JPH09124774A - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用樹脂組成物

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JPH09124774A
JPH09124774A JP24405295A JP24405295A JPH09124774A JP H09124774 A JPH09124774 A JP H09124774A JP 24405295 A JP24405295 A JP 24405295A JP 24405295 A JP24405295 A JP 24405295A JP H09124774 A JPH09124774 A JP H09124774A
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Kenji Samejima
賢至 鮫島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形用金型の摩耗を減少し、半導体製品の熱
放散性を大幅に改善する。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、窒化アルミニウム及びシリカを必須成分と
し、全組成物中に窒化アルミニウム及びシリカを80〜
96重量%含み、かつ窒化アルミニウム及びシリカの合
計100重量%中に、(a)平均粒径が10〜30μ
m、最大粒径が200μm以下の窒化アルミニウムを3
0〜95重量%、(b)平均粒径0.1〜1.0μm、
最大粒径5μm以下の球状微粒シリカを2〜10重量
%、(c)平均粒径10〜30μm、最大粒径74μm
以下の球状シリカを3〜68重量%含有する半導体封止
用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱伝導性に優れた
高信頼性の半導体封止用樹脂組成物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】トランジスター、IC、LSI等の半導
体素子の封止方法としてエポキシ樹脂組成物のトランス
ファー成形による方法が、低コスト大量生産に適した方
法として採用され今日に至っている。一方、半導体パッ
ケージは特にLSIで高集積化多ピン化、高速化が進み
素子の発熱量が増大してきている。この素子の発熱は高
速化の妨げとなるため、従来リードフレームを銅にし、
更に銅の放熱板をパッケージに付けたり、Siチップを
搭載しているダイパッドを厚くしパッケージ下面より放
熱させたりしてきたが、構造が複雑になったりコストア
ップの問題があった。また封止樹脂組成物の充填材とし
て熱伝導性に優れた結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素の
いずれかを主成分として用い、パッケージの熱放散性を
向上させてきたが、熱放散性に限界があったり金型摩耗
の問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる半導体
製品の熱放散性を飛躍的に改善するための半導体封止用
樹脂組成物を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、窒化アルミニ
ウム及びシリカを必須成分とし、全組成物中に窒化アル
ミニウム及びシリカを80〜96重量%含み、かつ窒化
アルミニウム及びシリカの合計100重量%中に、
(a)平均粒径が10〜30μm、最大粒径が200μ
m以下の窒化アルミニウムを30〜95重量%、(b)
平均粒径0.1〜1.0μm、最大粒径5μm以下の球
状微粒シリカを2〜10重量%、(c)平均粒径10〜
30μm、最大粒径74μm以下の球状シリカを3〜6
8重量%含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組
成物である。
【0005】
【発明の実施の態様】本発明に用いられるエポキシ樹脂
は、2個以上のエポキシ基を含むものならば特には限定
しない。例えば、クレゾールノボラック型エポキシ、三
官能エポキシ、ビフェニル型エポキシ、ビスフェノール
型エポキシ、臭素化エポキシ等が挙げられる。これらの
エポキシ樹脂は、単独でも混合して用いてもよい。フェ
ノール樹脂硬化剤は、2個以上の水酸基を含むものなら
ば特には限定しない。例えば、フェノールノボラック
型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル
型、ジシクロペンタジエン型及びこれらの変性樹脂が挙
げられる。これらのフェノール樹脂は、単独でも混合し
て用いてもよい。又これらの硬化剤の配合量としてはエ
ポキシ樹脂のエポキシ基数とフェノール樹脂硬化剤の水
酸基数を合わせるように配合することが好ましい。硬化
促進剤としては、イミダゾール、有機ホスフィン、3級
アミン、1,8−ジアザビシクロウンデセンが挙げられ
るが特に限定するものではない。これらは、単独でも混
合して用いてもよい。
【0006】本発明の特徴は、窒化アルミニウム(以下
ALNという)をSi、O、P、N、Alの群から選ば
れる2種以上の元素からなる無機質で被覆された(a)
の特性を有するALN、(b)の特性を有する球状微粒
シリカ及び(c)の特性を有する球状シリカを最適配合
することであり、これにより金型摩耗の少ない高信頼
性、高熱伝導性樹脂組成物を得ることができる。ALN
及びシリカは、全組成物中に80〜96重量%含み、か
つALN及びシリカの合計100重量%中に、(a)平
均粒径が10〜30μm、最大粒径が200μm以下の
ALNを30〜95重量%、(b)平均粒径0.1〜
1.0μm、最大粒径5μm以下の球状微粒シリカを2
〜10重量%、(c)平均粒径10〜30μm、最大粒
