JPH06200126A - 半導体封止用低圧トランスファ成形材料 - Google Patents

半導体封止用低圧トランスファ成形材料

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JPH06200126A
JPH06200126A JP1673893A JP1673893A JPH06200126A JP H06200126 A JPH06200126 A JP H06200126A JP 1673893 A JP1673893 A JP 1673893A JP 1673893 A JP1673893 A JP 1673893A JP H06200126 A JPH06200126 A JP H06200126A
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JP
Japan
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epoxy resin
molding material
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filler
pressure transfer
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Withdrawn
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JP1673893A
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English (en)
Inventor
Makoto Yamagata
誠 山縣
Kazunori Matsugaki
一徳 松垣
Hiroyuki Ono
裕之 小野
Noriko Nakayama
紀子 中山
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低吸湿性で、はんだ耐熱性の良好な、成形性
に優れた半導体封止用低圧トランスファ成形材料を提供
することにある。 【構成】 (a)エポキシ樹脂、(b)硬化剤、(c)
硬化促進剤、(d)充填剤を必須成分とし、(d)充填
剤中の主成分が溶融シリカで、全組成物中の充填剤量が
90重量%以上であり、かつ、175℃における最低溶
融粘度が500ポイズ以下である半導体封止用低圧トラ
ンスファ成形材料であって、(a)成分の全部ないし一
部が、下記式(1) 【化1】 で表されるジフェニルエーテル骨格を含有するエポキシ
樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に使用される
エポキシ封止半導体装置が回路基板への表面実装時に受
けるはんだ付けによる熱衝撃を低減し、優れた信頼性を
与えることが可能な、成形性に優れた半導体封止用低圧
トランスファ成形材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、コイル、コンデンサ、トラン
ジスタ、IC等の電子部品の封止用途では、機械的強度
等の材料特性面での要求を満たし、生産性にも優れてい
ることから、エポキシ樹脂成形材料による、低圧トラン
スファ成形が広範に行われている。このエポキシ樹脂成
形材料は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充填剤
を主成分とし、着色剤、難燃剤、離型剤、カップリング
剤等の他、応力特性、耐湿性、密着性等を改善するため
の各種添加剤を含んでいる。
【0003】この用途では、硬化性、耐熱性、耐湿性と
いった観点から、フェノール硬化型エポキシ樹脂が樹脂
成分として使用されている。広く用いられている主なエ
ポキシ樹脂はオルソクレゾールノボラックのグリシジル
エーテルであり、最近、ビフェニル骨格やナフタレン骨
格を有するエポキシ樹脂が一部使用されるようになって
きた。
【0004】硬化剤としては、フェノール性OH基を有
するものが広く使用されており、フェノールノボラック
が最も一般的である他、ナフトール等を分子中に有する
ものや、各種改質用途にテルペン骨格、ジシクロペンタ
ジエン骨格を有するものが提案されている。
【0005】一方で機械的強度の向上や吸湿性の改善の
ため、これら樹脂成分にシリカを主成分とする充填剤が
相当量混合される。充填剤の添加量は成形材料の機械的
強度が充分発揮され、かつ、成形性が損なわれない範囲
で混合されるが、従来の技術では、全組成物の60〜9
0重量%の範囲で混合されている。
【0006】充填剤の高充填化のため、これまでに行わ
れてきた技術とは、ビフェニル骨格を有する2官能性の
低粘度エポキシ樹脂を用いる技術、充填剤の主成分とし
て球状シリカを用いる技術、充填剤の粒度分布を最適化
する技術などであるが、いずれの技術を用いても、優れ
た成形性を維持したまま、全組成物の90重量%以上の
高充填を達成できた例は無かった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年電子機器の軽薄短
小化は、急激に進展し、電子部品の回路基板に対する実
装は、従来の挿入方式から表面実装方式へ急速に移行し
つつある。表面実装方式では、はんだ実装面に電子部品
