JPH0680143B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂成形材料

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JPH0680143B2
JPH0680143B2 JP5041767A JP4176793A JPH0680143B2 JP H0680143 B2 JPH0680143 B2 JP H0680143B2 JP 5041767 A JP5041767 A JP 5041767A JP 4176793 A JP4176793 A JP 4176793A JP H0680143 B2 JPH0680143 B2 JP H0680143B2
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epoxy resin
molding material
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silicone oil
resin molding
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JP5041767A
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新悦 藤枝
章 善積
功 伊藤
一高 松本
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体封止用エポキシ樹
脂成形材料に関し、特に高い耐湿性,耐腐食性及び耐ク
ラック性を有する半導体封止用エポキシ樹脂成形材料に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化や薄層化への指
向及び集積度の増大にともない、高い耐湿性,耐腐食
性,耐クラック性,電気特性のバランスのとれたモール
ド用樹脂の開発が望まれている。
【0003】従来、電子部品のモールド用樹脂として
は、フェノールノボラック樹脂を硬化剤として含有する
エポキシ樹脂成形材料が使用されてきた。しかし、この
樹脂組成物はモールド用樹脂として要求される前記特性
を満たしていなかった。このため、上記組成の他にシリ
コーン系化合物を添加した半導体封止用エポキシ樹脂成
形材料が使用されるに至った。しかしこの成形材料を用
いて素子封止を行った場合、充分な耐湿性,耐腐食性,
耐クラック性が得られず、またボンディングワイヤー流
れを生じしかも成形時の金型からの離型性が悪いなど種
々の問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
エポキシ樹脂成形材料は、電子部品のモールド用樹脂と
して使用するには耐湿性,耐腐食性,耐クラック性,成
形性等が不充分であった。
【0005】本発明はこのような問題に鑑みて、モール
ド用樹脂として要求される高い耐湿性,耐腐食性,耐ク
ラック性を有し、素子封止を行った場合のワイヤー流れ
性及び金型からの離型性の優れた半導体封止用エポキシ
樹脂成形材料を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の半導体
封止用エポキシ樹脂成形材料としては、エポキシ樹脂,
フェノールノボラック樹脂,硬化促進剤,無機質充填剤
を必須成分としてなる組成物にオルガノシロキサンを
0.1〜5重量%混合するエポキシ樹脂成形材料におい
て、前記硬化促進剤が有機ホスフィン類であり、エポキ
シ樹脂又はフェノール樹脂とオルガノシロキサンを予備
混練し、さらに残りの材料と混合することを特徴とす
る。
【0007】本発明に用いるエポキシ樹脂は1分子中に
2個以上のエポキシ基を有するものであればその種類に
は制限はなく、例えばビスフェノールA型,ビスフェノ
ールF型,フェノールノボラック型,クレゾールノボラ
ック型等のエポキシ樹脂及びこれらの樹脂に塩素原子も
しくは臭素原子等のハロゲン原子を導入したエポキシ樹
脂等が例示される。これは単独で又は混合系で使用され
る。
【0008】本発明におけるフェノールノボラック樹脂
は、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する
ものであればいかなるものであってもよく、その具体例
としては、フェノールノボラック樹脂,オルソクレゾー
ルノボラック樹脂及びメタクレゾールノボラック樹脂等
が例示される。これらは単独で又は混合系で使用され
る。その配合量は多官能エポキシ化合物100重量部に
対して、10〜80重量部、好ましくは20〜60重量
部の範囲である。
【0009】本発明における硬化促進剤としては有機ホ
スフィン類が用いられ、このような有機ホスフィン類の
使用により本発明樹脂組成物の耐湿性及び電気特性が著
しく向上する。この有機ホスフィン類の具体例として
は、トリフェニルホスフィン等のトリアリールホスフィ
ン類があげられ、その配合量はエポキシ樹脂とフェノー
ルノボラック樹脂の合計量100重量部に対して、0.
