JPH0881544A - 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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JPH0881544A
JPH0881544A JP24479294A JP24479294A JPH0881544A JP H0881544 A JPH0881544 A JP H0881544A JP 24479294 A JP24479294 A JP 24479294A JP 24479294 A JP24479294 A JP 24479294A JP H0881544 A JPH0881544 A JP H0881544A
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JP
Japan
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compound
group
liquid resin
hydroxyl
silica powder
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JP24479294A
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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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  • Epoxy Resins (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (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、(C)シリカ粉末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
止されてなることを特徴とす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、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、PPGA(プラスチッ
クピングリッドアレイ)やTAB(テープオートメイテ
ッドボンディング)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】PPGAやTAB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脹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、準
無溶剤化が困難であった。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。応力は一般に熱膨脹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、
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、を完成したものである。
【0006】即ち、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、および(C)シリカ粉末
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(A)エポキシ樹脂として
は、例えばエピコート827,828,834,100
1,1004,1007,1009(シェル化学社製、
商品名)、DER330,331,332,334,3
35,336,337,660(ダウ・ケミカル社製、
商品名)、アラルダイトGY250,260,280,
6071,6084,6097,6099(チバガイギ
ー社製、商品名)、EPI−REZ510,5101
(JONE DABNEY社製、商品名)、エピクロン
810,1000,1010,3010(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、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。
【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
はアルコキシル基等の加水分解性基を表す)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】本発明に用いる(C)シリカ粉末として
は、一般に使用されているシリカ粉末が広く使用される
が、それらの中でも不純物濃度が低く、平均粒径30μm
以下であることが望ましい。平均粒径が30μm を超える
と耐湿性および塗布作業性が悪くなり好ましくない。シ
リカ粉末の配合割合は、特に限定されるものではない
が、封止材に対して40〜80重量%含有することが望まし
い。
【0016】本発明の液状樹脂封止材は、上述したエポ
キシ樹脂、硬化触媒およびシリカ粉末を必須成分とする
が本発明の目的に反しない限り、また、必要に応じて粘
度調整用の少量の溶剤、消泡剤、三酸化アンチモン等の
難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、その他の添加剤
を適宜添加配合することができる。その溶剤としては、
ジオキサン、ヘキサン、トルエン、エチルセロソルブ、
シクロヘキサノン、ブチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジアセトンアルコー
ル、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、1,3-ジメチ
ル-2−イミダゾリジノン等が挙げられ、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。
【0017】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した後、更に例えばディスパー、ニ
ーダ、三本ロール等により混合攪拌し、その後減圧脱泡
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。
【0018】
【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。
【0019】
【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。
【0020】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、フェニルグリシジルエーテル40
部、アルミニウムトリスアセチルアセトネート 2.0部、
ジフェニルジエトキシシラン 3部および平均粒径 5μm
のシリカ粉末 100部を混合し、さらに三本ロールにより
混練処理を行い、脱泡処理して液状樹脂封止材を製造し
た。
【0021】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、エピコート#1001(油化シェルエポ
キシ社製、商品名)10部、エチルセロソルブアセテート
80部、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート 2
部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 3部
および平均粒径 5μm のシリカ粉末 235部を混合し、さ
らに三本ロールにより混練処理を行い、脱泡処理して液
状樹脂封止材を製造した。
【0022】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)100 部、フェニルグリシジルエーテル30
部、アルミニウムトリスエチルアセトネート2 部、シリ
コーン化合物としてSH6018(トーレ・ダウコーニ
ング社製商品名、Si −OH基を有する)3 部、および
平均粒径 5μm のシリカ粉末70部を混合し、さらに三本
ロールにより混練処理を行い、脱泡処理して液状樹脂封
止材を製造した。
【0023】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。
【0024】比較例2 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型液状樹脂封止材を入
手した。
【0025】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加
熱硬化させて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。
【0026】
【表1】 硬化条件:実施例1,3、比較例1…120 ℃× 1H+150 ℃× 2H 実施例2、比較例2…80℃×30min +120 ℃× 1H+150 ℃× 2H *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。
【0027】
【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、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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)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―ン化合物又はオルガノシ
    ラン化合物、および(C)シリカ粉末を必須成分として
    なることを特徴とする液状樹脂封止材。
  2. 【請求項2】 (A)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―ン化合物又はオルガノシ
    ラン化合物、および(C)シリカ粉末を必須成分する液
    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。
JP24479294A 1994-09-13 1994-09-13 液状樹脂封止材および半導体封止装置 Pending JPH0881544A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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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