JPH10158478A - 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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JPH10158478A
JPH10158478A JP31896296A JP31896296A JPH10158478A JP H10158478 A JPH10158478 A JP H10158478A JP 31896296 A JP31896296 A JP 31896296A JP 31896296 A JP31896296 A JP 31896296A JP H10158478 A JPH10158478 A JP H10158478A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
temperature
semiconductor
curing
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JP31896296A
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English (en)
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Masatoyo Tomokuni
勝豊 友国
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動性、硬化性の両立したエポキシ樹脂組成
物を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
式(1)で示される硬化促進剤、無機質充填材及びシラ
ンカップリング剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物
が、示差走査熱量計での発熱開始温度が140℃以上
で、かつ発熱ピーク温度が150〜180℃の特性を有
する半導体封止用エポキシ樹脂組成物 。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は流動性、硬化性に優
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】IC、LSI等の半導体素子の封止に
は、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、大量生産に適していることから採用さ
れ、信頼性の点でもエポキシ樹脂やフェノール樹脂の改
良により特性の向上が図られてきた。 しかし、近年の
電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向におい
て、半導体の高集積化も年々進み、又半導体パッケージ
の表面実装化が促進されるなかで、半導体封止材料への
要求が益々厳しいものとなってきている。このため、従
来の封止材料では解決できない問題点もでてきている。
一番目の問題として、バッケージの薄型に伴い、従来の
エポキシ樹脂組成物の流動性では充填することが困難な
微細な構造が出現してきている。二番目の問題として、
半導体パッケージの表面実装の採用によりパッケージが
半田浸漬、あるいはリフロー工程で急激に200℃以上
の高温にさらされ、このためにパッケージが割れるとい
う現象が生じてきている。
【0003】この半田耐熱性の向上策として、無機質充
填材の配合量の増量による強度の向上、線膨張係数の低
下が挙げられる。しかしながら、無機質充填材を多く配
合するには、用いるエポキシ樹脂及びフェノール樹脂硬
化剤の軟化点及び溶融粘度を低くしなければならない。
このために、エポキシ樹脂組成物の保存性が短くなると
いう弊害が生じてきている。これを防ぐために硬化促進
剤の添加量を減少させることが試みられているが、これ
を行うことにより硬化性が低下し、バリの増加、離型性
等が低下するという現象が生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】半導体パッケージ成形
時の流動性の向上及び硬化性の両立につき種々の検討を
行った結果、これらは示差走査熱量計でのエポキシ樹脂
組成物の発熱開始温度及び硬化時の発熱ピーク温度と相
関関係があることが明らかになった。この硬化時の発熱
ピーク温度を制御することで流動性、硬化性を制御する
ことが可能なことを見い出した。
【0005】
【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、式(1)で示される硬化促
進剤、無機質充填材及びシランカップリング剤を必須成
分とするエポキシ樹脂組成物が、示差走査熱量計での発
熱開始温度が140℃以上で、かつ発熱ピーク温度が1
50〜180℃の特性を有する半導体封止用エポキシ樹
脂組成物であり、優れた流動性と良好な硬化性を示す。
【化2】
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるエポキシ樹脂は、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、その分子
量、分子構造等は特に限定されない。例えばビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレ
ン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹
脂、ビフェニル型エポキシ化合物、ハイドロキノン型エ
ポキシ化合物等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではなく、又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。本発明に用いるフェノール樹脂硬化剤
は、上記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、その分子量、分
子構造等は特に限定されない。例えばフェノールノボラ
ック樹脂、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、ビスフェノール
A、トリフェノールメタン等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。又、これらのフェノール樹脂
硬化剤は単独でも混合して用いてもよい。
【0007】本発明に用いる硬化促進剤は、式(1)で
示される。この硬化促進剤は、エポキシ樹脂とフェノー
ル樹脂硬化剤との架橋反応の触媒となるものであり、こ
れを用いることにより示差走査熱量計での発熱開始温度
が140℃以上で、かつ発熱ピーク温度が150〜18