001〜20重量部、好ましくは0.1〜5重量部の範
囲である。
【0010】本発明における無機質充填剤には、本発明
樹脂組成物の目的及び用途等に応じて各種の充填剤が使
用される。その具体例としては、溶融シリカ,結晶系シ
リカ,タルク,マイカ,クレー,カオリン,炭酸カルシ
ウム,アルミナ,亜鉛華,ガラス繊維,水酸化アルミニ
ウム,酸化チタン等が例示される。これらは単独又は混
合系で使用される。
【0011】このような無機質充填剤の配合量を増す
と、樹脂封止体の線膨張係数は小さくなり熱伝導度が大
きくなって好ましいが、過度に配合すると樹脂組成物の
成形時の流動性が低下して半導体素子のボンディングワ
イヤーの切断を起す恐れが生じるため好ましくない。無
機質充填剤の配合量としては65〜82重量%の範囲で
選択すると、樹脂封止体の線膨張係数はかなり小さく、
熱伝導度は大きく維持しつつ、低圧トランスファー成形
法に適する成形時の流動性も得ることができる。また素
子の信頼性を維持するためには樹脂を低歪化することが
望ましく、かかる観点からすると、無機質充填剤として
は、結晶性シリカ粉及び溶融シリカ粉が特に好ましい。
【0012】本発明におけるオルガノシロキサンは、素
子の信頼性に悪影響を及ぼさない化合物であれば、いか
なるものも使用可能である。また、一般にシリコーンオ
イルと称呼されているものが作業性の点で良く、その具
体例としてはジメチル系シリコーンオイル.メチルフェ
ニル系シリコーンオイル,メチルクロロフェニルシリコ
ーンオイル,フロロシリコーンオイル,アルキル変性シ
リコーンオイル,高級脂肪酸変性シリコーンオイル,メ
チルハイドロジエンシリコーンオイル,アミノ変性シリ
コーンオイル,アルコール変性シリコーンオイル,エポ
キシ変性シリコーンオイル,メチルビニルシロキサン系
シリコーンオイル,フェノール変性シリコーンオイル,
アクリル変性シリコーンオイル等が挙げられるがこのう
ちジメチル系シリコーンオイル,メチルフェニル系シリ
コーンオイルが好ましい。これらは単独で又は混合系で
使用される。その配合量は成形材料中0.1〜5重量パ
ーセントの範囲で使用され、好ましくは0.2〜2重量
パーセントである。配合量が0.1重量パーセント以下
では充分な耐クラック性及び素子信頼性が得られず、5
重量パーセント以上では成形性の低下が著しい。
【0013】また本発明においては、この他にも用途,
目的に応じて、本発明の目的が阻害されない範囲内で種
々の添加剤を配合することができる。このような添加剤
としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸、ワックス
類等の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、エポキシ
シラン、ビニルシラン、ボラン系化合物、アルキルチタ
ネート等のカップリング剤及びアンチモン、リン化合物
等の難燃剤があげられる。
【0014】本発明では、エポキシ樹脂又はフェノール
ノボラック樹脂とシリコーンオイルを予備混合すること
により、素子のボンディングワイヤー流れが改良され、
また素子の信頼性,耐腐食性及び耐クラック性が向上さ
れた成形材料が得られる。しかも硬化促進剤として有機
ホスフィン類が配合された本発明のエポキシ樹脂成形材
料においては、このとき耐湿性が著しく向上し、さらに
低応力化も実現される。
【0015】また本発明において、上述したような予備
混合の方法としては、エポキシ樹脂及びフェノールノボ
ラック樹脂の軟化点以上の温度での混合方法であれば良
く、撹拌機,ロール,ニーダーあるいはスクリュー式連
続混練機等により均一に混合できる。次いで本発明樹脂
組成物は、残りの材料を加え、ロール,ニーダー又はス
クリュー式連続混練機等を用いて、ドライ混練,溶融混
練等により再度均一に混合された後、コンプレッショ
ン,トランスファー又はインジェクション成形に供され
る。また、液状,溶液もしくは粉体コーティング材及び
ポッティング材等にも利用される。
【0016】
【実施例】
実施例1〜6及び比較例1〜5 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量1
96、軟化点74℃)16.5重量部にTSF−451
(東芝シリコーン社製ジメチルシリコーンオイル)1.
