JPH06107911A - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用樹脂組成物Info
- Publication number
- JPH06107911A JPH06107911A JP25447192A JP25447192A JPH06107911A JP H06107911 A JPH06107911 A JP H06107911A JP 25447192 A JP25447192 A JP 25447192A JP 25447192 A JP25447192 A JP 25447192A JP H06107911 A JPH06107911 A JP H06107911A
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- epoxy resin
- resin
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ３，３’−５，５’−テトラメチル−４，
４’−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルを総
エポキシ量に対して５０〜１００重量％含むエポキシ樹
脂、チッ化ケイ素粉末、硬化剤、硬化促進剤を必須成分
とする半導体封止用樹脂組成物。 【効果】 耐半田クラック性および熱伝導性に極めて優
れており、表面実装封止用樹脂組成物として非常に信頼
性が高い。
４’−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルを総
エポキシ量に対して５０〜１００重量％含むエポキシ樹
脂、チッ化ケイ素粉末、硬化剤、硬化促進剤を必須成分
とする半導体封止用樹脂組成物。 【効果】 耐半田クラック性および熱伝導性に極めて優
れており、表面実装封止用樹脂組成物として非常に信頼
性が高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐半田ストレス性及び
熱伝導性に優れた半導体封止用樹脂組成物に関するもの
である。
熱伝導性に優れた半導体封止用樹脂組成物に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたＯ−クレゾール
ノボラックエポキシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂
で硬化させたエポキシ樹脂組成物が用いられている。近
年、集積回路の高集積化、高速化やパワートランジスタ
のハイパワー化、集積回路との複合化が進み、素子の消
費電力が増大している。これらに対応するため、リード
材質の４２合金から熱伝導性の良いＣｕ材への変更、放
熱板の設置等により樹脂モールドで熱抵抗を下げる工夫
はなされているが、封止樹脂の熱伝導性の向上が強く望
まれている。
回路等の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたＯ−クレゾール
ノボラックエポキシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂
で硬化させたエポキシ樹脂組成物が用いられている。近
年、集積回路の高集積化、高速化やパワートランジスタ
のハイパワー化、集積回路との複合化が進み、素子の消
費電力が増大している。これらに対応するため、リード
材質の４２合金から熱伝導性の良いＣｕ材への変更、放
熱板の設置等により樹脂モールドで熱抵抗を下げる工夫
はなされているが、封止樹脂の熱伝導性の向上が強く望
まれている。
【０００３】また、近年の電子機器の小型・軽量化・高
性能化の要求がますます厳しくなってきている。それに
ともない、半導体の高集積化も年々進んでいる。半導体
の高集積化に伴いチップの大型化、パッケージの小型化
・薄型化の傾向にある。特に、パッケージの薄型化は著
しく、厚さ１mmのＴＳＯＰやＴＱＦＰの実用化が相次い
でいる。また、パッケージの小型化・薄型化により、半
導体の実装方法は従来の挿入型から表面実装型（ＶＰＳ
リフロー型、ＩＲリフロー型、半田浸漬法等）へ変わっ
てきている。表面実装型の実装方法により、半田浸漬の
工程においてパッケージが急激に２００℃以上の高温に
さらされることにより割れが生じたり、チップと封止樹
脂の界面が剥離するといった現象が発生し耐湿性が劣化
してしまい信頼性が低くなるといった問題が起こってい
る。そのため、耐半田耐熱性と熱伝導性の２点を満足す
る信頼性に優れた樹脂の開発が急がれている。
性能化の要求がますます厳しくなってきている。それに
ともない、半導体の高集積化も年々進んでいる。半導体
の高集積化に伴いチップの大型化、パッケージの小型化
・薄型化の傾向にある。特に、パッケージの薄型化は著
しく、厚さ１mmのＴＳＯＰやＴＱＦＰの実用化が相次い
でいる。また、パッケージの小型化・薄型化により、半
導体の実装方法は従来の挿入型から表面実装型（ＶＰＳ
リフロー型、ＩＲリフロー型、半田浸漬法等）へ変わっ
てきている。表面実装型の実装方法により、半田浸漬の
工程においてパッケージが急激に２００℃以上の高温に
さらされることにより割れが生じたり、チップと封止樹
脂の界面が剥離するといった現象が発生し耐湿性が劣化
してしまい信頼性が低くなるといった問題が起こってい
る。そのため、耐半田耐熱性と熱伝導性の２点を満足す
る信頼性に優れた樹脂の開発が急がれている。
【０００４】耐半田耐熱性の問題を解決するために半田
付け時の熱衝撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマー
の添加（特開昭６２−１１５８４９号公報）や各種シリ
コーン化合物の添加（特開昭６２−１１５８５号公報、
６２−１１６６５４号公報、６２−１２８１６２号公
報）、さらにはシリコーン変性（特開昭６２−１３６８
６０号公報）などの手法で対応しているがいずれも半田
浸漬時にパッケージにクラックが発生し信頼性の優れた
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至らな
かった。
付け時の熱衝撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマー
