JPH0770317A - 半導体封止用熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用熱硬化性樹脂組成物

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JPH0770317A
JPH0770317A JP21939393A JP21939393A JPH0770317A JP H0770317 A JPH0770317 A JP H0770317A JP 21939393 A JP21939393 A JP 21939393A JP 21939393 A JP21939393 A JP 21939393A JP H0770317 A JPH0770317 A JP H0770317A
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JP21939393A
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Hisafumi Enoki
尚史 榎
Toshiro Takeda
敏郎 竹田
Kenichi Suzuki
憲一 鈴木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 樹脂成分が、一般式1で示されるシアネート
エステル化合物及び/又はそのプレポリマー(a)、一
般式2で示されるビスマレイミド化合物及び/又はその
プレポリマー(b)とからなり、a,bの重量比が 1/9
9〜99/1 の範囲にある。 (R1〜R8は、水素あるいはアルキル基を示し、R9又は2価の脂肪族残基を示し、2価の脂肪族残基である
場合には、R1〜R9の炭素数の合計は5以上7以下。) (R10〜R17は、水素あるいはアルキル基を示し、R18
又は2価の脂肪族残基を示し、2価の脂肪族残基の場合
には、R10〜R18の炭素数の合計は3以上7以下。) 【効果】 靭性、密着性、低吸水性に優れ、耐半田クラ
ック性、難燃性にも優れた、半導体封止材料として非常
に信頼性の高い優れた樹脂組成物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス転移点(以下T
gという)が高く、高靭性、高密着性、低吸水性で、耐
半田クラック性、更には難燃性に優れた半導体封止用熱
硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年IC、LSI、トランジスター、ダ
イオードなどの半導体素子や電子回路等の封止には、特
性、コスト等の点からエポキシ樹脂組成物が一般的に用
いられている。しかし、電子部品の量産性指向、高集積
化や表面実装化の方向に進んで来ており、これに伴い封
止樹脂に対する要求は厳しくなってきている。特に高集
積化に伴うチップの大型化、パッケージの薄肉化や表面
実装時における半田浸漬(200〜300℃)によって装置に
クラックが発生し易くなっており、信頼性向上のために
半導体封止用樹脂としては耐熱性、高靭性、高密着性と
低吸水性が強く望まれている。
【0003】半導体封止用樹脂としては現在エポキシ樹
脂が主流である。しかし、エポキシ樹脂は、耐熱性と低
吸水性の点で改良に限界があり、表面実装時の半田浸漬
後の信頼性の高いものが得られていない。エポキシ樹脂
に代わる高耐熱性を有する樹脂としては、マレイミド樹
脂が注目されてきているが、吸水率が大きく、吸湿時の
半田浸漬でクラックを発生し、信頼性に乏しい欠点があ
る。この他に、エポキシ樹脂に代わる高耐熱性を有する
樹脂としては、シアネートエステル樹脂が公知である。
この樹脂は、積層板成形のように長いプレス時間をかけ
る場合には、Tgが高く、比較的低吸水性の硬化物とな
る。しかし、これを封止材などの短時間成形に用いる場
合は、硬化速度が非常に遅く、金型からの離型性も悪
い。硬化性を上げるため、ノニルフェノール、ナフテン
酸コバルト、ナフテン酸亜鉛などの硬化触媒を増やす
と、Tgが下がり、脆くなり、吸水率も大きくなるなど
の問題がある。
【0004】
【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、高耐熱性、高靭性、高密着性で、かつ低吸水性
を有し、半田浸漬後の信頼性に非常に優れ、更には難燃
性に優れた半導体封止用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、樹脂成分が、
一般式(1)で示されるシアネートエステル化合物及び
