JPH08104795A - 液状樹脂封止材および半導体封止装置 - Google Patents

液状樹脂封止材および半導体封止装置

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JPH08104795A
JPH08104795A JP26446394A JP26446394A JPH08104795A JP H08104795 A JPH08104795 A JP H08104795A JP 26446394 A JP26446394 A JP 26446394A JP 26446394 A JP26446394 A JP 26446394A JP H08104795 A JPH08104795 A JP H08104795A
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JP
Japan
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resin
group
liquid
epoxy resin
compound
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Application number
JP26446394A
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English (en)
Inventor
Yoshie Fujita
良枝 藤田
Hironori Shizuhata
弘憲 賤機
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化
触媒として(a )有機基を有するアルミニウム化合物お
よび(b )Si に直結したOH基もしくは加水分解性基
を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物又はオルガ
ノシラン化合物を必須成分としてなる液状樹脂封止材で
ある。また、この液状樹脂封止材の硬化物で封止されて
なる半導体封止装置である。 【効果】 本発明の液状樹脂封止材は、密着性、耐湿
性、電気特性に優れ、ボイド、クラックの発生やチップ
の反りが少なく、高速硬化性のものであり、この封止材
を使用することによって、アッセンブリ工程の短縮化に
対応した信頼性の高い半導体封止装置を製造することが
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、TAB(テープ・オー
トメイテッド・ボンディング)やCOB(チップ・オン
・ボード)等に使用される密着性、耐湿性、電気特性に
優れた液状樹脂封止材および半導体封止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】TABやCOBには、エポキシ樹脂組成
物等の液状樹脂封止材で半導体チップが封止されてい
る。一般にエポキシ樹脂組成物には、硬化剤として酸無
水物、アミン系化合物、フェノール系化合物等が用いら
れているが、半導体封止材の場合には、耐熱性、耐湿
性、電気特性および保存安定性の面から、ほとんどフェ
ノールノボラック樹脂が使用されている。また、半導体
チップと樹脂の熱膨張係数の差から生じる応力歪みを低
下させるため、封止材にシリカ粉末を代表とする無機質
充填材が添加されている。
【0003】しかしながら硬化剤であるフェノールノボ
ラック樹脂は、そのほとんどが固形であり有機溶剤と併
用せざるを得ないため、液状樹脂組成物の無溶剤化が困
難であった。近年、電子部品の小型、薄型化によりLS
Iチップと回路基板間のギャップの縮小化や電極の狭ピ
ッチ化が進んだため、従来の溶剤型液状封止樹脂でこの
ような微細な隙間を封止しようとすると、樹脂硬化の際
にボイドが発生するという問題が生じていた。また、一
般に樹脂硬化物の耐熱性、耐湿性、電気特性を向上させ
るためには、その架橋密度を高くしてガラス転移温度
(Tg )を高くすることが知られている。ところがこの
ような効果を期待して(Tg )を高くしすぎると、樹脂
硬化物の弾性率を高くする結果となる。応力は一般に熱
膨張率と弾性率との積に比例すると考えられているた
め、シリカ等の無機質充填材を添加して熱膨張係数を小
さくできたとしても、結果的には応力歪みの低下につな
がらず、ストレスによる樹脂と基材(半導体チップやポ
リイミドテープ)との密着性の低下や、硬化物にクラッ
クが発生する問題が生じていた。さらに近年、アッセン
ブリ工程の短縮化を目指して、高速硬化のできる液状樹
脂封止材の開発が強く要望されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、アッセンブリ工程の短縮化に
対応するとともに、密着性、耐湿性、電気特性に優れ、
無溶剤型でボイドやクラックの発生がなく、塗布性が良
好な高速硬化性の一液性液状樹脂封止材およびこの液状
樹脂封止材で封止した高信頼性の半導体封止装置を提供
しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成
の液状樹脂封止材が密着性等に優れ、上記の目的を達成
できることを見いだし、本発明を完成したものである。
【0006】即ち、本発明は、 (A)液状エポキシ樹脂を全樹脂成分中50重量%以上含
むエポキシ樹脂、 (B)硬化触媒として(a )有機基を有するアルミニウ
ム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは加
水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物
又はオルガノシラン化合物を必須成分としてなることを
特徴とする液状樹脂封止材である。また、この液状樹脂
封止材の硬化物で封止されてなることを特徴とする半導
