JPH10176100A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
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- JPH10176100A JPH10176100A JP8354531A JP35453196A JPH10176100A JP H10176100 A JPH10176100 A JP H10176100A JP 8354531 A JP8354531 A JP 8354531A JP 35453196 A JP35453196 A JP 35453196A JP H10176100 A JPH10176100 A JP H10176100A
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- filler
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- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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- H01L23/293—Organic, e.g. plastic
- H01L23/295—Organic, e.g. plastic containing a filler
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を
必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、上記無機
質充填剤の比表面積（ＢＥＴ法）が１．５〜６ｍ2／ｇ
であると共に、この無機質充填剤をビスフェノールＦ型
液状エポキシ樹脂に７５重量％混練した後、２５±０．
０５℃でＥ型粘度計を用いて測定したせん断速度０．６
／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比が３．５以上であ
り、かつ上記無機質充填剤のエポキシ樹脂組成物への充
填量が８０〜９０重量％であり、エポキシ樹脂組成物の
１７５℃における溶融粘度が１５０ポイズ以下であるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【効果】 本発明によれば、マトリックスフレームなど
を成形する場合、充填性に優れ、ボイド、ワイヤー変
形、ダイパッド変形などのない高信頼性の樹脂封止半導
体装置を得ることができる。
必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、上記無機
質充填剤の比表面積（ＢＥＴ法）が１．５〜６ｍ2／ｇ
であると共に、この無機質充填剤をビスフェノールＦ型
液状エポキシ樹脂に７５重量％混練した後、２５±０．
０５℃でＥ型粘度計を用いて測定したせん断速度０．６
／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比が３．５以上であ
り、かつ上記無機質充填剤のエポキシ樹脂組成物への充
填量が８０〜９０重量％であり、エポキシ樹脂組成物の
１７５℃における溶融粘度が１５０ポイズ以下であるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【効果】 本発明によれば、マトリックスフレームなど
を成形する場合、充填性に優れ、ボイド、ワイヤー変
形、ダイパッド変形などのない高信頼性の樹脂封止半導
体装置を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にマトリックス
フレームの封止材として好適なエポキシ樹脂組成物に関
する。
フレームの封止材として好適なエポキシ樹脂組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近の
薄型パッケージ用封止材としてのエポキシ樹脂組成物に
おいては、充填性の向上と低吸水化の両立を図るため非
常に細かな平均粒径が１μｍ以下、望ましくは０．５μ
ｍ以下の充填剤を多量に添加する傾向にある。このため
充填剤全体としての比表面積が従来品に比べて非常に大
きくなり、樹脂と充填剤界面の濡れが著しく悪くなり、
その結果としてエポキシ樹脂組成物の粘度が異常に高く
なって、成形性の低下となってきている。
薄型パッケージ用封止材としてのエポキシ樹脂組成物に
おいては、充填性の向上と低吸水化の両立を図るため非
常に細かな平均粒径が１μｍ以下、望ましくは０．５μ
ｍ以下の充填剤を多量に添加する傾向にある。このため
充填剤全体としての比表面積が従来品に比べて非常に大
きくなり、樹脂と充填剤界面の濡れが著しく悪くなり、
その結果としてエポキシ樹脂組成物の粘度が異常に高く
なって、成形性の低下となってきている。
【０００３】これに対し、本発明者らは、エポキシ樹脂
組成物の充填剤の高充填化と低粘度化のために、０．５
μｍ前後の粒径を持った球状の充填剤を５〜１５重量％
程度配合すれば、充填剤の量も８０〜８５重量％、粘度
も１７５℃で１００〜３００ポイズ程度にすることがで
きることを見出し、既にこの種の充填剤を実用化してい
るが、一方では最近、耐半田リフロー性を改善するた
め、低吸水化を目的に充填剤を高充填化する方向にあ
る。特に充填量を８５重量％以上とする場合、従来より
用いていた球状の充填剤では低せん断領域における粘度
が非常に高くなり、ダイパッド変形やワイヤー変形、場
合によっては断線を引き起こしている。
組成物の充填剤の高充填化と低粘度化のために、０．５
μｍ前後の粒径を持った球状の充填剤を５〜１５重量％
程度配合すれば、充填剤の量も８０〜８５重量％、粘度
も１７５℃で１００〜３００ポイズ程度にすることがで
