JPH09176283A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物Info
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- JPH09176283A JPH09176283A JP33472895A JP33472895A JPH09176283A JP H09176283 A JPH09176283 A JP H09176283A JP 33472895 A JP33472895 A JP 33472895A JP 33472895 A JP33472895 A JP 33472895A JP H09176283 A JPH09176283 A JP H09176283A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リードフレーム及び半導体チップとの接着性
向上させ、基板実装時における半導体パッケージの耐半
田ストレスを著しく向上させる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を提供すること。 【解決手段】 ５０〜９０℃の軟化点を有する式（１）
で示されるエポキシ樹脂、５５〜１３０℃の軟化点を有
するフェノール樹脂硬化剤、式（２）で示される硬化促
進剤、及び無機充填材を必須成分とし、かつ全組成物中
に該無機充填材を７０〜９２重量％含む半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 【化１】 （ただし、式（１）中のＲは、水素、ハロゲン、アルキ
ル基の中から選択される同一もしくは異なる原子または
基） 【化２】 （ただし、式（２）中、Ｒ1〜Ｒ4は、１価の有機基であ
り、Ｙ1〜Ｙ4の少なくとも１つは、プロトン供与体がプ
ロトンを１個放出してなる基である。）
向上させ、基板実装時における半導体パッケージの耐半
田ストレスを著しく向上させる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を提供すること。 【解決手段】 ５０〜９０℃の軟化点を有する式（１）
で示されるエポキシ樹脂、５５〜１３０℃の軟化点を有
するフェノール樹脂硬化剤、式（２）で示される硬化促
進剤、及び無機充填材を必須成分とし、かつ全組成物中
に該無機充填材を７０〜９２重量％含む半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 【化１】 （ただし、式（１）中のＲは、水素、ハロゲン、アルキ
ル基の中から選択される同一もしくは異なる原子または
基） 【化２】 （ただし、式（２）中、Ｒ1〜Ｒ4は、１価の有機基であ
り、Ｙ1〜Ｙ4の少なくとも１つは、プロトン供与体がプ
ロトンを１個放出してなる基である。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂組成物の常温
保存特性、成形性に優れた挿入実装及び表面実装対応の
半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
保存特性、成形性に優れた挿入実装及び表面実装対応の
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】ダイオード、トランジスタ、ＩＣ等の本
体を機械的、化学的作用から保護するために、エポキシ
樹脂系半導体封止樹脂は開発、生産されてきた。この樹
脂組成物に要求される項目は、素子の種類、パッケージ
の構造、使用される環境によって変化しつつある。特に
ＩＣ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、フェノールノボラック樹脂、
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、ＩＣ
の高集積化に伴いチップがだんだん大型化し、かつパッ
ケージは従来の挿入型のＤＩＰタイプから表面実装化さ
れた小型、薄型のＱＦＰ、ＳＯＰ、ＳＯＪ、ＴＳＯＰ、
ＴＱＦＰ、ＰＬＣＣに変わってきている。大型のチップ
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きてい
る。特に、半田付け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
とリードフレーム、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がでてきている。
体を機械的、化学的作用から保護するために、エポキシ
樹脂系半導体封止樹脂は開発、生産されてきた。この樹
脂組成物に要求される項目は、素子の種類、パッケージ
の構造、使用される環境によって変化しつつある。特に
ＩＣ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、フェノールノボラック樹脂、
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、ＩＣ
の高集積化に伴いチップがだんだん大型化し、かつパッ
ケージは従来の挿入型のＤＩＰタイプから表面実装化さ
れた小型、薄型のＱＦＰ、ＳＯＰ、ＳＯＪ、ＴＳＯＰ、
ＴＱＦＰ、ＰＬＣＣに変わってきている。大型のチップ
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きてい
る。特に、半田付け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
とリードフレーム、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がでてきている。
