JPH0725994B2 - 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物

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JPH0725994B2
JPH0725994B2 JP61276635A JP27663586A JPH0725994B2 JP H0725994 B2 JPH0725994 B2 JP H0725994B2 JP 61276635 A JP61276635 A JP 61276635A JP 27663586 A JP27663586 A JP 27663586A JP H0725994 B2 JPH0725994 B2 JP H0725994B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置封止用エポキシ樹脂に関し、更に
詳しくは優れた成形性を有し、リードフレーム及び素子
との密着性が良好で、ハンダ浸漬後でも耐湿性が良好な
硬化物を与える、半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物
に関する。
(従来の技術) 近年、半導体装置の封止に関する分野においては、半導
体素子の高集積化に伴って素子上の各種機能単位の微細
化、素子ペレット自体の大型化が急速に進んでいる。ま
た、実装面においても表面実装指向の要求が高まる傾向
にあり、高温(260℃)ハンダ槽に数秒浸漬後耐湿性を
保障する封止材料であることなど、素子ペレットの変
化、表面実装化により封止用樹脂も従来の封止用樹脂で
は耐熱性及び耐熱衝撃性等の要求が満足できなくなって
きた。
従来、半導体装置の封止用樹脂として用いられている、
フェノールノボラック樹脂で硬化させたエポキシ樹脂組
成物は耐湿性、高温電気特性、成形性などが優れ、モー
ルド用樹脂の主流となっている。
しかし、この系統の樹脂組成物を用いて大型でかつ微細
な表面構造を有する素子ペレットを封止すると、素子ペ
レット表面のアルミニウム(Al)パターンを保護するた
めの被覆材であるリンケイ酸ガラス(PSG)膜や窒化ケ
イ素(SiN)膜に割れを生じたり、素子ペレットに割れ
を生じたりする。特に冷熱サイクル試験を実施した場合
に、その傾向が非常に大きい、その結果、ペレット割れ
による素子特性の不良や保護膜の割れに起因するAlパタ
ーンの腐食により不良などを生じる。
また、表面実装の点から260℃ハンダ槽に数秒浸漬され
た場合には、チップまたはリードと樹脂との界面が開く
樹脂にクラックが発生するなど、特に吸湿処理した場合
にその傾向が大きい。その結果、素子特性の不良の原因
になる。
その対策としては、封止樹脂の内部封入物に対する応力
を小さくし、リードとの密着性を大きくし、かつ封止樹
脂と素子上のPSG膜やSiN膜などのガラス膜との密着性も
大きくする必要がある。しかも、硬化物については、吸
湿量を小さくし表子表面のAlパターンの腐食を極力防止
するために加水分解性のハロゲン化合物、特に塩素濃度
を低くおさえ、かつ吸湿時や高温時の電気絶縁性能を高
レベルに保つ必要がある。
そこで耐熱衝撃性改良の点から、フェノールノボラック
樹脂硬化のエポキシ封止樹脂に低応力を付与する成分と
して、末端官能性の液状ゴム(特開昭57-42720号公報参
照)、エポキシ化ブタジエン共重合体(特開昭57-120号
公報参照)、アルキルフェノール変性フェノールノボラ
ックエポキシ樹脂(特開昭59-30820号公報参照)、シロ
キサン変性フェノールノボラックエポキシ樹脂(特開昭
58-21417号公報及び同58-34825号公報参照)及び線状オ
ルガノポリシロキサンブロック硬化物の粉末(特開昭58
-219218号公報参照)などで変性する手法が提案されて
いる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記した組成物はいずれもリードフレー
ム及び素子との密着性を兼ね備えた材料とは言えず、26
0℃半田浸漬した場合には、水分の浸入が大きく、充分
な耐湿性を備えていない。また、一般的には低応力手法
は低応力を付与する成分によって、溶融時の粘度が増す
ためワイヤー流れを生じる。成形性が低下するなどの種
々の問題点があった。
〔発明の構成〕
(発明が解決するための手段) 本発明者らは、上記した問題点を解決すべく鋭意研究を
重ねた結果、ワックスを変性することにより、リードフ
レーム及び素子との密着性が優れ260℃半田浸漬後でも
優れた密着性を有し、吸湿量が小さく、成形性の良好な
半導体装置封止用エポキシ樹脂を完成するに至った。
すなわち、本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成
物は、内部離型剤を含有するエポキシ樹脂組成物におい