きることを見出し、既にこの種の充填剤を実用化してい
るが、一方では最近、耐半田リフロー性を改善するた
め、低吸水化を目的に充填剤を高充填化する方向にあ
る。特に充填量を８５重量％以上とする場合、従来より
用いていた球状の充填剤では低せん断領域における粘度
が非常に高くなり、ダイパッド変形やワイヤー変形、場
合によっては断線を引き起こしている。
【０００４】また、無機質充填剤を高充填したエポキシ
樹脂組成物で、１７５℃での溶融粘度が１５０ポイズ以
下、特に１００ポイズ以下の場合、マトリックスフレー
ムを使用し成形すると、樹脂の流動制御が非常に難しい
ため、ファーストキャビティとセカンドキャビティへの
充填性が不均一となり、ボイドやワイヤーの変形が大き
いといった問題点が生じ、従ってこの点の解決が望まれ
た。
樹脂組成物で、１７５℃での溶融粘度が１５０ポイズ以
下、特に１００ポイズ以下の場合、マトリックスフレー
ムを使用し成形すると、樹脂の流動制御が非常に難しい
ため、ファーストキャビティとセカンドキャビティへの
充填性が不均一となり、ボイドやワイヤーの変形が大き
いといった問題点が生じ、従ってこの点の解決が望まれ
た。
【０００５】本発明は上記要望に応えるためになされた
もので、１７５℃での溶融粘度が１５０ポイズ以下であ
って、マトリックスフレームなどを成形した場合に良好
な充填性を示し、ボイドや金線の曲がりなどの不良を引
き起こすことが防止されたエポキシ樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
もので、１７５℃での溶融粘度が１５０ポイズ以下であ
って、マトリックスフレームなどを成形した場合に良好
な充填性を示し、ボイドや金線の曲がりなどの不良を引
き起こすことが防止されたエポキシ樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、この種の問題点を解決すべく鋭意検討した結
果、１７５℃における溶融粘度が１５０ポイズ以下、特
に１００ポイズ以下の低粘度のエポキシ樹脂組成物の場
合、従来の組成物では良好と思われていた無機質充填剤
を用いても問題を解決することができず、従来使用でき
ないと思われていた充填剤が良好であることを見出した
ものである。
発明者は、この種の問題点を解決すべく鋭意検討した結
果、１７５℃における溶融粘度が１５０ポイズ以下、特
に１００ポイズ以下の低粘度のエポキシ樹脂組成物の場
合、従来の組成物では良好と思われていた無機質充填剤
を用いても問題を解決することができず、従来使用でき
ないと思われていた充填剤が良好であることを見出した
ものである。
【０００７】即ち、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、
無機質充填剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物にお
いて、上記無機質充填剤の比表面積（ＢＥＴ法）が１．
５〜６ｍ2／ｇであると共に、この無機質充填剤をビス
フェノールＦ型液状エポキシ樹脂に７５重量％混練した
後、２５±０．０５℃でＥ型粘度計を用いて測定したせ
ん断速度０．６／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比が
３．５以上であり、かつ上記無機質充填剤のエポキシ樹
脂組成物への充填量が８０〜９０重量％であり、エポキ
シ樹脂組成物の１７５℃における溶融粘度が１５０ポイ
ズ以下であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提
供する。
無機質充填剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物にお
いて、上記無機質充填剤の比表面積（ＢＥＴ法）が１．
５〜６ｍ2／ｇであると共に、この無機質充填剤をビス
フェノールＦ型液状エポキシ樹脂に７５重量％混練した
後、２５±０．０５℃でＥ型粘度計を用いて測定したせ
ん断速度０．６／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比が
３．５以上であり、かつ上記無機質充填剤のエポキシ樹
脂組成物への充填量が８０〜９０重量％であり、エポキ
シ樹脂組成物の１７５℃における溶融粘度が１５０ポイ
ズ以下であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提
供する。
【０００８】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記充填
剤の使用により、半導体装置、特にマトリックスフレー
ムを封止した場合、充填性が良好であり、ボイドや金線
の曲がり等の不良が生じ難く、高信頼性の樹脂封止半導
体装置を得ることができる。
剤の使用により、半導体装置、特にマトリックスフレー
ムを封止した場合、充填性が良好であり、ボイドや金線
の曲がり等の不良が生じ難く、高信頼性の樹脂封止半導
体装置を得ることができる。
【０００９】以下、本発明について更に詳細に説明する
と、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤、無機質充填剤を必須成分とする。
と、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤、無機質充填剤を必須成分とする。
【００１０】本発明で使用するエポキシ樹脂としては、
従来から公知の１分子あたり２個以上のエポキシ基を持
ったものであればいかなるものでも使用することができ
るが、特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂、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、ナフ
タレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シ
クロペンタジエン型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹
脂などが使用される。これらエポキシ樹脂の中でもナフ
タレン型エポキシ樹脂や下記構造式で示される液晶構造
を有するビフェニル型エポキシ樹脂が望ましい。
従来から公知の１分子あたり２個以上のエポキシ基を持
ったものであればいかなるものでも使用することができ
るが、特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂、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、ナフ
タレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シ
クロペンタジエン型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹
脂などが使用される。これらエポキシ樹脂の中でもナフ
タレン型エポキシ樹脂や下記構造式で示される液晶構造
を有するビフェニル型エポキシ樹脂が望ましい。
【００１１】
【化１】
【００１２】これらエポキシ樹脂中の全塩素含有量は
１，５００ｐｐｍ以下、望ましくは１，０００ｐｐｍ以
下であることが好ましい。また、１２０℃で５０重量％
エポキシ樹脂濃度における２０時間での抽出水塩素が５
ｐｐｍ以下であることが好ましい。全塩素含有量が１，
５００ｐｐｍを超え、抽出水塩素が５ｐｐｍを超える
と、半導体の耐湿信頼性が低下するおそれがある。
１，５００ｐｐｍ以下、望ましくは１，０００ｐｐｍ以
下であることが好ましい。また、１２０℃で５０重量％
エポキシ樹脂濃度における２０時間での抽出水塩素が５
ｐｐｍ以下であることが好ましい。全塩素含有量が１，
５００ｐｐｍを超え、抽出水塩素が５ｐｐｍを超える
と、半導体の耐湿信頼性が低下するおそれがある。
【００１３】硬化剤としては、特に制限されず、エポキ
シ樹脂の硬化剤として知られたいずれのものを使用して
もよいが、フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂
としては、１分子中にフェノール性の水酸基が２個以上
あればいかなるものでも使用可能であるが、特に、フェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ナフタレン型フェノール樹
脂、シクロペンタジエン型フェノール樹脂やトリフェノ
ールアルカン型のフェノール樹脂などが使用される。
シ樹脂の硬化剤として知られたいずれのものを使用して
もよいが、フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂
としては、１分子中にフェノール性の水酸基が２個以上
あればいかなるものでも使用可能であるが、特に、フェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ナフタレン型フェノール樹
脂、シクロペンタジエン型フェノール樹脂やトリフェノ
ールアルカン型のフェノール樹脂などが使用される。
【００１４】フェノール樹脂もエポキシ樹脂同様、１２
０℃の温度で抽出される塩素イオンやナトリウムイオン
などはいずれも１０ｐｐｍ以下、望ましくは５ｐｐｍ以
下であることが好ましい。
０℃の温度で抽出される塩素イオンやナトリウムイオン
などはいずれも１０ｐｐｍ以下、望ましくは５ｐｐｍ以
下であることが好ましい。
【００１５】エポキシ樹脂とフェノール樹脂の混合割合
は、エポキシ基１モルに対しフェノール性水酸基が０．
５〜１．６モル、望ましくは０．６〜１．４モルであ
る。０．５モル未満では水酸基が不足し、エポキシ基の
単独重合の割合が多くなり、ガラス転移温度が低くなる
場合がある。また、１．６モルを超えるとフェノール性
水酸基の比率が高くなり、反応性が低下するほか、架橋
密度が低く十分な強度が得られないものとなる場合があ
る。
は、エポキシ基１モルに対しフェノール性水酸基が０．
５〜１．６モル、望ましくは０．６〜１．４モルであ
る。０．５モル未満では水酸基が不足し、エポキシ基の
単独重合の割合が多くなり、ガラス転移温度が低くなる
場合がある。また、１．６モルを超えるとフェノール性
水酸基の比率が高くなり、反応性が低下するほか、架橋
密度が低く十分な強度が得られないものとなる場合があ
る。
【００１６】なお、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤として
はリン系、イミダゾール誘導体、シクロアミジン系誘導
体などを使用することができる。硬化促進剤の量として
は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計量１００重量
部に対し０．０１〜１０重量部であることが好ましい。
硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤として
はリン系、イミダゾール誘導体、シクロアミジン系誘導
体などを使用することができる。硬化促進剤の量として
は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計量１００重量
部に対し０．０１〜１０重量部であることが好ましい。
【００１７】次に、本発明において、無機質充填剤とし
ては、無機質充填剤全体の比表面積（ＢＥＴ法）が１．
５〜６ｍ2／ｇであると共に、この無機質充填剤全体を
ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂に７５重量％混練