の添加（特開昭６２−１１５８４９号公報）や各種シリ
コーン化合物の添加（特開昭６２−１１５８５号公報、
６２−１１６６５４号公報、６２−１２８１６２号公
報）、さらにはシリコーン変性（特開昭６２−１３６８
６０号公報）などの手法で対応しているがいずれも半田
浸漬時にパッケージにクラックが発生し信頼性の優れた
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至らな
かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、熱伝導性に優れ、かつ耐半田クラック性に優れ
た半導体封止用樹脂組成物を提供するものである。
ころは、熱伝導性に優れ、かつ耐半田クラック性に優れ
た半導体封止用樹脂組成物を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの問
題を解決するために鋭意研究を進め、次の組成を持つ樹
脂組成物を見いだした。即ち、本発明は（Ａ）式（１）
の化学構造式で示される３，３’、５，５’−テトラメ
チル−４，４’−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエ
ーテルを総エポキシ量に対して５０〜１００重量％含む
エポキシ樹脂、
題を解決するために鋭意研究を進め、次の組成を持つ樹
脂組成物を見いだした。即ち、本発明は（Ａ）式（１）
の化学構造式で示される３，３’、５，５’−テトラメ
チル−４，４’−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエ
ーテルを総エポキシ量に対して５０〜１００重量％含む
エポキシ樹脂、
【０００７】
【化２】
【０００８】（Ｂ）無機充填材として平均粒径が５〜４
０μｍで、組成物全体に対して７５〜９０重量％含むチ
ッ化ケイ素粉末、（Ｃ）硬化剤および（Ｄ）硬化促進剤
を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物である。従来
のエポキシ樹脂組成物に比べて優れた熱伝導性および耐
半田クラック性を有したものである。
０μｍで、組成物全体に対して７５〜９０重量％含むチ
ッ化ケイ素粉末、（Ｃ）硬化剤および（Ｄ）硬化促進剤
を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物である。従来
のエポキシ樹脂組成物に比べて優れた熱伝導性および耐
半田クラック性を有したものである。
【０００９】
【作用】本発明において用いられる式（１）で示される
構造のビフェニル型エポキシ化合物は成形温度（１７５
℃）において溶融粘度が数センチポイズであり従来のエ
ポキシ樹脂の溶融粘度が数ポイズのに比べて非常に低粘
度を有するために、充填材の含有量を大幅に増加させる
ことが可能であり、熱伝導性に優れ、また樹脂組成物の
衝撃強度を向上させ耐半田クラック性に優れるという特
徴を有している。式（１）で示されるビフェニル型エポ
キシ化合物は単独で用いても良いがビフェニル型エポキ
シ化合物が総エポキシ樹脂中の５０重量％以上とするこ
とが必要である。５０％未満の場合は、流動性が悪い組
成物になる。併用するエポキシとしてはオルソクレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂、ナフタレンエポキシ樹脂等
が挙げられ、これは１種または２種以上混合して使用し
ても差し支えない。
構造のビフェニル型エポキシ化合物は成形温度（１７５
℃）において溶融粘度が数センチポイズであり従来のエ
ポキシ樹脂の溶融粘度が数ポイズのに比べて非常に低粘
度を有するために、充填材の含有量を大幅に増加させる
ことが可能であり、熱伝導性に優れ、また樹脂組成物の
衝撃強度を向上させ耐半田クラック性に優れるという特
徴を有している。式（１）で示されるビフェニル型エポ
キシ化合物は単独で用いても良いがビフェニル型エポキ
シ化合物が総エポキシ樹脂中の５０重量％以上とするこ
とが必要である。５０％未満の場合は、流動性が悪い組
成物になる。併用するエポキシとしてはオルソクレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂、ナフタレンエポキシ樹脂等
が挙げられ、これは１種または２種以上混合して使用し
ても差し支えない。
【００１０】また、本発明に用いる硬化剤としてはノボ
ラック型フェノール樹脂系およびこれらの変性樹脂であ
り、例えばフェノールノボラック、Ｏ−クレゾールノボ
ラックの他アルキル変性したフェノールノボラック樹脂
等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して
使用しても差し支えがない。エポキシ樹脂と硬化剤の配
合比はエポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤の水酸基との
当量比が０．５〜２の範囲にあることが望ましい。当量
比が０．５未満または２を越えたものは耐湿性、成形作
業性および硬化物の電気特性が悪くなるので好ましくな
い。
ラック型フェノール樹脂系およびこれらの変性樹脂であ
り、例えばフェノールノボラック、Ｏ−クレゾールノボ
ラックの他アルキル変性したフェノールノボラック樹脂
等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して
使用しても差し支えがない。エポキシ樹脂と硬化剤の配
合比はエポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤の水酸基との
当量比が０．５〜２の範囲にあることが望ましい。当量
比が０．５未満または２を越えたものは耐湿性、成形作
業性および硬化物の電気特性が悪くなるので好ましくな
い。
【００１１】本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ
基とフェノール性水酸基との反応を促進するものであれ
ば良く、一般に封止用材料に使用されているものを広く
使用することができ、例えばジアザビシクロウンデセン