て、 (a)内部離型剤と、 (b)前記内部離型剤と相溶性を有する金属キレート化
合物とを、あらかじめ前記(a)の内部離型剤の融点以
上の温度で予備混合してエポキシ樹脂組成物に添加して
なることを特徴とするものであり、さらに金属キレート
化合物がZr−キレート,Tiキレート,Alキレート化合物か
ら選ばれた少なくとも1種を用いることを特徴とする半
導体装置封止用エポキシ樹脂組成物である。
本発明に係る内部離型剤としては、炭化水素系ワック
ス,脂肪酸系ワックス,脂肪酸アミド系ワックス,エス
テル系ワックスなどが挙げられ、具体例としては、耐湿
性の点からカルナバワックス,モンタンワックスなどの
エステル系ワックスが好ましく、その他にステアリン
酸,パルミチン酸,ステアリン酸亜鉛,ステアリン酸カ
ルシウムなどの長鎖カルボン酸及びそれらの金属塩、低
分子量ポリエチレンワックスなどが挙げられ、またこれ
らのワックスを併用したものであっても良い。
本発明に係る金属キレート化合物としては、Zrキレー
ト,Tiキレート,Alキレート化合物から選ばれ、Zrキレー
ト化合物としては例えば、テトラキスアセチルアセトナ
トジルコニウム,モノブトキシトリスアセチルアセトナ
トジルコニウム,ジブトキシビスアセチルアセトナトジ
ルコニウム,トリブトキシアセチルアセトナトジルコニ
ウム,テトラキスエチルアセチルアセテートジルコニウ
ム,ブトキシトリスエチルアセチルアセテートジルコニ
ウム,ブトキシビスエチルアセチルアセテードジルコニ
ウム,トリブトキシモノエチルアセチルアセテートジル
コニウム,テトラキスエチルラクテートジルコニウム,
ジブトキシビスエチルラクテートジルコニウム,ビスア
セチルアセトナトビスエチルアセチルアセトナトジルコ
ニウム,モノアセチルアセトナトトリスエチルアセチル
アセトナトジルコニウム,モノアセチルアセトナトビス
エチルアセチルアセトナトブトキシジルコニウム,ビス
アセチルアセトナトビスエチルラクトナトジルコニウム
などが挙げられる。
Tiキレート,Alキレート化合物としては、β−ジケト
ン,ヒドロキシカルボン酸,ケトエステル,ケトアルコ
ール,グリコールなどの配位子を有した化合物が挙げら
れる。
前記した金属キレートの中でも、耐湿性及びワックスと
の相溶性の点からZr−キレート化合物が特に好ましい。
内部離型剤と金属キレート化合物の予備混合方法として
は、内部離型剤の融点以上の温度で混合する方法が採ら
れ、均一に相溶した状態で用いられる。
内部離型剤と金属キレート化合物の混合割合は、内部離
型剤に対して金属キレートが0.1〜50重量%で用いら
れ、好ましくは0.5〜30重量%の範囲で予備混合し、配
合されるのが好ましい。
得られた内部離型剤と金属キレート化合物の混合物は、
成形材料中の0.01〜3重量%の範囲で用いられ、好まし
くは0.1〜1重量%の範囲である。配合割合が多すぎる
場合は、充分な耐湿性が得られず、また少なすぎる場合
には金型からの離型性が低下する。
本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物は前記し
た内部離型剤の他に、主剤としてのエポキシ樹脂,硬化
剤,硬化触媒,難燃剤の他に、公知の無機質充てん剤及
び表面処理剤,着色剤を配合されることにより達成さ
れ、また各種低応力付与剤を添加しても良い。
本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物の製造方
法としては、加熱ロールによる溶融混練,ニーダーによ
る溶融混練、押出機による溶融混練,微粉砕後の特殊混
合機による混合及びこれらの各方法の適宜な組合せによ
って容易に製造することができる。
なお、本発明の組成物を用いて封止した樹脂封止型半導
体装置は、常用の方法を用いて容易に製造することがで
きる。この封止の最も一般的な方法としては、低圧トラ
ンスファー成形法があるがインジェクション成形,圧縮
成形,注型などによる封止も可能である。エポキシ樹脂
組成物は封止の際に加熱して硬化させ、最終的にはこの
組成物の硬化物によって封止された樹脂封止型半導体装
置を得ることができる。硬化に際しては、150℃以上に
加熱することが望ましい。
以下において、実施例及び比較例を掲げ、本発明を更に
詳しく説明する。
なお、実施例及び比較例中、「部」は全て「重量部」を
示す。
(実施例) 実施例−1. 溶融シリカ(東芝セラミックス製)72部と三酸化アンチ
モン2.0部にカップリング剤としてA-187(日本ユニカー
製)を0.4部添加してヘンシェルミキサーで攪拌し、次
にオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(住友化
学ESCN-195XL)16部、フェノールノボラック樹脂(昭和
ユニオン製BRG-558)8部、臭素化エポキシ樹脂2部、