本体が実装されるため、フローはんだ、リフローはんだ
のいずれのはんだ付け方法においても、200℃以上、
最大約260℃という非常な高温に、電子部品本体が晒
される。
【0008】特にエポキシ樹脂封止半導体装置には、こ
の熱衝撃のためにパッケージの樹脂硬化物中の吸湿水分
が急激に装置内で膨張し、クラックを発生したり、界面
剥離を生じさせ信頼性を悪化させるという重大問題、所
謂はんだ耐熱性の問題がある。
【0009】本発明は、かかる問題を解決するために成
されたものであり、低吸湿性で、はんだ耐熱性の良好
な、成形性に優れた半導体封止用低圧トランスファ成形
材料を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、充填剤の9
0重量%以上の高充填を達成することにより、エポキシ
樹脂封止半導体装置の吸湿を極小に抑えて、はんだ耐熱
性を向上させるとともに、充填剤の高充填による溶融粘
度の上昇を500ポイズ以下に抑えることにより成形性
を両立できることを見い出し、発明を完成するに至っ
た。特に、粘度の上昇を抑える手段として、ジフェニル
エーテル骨格を含有するエポキシ樹脂を用いることによ
り、最大限の効果が期待できることを明らかにした。
【0011】すなわち本発明は、(a)エポキシ樹脂、
(b)硬化剤、(c)硬化促進剤、(d)充填剤を必須
成分とし、(d)充填剤中の主成分が溶融シリカで、全
組成物中の充填剤量が90重量%以上であり、かつ、常
温では固体でありながら175℃における最低溶融粘度
が500ポイズ以下であることを特徴とする半導体封止
用低圧トランスファ成形材料であり、特に、(a)成分
の全部ないし一部が、下記式(1)
【化3】 で示されるジフェニルエーテル骨格を含有するエポキシ
樹脂である半導体封止用低圧トランスファ成形材料であ
る。
【0012】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
用いられる(a)エポキシ樹脂としては、1分子中に少
なくとも1個のエポキシ基を有するものであればいかな
るものでもよく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ
樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型
エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂等
や、フェノール、クレゾール、ビスフェノールA、ナフ
トール等と、アルデヒド類、キシレングリコール類等を
酸性触媒下で、単独または共縮合して得られる樹脂を原
料として、エピクロルヒドリンでグリシジルエーテル化
するなどしてエポキシ化したものが用いられる。また、
難燃性付与を目的として、エポキシ樹脂の一部に上述の
エポキシ樹脂の臭素化物を含むことが可能である。
【0013】(a)エポキシ樹脂として特に好ましい例
としては、下記式(1)
【化4】 で表される、ジフェニルエーテル骨格を含有するエポキ
シ樹脂を相当量用いることが、本発明の効果を発揮させ
る上で最も好ましい。上記式(1)で表されるジフェニ
ルエーテル骨格を含有するエポキシ樹脂を用いることに
より、175℃における溶融粘度を500ポイズ以下に
することが容易となる。
【0014】本発明で用いられる(b)硬化剤として
は、フェノール性OH基を有するものを広く使用するこ
とができ、その他、酸無水物、アミン類、チオール類等
を用いることもできる。フェノール硬化型では、例えば
フェノール、クレゾール、ビスフェノールA、ナフトー
ル等と、アルデヒド類、キシレングリコール類等を酸性
触媒下で、単独または共縮合して得られる樹脂や、テル
ペンジフェノール、フェノール類のジシクロペンタジエ
ン縮合物や、その誘導体が用いられる。硬化剤のエポキ
シ樹脂に対する配合量は、1エポキシ当量に対して、
0.5〜1.2当量が望ましく、それ以外では成形性に
重大な欠陥を起こすことがある。
【0015】本発明で用いられる(c)硬化促進剤とし
ては、トリブチルアミン、1,8−シアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7等のアミン類、トリフェ
ニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウムテトラ
フェニルボレート等のホスフィン類、2−メチルイミダ
ゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール等のイ
ミダゾール類などが用いられる。
【0016】本発明で用いられる(d)充填剤として
は、破砕状または球状の溶融シリカ粉末を充填剤総量の
90重量%以上用いる必要がある。破砕状のシリカはボ
ールミル等で粉砕したものの他、摩砕方式で角を取った
形状のもの等も使用することが可能である。球状シリカ
は、溶射方式で球状に加工したものの他、シリカ金属を
直接酸化法により微粉の球状シリカとしたもの等も使用
することが可能である。溶融シリカ以外の充填剤として
は、結晶シリカ、アルミナ、窒化硅素、窒化アルミなど
の無機粉末等を使用することができる他、難燃助剤とし
て、充填剤の一部に三酸化アンチモンを使用することが
できる。
【0017】また、本発明のトランスファ成形材料に