【０００３】この耐半田クラック性を改良する方法とし
て、無機充填材を多く含む樹脂組成物が開発されてお
り、多量の無機充填材を配合する方法としては、無機充
填材の粒度分布や形状の選択、エポキシ樹脂や硬化剤樹
脂の低粘度化などがある。しかし、樹脂の低粘度化のた
めに樹脂の分子量を小さくすると、分子が動きやすくな
って反応の初期段階では架橋反応が速やかに進み、従っ
て樹脂混練時に架橋反応が一部進んで所定の流動性が発
現されず、また同じ理由で常温でも反応が起こりやす
く、樹脂組成物の常温保管性が低下するという欠点があ
る。さらに、分子量の低い樹脂は、初期の反応性は高い
が反応の最終段階においては逆に架橋密度が充分に上が
らず、封止樹脂組成物が充分に硬化しないという問題点
がある。従来用いられている硬化促進剤は、２−メチル
イミダゾール、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］
ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン等あるが、こ
れらの硬化促進剤は前述のように比較的低温でも硬化促
進効果を示すため、これらを使用したエポキシ樹脂組成
物は常温における保存性が悪く、そのために常温で保管
すると成形時の流動性の低下から、充填不良が発生した
り、ＩＣチップの金ワイヤーが断線し、導通不良が発生
するなどの問題点が生じる。このためエポキシ樹脂組成
物は初期の流動性を維持するため、冷蔵保管及び冷蔵輸
送する必要があり、保管、輸送には多大なコストがかか
っているのが現状である。
て、無機充填材を多く含む樹脂組成物が開発されてお
り、多量の無機充填材を配合する方法としては、無機充
填材の粒度分布や形状の選択、エポキシ樹脂や硬化剤樹
脂の低粘度化などがある。しかし、樹脂の低粘度化のた
めに樹脂の分子量を小さくすると、分子が動きやすくな
って反応の初期段階では架橋反応が速やかに進み、従っ
て樹脂混練時に架橋反応が一部進んで所定の流動性が発
現されず、また同じ理由で常温でも反応が起こりやす
く、樹脂組成物の常温保管性が低下するという欠点があ
る。さらに、分子量の低い樹脂は、初期の反応性は高い
が反応の最終段階においては逆に架橋密度が充分に上が
らず、封止樹脂組成物が充分に硬化しないという問題点
がある。従来用いられている硬化促進剤は、２−メチル
イミダゾール、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］
ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン等あるが、こ
れらの硬化促進剤は前述のように比較的低温でも硬化促
進効果を示すため、これらを使用したエポキシ樹脂組成
物は常温における保存性が悪く、そのために常温で保管
すると成形時の流動性の低下から、充填不良が発生した
り、ＩＣチップの金ワイヤーが断線し、導通不良が発生
するなどの問題点が生じる。このためエポキシ樹脂組成
物は初期の流動性を維持するため、冷蔵保管及び冷蔵輸
送する必要があり、保管、輸送には多大なコストがかか
っているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解決するために種々の検討の結果なされたものであ
り、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、リードフレーム及び半導体チッ
プとの接着性向上、成形物の低吸水化により、基板実装
時における半導体パッケージの耐半田ストレスを著しく
向上させ、なおかつ式（２）の硬化促進剤を用いること
によって、流動性に優れ成形時の硬化性を大幅に改善す
ると同時に、樹脂組成物の常温保存特性も改善できる無
機充填材をエポキシ樹脂組成物中に７０〜９２重量％含
む、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供するもので
ある。
題を解決するために種々の検討の結果なされたものであ
り、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、リードフレーム及び半導体チッ
プとの接着性向上、成形物の低吸水化により、基板実装
時における半導体パッケージの耐半田ストレスを著しく
向上させ、なおかつ式（２）の硬化促進剤を用いること
によって、流動性に優れ成形時の硬化性を大幅に改善す
ると同時に、樹脂組成物の常温保存特性も改善できる無
機充填材をエポキシ樹脂組成物中に７０〜９２重量％含
む、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供するもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記式（１）
で示される軟化点５０〜９０℃のエポキシ樹脂、軟化点
５５〜１３０℃のフェノール樹脂硬化剤、下記式（２）
で示される硬化促進剤、及び無機充填材を必須成分と
し、かつ全組成物中に該無機充填材を７０〜９２重量％
含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物
であり、
で示される軟化点５０〜９０℃のエポキシ樹脂、軟化点
５５〜１３０℃のフェノール樹脂硬化剤、下記式（２）
で示される硬化促進剤、及び無機充填材を必須成分と
し、かつ全組成物中に該無機充填材を７０〜９２重量％
含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物
であり、
【化３】 （ただし、式（１）中のＲは、水素、ハロゲン、アルキ
ル基の中から選択される同一もしくは異なる原子または
基）
