
    シ樹脂でエポキシ樹脂中50重量%以上含まれることを
    特徴とする請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。 【化2】
  3. 【請求項3】 前記クレゾール化合物の硬化剤が硬化剤
    中30重量%以上含まれることを特徴とする請求項1記
    載のエポキシ樹脂組成物。
JP15316491A 1991-06-25 1991-06-25 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH05230170A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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