/又はそのプレポリマー(a)、一般式(2)で示され
るビスマレイミド化合物及び/又はそのプレポリマー
(b)とからなり、(a),(b)の重量比が 1/99〜9
9/1 の範囲にある半導体封止用熱硬化性樹脂組成物で
ある。
【化1】 (R1〜R8は、水素あるいはアルキル基を示し、互いに
同一であっても異なっていてもよく、R9
【化2】 又は2価の脂肪族残基を示し、2価の脂肪族残基である
場合には、R1〜R9の炭素数の合計は5以上7以下であ
る。)
【化3】 (R10〜R17は、水素あるいはアルキル基を示し、互い
に同一であっても異なっていてもよく、R18
【化4】 又は2価の脂肪族残基を示し、2価の脂肪族残基である
場合には、R10〜R18の炭素数の合計は3以上7以下で
ある。)
【0006】本発明においては、多官能シアネートエス
テル類そのもの、またはこれから誘導されるプレポリマ
ーを用いることができる。多官能シアネートエステル化
合物は、必要に応じて、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コ
バルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛、オクチル酸亜
鉛、オクチル酸錫、鉛アセチルアセトナート、ジブチル
錫マレエート等の触媒を用いることによって、シアネー
トエステル基を三量化し、適当に反応を調整してプレポ
リマー化することができる。シアネートエステル基は、
三量化することによってsym−トリアジン環を分子内
に形成し、最終的に加熱硬化することが可能である。
【0007】式(1)におけるR9が2価の脂肪族残基
である場合、R1〜R9の全炭素数の合計は5以上7以下
であることが好ましい。炭素数の合計が5より小さいと
密着性が充分でなく、また吸水しやすくなり、耐半田ク
ラック性が低下する。炭素数の合計が7より大きいと、
靭性、耐半田クラック性が低下するので好ましくない。
【0008】本発明において用いられるシアネートエス
テル化合物は、一般式(1)で示されるものであれば特
に限定されるものではないが、具体例を示すと、ビス
(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)メタン、2,2-ビ
ス(4-シアナートフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオ
ロプロパン、3,8-ビス(4-シアナートフェニル)-トリシ
クロ-[5,2,1,026]デカン、4,8-ビス(4-シアナートフェ
ニル)-トリシクロ-[5,2,1,026]デカン、3,9-ビス(4-シ
アナートフェニル)-トリシクロ-[5,2,1,026]デカン、
4,9-ビス(4-シアナートフェニル)-トリシクロ-[5,2,1,0
26]デカン、1,8-ビス(4-シアナートフェニル)-メンタ
ン、1,8-ビス(3-メチル-4-シアナートフェニル)-メンタ
ン、1,8-ビス(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)-メ
ンタンなどである。
【0009】本発明において用いられる一般式(2)で
示されるビスマレイミド化合物は、無水マレイン酸とジ
アミンとを反応させて得られるビスマレアミド酸を更に
脱水閉環イミド化したものである。このビスマレイミド
を更に多官能アミンや多官能アリルフェノール化合物と
200℃以下の温度で反応させることにより、プレポリマ
ーを得ることが可能である。このようにして得られたビ
スマレイミド及び/又はそのプレポリマーは耐熱性に優
れており、2種以上を組合せて用いることも勿論可能で
ある。
【0010】式(2)におけるR18が2価の脂肪族残基
である場合、R10〜R18の全炭素数の合計は3以上7以
下であることが好ましい。炭素数の合計が3より小さい
と密着性が充分でなく、また吸水しやすくなり、耐半田
クラック性が低下する。炭素数の合計が7より大きい
と、靭性、耐半田クラック性が低下するので好ましくな
い。
【0011】本発明において用いられるビスマレイミド
化合物は、一般式(2)で示されるものであれば特に限
定されるものではないが、具体例を挙げると、2,2-ビス
[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]-プロパン、2,2
-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]-ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2-ビス[3-メチル-4-(4-マレイミド
