JPH0873560A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH0873560A
JPH0873560A JP21163294A JP21163294A JPH0873560A JP H0873560 A JPH0873560 A JP H0873560A JP 21163294 A JP21163294 A JP 21163294A JP 21163294 A JP21163294 A JP 21163294A JP H0873560 A JPH0873560 A JP H0873560A
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JP
Japan
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epoxy resin
silica powder
resin
epoxy
component
Prior art date
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Pending
Application number
JP21163294A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Mogi
直樹 茂木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 パラキシレンとクレゾールを重合し、グリシ
ジルエーテル化したエポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量に
対して30〜100重量部含むエポキシ樹脂と水酸基を
2個以上有する芳香族化合物、無機充填材及びトリフェ
ニルホスフィンを含む半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 【効果】 耐半田クラック性に優れ、かつ耐湿性に優れ
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスの表面実
装化における耐半田ストレス性に優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂をフェノールノボラック樹
脂で硬化させ、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等
の無機充填材を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられ
ている。ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチッ
プが段々大型化し、かつパッケージは、従来のDIPタ
イプから表面実装化された小型、薄型のQFP、SO
P、SOJ、TSOP、TQFP、PLCCに変わって
きている。即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封
入することになり、熱応力によりクラックが発生し、こ
れらのクラックによる耐湿性の低下等の問題が大きくク
ローズアップされている。特に半田付けの工程において
急激に200℃以上の高温にさらされることによりパッ
ケージの割れや樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化
してしまうといった問題点がでてきている。従って、こ
れらの大型チップを封止するのに適した信頼性の高い半
導体封止用樹脂組成物の開発が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題点に対して、エポキシ樹脂として式(1)で示される
エポキシ樹脂を用いることにより、半導体パッケージの
基板への実装時におけるパッケージの耐半田ストレス性
を著しく向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
提供するところにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)下記式
(1)で示されるエポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量に対
して30〜100重量%含むエポキシ樹脂、
【0005】
【化2】 (n=0〜20)
【0006】(B)水酸基を2個以上有する芳香族化合
物、(C)無機充填材、及び(D)硬化促進剤を必須成
分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であり、従来
のエポキシ樹脂組成物に比べ優れた信頼性として耐半田
クラック性と半田処理後の耐湿性を有するものである。
【0007】式(1)の分子構造で示されるエポキシ樹
脂はパラキシレンとクレゾールをフリーデル・クラフツ
・アルキル化反応により重合し、エピクロルヒドリンで
グリシジルエーテル化することにより得られる。従来の
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に比べ硬化物のゴ
ム領域での弾性率が低く、低吸湿性、リードフレーム
(42アロイ、銅アロイ)等の金属類やシリコンチップ
との接着性に優れる。又下記式(2)で示されるパラキ
シレンとフェノールを重合し、グリシジルエーテル化し
て得られるエポキシ樹脂(特公昭62−28165号公
報)に対し、
【0008】
【化3】
【0009】官能基のあるベンゼン環にメチル基を導入
することにより、更に低吸湿性が向上し、明らかに耐半
田クラック性に優れるエポキシ樹脂組成物が得られる。
このエポキシ樹脂の使用量はこれを調節することによ
り、耐半田クラック性を最大限に引きだすことができ
る。耐半田クラック性の効果を引きだすためには式
(1)で示されるエポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量に対
して30重量%以上、好ましくは50重量%以上の使用
が望ましい。30重量%未満だと目標とした耐半田クラ
ック性が不充分である。更に式中のメチル基は、グリシ
ジルエーテル基に対しオルソ位のものが好ましい。式
(1)で示されるエポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂
を併用する場合、エポキシ基を2個以上有する化合物あ
るいはポリマー全般を言う。例えば、ビフェニル型エポ
キシ化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ化合
物、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ化合
物等のことを言う。本発明で用いる水酸基を2個以上有
する芳香族化合物とは、フェノールノボラック樹脂、ク
レゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フ
ェノール樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、テ
ルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン化合
物等が挙げられ、特にフェノールノボラック樹脂、ジシ
クロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシリレン
変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂及び