体封止装置である。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明に用いるエポキシ樹脂は、(A)液
状エポキシ樹脂を全樹脂成分中50重量%以上含むエポキ
シ樹脂が用いられる。液状エポキシ樹脂および固形エポ
キシ樹脂は、1 分子中に2 個以上のエポキシ基を有する
硬化可能なエポキシ樹脂であるならばビスフェノール型
エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等単
独又は2 種以上の混合物、変性物のいずれでもよく、特
に限定するものではない。具体的な化合物として、例え
ばエピコート827,828,834,1001,10
04,1007,1009(シェル化学社製、商品
名)、DER330,331,332,334,33
5,336,337,660(ダウ・ケミカル社製、商
品名)、アラルダイトGY250,260,280,6
071,6084,6097,6099(チバガイギー
社製、商品名)、EPI−REZ510,5101(J
ONEDABNEY社製、商品名)、エピクロン81
0,1000,1010,3010(大日本インキ化学
工業社製、商品名)、旭電化社製EPシリーズ等が挙げ
られ、これらは単独又は2 種以上混合して使用すること
ができる。またこれらのエポキシ樹脂の高純度タイプ品
や希釈剤として使用される単官能エポキシ樹脂類も併用
することができる。ただし、単官能エポキシ樹脂類は、
全樹脂成分中の20重量%以下であり、液状エポキシ樹脂
は全樹脂成分中の50重量%以上含むことが望ましい。単
官能エポキシ樹脂類が、20重量%を超えると硬化物の電
気特性が低下し、液状エポキシ樹脂が50重量%未満では
高粘度化を招き塗布性が低下し好ましくない。
【0009】本発明に用いる(B)硬化触媒として(a
)有機基を有するアルミニウム化合物および(b )Si
に直結したOH基もしくは加水分解性基を分子内に 1
個以上有するシリコーン化合物又はオルガノシラン化合
物を併用したものである。
【0010】(a )有機基を有するアルミニウム化合物
としては、例えばメチル基,エチル基,イソプロピル基
等のアルキル基、ベンジル基等の芳香族基、メトキシ
基,エトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基,ア
セトオキシ基などのアシルオキシ基、アセチルアセトン
等の有機基を有する化合物であり、具体的にはトリイソ
プロポキシアルミニウム、ジイソプロポキシアセトオキ
シアルミニウム、アルミニウムトリスアセチルアセトネ
ート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ト
リエチルアルミニウム等が挙げられ、これらは単独また
は 2種以上混合して使用することができる。
【0011】(b )Si に直結したOH基もしくは加水
分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物と
しては、シロキサン骨格が直鎖状又は分岐状のいずれで
もよく、直鎖状のものは次一般式
【0012】
【化1】 (但し、式中R1 、R2 は水素原子、アルキル基、芳香
族基、不飽和アルキル基、ハロアルキル基、OH基また
は加水分解性基(アルコキシル基等の)を表す)で示さ
れるものであり、OH基もしくは加水分解性基を分子内
に 1個以上含むものである。これらのシリコーン化合物
は単一の分子量である必要はなく、また、いかなる平均
分子量のものでも用いることができる。
【0013】また、(b )Si に直結したOH基もしく
は加水分解性基を分子内に 1個以上有するオルガノシラ
ン化合物としては、次の一般式で示されるものが使用さ
れ、これらは単独又は 2種以上混合して使用することが
できる。
【0014】
【化2】 (但し、式中R3 、R4 、R5 、R6 はアルキル基、芳
香族基、OH基またはアルコキシル基などの加水分解性
基を表し、R3 〜R6 のうち少なくとも 1個はOH基も
しくは加水分解性基である) 上述した硬化触媒は、(a )有機基を有するアルミニウ
ム化合物と(b )Siに直結したOH基もしくは加水分
解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物又は
オルガノシラン化合物を併用することが、本発明の目的
達成上重要なことである。
【0015】本発明の液状樹脂封止材は、上述したエポ
キシ樹脂および硬化触媒を必須成分とするが本発明の目
的に反しない限り、また、必要に応じて微細シリカ粉末
等のチキソ性付与剤、消泡剤、リン化合物等の難燃剤、
三酸化アンチモン等の難燃助剤、カーボンブラック、酸
化鉄等の着色剤、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエ
ンゴム等のエラストマー、その他の添加剤を適宜添加配
合することができる。
【0016】この液状樹脂封止材は、常法に従い上述し
た各成分を十分混合攪拌した後、減圧脱泡して製造する
ことができる。こうして製造した液状樹脂封止材を、シ
リンジに充填し、ディスペンサーを用いてマウントした
半導体チップ上に吐出して加熱硬化させ、液状樹脂封止
材の硬化物で封止された半導体封止装置を製造すること
ができる。
【0017】
【作用】本発明の液状樹脂封止材は、硬化触媒として
(a )有機基を有するアルミニウム化合物および(b )
Si に直結したOH基もしくは加水分解性基を分子内に
1個以上有するシリコーン化合物又はオルガノシラン化
合物を併用させて働かせることにより、硬化物のTg を
それほど上げることなく耐湿性、電気特性、硬化速度を
向上させ、かつ密着性、低応力性に優れた液状樹脂封止
材を得ることができたものである。また、この液状樹脂
封止材を用いることによって、チップの反りや変形がな
く信頼性の高い半導体封止装置の製造を可能にしたもの