フェノキシ)フェニル]-プロパン、2,2-ビス[3-メチル-4
-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]-ヘキサフルオロ
プロパン、2,2-ビス[3,5-ジメチル-4-(4-マレイミドフ
ェノキシ)フェニル]-プロパン、2,2-ビス[3,5-ジメチル
-4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]-ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2-ビス[3-エチル-4-(4-マレイミドフェ
ノキシ)フェニル]-プロパン、2,2-ビス[3-エチル-4-(4-
マレイミドフェノキシ)フェニル]-ヘキサフルオロプロ
パン、ビス[3-メチル-(4-マレイミドフェノキシ)フェニ
ル]-メタン、ビス[3,5-ジメチル-(4-マレイミドフェノ
キシ)フェニル]-メタン、ビス[3-エチル-(4-マレイミド
フェノキシ)フェニル]-メタン、3,8-ビス[4-(4-マレイ
ミドフェノキシ)フェニル]-トリシクロ-[5,2,1,026]デ
カン、4,8-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]
-トリシクロ-[5,2,1,026]デカン、3,9-ビス[4-(4-マレ
イミドフェノキシ)フェニル]-トリシクロ-[5,2,1,026]
デカン、4,9-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニ
ル]-トリシクロ-[5,2,1,026]デカン、1,8-ビス[4-(4-
マレイミドフェノキシ)フェニル]-メンタン、1,8-ビス
[3-メチル-4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]-メン
タン、1,8-ビス[3,5-ジメチル-4-(4-マレイミドフェノ
キシ)フェニル]-メンタンなどである。
【0012】本発明の熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分
(これを(A)とする)は、成分(a)と成分(b)の
重量比が、1/99〜99/1 の範囲にあることを特徴とす
る。成分(a)が樹脂成分(A)中1重量%未満となる
と、靭性、密着性が低下し、耐半田クラック性が低下す
るので好ましくない。また、成分(b)が(A)中1重
量%未満となると、線膨張係数が増加し、耐熱性が低下
するので好ましくない。
【0013】半導体封止用組成物とするには、難燃剤、
硬化触媒、充填剤などの他に、滑剤、離型剤、シランカ
ップリング剤、着色剤など各種の添加剤を必要により適
宜配合添加することができる。
【0014】難燃剤としては、通常の各種難燃剤を使用
できるが、特に本発明においては反応性の難燃剤を用い
るのが望ましい。反応性難燃剤としては、官能基とし
て、エポキシ基、マレイミド基、シアネート基、ビニル
基、アリル基、プロペニル基、アクリル基、メタクリル
基を有し、分子内にCl,Brなどのハロゲン原子又は
リン原子を有する化合物が用いられる。例を挙げると、
テトラブロモビスフェノールAのジグリシジルエーテ
ル、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂臭素化
物、トリブロモフェニルマレイミド、テトラブロモスチ
レン、テトラフェニルスチリルアクリレートなどがあ
る。
【0015】反応性難燃剤((B)とする)は、樹脂成
分(A)100重量部に対して、5〜50重量部が好ましい。
5重量部未満では、難燃化効果が発揮されないので好ま
しくなく、50重量部を越えると、線膨張係数が大きくな
り、耐熱性が低下するので好ましくない。
【0016】硬化触媒としては、有機金属化合物、ラジ
カル触媒、アニオン触媒、有機リン系化合物などが使用
でき、単独で使用しても併用してもかまわない。また、
助触媒として、フェノール化合物も使用できる。硬化触
媒の添加量は、(A)と(B)の合計100重量部に対し
て、0.05〜5重量部が好ましい。0.05重量部未満では、
硬化性が充分でなく、5重量部を越えると、ゲルタイム
が短くなり、成形品に充填不良などの欠陥が発生するこ
とがある。
【0017】無機充填剤としては、シリカ粉末、アルミ