（ＤＢｕ）、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、ジメ
チルベンジルアミン（ＢＤＭＡ）、２メチルイミダゾー
ル（２Ｍｚ）等が単独もしくは２種以上混合して用いら
れる。
基とフェノール性水酸基との反応を促進するものであれ
ば良く、一般に封止用材料に使用されているものを広く
使用することができ、例えばジアザビシクロウンデセン
（ＤＢｕ）、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、ジメ
チルベンジルアミン（ＢＤＭＡ）、２メチルイミダゾー
ル（２Ｍｚ）等が単独もしくは２種以上混合して用いら
れる。
【００１２】本発明に用いられる充填材は、チッ化ケイ
素粉末であり充填材として、組成物全体の７５〜９０重
量％配合することが望ましい。配合量が７５重量％未満
であれば、目的とする高熱伝導性が得られず、９０重量
％以上であれば流動性が低下し、成形性が悪くなり実用
には適さない。その平均粒径は５〜４０μｍが望まし
く、最小粒径は１μｍ、最大粒径は７４μｍが好まし
い。平均粒径が５μｍ未満あるいは４０μｍを越えると
流動性が著しく低下し、成形性が悪くなり実用に適さな
い。また、必要な熱伝導レベルに応じて他の結晶シリ
カ、溶融シリカとの併用も可能である。
素粉末であり充填材として、組成物全体の７５〜９０重
量％配合することが望ましい。配合量が７５重量％未満
であれば、目的とする高熱伝導性が得られず、９０重量
％以上であれば流動性が低下し、成形性が悪くなり実用
には適さない。その平均粒径は５〜４０μｍが望まし
く、最小粒径は１μｍ、最大粒径は７４μｍが好まし
い。平均粒径が５μｍ未満あるいは４０μｍを越えると
流動性が著しく低下し、成形性が悪くなり実用に適さな
い。また、必要な熱伝導レベルに応じて他の結晶シリ
カ、溶融シリカとの併用も可能である。
【００１３】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポ
キシ樹脂、硬化剤、無機充填材および硬化促進剤を必須
成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカップリ
ング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘ
キサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベ
ンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離
型剤およびシリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等
の種々の添加剤を適宜配合しても差し支えない。又、本
発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料として製造
するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充填
剤、その他の添加剤をミキサー等により充分に均一混合
した後さらに熱ロールまたはニーダー等で溶融混合し、
冷却後粉砕して成形材料とすることができる。これらの
成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、被覆、絶
縁等に適用することができる。
キシ樹脂、硬化剤、無機充填材および硬化促進剤を必須
成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカップリ
ング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘ
キサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベ
ンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離
型剤およびシリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等
の種々の添加剤を適宜配合しても差し支えない。又、本
発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料として製造
するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充填
剤、その他の添加剤をミキサー等により充分に均一混合
した後さらに熱ロールまたはニーダー等で溶融混合し、
冷却後粉砕して成形材料とすることができる。これらの
成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、被覆、絶
縁等に適用することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例で示す。なお、配合割
合は重量部とする。 実施例１ 式（１）の化学構造式で示される３，３’、５，５’−
テトラメチル−４，４’−ジヒドロキシビフェニルグリ
シジルエーテル、オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂、フェノールノボラック樹脂、ブロム化ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、チッ化ケイ素、トリフェニルホス
フィン、三酸化アンチモン、エポキシシラン、カーボン
ブラック、カルナバワックスを表１に示したそれぞれの
割合でミキサーで常温で混合し、７０〜１００℃で２軸
ロールにより混練し、冷却後粉砕し成形材料とし、これ
をタブレット化して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得た。この組成物を低圧トランスファー成形機（成形条
件：１７５℃、７０kg／cm2、１２０秒）を用いて成形
し、得られた成形品を１７５℃、８時間で後硬化し評価
した。結果を表１に示す。
合は重量部とする。 実施例１ 式（１）の化学構造式で示される３，３’、５，５’−
テトラメチル−４，４’−ジヒドロキシビフェニルグリ