である。
【0018】
【実施例】次に本発明を実施例によって具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。以下の実施例および比較例において「部」と
は特に説明のない限り「重量部」を意味する。
【0019】実施例1 エポキシ樹脂YL−983U(油化シェルエポキシ社
製、商品名) 100部、アルミニウムトリスアセチルアセ
トネート 2.0部を入れて80℃で溶解させ、均一な樹脂を
得た。この樹脂にジフェニルジエトキシシラン 3部およ
び消泡剤0.1 部を混合し、脱泡処理して液状樹脂封止材
を製造した。
【0020】実施例2 エポキシ樹脂YL−980(油化シェルエポキシ社製、
商品名)90部、固形エポキシ樹脂のエピコート#100
1(油化シェルエポキシ社製、商品名)10部およびアル
ミニウムトリスエチルアセテート 2部を混合し、80℃で
溶解させて均一な樹脂を得た。この樹脂にγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン 3部および消泡剤0.1
部を混合し、脱泡処理して液状樹脂封止材を製造した。
【0021】実施例3 エポキシ樹脂エピコート807(油化シェルエポキシ社
製、商品名)50部およびアルミニウムトリスエチルアセ
トネート2 部を混合し、80℃で溶解させて均一な樹脂を
得た。また、エピコート807(油化シェルエポキシ社
製、商品名)50部とシリコーン化合物としてSH601
8(トーレ・ダウコーニング社製商品名、Si −OH基
を有する)3 部を混合し、80℃で溶解させて均一な樹脂
を得た。こうして得た両者の樹脂および消泡剤0.1 部を
混合し、脱泡処理して液状樹脂封止材を製造した。
【0022】比較例1 実施例1において、硬化触媒のアルミニウムトリスアセ
チルアセトネート/ジフェニルジエトキシシランの替わ
りに、イミダゾールの1B2PZ(四国化成工業社製、
商品名)5 部を用いた以外はすべて実施例1と同様にし
て液状樹脂封止材を製造した。
【0023】比較例2 市販のエポキシ樹脂ベースのフィラーを含まない無溶剤
型液状樹脂封止材を入手した。
【0024】実施例1〜3および比較例1〜2で得た液
状樹脂封止材を用いて、TABの半導体部分を封止し、
120 ℃× 1H+150 ℃× 2Hの条件で加熱硬化させ、半
導体封止装置を製造した。これらについて、接着強度、
体積抵抗率、チップの反りおよび信頼性試験を行った。
これらの結果を表1に示したが、いずれも本発明が優れ
ており、本発明の顕著な効果が認められた。
【0025】
【表1】 *1 :スライドグラス上に 2×2mm の半導体チップを接着し、25℃でプッシュプ ルゲージを用いて測定した。 *2 :硬化後のシリコンチップの表面における反りを測定した(樹脂厚約300 μ m )。 *3 : 2気圧,121 ℃で不良率が10%になる迄の時間を測定した。 *4 :−65℃×30分間、150 ℃×30分間を 1サイクルとし、不良率が10%になる サイクル数を測定した。 *5 :定格電圧下、85℃×85%R.H.で不良率が10%になる迄の時間を測定し た。
【0026】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の液状樹脂封止材は密着性、耐湿性、電気特
性に優れ、ボイドの発生やクラックの発生、チップの反
りが少なく、高速硬化性のものであり、この封止材を使
用することによって、アッセンブリ工程の短縮化に対応
した信頼性の高い半導体封止装置を製造することができ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)液状エポキシ樹脂を全樹脂成分中
    50重量%以上含むエポキシ樹脂、 (B)硬化触媒として(a )有機基を有するアルミニウ
    ム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは加
    水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物
    又はオルガノシラン化合物を必須成分としてなることを
    特徴とする液状樹脂封止材。
  2. 【請求項2】 (A)液状エポキシ樹脂を全樹脂成分中
    50重量%以上含むエポキシ樹脂、 (B)硬化触媒として(a )有機基を有するアルミニウ
    ム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは加
    水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物
    又はオルガノシラン化合物を必須成分する液状樹脂封止
    材の硬化物で封止されてなることを特徴とする半導体封
    止装置。
JP26446394A 1994-10-04 1994-10-04 液状樹脂封止材および半導体封止装置 Pending JPH08104795A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0928825A3 (en) * 1998-01-13 1999-07-28 Nisshinbo Industries, Inc. Resin composition for use in sealant and liquid sealant using the resin composition
WO2011125624A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 日立化成工業株式会社 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置

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