ナ、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム水和物、酸
化チタン等が挙げられ、これらを単独又は2種以上混合
して用いることができる。これらの無機充填剤のうち、
半導体封止材料組成物としてはシリカ粉末が好んで用い
られる。無機充填剤の配合量は、(A)と(B)の合計
100重量部に対して100〜1000重量部が好ましい。100重
量部未満では、成形品の吸水率及び線膨張係数が大きく
なり、1000重量部を越えると、成形性が低下し、実用に
適さない。
【0018】また上述の添加剤の他に、エポキシ樹脂や
フェノール樹脂などの樹脂類を、特性を損なわない範囲
で配合することもできる。
【0019】本発明の樹脂組成物を成形材料として製造
する場合の一般的な方法としては、これらの必須成分に
各種添加剤を加えて均一に混合した組成物をニーダー、
熱ロール等により混練処理を行い、冷却後粉砕して成形
材料とする。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。
【0021】(実施例1〜4)表1の配合に従って、熱
ロールで混練し、成形材料を得た。得られた成形材料
を、トランスファー成形により、175℃、1.5分で成形
し、外観の良好な成形品が得られた。この成形品をさら
に180℃、8時間後硬化を行い、特性を評価した。その
結果を表1に示す。実施例1〜4の成形材料は、Tgが
高く、靭性(破壊エネルギー)が大きく、吸水率が小さ
い。耐半田クラック性、接着性、難燃性も良好であっ
た。
【0022】(比較例1〜5)表1の配合に従って、実
施例1〜4と同様に成形材料を得た。比較例1のエポキ
シ樹脂はTgが低く、耐半田クラック性も良くなかっ
た。比較例2は、Tgが低く、耐半田クラック性が劣
り、難燃性も充分ではなかった。比較例3は、接着性が
低く、耐半田クラック性が劣り、難燃性も充分ではなか
った。比較例4は、Tgが低く、耐半田クラック性も良
くなかった。比較例5は、吸水率が大きく、耐半田クラ
ック性も良くなかった。
【0023】
【表1】 (注) *1:住友化学工業(株)製 ブロモ化ビスフェノールA型
エポキシ樹脂 *2:日本化薬(株)製 オルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂 *3:住友デュレズ(株)製 フェノールノボラック樹脂 *4:トリフェニルホスフィン *5:高級脂肪酸エステル *6:曲げ強度試験の応力-歪み曲線から算出 *7:吸湿処理:85℃、85%RH、72時間 *8:フラットハ゜ッケ―シ゛(厚さ2.7mm)のリ―ト゛フレ―ム上に6mm角の
素子をマウント合成、トランスファ―成形した成形体10個を、吸湿
処理(65℃、95%RH、72時間)後直ちに260℃の半田浴に10
秒浸漬後の成形体表面のクラック発生個数を示す。 *9:耐半田クラック性試験終了後の成形体(良品)を切断し、
断面を走査電子顕微鏡で観察した。
【0023】
【発明の効果】本発明による樹脂組成物は、靭性、密着
性、低吸水性に優れ、耐半田クラック性、難燃性にも優
れており、半導体封止材料として非常に信頼性の高い優
れたものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂成分が、一般式(1)で示されるシ
    アネートエステル化合物及び/又はそのプレポリマー
    (a)、一般式(2)で示されるビスマレイミド化合物
    及び/又はそのプレポリマー(b)とからなり、
    (a),(b)の重量比が 1/99〜99/1 の範囲にある
    ことを特徴とする半導体封止用熱硬化性樹脂組成物。 【化1】 (R1〜R8は、水素あるいはアルキル基を示し、互いに
    同一であっても異なっていてもよく、R9は 【化2】 又は2価の脂肪族残基を示し、2価の脂肪族残基である
    場合には、R1〜R9の炭素数の合計は5以上7以下であ
    る。) 【化3】 (R10〜R17は、水素あるいはアルキル基を示し、互い
    に同一であっても異なっていてもよく、R18は 【化4】 又は2価の脂肪族残基を示し、2価の脂肪族残基である
    場合には、R10〜R18の炭素数の合計は3以上7以下で
    ある。)
JP21939393A 1993-09-03 1993-09-03 半導体封止用熱硬化性樹脂組成物 Pending JPH0770317A (ja)

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