した後、２５±０．０５℃でＥ型粘度計を用いて測定し
たせん断速度０．６／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比
が３．５以上であるものを使用する。
ては、無機質充填剤全体の比表面積（ＢＥＴ法）が１．
５〜６ｍ2／ｇであると共に、この無機質充填剤全体を
ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂に７５重量％混練
した後、２５±０．０５℃でＥ型粘度計を用いて測定し
たせん断速度０．６／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比
が３．５以上であるものを使用する。
【００１８】上記比表面積が１．５ｍ2／ｇより小さい
と、低せん断領域で粘度が低くなりすぎて、エポキシ樹
脂組成物の流動性をコントロールすることができなくな
り、６ｍ2／ｇより大きいと逆に粘度が高くなりすぎて
流動性が低下し、金線やダイパッドの変形を招くことに
なる。なお、より好ましい比表面積の範囲は２．５〜５
ｍ2／ｇである。
と、低せん断領域で粘度が低くなりすぎて、エポキシ樹
脂組成物の流動性をコントロールすることができなくな
り、６ｍ2／ｇより大きいと逆に粘度が高くなりすぎて
流動性が低下し、金線やダイパッドの変形を招くことに
なる。なお、より好ましい比表面積の範囲は２．５〜５
ｍ2／ｇである。
【００１９】また、上記粘度比が３．５より低いと、キ
ャビティ中を流動する際ゲート出口から乱流となって流
入するばかりか、マトリックスフレーム使用時には第一
キャビティと第二キャビティに対する同時注入が困難と
なる。この結果、成形流動バランスが崩れ、ワイヤー変
形やダイパッドシフトを引き起こす結果となる。なお、
上記粘度比のより好ましい値は３．６以上、特に３．７
以上である。この場合、粘度比の上限は特に制限されな
いが、通常６．５である。
ャビティ中を流動する際ゲート出口から乱流となって流
入するばかりか、マトリックスフレーム使用時には第一
キャビティと第二キャビティに対する同時注入が困難と
なる。この結果、成形流動バランスが崩れ、ワイヤー変
形やダイパッドシフトを引き起こす結果となる。なお、
上記粘度比のより好ましい値は３．６以上、特に３．７
以上である。この場合、粘度比の上限は特に制限されな
いが、通常６．５である。
【００２０】ここで、この粘度比の測定に用いるビスフ
ェノールＦ型液状エポキシ樹脂として具体的には、室温
（２５℃）での粘度（例えばガードナーホルト法などに
よる）が３０〜４０ポイズのビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂であって、商品名として油化シェルエポキシ
（株）製のエピコート８０７が使用される。
ェノールＦ型液状エポキシ樹脂として具体的には、室温
（２５℃）での粘度（例えばガードナーホルト法などに
よる）が３０〜４０ポイズのビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂であって、商品名として油化シェルエポキシ
（株）製のエピコート８０７が使用される。
【００２１】なお、上記測定を行い、充填剤を評価する
場合、実際に用いる充填剤について評価を行う。例え
ば、半導体封止に用いる充填剤は、通常シランカップリ
ング剤などにより表面処理されているものが多く、この
ためこのように表面処理された充填剤を使用する場合、
上記測定は表面処理された充填剤にて行うことが有効で
ある。
場合、実際に用いる充填剤について評価を行う。例え
ば、半導体封止に用いる充填剤は、通常シランカップリ
ング剤などにより表面処理されているものが多く、この
ためこのように表面処理された充填剤を使用する場合、
上記測定は表面処理された充填剤にて行うことが有効で
ある。
【００２２】本発明に使用される充填剤としては、ボー
ルミルなどで粉砕した溶融シリカや火炎溶融することで
得られる球状シリカ、ゾルゲル法などで製造される球状
シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、
窒化アルミ、窒化ケイ素、マグネシア、マグネシウムシ
リケートなどが挙げられる。半導体素子が発熱の大きい
素子の場合、熱伝導率ができるだけ大きくかつ膨張係数
の小さなアルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、
窒化ケイ素などを充填剤として使用することが望まし
い。また、溶融シリカなどとブレンドして使用してもよ
い。
ルミルなどで粉砕した溶融シリカや火炎溶融することで
得られる球状シリカ、ゾルゲル法などで製造される球状
シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、
窒化アルミ、窒化ケイ素、マグネシア、マグネシウムシ
リケートなどが挙げられる。半導体素子が発熱の大きい
素子の場合、熱伝導率ができるだけ大きくかつ膨張係数
の小さなアルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、
窒化ケイ素などを充填剤として使用することが望まし
い。また、溶融シリカなどとブレンドして使用してもよ
い。
【００２３】また、アエロジルのような超微粉シリカも
使用することができる。従来、アエロジルで代表される
乾式あるいは湿式の比表面積が１００〜３００ｍ2／ｇ
と非常に大きな超微粉シリカが主にバリ止め対策として
破砕シリカに数％添加され使用されている。しかし、本
組成物のようなシリカ高充填系においては単独にアエロ
ジルのような超微粉シリカを使用すると流動性が著しく
低下する。しかし、微粉領域の粒度分布を調整すること
で流動特性に問題を起こすようなことがなくなる。
使用することができる。従来、アエロジルで代表される
