JPH0995524A - 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

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JPH0995524A
JPH0995524A JP25165795A JP25165795A JPH0995524A JP H0995524 A JPH0995524 A JP H0995524A JP 25165795 A JP25165795 A JP 25165795A JP 25165795 A JP25165795 A JP 25165795A JP H0995524 A JPH0995524 A JP H0995524A
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JP
Japan
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epoxy
formula
epoxy resin
resin composition
phenolic resin
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JP25165795A
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English (en)
Inventor
Shigeyuki Maeda
重之 前田
Naoki Mogi
直樹 茂木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装時における半導体パッケージの耐半田ス
トレス性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ官能基を2個以上有するエポキ
シ化合物、式(1)で示されるフェノール樹脂を総フェ
ノール樹脂硬化剤量に対して30〜100重量%含むフ
ェノール樹脂、無機質充填材及び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。 【化1】 (式中のRは、水素、ハロゲン類、アルキル基及びそれ
らの誘導体の中から選択される原子または官能基)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】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
回路などの電子部品を、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
シリカなどの無機質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
化に伴いチップがだんだん大型化し、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、SOP、SOJ、TSOP、TQFP、PLC
C 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るため、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低下
など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エポキシ樹脂組成
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エポキシ官能基を2
個以上有するエポキシ化合物を用い、フェノール樹脂硬
化剤として式(1)で示されるフェノール樹脂を用いる
ことにより、実装時における半導体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)エポキ
シ官能基を2個以上有するエポキシ化合物、(B)式
(1)で示されるフェノール樹脂を総フェノール樹脂硬
化剤量に対して30〜100重量%含むフェノール樹
脂、
【0005】
【化3】 (式中のRは、水素、ハロゲン類、アルキル基及びそれ
らの誘導体の中から選択される原子または官能基)
【0006】(C)無機質充填材及び(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ストレス性と半田処理後
の耐湿性を有するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ官能基を
2個以上有するエポキシ化合物とは、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化合物、クレゾールノ
ボラック型エポキシ化合物、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
ポキ化合物等のことを言う。特にエポキシ樹脂組成物と
しての無機充填材量を80〜90重量%にする場合、ビ
フェニル型エポキシ化合物やビスフェノール型エポキシ
化合物等の結晶性のものを用いた方が溶融粘度の設定上
好ましい。
【0008】式(1)の分子構造で示されるフェノール
樹脂は、従来のフェノールノボラック樹脂に比べて、硬
化物のゴム領域で高強度、低弾性率を示し、リードフレ
ーム(42アロイ、銅合金)等の金属類との接着性に優
れる。更に耐半田ストレス性を最大限に引き出すために
は、式(1)で示されるフェノール樹脂を、総フェノー
ル樹脂硬化剤量に対して30重量%以上、好ましくは5
0重量%以上の使用が望ましい。30重量%未満である
と、目標とした耐半田ストレス性が不充分である。式
(1)のRは、水素、ハロゲン類、アルキル基及びそれ
らの誘導体の中から選択される原子または官能基である
が、好ましいのはメチル基である。式中のm=0〜5、
n=0〜20であるが、mが5を越えると強度が低下
し、nが20を越えると粘度が高くなるため、流動性が
低下する。式(1)のフェノール樹脂は、フェノール類
とクロトンアルデヒドを酸性触媒存在下で脱水縮合させ
ることにより得られる。また式(1)のフェノール樹脂
の中では、立体障害の影響を受けにくく、高い熱時強度
が得られると考えられる式(2)で示されるフェノール
樹脂が好ましい。式(1)で示されるフェノール樹脂以
外に他のフェノール樹脂を併用する場合は、フェノール
性水酸基を有するポリマー全般を用いればよい。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、ジシクロペンタジエ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
などがある。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望ましい。
【0009】本発明で用いる無機質充填材としては、溶
融シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、二次
凝集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、アルミナなどが挙
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、耐半田ストレス性から総エポキシ樹
脂組成物量に対して80〜90重量%が好ましい。無機
充填材量が80重量%未満だと低熱膨張化、低吸水化が
得られず、耐半田ストレス性が不充分である。また、無
機質充填材量が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ト、金線ワイヤーのずれ等
の不都合が生じる。本発明で用いる硬化促進剤として
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、一般に封止材料に用いられているものを
広く用いることができる。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、ジメチルベンジルア
ミン、2−メチルイミダゾールなどが単独もしくは混合
して用いてもよい。
【0010】本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
化合物、フェノール樹脂硬化剤、無機質充填材及び硬化
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、酸化アン
チモン、ヘキサブロムベンゼンなどの難燃剤、カーボン
ブラック、ベンガラなどの着色剤、天然ワックス、合成
ワックスなどの離型剤及び通常半導体封止用樹脂組成物
に用いられているシリコーンオイル、ゴムなどの低応力
添加剤など、種々の添加剤を配合しても差し支えない。
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、フェノール樹脂硬化
剤、無機充填材、硬化促進剤、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、集積回路などの被
覆、絶縁、封止などに適用することができる。
【0011】以下、本発明を実施例で具体的に説明す。 実施例1 下記組成物 3,3′,5,5′−テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル(融点 108℃,エポキシ当量195g/eq) 8.85重量部 式(2)で示されるフェノール樹脂硬化剤(軟化点105℃,水酸基当量11 1g/eq) 3.96重量部
【化4】 (nの値が0〜3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0.65、n=2が0.41、n=3が0.28である。 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 ) 0.99重量部 溶融シリカ粉末(平均粒径10μm,比表面積2.0m/g) 35重量部 球状シリカ粉末(平均粒径30μm,比表面積2.5m/g) 50重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7 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 を常温においてミキサーで混合し、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。粉砕して得られた成形材料は、EMMI−Iー66
に準じた試験用金型を用い、175℃、70kg/cm
2、120秒の条件でスパイラルフローを測定した。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、半田耐湿性試験を行った。試験結果を表1に示す。
【0012】評価方法 半田ストレス試験:封止したテスト用素子を、85℃、
85%RHの環境下で24時間、48時間、72時間及
び120時間処理し、その後260℃の半田槽に10秒
間浸漬させた後、顕微鏡で外部クラックを観察した。ク
ラック発生数/総数で表した。試験片の数は16個。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を、85℃、8
5%RHの環境下で72時間処理し、その後260℃の
半田槽に10秒間浸漬させた後、プレッシャークッカー
試験を行い、回路のオープン不良を測定した。試験片の
数は16個。
【0013】実施例2〜5 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成形品を得、この
成形品を用いて実施例1と同様に半田ストレス試験及び
半田耐湿性試験を行った。試験結果を表1に示す。 比較例1〜2 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成形品を得、この
成形品を用いて実施例1と同様に半田ストレス試験及び
半田耐湿性試験を行った。試験結果を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】本発明に従うと、実装時における半導体
パッケージの耐半田ストレス性に優れたものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ官能基を2個以上有する
    エポキシ化合物、(B)式(1)で示されるフェノール
    樹脂を総フェノール樹脂硬化剤量に対して30〜100
    重量%含むフェノール樹脂、 【化1】 (式中のRは、水素、ハロゲン類、アルキル基及びそれ
    らの誘導体の中から選択される原子または官能基) (C)無機質充填材及び(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)のフェノール樹脂が、式(2)
    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。 【化2】
  3. 【請求項3】 エポキシ官能基を2個以上有するエポキ
    シ化合物が、3,3′,5,5′−テトラメチルビフェ
    ノールジグリシジルエーテル及び/又は3,3′,5,
    5′−テトラメチルビフェノールメタンジグリシジルエ
    ーテルである請求項1又は請求項2記載の半導体封止用
    エポキシ樹脂組成物。
JP25165795A 1995-09-28 1995-09-28 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Withdrawn JPH0995524A (ja)

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