は、必要に応じて着色剤、難燃剤、離型剤、カップリン
グ剤等の他、応力特性、耐湿性、密着性等を改善するた
めの各種添加剤を使用することができる。
【0018】着色剤としては、例えばカーボンブラッ
ク、アセチレンブラック、ベンガラ等を使用することが
できる。
【0019】難燃剤としては、上述の臭素化エポキシ樹
脂、三酸化アンチモンの他に、ヘキサブロモベンゼン等
を使用することができる。
【0020】離型剤としては、カルナバなどの天然ワッ
クス、高級脂肪酸エステル類などの合成ワックス、変性
シリコーンオイル類等を使用することができる。
【0021】カップリング剤としては、エポキシシラ
ン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン
などのシランカップリング剤の他、チタネート系等のカ
ップリング剤を使用することができる。
【0022】低応力化剤としては、固体、液体のシリコ
ーンゴム、シリコーンオイル、合成ゴム(ポリブタジエ
ン、ポリイソプレンなど)、熱可塑性エラストマ(SB
S、SIS、SEBS、SEPSなど)等やその誘導体
が用いられる。耐湿性向上剤としては、ハイドロタルサ
イト類などのイオン交換体等が用いられる。
【0023】密着性向上剤としては、液状ポリブタジエ
ンや、石油樹脂、ロジン、テルペンなどの粘着付与剤等
が用いられる。
【0024】これら添加物についても、全組成物の重量
に計算し、また、添加剤中の無機質成分は充填剤として
計算する。本発明では、これら充填剤の総量が、全組成
物中の90重量%以上であることが、低吸湿性確保のた
め必要である。
【0025】本発明は、以上のような組成の配合物であ
るが、また、この配合物の175℃における最低溶融粘
度は、良好な成形性を維持するために、500ポイズ以
下であることが必要である。
【0026】
【作用】吸湿によるクラック発生の根本原因としては、
樹脂成分が空気中の水分を吸湿し、はんだ実装時に水分
が急激に膨張し、パッケージクラックを引き起こしてい
たが、本発明においては、充填剤の高充填によりパッケ
ージ硬化物の吸湿の原因である樹脂成分を含有量を最低
限に抑え、吸湿の極小化を図ることが可能になった。
【0026】しかしながら、従来用いられている樹脂を
使用し本発明のような高充填を行った場合、低圧トラン
スファ成形時における、粘度の上昇は避けがたく、未充
填、金線変形、アイランド変形、ボイドなどが発生し、
成形品質を確保することが出来ない。そこで、本発明に
おいては、175℃の低圧トランスファ成形温度域での
溶融粘度を500ポイズ以下に抑さえることによって、
これらの成形品質も確保した。その具体的手段として、
非常に低分子量であり、かつ、屈曲性の高いエーテル基
を分子構造に含み、融点が高く常温で固体であるジフェ
ニルエーテル骨格を含有するエポキシ樹脂を用いる。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではな
い。実施例で用いた主要なエポキシ樹脂とは次の通りで
ある。 エポキシ樹脂A:ジフェニルエーテルジグリシジルエー
テル(エポキシ当量175g/eq、融点84℃、15
0℃粘度 4cst) 標準構造式
【化5】 エポキシ樹脂B:3,3’,5,5’−テトラメチルビ
フェニル−4,4’−ジグリシジルエーテル(油化シェ
ルエポキシ社製、YX−4000H、エポキシ当量19
0g/eq、融点105℃、150℃粘度 12cs
t)
【0027】実施例、比較例で用いた低圧トランスファ
成形材料の調製方法を次に示す。尚、実施例、比較例で
用いている配合量は全て重量部である。表1に示す配合
に従い、球状溶融シリカ(電気化学工業社製、FB−4
8)、三酸化アンチモン粉末(住友金属鉱山社製)10
部に、シランカップリング剤(日本ユニカー社製、A−
186)3部を加え、ミキサーで混合した。さらにエポ
キシ樹脂A、エポキシ樹脂B、臭素化エポキシ樹脂(大
日本インキ社製、エピクロン−152S)10部、フェ
ノールノボラック(群栄化学社製、PSM−4261)
50部、硬化促進剤のトリフェニルフォスフィン(ケー
アイ化成社製、PP−360)、着色剤のカーボンブラ
ック(三菱化成社製、MA−600)3部、離型剤(ヘ
キスト社製、ヘキストOP/ヘキストS=1/1)4部
を加え、混合したのち、コニーダで混練し、実施例、比
較例の低圧トランスファ成形材料を得た。
【0028】実施例1〜3 表1に示す組成で、球状溶融シリカを全組成物中の充填
剤量が90重量%以上となるように配合した。実施例1
〜3の配合では、エポキシ樹脂Aの使用により、溶融粘
度は500ポイズ以下であった。表1の評価結果から、
実施例1〜3は、低吸水性ではんだ耐熱性に優れ、低粘
度であるため高流動性であり成形性にも優れていること
が判る。
【0030】比較例1〜3 表1に示す組成で実施例と同様にトランスファ成形材料
を調製した。比較例1では、球状溶融シリカの配合量が
少ないため、全組成物中の充填剤量が90重量%以下で
あり、吸水性が高く、はんだ耐熱性に劣る。比較例2で
は、球状溶融シリカの配合量が著しく多いため、溶融粘
度が500ポイズ以上であり、成形性に劣る。比較例3
では、エポキシ樹脂Aを用いていないため、溶融粘度が
500ポイズ以上であり、成形性に劣る。
【0031】
【表1】
【0032】評価方法 溶融粘度:直径1.0mmφ、長さ10mmの円管中