乾式あるいは湿式の比表面積が１００〜３００ｍ2／ｇ
と非常に大きな超微粉シリカが主にバリ止め対策として
破砕シリカに数％添加され使用されている。しかし、本
組成物のようなシリカ高充填系においては単独にアエロ
ジルのような超微粉シリカを使用すると流動性が著しく
低下する。しかし、微粉領域の粒度分布を調整すること
で流動特性に問題を起こすようなことがなくなる。
【００２４】なお、充填剤の形状には特に限定はなく、
フレーク状、樹枝状、球状等の充填剤を単独で又は混合
して用いることができる。中でも球状のものが低粘度
化、高充填化には最も望ましいものである。
フレーク状、樹枝状、球状等の充填剤を単独で又は混合
して用いることができる。中でも球状のものが低粘度
化、高充填化には最も望ましいものである。
【００２５】本発明において、充填剤としてはレーザー
回折式粒度分布計による平均粒径が４〜３０μｍ、望ま
しくは１０〜２５μｍであり、かつ充填剤中の１０〜４
０重量％が３μｍ以下の微細な粒径の無機質充填剤であ
って、最大粒径が１００μｍ以下、より望ましくは最大
粒径が７４μｍ以下の粒度分布をもち、比表面積が上述
した通り１．５〜６ｍ2／ｇ、望ましくは２．５〜５ｍ2
／ｇであるものが望ましい。各種充填剤を混合した無機
質充填剤の平均粒径が４μｍ未満では、粘度が高くなり
多量に充填できず、一方３０μｍを超えると、粗い粒径
が多くなり、ゲート詰まりとなる場合が生じる。また、
３μｍ以下の充填剤が１０重量％未満では最密充填化が
不十分のため十分に組成物の溶融粘度が低下せず、また
４０重量％を超えると微粉が多くなりすぎて樹脂と充填
剤界面が十分に濡れないため、逆に組成物の粘度が高く
なってしまうおそれがある。望ましくは１０〜３０重量
％の範囲で３μｍ以下の充填剤が含まれることがよい。
回折式粒度分布計による平均粒径が４〜３０μｍ、望ま
しくは１０〜２５μｍであり、かつ充填剤中の１０〜４
０重量％が３μｍ以下の微細な粒径の無機質充填剤であ
って、最大粒径が１００μｍ以下、より望ましくは最大
粒径が７４μｍ以下の粒度分布をもち、比表面積が上述
した通り１．５〜６ｍ2／ｇ、望ましくは２．５〜５ｍ2
／ｇであるものが望ましい。各種充填剤を混合した無機
質充填剤の平均粒径が４μｍ未満では、粘度が高くなり
多量に充填できず、一方３０μｍを超えると、粗い粒径
が多くなり、ゲート詰まりとなる場合が生じる。また、
３μｍ以下の充填剤が１０重量％未満では最密充填化が
不十分のため十分に組成物の溶融粘度が低下せず、また
４０重量％を超えると微粉が多くなりすぎて樹脂と充填
剤界面が十分に濡れないため、逆に組成物の粘度が高く
なってしまうおそれがある。望ましくは１０〜３０重量
％の範囲で３μｍ以下の充填剤が含まれることがよい。
【００２６】ここで、本発明においては、充填剤の最密
充填化とチキソ性付与による組成物の低粘度化と樹脂組
成物の流動性制御に平均粒径３μｍから超微粉シリカに
至る充填剤が非常に重要な役割を演ずる。より望ましい
平均粒径３μｍ以下の充填剤は、アエロジルに代表され
る比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇの超微粉シリカと、
平均粒径が０．０５〜０．３μｍの微粉の充填剤と、平
均粒径が０．５〜３μｍの充填剤を適宜混合して用い
る。平均粒径が０．０５〜０．３μｍの充填剤は比表面
積が１０〜４０ｍ2／ｇで、球状が望ましい。より望ま
しい充填剤の比表面積は１５〜４０ｍ2／ｇである。ま
た、０．５〜３μｍの充填剤も球状が望ましく、比表面
積が５〜４０ｍ2／ｇのものがよい。より望ましい充填
剤の比表面積は５〜３０ｍ2／ｇである。これら微粉シ
リカの混合量としては超微粉シリカが０〜５重量％、平
均粒径０．０５〜０．３μｍのシリカが１〜１５重量
％、平均粒径０．５〜３μｍのシリカが５〜２０重量％
である。
充填化とチキソ性付与による組成物の低粘度化と樹脂組
成物の流動性制御に平均粒径３μｍから超微粉シリカに
至る充填剤が非常に重要な役割を演ずる。より望ましい
平均粒径３μｍ以下の充填剤は、アエロジルに代表され
る比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇの超微粉シリカと、
平均粒径が０．０５〜０．３μｍの微粉の充填剤と、平
均粒径が０．５〜３μｍの充填剤を適宜混合して用い
る。平均粒径が０．０５〜０．３μｍの充填剤は比表面
積が１０〜４０ｍ2／ｇで、球状が望ましい。より望ま
しい充填剤の比表面積は１５〜４０ｍ2／ｇである。ま
た、０．５〜３μｍの充填剤も球状が望ましく、比表面
積が５〜４０ｍ2／ｇのものがよい。より望ましい充填
剤の比表面積は５〜３０ｍ2／ｇである。これら微粉シ
リカの混合量としては超微粉シリカが０〜５重量％、平
均粒径０．０５〜０．３μｍのシリカが１〜１５重量
％、平均粒径０．５〜３μｍのシリカが５〜２０重量％
である。
【００２７】なお、本発明では樹脂と充填剤界面の濡れ
が不十分となり、粘度が著しく高く、粘度比の変動が大
きくなる場合がある。この粘度比は平均粒径０．５μｍ
以下、特に超微粉のアエロジル〜０．３μｍの微細充填
剤によって影響される。この領域の充填剤は容易に振動
等で凝集し易い性質を持っており、二次凝集しているよ
うな場合は影響が特に顕著になる。この二次凝集を防止
したり、樹脂と充填剤界面を十分に濡らすため、予め樹
脂と混練したり、予めボールミル等の混合装置を用い、
他の充填剤と均一に混合した後、使用することがよい。
が不十分となり、粘度が著しく高く、粘度比の変動が大
きくなる場合がある。この粘度比は平均粒径０．５μｍ
以下、特に超微粉のアエロジル〜０．３μｍの微細充填
剤によって影響される。この領域の充填剤は容易に振動
等で凝集し易い性質を持っており、二次凝集しているよ
うな場合は影響が特に顕著になる。この二次凝集を防止