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン0.2部、カー
ボン粉末0.3部、及び表−1に示した、溶融したカルナ
バワックスに、テトラキスアセチルアセトナトジルコニ
ウムを溶解させつつ均一に混合して得た予備混合物0.3
部を混合し、70〜100℃の二軸ロールで混合混練後冷却
し、粉砕後タブレット化し、本発明の半導体装置封止用
エポキシ樹脂を得た。
実施例−2〜6 表−1に示した、溶融したカルナバワックスに、同表に
記載の金属キレート化合物を溶解させつつ均一に混合し
て得た予備混合物を用いて、同表の配合表に従って調製
し配合した以外は実施例と同一の組成で配合から製造ま
で行ない、半導体装置封止用エポキシ樹脂を得た。
比較例−1. 実施例の内部離型剤を用いず、カルナバワックス0.3部
を配合した以外は実施例1と同一の組成で配合から製造
まで行ない、比較試料とした。
比較例−2. 実施例の内部離型剤と同量のカルナバワックス及びZr−
キレートを予備混合せず添加配合し、実施例1と同一の
組成で配合から製造まで行ない、比較試料とした。
上記した各試料を、DIP型16ピン成形金型を用いて成型
し、175℃8時間アフターキュアー後各種テストを実施
した。
プレッシャークッカー レッドインクテスト:DIP型16ピン成形品をレッドインク
入りの2.5気圧プレッシャークッカーに入れ、8時間後
のリードへのインクの浸入距離の測定を行った。
半田浸漬 レッドインクテスト:DIP型16ピン成形品を260℃半田槽
に20秒間浸漬後、プレッシャークッカーレッドインクテ
スト2時間後のリードヘのインクの浸入距離の測定を行
なった。
ードへのインクの浸入距離の測定を行なった。
〔発明の効果〕
表−1の結果より明らかなように、実施例の本発明品は
比較品に比べて改良された内部離型剤の効果が大であ
り、成形性が低下することなく、耐湿性が優れ、プレッ
シャークッカーレッドインクテストにおいてもレッドイ
ンクの浸入をおさえることがわかる。また、半田浸漬後
のレッドインクテストにおいても比較例との優位差が顕
著であり、すばらしい性能を有することがわかる。
本発明品は、半導体封止に関する分野の高集積度化に伴
って要求される熱衝撃性、高耐湿性、表面実装指向に有
効な手段であり、本発明品の工業的価値はきわめて大き
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 63/00 NKY H01L 23/29 23/31 (72)発明者 善積 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−2385(JP,A) 特開 昭57−153022(JP,A) 特開 昭57−119947(JP,A) 特開 昭56−160056(JP,A) 特開 昭58−175850(JP,A) 特開 昭61−9425(JP,A) 特開 昭61−31423(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部離型剤を含有するエポキシ樹脂組成物
    において、 (a)内部離型剤と、 (b)前記内部離型剤と相溶性を有する金属キレート化
    合物とを、あらかじめ前記(a)の内部離型剤の融点以
    上の温度で予備混合してエポキシ樹脂組成物に添加して
    なることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
    物。
  2. 【請求項2】金属キレート化合物がZrキレート化合物、
    Tiキレート化合物、Alキレート化合物から選ばれた少な
    くとも1種からなることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
JP61276635A 1986-11-21 1986-11-21 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0725994B2 (ja)

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DE19873739489 DE3739489A1 (de) 1986-11-21 1987-11-21 Pressharzverbindung und formgepresstes elektronisches bauteil
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DE3739489A1 (de) 1988-06-09
DE3739489C2 (ja) 1993-06-17
KR880006774A (ko) 1988-07-25

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