0重量部を混合機を用いて予備混合を行い、次いでフェ
ノールノボラック樹脂8.2重量部、トリフエニルホス
フィン0.2重量部、シランカップリング剤0.4重量
部、離型剤ヘキストE(商品名ヘキストジャパン社製)
0.4重量部、溶融シリカ粉70重量部をヘンシエルミ
キサーで混合して60〜100℃の二軸ロールで混練
し、冷却後粉砕して実施例1のエポキシ樹脂成形材料を
得た。同様にXF−40(アルコール変性シリコーンオ
イル)、TSF−410(高級脂肪酸変性シリコーンオ
イル)、YF−3802(アルコール変性シリコーンオ
イル)、XF−42(エポキシ変性シリコーンオイル)
(以上東芝シリコーン社製シリコーンオイル)をTSF
−451のかわりに用いて実施例2〜5を得た。また、
フェノールノボラック樹脂(水酸基当量104、軟化点
80℃)8.2重量部に前記のXF−42を1.0重量
部混合機を用いて予備混合を行い、次いでエポキシ樹脂
等の他の配合成分を実施例1と同様に混合、混練し、冷
却後粉砕することにより実施例6のエポキシ樹脂成形材
料を得た。
【0017】一方、シリコーンオイル無添加のもの、シ
リコーンオイルとエポキシ樹脂との予備混合を行わなか
ったもの、シリコーンオイルと溶融シリカ粉との予備混
合を行ったもの、硬化促進剤としてイミダゾール類を用
いてかつシリコーンオイルとエポキシ樹脂との予備混合
を行わなかったもの及び予備混合を行ったものをそれぞ
れ比較例1〜5のエポキシ樹脂成形材料として得た。す
なわち比較例1は、ジメチルシリコーンオイル無添加で
あること以外は実施例1と同様の組成のエポキシ樹脂成
形材料であり、比較例2は、ジメチルシリコーンオイル
とクレゾールノボラック型エポキシ樹脂との予備混合を
行わなかった以外は実施例1と全く同様のエポキシ樹脂
成形材料である。また比較例3は、溶融シリカ粉70重
量部にシランカップリング剤0.4重量部とTSF−4
51 1.0重量部を噴霧処理しながらヘンシェルミキ
サー中でこれらの予備混合を行い、次いで残りの材料を
混合して二軸ロールで混練することによって得た実施例
1と同一組成のエポキシ樹脂成形材料であり、比較例
4,5はそれぞれ、硬化促進剤としてトリフェニルホス
フィン0.2重量部のかわりに2−ウンデシルイミダゾ
ール0.27重量部を用いた以外はそれぞれ実施例1及
び比較例2と全く同様のエポキシ樹脂成形材料である。
【0018】次に、これらのエポキシ樹脂成形材料につ
いて、それぞれ表1に示した特性評価を行ったところ、
実施例1〜6では表1から明らかなようにすべての特性
評価において良好な結果が得られた。これより本発明に
よれば、耐湿性,耐腐食性,耐クラック性,成形性を始
めとする各種特性に優れ、かつ高ガラス転移点,低応力
のエポキシ樹脂成形材料が得られることが判る。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の半導体封
止用エポキシ樹脂成形材料はモールド用樹脂として要求
される、特に高い耐湿性,耐腐食性及び耐クラック性を
有しており、しかもモールド時の成形性が優れており、
低応力、高ガラス転移点という特徴を有する。したがっ
てその工業的価値は極めて大である。
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 23/29 23/31

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エポキシ樹脂,フェノールノボラック樹
    脂,硬化促進剤,無機質充填剤を必須成分としてなる組
    成物にオルガノシロキサンを0.1〜5重量%混合する
    エポキシ樹脂成形材料において、前記硬化促進剤が有機
    ホスフィン類であり、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂
    とオルガノシロキサンを予備混練しさらに残りの材料と
    混合することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂成
    形材料。
JP5041767A 1993-02-08 1993-02-08 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料 Expired - Lifetime JPH0680143B2 (ja)

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