したり、樹脂と充填剤界面を十分に濡らすため、予め樹
脂と混練したり、予めボールミル等の混合装置を用い、
他の充填剤と均一に混合した後、使用することがよい。
【００２８】本発明の無機質充填剤の配合量は、エポキ
シ樹脂組成物全体の８０〜９０重量％である。なお、通
常無機質充填剤の使用量は、エポキシ樹脂と硬化剤の総
量１００重量部に対し４００〜１，０００重量部であ
る。４００重量部未満では、膨張係数を十分に下げるこ
とができない上、吸水率も多くなり、半田リフローの際
の温度でパッケージにクラックが入ってしまう場合があ
る。一方、１，０００重量部を超えると粘度が高くなり
すぎ、成形できなくなってしまう場合がある。
シ樹脂組成物全体の８０〜９０重量％である。なお、通
常無機質充填剤の使用量は、エポキシ樹脂と硬化剤の総
量１００重量部に対し４００〜１，０００重量部であ
る。４００重量部未満では、膨張係数を十分に下げるこ
とができない上、吸水率も多くなり、半田リフローの際
の温度でパッケージにクラックが入ってしまう場合があ
る。一方、１，０００重量部を超えると粘度が高くなり
すぎ、成形できなくなってしまう場合がある。
【００２９】なお、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
従来から公知のシリコーンゴムやゲルなどの粉末、シリ
コーン変性エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メタクリル
酸メチル−ブタジエン−スチレンよりなる熱可塑性樹脂
などを低応力化剤として添加してもよい。
従来から公知のシリコーンゴムやゲルなどの粉末、シリ
コーン変性エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メタクリル
酸メチル−ブタジエン−スチレンよりなる熱可塑性樹脂
などを低応力化剤として添加してもよい。
【００３０】更に、難燃化のため臭素化エポキシ樹脂や
酸化アンチモンなどを添加することもできる。粘度を下
げる目的のために、従来より公知のｎ−ブチルグリシジ
ルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、スチレンオ
キサイド、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジ
シクロペンタジエンジエポキシド、フェノール、クレゾ
ール、ｔ−ブチルフェノールのような希釈剤を添加する
ことができる。また、シランカップリング剤、チタン系
カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などの
カップリング剤やカーボンブラックなどの着色剤、ノニ
オン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーンオ
イルなどの濡れ向上剤や消泡剤なども場合によっては添
加することができる。
酸化アンチモンなどを添加することもできる。粘度を下
げる目的のために、従来より公知のｎ−ブチルグリシジ
ルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、スチレンオ
キサイド、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジ
シクロペンタジエンジエポキシド、フェノール、クレゾ
ール、ｔ−ブチルフェノールのような希釈剤を添加する
ことができる。また、シランカップリング剤、チタン系
カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などの
カップリング剤やカーボンブラックなどの着色剤、ノニ
オン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーンオ
イルなどの濡れ向上剤や消泡剤なども場合によっては添
加することができる。
【００３１】本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法と
しては、上記した諸原料を高速混合機などを用い、均一
に混合した後、二本ロールや連続混練装置などで十分混
練すればよい。混練温度としては５０〜１１０℃が望ま
しい。混練後、薄くシート化し、冷却、粉砕することで
エポキシ樹脂組成物を製造することができる。
しては、上記した諸原料を高速混合機などを用い、均一
に混合した後、二本ロールや連続混練装置などで十分混
練すればよい。混練温度としては５０〜１１０℃が望ま
しい。混練後、薄くシート化し、冷却、粉砕することで
エポキシ樹脂組成物を製造することができる。
【００３２】本発明のエポキシ樹脂組成物は、１７５℃
における溶融粘度が高化式フローテスターによる測定法
で１５０ポイズ以下、好ましくは１００ポイズ以下であ
る。１５０ポイズより高粘度であると、成形時に金線が
流れたり、ダイパッドが傾いたりする不具合が生ずる。
なお、上記溶融粘度の下限は特に限定されないが、通常
５０ポイズである。
における溶融粘度が高化式フローテスターによる測定法
で１５０ポイズ以下、好ましくは１００ポイズ以下であ
る。１５０ポイズより高粘度であると、成形時に金線が
流れたり、ダイパッドが傾いたりする不具合が生ずる。
なお、上記溶融粘度の下限は特に限定されないが、通常
５０ポイズである。
【００３３】本発明のエポキシ樹脂組成物は、一般成形
材料として使用することもできるが、半導体装置、例え
ばＴＱＦＰ、ＴＳＯＰ、ＱＦＰなどの多ピン薄型パッケ
ージ、特にマトリックスフレームを使用した半導体装置
の封止材として好適に用いられる。この場合、成形はト
ランスファー成形法などによって行うことができ、また
成形条件としては１６５〜１８５℃、１〜２分の条件を
採用することができる。
材料として使用することもできるが、半導体装置、例え