ル基の中から選択される同一もしくは異なる原子または
基）
【化４】 （ただし、式（２）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、芳香
環もしくは複素環を有する１価の有機基又は１価の脂肪
族基であり、それらは互いに同一であっても異なってい
てもよい。また、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は芳香環もしく
は複素環を有する１価の有機基または１価の脂肪族基で
あって、それらのうち少なくとも１個は、分子外に放出
し得るプロトンを少なくとも１個有するプロトン供与体
がプロトンを１個放出してなる基であり、それらは互い
に同一であっても異なっていてもよい。） 好ましくは、式（２）で示される硬化促進剤のプロトン
供与体が、１分子内に少なくとも１個のカルボキシル基
を有する芳香族カルボン酸である半導体封止用エポキシ
樹脂組成物である。軟化点はＪＩＳ Ｋ ２２０７に準
じ、ボーリング法で昇温速度３±０．５℃で測定する。
エポキシ樹脂の軟化点が５０℃未満だと取扱いが難しく
て使用しづらく、９０℃を越えると無機充填材量を必要
量配合することができない。同様にフェノール樹脂も軟
化点が５５℃未満だと取扱いが難しく使用しづらく、１
３０℃を越えると無機充填材量を必要量配合することが
できない。
環もしくは複素環を有する１価の有機基又は１価の脂肪
族基であり、それらは互いに同一であっても異なってい
てもよい。また、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は芳香環もしく
は複素環を有する１価の有機基または１価の脂肪族基で
あって、それらのうち少なくとも１個は、分子外に放出
し得るプロトンを少なくとも１個有するプロトン供与体
がプロトンを１個放出してなる基であり、それらは互い
に同一であっても異なっていてもよい。） 好ましくは、式（２）で示される硬化促進剤のプロトン
供与体が、１分子内に少なくとも１個のカルボキシル基
を有する芳香族カルボン酸である半導体封止用エポキシ
樹脂組成物である。軟化点はＪＩＳ Ｋ ２２０７に準
じ、ボーリング法で昇温速度３±０．５℃で測定する。
エポキシ樹脂の軟化点が５０℃未満だと取扱いが難しく
て使用しづらく、９０℃を越えると無機充填材量を必要
量配合することができない。同様にフェノール樹脂も軟
化点が５５℃未満だと取扱いが難しく使用しづらく、１
３０℃を越えると無機充填材量を必要量配合することが
できない。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、各項目に関し詳細に説明す
る。本発明で用いられる式（１）のエポキシ樹脂は、ジ
シクロペンタジエンとフェノール類とを付加反応により
重合させたフェノール樹脂をグリシジルエーテル化する
ことによって得られるエポキシ樹脂で、従来のオルソク
レゾールノボラックエポキシ樹脂に比較し、ガラス転移
温度を越えた高温時の弾性率が低く、リードフレーム等
の金属類との接着性に優れる。従って、表面実装の半田
付け時における熱ストレスを低減させることができ、耐
半田クラック性に優れるエポキシ樹脂組成物を得ること
ができる。耐半田クラック性の効果を引き出すために
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
使用することが望ましい。３０重量％未満だと高温時の
低弾性化及び高接着性が得られず耐半田クラック性が不
十分である。また全組成物中の無機充填材量を７０〜９
２重量％とするためには、軟化点の低いエポキシ樹脂を
使用することが好ましい。更に式（１）中のＲは水素原
子が好ましい。
る。本発明で用いられる式（１）のエポキシ樹脂は、ジ
シクロペンタジエンとフェノール類とを付加反応により
重合させたフェノール樹脂をグリシジルエーテル化する
ことによって得られるエポキシ樹脂で、従来のオルソク
レゾールノボラックエポキシ樹脂に比較し、ガラス転移
温度を越えた高温時の弾性率が低く、リードフレーム等
の金属類との接着性に優れる。従って、表面実装の半田
付け時における熱ストレスを低減させることができ、耐
半田クラック性に優れるエポキシ樹脂組成物を得ること
ができる。耐半田クラック性の効果を引き出すために
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
使用することが望ましい。３０重量％未満だと高温時の
低弾性化及び高接着性が得られず耐半田クラック性が不
十分である。また全組成物中の無機充填材量を７０〜９
２重量％とするためには、軟化点の低いエポキシ樹脂を
使用することが好ましい。更に式（１）中のＲは水素原
子が好ましい。
【０００７】式（１）で示されるエポキシ樹脂以外に他
のエポキシ樹脂と併用する場合、使用するエポキシ樹脂
は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマ
ー全般を指し、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及びトリア
ジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
のエポキシ樹脂と併用する場合、使用するエポキシ樹脂
は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマ
ー全般を指し、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及びトリア
ジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