径74μm以下の球状シリカを3〜68重量%含むもの
である。
【0007】ALNのみでは成形時の流動性、充填性、
バリに問題があるが、本発明の配合割合とすることによ
り流動性、充填性、バリに優れ、かつ高熱伝導性に優れ
た樹脂組成物が得られる。ALNは平均粒径が10〜3
0μm、最大粒径が200μm以下である。平均粒径が
10〜30μmのいずれかを外れると流動性とバリが悪
くなる。最大粒径が200μmを越えるとゲート詰まり
による未充填が発生する。ALN及びシリカの合計10
0重量%中に、ALNは30〜95重量%含むが30重
量%未満だと十分な熱伝導性が得られず、96重量%を
越えると流動性が劣り未充填が発生し、またバリ悪くな
る。球状微粒シリカはバリ止めと流動性向上に必須であ
り、平均粒径0.1〜1.0μm、最大粒径5μm以下
である。平均粒径0.1〜1.0μmでないと流動性と
バリに効果がない。最大粒径5μmを越えると流動性と
バリに効果がない。更に、ALN及びシリカの合計10
0重量%中に、2〜10重量%含むが、2重量%未満又
は10重量%を越えると優れた流動性が得られない。球
状シリカは流動性の確保に必須であり、平均粒径10〜
30μm、最大粒径74μm以下である。平均粒径10
〜30μmのいずれかを外れると流動性の向上がない。
最大粒径74μmを越えると充填性が低下し好ましくな
い。ALN及びシリカの合計100重量%中に、3〜6
8重量%含むが3重量%未満又は68重量%を越える
と、熱伝導性と流動性のバランスが取れない。ALNと
シリカとの配合比は重要であり本発明の範囲で適正な成
形性と十分な熱伝導性が得られる。 粒度、平均粒径
は、レーザーを用いた粒度測定器(堀場製作所LA−5
00)を用いて測定した。またALNがSi、O、P、
N、Alの群から選ばれる2種以上の元素からなる無機
質で被覆され、かつ被覆ALNの重量変化率が125
℃、相対湿度100%、500時間のプレッシャークッ
カー処理後に5重量%以下である必要がある。5重量%
以下でないとALNの加水分解が大きくなり成形品に膨
れが発生する。ALN自体の耐加水分解性を押さえるこ
とにより半導体素子の耐湿信頼性を保証できる。この無
機質被覆ALNは、ダウケミカル、東洋アルミニウム
(株)が生産しており市場より容易に入手できる。
【0008】本発明の半導体封止用樹脂組成物の熱膨張
係数は、ガラス転移温度以下で2.0×10-51/℃以
下であることが必要である。2.0×10-51/℃を越
えると、特にLSIの用途で耐温度サイクル性が悪化す
る。また樹脂組成物の熱伝導率は、1.25W/m℃以
上が必要である。これ未満だと特にLSIの熱放散性が
悪くなる。本発明は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬
化剤、硬化促進剤、ALN及びシリカを必須成分とする
が、これら以外に必要に応じてシランカップリング剤等
のフィラー表面処理剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化
アンチモン等の難燃剤、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その他種々の
添加剤を適宜配合しても差し支えない。又、本発明の半
導体封止用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、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、A
LN及びシリカ、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、更に熱ロール又はニーダー等
で溶融混練し、冷却粉砕して封止材料とすることができ
る。
【0009】以下本発明を実施例で示す。配合割合は重
量部で示す。 実施例1 ビフェニル型エポキシ樹脂(油化シェル(株)・製、YX4000H、エポキシ 当量190、融点170℃) 90重量部 臭素化エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)・製、エピクロン152、エ ポキシ当量360、軟化点65℃) 8重量部 フェノールノボラック樹脂(住友デュレズ(株)・製、水酸基当量105、軟化 点70℃) 52重量部 表面被覆ALN(ダウケミカル・製、XU、平均粒径25μm、最大粒径13 0μm) 750重量部 球状微粒シリカ(平均粒径0.5μm、最大粒径3μm) 20重量部 球状シリカ(平均粒径23μm、最大粒径74μm)200重量部 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー(株)) 6重量部 2−メチルイミダゾール(四国化成(株)・製) 1重量部 三酸化アンチモン 8重量部 ヘキストワックスE 3重量部 カーボンブラック 2重量部 を常温で充分に混合し、次に80〜110℃で2軸熱ロ
ールを用いて混練し冷却後粉砕して半導体封止用樹脂組
成物を得た。
【0010】得られた半導体封止用樹脂組成物をトラン
スファー成形機を用いて温度175℃、注入圧120K
g/cm2で成形しテストピースを得、以下の項目につ
いて評価した。 評価方法 スパイラルフロー:EMII−I−66に準じた金型を
用い、175℃、注入圧70Kg/cm2で測定。単位
はcm。 ゲルタイム:175℃の熱板で測定。 単位は秒。 熱伝導率:50φ×50mmの成形品をプローブ型熱伝
導率測定機(昭和電工(株)・製)を用いて常温で測定。
単位はW/m℃。 充填性:パッケージサイズ28×28×1.4mm、チ
ップサイズ14×14×0.3mmの薄型QFPへの充
填性をボイド発生率、ダイパッドシフト不良率、ワイヤ
ー流れ不良率で評価した。 金型摩耗度:SEMI法に基づき500gの半導体封止