ばＴＱＦＰ、ＴＳＯＰ、ＱＦＰなどの多ピン薄型パッケ
ージ、特にマトリックスフレームを使用した半導体装置
の封止材として好適に用いられる。この場合、成形はト
ランスファー成形法などによって行うことができ、また
成形条件としては１６５〜１８５℃、１〜２分の条件を
採用することができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、マトリックスフレーム
などを成形する場合、充填性に優れ、ボイド、ワイヤー
変形、ダイパッド変形などのない高信頼性の樹脂封止半
導体装置を得ることができる。
などを成形する場合、充填性に優れ、ボイド、ワイヤー
変形、ダイパッド変形などのない高信頼性の樹脂封止半
導体装置を得ることができる。
【００３５】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【００３６】〔実施例１〜５，比較例１〜３〕表１に示
される充填剤Ａ〜Ｈを表１に示した各種シリカを混合す
ることで作成した。これら充填剤はすべて充填剤の０．
５重量％のＫＢＭ４０３（信越化学工業（株）製）で表
面処理した後、充填剤の特性を調査した。また、この充
填剤Ａ〜Ｈを表２の配合で混合、混練することで８種の
エポキシ樹脂組成物を作成した。更に、この樹脂組成物
を用い、各種評価を行った。その結果を表２に示す。
される充填剤Ａ〜Ｈを表１に示した各種シリカを混合す
ることで作成した。これら充填剤はすべて充填剤の０．
５重量％のＫＢＭ４０３（信越化学工業（株）製）で表
面処理した後、充填剤の特性を調査した。また、この充
填剤Ａ〜Ｈを表２の配合で混合、混練することで８種の
エポキシ樹脂組成物を作成した。更に、この樹脂組成物
を用い、各種評価を行った。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表１】 超微粉シリカ：比表面積２００ｍ2／ｇのシラザン処理
アエロジル 球状シリカＡ：平均粒径０．１μｍ，比表面積２８ｍ2
／ｇ 球状シリカＢ：平均粒径０．７μｍ，比表面積６．５ｍ
2／ｇ 球状シリカＣ：平均粒径２．５μｍ，比表面積２８ｍ2
／ｇ 球状シリカＤ：平均粒径２７μｍ，比表面積１．０ｍ2
／ｇ 球状シリカＥ：平均粒径２５μｍ，比表面積１．７ｍ2
／ｇ 球状シリカＦ：平均粒径２１μｍ，比表面積０．７ｍ2
／ｇ
アエロジル 球状シリカＡ：平均粒径０．１μｍ，比表面積２８ｍ2
／ｇ 球状シリカＢ：平均粒径０．７μｍ，比表面積６．５ｍ
2／ｇ 球状シリカＣ：平均粒径２．５μｍ，比表面積２８ｍ2
／ｇ 球状シリカＤ：平均粒径２７μｍ，比表面積１．０ｍ2
／ｇ 球状シリカＥ：平均粒径２５μｍ，比表面積１．７ｍ2
／ｇ 球状シリカＦ：平均粒径２１μｍ，比表面積０．７ｍ2
／ｇ
【００３８】なお、物性測定は下記方法により行った。 粒度分布及び平均粒径：シーラスレーザータイプ９２０
の粒度分布測定装置を用い、粒度分布を測定した。 比表面積：上記比率で混合した充填剤の比表面積を比表
面積測定装置で測定した。 粘度比：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂エピコート８
０７（油化シェルエポキシ社製）１ｇと充填剤３ｇを秤
とり、ガラスシャーレ上で十分に混練した後、ローター
コーンとしてＲ−Ｕを備えたＥ型粘度計（東機産業製）
を用い、２５℃±０．０５℃でせん断速度０．６／ｓｅ
ｃと１０／ｓｅｃで粘度を測定し、その比率をとった。
の粒度分布測定装置を用い、粒度分布を測定した。 比表面積：上記比率で混合した充填剤の比表面積を比表
面積測定装置で測定した。 粘度比：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂エピコート８
０７（油化シェルエポキシ社製）１ｇと充填剤３ｇを秤
とり、ガラスシャーレ上で十分に混練した後、ローター
コーンとしてＲ−Ｕを備えたＥ型粘度計（東機産業製）
を用い、２５℃±０．０５℃でせん断速度０．６／ｓｅ
ｃと１０／ｓｅｃで粘度を測定し、その比率をとった。
【００３９】
【表２】
【００４０】
【化２】
【００４１】物性測定は下記方法によった。 スパイラルフロー：成形温度１７５℃、成形圧力７０ｋ
ｇ／ｃｍ2 でトランスファー成形することでスパイラル
フローを測定した。 ゲル化時間：１７５℃の熱板でエポキシ樹脂組成物がゲ
ルになるまでの時間を測定した。 溶融粘度：高化式フローテスターを用い、１０ｋｇの加
圧下、直径１ｍｍのノズルを用い、温度１７５℃で粘度
を測定した。 内部ボイド及び外部ボイド：２連のＱＦＰマトリックス
フレーム（サンプル数＝１０）を用い、成形温度１７５
℃、成形圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 でマルチプランジャー装
置を使用し、トランスファー成形した。成形したパッケ
ージの成形不具合を確認するため、超音波探傷装置を用
い、内部ボイドの数を数えた。また、外部ボイドは目視
観察することでボイドの数を数えた。ボイドの数は１０
サンプルの合計数である。また、ワイヤー変形は上記で
成形したＱＦＰパッケージ軟Ｘ線装置を用いて調べ、変
形の有無を確認した。ダイパッド変形については、パッ
ケージを切断し、ダイパッドの変形状態を観察した。
ｇ／ｃｍ2 でトランスファー成形することでスパイラル
フローを測定した。 ゲル化時間：１７５℃の熱板でエポキシ樹脂組成物がゲ
ルになるまでの時間を測定した。 溶融粘度：高化式フローテスターを用い、１０ｋｇの加
圧下、直径１ｍｍのノズルを用い、温度１７５℃で粘度
を測定した。 内部ボイド及び外部ボイド：２連のＱＦＰマトリックス
フレーム（サンプル数＝１０）を用い、成形温度１７５
℃、成形圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 でマルチプランジャー装