【０００８】本発明に用いられるフェノール樹脂硬化剤
は、上記のエポキシ樹脂と硬化反応を行い架橋構造を形
成することができる少なくとも２個以上のフェノール性
水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を
指し、特に限定するものではないが、例えばフェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、パラキシ
リレン変性フェノール樹脂、メタキシリレン・パラキシ
リレン変性フェノール樹脂等のフェノールアラルキル樹
脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独でも
混合して使用しても差し支えない。軟化点、水酸基当量
等も特に規定するものではないが、樹脂中の塩素含有量
は極力低い方が長期信頼性の点から好ましい。全組成物
中の無機充填材量を７０〜９２重量％とするためには、
エポキシ樹脂と同様、軟化点の低い硬化剤を使用するこ
とが望ましい。
は、上記のエポキシ樹脂と硬化反応を行い架橋構造を形
成することができる少なくとも２個以上のフェノール性
水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を
指し、特に限定するものではないが、例えばフェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、パラキシ
リレン変性フェノール樹脂、メタキシリレン・パラキシ
リレン変性フェノール樹脂等のフェノールアラルキル樹
脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独でも
混合して使用しても差し支えない。軟化点、水酸基当量
等も特に規定するものではないが、樹脂中の塩素含有量
は極力低い方が長期信頼性の点から好ましい。全組成物
中の無機充填材量を７０〜９２重量％とするためには、
エポキシ樹脂と同様、軟化点の低い硬化剤を使用するこ
とが望ましい。
【０００９】本発明に用いられる硬化促進剤は、下記式
（２）で示されるホスホニウムボレートからなる。
（２）で示されるホスホニウムボレートからなる。
【化５】 ただし、式（２）において、ホスホニウム基のＲ1、
Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、芳香環もしくは複素環を有する１
価の有機基又は１価の脂肪族基であり、それらは互いに
同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、芳香環もしくは複素環を有する１
価の有機基又は１価の脂肪族基であり、それらは互いに
同一であっても異なっていてもよい。
【００１０】このようなホスホニウム基としては、例え
ば、テトラフェニルホスホニウム基、テトラトリルホス
ホニウム基、テトラエチルフェニルホスホニウム基、テ
トラメトキシフェニルホスホニウム基、テトラナフチル
ホスホニウム基、テトラベンジルホスホニウム基、エチ
ルトリフェニルホスホニウム基、ｎ−ブチルトリフェニ
ルホスホニウム基、２−ヒドロキシエチルトリフェニル
ホスホニウム基、トリメチルフェニルホスホニウム基、
メチルジエチルフェニルホスホニウム基、メチルジアリ
ルフェニルホスホニウム基、テトラ−ｎ−ブチルホスホ
ニウム基等を挙げることができる。式（２）において、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、芳香環を有する１価の有機基
であることが特に好ましく、また、式（２）で示される
ホスホニウムボレートの融点は特に限定されるものでは
ないが、均一分散の点からは２５０℃以下であることが
好ましい。特に、テトラフェニルホスホニウム基を有す
るホスホニウムボレートは、熱硬化性樹脂との相溶性が
良好であり、好適に使用することができる。
ば、テトラフェニルホスホニウム基、テトラトリルホス
ホニウム基、テトラエチルフェニルホスホニウム基、テ
トラメトキシフェニルホスホニウム基、テトラナフチル
ホスホニウム基、テトラベンジルホスホニウム基、エチ
ルトリフェニルホスホニウム基、ｎ−ブチルトリフェニ
ルホスホニウム基、２−ヒドロキシエチルトリフェニル
ホスホニウム基、トリメチルフェニルホスホニウム基、
メチルジエチルフェニルホスホニウム基、メチルジアリ
ルフェニルホスホニウム基、テトラ−ｎ−ブチルホスホ
ニウム基等を挙げることができる。式（２）において、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、芳香環を有する１価の有機基
であることが特に好ましく、また、式（２）で示される
ホスホニウムボレートの融点は特に限定されるものでは
ないが、均一分散の点からは２５０℃以下であることが
好ましい。特に、テトラフェニルホスホニウム基を有す
るホスホニウムボレートは、熱硬化性樹脂との相溶性が
良好であり、好適に使用することができる。
【００１１】式（２）において、ボレート基のＹ1、
Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は、芳香環もしくは複素環を有する１
価の有機基または１価の脂肪族基であって、それらのう
ち少なくとも１個は、分子外に放出し得るプロトンを少
なくとも１個有するプロトン供与体がプロトンを１個放
出してなる基であり、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は互いに同
一であっても異なっていてもよい。このようなボレート
基を与えるプロトン供与体としては、例えば、酢酸、ト
リフルオロ酸、ステアリン酸、安息香酸、１−ナフトエ
酸、２−ナフトエ酸、フタル酸、トリメット酸、ピロメ