0℃となり、流動性と硬化性の両立を達成することがで
きる。更に、発熱開始温度、発熱ピーク温度特性を損な
わない範囲で、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)
ウンデセン−7等のアミン系化合物や、トリフェニルホ
スフィン等の有機ホスフィン化合物を添加してもよい。
本発明に用いる無機質充填材としては、溶融シリカ粉
末、結晶シリカ粉末、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ
る。これら無機質充填材の配合量は成形性と信頼性との
バランスから全樹脂組成物中に70〜90重量%含有す
ることが好ましい。特に充填材量の多い配合では、球状
の溶融シリカを用いるのが好ましい。シランカップリン
グ剤としては、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定する
ものでなく、又これらは単独でも混合して用いてもよ
い。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、無機質充填材及びカ
ランカップリング剤を必須成分とするが、これ以外にも
必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等
の難燃剤、カーボンブラックに代表される着色剤、天然
ワックス及び合成ワックス等の離型剤、シリコーンオイ
ル、シリコーンゴム、合成ゴム等の低応力添加剤を適宜
配合しても差し支えない。成形材料化するに際しては、
加熱ニーダや熱ロールにより全組成物を加熱混練し、続
いて冷却、粉砕することにより目的とする半導体封止用
エポキシ樹脂組成物が得られる。
【0008】本発明の最も重要な点は、エポキシ樹脂組
成物の硬化時の示差走査熱量計での発熱ピーク開始温度
が140℃以上であり、かつ発熱ピーク温度が150〜
180℃であることである。発熱開始温度が140℃未
満、発熱ピーク温度が150℃未満だと以下の問題点が
生じる。即ち、硬化が速すぎるために、流動性が低下
し、ワイヤー流れ、充填不良が生じたり、反応性が活発
なため保存性が低下する。又、発熱ピーク温度が180
℃を越えると硬化が遅くなり以下の問題点が生じる。即
ち、硬化不良となり、バリ、離型性等に問題が生じた
り、成形時間が長くなる。従って発熱曲線を制御するこ
とにより、流動性と硬化性が両立した樹脂組成物を得る
ことができる。本発明での発熱開始温度、発熱ピーク温
度とは、示差走査熱量計(セイコー電子工業(株)・製)
を用い、試料10mg前後を精秤し、昇温速度10℃/
分で測定したものである。本発明でいう発熱開始温度
は、硬化前の吸熱状態でのカープの最下点での接線と発
熱ピークの立ち上がり側の接線との交点である。図1に
発熱開始温度、発熱ピーク温度を示す。
【0009】発熱ピーク曲線の制御は、式(1)の硬化
促進剤を適正量添加することに容易に達成することがで
きる。添加量が多いと発熱ピークは、低温域にシフトし
硬化性が増大する。添加量が少ないと発熱ピークは、高
温域にシフトし硬化性が低下する。本発明で示差走査熱
量計での発熱開始温度が140℃以上、発熱ピーク温度
が150〜180℃を達成するためには、式(1)で示
される硬化促進剤を全樹脂組成物中に0.1〜1.0重
量%とすることが好ましい。
【0011】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例1 ビフェニル型エポキシ化合物(YX4000H、融点103℃、エポキシ当量 195、油化シェルエポキシ(株)・製) 6.6重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点85℃、水酸基当量104) 3.9重量部 式(1)の硬化促進剤 0.3重量部 溶融シリカ粉末 85.9重量部 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 0.5重量部 三酸化アンチモン 1.0重量部 臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂 1.0重量部 カルナバワックス 0.5重量部 カーボンブラック 0.3重量部 をミキサーで常温で混合し、70〜100℃でニーダ
ー、熱ロールで混練し冷却粉砕し成形材料とした。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℃、75kg/cm2、120秒の条件
で80pQFPパッケージ(パッケージサイズは14×
20mm、厚み1.5mm、チップサイズ9×9mm、
金線25μm)を成形し、型開き後10秒後のバコール
硬度(No935)を測定し硬化性の目安とした。発熱
開始温度、発熱ピーク温度は、示差走査熱量計(セイコ
ー電子(株)・製)を用い、試料10mg前後を精秤し、
昇温速度10℃/分で測定した。EMMI−I−66に
準じた金型を用いて、175℃、70kg/cm2、1
20秒で成形した時の流れをスパラルフローとして表示
し、流動性の目安とした。 実施例2,3、比較例1〜3 表1の配合割合で実施例1と同様にして成形材料を作成
した。実施例1と同様にして各特性を評価した。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物を用いることによ
り、流動性、硬化性を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 示差走査熱量計での発熱開始温度及び発熱ピ
ーク温度の1例を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 //(C08K 13/02 3:36 3:22 3:04 5:55)

Claims (1)

    【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、
    式(1)で示される硬化促進剤、無機質充填材及びシラ
    ンカップリング剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物
    が、示差走査熱量計での発熱開始温度が140℃以上
    で、かつ発熱ピーク温度が150〜180℃の特性を有
    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。 【化1】
JP31896296A 1996-11-29 1996-11-29 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Withdrawn JPH10158478A (ja)

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