置を使用し、トランスファー成形した。成形したパッケ
ージの成形不具合を確認するため、超音波探傷装置を用
い、内部ボイドの数を数えた。また、外部ボイドは目視
観察することでボイドの数を数えた。ボイドの数は１０
サンプルの合計数である。また、ワイヤー変形は上記で
成形したＱＦＰパッケージ軟Ｘ線装置を用いて調べ、変
形の有無を確認した。ダイパッド変形については、パッ
ケージを切断し、ダイパッドの変形状態を観察した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井野 茂樹 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 富吉 和俊 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を
必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、上記無機
質充填剤の比表面積（ＢＥＴ法）が１．５〜６ｍ2／ｇ
であると共に、この無機質充填剤をビスフェノールＦ型
液状エポキシ樹脂に７５重量％混練した後、２５±０．
０５℃でＥ型粘度計を用いて測定したせん断速度０．６
／ｓｅｃと１０／ｓｅｃでの粘度比が３．５以上であ
り、かつ上記無機質充填剤のエポキシ樹脂組成物への充
填量が８０〜９０重量％であり、エポキシ樹脂組成物の
１７５℃における溶融粘度が１５０ポイズ以下であるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 マトリックスフレームの封止用である請
求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35453196A JP3821173B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | エポキシ樹脂組成物 |
| KR1019970069936A KR100497456B1 (ko) | 1996-12-19 | 1997-12-17 | 에폭시수지조성물 |
| US08/993,867 US6001901A (en) | 1996-12-19 | 1997-12-18 | Epoxy resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35453196A JP3821173B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176100A true JPH10176100A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3821173B2 JP3821173B2 (ja) | 2006-09-13 |
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ID=18438182
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35453196A Expired - Fee Related JP3821173B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | エポキシ樹脂組成物 |
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|---|---|
| US (1) | US6001901A (ja) |
| JP (1) | JP3821173B2 (ja) |
| KR (1) | KR100497456B1 (ja) |
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| KR20170013195A (ko) | 2014-07-18 | 2017-02-06 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | 반도체 소자 보호용 재료 및 반도체 장치 |
| JP2017039804A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 積水化学工業株式会社 | 硬化体及び半導体装置 |
| KR20180013842A (ko) | 2015-08-17 | 2018-02-07 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 반도체 소자 보호용 재료 |
| KR101927632B1 (ko) * | 2017-08-01 | 2019-02-20 | 주식회사 케이씨씨 | 에폭시 수지 조성물 및 이를 포함하는 반도체 장치 |
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| KR101033044B1 (ko) * | 2009-12-30 | 2011-05-09 | 제일모직주식회사 | 반도체용 접착 조성물 및 이를 포함하는 다이 접착 필름 |
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- 1996-12-19 JP JP35453196A patent/JP3821173B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1997-12-17 KR KR1019970069936A patent/KR100497456B1/ko not_active IP Right Cessation
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