リット酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ポリアク
リル酸等のカルボン酸やその無水物の部分開環体、フェ
ノール、１−ナフトール、２−ナフトール、ポリフェノ
ール、イソシアヌル酸、ベンゾトリアゾール、さらにこ
れらのうち芳香環を有する化合物の芳香環に置換基を有
する化合物等を挙げることができるが、好ましくは、安
息香酸、１−ナフトエ酸、２−ナフトエ酸、フタル酸、
トリメット酸、ピロメリット酸、２，６−ナフタレンジ
カルボン酸が良好であり、好適に使用できる。
Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は、芳香環もしくは複素環を有する１
価の有機基または１価の脂肪族基であって、それらのう
ち少なくとも１個は、分子外に放出し得るプロトンを少
なくとも１個有するプロトン供与体がプロトンを１個放
出してなる基であり、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は互いに同
一であっても異なっていてもよい。このようなボレート
基を与えるプロトン供与体としては、例えば、酢酸、ト
リフルオロ酸、ステアリン酸、安息香酸、１−ナフトエ
酸、２−ナフトエ酸、フタル酸、トリメット酸、ピロメ
リット酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ポリアク
リル酸等のカルボン酸やその無水物の部分開環体、フェ
ノール、１−ナフトール、２−ナフトール、ポリフェノ
ール、イソシアヌル酸、ベンゾトリアゾール、さらにこ
れらのうち芳香環を有する化合物の芳香環に置換基を有
する化合物等を挙げることができるが、好ましくは、安
息香酸、１−ナフトエ酸、２−ナフトエ酸、フタル酸、
トリメット酸、ピロメリット酸、２，６−ナフタレンジ
カルボン酸が良好であり、好適に使用できる。
【００１２】本発明の式（２）で示されるホスホニウム
ボレートからなる硬化促進剤は、熱硬化性樹脂に配合さ
れた場合、常温においては触媒活性を示さないので熱硬
化性樹脂の硬化反応が進むことがなく、成形時の高温に
おいて触媒活性が発現し、しかもいったん発現すると従
来の硬化促進剤よりも強い触媒活性を示して熱硬化性樹
脂を高度に硬化させる。本発明の硬化促進剤は、全エポ
キシ樹脂組成物に対し０．１０〜１重量％であり、通常
適度の高温下、例えば７０〜１５０℃で混合することが
できる。硬化促進剤が０．１０重量％未満であると加熱
成形時において充分な硬化性が得られない恐れがあり、
１重量％を越えると、硬化が速すぎて成形時に流動性の
低下により充填不良などを生ずる恐れがある。本発明の
硬化促進剤は、単独で使用することができ、あるいは他
の硬化促進剤と混合して用いることができる。他の硬化
促進剤と混合して使用する場合、本発明の硬化促進剤
は、他の硬化促進剤との合計量の４０重量％以上である
ことが好ましい。本発明の硬化促進剤が４０重量％未満
であると、本発明の目的を充分に達成できない恐れがあ
る。本発明の硬化促進剤と混合して使用できる他の硬化
促進剤は、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフ
ェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、１，８−
ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等を挙げ
ることができる。
ボレートからなる硬化促進剤は、熱硬化性樹脂に配合さ
れた場合、常温においては触媒活性を示さないので熱硬
化性樹脂の硬化反応が進むことがなく、成形時の高温に
おいて触媒活性が発現し、しかもいったん発現すると従
来の硬化促進剤よりも強い触媒活性を示して熱硬化性樹
脂を高度に硬化させる。本発明の硬化促進剤は、全エポ
キシ樹脂組成物に対し０．１０〜１重量％であり、通常
適度の高温下、例えば７０〜１５０℃で混合することが
できる。硬化促進剤が０．１０重量％未満であると加熱
成形時において充分な硬化性が得られない恐れがあり、
１重量％を越えると、硬化が速すぎて成形時に流動性の
低下により充填不良などを生ずる恐れがある。本発明の
硬化促進剤は、単独で使用することができ、あるいは他
の硬化促進剤と混合して用いることができる。他の硬化
促進剤と混合して使用する場合、本発明の硬化促進剤
は、他の硬化促進剤との合計量の４０重量％以上である
ことが好ましい。本発明の硬化促進剤が４０重量％未満
であると、本発明の目的を充分に達成できない恐れがあ
る。本発明の硬化促進剤と混合して使用できる他の硬化
促進剤は、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフ
ェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、１，８−
ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等を挙げ
ることができる。
【００１３】本発明で用いられる無機充填材としては、
溶融破砕シリカ粉末、溶融球状シリカ粉末、結晶シリカ
粉末、２次凝集シリカ粉末、アルミナ等が挙げられ、特
に封止樹脂組成物の流動性の向上という観点から、溶融
球状シリカ粉末が望ましい。球状シリカ粉末の形状は、
流動性改善のために、粒子自体の形状は限りなく真球状
であることが望ましく、更に粒度分布がブロードで有る
ことが望ましい。又、無機充填材の配合量としては、耐
半田クラック性と成形性及び流動性のバランスから全組
成物中に７０〜９２重量％が望ましい。無機充填材量が
７０重量％未満であると、低吸水率化、低熱膨張化が得