用樹脂組成物を175℃でアルミオリフィスを通過させ
た時のアルミオリフィスの重量減少率(%)で評価し
た。 耐湿信頼性:模擬素子を用いた300ミルのSOPで8
5℃、85%RH、72時間吸湿後、260℃の半田処
理を10秒間行った後125℃、相対湿度100%のプ
レッシャークッカー処理500時間で評価した。以上の
評価結果を表1に示す。熱膨張係数は、15×4×4m
mのテストピースを175℃で成形し、175℃、8時
間のポストキュア処理した後、TMA(セイコー電子
(株)・製)にて60℃における値とした。単位は×10
-51/℃。
【0011】実施例2〜4 表1に示した配合で実施例1と同様にして半導体封止用
樹脂組成物を得た。実施例3に用いるクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂は、エポキシ当量200、軟化点6
5℃のオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であ
る。実施例2〜4、比較例3に用いるフェノールアラル
キル樹脂は、三井東圧化学(株)・製、XL−225−3
Lである。以上の評価結果を表1に示す。 比較例1〜5 表2に示した配合で実施例1と同様にして半導体封止用
樹脂組成物を得た。比較例5に用いるALN(表面被覆
なし)は、ダウケミカル・製で平均粒径25μm、最大
粒径130μmである。以上の評価結果を表2に示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物を用いることによ
り、成形用金型の摩耗を減少でき、半導体製品の熱放散
性を大幅に改善できる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
    硬化促進剤、窒化アルミニウム及びシリカを必須成分と
    し、全組成物中に窒化アルミニウム及びシリカを80〜
    96重量%含み、かつ窒化アルミニウム及びシリカの合
    計100重量%中に、(a)平均粒径が10〜30μ
    m、最大粒径が200μm以下の窒化アルミニウムを3
    0〜95重量%、(b)平均粒径0.1〜1.0μm、
    最大粒径5μm以下の球状微粒シリカを2〜10重量
    %、(c)平均粒径10〜30μm、最大粒径74μm
    以下の球状シリカを3〜68重量%含有することを特徴
    とする半導体封止用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 窒化アルミニウムがSi、O、P、N、
    Alの群から選ばれる2種以上の元素からなる無機質に
    より被覆され、かつ該被覆窒化アルミニウムが125
    ℃、相対湿度100%、500時間のプレッシャークッ
    カー処理後の重量変化率が5重量%以下である請求項1
    記載の半導体封止用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体封止用樹脂組成物
    の熱膨張係数及び熱伝導率が、ガラス転移温度以下で各
    々2.0×10-51/℃以下、1.25W/m℃以上で
    ある半導体封止用樹脂組成物。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000038720A (ko) * 1998-12-08 2000-07-05 유현식 반도체 소자 밀봉용 고열전도성 에폭시수지 조성물
SG141222A1 (en) * 2003-12-04 2008-04-28 Sumitomo Bakelite Singapore Pt Semiconductor devices containing epoxy moulding compositions and the compositions per se
JP2011236376A (ja) * 2010-05-13 2011-11-24 Hitachi Chem Co Ltd 高熱伝導性複合粒子及びそれを用いた放熱材料
JP2016104862A (ja) * 2015-12-04 2016-06-09 日立化成株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、金属箔付き樹脂シート、樹脂硬化物シート、構造体、および動力用又は光源用半導体デバイス
JP2020111748A (ja) * 2019-01-15 2020-07-27 京セラ株式会社 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000038720A (ko) * 1998-12-08 2000-07-05 유현식 반도체 소자 밀봉용 고열전도성 에폭시수지 조성물
SG141222A1 (en) * 2003-12-04 2008-04-28 Sumitomo Bakelite Singapore Pt Semiconductor devices containing epoxy moulding compositions and the compositions per se
JP2011236376A (ja) * 2010-05-13 2011-11-24 Hitachi Chem Co Ltd 高熱伝導性複合粒子及びそれを用いた放熱材料
JP2016104862A (ja) * 2015-12-04 2016-06-09 日立化成株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、金属箔付き樹脂シート、樹脂硬化物シート、構造体、および動力用又は光源用半導体デバイス
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