を、175℃溶融状態で流動する時の最低粘度を、高化
式フローテスタを用いて測定した。 流動性:EMMI−I−66に準じたスパイラルフロー
測定用金型を用い、低圧トランスファ成形機にて、17
5℃、70kg/mm2 、120秒の条件で、成形した
時の成形品の長さを判定した。 吸水性:得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ成形機にて、175℃、70kg/mm2 、1
20秒の条件で、直径50mmφ×3mmの円盤に成形
し、175℃で12時間ポストキュアしたものを、85
℃85%RHの環境下100時間放置し、吸水率を測定
した。 成形性:得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ成形機にて、175℃、70kg/mm2 、1
20秒の条件で、14×20×2.2mmのQFP−8
0に7×7×0.4mmのアルミ配線模擬素子(TE
G)を封止した。未充填を目視で、金線変形、アイラン
ド変形、ボイドを軟X線透視装置を用いて検査し、いず
れかの不良が発生していれば不良パッケージと判定し
た。 はんだクラック性:前項の成形性試験で用いたと同じQ
FP−80を、175℃で12時間ポストキュアし、8
5℃85%RHの環境下100時間吸湿させた後、26
0℃のはんだ浴に10秒浸漬した時に発生するクラック
を目視検査し不良を判定した。 はんだ後耐湿性:前項の成形性試験で用いたと同じQF
P−80を、175℃で12時間ポストキュアし、85
℃85%RHの環境下24時間吸湿させた後、260℃
のはんだ浴に10秒浸漬し、さらに、121℃100%
RHの環境下に300時間放置した時に発生する回路の
オープンをテスタを用いて検査し不良を判定した。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術では得ること
のできなかった、低吸水性ではんだ耐熱性に優れ、成形
性にも優れた半導体封止用低圧トランスファ成形材料を
得ることができる。本発明の半導体封止用低圧トランス
ファ成形材料を、半導体装置の封止に用いた場合、特に
表面実装型パッケージに搭載された高集積大型IC等の
高信頼性を必要とする半導体装置に用いた場合、電子機
器に使用されるエポキシ樹脂封止半導体装置が回路基板
への表面実装時に受けるはんだ付けのための熱衝撃を低
減し、優れた信頼性を与えることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)エポキシ樹脂、(b)硬化剤、
    (c)硬化促進剤、(d)充填剤を必須成分とし、
    (d)充填剤中の主成分が溶融シリカで、全組成物中の
    充填剤量が90重量%以上であり、かつ、175℃にお
    ける最低溶融粘度が500ポイズ以下であることを特徴
    とする半導体封止用低圧トランスファ成形材料。
  2. 【請求項2】 (a)成分の全部ないし一部が、下記式
    (1) 【化1】 で表されるジフェニルエーテル骨格を含有するエポキシ
    樹脂である請求項1記載の半導体封止用低圧トランスフ
    ァ成形材料。
  3. 【請求項3】 式(1)で表されるジフェニルエーテル
    骨格を含有するエポキシ樹脂が、下記式(2) 【化2】 で示されるジフェニルエーテルジグリシジルエーテルで
    ある請求項2記載の半導体封止用低圧トランスファ成形
    材料。
JP1673893A 1993-01-06 1993-01-06 半導体封止用低圧トランスファ成形材料 Withdrawn JPH06200126A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001279064A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Toray Ind Inc 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
WO2020175669A1 (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 日立化成株式会社 封止組成物及び半導体装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001279064A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Toray Ind Inc 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
WO2020175669A1 (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 日立化成株式会社 封止組成物及び半導体装置
CN113348192A (zh) * 2019-02-28 2021-09-03 昭和电工材料株式会社 密封组合物及半导体装置
JPWO2020175669A1 (ja) * 2019-02-28 2021-12-23 昭和電工マテリアルズ株式会社 封止組成物及び半導体装置

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