られず耐半田クラック性が不十分である。また、無機充
填材量が９２重量％を越えると高粘度化により半導体パ
ッケージ内部の金線変形、ダイパッド変形を引き起こす
等の不具合を生じる。
溶融破砕シリカ粉末、溶融球状シリカ粉末、結晶シリカ
粉末、２次凝集シリカ粉末、アルミナ等が挙げられ、特
に封止樹脂組成物の流動性の向上という観点から、溶融
球状シリカ粉末が望ましい。球状シリカ粉末の形状は、
流動性改善のために、粒子自体の形状は限りなく真球状
であることが望ましく、更に粒度分布がブロードで有る
ことが望ましい。又、無機充填材の配合量としては、耐
半田クラック性と成形性及び流動性のバランスから全組
成物中に７０〜９２重量％が望ましい。無機充填材量が
７０重量％未満であると、低吸水率化、低熱膨張化が得
られず耐半田クラック性が不十分である。また、無機充
填材量が９２重量％を越えると高粘度化により半導体パ
ッケージ内部の金線変形、ダイパッド変形を引き起こす
等の不具合を生じる。
【００１４】本発明の組成物は、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を必須成分
とするがこれ以外に、必要に応じて、カーボンブラック
等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン
等の難燃剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン等のカップリング剤、シリコーンオイル、ゴム等の
低応力成分、カルナバワックス等の離型剤を添加するこ
とができる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填
材、その他添加剤をミキサー等にて充分に均一混合し、
熱ロールまたはニーダー等の混練機にて溶融混練し、冷
却後粉砕し成形材料を得ることができる。
ール樹脂硬化剤、硬化促進剤及び無機充填材を必須成分
とするがこれ以外に、必要に応じて、カーボンブラック
等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン
等の難燃剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン等のカップリング剤、シリコーンオイル、ゴム等の
低応力成分、カルナバワックス等の離型剤を添加するこ
とができる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填
材、その他添加剤をミキサー等にて充分に均一混合し、
熱ロールまたはニーダー等の混練機にて溶融混練し、冷
却後粉砕し成形材料を得ることができる。
【００１５】
【実施例】以下本発明を実施例にて具体的に説明する。 《実施例１》下記組成物 ・式（３）で示されるエポキシ樹脂 １０．２重量部 （軟化点６５℃、エポキシ当量２５０）
【化６】 （ｎ＝０が１に対し、ｎ＝１が０．４、ｎ＝２が０．２５からなる混合物） ・フエノールノボラック樹脂硬化剤 ２．８重量部 （軟化点６０℃、水酸基当量１０５） ・パラキシレン変性フェノール樹脂 ２．８重量部 （軟化点９５℃、水酸基当量１７５）
【００１６】 ・式（４）の硬化促進剤 ０．６重量部
【化７】 ・溶融破砕シリカ ４５．０重量部 ・溶融球状シリカ ３５．０重量部 ・カーボンブラック ０．３重量部 ・カルナバワックス ０．３重量部 ・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン ０．５重量部 ・臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂 ０．５重量部 ・三酸化アンチモン ２．０重量部 をミキサーにて常温混合し、１００℃で二軸ロールにて
混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。得られた成形材
料のスパイラルフロー、ゲルタイム、常温保管特性、成
形性を検討した。
混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。得られた成形材
料のスパイラルフロー、ゲルタイム、常温保管特性、成
形性を検討した。
【００１７】《評価方法》 ・スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパ
イラルフロー測定用の金型を用い、金型温度１７５℃、
注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、硬化時間２分で測定。 ・ゲルタイム：１７５℃に加熱した熱板上で封止樹脂組
成物を溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間を
測定。 ・ショア硬度：ショアＤ硬度計を用い、金型温度１７５
℃、硬化時間２分で測定。 ・常温保管性：樹脂組成物を２５℃にて保管した後、ス
パイラルフローを測定。初期フロー長さを１００％とし
たときのフロー残存率が９０％になるまでの日数で示
す。
イラルフロー測定用の金型を用い、金型温度１７５℃、
注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、硬化時間２分で測定。 ・ゲルタイム：１７５℃に加熱した熱板上で封止樹脂組
成物を溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間を
測定。 ・ショア硬度：ショアＤ硬度計を用い、金型温度１７５
℃、硬化時間２分で測定。 ・常温保管性：樹脂組成物を２５℃にて保管した後、ス
パイラルフローを測定。初期フロー長さを１００％とし
たときのフロー残存率が９０％になるまでの日数で示
す。