シジルエーテル、オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂、フェノールノボラック樹脂、ブロム化ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、チッ化ケイ素、トリフェニルホス
フィン、三酸化アンチモン、エポキシシラン、カーボン
ブラック、カルナバワックスを表１に示したそれぞれの
割合でミキサーで常温で混合し、７０〜１００℃で２軸
ロールにより混練し、冷却後粉砕し成形材料とし、これ
をタブレット化して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得た。この組成物を低圧トランスファー成形機（成形条
件：１７５℃、７０kg／cm2、１２０秒）を用いて成形
し、得られた成形品を１７５℃、８時間で後硬化し評価
した。結果を表１に示す。
【００１５】評価方法 １．スパイラルフロー ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じたスパイラルフロー測定用金
型を用い、試料を１５ｇ、成形温度を１７５℃、成形圧
力７０kg／cm2、成形時間２分で成形したときの成形品
の長さ ２．半田クラック性試験 ５２ｐＱＦＰパッケージ（チップサイズ３６mm2、パッ
ケージ厚２．０５mm）２０個について８５℃／８５％Ｒ
Ｈの水蒸気下で７２Ｈｒ処理後、２４０℃の半田槽に１
０秒間浸漬し、クラックの発生した成形品の個数を示
す。 ３．半田耐湿性試験 テスト用素子（１６ｐＳＯＰ）を８５℃で、８５％ＲＨ
の環境下で７２Ｈｒ処理し、その後２６０℃の半田槽に
１０秒間浸漬後、プレッシャークッカー試験（１２５
℃、１００％ＲＨ）をおこない、回路のオープン不良数
を測定した。
型を用い、試料を１５ｇ、成形温度を１７５℃、成形圧
力７０kg／cm2、成形時間２分で成形したときの成形品
の長さ ２．半田クラック性試験 ５２ｐＱＦＰパッケージ（チップサイズ３６mm2、パッ
ケージ厚２．０５mm）２０個について８５℃／８５％Ｒ
Ｈの水蒸気下で７２Ｈｒ処理後、２４０℃の半田槽に１
０秒間浸漬し、クラックの発生した成形品の個数を示
す。 ３．半田耐湿性試験 テスト用素子（１６ｐＳＯＰ）を８５℃で、８５％ＲＨ
の環境下で７２Ｈｒ処理し、その後２６０℃の半田槽に
１０秒間浸漬後、プレッシャークッカー試験（１２５
℃、１００％ＲＨ）をおこない、回路のオープン不良数
を測定した。
【００１６】実施例２、３，比較例１〜５ 表１の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂
組成物を得た。実施例と同様にして評価した。結果を表
１に示す。
組成物を得た。実施例と同様にして評価した。結果を表
１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明による半導体封止用樹脂組成物
は、耐半田クラック性および熱伝導性に極めて優れてい
ることにより表面実装封止用樹脂組成物として非常に信
頼性の高いものである。
は、耐半田クラック性および熱伝導性に極めて優れてい
ることにより表面実装封止用樹脂組成物として非常に信
頼性の高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/31
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）式（１）の化学構造式で示される
３，３’、５，５’−テトラメチル−４，４’−ジヒド
ロキシビフェニルグリシジルエーテルを総エポキシ量に
対して５０〜１００重量％含むエポキシ樹脂、 【化１】 （Ｂ）無機充填材として平均粒径が５〜４０μｍで、組
成物全体に対して７５〜９０重量％含むチッ化ケイ素粉
末、（Ｃ）硬化剤および（Ｄ）硬化促進剤を必須成分と
することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25447192A JPH06107911A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25447192A JPH06107911A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107911A true JPH06107911A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17265504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25447192A Pending JPH06107911A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06107911A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0820628A (ja) * | 1994-07-07 | 1996-01-23 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| EP0777272A3 (en) * | 1995-11-30 | 2000-03-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| KR100673752B1 (ko) * | 2004-12-27 | 2007-01-24 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 |
| KR100699191B1 (ko) * | 2006-03-13 | 2007-03-23 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자 |
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-
1992
- 1992-09-24 JP JP25447192A patent/JPH06107911A/ja active Pending
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