これらの混合物が好ましい。また、これらの硬化剤の配
合量としてはエポキシ化合物のエポキシ基数と硬化剤の
水酸基数を合わせるように配合することが好ましい。
【0010】本発明で用いる無機充填材としては、溶融
シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝
集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特に球状シリカ粉末、及び溶融シリカ粉末と球状シ
リカ粉末との混合物が好ましい。また、無機充填材の配
合量としては、耐半田クラック性から総エポキシ樹脂組
成物量に対して70〜90重量%が好ましい。無機充填
材量が70重量%未満だと低熱膨張化、低吸水化が得ら
れず耐半田クラック性が不充分である。また、無機充填
材量が90重量%を越えると高粘度化による半導体パッ
ケージ中のダイパッド、金線ワイヤーのずれ等の不都合
が生じる。本発明に使用される硬化促進剤は、エポキシ
基と水酸基との硬化反応を促進させるものであればよ
く、一般に封止材料に使用されているものを広く使用す
ることができる。例えばジアザビシクロウンデセン、ト
リフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミンや2−
メチルイミダゾール等が単独もしくは2種類以上混合し
て用いられる。本発明のエポキシ樹脂組成物はエポキシ
樹脂、芳香族化合物、無機充填材及び硬化促進剤を必須
成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカップリ
ング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘ
キサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベ
ンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離
型剤及びシリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の
種類の添加剤を適宜配合しても差し支えがない。また、
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料として製
造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充填
材、その他の添加剤をミキサー等によって充分に均一に
混合した後、更に熱ロールまたはニーダー等で溶融混練
し、冷却後粉砕して封止材料とすることができる。これ
らの成形材料は電気部品あるいは電子部品であるトラン
ジスタ、集積回路等の被覆、絶縁、封止等に適用するこ
とができる。
【0011】以下、本発明を具体的に説明する。 実施例1 下記組成物 式(3)で示されるエポキシ樹脂(軟化点55℃、エポキシ当量265g/e q) 4.66重量部
【0012】
【化4】 (nの値は0から3を示す混合物であり、その重量割合
はn=0が1に対してn=1が0.72、n=2が0.
35、n=3が0.25である。)
【0013】 式(2)で示されるエポキシ樹脂(軟化点55℃、エポキシ当量250g/e q) 8.66重量部
【0014】
【化5】 (nの値は0から3を示す混合物であり、その重量割合
はn=0が1に対してn=1が0.70、n=2が0.
45、n=3が0.30である。)
【0015】 フェノールノボラック樹脂硬化剤(軟化点65℃、水酸基当量105g/eq ) 5.48重量部 溶融シリカ粉末(平均粒径10μm、比表面積2.0m2/g) 30重量部 球状シリカ粉末(平均粒径30μm、比表面積2.5m2/g) 50重量部 トリフェニルホスフィン 0.2重量部 カーボンブラック 0.5重量部 カルナバワックス 0.5重量部 をミキサーで常温で混合し、70〜100℃で2軸ロー
ルにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とした。更に
得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて175℃、70kg/cm2、120秒の
条件で半田クラック試験用として6×6mmのチップを
52pQFPに封止し、また半田耐湿性試験用として3
×6mmのチップを16pSOPに封止した。封止した
テスト用素子について下記の半田クラック試験及び半田
耐湿性試験を行なった。 半田クラック試験:封止したテスト用素子を85℃、8
5%RHの環境下で24時間、72時間処理し、その後
260℃の半田槽に10秒間浸せき後顕微鏡で外部クラ
ックを観察した。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、85
%RHの環境下で24時間処理し、その後260℃の半
田槽に10秒間浸漬後、プレッシャークッカー試験(1
25℃、100%RH)を行い、回路のオープン不良を
測定した。 煮沸吸水率:JIS−K6911に準ずる。 以上の評価結果を表1に示す。
【0016】実施例2〜4 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラック
試験及び半田耐湿性試験を行なった。評価結果を表1に
示す。 比較例1〜3 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラック
試験及び半田耐湿性試験を行なった。評価結果を表1に
示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明によると、半導体パッケージの基
板への実装時におけるパッケージの耐半田クラック性が
著しく向上し、かつ耐湿性も向上する。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)下記式(1)で示されるエポキシ
    樹脂を総エポキシ樹脂量に対して30〜100重量%含
    むエポキシ樹脂、 【化1】 (n=0〜20) (B)水酸基を2個以上有する芳香族化合物、(C)無
    機充填材、及び(D)硬化促進剤を必須成分とすること
    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】 式(1)のエポキシ樹脂のメチル基が、
    グリシジルエーテル基に対しオルソ位である請求項1記
    載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
JP21163294A 1994-09-06 1994-09-06 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH0873560A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161128A (ja) * 2000-11-28 2002-06-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
KR101362887B1 (ko) * 2011-05-23 2014-02-14 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161128A (ja) * 2000-11-28 2002-06-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
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