【００１８】《実施例２〜３》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、同様に評価し
た。これらの評価結果を表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、同様に評価した。実施例１
以外で使用するその他の原料は、エポキシ樹脂はオルソ
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点６０℃、
エポキシ当量２００）、硬化促進剤はトリフェニルホス
フィン及びテトラフェニルホスフォニウム・テトラフェ
ニルボレートである。これらの評価結果を表１に示す。
し、実施例１と同様にして成形材料を得、同様に評価し
た。これらの評価結果を表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、同様に評価した。実施例１
以外で使用するその他の原料は、エポキシ樹脂はオルソ
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（軟化点６０℃、
エポキシ当量２００）、硬化促進剤はトリフェニルホス
フィン及びテトラフェニルホスフォニウム・テトラフェ
ニルボレートである。これらの評価結果を表１に示す。
【００１９】 表 １ 実 施 例 １ ２ ３ ４ 配合（重量部） 式（３）のエポキシ樹脂 10.2 14.4 5.95 3.34 オルソクレソ゛-ルノホ゛ラック型エホ゜キシ樹脂 1.49 臭素化フェノ-ルノホ゛ラック型エホ゜キシ樹脂 0.5 0.5 0.5 0.5 パラキシリレン型フェノール樹脂 2.8 2.66 フェノールノボラック樹脂 2.8 6.2 3.46 式（４）の硬化促進剤 0.6 0.8 0.4 0.3 トリフェニルホスフィン 0.1 トリフェニルホスフォニウム・テトラフェニルホ゛レ-ト 0.1 溶融破砕シリカ 45.0 20.0 溶融球状シリカ 35.0 55.0 85.0 90.0 カーボンブラック 0.3 0.3 0.3 0.3 カルナバワックス 0.3 0.3 0.3 0.3 γ-ク゛リシト゛キシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン 0.5 0.5 0.5 0.5 三酸化アンチモン 2.0 2.0 2.0 2.0 特性 スパイラルフロー（ｃｍ） 95 120 103 84 ゲルタイム（ｓｅｃ） 28 27 29 32 ショア硬度 80 84 82 76 常温保存性（日） 120 120 120 100
【００２０】 表 ２ 比 較 例 １ ２ ３ ４ 配合（重量部） 式（３）のエポキシ樹脂 1.69 0.8 オルソクレソ゛-ルノホ゛ラック型エホ゜キシ樹脂 10.5 13.7 5.07 2.4 臭素化フェノ-ルノホ゛ラック型エホ゜キシ樹脂 0.5 0.5 0.5 0.5 パラキシレン型フェノール樹脂 2.22 2.95 フェノールノボラック樹脂 5.7 7.4 2.22 式（４）の硬化促進剤 0.6 0.8 0.4 0.3 トリフェニルホスフィン 0.2 0.1 0.15 トリフェニルホスフォニウム・テトラフェニルホ゛レ-ト 0.3 0.1 0.05 溶融破砕シリカ 45.0 20.0 溶融球状シリカ 34.4 54.2 84.6 89.75 カーボンブラック 0.3 0.3 0.3 0.3 カルナバワックス 0.3 0.3 0.3 0.3 γ-ク゛リシト゛キシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン 0.5 0.5 0.5 0.5 三酸化アンチモン 2.0 2.0 2.0 2.0 特性 スパイラルフロー（ｃｍ） 80 73 87 71 ゲルタイム（ｓｅｃ） 30 25 27 30 ショア硬度 80 71 64 66 常温保存性（日） 5 3 3 2
【００２１】
【発明の効果】本発明による樹脂組成物は、常温保存性
及び流動性に優れ、成形時の硬化特性を大幅に改善で
き、かつ耐半田クラック性に優れ、生産性を大きく向上
させることができる。
及び流動性に優れ、成形時の硬化特性を大幅に改善で
き、かつ耐半田クラック性に優れ、生産性を大きく向上
させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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)
- 【請求項１】 下記式（１）で示される軟化点５０〜９
０℃のエポキシ樹脂、軟化点５５〜１３０℃のフェノー
ル樹脂硬化剤、下記式（２）で示される硬化促進剤、及
び無機充填材を必須成分とし、かつ全組成物中に該無機
充填材を７０〜９２重量％含むことを特徴とする半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （ただし、式（１）中のＲは、水素、ハロゲン、アルキ
ル基の中から選択される同一もしくは異なる原子または
基） 【化２】 （ただし、式（２）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、芳香
環もしくは複素環を有する１価の有機基又は１価の脂肪
族基であり、それらは互いに同一であっても異なってい
てもよい。また、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4は芳香環もしく
は複素環を有する１価の有機基または１価の脂肪族基で
あって、それらのうち少なくとも１個は、分子外に放出
し得るプロトンを少なくとも１個有するプロトン供与体
がプロトンを１個放出してなる基であり、それらは互い
に同一であっても異なっていてもよい。） - 【請求項２】 式（２）で示される硬化促進剤のプロト
ン供与体が、１分子内に少なくとも１個のカルボキシル
基を有する芳香族カルボン酸である請求項１記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33472895A JP3585615B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33472895A JP3585615B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176283A true JPH09176283A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3585615B2 JP3585615B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=18280560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33472895A Expired - Fee Related JP3585615B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3585615B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001247652A (ja) * | 2000-03-07 | 2001-09-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| US6306792B1 (en) | 1997-12-03 | 2001-10-23 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Evaluating moisture resistance reliability of phosphonium borate catalyst |
| EP1106617A3 (de) * | 1999-12-10 | 2002-08-28 | MERCK PATENT GmbH | Alkylspiroboratsalze zur Anwendung in elektrochemischen Zellen |
| JP2005082624A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Nippon Kayaku Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP33472895A patent/JP3585615B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6306792B1 (en) | 1997-12-03 | 2001-10-23 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Evaluating moisture resistance reliability of phosphonium borate catalyst |
| US6524989B2 (en) | 1997-12-03 | 2003-02-25 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Tetraorganophosponium dicyclic tetraorganoborate catalyst |
| US6881812B2 (en) | 1997-12-03 | 2005-04-19 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Thermosetting resin and tetraorganophosphonium dicyclic tetraorganoborane catalyst |
| US6946421B2 (en) | 1997-12-03 | 2005-09-20 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Latent catalyst |
| EP1106617A3 (de) * | 1999-12-10 | 2002-08-28 | MERCK PATENT GmbH | Alkylspiroboratsalze zur Anwendung in elektrochemischen Zellen |
| JP2001247652A (ja) * | 2000-03-07 | 2001-09-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP4491897B2 (ja) * | 2000-03-07 | 2010-06-30 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2005082624A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Nippon Kayaku Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
| JP4702764B2 (ja) * | 2003-09-04 | 2011-06-15 | 日本化薬株式会社 | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3585615B2 (ja) | 2004-11-04 |
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